JP5083171B2 - Internal combustion engine start control device - Google Patents
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Description
本発明は、原動機として内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリット車両に関するものであり、特に、デュアルクラッチ式変速機を備えるハイブリット車両の内燃機関始動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator as a prime mover, and more particularly to an internal combustion engine start control device for a hybrid vehicle including a dual clutch transmission.
近年、自動車の原動機としてエンジン、つまり、内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリット車両が提案されている。例えば、特許文献1には、原動機として、内燃機関とモータジェネレータを備え、変速機として、第1群の変速段で構成される第1変速機構と、第1群以外の変速段である第2群の変速段で構成される第2変速機構との2つの変速機構を備え、さらに、第1変速機構の入力軸(以下、第1入力軸と記す)と、内燃機関の出力軸(以下、機関出力軸と記す)とを係合可能な第1クラッチと、第2変速機構の入力軸(以下、第2入力軸と記す)と機関出力軸とを係合可能な第2クラッチとを備え、これら2つのクラッチを交互につなぎ替えることで変速を行う、いわゆるデュアルクラッチ式変速機を備えるハイブリット車両が記載されている。特許文献1に記載のデュアルクラッチ式変速機は、2つの入力軸にそれぞれモータジェネレータが接続されている。
In recent years, a hybrid vehicle including an engine, that is, an internal combustion engine and a motor generator has been proposed as a prime mover of an automobile. For example,
また、ハイブリット車両では、エンジン始動前に、モータの回転力をエンジンに伝達し、一定回転数でエンジンを回転させた後に、エンジンを始動する方式がある。例えば、特許文献2には、エンジンの初爆トルク伝達による駆動力変動を抑制できるハイブリット車両として、エンジン始動時、エンジンクラッチのモータ側回転数であるクラッチ入力回転数以下となる目標回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段を備え、統合コントローラは、実エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するようなエンジンクラッチの油圧指令値を設定するハイブリット車両が記載されている。また、特許文献2には、目標エンジン回転数に、エンジンダンパやエンジンマウント等の共振周波数領域となる回転数を避けた値に設定することで、エンジン始動時の車体振動を抑制できることが記載されている。 Further, in the hybrid vehicle, there is a system in which the rotational force of the motor is transmitted to the engine before the engine is started and the engine is started after the engine is rotated at a constant rotational speed. For example, in Patent Document 2, as a hybrid vehicle that can suppress fluctuations in driving force due to the initial explosion torque transmission of the engine, a target rotational speed that is equal to or lower than the clutch input rotational speed that is the motor-side rotational speed of the engine clutch is set when the engine is started There is described a hybrid vehicle that includes a target engine speed setting means that sets an oil pressure command value of an engine clutch such that the actual engine speed follows the target engine speed. Patent Document 2 describes that the vehicle body vibration at the time of engine start can be suppressed by setting the target engine rotation speed to a value that avoids the rotation speed in the resonance frequency region such as the engine damper or the engine mount. ing.
特許文献1に記載されているように、デュアルクラッチ式変速機を用いることで、機械的駆動力の伝達の途切れをなくすことができ、駆動力を効率よく伝達することができる。また、特許文献2に記載されているように、エンジン始動時のエンジン回転数を設定することで、エンジンの初爆トルクによる駆動力変動を抑制できる。
As described in
しかしながら、特許文献2に記載の装置は、駆動力変動を抑制することはできるが、始動時のエネルギ損失を小さくすることができないという問題がある。また、特許文献2では、共振周波数領域となる回転数を避けた値をエンジン回転数としているが、エンジンの回転数を共振周波数以下としてしまうと、その後エンジンの回転数を増加させたときに共振周波数領域で回転することになり、振動を十分に抑制することができないことがあるという問題もある。 However, although the device described in Patent Document 2 can suppress fluctuations in driving force, there is a problem that energy loss at the time of starting cannot be reduced. Further, in Patent Document 2, the engine speed is a value that avoids the rotational speed in the resonance frequency region. However, if the engine speed is made less than or equal to the resonant frequency, resonance occurs when the engine speed is subsequently increased. There is also a problem that the vibration may not be sufficiently suppressed because it rotates in the frequency domain.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、効率よくかつ振動の発生を抑制して、内燃機関を始動させることができるハイブリット車両の内燃機関始動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine start control device for a hybrid vehicle that can start an internal combustion engine efficiently and while suppressing the occurrence of vibration. .
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機関出力軸から動力を出力する内燃機関と、機械的動力を出力する原動機機能及び発電機としての機能を備えるモータジェネレータと、前記機関出力軸からの動力を第1入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸及び前記モータジェネレータのロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、前記第1変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、前記第2変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの係合/解放状態との切り替えと、前記第1変速機構及び前記第2変速機構におけるギヤ段の選択とを制御可能な制御手段と、を備えるハイブリッド車両の前記内燃機関の始動を制御する内燃機関始動制御装置であって、前記内燃機関の始動要求が発生しているかを検出する要求検出手段と、前記要求検出手段が、前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行時に前記始動要求が発生していることを検出したら、前記制御手段により、前記第1クラッチと、前記第2クラッチとを交互に係合させ前記機関出力軸を回転させた後に、前記内燃機関での燃料の燃焼を開始させる始動制御手段と、を有し、前記始動制御手段は、高速走行に利用するギヤ段が選択された変速機構側のクラッチを係合させた後、前記高速走行に利用するギヤ段よりも低速の走行に利用するギヤ段が選択された変速機構側のクラッチを係合させること特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an internal combustion engine that outputs power from an engine output shaft, a motor generator that functions as a prime mover that outputs mechanical power and a function as a generator, A first transmission mechanism that receives power from the engine output shaft at a first input shaft, changes speed by any one of a plurality of gear stages, and transmits it to drive wheels; the engine output shaft; A second shift that can receive mechanical power from the rotor of the motor generator by a second input shaft that engages with the rotor, shifts by any one of a plurality of gears, and transmits it to the drive wheels. A mechanism, a first clutch provided corresponding to a gear stage of the first transmission mechanism, and capable of engaging the engine output shaft and the first input shaft, and a gear stage of the second transmission mechanism. The engine output shaft and the engine A second clutch capable of engaging with two input shafts, switching between an engaged / released state of the first clutch and the second clutch, and selection of gear stages in the first transmission mechanism and the second transmission mechanism An internal combustion engine start control device for controlling the start of the internal combustion engine of a hybrid vehicle comprising: a request detection means for detecting whether a start request for the internal combustion engine is generated; When the request detection means detects that the start request is generated during traveling by only the driving force of the motor generator, the control means alternately engages the first clutch and the second clutch. Start control means for starting combustion of fuel in the internal combustion engine after rotating the engine output shaft, and the start control means selects a gear stage used for high-speed running. After engaging the speed change mechanism side of the clutch, which is characterized by engaging the clutch of the transmission mechanism side gear is selected to be used for low-speed travel than gear to be used for the high speed running.
ここで、前記始動制御手段は、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段の中から、ギヤ段を選択することが好ましい。 Here, the start control means includes a gear stage used for transmission of the driving force of the motor generator or a gear stage of a speed change mechanism not used for transmission of the driving force of the motor generator. It is preferred to select the stage.
また、前記始動制御手段は、前記機関出力軸と係合していないクラッチの係合にかかる時間と、前記機関出力軸と係合しているクラッチの解放にかかる時間と、内燃機関回転数が前記機関出力軸と係合している入力軸の回転数以上となるタイミングとを検出し、内燃機関回転数が入力軸の回転数以上となる前に前記機関出力軸と係合されているクラッチを解放させ、前記機関出力軸と係合していないクラッチを前記機関出力軸に係合させることが好ましい。 Further, the start control means is configured so that the time required for engaging a clutch that is not engaged with the engine output shaft, the time required for releasing the clutch engaged with the engine output shaft, A clutch that is engaged with the engine output shaft before detecting the timing at which the rotational speed of the input shaft engaged with the engine output shaft becomes equal to or higher than the rotational speed of the input shaft. It is preferable that the clutch that is not engaged with the engine output shaft is engaged with the engine output shaft.
また、前記始動制御手段は、一方のクラッチを解放状態から半係合状態にさせつつ、他方のクラッチを半係合状態から解放状態にして、前記第1クラッチと前記第2クラッチとを交互に係合させることが好ましい。 In addition, the start control means alternately turns the first clutch and the second clutch while changing one clutch from the released state to the half-engaged state and the other clutch from the half-engaged state to the released state. It is preferable to engage.
また、前記始動制御手段は、前記始動要求が発生していることを検出したら、検出時の車速とするために必要な前記機関出力軸の回転速度が車両の共振周波数帯以上で、かつ最も高いギヤ段が備えられる変速機構の軸側のクラッチを後に、もう一方の変速機構の軸側のクラッチを先に、という順番にてクラッチを交互に係合させることが好ましい。 In addition, when the start control means detects that the start request is generated, the rotational speed of the engine output shaft required for setting the vehicle speed at the time of detection is equal to or higher than the vehicle resonance frequency band. It is preferable that the clutches are alternately engaged in the order of the clutch on the shaft side of the speed change mechanism provided with the gear stage, and the clutch on the shaft side of the other speed change mechanism first.
また、前記始動制御手段は、前記車速から求められる入力時の回転速度が所定値以上になる条件を満たす最も高いギヤ段が備えられる変速機構の軸側のクラッチを前記最も高いギヤ段が備えられた状態で後に、もう一方の変速機構の軸側のクラッチを前記最も高いギヤ段よりも一段高いギヤ段が選択された状態で先に、という順番にて、クラッチを交互に係合させることが好ましい。 The start control means is provided with a clutch on the shaft side of a speed change mechanism provided with the highest gear that satisfies a condition that the rotational speed at the time of input determined from the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value. After that, the clutches on the shaft side of the other speed change mechanism can be alternately engaged in the order of the first gear with the gear higher than the highest gear selected first. preferable.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機関出力軸から動力を出力する内燃機関と、機械的動力を出力する原動機機能及び発電機としての機能を備えるモータジェネレータと、前記機関出力軸からの動力を第1入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸及び前記モータジェネレータのロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、前記第1変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、前記第2変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの係合/解放状態との切り替えと、前記第1変速機構及び前記第2変速機構におけるギヤ段の選択とを制御可能な制御手段と、を備えるハイブリッド車両の前記内燃機関の始動を制御する内燃機関始動制御装置であって、前記内燃機関の始動要求が発生しているかを検出する要求検出手段と、前記要求検出手段が、前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行時に前記始動要求が発生していることを検出したら、前記制御手段により、前記第1クラッチと、前記第2クラッチの少なくとも一方を係合させ前記機関出力軸を回転させた後に、前記内燃機関での燃料の燃焼を開始させる始動制御手段と、を有し、前記始動制御手段は、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段の中から、現在車速から求められる機関出力軸の回転速度が車両の共振周波数帯以上で、最も高いギヤ段を最終ギヤ段として選択し、前記最終ギヤ段よりも一段高いギヤ段が、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段のいずれかである場合は、前記一段高いギヤ段を初期ギヤ段として選択し、前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させた後、前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを解放させつつ、前記最終ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an internal combustion engine that outputs power from an engine output shaft, a motor generator that functions as a prime mover that outputs mechanical power and a function as a generator, A first transmission mechanism that receives power from the engine output shaft at a first input shaft, changes speed by any one of a plurality of gear stages, and transmits it to drive wheels; the engine output shaft; A second shift that can receive mechanical power from the rotor of the motor generator by a second input shaft that engages with the rotor, shifts by any one of a plurality of gears, and transmits it to the drive wheels. A mechanism, a first clutch provided corresponding to a gear stage of the first transmission mechanism, and capable of engaging the engine output shaft and the first input shaft, and a gear stage of the second transmission mechanism. The engine output shaft and the engine A second clutch capable of engaging with two input shafts, switching between an engaged / released state of the first clutch and the second clutch, and selection of gear stages in the first transmission mechanism and the second transmission mechanism An internal combustion engine start control device for controlling the start of the internal combustion engine of a hybrid vehicle comprising: a request detection means for detecting whether a start request for the internal combustion engine is generated; When the request detection means detects that the start request is generated during traveling by only the driving force of the motor generator, the control means engages at least one of the first clutch and the second clutch. Start control means for starting combustion of fuel in the internal combustion engine after rotating the engine output shaft, and the start control means comprises the motor generator. The rotational speed of the engine output shaft determined from the current vehicle speed is selected from the gear stage used for transmitting the driving force of the engine or the gear stage of the speed change mechanism not used for transmitting the driving force of the motor generator. The highest gear stage is selected as the final gear stage at a resonance frequency band of or higher, and a gear stage that is one stage higher than the final gear stage is used for transmission of the driving force of the motor generator, or If it is one of the gears of the speed change mechanism that is not used to transmit the driving force of the motor generator, the gear stage that is one step higher is selected as the initial gear speed, and the shaft of the speed change mechanism that has the selected initial gear speed is selected. The clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the selected final gear is engaged while the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the selected initial gear is released. It is characterized by combining.
ここで、前記始動制御手段は、前記最終ギヤ段よりも一段高いギヤ段が、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段のいずれでもない場合は、前記最終ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させることが好ましい。 Here, the start control means is used for transmission of the driving force of the motor generator, or the gear step in which the gear step higher than the final gear step is used for transmission of the driving force of the motor generator. If it is not any of the gear positions of the transmission mechanism that is not, it is preferable to engage the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the final gear stage selected.
また、前記始動制御手段は、前記最終ギヤ段よりも二段高いギヤ段が、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段のいずれかである場合は、前記最終ギヤ段よりも二段高いギヤ段をプレ初期ギヤ段とし、プレ初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させた後、前記プレ初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを解放させつつ、前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させ、その後、前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを解放させつつ、前記最終ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させることが好ましい。 Further, the start control means is used for transmission of the driving force of the motor generator, or the gear step in which a gear step that is two steps higher than the final gear step is used for transmission of the driving force of the motor generator. If the gear is not one of the gears of the speed change mechanism, a gear that is two steps higher than the final gear is set as the pre-initial gear, and the shaft-side clutch of the speed change mechanism with the selected pre-initial gear is engaged. After engaging, the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the selected initial gear stage is engaged while releasing the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the selected initial gear stage, and then the initial gear stage is engaged. It is preferable to engage the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the final gear stage selected while releasing the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the gear stage selected.
また、前記始動制御手段は、前記機関出力軸と係合していないクラッチの係合にかかる時間と、前記機関出力軸と係合しているクラッチの解放にかかる時間と、内燃機関回転数が前記機関出力軸と係合している入力軸の回転数以上となるタイミングとを検出し、内燃機関回転数が入力軸の回転数以上となる前に前記機関出力軸と係合されているクラッチを解放させ、前記機関出力軸と係合していないクラッチを前記機関出力軸に係合させることが好ましい。 Further, the start control means is configured so that the time required for engaging a clutch that is not engaged with the engine output shaft, the time required for releasing the clutch engaged with the engine output shaft, A clutch that is engaged with the engine output shaft before detecting the timing at which the rotational speed of the input shaft engaged with the engine output shaft becomes equal to or higher than the rotational speed of the input shaft. It is preferable that the clutch that is not engaged with the engine output shaft is engaged with the engine output shaft.
また、上記いずれの内燃機関始動制御装置においても、さらに、前記第1入力軸と係合し、前記第1入力軸に機械的動力を伝達する第2モータジェネレータを有することも好ましい。 In any of the above-described internal combustion engine start control devices, it is preferable to further include a second motor generator that engages with the first input shaft and transmits mechanical power to the first input shaft.
本発明にかかる内燃機関始動制御装置は、効率よく、かつ、振動を抑制しつつ内燃機関を始動させることができるという効果を奏する。 The internal combustion engine start control device according to the present invention produces an effect that the internal combustion engine can be started efficiently and while suppressing vibrations.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
まず、本実施例に係る内燃機関始動制御装置を備えるハイブリッド車両の構成について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、ハイブリッド車両及び駆動装置の概略構成を示す模式図である。図2は、駆動装置に設けられたデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。 First, the configuration of a hybrid vehicle including an internal combustion engine start control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle and a drive device. FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of a dual clutch mechanism provided in the drive device.
ハイブリッド車両1は、原動機となる内燃機関5及びモータジェネレータ(以下、単に「モータ」とも言う。)50と、内燃機関5で発生した機械的動力を伝達する機関出力軸8と、機関出力軸8を介して伝達された機械的動力を変速しトルクを変化させて伝達する駆動装置10と、駆動装置10から伝達された動力により回転する駆動輪88と、各部の動作を制御するハイブリッド車両用電子制御装置(以下「ECU」とも言う。ECU:Electronic Control Unit)100と、を有する。なお、モータ50は、機関出力軸8を介することなく、駆動装置10に機械的動力を伝達する。また、ハイブリッド車両1は、図1に示す以外にもハンドル、アクセル等の操作手段や、車両本体等、従来のハイブリッド車両と同様の車両を構成する種々の構成要素を有している。
The
内燃機関5は、燃料の化学的エネルギを燃焼により機械的エネルギに変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。内燃機関5は、燃料噴射装置、点火装置、及びスロットル弁装置を備えている。この内燃機関5の各装置は、ECU100により制御される。次に、機関出力軸(クランク軸、出力軸)8は、一方の端部が内燃機関5と結合されており、他方の端部が後述する駆動装置10のデュアルクラッチ機構20の入力側に結合される。機関出力軸8は、内燃機関5で発生した機械的動力を駆動装置10に伝達する。また、機関出力軸8には、機関出力軸8の回転角位置(以下「クランク角」とも言う。)を検出するクランク角センサが設けられており、クランク角に係る信号をECU100に送出している。また、ECU100は、各部入力信号や、制御条件や、クランク角の検出結果に基づいて、内燃機関5の動作を制御することで、機関出力軸8から出力される機械的動力を調整する。
The internal combustion engine 5 is a heat engine that converts chemical energy of fuel into mechanical energy by combustion and outputs it, and is a piston reciprocating engine. The internal combustion engine 5 includes a fuel injection device, an ignition device, and a throttle valve device. Each device of the internal combustion engine 5 is controlled by the
駆動装置10は、内燃機関5及びモータ50からの機械的動力を駆動輪88に伝達する動力伝達装置であり、機関出力軸8及びモータ50からの機械的動力を変速しトルクを変化させて、駆動軸80に向けて出力する。駆動装置10は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22のいずれかを用いて内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力を後述する変速機構に伝達するデュアルクラッチ機構20と、内燃機関5から第1クラッチ21を介して伝達される機械的動力を、第1入力軸27で受けて、第1群の変速段(以下「ギヤ段」とも言う。)31,33,35,39のうちいずれか1つにより変速して、第1出力軸37から第1駆動ギヤ37c及び後述する動力統合ギヤ58を介して推進軸66に伝達可能な第1変速機構30と、内燃機関5から第2クラッチ22を介して伝達される機械的動力を、第2入力軸28で受けて、第2群の変速段42,44のうちいずれか1つにより変速して、第2出力軸48から第2駆動ギヤ48c及び後述する動力統合ギヤ58を介して推進軸66に伝達可能な第2変速機構40と、第1変速機構30及び/または第2変速機構40から伝達された機械的動力を伝達する動力統合ギヤ58及び推進軸66と、推進軸66に伝達された機械的動力を、減速すると共に駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する終減速装置70とを有している。
The
デュアルクラッチ機構20は、機関出力軸8と第1変速機構30との係合/解放状態、及び、機関出力軸8と第2変速機構40との係合/解放状態を切り替え、内燃機関5から出力され機関出力軸8に伝達された機械的動力を第1変速機構30及び/または第2変速機構40に伝達させる動力伝達装置である。また、後ほど詳述するが、デュアルクラッチ機構20は、第1変速機構30及び/または第2変速機構40から伝達された機械的動力を機関出力軸8及び内燃機関5にも伝達する。デュアルクラッチ機構20は、機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27とを係合させることが可能な摩擦クラッチ装置である第1クラッチ21と、機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28とを係合させることが可能な摩擦クラッチ装置である第2クラッチ22とを有している。なお、第1クラッチ21及び第2クラッチ22には、湿式多板クラッチや、乾式単板クラッチを用いることができる。
The dual
第1クラッチ21は、円板状の摩擦板を有し、摩擦板の摩擦力により機械的動力を伝達する摩擦式ディスククラッチ等で構成されている。第1クラッチ21は、内燃機関5の機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27との係合/解放状態を切り替える。第1クラッチ21は、機関出力軸8と第1入力軸27とを係合させることで、機関出力軸8と第1入力軸27とを一体に回転させ、内燃機関5から機関出力軸8を介して伝達された機械的動力を、第1変速機構30に伝達させることができる。また、第1クラッチ21は、機関出力軸8と第1入力軸27とを解放状態、つまり機関出力軸8と第1入力軸27とが係合していない状態とすることで、機関出力軸8から第1入力軸27に、機械的動力が伝達しないようにすることもできる。または、同様に第1クラッチ21により、係合/解放状態を切り替えることで、第1入力軸27から機関出力軸8への機械的動力の伝達の可否も切り替えることができる。
The first clutch 21 includes a disc-shaped friction plate, and is configured by a friction type disk clutch that transmits mechanical power by the frictional force of the friction plate. The first clutch 21 switches the engagement / release state between the engine output shaft 8 of the internal combustion engine 5 and the
一方、第2クラッチ22は、第1クラッチ21と同様に、摩擦式ディスククラッチ等で構成されている。第2クラッチ22は、内燃機関5の機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28との係合/解放状態を切り替える。第2クラッチ22は、機関出力軸8と第2入力軸28とを係合させることで、機関出力軸8と第2入力軸28を一体に回転させ、内燃機関5から機関出力軸8を介して伝達された機械的動力を、第2変速機構40に伝達することができる。また、第2クラッチ22は、機関出力軸8と第2入力軸28とを解放状態、つまり機関出力軸8と第2入力軸28とが係合していない状態とすることで、機関出力軸8から第2入力軸28に、機械的動力が伝達しないようにすることもできる。または、同様に第2クラッチ22により、係合/解放状態を切り替えることで、第2入力軸28から機関出力軸8への機械的動力の伝達の可否も切り替えることができる。
On the other hand, the second clutch 22 is composed of a frictional disc clutch or the like, like the
なお、このような、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、アクチュエータを介してECU100により制御される。ECU100は、デュアルクラッチ機構20において、第1クラッチ21又は第2クラッチ22のうちいずれか一方を係合状態にして、他方を解放状態にすることで、内燃機関5からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうちいずれか一方に伝達させることができる。
The switching between the engaged state and the released state (non-engaged state) of the first clutch 21 and the second clutch 22 is controlled by the
ここで、図2を用いてデュアルクラッチ機構20の詳細な構造について説明する。図2に示すように、デュアルクラッチ機構20は、駆動ギヤ14cと、第1ギヤ16と第2ギヤ18とを有する。ここで、第1変速機構30の第1入力軸27と第2変速機構40の第2入力軸28とは、所定の間隔を空けて平行に延びるよう配置されている。駆動ギヤ14cは、機関出力軸8の端に結合されており、第1ギヤ16及び第2ギヤ18と噛み合っている。また、第1ギヤ16は、第1クラッチ21に結合されており、第2ギヤ18は、第2クラッチ22に結合されている。
内燃機関5から機関出力軸8に伝達された機械的動力は、駆動ギヤ14cから第1ギヤ16を介して第1クラッチ21に伝達され、駆動ギヤ14cから第2ギヤ18を介して第2クラッチ22に伝達される。
Here, the detailed structure of the dual
The mechanical power transmitted from the internal combustion engine 5 to the engine output shaft 8 is transmitted from the
第1変速機構30及び第2変速機構40は、前進に第1速ギヤ段31から第5速ギヤ段35までの5つの変速段を有しており、後進に1つの変速段、後進ギヤ段39を有している。前進の変速段である第1速〜第5速ギヤ段31〜35の減速比は、第1速ギヤ段31、第2速ギヤ段42、第3速ギヤ段33、第4速ギヤ段44、第5速ギヤ段35の順に小さくなるよう設定されている。
The first
第1変速機構30は、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、基本的に、第1入力軸27と、第1群の変速段と、第1出力軸37と、第1駆動ギヤ37cとを有する。ここで、第1群の変速段は、奇数段すなわち第1速ギヤ段31と、第3速ギヤ段33と、第5速ギヤ段35と、後進ギヤ段39とを有する。また、第1変速機構30は、さらに、第1速ギヤ段31と第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える第1速カップリング機構31eと、第3速ギヤ段33と第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える第3速カップリング機構33eと、第5速ギヤ段35と第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える第5速カップリング機構35eと、後進ギヤ段39と第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える後進カップリング機構39eと、を有する。また、第1変速機構30は、前進の変速段31,33,35のうち、第1速ギヤ段31が最も低速側の変速段となっている。
The first
第1速ギヤ段31は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている第1速メインギヤ31aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第1速メインギヤ31aと噛み合う第1速カウンタギヤ31cとを有する。また、第1速カップリング機構31eは、第1速カウンタギヤ31cと第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える。
The first
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、第1速ギヤ段31を選択したら、第1速カップリング機構31eにより第1速カウンタギヤ31cと第1出力軸37とを係合させる。これにより、機械的動力は、第1入力軸27から第1速メインギヤ31a及び第1速カウンタギヤ31cを介して第1出力軸37に伝達される。第1変速機構30は、このようにして、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第1速ギヤ段31により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達する。
When the
第3速ギヤ段33は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている第3速メインギヤ33aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第3速メインギヤ33aと噛み合う第3速カウンタギヤ33cとを有する。また、第3速カップリング機構33eは、第3速カウンタギヤ33cと第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える。
The third
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、第3速ギヤ段33を選択したら、第3速カップリング機構33eにより第3速カウンタギヤ33cと第1出力軸37とを係合させる。これにより、機械的動力は、第1入力軸27から第3速メインギヤ33a及び第3速カウンタギヤ33cを介して第1出力軸37に伝達される。第1変速機構30は、このようにして、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第3速ギヤ段33により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達する。
When the
第5速ギヤ段35は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている第5速メインギヤ35aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第5速メインギヤ35aと噛み合う第5速カウンタギヤ35cとを有する。また、第5速カップリング機構35eは、第5速カウンタギヤ35cと第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える。
The fifth
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、第5速ギヤ段35を選択したら、第5速カップリング機構35eにより第5速カウンタギヤ35cと第1出力軸37とを係合させる。これにより、機械的動力は、第1入力軸27から第5速メインギヤ35a及び第5速カウンタギヤ35cを介して第1出力軸37に伝達される。第1変速機構30は、このようにして、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第5速ギヤ段35により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達する。
When the
また、後進ギヤ段39は、第1入力軸27に結合されている後進メインギヤ39aと、後進メインギヤ39aと噛み合う後進中間ギヤ39bと、後進中間ギヤ39bと噛み合い、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられたルーズ歯車である後進カウンタギヤ39cとを有している。また、後進カップリング機構39eは、後進カウンタギヤ39cと第1出力軸37との係合/解放状態を切り替える。
The
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、後進ギヤ段39を選択したら、後進カップリング機構39eにより後進カウンタギヤ39cと第1出力軸37とを係合させる。これにより、機械的動力は、第1入力軸27から後進メインギヤ39a、後進中間ギヤ段39b及び後進カウンタギヤ39cを介して第1出力軸37に伝達される。第1変速機構30は、このようにして、第1入力軸27から受けた機械的動力を、後進ギヤ段39により、回転方向を逆方向に変えると共に変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達する。
When the
ここで、第1変速機構30の第1出力軸37には、第1駆動ギヤ37cが結合されており、第1駆動ギヤ37cは、動力統合ギヤ58と噛み合っている。また、動力統合ギヤ58には、推進軸66が結合されている。推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88が結合された駆動軸80と係合している。つまり、第1変速機構30の第1出力軸37は、第1駆動ギヤ37c及び動力統合ギヤ58を介して駆動軸80と係合している。したがって、第1出力軸37に伝達された機械的動力は、第1駆動ギヤ37c及び動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達され、駆動軸80に結合された駆動輪88に伝達される。
Here, a
なお、ECU100は、第1変速機構30の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択する場合、選択する変速段に対応するカップリング機構を係合状態にすると共に、第1変速機構30において選択していない変速段に対応するカップリング機構を解放状態にする。これにより、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、選択された変速段で変速して、第1出力軸37に伝達し、駆動軸80に向けて出力することができる。
When the
また、ECU100が、第1変速機構30の変速段31,33,35,39をいずれも選択しない場合、第1変速機構30のカップリング機構31e,33e,35e,39eを全て解放状態にする。これにより、第1変速機構30は、第1入力軸27と第1出力軸37との間における機械的動力の伝達を遮断することができる。
Further, when the
一方、第2変速機構40は、第1変速機構30と同様に、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、基本的に、第2入力軸28と、第2群変速段と、第2出力軸48と、第2駆動ギヤ48cとを有する。また、第2群の変速段は、偶数段、すなわち第2速ギヤ段42と、第4速ギヤ段44とを有する。また、第2変速機構40は、さらに、第2速ギヤ段42と第2出力軸48との係合/解放状態を切り替える第2速カップリング機構42eと、第4速ギヤ段44と第2出力軸48との係合/解放状態を切り替える第4速カップリング機構44eとを有する。また、第2変速機構40の第2入力軸28には、後述するモータ50のロータ52が結合されている。第2変速機構40の変速段42,44のうち、第2速ギヤ段42が最も低速側の変速段となっている。
On the other hand, like the
第2速ギヤ段42は、歯車対で構成されており、第2入力軸28に結合されている第2速メインギヤ42aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第2速メインギヤ42aと噛み合う第2速カウンタギヤ42cとを有している。また、第2速カップリング機構42eは、第2速カウンタギヤ42cと第2出力軸48との係合/解放状態を切り替える。
The second
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、第2速ギヤ段42を選択したら、第2速カップリング機構42eにより第2カウンタギヤ42cと第2出力軸48とを係合させる。これにより、機械的動力は、第2入力軸28から第2速メインギヤ42a及び第2速カウンタギヤ42cを介して第2出力軸48に伝達される。第2変速機構40は、このようにして、第2入力軸28から受けた機械的動力を、第2速ギヤ段42により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達する。
When the
第4速ギヤ段44は、歯車対で構成されており、第2入力軸28に結合されている第4速メインギヤ44aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第4速メインギヤ44aと噛み合う第4速カウンタギヤ44cとを有している。また、第4速カップリング機構44eは、第4速カウンタギヤ44cと第2出力軸48との係合/解放状態を切り替える。
The fourth
ECU100は、運転条件に基づいて、機械的動力を伝達するギヤ段として、第4速ギヤ段44を選択したら、第4速カップリング機構44eにより第4カウンタギヤ44cと第2出力軸48とを係合させる。これにより、機械的動力は、第2入力軸28から第4速メインギヤ44a及び第4速カウンタギヤ44cを介して第2出力軸48に伝達される。第2変速機構40は、このようにして、第2入力軸28から受けた機械的動力を、第4速ギヤ段44により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達する。
When the
ここで、第2変速機構40の第2出力軸48には、第2駆動ギヤ48cが結合されており、第2駆動ギヤ48cは、動力統合ギヤ58と噛み合っている。また、動力統合ギヤ58には、推進軸66が結合されており、推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88に結合された駆動軸80と係合している。つまり、第2変速機構40の第2出力軸48は、第2駆動ギヤ48c及び動力統合ギヤ58を介して駆動軸80と係合している。したがって、第2出力軸48に伝達された機械的動力は、第2駆動ギヤ48c及び動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達され、駆動軸80に結合された駆動輪88に伝達される。
Here, a
なお、ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44のうちいずれか1つの変速段を選択する場合、選択する変速段に対応するカップリング機構を係合状態にすると共に、第2変速機構40において選択しない変速段に対応するカップリング機構を解放状態にする。これにより、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、選択された変速段で変速して、第2出力軸48に伝達し駆動軸80に向けて出力することができる。
In addition, when selecting any one of the shift stages 42 and 44 of the
また、ECU100が、第2変速機構40の変速段42,44をいずれも選択しない場合には、第2変速機構40のカップリング機構42e,44eを全て解放状態にする。これにより、第2変速機構40は、第2入力軸28と第2出力軸48との間における機械的動力の伝達を遮断することができる。
When the
モータ50は、供給された電力を機械的動力に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換して回収する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。モータ50は、永久磁石式交流同期電動機で構成されており、後述するインバータ110から三相の交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するステータ54と、回転磁界に引き付けられて回転する回転子であるロータ52とを有している。モータ50には、ロータ52の回転角位置を検出するレゾルバが設けられており、ロータ52の回転角位置に係る信号をECU100に送出している。
The
モータ50のロータ52は、第2変速機構40の第2入力軸28に結合されており、ロータ52は、第2入力軸28とともに回転する。これにより、モータ50から出力された機械的動力(トルク)は、ロータ52から第2変速機構40の第2入力軸28に伝達される。また、モータ50は、駆動輪88から第2出力軸48を介してロータ52に伝達された機械的動力(トルク)を電力に変換して二次電池120に回収する。
The
なお、第2入力軸28とロータ52との間には、ロータ52の回転速度を減速して第2入力軸28に伝達する減速機構や、ロータ52の回転速度を変速して第2入力軸28に伝達する変速機構を設けるものとしても良い。
In addition, between the
ここで、以下の説明において、モータ50を電動機として機能させて、モータ50がロータ52から機械的動力を出力することを「力行」と記す。これに対して、モータ50を発電機として機能させて、駆動輪88からモータ50のロータ52に伝達された機械的動力を電力に変換して回収すると共に、このときロータ52に生じる回転抵抗により、ロータ52及びこれに係合する部材(例えば、駆動輪88)の回転を制動することを「回生制動」と記す。ハイブリッド車両1は、駆動輪88の回転をロータ52に伝達させると共にモータ50を発電機として機能させて駆動輪88を制動する回生制動を行うことが可能となっている。
Here, in the following description, the fact that the
また、回生制動を行うことにより、モータ50のロータ52に係合する駆動軸80及び駆動輪88に作用するトルクを「回生制動トルク」と記す。また、回生制動を行うことにより、ハイブリッド車両1を制動し減速させるよう駆動輪88に作用する機械的動力[kW]を「回生制動動力」と記す。つまり、回生制動動力は、回生制動トルクに駆動軸80及び駆動輪88の回転速度(車輪速)を乗じた値となっている。なお、モータ50による力行と回生制動、すなわちモータ50の電動機/発電機としての機能の切替えと、回生制動トルク及び回生制動動力は、ECU100により制御される。
Further, the torque acting on the
インバータ110は、モータ50に交流電力を供給する電力供給装置であり、二次電池120から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ50に供給する。また、インバータ110は、モータ50からの交流電力を直流電力に変換して二次電池120に回収する。なお、インバータ110からモータ50への電力供給、及びモータ50からの電力回収は、ECU100により制御される。
The
終減速装置70は、原動機から推進軸66に伝達された機械的動力を、減速すると共に、駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する。終減速装置70は、推進軸66に結合された駆動ピニオン68と、駆動ピニオン68とリングギヤ72が直交して噛み合う差動機構74とを有している。終減速装置70は、原動機すなわち内燃機関5及びモータ50のうち少なくとも一方から推進軸66に伝達された機械的動力を、駆動ピニオン68及びリングギヤ72により減速し、差動機構74により左右の駆動軸80に分配して、駆動軸80に結合されている駆動輪88を回転駆動することが可能となっている。
The
また、ハイブリッド車両1には、駆動輪88の回転速度を検出する車輪速センサが設けられており、検出した駆動輪88の回転速度に係る信号をECU100に送出している。また、ハイブリッド車両1には、二次電池120の蓄電状態(state-of-charge、SOC)を検出する電池監視ユニットが設けられており、検出した二次電池120の蓄電状態に係る信号を、ECU100に送出している。
In addition, the
また、ハイブリッド車両1には、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサも設けられており、検出したアクセルペダルの操作量に係る信号をECU100に送出している。また、ハイブリッド車両1には、運転者によりブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサも設けられており、検出されたブレーキペダルの操作量に係る信号をECU100に送出している。
The
ECU100は、第1変速機構30及び第2変速機構40において選択されている変速段、すなわちカップリング機構31e,42e,33e,42e,35e,39e(以下単に「31e〜39e」ともいう。)の係合/解放状態と、第1及び第2クラッチ21,22の係合/解放状態とを検出し、検出結果に基づいて、内燃機関5及びモータ50と、第1及び第2クラッチ21,22と、第1及び第2変速機構30,40とを協調して制御する制御機能も有する。
The
また、ECU100は、クランク角センサからの機関出力軸8の回転角位置(クランク角)に係る信号と、レゾルバからのモータ50のロータ52の回転角位置に係る信号と、車輪速センサからの駆動輪88の回転速度に係る信号とを検出している。また、ECU100は、アクセルペダルポジションセンサからのアクセルペダルの操作量に係る信号と、ブレーキペダルストロークセンサからのブレーキペダルの操作量に係る信号とを検出している。また、ECU100は、二次電池120の蓄電状態に係る信号を検出している。
The
ECU100は、これら信号に基づいて、各種制御変数を算出している。制御変数には、内燃機関5の機関出力軸8の回転速度(以下「機関回転速度」とも言う。)と、内燃機関5が機関出力軸8から出力するトルク(以下「機関負荷」とも言う。)と、モータ50のロータ52の回転速度(以下「モータ回転速度」とも言う。)と、回生制動を行うことにより駆動輪88及び駆動軸80に作用するトルクである「回生制動トルク」と、回生制動を行うことにより駆動輪88及び駆動軸80に作用する機械的動力である回生制動動力と、第1及び第2クラッチ21,22の係合/解放状態と、第1及び第2変速機構30,40において現在選択されている変速段と、ハイブリッド車両1の走行速度(以下「車速」とも言う。)と、二次電池120の蓄電状態(SOC)と、運転者により要求される駆動力等がある。
The
これら制御変数に基づいて、ECU100は、内燃機関5及びモータ50の運転状態を把握しており、第1及び第2変速機構30,40において選択される変速段及び変速動作、すなわち各カップリング機構31e〜39eによるカウンタギヤ31c〜39cと第1出力軸37または第2出力軸48との係合/解放状態と、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態とを制御することが可能となっている。また、ECU100は、モータ50の力行と回生制動、すなわち、モータ回転速度、モータ出力トルク、及び回生制動トルクと、内燃機関5の機関負荷及び機関回転速度とを制御する。
Based on these control variables, the
また、ECU100は、内燃機関5の始動を制御する内燃機関始動制御装置102を有する。内燃機関始動制御装置102は、内燃機関5の始動要求が発生しているかを検出する要求検出手段104と、要求検出手段104が始動要求を検出したら、内燃機関5、駆動装置10を制御し内燃機関5を始動させる始動制御手段106とで構成されている。始動時の動作については、後ほど詳細に説明する。
The
ハイブリッド車両1は、基本的に以上のような構成である。ハイブリッド車両1は、上述したように、ECU100が運転条件に基づいて、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択したら、選択した変速段に対応するカップリング機構によりカウンタギヤと第1出力軸37とを係合状態にして、さらに第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にする。これにより、機関出力軸8が、第1入力軸27、第1出力軸37、動力統合ギヤ58、推進軸66、終減速装置70を介して駆動軸80と係合され、第1変速機構30は、内燃機関5の機関出力軸8から出力された機械的動力を、第1入力軸27で受けて、変速段(奇数段)31,33,35、及び後進ギヤ段39のうち選択した変速段により変速し、トルクを変化させて、駆動輪88に係合する駆動軸80に向けて出力することができる。
The
このとき、駆動輪88の回転は、動力統合ギヤ58を介して第2変速機構40の第2出力軸48にも伝達される。ECU100が第2変速機構40の第2群の変速段42,44のうちいずれか1つの変速段を選択して、対応するカップリング機構42e,44eにより、カウンタギヤと第2出力軸48とを係合状態とすると、動力統合ギヤ58から第2出力軸48に伝達された機械的動力は、第2変速機構40の変速段(偶数段)42,44のうち選択されている変速段により変速され、第2入力軸28に伝達されて、モータ50のロータ52を回転させる。なお、ECU100が第2変速機構40の変速段42,44をいずれも選択しない場合、すなわち第2変速機構40のカップリング機構42e,44eを全て解放状態にしている場合は、第2出力軸48と第2入力軸28との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転が第2入力軸28に伝達されることはない。
At this time, the rotation of the
一方、ECU100が運転条件に基づいて、第2変速機構40の第2群の変速段42,44のうちいずれか1つの変速段を選択したら、選択した変速段に対応するカップリング機構によりカウンタギヤと第2出力軸48とを係合状態にして、さらに第2クラッチ22を係合状態にすると共に第1クラッチ21を解放状態にする。これにより、機関出力軸8が、第2入力軸28、第2出力軸48、動力統合ギヤ58、推進軸66、終減速装置70を介して駆動軸80と係合され、第2変速機構40は、内燃機関5の機関出力軸8及びモータ50のロータ52から出力された機械的動力を、第2入力軸28で受けて、各変速段(偶数段)42,44のうち選択した変速段により変速し、トルクを変化させて、駆動輪88に係合する駆動軸80に向けて出力することができる。
On the other hand, when the
このとき、駆動輪88の回転は、動力統合ギヤ58を介して第1変速機構30の第1出力軸37にも伝達される。ECU100が第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択し、対応するカップリング機構31e,33e,35e,39eにより、カウンタギヤと第1出力軸37とを係合状態とすると、動力統合ギヤ58から第1出力軸37に伝達された機械的動力は、第1変速機構30の変速段(奇数段)31,33,35及び後進ギヤ段39のうち選択された変速段により変速され、第1入力軸27に伝達されて、当該第1入力軸27を回転させる。なお、ECU100が第1変速機構30の変速段31,33,35,39をいずれも選択しない場合、すなわち第1変速機構30のカップリング機構31e,33e,35e,39eを全て解放状態にしている場合は、第1出力軸37と第1入力軸27との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転は、第1入力軸27に伝達されることはない。
At this time, the rotation of the
以上のように構成されたハイブリッド車両1は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を交互につなぎ替えることで、変速時において、機関出力軸8と駆動輪88との間における動力伝達の途切れを抑制することが可能となっており、以下に詳細を説明する。
In the
まず、ECU100が第1及び第2変速機構30,40の変速段31,42,33,44,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択する。例えば、選択した変速段が第1変速機構30の変速段31,33,35,39のうち第1速ギヤ段31である場合、ECU100は、第1速ギヤ段31に対応する第1速カップリング機構31eにより、第1速カウンタギヤ31cと第1出力軸37とを係合状態にすると共に、その他のカウンタギヤ33c,35c,39cと第1出力軸37とを解放状態にする。そして、ECU100は、第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にする。これにより、駆動装置10は、内燃機関5からの機械的動力を、第1入力軸27で受け、第1群(奇数段)の変速段31,33,35及び後進ギヤ段39のうち選択した変速段である第1速ギヤ段31により変速し、第1出力軸37から駆動軸80に伝達して、駆動輪88を回転駆動することができる。
First, the
このとき、ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44のうち、第1変速機構30において選択している変速段である第1速ギヤ段31より、一段高速(ハイギヤ)側の変速段である第2速ギヤ段42を選択し、対応する第2速カップリング機構42eにより、第2速カウンタギヤ42cと第2出力軸48とを係合状態とする。ECU100は、第2速カウンタギヤ42cと第2出力軸48とを係合状態にすることで、第2出力軸48から第2入力軸28に機械的動力を伝達し、第2入力軸28を空転させる。このようにして、ECU100は、第1速ギヤ段31から第2速ギヤ段42への変速動作、すなわち第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放動作に備えている。
At this time, the
そして、第1変速機構30の第1速ギヤ段31から、第2変速機構40の第2速ギヤ段42への変速(アップシフト)を行う場合、ECU100は、第1クラッチ21を解放状態にしながら第2クラッチ22を係合状態にすることで、駆動装置10は、第1クラッチ21と第2クラッチ22とを掴み替える動作、いわゆる「クラッチ・トゥ・クラッチ」を行う。この動作により、駆動装置10は、機関出力軸8からの動力伝達経路を、徐々に第1変速機構30の第1入力軸27から第2変速機構40の第2入力軸28に移していき、第2速ギヤ段42への変速が完了することとなる。なお、このとき、第2クラッチ22は、解放状態から、半係合状態、いわゆる半クラッチ状態となり、その後、係合状態とされ、第1クラッチ21は、係合状態から、半係合状態とされ、その後、解放状態とされる。
Then, when performing a shift (upshift) from the first
このようにして、駆動装置10は、第1変速機構30の変速段、すなわち奇数段である第1速ギヤ段31から、第2変速機構40の変速段、すなわち偶数段である第2速ギヤ段42への変速時において、機関出力軸8から駆動軸80への動力伝達に途切れを生じさせることなく変速することができる。
In this manner, the driving
また、ハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5とモータ50とを併用又は選択使用することで、様々な車両走行(走行モード)を実現することができる。例えば、原動機として内燃機関5のみを選択使用する「エンジン走行」、原動機として内燃機関5及びモータ50を併用する「ハイブリッド走行」、原動機としてモータ50のみを選択使用する「モータ走行」等がある。
Moreover, the
これら走行モードは、運転者が要求する車両駆動力や、モータ50に供給する電力を貯蔵する二次電池120の蓄電状態に応じて、ECU100により、逐次、自動的に切替えられる。以下に、各走行モードにおけるECU100の制御と、内燃機関5、第1クラッチ21及び第2クラッチ22、第1変速機構30及び第2変速機構40、及びモータ50の動作を併せて説明する。
These travel modes are automatically and sequentially switched by the
まず、原動機として内燃機関5のみを選択使用するエンジン走行は、以下のようにして原動機の動力を使用する。まず、変速段として第1変速機構30の変速段31,33,35,39のいずれか1つを選択した場合は、ECU100により、第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にして、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力を、第1入力軸27に伝達し、伝達した機械的動力を第1変速機構30の変速段31,33,35,39のいずれか1つにより変速し、第1出力軸37から動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達することで、駆動輪88を回転駆動する。また、変速段として、第2変速機構40の変速段42,44のいずれか1つを選択した場合は、ECU100により、第1クラッチ21を解放状態にすると共に第2クラッチ22を係合状態にして、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力を、第2入力軸28に伝達し、伝達した機械的動力を第2変速機構40の変速段42,44のいずれか1つにより変速し、第2出力軸48から動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達し、駆動輪88を回転駆動する。
First, engine driving using only the internal combustion engine 5 as a prime mover uses the power of the prime mover as follows. First, when any one of the shift stages 31, 33, 35, 39 of the
次に、原動機として内燃機関5とモータ50とを併用するハイブリッド走行は、以下のようにして原動機の動力を使用する。まず、変速段として第1変速機構30の変速段31,33,35,39のいずれか1つを選択して内燃機関5の機械的動力を使用している場合は、さらに、ECU100によりモータ50を力行させて、ロータ52から第2入力軸28に出力トルクを伝達する。具体的には、第2クラッチ22を解放した状態で、第2変速機構40の変速段42,44のいずれか1つを選択し、モータ50から第2入力軸28に伝達された動力を選択した変速段により第2出力軸48に伝達する。これにより、駆動装置10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力と、モータ50のロータ52からの機械的動力とを、それぞれ第1変速機構30、第2変速機構40で変速し、動力統合ギヤ58で統合して駆動軸80に伝達することができる。
Next, the hybrid traveling using the internal combustion engine 5 and the
また、変速段として第2変速機構40の変速段42,44のいずれか1つを選択して内燃機関5の機械的動力を使用している場合は、さらに、ECU100によりモータ50を力行させて、ロータ52から第2入力軸28に出力トルクを伝達する。これにより、駆動装置10は、モータ50のロータ52からの機械的動力と内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力とを、第2入力軸28で統合し、第2変速機構40により変速して、動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達することができる。
Further, when one of the shift stages 42 and 44 of the
また、ハイブリッド車両1に原動機としてモータ50のみを選択使用するモータ走行は、以下のようにして、原動機の動力を使用する。この場合は、上述のエンジン走行及びハイブリッド走行の制御とは異なり、まず、ECU100は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を双方共に解放状態にして、モータ50を力行させる。また、ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44のうち、いずれか1つの変速段を選択し、対応するカップリング機構を係合状態にする。駆動装置10は、モータ50のロータ52からの機械的動力を、第2入力軸28で受け、第2変速機構40の変速段42,44のうち選択した変速段で変速して、動力統合ギヤ58から駆動軸80に伝達して駆動輪88を回転駆動する。
In addition, motor driving in which only the
また、ハイブリッド車両1は、アクセルペダルとブレーキペダルが双方共に操作されていない場合において、原動機による駆動力や摩擦ブレーキによる制動力を生じさせることなくハイブリッド車両1を走行させる、いわゆる「コーストダウン走行」を行う場合がある。この場合、ハイブリッド車両1は、ECU100による制御で、モータ50を発電機として機能させて回生制動を行うことにより、ハイブリッド車両1を、摩擦ブレーキにより制動する場合に比べて、緩やかに減速させることができる。ハイブリッド車両1は、通常、駆動輪88の回転を、第2変速機構40の変速段42,44のいずれか1つにより変速し、第2入力軸28からロータ52に伝達させることで回生制動を行うことができる。また、ECU100は、ブレーキペダルが操作され、駆動力や摩擦ブレーキにより制動力を生じさせる際に、モータ50も発電機として機能させて回生制動を行うことにより、さらに減速させるようにしてもよい。このように回生制動を行い、モータ50を発電機として機能させることで、二次電池120に蓄電することができる。
Further, the
次に、内燃機関5の始動時の動作について説明する。まず、ECU100の内燃機関始動制御装置104には、予め算出したハイブリッド車両1の運転条件、例えば、車速、アクセル開度等と、選択する変速段との関係を示すマップを記憶させておく。以下、運転条件と変速段との関係を示すマップの作成方法について説明する。図3は、運転条件と変速段との関係を示すマップの作成方法の一例を示すフロー図であり、図4は、運転条件と変速段との関係を示すグラフである。
Next, the operation at the start of the internal combustion engine 5 will be described. First, the internal combustion engine
図3に示すように、まず、ステップS10として、各変速段を用いた場合について、各車速における入力回転数を算出する。つまり、入力回転数と車速と変速段との関係を算出する。具体的には、まず、ハイブリッド車両1のタイヤ半径と、最終減速比i_diffと、各変速段の変速比i_T/Mとを計測及び/または算出する。その後、算出したタイヤ半径と車速から、各車速におけるタイヤ回転速度ω_tを算出する。その後、変速段ごとに、算出したタイヤ回転速度ω_tに最終減速比i_diffと、変速段の変速比i_T/Mとをかけて、車速と入力回転数Ncとの関係を算出する。つまり、Nc=(ω_t×i_diff×i_T/M)により、車速と入力回転数Ncとの関係を算出する。
As shown in FIG. 3, first, as step S10, the input rotation speed at each vehicle speed is calculated for each shift speed. That is, the relationship between the input rotation speed, the vehicle speed, and the gear position is calculated. Specifically, first, the tire radius of the
次に、ステップS12として、入力回転数Ncと内燃機関始動トルクの最大値Tから始動必要出力Pを算出する。具体的には、P=T×Ncにより、算出する。次に、ステップS14として、ハイブリッド車両1のダンパやマウント等の構成から入力回転数の共振周波数帯(N_共振)を算出する。次に、ステップS16として算出した共振周波数帯に基づいて、入力回転数の下限値N_minを算出する。具体的には、共振周波数帯の上限値(N_共振max)に所定の余裕分(α)を持たせた値である。つまり、N_min=N_共振max+αを満たす値である。ここで、入力回転数の下限値よりも回転数を高くすることで、内燃機関の回転により共振が発生することを防止できる。
Next, in step S12, the required start output P is calculated from the input rotational speed Nc and the maximum value T of the internal combustion engine starting torque. Specifically, it is calculated by P = T × Nc. Next, as step S <b> 14, the resonance frequency band (N_resonance) of the input rotation speed is calculated from the configuration of the damper and the mount of the
以上のようにしてそれぞれの関係を算出することで、図4に示すような関係を算出することができる。ここで、図4は、縦軸を入力回転数[rpm]及び、始動必要出力[kW]とし、横軸を車速[km/h]とした。図4中1st〜5thは、それぞれ第1速〜第5速における車速と入力回転数及び始動必要出力との関係を示す線である。図4に示すように、同一入力回転数の場合は、1速から5速へと変速段が高くなるに従って車速が速くなる。また、同一車速の場合は、1速から5速へと変速段が高くなるに従って入力回転数が低くなる。内燃機関始動制御装置102には、図4に示す関係が記憶されている。なお、記憶する形式は、特に限定されず、車速ごと、変速段ごとに入力回転数、始動トルクが対応づけられたマップを記憶させても、変速段ごとに車速と入力回転数、始動トルクとの関係を示す式を作成し、それを記憶させてもよい。
By calculating each relationship as described above, the relationship as shown in FIG. 4 can be calculated. Here, in FIG. 4, the vertical axis represents the input rotation speed [rpm] and the start required output [kW], and the horizontal axis represents the vehicle speed [km / h]. In FIG. 4, 1st to 5th are lines indicating the relationship between the vehicle speed, the input rotation speed, and the start required output at the first speed to the fifth speed, respectively. As shown in FIG. 4, in the case of the same input rotation speed, the vehicle speed increases as the gear position increases from the first speed to the fifth speed. In the case of the same vehicle speed, the input rotational speed decreases as the gear position increases from the first speed to the fifth speed. The internal combustion engine
次に、図5とともに、モータ走行(EV走行)中に内燃機関の始動要求が発生した場合の内燃機関始動制御装置102の動作について説明する。図5は、内燃機関始動制御装置102の動作を示すフロー図である。
Next, the operation of the internal combustion engine
まず、ステップST20として、モータ走行中に運転条件の変化により内燃機関始動要求が発生する。ここで、内燃機関始動要求は、アクセルペダルがより強く踏まれ、モータ走行では、アクセルペダルの開度に対応する動力を得ることができない場合や、二次電池120の残量が所定量以下となった場合等がある。その後、内燃機関始動要求が発生したことを要求検出手段104が検出したら、始動制御手段106は、ステップS22として、ギヤ段の中から使用可能ギヤ段を確認する。ここで、使用可能ギヤ段とは、モータ走行に使用しているギヤ段と、モータ走行に使用しているギヤ段が配置された変速機構とは異なる変速機構のギヤ段である。本実施例において、使用可能なギヤ段は、第2速ギヤ段と第4速ギヤ段のうちモータ走行に使用しているギヤ段と、第1速ギヤ段と、第3速ギヤ段と、第5速ギヤ段との4つのギヤ段となる。
First, as step ST20, an internal combustion engine start request is generated due to a change in operating conditions during motor travel. Here, the internal combustion engine start request is made when the accelerator pedal is stepped on more strongly and the motor driving cannot obtain power corresponding to the opening degree of the accelerator pedal, or when the remaining amount of the
次に、始動制御手段106は、ステップS24として、最終ギヤ段を算出する。ここで、最終ギヤ段とは、ステップS22で確認した使用可能なギヤ段の中で、現状の車速から求めた入力軸の回転速度がN_min以上の回転速度となるギヤ段のうち最もハイギヤなギヤ段である。ここで、この条件を満たすギヤ段は、現状の車速を予め記憶したマップ(図4参照)に当てはめて算出すればよい。ここで、最終ギヤ段は、使用可能なギヤ段で、かつ、現在の車速で使用した場合に回転速度(つまり、回転数)がN_min以上となる中で、回転速度が最も低くなるギヤ段である。始動制御手段106は、最終ギヤ段を算出したら、ステップS26として、初期ギヤ段を算出する。ここで、初期ギヤ段は、最終ギヤ段よりも1段ハイギヤなギヤ段である。例えば、最終ギヤ段が第4速ギヤ段44の場合、初期ギヤ段は、第5速ギヤ段35となり、最終ギヤ段が第3速ギヤ段33の場合、初期ギヤ段は、第4速ギヤ段44となる。
Next, the start control means 106 calculates the final gear as step S24. Here, the final gear stage is the highest gear among the available gear stages confirmed in step S22 and the rotational speed of the input shaft determined from the current vehicle speed is N_min or higher. It is a step. Here, the gear stage that satisfies this condition may be calculated by applying it to a map (see FIG. 4) in which the current vehicle speed is stored in advance. Here, the final gear stage is a gear stage that can be used, and when the rotational speed (that is, the rotational speed) is N_min or more when used at the current vehicle speed, the rotational speed is the lowest. is there. After calculating the final gear, the start control means 106 calculates the initial gear as step S26. Here, the initial gear stage is a gear stage that is one higher gear than the final gear stage. For example, when the final gear is the
始動制御手段106は、初期ギヤ段を算出したら、ステップS28として、初期ギヤ段が使用可能ギヤ段であるかを判定する。つまり、初期ギヤ段がモータ走行に使用しているギヤ段と、モータ走行に使用しているギヤ段が配置された変速機構とは異なる変速機構のギヤ段のいずれかであるかを判定する。始動制御手段106は、ステップS28にて、初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であると判定したらステップS30に進み、初期ギヤ段が使用不可能なギヤ段であると判定したらステップS38に進む。 When the initial gear stage is calculated, the start control means 106 determines whether the initial gear stage is a usable gear stage as step S28. That is, it is determined whether the initial gear stage is a gear stage used for motor traveling or a gear stage of a transmission mechanism different from the transmission mechanism where the gear stage used for motor traveling is arranged. If it is determined in step S28 that the initial gear is a usable gear, the start control means 106 proceeds to step S30, and if it is determined that the initial gear is an unusable gear, the process proceeds to step S38.
次に、始動制御手段106は、ステップS30として、変速開始回転速度を算出する。ここで、変速開始回転速度とは、係合しているクラッチを、初期ギヤ段を有する変速機構側のクラッチから最終ギヤ段を有する変速機構側のクラッチに切り替える動作を開始する内燃機関5の回転速度である。 Next, the start control means 106 calculates a shift start rotation speed as step S30. Here, the shift start rotational speed is the rotation of the internal combustion engine 5 that starts the operation of switching the engaged clutch from the clutch on the transmission mechanism side having the initial gear stage to the clutch on the transmission mechanism side having the final gear stage. Speed.
変速開始回転速度は、以下のようにして算出される。図6は、内燃機関5の回転速度とトルクの伝達時間との関係を示すグラフである。なお、図6は、縦軸を内燃機関の回転速度とし、横軸をトルクの伝達を開始してからの時間とした。また、図6に示すグラフは、一定のトルクが内燃機関に伝達された場合の例である。まず、初期ギヤ段の選択された状態でクラッチが係合されると、駆動軸80の動力が出力軸から初期ギヤ段、入力軸、クラッチを介して、機関出力軸8に伝達され、内燃機関5が回転される。なお、このとき内燃機関5では、燃料の燃焼は行われていない。このとき、機関出力軸8に一定トルクの力が伝達されると、図6に示すように、内燃機関回転速度Neは、時間に比例して上昇する。ここで、初期ギヤ段は、最終ギヤ段よりも一段ハイギヤ側のギヤ段であるため、内燃機関回転速度Neの最終的な回転速度は、初期ギヤ段側の入力軸の回転速度よりも速くなる。そのため、内燃機関回転速度Neが初期ギヤ段側入力軸回転速度以上となる前に、初期ギヤ段側のクラッチを解放し、最終ギヤ段側のクラッチを係合する必要がある。また、図6に示すように、初期ギヤ段側のクラッチの解放と、最終ギヤ段側のクラッチの係合とには、一定の時間が必要となる。そこで、初期ギヤ段側のクラッチの解放を開始してから実際に解放を完了するまでにかかる時間と、最終ギヤ段側のクラッチの係合を開始してから実際に係合を完了するまでにかかる時間のうちより時間がかかる方の時間を算出する。なお、本実施例では、最終ギヤ段側のクラッチの係合にかかる時間となる。そして、始動制御手段106は、図6に示すように予め算出している回転速度とトルクを伝達している時間との関係、つまり、算出した回転速度の加速度、つまり回転速度が上昇する速度を用いて、内燃機関の回転速度が初期ギヤ段側の入力軸の回転速度となる時よりも最終ギヤ段側のクラッチの係合にかかる時間分前の時の回転速度を算出し、この算出した回転速度を変速開始速度として設定する。つまり、初期ギヤ段側のクラッチの解放と最終ギヤ段側のクラッチの係合とが完了したときに、内燃機関の回転速度が初期ギヤ段側の入力軸の回転速度となる、切り替え開始の回転速度を算出する。
The shift start rotation speed is calculated as follows. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine 5 and the torque transmission time. In FIG. 6, the vertical axis represents the rotational speed of the internal combustion engine, and the horizontal axis represents the time from the start of torque transmission. Further, the graph shown in FIG. 6 is an example when a constant torque is transmitted to the internal combustion engine. First, when the clutch is engaged with the initial gear stage selected, the power of the
次に、始動制御手段106は、ステップS32として、初期ギヤ段を入れる、つまり、選択する。すなわち、初期ギヤ段を選択し、初期ギヤ段のカップリング機構によりカウンタギヤと出力軸とを係合させる。なお、初期ギヤ段がモータ走行に使用しているギヤ段の場合は、既にギヤ段が選択された状態であるので、そのままの状態で、ステップS34に進む。始動制御手段106は、初期ギヤ段を入れたら、ステップS34として、初期ギヤ段側のクラッチを半係合させる。始動制御手段106により初期ギヤ段側のクラッチを半係合させることで、モータ50から出力された動力が出力軸から初期ギヤ段を介して入力軸に伝達され、入力軸からクラッチを介して機関出力軸8に伝達され、機関出力軸8が回転される。機関出力軸8が回転することで、内燃機関5も回転される。このとき、始動制御手段106は、モータ50の出力を調整しつつ、初期ギヤ段側のクラッチを半係合させる。具体的には、減速感が出ないようにしつつ、機関出力軸8に一定トルクを伝達できるように、モータ50の出力とクラッチの係合状態を調整する。このように、始動制御手段106は、モータ50の出力とクラッチの係合状態を制御することで、ハイブリッド車両1を、所定の速度で走行させつつ、機関出力軸8及び内燃機関5の回転速度を上昇させる。
Next, the start control means 106 enters, that is, selects an initial gear as step S32. That is, the initial gear stage is selected, and the counter gear and the output shaft are engaged by the coupling mechanism of the initial gear stage. If the initial gear stage is a gear stage used for motor travel, the gear stage has already been selected, and the process proceeds to step S34 as it is. When the initial gear stage is set, the start control means 106 half-engages the clutch on the initial gear stage side in step S34. By causing the clutch on the initial gear stage side to be half-engaged by the start control means 106, the power output from the
始動制御手段106は、初期ギヤ段側のクラッチを半係合させつつ、機関出力軸8にトルクを伝達し始めたら、ステップS36として、内燃機関回転速度Neが変速開始回転速度よりも高いかを判定する。つまり、内燃機関回転速度Ne>変速開始回転速度であるかを判定する。始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>変速開始回転速度の場合は、ステップS38に進み、内燃機関回転速度Ne≦変速開始回転速度の場合は、ステップS34に進み、初期ギヤ段側のクラッチを半係合させつつ、機関出力軸8にトルクを伝達し、内燃機関回転速度を上昇させる。このように、始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>変速開始回転速度となるまで、ステップS34とステップS36とを繰り返し、内燃機関回転速度Neを変速開始回転速度より高くする。 When the start control means 106 starts to transmit torque to the engine output shaft 8 while half-engaging the clutch on the initial gear stage side, in step S36, it is determined whether the internal combustion engine rotational speed Ne is higher than the shift start rotational speed. judge. That is, it is determined whether the internal combustion engine rotational speed Ne> the shift start rotational speed. The start control means 106 proceeds to step S38 when the internal combustion engine rotational speed Ne> the shift start rotational speed, and proceeds to step S34 when the internal combustion engine rotational speed Ne ≦ the shift start rotational speed, and proceeds to the initial gear stage side clutch. Is half-engaged and torque is transmitted to the engine output shaft 8 to increase the rotational speed of the internal combustion engine. In this way, the start control means 106 repeats Step S34 and Step S36 until the internal combustion engine rotational speed Ne> the shift start rotational speed, and makes the internal combustion engine rotational speed Ne higher than the shift start rotational speed.
始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>変速開始回転速度となったら、ステップS38として、最終ギヤ段を入れる。つまり、初期ギヤ段が配置されている変速機構ではない変速機構を、最終ギヤ段が選択された状態とする。具体的には、最終ギヤ段を選択し、最終ギヤ段のカップリング機構によりカウンタギヤと出力軸とを係合させる。なお、最終ギヤ段も初期ギヤ段と同様に、最終ギヤ段がモータ走行に使用しているギヤ段の場合は、既にギヤ段が選択された状態であるので、そのままの状態で、ステップS40に進む。 When the internal combustion engine rotational speed Ne> the shift start rotational speed, the start control means 106 enters the final gear as step S38. That is, the speed change mechanism that is not the speed change mechanism in which the initial gear stage is arranged is set to the state in which the final gear stage is selected. Specifically, the final gear stage is selected, and the counter gear and the output shaft are engaged with each other by a coupling mechanism of the final gear stage. As with the initial gear, the final gear is the gear already used for motor travel. Since the gear is already selected, the process proceeds to step S40. move on.
次に、始動制御手段106は、ステップS40として、初期ギヤ段側のクラッチを解放しながら、最終ギヤ段側のクラッチを半係合させる。ここで、図7は、初期ギヤ段を介して内燃機関5に伝達されるトルクと、最終ギヤ段を介して内燃機関5に伝達されるトルクとの関係を示すグラフである。なお、図7は、縦軸をトルク容量とし、横軸を内燃機関回転速度Neとした。図7に示すように、始動制御手段106は、2つのクラッチの係合/解放状態を調整することで、内燃機関5に伝達されるトルク容量を一定にしつつ、係合しているクラッチを切り替える。 Next, in step S40, the start control means 106 half-engages the final gear stage side clutch while releasing the initial gear stage side clutch. Here, FIG. 7 is a graph showing the relationship between the torque transmitted to the internal combustion engine 5 via the initial gear stage and the torque transmitted to the internal combustion engine 5 via the final gear stage. In FIG. 7, the vertical axis represents the torque capacity, and the horizontal axis represents the internal combustion engine rotational speed Ne. As shown in FIG. 7, the start control means 106 adjusts the engaged / released state of the two clutches to switch the engaged clutch while keeping the torque capacity transmitted to the internal combustion engine 5 constant. .
始動制御手段106は、最終ギヤ段側のクラッチを半係合し、内燃機関回転速度NeがN_min以上の回転速度でかつ所望の回転速度となったら、ステップS42として、内燃機関のファイアリング、つまり、燃料の燃焼を開始する。内燃機関のファイアリングが開始されたら、エンジン走行またはハイブリッド走行に移行し、処理を終了する。 The start control means 106 half-engages the clutch on the final gear stage side, and when the internal combustion engine rotational speed Ne is equal to or higher than N_min and a desired rotational speed, as step S42, the internal combustion engine firing, that is, , Start burning the fuel. When the firing of the internal combustion engine is started, the process proceeds to engine traveling or hybrid traveling, and the process is terminated.
このように、ハイブリッド車両1によれば、使用可能なギヤ段の中から最終ギヤ段を選択し、最終ギヤ段を介して、内燃機関5の回転速度を上昇させた後、ファイアリングを開始することで、ファイアリング時に、内燃機関5の回転速度が共振周波数帯となることを防止でき、ハイブリッド車両1が振動することを抑制することができる。また、ファイアリング開始時の変速機構のギヤ段を最終ギヤ段とすることで、共振周波数帯となることを防止するギヤ段の中で最も高いギヤ段を使用することができるため、ファイアリング開始時の内燃機関5の回転速度も低くすることができる。また、使用可能なギヤ段の中から最終ギヤ段を選択することで、モータ走行中に内燃機関5の回転速度を上昇させることができ、モータ走行からエンジン走行への切り替えも連続的に行うことができる。これにより、駆動輪に常に動力を伝達することができ、駆動力抜けが発生することを防止できる。
As described above, according to the
さらに、初期ギヤ段を使用して、内燃機関の回転速度を変速開始回転速度まで上昇させることで、最終ギヤ段を使用した場合よりも動力、つまり、トルクの伝達時の内燃機関の回転速度と入力軸の回転速度との差をより小さくすることができる。内燃機関の回転速度と入力軸の回転速度との差を小さくできることで、トルクの伝達効率をより高くすることができ、内燃機関の回転速度を効率よく上昇させることができる。また、動力を効率よく伝達できることで、内燃機関の回転速度を上昇させるために必要なモータ50の出力を少なくすることができ、内燃機関の回転速度上昇時のモータの出力増加分を少なくすることができる。また、内燃機関の回転速度と入力軸の回転速度との差を小さくできることで、クラッチの磨耗も抑制することができる。
Furthermore, by using the initial gear stage, the rotational speed of the internal combustion engine is increased to the shift start rotational speed, so that the power, that is, the rotational speed of the internal combustion engine at the time of torque transmission can be increased compared to the case where the final gear stage is used. The difference from the rotation speed of the input shaft can be further reduced. Since the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the rotational speed of the input shaft can be reduced, the torque transmission efficiency can be further increased, and the rotational speed of the internal combustion engine can be increased efficiently. Further, since the power can be transmitted efficiently, the output of the
また、最終ギヤ段の1段ハイギヤ側のギヤ段を初期ギヤ段とすることで、クラッチの解放とクラッチの係合を同時に行うことができる。これにより、内燃機関に常に動力が伝達されている状態、つまり、駆動力抜けがない状態で伝達することができ、効率よく内燃機関の回転速度を上昇させることができる。また、初期ギヤ段が使用できないギヤ段の場合は、最終ギヤ段のみを使用するようにすることで、駆動力抜けが発生することを防止できる。 Further, by setting the gear stage on the high gear side of the last gear stage as the initial gear stage, it is possible to simultaneously release the clutch and engage the clutch. As a result, the power can be transmitted to the internal combustion engine in a state where power is always transmitted, that is, in a state where there is no driving force loss, and the rotational speed of the internal combustion engine can be increased efficiently. In the case where the initial gear stage cannot be used, it is possible to prevent the driving force from being lost by using only the final gear stage.
また、ステップS42のファイアリングを開始する際には、最終ギヤ段側のクラッチを一時的に解放してよい。クラッチを解放した状態で、ファイアリングを開始させることで、開始時に内燃機関5の回転速度が急上昇した場合も、ハイブリッド車両1が急加速することを防止できる。また、最終ギヤ段側のクラッチを半係合とし、ファイアリング開始時の出力により加速するようにしてもよい。また、モータを回生制動させて負荷をかけることで、ハイブリッド車両の速度を制御するようにしてもよい。
Further, when starting the firing in step S42, the clutch on the final gear stage side may be temporarily released. By starting the firing with the clutch released, it is possible to prevent the
なお、上述した実施例において、始動制御手段106は、クラッチを半係合させた状態で出力軸からの動力を機関出力軸8に伝達させたが、クラッチを係合させた状態で出力軸からの動力を機関出力軸8に伝達させるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the start control means 106 transmits the power from the output shaft to the engine output shaft 8 with the clutch half-engaged, but from the output shaft with the clutch engaged. May be transmitted to the engine output shaft 8.
ここで、上述した実施例において、内燃機関始動制御装置102の始動制御手段106は、初期ギヤ段と最終ギヤ段の2つのギヤ段を使用して内燃機関の回転速度を上昇させたが、本発明はこれに限定されず、さらに、プレ初期ギヤ段を加えた3つのギヤ段を使用して内燃機関の回転速度を上昇させてもよい。以下、図8とともに、内燃機関始動制御装置102が、プレ初期ギヤ段を加えた3つのギヤ段を使用して内燃機関の回転速度を上昇させる場合について説明する。図8は、内燃機関始動制御装置102の動作の他の一例を示すフロー図である。なお、図8に示す工程の一部は、図5に示すフロー図の工程と同様であるので、同様の工程について図5と同様のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
Here, in the above-described embodiment, the start control means 106 of the internal combustion engine
まず、ステップST20として、モータ走行中に運転条件の変化により内燃機関始動要求が発生する。次に、始動制御手段106は、ステップS22として、ギヤ段の中から使用可能ギヤ段を確認し、その後、ステップS24として、最終ギヤ段を算出し、ステップS26として、初期ギヤ段を算出する。 First, as step ST20, an internal combustion engine start request is generated due to a change in operating conditions during motor travel. Next, the start control means 106 confirms an available gear stage from among the gear stages in step S22, and then calculates the final gear stage in step S24 and calculates the initial gear stage in step S26.
次に、始動制御手段106は、ステップS50として、プレ初期ギヤ段を算出する。ここで、プレ初期ギヤ段とは、最終ギヤ段よりも2段ハイギヤなギヤ段で、初期ギヤ段よりも1段ハイギヤなギヤ段である。例えば、最終ギヤ段が第3速ギヤ段33の場合、プレ初期ギヤ段は、第5速ギヤ段35となり、最終ギヤ段が第2速ギヤ段42の場合、プレ初期ギヤ段は、第4速ギヤ段44となる。始動制御手段106は、プレ初期ギヤ段を算出したら、ステップS28として、初期ギヤ段が使用可能ギヤ段であるかを判定する。始動制御手段106は、ステップS28にて、初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であると判定したらステップS30に進み、初期ギヤ段が使用不可能なギヤ段であると判定したらステップS38に進む。始動制御手段106は、初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であると判定したら、ステップS30として、変速開始回転速度を算出する。
Next, the start control means 106 calculates a pre-initial gear stage as step S50. Here, the pre-initial gear stage is a gear stage that is two higher gears than the final gear stage, and a gear stage that is one higher gear than the initial gear stage. For example, when the final gear stage is the
始動制御手段106は、変速開始回転速度を算出したら、ステップS52として、プレ初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であるかを判定する。つまり、プレ初期ギヤ段がモータ走行に使用しているギヤ段と、モータ走行に使用しているギヤ段が配置された変速機構とは異なる変速機構のギヤ段のいずれかであるかを判定する。始動制御手段106は、ステップS52にて、プレ初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であると判定したらステップS54に進み、プレ初期ギヤ段が使用不可能なギヤ段であると判定したらステップS32に進む。 After calculating the shift start rotational speed, the start control means 106 determines whether the pre-initial gear stage is a usable gear stage in step S52. In other words, it is determined whether the pre-initial gear stage is a gear stage used for motor traveling or a gear stage of a transmission mechanism different from the transmission mechanism where the gear stage used for motor traveling is arranged. . If it is determined in step S52 that the pre-initial gear stage is a usable gear stage, the start control means 106 proceeds to step S54, and if it is determined that the pre-initial gear stage is an unusable gear stage, the process proceeds to step S32. move on.
始動制御手段106は、ステップS52でプレ初期ギヤ段が使用可能なギヤ段であると判定したら、ステップS54として、プレ変速開始回転速度を算出する。ここで、プレ変速開始回転速度とは、係合しているクラッチを、プレ初期ギヤ段を有する変速機構側のクラッチから初期ギヤ段を有する変速機構側のクラッチに切り替える動作を開始する内燃機関5の回転速度である。なお、プレ変速開始回転速度の算出方法は、変速開始回転速度の算出方法と同様であるので説明は省略する。始動制御手段106は、ステップS54でプレ変速開始回転速度を算出したら、ステップS56として、プレ初期ギヤ段を入れる。つまり、プレ初期ギヤ段のカップリング機構によりカウンタギヤと入力軸とが係合した状態とする。始動制御手段106は、プレ初期ギヤ段を入れたら、ステップS58として、プレ初期ギヤ段側のクラッチを半係合させる。プレ初期ギヤ段側のクラッチを半係合させることで、機関出力軸8及び内燃機関5に動力が伝達され、内燃機関5の回転速度が上昇する。なお、プレ初期ギヤ段側のクラッチを半係合させる場合も、始動制御手段106は、減速感が出ないように、モータ50の出力と、プレ初期ギヤ段側のクラッチの係合状態を制御する。
If it is determined in step S52 that the pre-initial gear stage is a usable gear stage, the start control means 106 calculates a pre-shift start rotation speed in step S54. Here, the pre-shift start rotational speed is the internal combustion engine 5 that starts the operation of switching the engaged clutch from the clutch on the transmission mechanism side having the pre-initial gear stage to the clutch on the transmission mechanism side having the initial gear stage. The rotation speed of Note that the method for calculating the pre-shift start rotation speed is the same as the method for calculating the shift start rotation speed, and thus the description thereof is omitted. After calculating the pre-shift start rotation speed in step S54, the start control means 106 puts a pre-initial gear stage in step S56. That is, the counter gear and the input shaft are engaged by the pre-initial gear stage coupling mechanism. When the pre-initial gear stage is engaged, the start control means 106 half-engages the pre-initial gear stage side clutch as step S58. By half-engaging the clutch on the pre-initial gear stage side, power is transmitted to the engine output shaft 8 and the internal combustion engine 5, and the rotational speed of the internal combustion engine 5 increases. Even when the pre-initial gear stage side clutch is half-engaged, the start control means 106 controls the output of the
始動制御手段106は、プレ初期ギヤ段側のクラッチを半係合させつつ、機関出力軸8にトルクを伝達し始めたら、ステップS60として、内燃機関回転速度Neがプレ変速開始回転速度よりも高いかを判定する。つまり、内燃機関回転速度Ne>プレ変速開始回転速度であるかを判定する。始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>プレ変速開始回転速度の場合は、ステップS62に進み、内燃機関回転速度Ne≦プレ変速開始回転速度の場合は、ステップS58に進み、プレ初期ギヤ段側のクラッチを半係合させつつ、機関出力軸8にトルクを伝達し、内燃機関回転速度を上昇させる。このように、始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>プレ変速開始回転速度となるまで、ステップS58とステップS60とを繰り返し、内燃機関回転速度Neをプレ変速開始回転速度より高くする。 When the start control means 106 starts to transmit torque to the engine output shaft 8 while half-engaging the pre-initial gear stage side clutch, in step S60, the internal combustion engine rotational speed Ne is higher than the pre-shift start rotational speed. Determine whether. That is, it is determined whether or not the internal combustion engine rotational speed Ne> the pre-shift start rotational speed. The start control means 106 proceeds to step S62 if the internal combustion engine rotational speed Ne> pre-shift start rotational speed, and proceeds to step S58 if the internal combustion engine rotational speed Ne ≦ pre-shift start rotational speed, and pre-initial gear stage. While half-engaging the side clutch, torque is transmitted to the engine output shaft 8 to increase the rotational speed of the internal combustion engine. In this way, the start control means 106 repeats steps S58 and S60 until the internal combustion engine rotational speed Ne> the pre-shift start rotational speed, and makes the internal combustion engine rotational speed Ne higher than the pre-shift start rotational speed.
始動制御手段106は、内燃機関回転速度Ne>プレ変速開始回転速度となったら、ステップS62として、初期ギヤ段を入れる。つまり、プレ初期ギヤ段が配置されている変速機構ではない変速機構を、初期ギヤ段が選択された状態とする。なお、初期ギヤ段がモータ走行に使用しているギヤ段の場合は、既にギヤ段が選択された状態であるので、そのままの状態で、ステップS64に進む。 When the internal combustion engine rotational speed Ne> the pre-shift start rotational speed, the start control means 106 enters an initial gear as step S62. That is, the speed change mechanism that is not the speed change mechanism in which the pre-initial gear stage is arranged is set to the state in which the initial gear stage is selected. If the initial gear stage is a gear stage used for motor travel, the gear stage has already been selected, and the process proceeds to step S64 as it is.
次に、始動制御手段106は、ステップS64として、プレ初期ギヤ段側のクラッチを解放しながら、初期ギヤ段側のクラッチを半係合させる。始動制御手段106は、2つのクラッチの係合/解放状態を調整することで、内燃機関5に伝達されるトルク容量を一定にしつつ、係合しているクラッチを切り替える。始動制御手段106は、プレ初期ギヤ段側のクラッチが解放され、初期ギヤ段側のクラッチが半係合状態となったら、ステップS36に進む。その後の工程は、図5に示すフロー図と同様であるので説明は省略する。 Next, in step S64, the start control means 106 half-engages the clutch on the initial gear stage side while releasing the clutch on the pre-initial gear stage side. The start control means 106 adjusts the engaged / released state of the two clutches to switch the engaged clutch while keeping the torque capacity transmitted to the internal combustion engine 5 constant. The start control means 106 proceeds to step S36 when the pre-initial gear stage side clutch is released and the initial gear stage side clutch is half-engaged. The subsequent steps are the same as those in the flowchart shown in FIG.
このように、連続した3つのギヤ段を用い、ギヤ段を1段ずつ切り替えることで、クラッチの解放とクラッチの係合を同時に行うことができる。これにより、内燃機関に常に動力が伝達されている状態、つまり、駆動力抜けがない状態で伝達することができ、効率よく内燃機関の回転速度を上昇させることができる。また、最終ギヤ段よりも2段ハイギヤ側のギヤ段も使用することで、内燃機関の回転速度と入力軸との回転速度との回転速度差がより少ない状態で、入力軸から内燃機関に動力を伝達させることができ、より効率よく動力を伝達することができる。また、プレ初期ギヤ段が使用できないギヤ段の場合は、初期ギヤ段と最終ギヤ段を使用するようにすることで、駆動力抜けが発生することを防止できる。なお、プレ初期ギヤ段は、最終ギヤ段が、モータ走行に使用しているギヤ段の1段ローギヤ側のギヤ段の場合のみ使用することができる。つまり、モータ走行に第4速ギヤ段44を用いている場合は、最終ギヤ段が第3速ギヤ段33の場合に、3つのギヤ段を用いて使用して、駆動力抜けなく、内燃機関5の回転速度を所定の回転速度まで上昇させることができる。
In this way, by using three consecutive gear stages and switching the gear stages one by one, the clutch can be released and the clutch can be engaged simultaneously. As a result, the power can be transmitted to the internal combustion engine in a state where power is always transmitted, that is, in a state where there is no driving force loss, and the rotational speed of the internal combustion engine can be increased efficiently. Further, by using a gear stage that is two gears higher than the final gear stage, the power from the input shaft to the internal combustion engine is reduced in a state where the rotational speed difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the rotational speed of the input shaft is smaller. Can be transmitted, and power can be transmitted more efficiently. In the case where the pre-initial gear stage cannot be used, it is possible to prevent the driving force from being lost by using the initial gear stage and the final gear stage. Note that the pre-initial gear stage can be used only when the final gear stage is a gear stage on the first low gear side of the gear stage used for motor travel. That is, when the fourth
また、上述した実施例では、初期ギヤ段側のクラッチの半係合時、係合しているクラッチの切り替え時、最終ギヤ段側のクラッチの半係合時のいずれにおいても、機関出力軸8及び内燃機関5に伝達されるトルクが一定のトルクとなるようにモータの出力とクラッチの係合状態を制御したが、本発明はこれに限定されない。ここで、図9は、初期ギヤ段を介して内燃機関に伝達されるトルクと、最終ギヤ段を介して内燃機関に伝達されるトルクとの関係の他の一例を示すグラフである。なお、図9は、縦軸をトルク容量とし、横軸を内燃機関の回転速度Neとした。例えば、図9に示すように、モータ50の出力(グラフ中実線で示す出力)を一定として、ギヤ段毎に伝達されるトルク(トルク容量)が異なるようにしてもよい。モータ50の出力を一定とした場合は、初期ギヤ段側のクラッチの半係合時のトルク容量が、最終ギヤ段側のクラッチの半係合時のトルク容量よりも大きくなる。このように、初期ギヤ段側のクラッチの半係合時のトルク容量をより大きくできることで、初期ギヤ段側のクラッチの半係合時における内燃機関5の回転速度の上昇速度を高くすることができる。これにより、内燃機関5に動力の伝達を開始してからファイアリング開始までの時間をより短くすることができる。
Further, in the above-described embodiment, the engine output shaft 8 can be used when the initial gear stage side clutch is half-engaged, when the engaged clutch is switched, and when the final gear stage side clutch is half-engaged. The output of the motor and the engagement state of the clutch are controlled so that the torque transmitted to the internal combustion engine 5 is a constant torque, but the present invention is not limited to this. Here, FIG. 9 is a graph showing another example of the relationship between the torque transmitted to the internal combustion engine via the initial gear stage and the torque transmitted to the internal combustion engine via the final gear stage. In FIG. 9, the vertical axis is the torque capacity, and the horizontal axis is the rotational speed Ne of the internal combustion engine. For example, as shown in FIG. 9, the output of the motor 50 (the output indicated by the solid line in the graph) may be constant, and the torque (torque capacity) transmitted for each gear stage may be different. When the output of the
また、上述した実施例では、変速比の差を小さくし、効率よくギヤ段の切り替えができるため、初期ギヤ段を最終ギヤ段の1段ハイギヤ側のギヤ段としたが、本発明はこれに限定されない。初期ギヤ段には、最終ギヤ段を有する変速機構ではない変速機構に配置され、かつ、最終ギヤ段よりもハイギヤ側のギヤ段である種々のギヤ段を用いることができる。なお、最終ギヤ段から離れるに従ってギヤ段の切り替え時の効率は悪くなる。例えば、最終ギヤ段が第1速ギヤ段の場合、初期ギヤ段として、第4速ギヤ段を用いることもできる。このように、初期ギヤ段と最終ギヤ段とに、異なる変速機構のギヤ段を選択することで、初期ギヤ段側のクラッチの解放と最終ギヤ段側のクラッチの係合とを同時に行うことができ、駆動力抜けを防ぎつつ、内燃機関の回転速度を上昇させることができる。 In the above-described embodiment, the gear ratio is reduced and the gear can be switched efficiently, so that the initial gear is the gear on the first high gear side of the final gear, but the present invention is not limited to this. It is not limited. As the initial gear stage, various gear stages that are arranged in a speed change mechanism that is not a speed change mechanism having a final gear stage and that are on the higher gear side than the final gear stage can be used. It should be noted that the efficiency at the time of switching the gear stage decreases as the distance from the final gear stage increases. For example, when the final gear is the first gear, the fourth gear can be used as the initial gear. Thus, by selecting different gear speeds for the initial gear stage and the final gear stage, it is possible to simultaneously release the clutch on the initial gear stage side and engage the clutch on the final gear stage side. The rotational speed of the internal combustion engine can be increased while preventing the driving force from being lost.
また、本実施例において、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第1出力軸37から駆動輪88と係合する動力統合ギヤ58に伝達し、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第2出力軸48から動力統合ギヤ58に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40の態様は、これに限定されるものではない。第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ入力軸27,28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、第1変速機構30と第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27、第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88と係合する共通の出力軸に伝達するものとしても良い。
In the present embodiment, the first
また、本実施例において、駆動装置10は、内燃機関5の機関出力軸8及びモータ50のロータ52からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうち少なくとも一方により変速して、動力統合ギヤ58から、推進軸66、終減速装置70の差動機構74を介して駆動輪88に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40から駆動輪88に向けての動力伝達の態様は、これに限定されるものではない。駆動装置10において、第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27及び第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、動力統合ギヤ58、又は当該動力統合ギヤ58と噛み合う第1及び第2駆動ギヤ37c,48cが、直接に差動機構74のリングギヤ72を駆動するものとしても良い。
In the present embodiment, the driving
ここで、図2に示す実施例では、第1入力軸27と第2入力軸28とを、所定の間隔を空けて平行に延びるよう配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1変速機構30の第1入力軸27と第2変速機構40の第2入力軸28は同軸に配置してもよい。図10は、変形例のデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。以下、図10を用いてデュアルクラッチ機構20の詳細な構造の他の一例について説明する。図10に示すように、デュアルクラッチ機構20は、機関出力軸8と結合されているクラッチハウジング14aと、クラッチハウジング14aに収容された摩擦板27a,28bとを有する。クラッチハウジング14aは、機関出力軸8と結合されており、機関出力軸8と一体に回転する。クラッチハウジング14aは、後述する摩擦板27a,28aが収容されている。
Here, in the embodiment shown in FIG. 2, the
ここで、本実施例においては、第1変速機構30の第1入力軸27と、第2変速機構40の第2入力軸28は、同軸に配置されており、2重軸構造となっている。具体的には、第1入力軸27は、中空シャフトであり、第1入力軸27内には、第2入力軸28が延びている。内側の軸である第2入力軸28は、外側の軸である第1入力軸27に比べて軸方向に長く構成されている。このように同軸上に配置された第1変速機構及び第2変速機構は、機関出力軸8側から駆動輪88側に向かうに従って、第1変速機構30の各変速段のメインギヤ31a,33a,35a,39aが、第1入力軸27に配設され、次に、第2変速機構40の各変速段のメインギヤ42a,44aが、第2入力軸28の第1入力軸27よりも機関出力軸8から離れた位置に配設されている。
Here, in the present embodiment, the
摩擦板27aは、円盤形状であり、第1入力軸27の端部が結合されている。また、摩擦板27aの中心部には、開口が形成されており、この開口には、第2入力軸28が通されている。摩擦板28aは、円盤形状であり、第2入力軸28の端部が結合されている。摩擦板27a,28aは、上述したように、クラッチハウジング14a内に収容されている。
The
第1クラッチ21は、摩擦板27aと、摩擦板27aに対向してクラッチハウジング14a内に設けられた摩擦相手板と、摩擦相手板を駆動するアクチュエータとで構成される。第1クラッチ21は、摩擦相手板により摩擦板27aをクラッチハウジング14aに押し付けることで、機関出力軸8と、第1変速機構30の第1入力軸27とを係合させる。
The first clutch 21 includes a
第2クラッチ22は、摩擦板28aと、摩擦板28aに対向してクラッチハウジング14a内に設けられた摩擦相手板と、摩擦相手板を駆動するアクチュエータとで構成される。第2クラッチ22は、摩擦相手板により摩擦板28aをクラッチハウジング14aに押し付けることで、機関出力軸8と、第2変速機構40の第2入力軸28とを係合させる。
The second clutch 22 includes a
このように、第1入力軸と第2入力軸とを同軸上に配置してもよい。また、上述した実施例では、変速機構に対応して、出力軸を設けたが、2つの入力軸とそれぞれの変速機構とが対応付けられていれば、出力軸は同一としてもよい。なお、ギヤ段は、変速比が高い順番または、低い順番に交互に、第1入力軸と係合するギヤ段と、第2入力軸に係合するギヤ段となるようにする。つまり、奇数のギヤ段が一方の入力軸と係合し、偶数のギヤ段が他方の入力軸と係合するようにする。 Thus, you may arrange | position the 1st input shaft and the 2nd input shaft on the same axis. In the above-described embodiment, the output shaft is provided corresponding to the speed change mechanism. However, the output shaft may be the same as long as the two input shafts are associated with the speed change mechanisms. Note that the gear stages are alternately engaged with the first input shaft and the gear stage engaged with the second input shaft in order of increasing or decreasing gear ratio. That is, an odd number of gear stages is engaged with one input shaft, and an even number of gear stages is engaged with the other input shaft.
以上のように、本発明は、原動機として内燃機関とモータとを備え、デュアルクラッチ式の変速機を備えたハイブリッド車両に有用であり、特に、2つの変速機構のうち少なくとも一方の変速機構の入力軸にモータのロータが係合しているハイブリッド車両に有用である。 As described above, the present invention is useful for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor as a prime mover and including a dual clutch transmission, and in particular, an input of at least one of the two transmission mechanisms. This is useful for a hybrid vehicle having a motor rotor engaged with a shaft.
1 ハイブリッド車両
5 内燃機関
8 機関出力軸
10 駆動装置
14a クラッチハウジング
14c 駆動ギヤ
20 デュアルクラッチ機構
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
27 第1入力軸
27a,28a 摩擦板
28 第2入力軸
30 第1変速機構
31,33,35,39 ギヤ段
31a,33a,35a,39a,42a,44a メインギヤ
31c,33c,35c,39c,42c,44c カウンタギヤ
31e,33e,35e,39e,42e,44e カップリング機構
37 第1出力軸
39b 後進中間ギヤ
40 第2変速機構
42,44 ギヤ段
48 第2出力軸
50 モータ
52 ロータ
54 ステータ
58 動力統合ギヤ
66 推進軸
70 終減速装置
74 差動機構
80 駆動軸
88 駆動輪
100 ECU
102 内燃機関始動制御装置
104 要求検出手段
106 始動制御手段
110 インバータ
120 二次電池
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (11)
機械的動力を出力する原動機機能及び発電機としての機能を備えるモータジェネレータと、
前記機関出力軸からの動力を第1入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、
前記機関出力軸及び前記モータジェネレータのロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、
前記第1変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、
前記第2変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、
前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの係合/解放状態との切り替えと、前記第1変速機構及び前記第2変速機構におけるギヤ段の選択とを制御可能な制御手段と、を備えるハイブリッド車両の前記内燃機関の始動を制御する内燃機関始動制御装置であって、
前記内燃機関の始動要求が発生しているかを検出する要求検出手段と、
前記要求検出手段が、前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行時に前記始動要求が発生していることを検出したら、前記制御手段により、前記第1クラッチと、前記第2クラッチとを交互に係合させ前記機関出力軸を回転させた後に、前記内燃機関での燃料の燃焼を開始させる始動制御手段と、を有し、
前記始動制御手段は、高速走行に利用するギヤ段が選択された変速機構側のクラッチを係合させた後、前記高速走行に利用するギヤ段よりも低速の走行に利用するギヤ段が選択された変速機構側のクラッチを係合させること特徴とする内燃機関始動制御装置。 An internal combustion engine that outputs power from the engine output shaft;
A motor generator having a prime mover function for outputting mechanical power and a function as a generator;
A first speed change mechanism that receives power from the engine output shaft at a first input shaft, changes speed by any one of a plurality of gear stages, and transmits the power toward drive wheels;
The mechanical power from the engine output shaft and the rotor of the motor generator is received by a second input shaft engaged with the rotor, and is shifted by any one of a plurality of gear stages toward the drive wheels. A second transmission mechanism capable of transmission;
A first clutch provided corresponding to a gear stage of the first transmission mechanism and capable of engaging the engine output shaft and the first input shaft;
A second clutch provided corresponding to a gear stage of the second transmission mechanism and capable of engaging the engine output shaft and the second input shaft;
Control means capable of controlling switching between engagement / release states of the first clutch and the second clutch and selection of gear stages in the first transmission mechanism and the second transmission mechanism. An internal combustion engine start control device for controlling the start of the internal combustion engine,
Request detecting means for detecting whether a start request of the internal combustion engine is generated;
When the request detection means detects that the start request is generated during traveling by only the driving force of the motor generator, the control means alternately engages the first clutch and the second clutch. And starting control means for starting combustion of fuel in the internal combustion engine after rotating the engine output shaft,
The start control means selects a gear stage used for traveling at a lower speed than the gear stage used for high speed traveling after engaging the clutch on the transmission mechanism side where the gear stage used for high speed traveling is selected. An internal combustion engine start control device characterized by engaging a clutch on the transmission mechanism side.
検出時の車速とするために必要な前記機関出力軸の回転速度が車両の共振周波数帯以上で、かつ最も高いギヤ段が備えられる変速機構の軸側のクラッチを後に、もう一方の変速機構の軸側のクラッチを先に、という順番にてクラッチを交互に係合させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関始動制御装置。 When the start control means detects that the start request has occurred,
The rotational speed of the engine output shaft required to obtain the vehicle speed at the time of detection is equal to or higher than the resonance frequency band of the vehicle and the clutch on the shaft side of the speed change mechanism provided with the highest gear stage is placed behind, and The internal combustion engine start control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the clutches are alternately engaged in the order of the shaft side clutch first.
機械的動力を出力する原動機機能及び発電機としての機能を備えるモータジェネレータと、
前記機関出力軸からの動力を第1入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、
前記機関出力軸及び前記モータジェネレータのロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数のギヤ段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、
前記第1変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、
前記第2変速機構のギヤ段に対応して設けられ、前記機関出力軸と前記第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、
前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの係合/解放状態との切り替えと、前記第1変速機構及び前記第2変速機構におけるギヤ段の選択とを制御可能な制御手段と、を備えるハイブリッド車両の前記内燃機関の始動を制御する内燃機関始動制御装置であって、
前記内燃機関の始動要求が発生しているかを検出する要求検出手段と、
前記要求検出手段が、前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行時に前記始動要求が発生していることを検出したら、前記制御手段により、前記第1クラッチと、前記第2クラッチの少なくとも一方を係合させ前記機関出力軸を回転させた後に、前記内燃機関での燃料の燃焼を開始させる始動制御手段と、を有し、
前記始動制御手段は、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段の中から、現在車速から求められる機関出力軸の回転速度が車両の共振周波数帯以上で、最も高いギヤ段を最終ギヤ段として選択し、
前記最終ギヤ段よりも一段高いギヤ段が、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されているギヤ段、または、前記モータジェネレータの駆動力の伝達に使用されていない変速機構のギヤ段のいずれかである場合は、前記一段高いギヤ段を初期ギヤ段として選択し、
前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させた後、前記初期ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを解放させつつ、前記最終ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させることを特徴とする内燃機関始動制御装置。 An internal combustion engine that outputs power from the engine output shaft;
A motor generator having a prime mover function for outputting mechanical power and a function as a generator;
A first speed change mechanism that receives power from the engine output shaft at a first input shaft, changes speed by any one of a plurality of gear stages, and transmits the power toward drive wheels;
The mechanical power from the engine output shaft and the rotor of the motor generator is received by a second input shaft engaged with the rotor, and is shifted by any one of a plurality of gear stages toward the drive wheels. A second transmission mechanism capable of transmission;
A first clutch provided corresponding to a gear stage of the first transmission mechanism and capable of engaging the engine output shaft and the first input shaft;
A second clutch provided corresponding to a gear stage of the second transmission mechanism and capable of engaging the engine output shaft and the second input shaft;
Control means capable of controlling switching between engagement / release states of the first clutch and the second clutch and selection of gear stages in the first transmission mechanism and the second transmission mechanism. An internal combustion engine start control device for controlling the start of the internal combustion engine,
Request detecting means for detecting whether a start request of the internal combustion engine is generated;
When the request detection means detects that the start request is generated during traveling by only the driving force of the motor generator, the control means engages at least one of the first clutch and the second clutch. And starting control means for starting combustion of fuel in the internal combustion engine after rotating the engine output shaft,
The start control means is determined from the current vehicle speed from a gear stage used for transmission of the driving force of the motor generator or a gear stage of a speed change mechanism not used for transmission of the driving force of the motor generator. Select the highest gear stage as the final gear stage when the engine output shaft rotation speed is higher than the resonance frequency band of the vehicle.
A gear stage that is one step higher than the final gear stage is either a gear stage that is used to transmit the driving force of the motor generator, or a gear stage of a transmission mechanism that is not used to transmit the driving force of the motor generator. If this is the case, select the higher gear as the initial gear,
After engaging the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the initial gear stage selected, the final gear stage is selected while releasing the clutch on the shaft side of the transmission mechanism with the initial gear stage selected. An internal combustion engine start control device characterized by engaging a shaft-side clutch of a speed change mechanism.
前記最終ギヤ段が選択された変速機構の軸側のクラッチを係合させることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関始動制御装置。 The start control means is a gear stage whose gear stage is one step higher than the final gear stage, which is used for transmitting the driving force of the motor generator, or a speed change which is not used for transmitting the driving force of the motor generator. If it is not one of the gear stages of the mechanism,
8. The internal combustion engine start control device according to claim 7, wherein a clutch on a shaft side of the speed change mechanism with the final gear stage selected is engaged.
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