JP5997474B2 - Drive device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両の駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle including an engine and an electric motor.
エンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両においては、車両制動時の回生エネルギーを増大させることにより、車両の燃費性能を向上させることが求められている。そこで、車両制動時に、遊星歯車列からなる動力分割機構の差動状態を制御することにより、エンジンよりも電動モータに多くの動力を分配するようにしたハイブリッド車両が開発されている(特許文献1参照)。また、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に、締結状態と解放状態とに切り換えられるエンジンクラッチを設けるようにしたハイブリッド車両も提案されている。このエンジンクラッチを解放することにより、車両制動時に駆動輪からエンジンを切り離すことができるため、駆動輪から電動モータのみに動力を伝達することが可能となり、回生エネルギーを増大させることが可能となる。 In a hybrid vehicle including an engine and an electric motor, it is required to improve the fuel efficiency of the vehicle by increasing the regenerative energy during vehicle braking. Therefore, a hybrid vehicle has been developed that distributes more power to the electric motor than to the engine by controlling the differential state of the power split mechanism including the planetary gear train during vehicle braking (Patent Document 1). reference). There has also been proposed a hybrid vehicle in which an engine clutch that can be switched between an engaged state and a released state is provided in a power transmission path between the engine and the drive wheels. By releasing the engine clutch, the engine can be disconnected from the drive wheels during vehicle braking, so that power can be transmitted only from the drive wheels to the electric motor, and regenerative energy can be increased.
しかしながら、車両が加速状態から制動状態に切り換わるタイミング、つまりエンジンから駆動輪に向けて動力が伝達されるドライブ状態から、逆に駆動輪からエンジンに向けて動力が伝達されるコースト状態に切り換わるタイミングで、正確にエンジンクラッチを解放状態に切り換えることは、クラッチ制御の複雑化を招く要因となっていた。このため、エンジンクラッチについては、クラッチ制御の複雑化を招くことなく、動力伝達状態に応じて締結状態や解放状態に切り換えられることが望まれている。 However, the timing at which the vehicle switches from the acceleration state to the braking state, that is, the drive state in which power is transmitted from the engine to the drive wheels, conversely switches to the coast state in which power is transmitted from the drive wheels to the engine. Exactly switching the engine clutch to the disengaged state at the timing has been a factor causing complicated clutch control. For this reason, it is desired that the engine clutch be switched to the engaged state or the released state according to the power transmission state without complicating clutch control.
本発明の目的は、エンジンクラッチにおけるクラッチ制御の簡素化を達成することにある。 An object of the present invention is to achieve simplification of clutch control in an engine clutch.
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンと駆動輪との間に設けられるエンジン動力伝達経路と、電動モータと前記駆動輪との間に設けられるモータ動力伝達経路と、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記エンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるエンジンクラッチと、前記モータ動力伝達経路に設けられ、前記電動モータと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記電動モータと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるモータクラッチと、を有し、前記エンジンクラッチは並列接続される第1エンジン動力経路と第2エンジン動力経路とを備え、前記第1エンジン動力経路には第1クラッチとこれに直列接続される第1一方向クラッチとが設けられ、前記第2エンジン動力経路には第2クラッチが設けられ、前記モータクラッチは並列接続される第1モータ動力経路と第2モータ動力経路とを備え、前記第1モータ動力経路には第3クラッチとこれに直列接続される第2一方向クラッチとが設けられ、前記第2モータ動力経路には第4クラッチが設けられる、ことを特徴とする。 Driving device for a hybrid vehicle of the present invention includes an engine power transmission path provided between the engine and the drive wheels, the hybrid vehicle comprising a motor power transmission path is provided, the between the electric motor and the drive wheel drive an apparatus, wherein provided in the engine power transmission path, and the engagement state for connecting the engine and the drive wheels, and a released state disconnecting said engine and said drive wheel, an engine clutch is switched to the motor A motor clutch provided in a power transmission path and switched between a fastening state connecting the electric motor and the driving wheel and a releasing state separating the electric motor and the driving wheel, and the engine clutch Includes a first engine power path and a second engine power path connected in parallel, and the first engine power path includes a first engine power path and a first engine power path. Latches and this is the first one-way clutch connected in series provided, said the second engine power path is provided the second clutch, the motor clutch is the first motor power path and a second motor connected in parallel A power path, wherein the first motor power path is provided with a third clutch and a second one-way clutch connected in series therewith, and the second motor power path is provided with a fourth clutch. It is characterized by.
本発明によれば、エンジンクラッチは並列接続される第1エンジン動力経路と第2エンジン動力経路とを備え、第1エンジン動力経路には第1クラッチとこれに直列接続される一方向クラッチとが設けられ、第2エンジン動力経路には第2クラッチが設けられる。これにより、第1クラッチを締結して第2クラッチを解放することにより、エンジンから駆動輪に向けて動力が伝達されるドライブ状態と、駆動輪からエンジンに向けて動力が伝達されるコースト状態とで、自動的にエンジンクラッチを締結状態または解放状態に切り換えることが可能となる。すなわち、動力伝達状態の切換タイミングに合わせてエンジンクラッチを制御する必要がなく、エンジンクラッチを簡単に制御することが可能となる。しかも、第1および第2クラッチを解放することでエンジンクラッチを常に解放状態とすることができ、第2クラッチを締結することでエンジンクラッチを常に締結状態とすることができるため、エンジンクラッチを様々な状況下で適切に制御することが可能となる。 According to the present invention, the engine clutch includes a first engine power path and a second engine power path connected in parallel, and the first engine power path includes the first clutch and a one-way clutch connected in series to the first clutch. A second clutch is provided in the second engine power path. Thus, by engaging the first clutch and releasing the second clutch, a drive state in which power is transmitted from the engine toward the drive wheel, and a coast state in which power is transmitted from the drive wheel toward the engine, Thus, the engine clutch can be automatically switched to the engaged state or the released state. That is, it is not necessary to control the engine clutch in accordance with the switching timing of the power transmission state, and the engine clutch can be easily controlled. In addition, the engine clutch can be always released by releasing the first and second clutches, and the engine clutch can always be engaged by engaging the second clutch. It is possible to control appropriately under various circumstances.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニット10を示す概略図である。図1に示すように、ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット10は、動力源としてエンジン11を備えるとともに、動力源として2つのモータジェネレータM1,M2を備えている。一方のモータジェネレータ(電動モータ)M1は主に走行用として機能しており、他方のモータジェネレータM2は主に発電用として機能している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a hybrid vehicle drive device, that is, a
エンジン11とモータジェネレータM2とは、遊星歯車列からなる動力分割機構12を介して接続されている。動力分割機構12は、エンジン11にダンパ機構13およびエンジン連結軸14を介して連結されるキャリア15と、キャリア15に回転自在に支持されるピニオンギヤ16とを有している。ピニオンギヤ16には、同軸上に配置される第1ギヤ部16aおよび第2ギヤ部16bが形成されている。第1ギヤ部16aには第1サンギヤ17が噛み合っており、第2ギヤ部16bには第2サンギヤ18が噛み合っている。第1サンギヤ17にはジェネレータ連結軸19およびギヤ列20を介してモータジェネレータM2のロータ21aが連結されており、第2サンギヤ18には中空軸22を介してシンクロハブ23が固定されている。また、ピニオンギヤ16の第1ギヤ部16aには、リングギヤ24が噛み合っている。また、リングギヤ24には中空軸25が連結されており、中空軸25にはスプライン歯26が固定されている。さらに、パワーユニット10のケース27にはスプライン歯28が固定されている。
The
図1に示すように、シンクロハブ23の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ30が噛み合っている。シンクロスリーブ30には、フォーク部材31を介してアクチュエータ32が連結されている。シンクロスリーブ30を矢印a方向に移動させることにより、シンクロスリーブ30をスプライン歯26に噛み合わせることができ、第2サンギヤ18とリングギヤ24とを締結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ30を矢印b方向に移動させることにより、シンクロスリーブ30をスプライン歯28に噛み合わせることができ、第2サンギヤ18とケース27とを締結することが可能となる。また、シンクロスリーブ30を図1に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ30はシンクロハブ23だけに噛み合った状態となる。
As shown in FIG. 1, a
これらシンクロハブ23、スプライン歯26およびシンクロスリーブ30によって、第2サンギヤ18とリングギヤ24とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられる直結クラッチCL1が構成されている。また、シンクロハブ23、スプライン歯28およびシンクロスリーブ30によって、第2サンギヤ18とケース27とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられる増速クラッチCL2が構成されている。そして、アクチュエータ32を作動させ、シンクロスリーブ30を図1の矢印a方向に移動させることにより、直結クラッチCL1は締結状態に切り換えられ、増速クラッチCL2は解放状態に切り換えられる。一方、シンクロスリーブ30を図1の矢印b方向に移動させることにより、増速クラッチCL2は締結状態に切り換えられ、直結クラッチCL1は解放状態に切り換えられる。また、シンクロスリーブ30を図1に示す中立位置に移動させることにより、直結クラッチCL1と増速クラッチCL2とは共に解放状態となる。
The
図1に示すように、リングギヤ24に連結される中空軸25には、駆動ギヤ33が固定されている。この駆動ギヤ33には従動ギヤ34が噛み合っており、従動ギヤ34は前輪出力軸35に回転自在に支持されている。また、従動ギヤ34と前輪出力軸35との間には、エンジンクラッチユニット(エンジンクラッチ)CL3が設けられている。さらに、従動ギヤ34を支持する前輪出力軸35には、デファレンシャル機構36を介して駆動輪37が連結されている。このように、エンジン11と駆動輪37との間には、エンジン連結軸14、動力分割機構12、駆動ギヤ33、従動ギヤ34、前輪出力軸35、デファレンシャル機構36等によって構成されるエンジン動力伝達経路38が設けられている。そして、エンジン動力伝達経路38には、エンジン11と駆動輪37とを接続する締結状態と、エンジン11と駆動輪37とを切り離す解放状態とに切り換えられるエンジンクラッチユニットCL3が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
エンジンクラッチユニットCL3は、並列接続される第1エンジン動力経路39と第2エンジン動力経路40とを備えている。第1エンジン動力経路39には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第1クラッチとしての第1クラッチC1aと、これに直列接続される第1一方向クラッチ41とが設けられている。また、ワンウェイクラッチである一方向クラッチ41は、前進走行時にエンジン11から駆動輪37に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪37からエンジン11に向かう動力を遮断つまり切断している。さらに、第2エンジン動力経路40には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第2クラッチとしての第2クラッチC1bが設けられている。
The engine clutch unit CL3 includes a first
そして、エンジンクラッチユニットCL3の第1クラッチC1aを締結状態に切り換え、第2クラッチC1bを解放状態に切り換えることにより、一方向クラッチ41を介してエンジン11と駆動輪37とが接続される。これにより、エンジン11から駆動輪37に向けて動力が伝達されるドライブ時には、エンジンクラッチユニットCL3を自動的に締結状態に切り換えることが可能となる。一方、駆動輪37からエンジン11に向けて動力が伝達されるコースト時には、エンジンクラッチユニットCL3を自動的に解放状態に切り換えることが可能となる。また、第2クラッチC1bを締結状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でエンジンクラッチユニットCL3を締結状態とすることが可能となる。さらに、第1および第2クラッチC1a,C1bを解放状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でエンジンクラッチユニットCL3を解放状態とすることが可能となる。なお、第1および第2クラッチC1a,C1bについては、油圧式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良く、電磁式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良い。
Then, the
また、前輪出力軸35には従動ギヤ42が固定されており、この従動ギヤ42に噛み合う駆動ギヤ43がモータ連結軸44に固定されている。また、モータジェネレータM1のロータ45aには遊星歯車列46が連結されており、モータ連結軸44と遊星歯車列46との間には、モータクラッチユニット(モータクラッチ)CL4が設けられている。このように、モータジェネレータM1と駆動輪37との間には、遊星歯車列46、モータ連結軸44、駆動ギヤ43、従動ギヤ42、前輪出力軸35、デファレンシャル機構36等によって構成されるモータ動力伝達経路47が設けられている。そして、モータ動力伝達経路47には、モータジェネレータM1と駆動輪37とを接続する締結状態と、モータジェネレータM1と駆動輪37とを切り離す解放状態とに切り換えられるモータクラッチユニットCL4が設けられている。なお、モータジェネレータM1の中央部を貫通するモータ連結軸44には、トランスファクラッチ48を介して後輪出力軸49が連結されており、この後輪出力軸49には図示しない駆動輪が連結される。
A driven
モータクラッチユニットCL4は、並列接続される第1モータ動力経路51と第2モータ動力経路52とを備えている。第1モータ動力経路51には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第3クラッチとしての第1クラッチC2aと、これに直列接続される第2一方向クラッチ53とが設けられている。また、ワンウェイクラッチである一方向クラッチ53は、前進走行時にモータジェネレータM1から駆動輪37に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪37からモータジェネレータM1に向かう動力を遮断つまり切断している。さらに、第2モータ動力経路52には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第4クラッチとしての第2クラッチC2bが設けられている。
The motor clutch unit CL4 includes a first
そして、モータクラッチユニットCL4の第1クラッチC2aを締結状態に切り換え、第2クラッチC2bを解放状態に切り換えることにより、一方向クラッチ53を介してモータジェネレータM1と駆動輪37とを接続することが可能となる。これにより、モータジェネレータM1から駆動輪37に向けて動力が伝達されるドライブ時には、モータクラッチユニットCL4を自動的に締結状態に切り換えることが可能となる。一方、駆動輪37からモータジェネレータM1に向けて動力が伝達されるコースト時には、モータクラッチユニットCL4を自動的に解放状態に切り換えることが可能となる。また、第2クラッチC2bを締結状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でモータクラッチユニットCL4を締結状態とすることが可能となる。さらに、第1および第2クラッチC2a,C2bを解放状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でモータクラッチユニットCL4を解放状態とすることが可能となる。なお、第1および第2クラッチC2a,C2bについては、油圧式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良く、電磁式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良い。
Then, the motor generator M1 and the
続いて、図2はパワーユニット10の制御系を示すブロック図である。図2に示すように、モータジェネレータM1のステータ45bにはインバータ60が接続されており、モータジェネレータM2のステータ20bにはインバータ61が接続されている。双方のインバータ60,61には、リチウムイオンバッテリ等のバッテリ62が接続されている。また、ハイブリッド車両には、電動機や発電機として機能するモータジェネレータM1,M2のトルクや回転数を制御するモータ制御ユニット63が設けられている。また、ハイブリッド車両には、バッテリ62の充電状態(SOC)、電流、電圧、温度等を監視するバッテリ制御ユニット64が設けられている。さらに、ハイブリッド車両には、エンジン11のトルクや回転数を制御するエンジン制御ユニット65が設けられている。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the
各制御ユニット63〜65やクラッチCL1〜CL4等を制御するため、ハイブリッド車両には車両制御ユニット66が設けられている。車両制御ユニット66には、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ67、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ68、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ69、車速を検出する車速センサ70等が接続されている。車両制御ユニット66は、各種センサ67〜70からの情報に基づき車両状態を判定し、所定のモードマップを参照して車両状態に応じた走行モードを設定する。そして、車両制御ユニット66は、車両状態および走行モードに基づいて、制御ユニット63〜65やクラッチCL1〜CL4等に対して制御信号を出力することになる。なお、各制御ユニット63〜66は、通信ネットワーク71を介して相互に接続されている。また、各制御ユニット63〜66は、制御信号等を演算するCPU、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するROM、一時的にデータを格納するRAM等によって構成されている。
In order to control the
続いて、ハイブリッド車両の各走行モードについて説明する。ここで、図3は走行モード設定時に車両制御ユニット66によって参照されるモードマップの一例を示す説明図である。また、図4(a)および(b)はEVモードにおけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図および共線図である。図5(a)および(b)はシリーズモードにおけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図4(b)および図5(b)の共線図において、符号Sαは第1サンギヤ17を示し、符号Sβは第2サンギヤ18を示し、符号Cはキャリア15を示し、符号Rはリングギヤ24を示している。
Next, each travel mode of the hybrid vehicle will be described. Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a mode map referred to by the
図3に示すように、ハイブリッド車両は、走行モードとして、EVモード、シリーズモード、低中速モード、高速モード1、高速モード2を備えている。図3に示すように、前進走行や後退走行の発進時には、車両制御ユニット66によってEVモードが設定される。図4(a)および(b)に示すように、モータジェネレータM1のみを用いて走行するEVモードにおいては、直結クラッチCL1、増速クラッチCL2、エンジンクラッチユニットCL3が解放される一方、モータクラッチユニットCL4が締結される。また、モータクラッチユニットCL4は、第2クラッチC2bを締結することで締結状態に切り換えられている。これにより、モータジェネレータM1を力行状態に制御することで車両を走行させることが可能となり、モータジェネレータM1を回生状態(発電状態)に制御することで車両を制動させることが可能となる。なお、エンジン11およびモータジェネレータM2は停止状態となる。
As shown in FIG. 3, the hybrid vehicle includes an EV mode, a series mode, a low / medium speed mode, a high speed mode 1 and a high speed mode 2 as travel modes. As shown in FIG. 3, the EV mode is set by the
図3に示すように、後退走行において要求駆動力が引き上げられると、車両制御ユニット66によってシリーズモードが設定される。図5(a)および(b)に示すように、シリーズモードにおいては、増速クラッチCL2およびエンジンクラッチユニットCL3が解放される一方、直結クラッチCL1およびモータクラッチユニットCL4が締結される。なお、EVモードと同様に、モータクラッチユニットCL4は、第2クラッチC2bを締結することで締結状態に切り換えられている。このように、シリーズモードにおいても、モータジェネレータM1を力行状態に制御して車両を走行させることが可能となり、モータジェネレータM1を回生状態に制御して車両を制動させることが可能となる。さらに、シリーズモードにおいては、直結クラッチCL1の締結によって動力分割機構12の差動動作が制限されており、エンジン11とモータジェネレータM2とは動力分割機構12を介して直結された状態となる。これにより、モータジェネレータM2をエンジン動力によって駆動することができ、モータジェネレータM2からバッテリ62に電力を供給することが可能となる。これにより、モータジェネレータM1に多くの電力を供給することができ、モータジェネレータM1の出力トルクを増大させることが可能となる。
As shown in FIG. 3, when the required driving force is increased during reverse travel, the
続いて、低中速モード、高速モード1および高速モード2におけるパワーユニット10の作動状態について説明する。これらの走行モードについては、図6〜図8を用いて直結クラッチCL1および増速クラッチCL2の作動状態について説明した後に、図9〜図13を用いてエンジンクラッチユニットCL3およびモータクラッチユニットCL4の作動状態について説明する。ここで、図6(a)および(b)は動力分割機構12が動力分割状態となるパワーユニット10の作動状態を示す概略図および共線図である。図7(a)および(b)は動力分割機構12が増速状態となるパワーユニット10の作動状態を示す概略図および共線図である。図8(a)および(b)は動力分割機構12が直結状態となるパワーユニット10の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図6(a)〜図8(a)の概略図においては、エンジンクラッチユニットCL3、モータクラッチユニットCL4およびモータジェネレータM1等を省略して図示している。また、図6(b)〜図8(b)の共線図において、符号Sαは第1サンギヤ17を示し、符号Sβは第2サンギヤ18を示し、符号Cはキャリア15を示し、符号Rはリングギヤ24を示している。
Next, the operating state of the
図6(a)および(b)に示すように、直結クラッチCL1および増速クラッチCL2を共に解放すると、動力分割機構12はパワースプリットとも呼ばれる動力分割状態となる。この動力分割状態においては、第2サンギヤ18およびリングギヤ24の拘束が解かれることから、動力分割機構12を介してエンジン動力をリングギヤ24とモータジェネレータM2とに分配することが可能となる。そして、動力分割状態においては、モータジェネレータM2の回転数を制御することにより、無段変速させながらエンジン動力をリングギヤ24から駆動輪37に向けて出力することが可能となる。この動力分割機構12の動力分割状態は、後述する図9〜図11に示す低中速モードで主に設定される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, when both the direct coupling clutch CL1 and the speed increasing clutch CL2 are released, the
また、図7(a)および(b)に示すように、直結クラッチCL1を解放して増速クラッチCL2を締結すると、動力分割機構12はオーバードライブとも呼ばれる増速状態となる。この増速状態においては、第2サンギヤ18がケース27に固定されることから、固定変速比で増速されたエンジン動力をリングギヤ24から駆動輪37に向けて出力することが可能となる。この動力分割機構12の増速状態は、後述する図12および図13に示す高速モード1および高速モード2の低駆動力領域で主に設定される。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the direct coupling clutch CL1 is released and the speed increasing clutch CL2 is engaged, the
さらに、図8(a)および(b)に示すように、直結クラッチCL1を締結して増速クラッチCL2を解放すると、動力分割機構12は直結状態となる。この直結状態においては、第2サンギヤ18とリングギヤ24とが締結されることから、前述した増速状態よりも大きな変速比でエンジン動力をリングギヤ24から駆動輪37に向けて出力することが可能となる。つまり、動力分割機構12を増速状態から直結状態に切り換えることにより、エンジン動力の変速比を増大つまりダウンシフトさせることが可能となる。この動力分割機構12の直結状態は、後述する図12および図13に示す高速モード1および高速モード2の高駆動力領域で主に設定される。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the direct coupling clutch CL1 is engaged and the speed increasing clutch CL2 is released, the
次いで、エンジンクラッチユニットCL3およびモータクラッチユニットCL4の作動状態について説明する。ここで、図9(a)および(b)は低中速モードのエンジン駆動状態におけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図である。図10(a)および(b)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図である。図11(a)および(b)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図である。この図11にはバッテリ62の満充電時におけるパワーユニット10の作動状態が示されている。また、図12(a)および(b)は高速モード1におけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図である。図13(a)および(b)は高速モード2におけるパワーユニット10の作動状態を示す概略図である。なお、図9(a)〜図13(a)には動力伝達状態がドライブ状態のときのパワーユニット10が示されており、図9(b)〜図13(b)には動力伝達状態がコースト状態のときのパワーユニット10が示されている。また、図9〜図13には動力が伝達される経路を太線で示している。
Next, operating states of the engine clutch unit CL3 and the motor clutch unit CL4 will be described. Here, FIGS. 9A and 9B are schematic views showing the operating state of the
なお、図9(a)〜図13(a)に示すドライブ状態とは、前進走行時にエンジン11やモータジェネレータM1から駆動輪37に向けて動力が伝達される状態である。また、図9(b)〜図13(b)に示すコースト状態とは、前進走行時に駆動輪37からエンジン11やモータジェネレータM1に向けて動力が伝達される状態である。また、図9に示すエンジン駆動状態とは、エンジン動力のみを用いて車両を走行させる状態である。また、図10および図11に示すパラレル駆動状態とは、エンジン動力およびモータ動力を用いて車両を走行させる状態である。さらに、図11に示す満充電時とは、バッテリ62のSOCが所定上限値に達した状態であり、バッテリ62に対する充電が規制される状態である。
The drive state shown in FIGS. 9A to 13A is a state in which power is transmitted from the
図9(a)に示すように、低中速モードのエンジン駆動状態においては、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aが締結されて第2クラッチC1bが解放される。また、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bは共に解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが切り離される。このように、エンジン駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪37からモータジェネレータM1を切り離すことができるため、モータジェネレータM1の引きずりを防止して燃費性能を向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 9A, in the engine driving state in the low / medium speed mode, the first clutch C1a is engaged and the second clutch C1b is released among the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3. Further, both the clutches C2a and C2b of the motor clutch unit CL4 are released. Thus, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the
そして、図9(b)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3の制御状態が維持される一方、モータクラッチユニットCL4の第2クラッチC2bが締結される。これにより、コースト状態においては、解放状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが切り離される一方、締結状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが接続される。このように、エンジン駆動状態で車両を減速させる際には、駆動輪37からエンジン11を切り離すことができるため、モータジェネレータM1によるエネルギーの回生効率を高めることが可能となる。
As shown in FIG. 9B, in the coast state where the accelerator pedal is released, the control state of the engine clutch unit CL3 is maintained, while the second clutch C2b of the motor clutch unit CL4 is engaged. The Thus, in the coast state, the
このように、エンジン駆動状態においては、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aを締結して第2クラッチC1bを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、エンジンクラッチユニットCL3が自動的に締結状態に切り換えられ、エンジン動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪37からエンジン11を切り離して回生エネルギーを増大させることが可能となる。このように、エンジンクラッチユニットCL3の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、エンジンクラッチユニットCL3におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。
Thus, in the engine drive state, the clutch C1a, C1b of the engine clutch unit CL3 is maintained in a state where the first clutch C1a is engaged and the second clutch C1b is released. As a result, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the engine clutch unit CL3 is automatically switched to the engaged state, and the vehicle can be driven by the engine power. On the other hand, in the coast state where the depression of the accelerator pedal is released, the engine clutch unit CL3 is automatically switched to the released state, and the
続いて、図10(a)に示すように、低中速モードのパラレル駆動状態においては、エンジン駆動状態と同様に、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aが締結されて第2クラッチC1bが解放される。また、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bのうち、第1クラッチC2aが解放されて第2クラッチC2bが締結される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪37に対してエンジン11とモータジェネレータM1とが接続される。
Subsequently, as shown in FIG. 10 (a), in the parallel drive state in the low / medium speed mode, the first clutch C1a of the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3 is engaged as in the engine drive state. Thus, the second clutch C1b is released. Of the clutches C2a and C2b of the motor clutch unit CL4, the first clutch C2a is released and the second clutch C2b is engaged. Thus, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the
そして、図10(b)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3およびモータクラッチユニットCL4の制御状態が維持される。これにより、コースト状態においては、解放状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが切り離される一方、締結状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を減速させる際には、駆動輪37からエンジン11を切り離すことができるため、モータジェネレータM1によるエネルギーの回生効率を高めることが可能となる。
Then, as shown in FIG. 10 (b), in the coast state where the depression of the accelerator pedal is released, the control state of the engine clutch unit CL3 and the motor clutch unit CL4 is maintained. Thus, in the coast state, the
このように、パラレル駆動状態においても、エンジン駆動状態と同様に、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aを締結して第2クラッチC1bを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、エンジンクラッチユニットCL3が自動的に締結状態に切り換えられ、エンジン動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪37からエンジン11を切り離して回生エネルギーを増大させることが可能となる。このように、エンジンクラッチユニットCL3の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、エンジンクラッチユニットCL3におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。
Thus, even in the parallel drive state, as in the engine drive state, of the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3, the first clutch C1a is engaged and the second clutch C1b is released. . As a result, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the engine clutch unit CL3 is automatically switched to the engaged state, and the vehicle can be driven by the engine power. On the other hand, in the coast state where the depression of the accelerator pedal is released, the engine clutch unit CL3 is automatically switched to the released state, and the
続いて、図11(a)に示すように、低中速モードのパラレル駆動状態における満充電時においては、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aが解放されて第2クラッチC1bが締結される。また、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bのうち、第1クラッチC2aが締結されて第2クラッチC2bが解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪37に対してエンジン11とモータジェネレータM1とが接続される。
Subsequently, as shown in FIG. 11 (a), during full charge in the parallel drive state in the low / medium speed mode, the first clutch C1a of the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3 is released and the second clutch is released. The clutch C1b is engaged. Of the clutches C2a and C2b of the motor clutch unit CL4, the first clutch C2a is engaged and the second clutch C2b is released. Thus, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the
そして、図11(b)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3およびモータクラッチユニットCL4の制御状態が維持される。これにより、コースト状態においては、接続状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが切り離される。このように、バッテリ62の満充電時に車両を減速させる際には、駆動輪37からモータジェネレータM1を切り離すことができるため、バッテリ62の過充電を防止することが可能となる。
Then, as shown in FIG. 11B, in the coast state where the depression of the accelerator pedal is released, the control state of the engine clutch unit CL3 and the motor clutch unit CL4 is maintained. Thus, in the coast state, the
このように、バッテリ62の満充電時においては、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bのうち、第1クラッチC2aを締結して第2クラッチC2bを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、モータクラッチユニットCL4が自動的に締結状態に切り換えられ、モータ動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、モータクラッチユニットCL4が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪37からモータジェネレータM1を切り離してバッテリ62の過充電を防止することが可能となる。このように、モータクラッチユニットCL4の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、モータクラッチユニットCL4におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。
Thus, when the
続いて、図12(a)に示すように、高速モード1においては、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aが解放されて第2クラッチC1bが締結される。また、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bが共に解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが切り離される。このように、高速モード1で車両を走行させる際には、モータジェネレータM1を駆動輪37から切り離すことにより、モータジェネレータM1の高回転領域での駆動を抑制して燃費性能を向上させることが可能となる。
Subsequently, as shown in FIG. 12 (a), in the high speed mode 1, of the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3, the first clutch C1a is released and the second clutch C1b is engaged. Further, both the clutches C2a and C2b of the motor clutch unit CL4 are released. Thus, in the drive state where the accelerator pedal is depressed, the
そして、図12(b)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットCL3の制御状態が維持される一方、モータクラッチユニットCL4の第2クラッチC2bが締結される。これにより、コースト状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが接続される。このように、高速モード1で車両を減速させる際には、駆動輪37とエンジン11との接続状態が維持されるとともに、切り離されていたモータジェネレータM1が駆動輪37に接続される。これにより、回生エネルギーを増大させて燃費性能を向上させるとともに、エンジンブレーキによって十分な制動力を確保している。
Then, as shown in FIG. 12 (b), in the coast state where the depression of the accelerator pedal is released, the control state of the engine clutch unit CL3 is maintained, while the second clutch C2b of the motor clutch unit CL4 is engaged. The Thus, in the coast state, the
続いて、高速モード2について説明する。この高速モード2とは、モータジェネレータM1の許容回転数を超える車速領域で設定される走行モードである。図13(a)および(b)に示すように、高速モード2においては、エンジンクラッチユニットCL3のクラッチC1a,C1bのうち、第1クラッチC1aが解放されて第2クラッチC1bが締結される。また、モータクラッチユニットCL4のクラッチC2a,C2bが共に解放される。これにより、ドライブ状態やコースト状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットCL3によって駆動輪37とエンジン11とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットCL4によって駆動輪37とモータジェネレータM1とが切り離される。このように、高速モード2で車両を走行させる際には、常にモータジェネレータM1が駆動輪37から切り離された状態となる。これにより、許容回転数を超えてモータジェネレータM1を回転させてしまうことがなく、パワーユニット10の耐久性を向上させることが可能となる。
Next, the high speed mode 2 will be described. The high speed mode 2 is a traveling mode set in a vehicle speed region exceeding the allowable rotational speed of the motor generator M1. As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), in the high speed mode 2, of the clutches C1a and C1b of the engine clutch unit CL3, the first clutch C1a is released and the second clutch C1b is engaged. Further, both the clutches C2a and C2b of the motor clutch unit CL4 are released. Thereby, in the drive state and the coast state, the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図示する場合には、エンジンクラッチユニットCL3の第2エンジン動力経路40に第2クラッチC1bのみを設けているが、これに限られることはなく、第2エンジン動力経路40に第2クラッチC1bとこれに直列接続される一方向クラッチを設けても良い。この場合には、一方向クラッチとして、前進走行時にエンジン11から駆動輪37に向けて動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪37からエンジン11に向かう動力を伝達する一方向クラッチが、第2エンジン動力経路40に設けられる。また、モータクラッチユニットCL4の第2モータ動力経路52に第2クラッチC2bのみを設けているが、これに限られることはなく、第2モータ動力経路52に第2クラッチC2bとこれに直列接続される一方向クラッチを設けても良い。この場合には、一方向クラッチとして、前進走行時にモータジェネレータM1から駆動輪37に向けて動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪37からモータジェネレータM1に向かう動力を伝達する一方向クラッチが、第2モータ動力経路52に設けられる。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the illustrated case, only the second clutch C1b is provided in the second engine power path 40 of the engine clutch unit CL3. However, the present invention is not limited to this, and the second clutch C1b is provided in the second engine power path 40. A one-way clutch connected in series may be provided. In this case, as the one-way clutch, the one-way clutch that cuts the power from the
また、前述の説明では、第1エンジン動力経路39の一方向クラッチ41は、前進走行時にエンジン11から駆動輪37に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪37からエンジン11に向かう動力を遮断しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブ状態においてエンジンクラッチユニットCL3の解放が求められる場合には、前進走行時にエンジン11から駆動輪37に向かう動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪37からエンジン11に向けて動力を伝達する一方向クラッチを第1エンジン動力経路39に設けても良い。また、前述の説明では、第1モータ動力経路51の一方向クラッチ53は、前進走行時にモータジェネレータM1から駆動輪37に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪37からモータジェネレータM1に向かう動力を遮断しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブ状態においてモータクラッチユニットCL4の解放が求められる場合には、前進走行時にモータジェネレータM1から駆動輪37に向かう動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪37からモータジェネレータM1に向けて動力を伝達する一方向クラッチを第1モータ動力経路51に設けても良い。
In the above description, the one-
なお、図示する場合には、モータジェネレータM1以外に、主として発電用のモータジェネレータM2を備えているが、これに限られることはなく、モータジェネレータM2を省いてパワーユニット10を構成しても良い。また、図示するパワーユニット10は、四輪駆動用のパワーユニットであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や後輪駆動用のパワーユニットに対して本発明を適用しても良い。
In the case shown in the figure, a motor generator M2 for power generation is mainly provided in addition to the motor generator M1, but the present invention is not limited to this, and the
10 パワーユニット(駆動装置)
11 エンジン
37 駆動輪
38 エンジン動力伝達経路
39 第1エンジン動力経路
40 第2エンジン動力経路
41 一方向クラッチ(第1一方向クラッチ)
47 モータ動力伝達経路
51 第1モータ動力経路
52 第2モータ動力経路
53 一方向クラッチ(第2一方向クラッチ)
M1 モータジェネレータ(電動モータ)
CL3 エンジンクラッチユニット(エンジンクラッチ)
CL4 モータクラッチユニット(モータクラッチ)
C1a 第1クラッチ(第1クラッチ)
C1b 第2クラッチ(第2クラッチ)
C2a 第1クラッチ(第3クラッチ)
C2b 第2クラッチ(第4クラッチ)
10 Power unit (drive device)
11
47 motor
M1 motor generator (electric motor)
CL3 engine clutch unit (engine clutch)
CL4 motor clutch unit (motor clutch)
C1a First clutch (first clutch)
C1b Second clutch (second clutch)
C2a 1st clutch (3rd clutch)
C2b Second clutch (fourth clutch)
Claims (3)
前記エンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるエンジンクラッチと、
前記モータ動力伝達経路に設けられ、前記電動モータと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記電動モータと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるモータクラッチと、を有し、
前記エンジンクラッチは並列接続される第1エンジン動力経路と第2エンジン動力経路とを備え、前記第1エンジン動力経路には第1クラッチとこれに直列接続される第1一方向クラッチとが設けられ、前記第2エンジン動力経路には第2クラッチが設けられ、
前記モータクラッチは並列接続される第1モータ動力経路と第2モータ動力経路とを備え、前記第1モータ動力経路には第3クラッチとこれに直列接続される第2一方向クラッチとが設けられ、前記第2モータ動力経路には第4クラッチが設けられる、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 A driving apparatus for a hybrid vehicle including a motor power transmission path is provided, to between the engine power transmission path is provided, the electric motor and the drive wheels between the engine and the drive wheels,
Provided to the engine power transmission path, and the engagement state for connecting the engine and the drive wheels, and a released state disconnecting said engine and said drive wheel, an engine clutch is switched to,
A motor clutch that is provided in the motor power transmission path and is switched between a fastening state in which the electric motor and the driving wheel are connected and a released state in which the electric motor and the driving wheel are disconnected;
The engine clutch includes a first engine power path and a second engine power path connected in parallel, and the first engine power path includes a first clutch and a first one- way clutch connected in series therewith. A second clutch is provided in the second engine power path ;
The motor clutch includes a first motor power path and a second motor power path connected in parallel, and the first motor power path is provided with a third clutch and a second one-way clutch connected in series therewith. A drive device for a hybrid vehicle , wherein a fourth clutch is provided in the second motor power path .
前記第1エンジン動力経路の前記第1一方向クラッチは、前進走行時に前記エンジンから前記駆動輪に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に前記駆動輪から前記エンジンに向かう動力を遮断する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
The first one-way clutch of the first engine power path, while transmitting power toward the drive wheel from the engine during forward travel, and the power is shut down toward the engine from the drive wheels during forward travel, it A drive device for a hybrid vehicle characterized by the above.
前記第1モータ動力経路の前記第2一方向クラッチは、前進走行時に前記電動モータから前記駆動輪に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に前記駆動輪から前記電動モータに向かう動力を遮断する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1 or 2 ,
The second one-way clutch of the first motor power path transmits power from the electric motor to the drive wheel during forward travel, while interrupting power directed from the drive wheel to the electric motor during forward travel. the driving apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that.
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