JP6601986B2 - ハイブリッド車両の動力伝達装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の走行状況に応じてエンジン又はモータによる駆動力を駆動輪に任意伝達又は遮断させ得るハイブリッド車両の動力伝達装置に関するものである。
近時において、燃費向上及び環境対策の観点から、駆動源としてエンジンとモータの両方を具備したハイブリッド車両が注目されるに至っている。かかるハイブリッド車両は、その走行状況に応じてエンジン又はモータの何れかを任意選択的に駆動させ、或いは同時に駆動させることにより、専らエンジンのみで走行するものに比べ、燃費を向上させるとともに排出ガスの低減を図り得るようになっている。
かかるハイブリッド車両の動力伝達装置として、例えば、特許文献1にて開示されているように、駆動源としてのモータを駆動させてオイルポンプを回転させ、車両に配設された所定の作動部品にオイルを供給し得るものが提案されている。このようなハイブリッド車両の動力伝達装置によれば、車両走行時、いかなる時もオイルを供給することができるものの、エンジンとオイルポンプとが連動していることから、オイルポンプの回転数を任意に設定することができない。かかる不具合を回避すべく、例えば特許文献2、3にて開示されているように、エンジンの駆動による走行時、任意にポンプ回転を設定し得るものが提案されている。
特開2007−15679号公報 特表2002−542752号公報 特開2003−191762号公報
しかしながら、上記特許文献2の従来技術においては、駆動輪に伝達する駆動力を発生させるモータとは別に、オイルポンプを駆動するモータを設置すればオイルポンプの回転数を任意に設定し得るものの、別モータが必要となりその分コストが嵩んでしまうという問題がある。また上記特許文献3の従来技術においては、エンジンの駆動による走行時、任意にポンプ回転を設定し得るものの、モータの駆動による走行時、駆動輪の回転数にオイルポンプの回転数が連動してしまうことから、高車速においてオイルポンプの回転を低く設定することができないという不具合がある。しかして、オイルポンプはモータの回転数が低くても必要機能を満たすよう容量が設定されているため、モータの回転が高いときは、必要以上にオイルを供給してしまい、その分エネルギーを消費することから、燃費が悪化してしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駆動輪に伝達する駆動力を発生するモータを使ってオイルポンプを駆動する方式において、当該モータ駆動による走行時やエンジン駆動による走行時、オイルポンプを任意回転数で回転させて当該オイルポンプの不必要な回転を低減させることができるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、車両が搭載するエンジンから駆動輪に至る動力伝達系に配設されて当該エンジンの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第1クラッチ手段と、車両が搭載するモータから駆動輪に至る動力伝達系に配設されて当該モータの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第2クラッチ手段と、前記モータに接続され、当該モータの駆動力により車両に配設された所定の作動部品にオイルを供給し得るオイルポンプとを具備し、車両の走行状況に応じて前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段を任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、前記エンジン及びモータと前記駆動輪との間の動力伝達系に配設されて前記モータの回転を調整可能な変速機を具備するとともに、当該モータで前記オイルポンプを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされ、且つ、必要とされるオイルの供給量に基づいて前記オイルポンプの必要回転数を判定し得る必要ポンプ回転数判定手段を具備するとともに、当該必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要回転数に応じて前記第1クラッチ手段、第2クラッチ手段又は変速機を制御可能な構成とされ、前記モータの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて前記変速機が許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶し、前記必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が前記上限変速特性で判定される前記変速機の入力回転数の上限値以下、且つ下限値以上の場合、前記オイルポンプが必要ポンプ回転数以上となるように当該変速機を制御するとともに、前記第2クラッチ手段を締結することを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて前記変速機が許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶し、前記必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が前記上限変速特性で判定される前記変速機の入力回転数の上限値を超える場合、前記変速機の入力回転数が当該上限値となるように当該変速機を制御するとともに、前記第2クラッチ手段をスリップ制御して必要ポンプ回転数以上で前記オイルポンプを回転させることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1又は請求項2記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、一方向に限りオイルを流通させ得る逆止弁を複数有するとともに、当該オイルポンプが逆回転したとき、当該逆止弁によってオイルの流入側と吐出側とを切り替えて油圧を発生可能なポンプ逆回転対応手段を具備したことを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜3の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、オイルを蓄圧し得る蓄圧手段を具備し、前記モータが停止しているとき、当該蓄圧手段からオイルを供給し得ることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記蓄圧手段による蓄圧が不足か否か判断し得る蓄圧状態判断手段を具備するとともに、当該蓄圧状態判断手段にて蓄圧の不足を判断した際、前記モータを駆動させて前記オイルポンプを回転させることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜5の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータとオイルポンプとの間にノーマルクローズタイプの第3クラッチ手段を備え、前記オイルポンプの作動が不要とされるとき、当該第3クラッチ手段をオフして当該オイルポンプを停止させることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜6の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段と前記駆動輪との間の動力伝達系に配設され、前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段から前記駆動輪への動力を伝達又は遮断可能な第4クラッチ手段を具備し、前記モータの駆動により前記エンジンを始動させる際、当該モータで前記オイルポンプを回転するとともに、前記第4クラッチ手段にて動力を遮断させた状態でモータ駆動力を前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段を介してエンジンに伝達させ得ることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、エンジン及びモータと駆動輪との間の動力伝達系に配設されてモータの回転を調整可能な変速機を具備するとともに、当該モータでオイルポンプを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされたので、駆動輪に伝達する駆動力を発生するモータを使ってオイルポンプを駆動する方式において、当該モータ駆動による走行時やエンジン駆動による走行時、オイルポンプを任意回転数で回転させて当該オイルポンプの不必要な回転を低減させることができる。
また、必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要回転数に応じて第1クラッチ手段、第2クラッチ手段又は変速機を制御可能とされたので、オイルポンプの不必要な回転をより確実に低減させることができる。
さらに、必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が上限変速特性で判定される変速機の入力回転数の上限値以下、且つ下限値以上の場合、オイルポンプが必要ポンプ回転数以上となるように当該変速機を制御するとともに、第2クラッチ手段を締結するので、オイルポンプを必要な回転数で回転させることができるとともに、第2クラッチ手段のスリップ量をなくすことができる。
請求項の発明によれば、必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が上限変速特性で判定される変速機の入力回転数の上限値を超える場合、変速機の入力回転数が当該上限値となるように当該変速機を制御するとともに、第2クラッチ手段をスリップ制御して必要ポンプ回転数以上でオイルポンプを回転させるので、オイルポンプを必要な回転数で回転させることができるとともに、変速特性上許容される最も高い回転数になるよう変速比を調整しない場合に比べ、第2クラッチ手段のスリップ量を小さくすることができる。
請求項の発明によれば、オイルポンプが逆回転したとき、逆止弁によってオイルの流入側と吐出側とを切り替えて油圧を発生可能なポンプ逆回転対応手段を具備したので、リバースモータ走行時においてもオイルポンプを任意の回転数で回転させることができる。
請求項の発明によれば、オイルを蓄圧し得る蓄圧手段を具備し、モータが停止しているとき、当該蓄圧手段からオイルを供給し得るので、例えばエンジンによる走行時、モータを停止してもオイルを供給することができる。
請求項の発明によれば、蓄圧手段による蓄圧が不足か否か判断し得る蓄圧状態判断手段を具備するとともに、当該蓄圧状態判断手段にて蓄圧の不足を判断した際、モータを駆動させてオイルポンプを回転させるので、オイルの供給を確実に行わせることができる。
請求項の発明によれば、モータとオイルポンプとの間にノーマルクローズタイプの第3クラッチ手段を備え、オイルポンプの作動が不要とされるとき、当該第3クラッチ手段をオフして当該オイルポンプを停止させるので、モータの駆動時にオイルポンプを確実に停止させることができるとともに、オイルポンプの作動が必要とされるとき、例えば油圧が全く無くても当該第3クラッチ手段が締結されているので、モータ駆動によりオイルポンプを確実に回転させることができる。
請求項の発明によれば、第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段と駆動輪との間の動力伝達系に配設され、前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段から前記駆動輪への動力を伝達又は遮断可能な第4クラッチ手段を具備し、モータの駆動によりエンジンを始動させる際、当該モータでオイルポンプを回転するとともに、第4クラッチ手段にて動力を遮断させた状態でモータ駆動力を前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段を介してエンジンに伝達させ得るので、モータを駆動させてエンジンを始動させる際、その駆動力が駆動輪D側に伝達されてしまうのを回避して、停車状態を維持させることができる。したがって、スタータを不要としつつ停車中のエンジン始動を可能とすることができる。
本発明の第1の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置の全体構成を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における油圧制御回路を示す模式図 同油圧制御回路であって(a)モータが正回転状態(b)モータが逆回転状態を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるエンジン走行時変速特性を示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるモータ走行時及びハイブリッド走行時の変速特性を示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における制御内容を示すタイミングチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における必要ポンプ回転数の判定を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるクラッチ制御(モータ走行)を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるクラッチ制御(エンジン走行)を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるクラッチ制御(ハイブリッド走行)を示すフローチャート 本発明の第2の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置の全体構成を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における油圧制御回路を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における制御内容を示すタイミングチャート 本発明の第3の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置の全体構成を示す模式図
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第1の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジンE及びモータMによる駆動力を車輪(駆動輪D)に伝達又は遮断するためのものであり、図1及び図2に示すように、第1クラッチ手段1aと、第2クラッチ手段1bと、オイルポンプPと、変速機Aと、クラッチ制御手段3及び必要ポンプ回転数判定手段4を有したハイブリッドECU2とを主に有している。
本実施形態に係る動力伝達装置おいては、図1に示すように、ハイブリッド車両が搭載するエンジンEから駆動輪Dに至る動力伝達系に配設されて当該エンジンEの駆動力を駆動輪Dに対して伝達又は遮断可能な第1クラッチ手段1aと、ハイブリッド車両が搭載するモータMから駆動輪Dに至る動力伝達系に配設されて当該モータMの駆動力を駆動輪Dに対して伝達又は遮断可能な第2クラッチ手段1bとを有しており、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bによりユニット化されたクラッチ手段1を構成している。
エンジンEは、ハイブリッド車両の駆動源の一つ(内燃機関)であり、図2に示すように、その駆動力が出力シャフトLを介してクラッチ手段1(第1クラッチ手段1a)の入力部Laに伝達可能とされている。なお、同図中符号S、Gは、エンジンを始動させるためのスタータ、ダンパをそれぞれ示している。そして、エンジンEを駆動させると、第1クラッチ手段1aが締結状態又はスリップ状態のとき、当該エンジンEの駆動力が第1クラッチ手段1aの入力部La及び出力部Lcを介して変速機Aに伝達されるようになっている。
モータMは、ステータMa及びロータMbを有して構成されるとともに、ハイブリッド車に搭載されたインバータI及びバッテリBと接続され、バッテリBから電力供給がなされると、その駆動力がクラッチ手段1(第2クラッチ手段1b)の入力部Lbに伝達可能とされている。そして、モータMを駆動させると、第2クラッチ手段1bが締結状態又はスリップ状態のとき、当該モータMの駆動力が第2クラッチ手段1bの入力部Lb及び出力部Lcを介して変速機Aに伝達されるようになっている。
なお、第1クラッチ手段1aにおいては、エンジンEの駆動と共に回転する入力部Laに駆動側クラッチ板1aaが形成されるとともに、出力部Lcに被動側クラッチ板1abが形成され、これら駆動側クラッチ板1aaと被動側クラッチ板1abとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板1aaと被動側クラッチ板1abとが圧接(クラッチ内のピストン(図示されていない)に作動オイルが供給されクラッチ板に圧接力が作用した状態)されることにより動力を伝達するとともに、その圧接力が解放されることにより動力の伝達が遮断されることとなる。なお、隣り合う駆動側クラッチ板1aaと被動側クラッチ板1abとがスリップすることにより、所定容量の動力の伝達が可能とされている。
また、第2クラッチ手段1bにおいては、モータMの駆動と共に回転する入力部Lbに駆動側クラッチ板1baが形成されるとともに、出力部Lcに被動側クラッチ板1bbが形成され、これら駆動側クラッチ板1baと被動側クラッチ板1bbとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板1baと被動側クラッチ板1bbとが圧接されることにより動力を伝達するとともに、その圧接力が解放されることにより動力の伝達が遮断されることとなる。なお、隣り合う駆動側クラッチ板1baと被動側クラッチ板1bbとがスリップすることにより、所定容量の動力の伝達が可能とされている。
オイルポンプPは、図2に示すように、チェーンCを介してモータMに接続され、当該モータMの駆動力により車両に配設された所定の作動部品(例えば、変速機A、クラッチ手段1等)にオイル(作動オイルや潤滑オイル)を供給し得るもので、油圧制御回路5により制御可能とされている。かかる油圧制御回路5は、ハイブリッドECU2に接続され、当該ハイブリッドECU2から送信される信号により任意の制御が行われるようになっている。
変速機Aは、エンジンE及びモータMと駆動輪Dとの間の動力伝達系に配設されるとともに、当該変速機の変速比(レシオ)を変更することにより、エンジンE及びモータMの駆動力を調整して駆動輪Dに伝達可能な無段変速機から成るもので、ドライブプーリAa及びドリブンプーリAbを有して構成されている。そして、本実施形態においては、モータMの回転を調整可能なものとされている。すなわち、モータMの駆動力による走行時(モータMの単独の駆動力による走行時又はモータM及びエンジンEの両方の駆動力による走行時)、変速機Aを作動させることにより、駆動輪Dに伝達される駆動力を任意に変更し、モータMの回転を調整し得るよう構成されているのである。なお、モータMの回転を調整した際、駆動輪Dで必要とされるアクセル開度に応じた駆動力(トルク)は、モータMに付与される電流又は電圧を制御してモータトルクを調整することにより得られることとなる。
しかして、エンジンE及びモータMの何れか一方が駆動(エンジン走行又はモータ走行)、或いはエンジンE及びモータMの両方が駆動(ハイブリッド走行)され、第1クラッチ手段1a又は第2クラッチ手段1bが動力伝達状態(締結した状態又はスリップした状態)とされていると、当該エンジンE又はモータMの駆動力が変速機Aを介して駆動輪Dに伝達されて走行可能とされている。
また、本実施形態においては、図2に示すように、オイルの温度(油温)を検知し得るセンサs1、変速機Aに対する入力回転数を検知し得るセンサs2、モータMの回転数(ポンプ回転数)を検知し得るセンサs3、車速を検知し得るセンサs4を具備しており、これらセンサs1〜s4で検知された電気信号がハイブリッドECU2に送信されるようになっている。なお、同図中符号Fは、車両が具備するディファレンシャルギアを示している。
ハイブリッドECU2は、例えば車両に搭載されたマイコン等から成り、車両の走行状況に応じて油圧制御回路5を制御し得るもので、クラッチ制御手段3及び必要ポンプ回転数判定手段4を有して構成されている。クラッチ制御手段3は、油圧制御回路5を制御することにより第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bを任意に作動させ、動力を伝達可能な状態(締結した状態若しくはスリップした状態)と、動力の伝達を遮断させた状態(オフした状態)とを切換可能とされている。
必要ポンプ回転数判定手段4は、必要とされるオイルの供給量に基づいてオイルポンプPの必要回転数を判定し得るもので、例えばオイルポンプPによりオイルを供給する対象である車両に配設された所定の作動部品(例えば、変速機A、クラッチ手段1等)の作動状況や作動過程の種々条件(例えば、イグニッションオンからの経過時間や油温等)を勘案し、必要とされるオイルの供給量を演算等により判定し得るよう構成されている。
ここで、本実施形態においては、必要ポンプ回転数判定手段4で判定された必要回転数に応じて第1クラッチ手段1a、第2クラッチ手段1b又は変速機Aを制御可能とされており、第2クラッチ手段1bがモータMの駆動力を遮断(すなわち、第2クラッチ手段1bがオフ)しているとき、当該モータMでオイルポンプPを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされている。すなわち、第2クラッチ手段1bをオフさせてエンジンEの駆動力で車両を走行させる際、必要ポンプ回転数判定手段4で判定された必要回転数にてモータMを回転させることにより、その必要回転数でオイルポンプPを回転させることができるのである。
さらに、本実施形態に係るハイブリッドECU2は、モータMの駆動力による走行(モータ走行又はハイブリッド走行)時、車速及びアクセル開度に応じて変速機Aが許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性(図6(a)参照)及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性(同図(b)参照)を記憶しており、必要ポンプ回転数判定手段4で判定された必要ポンプ回転数が上限変速特性で判定される変速機Aの入力回転数の上限値を超える場合、図7に示すように、変速機Aの入力回転数が当該上限値となるように当該変速機Aを制御するとともに、第2クラッチ手段1bをスリップ制御して必要ポンプ回転数以上でオイルポンプPを回転させるよう構成されている。これにより、オイルポンプPを必要な回転数で回転させることができるとともに、変速特性上許容される最も高い回転数になるよう変速比を調整しない場合に比べ、第2クラッチ手段1bのスリップ量を小さくすることができる。
具体的には、図6(a)中、0点から傾斜しつつ直線状に延びるグラフは、変速機Aの最大レシオ(LOW)時の回転数を示すとともに、アクセル開度100%のグラフ、50%のグラフ及び0%のグラフは、変速機の回転上限、NV商品性及びブレーキ時回生性能によってそれぞれ決まる。また、同図(b)中、0点から傾斜しつつ直線状に延びるグラフは、変速機Aの最大レシオ(LOW)時の回転数を示すとともに、アクセル開度100%のグラフ、50%のグラフ及び0%のグラフは、加速性能、NV商品性及び変速機Aの最小レシオ(TOP)時の回転数とブレーキオフ時の減速性能によってそれぞれ決まる。なお、本実施形態に係るハイブリッドECU2は、エンジンEの駆動力によるエンジン走行時においては、図5に示すような変速特性を記憶しており、かかる変速特性を参酌して変速機Aを制御するよう構成されている。
また、本実施形態に係るハイブリッドECU2は、モータMの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて変速機Aが許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶しており、必要ポンプ回転数判定手段4で判定された必要ポンプ回転数が上限変速特性で判定される前記変速機の入力回転数の上限値以下、且つ下限値以上の場合、オイルポンプPが必要ポンプ回転数以上となるように当該変速機Aを制御するとともに、第2クラッチ手段1bを締結するよう構成されている。これにより、第2クラッチ手段1bのスリップ量をなくすことができる。
またさらに、本実施形態においては、図3に示すように、一方向に限りオイルを流通させ得る逆止弁(Va〜Vd)を複数(本実施形態においては4つ)有するとともに、オイルポンプPが逆回転したとき、当該逆止弁(Va〜Vd)によってオイルの流入側と吐出側とを切り替えて油圧を発生可能なポンプ逆回転対応手段を具備している。具体的には、逆止弁(Va〜Vd)は、同図中下方から上方にオイルが流れようとすると、内部のボール弁が開いた状態(ボール弁を構成するボールが流通口から離間して開放された状態)となって同方向の流通を許容するとともに、同図中上方から下方にオイルが流れようとすると、当該ボール弁が閉じた状態(ボール弁を構成するボールが流通口に当接して閉止した状態)となって同方向の流通を規制するものとされている。
そして、モータMが正回転する場合、図4(a)に示すように、オイルポンプPの右側が負圧、且つ、左側が正圧となることから、逆止弁Vb、Vcが開状態、逆止弁Va、Vdが閉状態とされ、制御用オイルについては、オイルパンa内のオイルがレギュレータバルブV1を介してプーリ圧制御回路5a、クラッチ圧制御回路5bに供給される。しかして、プーリ圧制御回路5aに供給されたオイルによって、変速機AのドライブプーリAa及びドリブンプーリAbが任意制御されるとともに、クラッチ圧制御回路5bに供給されたオイル(制御用オイル)によって、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bが任意制御されることとなる。
一方、モータMが逆回転する場合、図4(b)に示すように、オイルポンプPの右側が正圧、且つ、左側が負圧となることから、逆止弁Va、Vdが開状態、逆止弁Vb、Vcが閉状態とされ、制御用オイルについては、オイルパンa内のオイルがレギュレータバルブV1を介してプーリ圧制御回路5a、クラッチ圧制御回路5bに供給される。しかして、プーリ圧制御回路5aに供給されたオイル(制御用オイル)によって、変速機AのドライブプーリAa及びドリブンプーリAbが任意制御されるとともに、クラッチ圧制御回路5bに供給されたオイルによって、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bが任意制御されることとなる。
また、モータMが正回転又は逆回転する場合であって、プーリ圧及びクラッチ圧制御回路に使用される以外の潤滑用オイルについては、オイルパンa内のオイルがレギュレータバルブV1を介して変速機AのドライブプーリAa及びドリブンプーリAb、第1クラッチ手段1a、第2クラッチ手段1bに供給される。しかして、供給されたオイル(潤滑用オイル)によって、変速機AのドライブプーリAa及びドリブンプーリAb、第1クラッチ手段1a、第2クラッチ手段1bの潤滑性が維持されることとなる。なお、図3中符号bは、ストレーナ(フィルタ)を示すとともに、符号V2は、リリーフバルブを示している。
このように、オイルポンプPが逆回転したとき、逆止弁(Va〜Vd)によってオイルの流入側と吐出側とを切り替えて油圧を発生可能なポンプ逆回転対応手段を具備したので、リバースモータ走行時(モータMを逆回転させて車両をバックさせるとき)においてもオイルポンプPを任意の回転数で回転させることができる。特に、本実施形態に係るポンプ逆回転対応手段は、ボール弁を具備した逆止弁(Va〜Vd)を有しているので、オイルの流入側と吐出側とを簡易な構成で且つ精度よく切り替えることができる。
さらに、本実施形態においては、ハイブリッドECU2の制御によって、エンジンEの駆動力による走行時、第2クラッチ手段1bがモータMの駆動力を遮断しつつモータMの駆動でオイルポンプPを回転させる際、図7に示すように、第2クラッチ手段1bを締結する場合よりも低い回転数でオイルポンプPを回転させるよう設定されている。これにより、オイルポンプPの不必要な回転を低減させることができる。
また、本実施形態に係るオイルポンプPは、潤滑用のオイルを供給可能とされ、エンジンE又は当該エンジンEとモータMの駆動による発進時、第2クラッチ手段1bがモータMの駆動力を遮断又は当該第2クラッチ手段1bをスリップさせてオイルポンプPを回転させる際、図7に示すように、第2クラッチ手段1bを締結する場合よりも高い回転数でオイルポンプPを回転させるよう構成されている。これにより、より多量の潤滑用のオイルを供給することができ、オイルポンプPを小型化することができる。
次に、本実施形態に係る必要ポンプ回転数判定手段4による判定について、図8のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、必要ポンプ回転数(NP)について、車速の係数をKV、モータM回転数の係数をKM、エンジンE回転数の係数をKEとした場合、KV*車速+KM*モータ回転数+KE*エンジン回転数なる演算式にて求める(S1)。そして、S2にてイグニッションスイッチがオンしてから所定時間経過したか否かが判定され、所定時間経過していないと判定された場合、S9にてNP=NP+NI(制御回路のエア抜きのための回転数補正)なる演算を行う。
S2で所定時間経過したと判定された場合、及びS9の後、S3にてブレーキがオフ状態か否か判定され、ブレーキがオフ状態であると判定された場合、S10にてNP=NP+NB(発進準備のための回転数補正)なる演算を行う。S3でブレーキがオフ状態でない(オン状態である)と判定された場合、及びS10の後、S4にて第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bにスリップが生じているか否かが判定され、スリップが生じている場合、S11にてNP=NP+NC×クラッチ差回転(クラッチ制御と潤滑のための回転数補正)なる演算を行う。
S4でスリップが生じていないと判定された場合、及びS11の後、S5にてクラッチスリップ終了から所定時間経過したか否かが判定され、所定時間経過していないと判定された場合、S12にてNP=NP+ND(クラッチ潤滑のための回転数補正)なる演算を行う。S5にて所定時間経過していると判定された場合、及びS12の後、S6にて変速中か否かが判定され、変速中であると判定されると、S13にてNP=NP+NH(プーリ制御のための回転数補正)なる演算を行う。
S6で変速中でないと判定された場合、及びS13の後、S7にて必要ポンプ回転数(NP)について、オイルポンプ性能のオイルポンプ回転数の設定上限値(NMAX)より高いか否かが判定され、高いと判定された場合、S14にてNP=NMAXとする。S7にて高くない(必要ポンプ回転数がNMAX以下)と判定された場合、及びS14の後、S8にて油温センサs1(図2参照)で検出された油温が所定温度より高いか否かが判定され、高いと判定された場合、S15にてNP=NP×NT(オイルポンプPの性能温度補正)なる演算を行う。以上により、オイルポンプPの必要回転数が判定される。
次に、本実施形態に係るクラッチ制御(モータ走行)について、図9のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、第1クラッチ手段1aをオフしてエンジンEによる動力伝達を遮断する(S1)。そして、S2にてモータの回転数(NM)をNP(オイルポンプPの必要回転数)に設定した後、S3にて、判定された必要回転数(NP)についてモータ走行時の変速特性(図6)上、変速機Aが許容する入力回転数の上限値より高いか否かが判定され、高くないと判定された場合、S4にて、判定された必要回転数(NP)についてモータ走行時の変速特性(図6)上、変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低いか否かが判定される。
S3にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の上限値より高いと判定された場合、S8にて変速機入力回転数の目標を回転数の上限に設定した後、S9にてモータ回転数がNMになるように第2クラッチ手段1bをスリップ制御し、S7にて変速機入力回転数が、変速機入力回転数目標になるようにフィードバック制御が行われる。また、S4にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低くないと判定された場合、S5にて変速機入力回転数の目標をNP(オイルポンプPの必要回転数)に設定した後、S6にて第2クラッチ手段1bを締結させ、S7にて変速機入力回転数が、変速機入力回転数目標になるようにフィードバック制御が行われる。一方、S4にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低いと判定された場合、S10にて変速機入力回転数の目標を回転数の下限に設定した後、S11にてモータ回転数がNMになるように第2クラッチ手段1bをスリップ制御し、S7にて変速機入力回転数が、変速機入力回転数目標になるようにフィードバック制御が行われる。
次に、本実施形態に係るクラッチ制御(エンジン走行)について、図10のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、S1にてエンジンEの回転数(NE)から変速機入力回転数を減算した値の絶対値が所定回転数より低いか否かが判定され、低いと判定された場合、S2にて第1クラッチ手段1aを締結し、低くないと判定された場合、S7にて第1クラッチ手段1aをスリップ制御する。その後、S3にて第2クラッチ手段1bをオフし、S4にてモータMの回転数(NM)をオイルポンプPの必要回転数(NP)に設定する。そして、S5にてモータの回転数(NM)についてフィードバック制御が行われ、S6にて変速機の入力回転数が、エンジン走行時の変速機入力回転数(図5)になるようにフィードバック制御(変速制御)が行われる。
次に、本実施形態に係るクラッチ制御(ハイブリッド走行)について、図11のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、S1にてエンジンEの回転数(NE)から変速機入力回転数を減算した値の絶対値が所定回転数より低いか否かが判定され、低いと判定された場合、S2にて第1クラッチ手段1aを締結し、低くないと判定された場合、S13にて第1クラッチ手段1aをスリップ制御する。そして、S3にてモータの回転数(NM)をNP(オイルポンプPの必要回転数)に設定した後、S4にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の上限値より高いか否かが判定され、高くないと判定された場合、S5にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低いか否かが判定される。
S4にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の上限値より高いと判定された場合、S9にて変速機入力回転数の目標を回転数の上限に設定した後、S10にてモータ回転数がNMになるように第2クラッチ手段1bをスリップ制御し、S8にて変速機入力回転数に基づくフィードバック制御が行われる。また、S5にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低くないと判定された場合、S6にて変速機入力回転数の目標をNP(オイルポンプPの必要回転数)に設定した後、S7にて第2クラッチ手段1bを締結させ、S8にて変速機入力回転数に基づくフィードバック制御が行われる。一方、S5にて、判定された必要回転数(NP)について変速機Aが許容する入力回転数の下限値より低いと判定された場合、S11にて変速機入力回転数の目標を回転数の下限に設定した後、S12にてモータ回転数がNMになるように第2クラッチ手段1bをスリップ制御し、S8にて変速機入力回転数に基づくフィードバック制御が行われる。
上記実施形態によれば、エンジンE及びモータMと駆動輪Dとの間の動力伝達系に配設されてモータMの回転を調整可能な変速機Aを具備するとともに、当該モータMでオイルポンプPを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされたので、駆動輪Dに伝達する駆動力を発生するモータMを使ってオイルポンプPを駆動し、モータ駆動による走行時やエンジン駆動による走行時、オイルポンプPを任意回転数で回転させて当該オイルポンプPの不必要な回転を低減させることができる。さらに、必要ポンプ回転数判定手段4で判定された必要回転数に応じて第1クラッチ手段1a、第2クラッチ手段1b又は変速機Aを制御可能とされたので、オイルポンプPの不必要な回転をより確実に低減させることができる。
次に、本実施形態の第2の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置について説明する。
本実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、第1の実施形態と同様、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジンE及びモータMによる駆動力を車輪(駆動輪D)に伝達又は遮断するためのものであり、図12〜図14に示すように、第1クラッチ手段1aと、第2クラッチ手段1bと、第3クラッチ手段1cと、オイルポンプPと、変速機Aと、クラッチ制御手段3、必要ポンプ回転数判定手段4及び蓄圧状態判断手段9を有したハイブリッドECU2と、蓄圧手段6(図14参照)とを主に有している。なお、第1の実施形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
第3クラッチ手段1cは、図12、13に示すように、モータMとオイルポンプPとの間にチェーンCを介して配設されたノーマルクローズ(非作動オイル供給状態でスプリング力により圧接され、作動オイル供給状態で圧接力が解放される)タイプのクラッチから成るもので、例えばモータMが駆動中、オイルポンプPの作動が不要とされるとき、当該第3クラッチ手段1cをオフ(動力伝達を遮断)して当該オイルポンプPを停止させるよう構成されている。なお、第3クラッチ手段1cは、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bと同様、駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とを交互に積層形成し、隣り合う駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とを圧接又は圧接力を解放させることにより、動力を伝達又は遮断し得るものとされている。
蓄圧手段6は、油圧制御回路5に配設されてオイルを蓄圧し得るもので、図14に示すように、油圧センサ7によって蓄圧されたオイルの圧力が検出され得るよう構成されている。なお、同図中符号Veは、一方向に限りオイルを流通させ得る逆止弁を示しており、逆止弁(Va〜Vd)と同様の構成を有している。
蓄圧状態判断手段9は、油圧センサ7による検出値に基づいて蓄圧手段6による蓄圧が不足か否か判断し得るもので、当該蓄圧状態判断手段9にて蓄圧の不足を判断(例えば、油圧センサ7による検出値が下限値のαまで低下)した際、モータMを駆動させてオイルポンプPを回転させるよう構成されている。また、蓄圧が十分であると判断(例えば、油圧センサ7による検出値が上限値のβまで上昇)した際、モータMの駆動を停止又は第3クラッチ手段1cをオフ(動力伝達を遮断)させてオイルポンプPを停止させるよう構成されている。
しかして、図15(レシオは、LOW一定の場合)が示すように、モータMが駆動してオイルポンプPが回転することにより、油圧センサ7の検出値がβとなるまで蓄圧手段6にて蓄圧させるとともに、油圧センサ7の検出値が一旦βとなると、モータMの駆動が停止又は、第3クラッチ手段1cをオフしてオイルポンプPが回転しないように制御し、蓄圧手段6にて蓄圧されたオイルを放出させることにより、変速機AのドライブプーリAa及びドリブンプーリAb、第1クラッチ手段1a、第2クラッチ手段1b及び第3クラッチ手段1cにオイルを供給可能とされている。さらに、蓄圧手段6からオイルが供給される過程において、油圧センサ7の検出値が一旦αまで低下すると、モータMを駆動又は、第3クラッチ手段1cをオンしてオイルポンプPを回転させて蓄圧手段6にオイルを蓄圧するよう制御される。
本実施形態によれば、オイルを蓄圧し得る蓄圧手段6を具備し、モータMが停止しているとき、当該蓄圧手段6からオイルを供給し得るので、例えばエンジンEによる走行時、モータMを停止してもオイルを供給することができる。また、蓄圧手段6による蓄圧が不足か否か判断し得る蓄圧状態判断手段9を具備するとともに、当該蓄圧状態判断手段9にて蓄圧の不足を判断した際、モータMを駆動させてオイルポンプPを回転させるので、オイルの供給を確実に行わせることができる。さらに、モータMとオイルポンプPとの間にノーマルクローズタイプの第3クラッチ手段1cを備え、オイルポンプPの作動が不要とされるとき、当該第3クラッチ手段1cをオフして当該オイルポンプPを停止させるので、モータMの駆動時にオイルポンプPを確実に停止させることができるとともに、オイルポンプPの作動が必要とされるとき、例えば油圧が全く無くても当該第3クラッチ手段1cが締結されているので、モータ駆動によりオイルポンプPを確実に回転させることができる。
次に、本実施形態の第3の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置について説明する。
本実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、第1、2の実施形態と同様、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジンE及びモータMによる駆動力を車輪(駆動輪D)に伝達又は遮断するためのものであり、図16、17に示すように、第1クラッチ手段1aと、第2クラッチ手段1bと、第4クラッチ手段1d(1da、1db)と、オイルポンプPと、変速機Aと、クラッチ制御手段3及び必要ポンプ回転数判定手段4を有したハイブリッドECU2とを主に有している。なお、第1の実施形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
第4クラッチ手段1d(1da、1db)は、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bと駆動輪Dとの間の動力伝達系に配設され、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bから駆動輪Dへの動力を伝達又は遮断可能なクラッチから成るもので、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bと同様、駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とを交互に積層形成し、隣り合う駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とを圧接又は圧接力を解放させることにより、動力伝達を許容又は遮断し得るものとされている。
本実施形態によれば、エンジンE及びモータMからの駆動輪Dに対する動力伝達を遮断し、且つ、当該エンジンEとモータMとを互いに連結してその一方から他方へ動力を伝達し得るよう構成されているので、停車中においてエンジンEの駆動力をモータMに伝達或いはモータMの駆動力をエンジンEに伝達させようとした場合、その駆動力が駆動輪D側に伝達されてしまうのを回避して、停車状態を維持させることができる。従って、スタータを不要としつつ停車中のエンジン始動を可能とすることができるとともに、停車中のモータMによる発電を可能として充電の機会を増加させることができる。
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジン及びモータと駆動輪との間の動力伝達系に配設されてモータの回転を調整可能な変速機を具備するとともに、当該モータでオイルポンプPを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされたものであれば、例えば第1クラッチ手段1a〜第4クラッチ手段1dを他の形態のクラッチ手段としてもよい。第4クラッチ手段1dは、第1クラッチ手段1a及び第2クラッチ手段1bと駆動輪Dとの間の動力を伝達又は遮断可能なクラッチであれば、配設される位置は、変速機の入力側や途中や出力側のどこであってもよく、また複数のクラッチの組合せであってもよい。エンジンEは、内燃機関であれば足り、ガソリンを燃料とするものに代えて軽油を燃料とするディーゼルエンジン等であってもよい。また、本実施形態においては、必要ポンプ回転数判定手段4がハイブリッドECU2内に形成されているが、例えば別個配設されたマイコン内に形成するものであってもよい。
エンジン及びモータと駆動輪との間の動力伝達系に配設されてモータの回転を調整可能な変速機を具備するとともに、当該モータでオイルポンプを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされ、且つ、必要とされるオイルの供給量に基づいてオイルポンプの必要回転数を判定し得る必要ポンプ回転数判定手段を具備するとともに、当該必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要回転数に応じて第1クラッチ手段、第2クラッチ手段又は変速機を制御可能な構成とされ、モータの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて変速機が許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶し、必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が上限変速特性で判定される変速機の入力回転数の上限値以下、且つ下限値以上の場合、オイルポンプが必要ポンプ回転数以上となるように当該変速機を制御するとともに、第2クラッチ手段を締結するハイブリッド車両の動力伝達装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
1 クラッチ手段
1a 第1クラッチ手段
1b 第2クラッチ手段
1c 第3クラッチ手段
1d 第4クラッチ手段
2 ハイブリッドECU
3 クラッチ制御手段
4 必要ポンプ回転数判定手段
5 油圧制御回路
6 蓄圧手段
7 油圧センサ
9 蓄圧状態判断手段
A 変速機
E エンジン
M モータ
D 駆動輪

Claims (7)

  1. 車両が搭載するエンジンから駆動輪に至る動力伝達系に配設されて当該エンジンの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第1クラッチ手段と、
    車両が搭載するモータから駆動輪に至る動力伝達系に配設されて当該モータの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第2クラッチ手段と、
    前記モータに接続され、当該モータの駆動力により車両に配設された所定の作動部品にオイルを供給し得るオイルポンプと、
    を具備し、車両の走行状況に応じて前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段を任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
    前記エンジン及びモータと前記駆動輪との間の動力伝達系に配設されて前記モータの回転を調整可能な変速機を具備するとともに、当該モータで前記オイルポンプを任意回転数で回転させてオイルを供給可能とされ、且つ、必要とされるオイルの供給量に基づいて前記オイルポンプの必要回転数を判定し得る必要ポンプ回転数判定手段を具備するとともに、当該必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要回転数に応じて前記第1クラッチ手段、第2クラッチ手段又は変速機を制御可能な構成とされ、前記モータの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて前記変速機が許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶し、前記必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が前記上限変速特性で判定される前記変速機の入力回転数の上限値以下、且つ下限値以上の場合、前記オイルポンプが必要ポンプ回転数以上となるように当該変速機を制御するとともに、前記第2クラッチ手段を締結することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
  2. 前記モータの駆動力による走行時、車速及びアクセル開度に応じて前記変速機が許容する入力回転数の上限値を判定可能な上限変速特性及び当該入力回転数の下限値を判定可能な下限変速特性を記憶し、前記必要ポンプ回転数判定手段で判定された必要ポンプ回転数が前記上限変速特性で判定される前記変速機の入力回転数の上限値を超える場合、前記変速機の入力回転数が当該上限値となるように当該変速機を制御するとともに、前記第2クラッチ手段をスリップ制御して必要ポンプ回転数以上で前記オイルポンプを回転させることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
  3. 一方向に限りオイルを流通させ得る逆止弁を複数有するとともに、当該オイルポンプが逆回転したとき、当該逆止弁によってオイルの流入側と吐出側とを切り替えて油圧を発生可能なポンプ逆回転対応手段を具備したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
  4. オイルを蓄圧し得る蓄圧手段を具備し、前記モータが停止しているとき、当該蓄圧手段からオイルを供給し得ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
  5. 前記蓄圧手段による蓄圧が不足か否か判断し得る蓄圧状態判断手段を具備するとともに、当該蓄圧状態判断手段にて蓄圧の不足を判断した際、前記モータを駆動させて前記オイルポンプを回転させることを特徴とする請求項4記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
  6. 前記モータとオイルポンプとの間にノーマルクローズタイプの第3クラッチ手段を備え、前記オイルポンプの作動が不要とされるとき、当該第3クラッチ手段をオフして当該オイルポンプを停止させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
  7. 前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段と前記駆動輪との間の動力伝達系に配設され、前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段から前記駆動輪への動力を伝達又は遮断可能な第4クラッチ手段を具備し、前記モータの駆動により前記エンジンを始動させる際、当該モータで前記オイルポンプを回転するとともに、前記第4クラッチ手段にて動力を遮断させた状態でモータ駆動力を前記第1クラッチ手段及び第2クラッチ手段を介してエンジンに伝達させ得ることを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
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