JP7414510B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明の他実施形態に係る車両用駆動装置は、エンジンと車輪との間に変速機構を備える車両用駆動装置であって、前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記エンジンのクランク軸にダンパ機構を介して連結される入力軸と、前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記入力軸が貫通する中空ロータを備える発電用モータと、前記入力軸と前記中空ロータとを接続する締結状態と、前記入力軸と前記中空ロータとの接続を解除する解放状態と、に制御されるモータクラッチと、エンジン回転数に基づいて、前記モータクラッチを締結状態と解放状態とに制御する第1のクラッチ制御部と、前記車輪に出力軸を介して連結される走行用モータと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸と前記出力軸とを接続する締結状態と、前記入力軸と前記出力軸との接続を解除する解放状態と、に制御されるモード切替クラッチと、前記モード切替クラッチを制御する第2のクラッチ制御部と、を有する。前記第1のクラッチ制御部は、エンジン回転数が第1回転数を下回る場合、およびエンジン回転数が前記第1回転数よりも高い第2回転数を上回る場合に、前記モータクラッチを締結状態に制御する一方、エンジン回転数が前記第1回転数を上回り、かつエンジン回転数が前記第2回転数を下回る場合に、前記モータクラッチを解放状態に制御する。前記第2のクラッチ制御部は、前記エンジンを用いて走行するエンジン走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを締結状態に制御する一方、前記走行用モータを用いて走行するモータ走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを解放状態に制御する。前記エンジン走行モードが実行され、かつ前記発電用モータが発電状態に制御された状態のもとで、エンジン回転数が前記第1回転数を上回り、かつエンジン回転数が前記第2回転数を下回る場合に、前記第2のクラッチ制御部は、前記モード切替クラッチをスリップ状態に制御し、前記エンジンを制御するエンジン制御部は、エンジン回転数を前記第2回転数よりも上げる。
図1は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置10を備えた車両11を示す図である。図1に示すように、車両11には、エンジン12およびトランスミッション13を備えたパワートレーン14が縦置きに搭載されている。トランスミッション13には、第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2および無段変速機15が組み込まれている。また、トランスミッション13にはデファレンシャル機構16が組み込まれており、このデファレンシャル機構16には、図示しないドライブシャフト等を介して前輪(車輪)17が連結される。なお、本発明の一実施の形態である車両用駆動装置10は、パワートレーン14および後述する制御系70によって構成されている。
続いて、無段変速機15よりもエンジン12側の構造、つまりエンジン12から無段変速機15までの構造について説明する。エンジン12のクランク軸30には、ダンパ機構31を介して入力軸32が連結されている。クランク軸30と入力軸32とを接続するダンパ機構31は、クランク軸30に固定される入力プレート33と、入力軸32に固定される出力プレート34と、入力プレート33および出力プレート34に組み付けられるスプリング35と、によって構成されている。クランク軸30と入力軸32との間にダンパ機構31を設けることにより、所定の回転角でクランク軸30と入力軸32とを相対回転させることができ、クランク軸30から入力軸32に伝達される捩り振動を低減することができる。なお、図示するダンパ機構31は、プレート33,34間でトルクを伝達するフリクションプレート等を備えていない。つまり、入力プレート33と出力プレート34との間では、スプリング35のみを介してトルクが伝達される。
続いて、無段変速機15よりも車輪17,18側の構造、つまり無段変速機15から車輪17,18までの構造について説明する。無段変速機15のセカンダリ軸22には伝達ギヤ列50が連結されており、この伝達ギヤ列50には出力クラッチ(モード切替クラッチ)51を介してモータ駆動系52が連結されている。出力クラッチ51を締結状態に制御することにより、モータ駆動系52の前輪出力軸(出力軸)53に対して無段変速機15を接続することができる。一方、出力クラッチ51を解放状態に制御することにより、モータ駆動系52の前輪出力軸53から無段変速機15を切り離すことができる。すなわち、出力クラッチ51を締結することにより、モータ駆動系52には無段変速機15を介してエンジン12が接続される一方、出力クラッチ51を解放することにより、モータ駆動系52から無段変速機15およびエンジン12が切り離される。
図3(A)はEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を簡単に示す図であり、図3(B)はHEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を簡単に示す図である。なお、図3(A)および(B)には、トランスファクラッチ58や後退ブレーキ43等を省略したパワートレーン14が示されている。また、図3(B)に示されるパワートレーン14は、前進走行レンジ(Dレンジ)が選択されたときのパワートレーン14である。
続いて、トランスミッション13内に作動油を供給する油圧系60について説明する。パワートレーン14には、無段変速機15、モータクラッチ47、前進クラッチ42、後退ブレーキ43、出力クラッチ51およびトランスファクラッチ58等に作動油を供給する油圧系60が設けられている。油圧系60は、モータジェネレータMG1の中空ロータ45rにチェーン機構63を介して連結される第1オイルポンプ(オイルポンプ)61と、電動モータ64に連結される第2オイルポンプ62と、を有している。また、油圧系60には、双方のオイルポンプ61,62に接続されるバルブボディ65が設けられている。バルブボディ65は図示しない複数の電磁弁や油路によって構成されており、バルブボディ65を用いて作動油の供給先や圧力を制御することができる。
図4はパワートレーン14の制御系70の一部を示す図である。図4に示すように、パワートレーン14の制御系70には、マイコン等からなるメインコントローラ71が設けられている。このメインコントローラ71は、運転状況等に応じて走行モードを選択するモード選択部72、エンジン12を制御するエンジン制御部73、モータジェネレータMG1,MG2を制御するモータ制御部74、および各種クラッチ42,43,47,51,58を制御するクラッチ制御部(第1のクラッチ制御部,第2のクラッチ制御部)75を有している。また、メインコントローラ71は、無段変速機15を制御する変速制御部76、および第2オイルポンプ62の電動モータ64を制御するポンプ制御部77を有している。
図5(A)はEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図であり、図5(B)はEVモードにおいてエンジン始動を行うパワートレーン14の作動状態を示す図である。なお、図5(A)および(B)には、作動油の温度Toilが所定温度T1を上回り、かつ加速走行中あるいは定常走行中の状況が示されている。また、図5(A)および(B)には、モータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
図6(A)はEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図であり、図6(B)はEVモードにおいてエンジン始動を行うパワートレーン14の作動状態を示す図である。なお、図6(A)および(B)には、作動油の温度Toilが所定温度T1以下であり、かつ加速走行中あるいは定常走行中の状況が示されている。また、図6(A)および(B)には、モータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
図7(A)および(B)は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。図7(A)には、エンジン回転数Neが所定回転数(第1回転数)N1以下である状況が示されており、図7(B)には、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回る状況が示されている。なお、図7(A)および(B)には、パワートレーン14に対する要求駆動力が小さく、作動油の温度Toilが所定温度T1を上回り、かつ加速走行中あるいは定常走行中の状況が示されている。また、図7(A)および(B)には、エンジントルクやモータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
図9(A)および(B)は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。図9(A)には、エンジン回転数Neが所定回転数N1以下である状況が示されており、図9(B)には、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回る状況が示されている。なお、図9(A)および(B)には、パワートレーン14に対する要求駆動力が小さく、作動油の温度Toilが所定温度T1以下であり、かつ加速走行中あるいは定常走行中の状況が示されている。また、図9(A)および(B)には、エンジントルクやモータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
図10(A)および(B)は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。図10(A)には、エンジン回転数Neが所定回転数N1以下である状況が示されており、図10(B)には、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回る状況が示されている。なお、図10(A)および(B)には、パワートレーン14に対する要求駆動力が大きく、無段変速機15の変速比がロー側に制御され、かつ加速走行を行っている状況が示されている。また、図10(A)および(B)には、エンジントルクやモータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
図11は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。図11には、パワートレーン14に対する要求駆動力が大きく、無段変速機15の変速比がハイ側に制御され、かつ加速走行を行っている状況が示されている。なお、図11には、エンジントルクやモータトルクの流れが太線の矢印で示されている。
続いて、モータジェネレータMG1が発電状態に制御されるHEVモードについて説明する。図12および図13は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。図12には、エンジン回転数Neが所定回転数(第1回転数)N1以下である状況、およびエンジン回転数Neが所定回転数N1よりも高い所定回転数(第2回転数)N2を上回る状況が示されている。また、図13には、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回り、かつエンジン回転数Neが所定回転数N2以下である状況が示されている。
図12および図13に示した例では、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回り、かつエンジン回転数Neが所定回転数N2を下回る場合に、モータジェネレータMG1の発電を停止させているが、これに限られることはなく、他の制御方法を用いてモータジェネレータMG1の発電を継続させても良い。ここで、図15(A)および(B)は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。
図12および図13に示した例では、エンジン回転数Neが所定回転数N1を上回り、かつエンジン回転数Neが所定回転数N2を下回る場合に、モータジェネレータMG1の発電を停止させているが、これに限られることはなく、他の制御方法を用いてモータジェネレータMG1の発電を継続させても良い。ここで、図16は、HEVモードにおけるパワートレーン14の作動状態を示す図である。
12 エンジン
15 無段変速機(変速機構)
17 前輪(車輪)
18 後輪(車輪)
30 クランク軸
31 ダンパ機構
32 入力軸
45r 中空ロータ
47 モータクラッチ
51 出力クラッチ(モード切替クラッチ)
53 前輪出力軸(出力軸)
56 モータ出力軸(出力軸)
59 後輪出力軸(出力軸)
61 第1オイルポンプ(オイルポンプ)
73 エンジン制御部
74 モータ制御部
75 クラッチ制御部(クラッチ制御部,第2のクラッチ制御部)
76 変速制御部
MG1 モータジェネレータ(発電用モータ)
MG2 モータジェネレータ(走行用モータ)
Ne エンジン回転数
N1 所定回転数(第1回転数)
N2 所定回転数(第2回転数)
Claims (2)
- エンジンと車輪との間に変速機構を備える車両用駆動装置であって、
前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記エンジンのクランク軸にダンパ機構を介して連結される入力軸と、
前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記入力軸が貫通する中空ロータを備える発電用モータと、
前記入力軸と前記中空ロータとを接続する締結状態と、前記入力軸と前記中空ロータとの接続を解除する解放状態と、に制御されるモータクラッチと、
エンジン回転数に基づいて、前記モータクラッチを締結状態と解放状態とに制御する第1のクラッチ制御部と、
前記車輪に出力軸を介して連結される走行用モータと、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸と前記出力軸とを接続する締結状態と、前記入力軸と前記出力軸との接続を解除する解放状態と、に制御されるモード切替クラッチと、
前記モード切替クラッチを制御する第2のクラッチ制御部と、
前記発電用モータに連結され、作動油を吐出するオイルポンプと、
を有し、
前記第1のクラッチ制御部は、
エンジン回転数が第1回転数を下回る場合、およびエンジン回転数が前記第1回転数よりも高い第2回転数を上回る場合に、前記モータクラッチを締結状態に制御する一方、エンジン回転数が前記第1回転数を上回り、かつエンジン回転数が前記第2回転数を下回る場合に、前記モータクラッチを解放状態に制御し、
前記第2のクラッチ制御部は、
前記エンジンを用いて走行するエンジン走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを締結状態に制御する一方、前記走行用モータを用いて走行するモータ走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを解放状態に制御し、
前記エンジン走行モードが実行され、かつ前記発電用モータが発電状態に制御された状態のもとで、エンジン回転数が上昇して前記第1回転数を上回る場合に、前記第1のクラッチ制御部は、前記モータクラッチを締結状態から解放状態に制御し、前記発電用モータを制御するモータ制御部は、前記発電用モータを発電状態から力行状態に制御して前記オイルポンプの回転を維持し、
エンジン回転数が上昇して前記第1回転数を上回り、前記モータクラッチが締結状態から解放状態に制御され、前記発電用モータが発電状態から力行状態に制御された後に、エンジン回転数が上昇して前記第2回転数を上回る場合に、前記クラッチ制御部は前記モータクラッチを解放状態から締結状態に制御し、前記モータ制御部は前記発電用モータを力行状態から発電状態に制御する、
車両用駆動装置。 - エンジンと車輪との間に変速機構を備える車両用駆動装置であって、
前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記エンジンのクランク軸にダンパ機構を介して連結される入力軸と、
前記エンジンと前記変速機構との間に設けられ、前記入力軸が貫通する中空ロータを備える発電用モータと、
前記入力軸と前記中空ロータとを接続する締結状態と、前記入力軸と前記中空ロータとの接続を解除する解放状態と、に制御されるモータクラッチと、
エンジン回転数に基づいて、前記モータクラッチを締結状態と解放状態とに制御する第1のクラッチ制御部と、
前記車輪に出力軸を介して連結される走行用モータと、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸と前記出力軸とを接続する締結状態と、前記入力軸と前記出力軸との接続を解除する解放状態と、に制御されるモード切替クラッチと、
前記モード切替クラッチを制御する第2のクラッチ制御部と、
を有し、
前記第1のクラッチ制御部は、
エンジン回転数が第1回転数を下回る場合、およびエンジン回転数が前記第1回転数よりも高い第2回転数を上回る場合に、前記モータクラッチを締結状態に制御する一方、エンジン回転数が前記第1回転数を上回り、かつエンジン回転数が前記第2回転数を下回る場合に、前記モータクラッチを解放状態に制御し、
前記第2のクラッチ制御部は、
前記エンジンを用いて走行するエンジン走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを締結状態に制御する一方、前記走行用モータを用いて走行するモータ走行モードが実行される場合に、前記モード切替クラッチを解放状態に制御し、
前記エンジン走行モードが実行され、かつ前記発電用モータが発電状態に制御された状態のもとで、エンジン回転数が前記第1回転数を上回り、かつエンジン回転数が前記第2回転数を下回る場合に、前記第2のクラッチ制御部は、前記モード切替クラッチをスリップ状態に制御し、前記エンジンを制御するエンジン制御部は、エンジン回転数を前記第2回転数よりも上げる、
車両用駆動装置。
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