JP2002188716A - ハイブリッド車両用動力伝達装置 - Google Patents
ハイブリッド車両用動力伝達装置Info
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Abstract
に異音や振動が可及的に感じられないようなハイブリッ
ド車両用動力伝達装置を提供すること 【解決手段】 内燃機関1と、変速機2と、変速アクチ
ュエータ21と、内燃機関と変速機の間の動力を伝達・
遮断するクラッチ3と、クラッチアクチュエータ31
と、クラッチ3と駆動輪6との間に配設され駆動輪6を
駆動可能な電動機4と、車両の運転状況に応じて変速ア
クチュエータ21、クラッチアクチュエータ31及び電
動機4を作動させる制御部5とを備え、制御部5が、車
両の運転状況が変速機2の変速段を切換える状況になっ
たことを検出すると、クラッチアクチュエータ31にて
クラッチ3を断させるより前に電動機4を駆動させるハ
イブリッド車両用動力伝達装置10。
Description
機関と電動機とを併用したハイブリッド車両の変速制御
装置に関するものであり、特にクラッチ装置を介して駆
動源から変速機へ動力伝達を行なう形式のハイブリッド
車両用動力伝達装置に関するものである。
665号公報に開示される技術がある。この公報には、
入力軸とエンジンのクランク軸との間がクラッチにより
連結・切り離し可能で、同期噛み合い式変速機構にて変
速した駆動力を出力軸から車輪に伝える自動車用変速機
において、クラッチを切った際に出力軸を駆動するモー
ターを備えた自動変速機が開示されている。この技術に
よると、クラッチを切った際にエンジンからの駆動力が
変速機に伝達されないため、エンジンの駆動力は車輪側
へ伝わらなくなるが、モーターが出力軸を駆動すること
で車輪側へ駆動トルクが伝達され、車両の加速度の落ち
込みが抑えられ、変速操作中の駆動力の中断をなくすこ
とができ、変速中の空走感がなくなって変速フィーリン
グが向上するものである。
従来の技術では、クラッチが切られると共にモーターの
駆動トルクを目標のトルクに向けて急激に増大してモー
ターによる駆動トルクを車軸(車輪と連結する軸)に伝
達しているので、クラッチが切られた直後にはモーター
の駆動トルクは車軸には伝達されない。変速時であって
も車両は走行しているため、クラッチが切られた直後は
車輪の回転に伴って車軸が従動するとともに車軸の従動
に伴った回転がモーターに伝達される。これにより、モ
ーターと車軸の間のメカニカルなガタツキ(例えば、モ
ーターと車軸を連結するギア同士の噛み合い部分のガタ
ツキ等)の関係が変速前と逆方向になる。この状態から
モーターが駆動すると、その直前まで車輪に従動してい
た車軸にはモーターによって再び駆動トルクが伝達され
ることになるので、モーターから車軸へのメカニカルな
ガタツキが一気に詰まってからモーターの駆動トルクが
車軸に伝達されることになる。このようにメカニカルな
ガタツキが詰ることで異音や振動が発生するとともに、
車両には急激な加速感が感じられるため好ましくない、
という問題がある。
く、変速中の空走感をなくすとともに、変速直後に異音
や振動が可及的に感じられないようなハイブリッド車両
用動力伝達装置を提供することを技術的課題とする。
に請求項1の発明は、内燃機関と、変速機と、変速機の
変速段を切換える変速アクチュエータと、内燃機関と変
速機との間に配設され内燃機関と変速機の間の動力を伝
達・遮断するクラッチと、クラッチの断接を行なうクラ
ッチアクチュエータと、クラッチと車両の駆動輪との間
に配設され駆動輪を駆動可能な電動機と、車両の運転状
況に応じて変速アクチュエータ、クラッチアクチュエー
タ及び電動機を作動させる制御部とを備えるハイブリッ
ド車両用動力伝達装置であって、制御部は、車両の運転
状況が変速機の変速段を切換える状況になったことを検
出すると、クラッチアクチュエータにてクラッチを断さ
せるより前に電動機を駆動させることを特徴とする、ハ
イブリッド車両用動力伝達装置とした。
える際には、制御部はクラッチを断する前に電動機を駆
動するので、内燃機関の駆動トルクが駆動輪に伝達され
ている状態の下で電動機の駆動トルクが駆動輪に伝達さ
れる。そのため、クラッチが断されて内燃機関の駆動ト
ルクが駆動軸に伝達されなくなっても電動機の駆動トル
クが駆動輪に伝達されているので、駆動輪が完全な従動
状態(駆動輪に全く駆動力が伝達されていない状態)に
なることはない。したがって、電動機と駆動輪の間のメ
カニカルなガタツキが変速前の状態と逆方向にはならな
いので変速段の切換えの際に電動機と駆動輪の間のメカ
ニカルなガタツキによる異音や振動が発生することがな
い。また、変速中における車両の加速度の落ち込みも抑
えられるので、変速中の空走感がなくなって変速フィー
リングが向上する。
部が、車両の運転状況が変速機の変速段を切換える状況
になったことを検出してからクラッチアクチュエータが
クラッチの断動作を開始するまでの電動機の駆動トルク
に対して、クラッチが断動作を完了した後の電動機の駆
動トルクが大きくなるように電動機の駆動を制御する
と、内燃機関の駆動トルクが駆動輪に完全に伝達されな
い状態になる前では、電動機と駆動輪の間のメカニカル
なガタツキが発生しない程度の駆動トルクとなるように
電動機を駆動して車両の急激な加速を抑え、内燃機関の
駆動トルクが駆動輪に完全に伝達されない状態になって
からは車両の空走感を抑えるのに十分な駆動トルクとな
るように電動機を駆動することができる。
制御部が、内燃機関の駆動トルク、クラッチが前記変速
機へ伝達可能な伝達トルク及び変速機の変速段の少なく
とも1つに基づいて電動機の駆動トルクの大きさを制御
すると、電動機により適切な駆動トルクにて駆動輪を駆
動させることが可能になり、好適である。
を参照して説明する。図1はハイブリッド車両用動力伝
達装置10を含むシステム全体を示す。このシステム
は、スロットルバルブ(図示せず)の開度を調整可能な
電子スロットルアクチュエータ11を備える内燃機関1
と、4つの変速段に切換え可能な歯車式有段変速機であ
る変速機2と、変速機2と内燃機関1との間に配装さ
れ、内燃機関1から変速機2の入力部への動力の伝達・
遮断を切換えるクラッチ3と、変速機2、差動装置7、
車軸8を介してクラッチ3の出力側と車両の駆動輪6と
の間の動力伝達経路中にクラッチ3と同軸に接続され、
通電により駆動輪6を駆動可能な電動機4と、変速機2
の変速操作を行なう変速アクチュエータ21と、クラッ
チ3の断接操作を行なうクラッチアクチュエータ31
と、各種信号に基づいて電子スロットルアクチュエータ
11、変速アクチュエータ21及びクラッチアクチュエ
ータ31の作動を自動制御するとともに電動機4への通
電を制御する制御部5とを備える。
駆動トルクを与える電動機として作用するだけでなく、
逆に駆動輪側から駆動されることによって発電機として
電力の回生を行なうものである。電動機4の駆動や回生
は、インバータ回路12を介して制御部5によって制御
される。
よび変速機2の入力側の回転数を検出する回転数センサ
22、23、車速センサ(図示されない)、運転者によ
る加減速意志を検出するためのアクセル開度センサ54
及びブレーキセンサ55を備えており、制御部5にはこ
れらのセンサの出力信号に加えてクラッチ3の伝達トル
ク、変速機2が達成している変速段、バッテリ9の充電
状況が入力されて、内燃機関1、クラッチ3、変速機2
及び電動機4を最適の状態に制御するように演算し、電
子スロットルアクチュエータ11を制御するスロットル
制御部51、変速アクチュエータ21およびクラッチア
クチュエータ31を制御する駆動制御部52、インバー
タ回路12を介して電動機4の駆動及び回生を制御する
モータ制御部53をそれぞれ内蔵している。
あり、変速機2が1速を達成しているときを示してい
る。12は内燃機関1のクランクシャフトであり、フラ
イホイール13が固定されている。フライホイール13
にはクラッチ3が取り付けられてクラッチアクチュエー
タ31によって断接及び半クラッチの制御が可能になっ
ている。24は変速機2の入力軸(クラッチ3の出力
軸)であり、2速用駆動ギヤ25、後退用駆動ギヤ26
及び4速用駆動ギヤ27が一体で入力軸24に嵌挿され
ている。4速用駆動ギヤ27の内燃機関1と反対側に
は、4速用駆動ギヤ27と入力軸24とを係止可能にす
る同期装置S1が設けられている。更に内燃機関1の反
対側には入力軸24と同軸で1速及び第3速用駆動側ギ
ヤ29が固定された電動機4が前記入力軸24と相対回
転可能に配設されていて、前記同期装置S1の作動によ
り電動機4と入力軸24とが係止可能になっている。
れ、この差動装置7及び車軸8が変速機2の出力部に相
当する。入力軸24と出力部と平行に第3の軸34が設
けられ、第3の軸34の一端には差動装置7のギヤ38
と噛み合う出力駆動用ギヤ33が設けられており、出力
駆動用駆動ギヤ33の側から順に2速用被動側ギヤ3
5、4速用被動側ギヤ36、1速及び3速用被動側ギヤ
37が回転自在に嵌挿されている。更に第3の軸34
は、両被動側ギヤ35と36の間に両ギヤ35、36の
それぞれと係止可能な同期装置S3を備えており、又1
速及び3速用被動側ギヤ37の内燃機関1と反対側で被
動側ギヤ37と係止可能な同期装置S2を備えている。
動側ギヤ36とはワンウエイクラッチ39を介して係合
可能であり車両の前進方向に被駆動ギヤ37が駆動され
た時、被駆動ギヤ36を駆動可能になっている。
けられ後退用のスライドギヤ41が設けられている。ス
ライドギヤ41は変速アクチュエータ21によって車両
が後退状態では、同期装置S3の選択用スライド部材4
2に固設された被動ギヤ43と噛み合っている後退用駆
動ギヤ26と係止可能である。
る場合について、図3のフローチャートを用いて説明す
る。先ずステップ101で各センサの検出値を読み込
み、ステップ102に進んでステップ101の検出値か
ら変速要求が有るか否かを判断する。ステップ102に
おける変速要求とは、車速とアクセル開度に基づく変速
マップに従って要求される変速、或いは運転者が図示し
ないシフトレバーを操作したことによって要求される変
速のことを意味する。変速要求がある場合、即ち車両の
運転状況が変速機の変速段を切換える状況になったこと
を検出した場合には、ステップ103にて変速指令を出
力し、次にステップ104にて第1の通電パターンに従
って電動機4への通電を開始する。第1の通電パターン
は電動機4に通電される電流を一定の増加率で増大させ
る通電パターンであり、時間の経過に従って通電電流が
大きくなる、つまり時間の経過に伴って電動機4の駆動
トルクが大きくなるような通電パターンである。ステッ
プ105に進んで第1の閉パターンでスロットルバルブ
が閉じるように電子スロットルアクチュエータ11の作
動を開始する。第1の閉パターンは一定の閉じ率でスロ
ットルバルブの開度を閉じていくパターンであり、時間
の経過に伴ってスロットル開度が小さくなる。ステップ
105のスロットルバルブの閉じ作動はステップ106
にて内燃機関の駆動トルクTeが所定トルクTe1より
小さくなると判断されるまで行なわれる。駆動トルクT
eが所定トルクTe1より小さくなると、ステップ10
7にてクラッチ3を断させるべくクラッチアクチュエー
タ31が作動する。つまり、クラッチ3の断制御が開始
する。そしてステップ108に進んで第2の閉パターン
でスロットルバルブが閉じるように電子スロットルアク
チュエータ11の作動を開始する。第2の閉パターンも
一定の閉じ率でスロットルバルブの開度を閉じていくパ
ターンであるが、ステップ105で説明した第1の閉パ
ターンにおける一定の閉じ率よりも大きな閉じ率でスロ
ットルバルブの開度を閉じて行くパターンであり、第1
の閉パターンよりも急勾配でスロットルバルブが閉じ
る。これは、クラッチ3が係合から解放に向かう際に内
燃機関の空吹きが発生するのを抑えるためのステップで
ある。クラッチアクチュエータ31の作動によりクラッ
チ3が徐々に断へと移行し、クラッチ3の伝達トルクT
cが所定トルクTc1より小さくなったことをステップ
109にて判断されると、ステップ110にて第2の通
電パターンに従って電動機4への通電を開始する。第2
の通電パターンは電動機4に一定の電流を通電させる通
電パターンであるとともに、第1の通電パターンにおけ
る駆動トルクより大きな駆動トルクを生じさせるのに十
分な電流が通電される通電パターンである。そしてステ
ップ111にて変速アクチュエータ21の作動を開始し
て変速段の切換えが行なわれる。具体的には、例えば1
速から2速への変速ではスリーブS1とスリーブS2と
を軸方向に移動させることである。ステップ112にて
現状の変速段が目標の変速段に切換えられたと判断され
ると、ステップ113に進んでクラッチアクチュエータ
31を作動させてクラッチ3の係合を開始する。そして
ステップ114にて第3の通電パターンに従って電動機
4を通電する。第3の通電パターンは電動機4に通電さ
れる電流を一定の減少率で減少させる通電パターンであ
り、時間の経過に従って通電電流が小さくなる、つまり
時間の経過に伴って電動機4の駆動トルクが小さくなる
ような通電パターンである。これは、ステップ115で
内燃機関のクランク軸の回転数Neと変速機の入力軸の
回転数Niとが等しくなるまで、つまりクラッチ3が完
全に係合するまで行なわれ、ステップ115でクラッチ
3が完全に係合したと判断されると、本制御を終了す
る。
ターンでの電流の増加率、ステップ110における第2
の通電パターンでの一定の電流及びステップ114にお
ける第3の通電パターンでの電流の減少率は、内燃機関
1の駆動トルクTe、クラッチ3が変速機2へ伝達可能
な伝達トルクTc、更には切換えられるべき変速機2の
変速段等に基づいて制御部5内のマップに沿って設定さ
れる。これにより、車両の状態に応じ、電動機4が適切
な駆動トルクにて駆動輪6を駆動させることが可能にな
り、好適である。
において、変速指令が出力されてからクラッチ3が断し
始めるまでの間に第1の通電パターンに従って電動機4
を駆動させることで、内燃機関の駆動トルクが駆動輪に
伝達されている状態の下で電動機4の駆動トルクが駆動
輪に伝達される。そのため、クラッチ3が完全に断され
て内燃機関の駆動トルクが駆動軸6に全く伝達されなく
なっても、第1の通電パターンに従って電動機4の駆動
トルクが駆動輪6に伝達されているので、駆動輪6が完
全な従動状態(駆動輪に全く駆動力が伝達されていない
状態)になることはない。したがって、電動機4と駆動
輪6の間での変速機2、差動装置7、車軸8との連結に
よるメカニカルなガタツキが変速前の状態と逆方向には
ならず、変速制御の際に電動機4と駆動輪6の間のメカ
ニカルなガタツキによる異音や振動が発生することがな
い。また、第2の通電パターンに従う電動機4の駆動に
より変速中における車両の加速度の落ち込みも抑えられ
るので、変速中の空走感がなくなって変速フィーリング
が向上する。
説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるも
のではなく、例えば変速機の構成が異なったり、電動機
の配置が異なる場合であっても、本発明の主旨に沿った
形態であればどのような構成であってもよい。
える際には、制御部はクラッチを断する前に電動機を駆
動するので、内燃機関の駆動トルクが駆動輪に伝達され
ている状態の下で電動機の駆動トルクが駆動輪に伝達さ
れる。そのため、クラッチが断されて内燃機関の駆動ト
ルクが駆動軸に伝達されなくなっても電動機の駆動トル
クが駆動輪に伝達されているので、駆動輪が完全な従動
状態(駆動輪に全く駆動力が伝達されていない状態)に
なることはない。したがって、電動機と駆動輪の間のメ
カニカルなガタツキが変速前の状態と逆方向にはならな
いので変速段の切換えの際に電動機と駆動輪の間のメカ
ニカルなガタツキによる異音や振動が発生することがな
い。また、変速中における車両の加速度の落ち込みも抑
えられるので、変速中の空走感がなくなって変速フィー
リングが向上する。
用動力伝達装置を含むシステム図である。
ときの図である。
置の変速制御のフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 内燃機関と、 変速機と、 該変速機の変速段を切換える変速アクチュエータと、 前記内燃機関と前記変速機との間に配設され前記内燃機
関と前記変速機の間の動力を伝達・遮断するクラッチ
と、 該クラッチの断接を行なうクラッチアクチュエータと、 前記クラッチと車両の駆動輪との間に配設され前記駆動
輪を駆動可能な電動機と、 車両の運転状況に応じて前記変速アクチュエータ、前記
クラッチアクチュエータ及び前記電動機を作動させる制
御部と、 を備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、 前記制御部は、車両の運転状況が前記変速機の変速段を
切換える状況になったことを検出すると、前記クラッチ
アクチュエータにて前記クラッチを断させるより前に前
記電動機を駆動させることを特徴とする、ハイブリッド
車両用動力伝達装置。 - 【請求項2】 前記制御部は、車両の運転状況が前記変
速機の変速段を切換える状況になったことを検出してか
ら前記クラッチアクチュエータが前記クラッチの断動作
を開始するまでの前記電動機の駆動トルクに対して、前
記クラッチが断動作を完了した後の前記電動機の駆動ト
ルクが大きくなるように前記電動機の駆動を制御するこ
とを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両用
動力伝達装置。 - 【請求項3】 前記制御部は、前記内燃機関の駆動トル
ク、前記クラッチが前記変速機へ伝達可能な伝達トルク
及び前記変速機の変速段の少なくとも1つに基づいて前
記電動機の駆動トルクの大きさを制御することを特徴と
する、請求項1或いは請求項2に記載のハイブリッド車
両用動力伝達装置。
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JP2000391281A JP2002188716A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | ハイブリッド車両用動力伝達装置 |
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JP2002188716A true JP2002188716A (ja) | 2002-07-05 |
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