JP2015112958A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特にいわゆるデュアルクラッチ式の変速機を搭載するハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle equipped with a so-called dual clutch type transmission.
近年、変速時における機械的動力の伝達の途切れをなくすために、2つのクラッチを選択的につなぎ替えることで変速を行なうデュアルクラッチ式変速機が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, dual clutch transmissions that perform gear shifting by selectively switching two clutches are known in order to eliminate transmission of mechanical power during gear shifting.
デュアルクラッチ式変速機は、第1クラッチ側に奇数段の変速段を設けるとともに、第2クラッチ側に偶数段の変速段を設けている。そして、これらの変速段の選択に応じて第1クラッチと第2クラッチとをつなぎ替えることで奇数段と偶数段との切換えを交互に行なうことができる。 The dual clutch transmission has an odd number of gears on the first clutch side and an even number of gears on the second clutch side. Then, by switching the first clutch and the second clutch in accordance with the selection of these shift speeds, switching between the odd speed and the even speed can be performed alternately.
特許文献1(特開2012−166574号公報)には、上述のようなデュアルクラッチ式変速機において、一方の変速機構の第1入力軸(奇数段軸)にモータ出力軸を結合するモータジェネレータが開示されている。このようなデュアルクラッチ式変速機では、構造上、電動モータが結合されている第1入力軸にモータ回転駆動力が付与されて、発進時の走行トルクを増大させることができる。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-166574) discloses a motor generator that couples a motor output shaft to a first input shaft (odd-stage shaft) of one transmission mechanism in a dual clutch transmission as described above. It is disclosed. In such a dual-clutch transmission, a motor rotational driving force is applied to the first input shaft to which the electric motor is coupled, so that the running torque at the start can be increased.
しかしながら、特許文献1のデュアルクラッチ式変速機では、構造上、電動モータが第2入力軸(偶数段軸)側に結合されていないため、第2クラッチ側の偶数段の変速段を経由する動力伝達経路を用いて走行している状態では、モータジェネレータを用いてエンジン負荷を制御することができない。 However, in the dual clutch transmission of Patent Document 1, since the electric motor is structurally not coupled to the second input shaft (even-numbered shaft) side, the power passing through the even-numbered gears on the second clutch side. When the vehicle is traveling using the transmission path, the engine load cannot be controlled using the motor generator.
このため、偶数段の変速段を選択した走行時には、車速、走行抵抗、変速段といった選択されたパラメータにより、駆動軸の出力(回転数×トルク)に対してエンジンの運転ポイントの位置が一意に確定してしまう。この結果、当該確定したエンジン運転ポイントが高効率の領域を外れた場合には、燃費性能が悪化するおそれがあった。 For this reason, when driving with an even number of gears selected, the engine operating point position is uniquely determined with respect to the output of the drive shaft (number of revolutions × torque) according to the selected parameters such as vehicle speed, running resistance, and gear. It will be confirmed. As a result, when the determined engine operation point is out of the high efficiency region, the fuel consumption performance may be deteriorated.
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、デュアルクラッチ式の変速機を搭載したハイブリッド車両の燃費性能を向上させることである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve fuel efficiency of a hybrid vehicle equipped with a dual clutch transmission.
本発明によるハイブリッド車両は、エンジン出力軸を回転駆動させるエンジンと、バッテリとの電力の授受を伴ってモータ出力軸にトルクを出力するためのモータジェネレータと、エンジン出力軸およびモータ出力軸から入力された回転駆動力を、複数の変速段のうちの選択された変速段を介して、車両の駆動輪に接続した駆動出力軸から出力する変速機と、変速機による変速段の切換えを制御する制御部とを備える。変速機は、エンジン出力軸およびモータ出力軸からの回転駆動力を受ける第1入力軸と、エンジン出力軸からの回転駆動力を受ける第2入力軸と、エンジン出力軸と第1入力軸との間を断接させる第1クラッチと、エンジン出力軸と第2入力軸との間を断接させる第2クラッチと、制御部で選択された変速段のうちのいずれかの奇数段の変速段が選択されたときに、第1入力軸と駆動出力軸との間を接続する奇数段の変速段を形成する第1変速機構と、制御部で選択された変速段のうちのいずれかの偶数段の変速段が選択されたときに、第2入力軸と駆動出力軸との間を接続する偶数段の変速段を形成する第2変速機構とを含む。制御部は、第2変速機構により第2入力軸と駆動出力軸との間に形成される偶数段の変速段を用いて走行している状態で、第2クラッチを接続したまま第1クラッチを接続するとともにモータジェネレータのモータ出力軸を回転動作させる。 A hybrid vehicle according to the present invention is input from an engine that rotationally drives an engine output shaft, a motor generator that outputs torque to the motor output shaft with power transfer to and from the battery, and the engine output shaft and the motor output shaft. A transmission that outputs the rotational driving force from a drive output shaft connected to a drive wheel of a vehicle via a selected shift stage among a plurality of shift stages, and a control that controls switching of the shift stage by the transmission A part. The transmission includes a first input shaft that receives rotational driving force from the engine output shaft and the motor output shaft, a second input shaft that receives rotational driving force from the engine output shaft, and an engine output shaft and a first input shaft. A first clutch that connects / disconnects between the second clutch, a second clutch that connects / disconnects between the engine output shaft and the second input shaft, and an odd number of shift stages selected from among the shift stages selected by the control unit. A first transmission mechanism that forms an odd-numbered gear stage that connects between the first input shaft and the drive output shaft when selected, and an even gear stage selected from the gear stages selected by the controller; And a second speed change mechanism that forms an even number of speed stages that connect between the second input shaft and the drive output shaft when the second speed stage is selected. The controller is configured to drive the first clutch while the second clutch is connected in a state where the second speed change mechanism is running using an even number of shift stages formed between the second input shaft and the drive output shaft. Connect and rotate the motor output shaft of the motor generator.
本発明によれば、制御部は、偶数段の変速段を用いて走行している状態で、第2クラッチとともに第1クラッチが接続されて、モータジェネレータのモータ出力軸がエンジン出力軸に接続される。 According to the present invention, the control unit is connected to the first clutch together with the second clutch while traveling using even-numbered gears, and the motor output shaft of the motor generator is connected to the engine output shaft. The
このため、モータジェネレータの出力によってエンジンに加えられた負荷を制御することが可能となる。これにより、同一の駆動軸出力に対してエンジン運転ポイントの位置を変化させることができるので、偶数段の変速段を用いて走行している状態であっても、モータジェネレータによって、エンジン運転ポイントが最も効率的な領域に位置するように調整することができる。これにより、デュアルクラッチ式の変速機を搭載したハイブリッド車両の燃費性能を向上させることができる。 For this reason, it is possible to control the load applied to the engine by the output of the motor generator. As a result, the position of the engine operation point can be changed with respect to the same drive shaft output, so that even when the vehicle is traveling using even-numbered gear positions, the engine operation point is set by the motor generator. It can be adjusted to be located in the most efficient area. As a result, the fuel efficiency of a hybrid vehicle equipped with a dual clutch transmission can be improved.
本発明によれば、デュアルクラッチ式の変速機を搭載したハイブリッド車両の燃費性能を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel consumption performance of the hybrid vehicle carrying a dual clutch type transmission can be improved.
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両100の概略的な構成図である。
この実施の形態のハイブリッド車両100は、電子制御ユニット(以下、ECUとも称す)10と、エンジン20と、電力に応じて回転駆動すると共に回生電力を発電可能なモータジェネレータ30と、モータジェネレータ30の回転駆動力または回生電力を制御するためのモータジェネレータ制御ユニット(以下、PCUとも称す)40と、モータジェネレータ30に電力を供給するバッテリ50と、デュアルクラッチ式変速機(以下、DC
Tとも称す)60とを備える。ECU10は、ハイブリッド車両100の各構成要素の動作を制御する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of
The
60). The ECU 10 controls the operation of each component of the
エンジン20には、回転駆動するエンジン出力軸25が設けられている。このエンジン出力軸25とモータジェネレータ30のモータ出力軸35とには、DCT60が接続されている。また、DCT60には、複数の変速段G1〜G7が設けられている。ECU10は、DCT60における変速段G1〜G7の切換制御を行なう。
The
ECU10は、これらの変速段G1〜G7から、適切な変速比のいずれか一つの変速段を選択する。そして、DCT60は、ECU10により変速段G1〜G7から選択されたいずれか一つの変速段を介してエンジン出力軸25とモータ出力軸35とから入力された回転駆動力を走行駆動力として出力する。走行駆動力は、DCT60からディファレンシャル機構70を介して左右のドライブシャフト80L、80Rから駆動輪90L、90Rに伝達される。
ECU10 selects any one gear stage of suitable gear ratio from these gear stages G1-G7. Then, the DCT 60 outputs the rotational driving force input from the
図2は、図1のハイブリッド車両100の変速制御装置で、代表的なデュアルクラッチ式変速機のスケルトン図である。なお、基本的な構成は上述した特開2012−166574号公報とほぼ同様であるため、要部以外の詳細な説明は繰返さない。
FIG. 2 is a skeleton diagram of a typical dual clutch transmission, which is a shift control device for
DCT60は、前進7速、後進1速の並行軸方式であり、かつ、2つの乾式の第1クラッチC1,第2クラッチC2を備えるツインクラッチ式変速機である。 The DCT 60 is a twin-clutch transmission that has a parallel shaft system of 7 forward speeds and 1 reverse speed, and includes two dry first and second clutches C1 and C2.
このDCT60は、多軸(ここでは6軸)構造により構成されていて、奇数段の変速段を設ける第1変速機構D1の第1入力軸IMSと、第1入力軸IMSの外筒を形成する外側入力軸OMSと、これらの第1入力軸IMS、外側入力軸OMSと平行に配置されて、第1入力軸IMSの変速段とは異なる変速比で偶数段の変速段を設ける第2変速機構D2の第2入力軸SSとを備える。
The
このうち、第1入力軸IMSは、モータジェネレータ30のモータ出力軸35と一体となって回転可能となるように直結されている。また、第1入力軸IMSは、第1クラッチC1の係合または係合解除により、エンジン20のエンジン出力軸25に対しても断接可能に構成されている。
Among these, the first input shaft IMS is directly coupled so as to be rotatable integrally with the
さらに、第1入力軸IMSの外側に位置する外側入力軸OMSには、アイドルシャフトIDSの伝達ギヤを介して、第2入力軸SSが常時噛合(図示せず)されていて、回転駆動力が第2クラッチC2から伝達されるように構成されている。 Further, the outer input shaft OMS located outside the first input shaft IMS is always meshed (not shown) with the second input shaft SS via the transmission gear of the idle shaft IDS, and the rotational driving force is generated. It is configured to be transmitted from the second clutch C2.
また、アイドルシャフトIDSの回転駆動力は、リバースシャフトRVSに後進ギヤが結合されて構成される後進変速段GRから、リバースシャフトRVSに伝達されて、後進時の走行に用いられるとともに、このリバースシャフトRVSに連結されたオイルポンプOPの駆動力としても用いることができる。 Further, the rotational driving force of the idle shaft IDS is transmitted to the reverse shaft RVS from the reverse gear stage GR constituted by connecting the reverse gear to the reverse shaft RVS and used for traveling in the reverse direction. It can also be used as the driving force of the oil pump OP connected to the RVS.
このDCT60には、これらの第1入力軸IMS、第2入力軸SSなどに対して軸方向を並行とするカウンタシャフトCSが設けられている。カウンタシャフトCSは、DCT60の駆動に相当して図1に示すディファレンシャル機構70に連結されている。
The DCT 60 is provided with a countershaft CS whose axial direction is parallel to the first input shaft IMS, the second input shaft SS, and the like. The counter shaft CS is connected to the
また、第1入力軸IMSには、奇数段用の第1クラッチC1が連結されている。第1入力軸IMSの軸延設方向で第1クラッチC1,第2クラッチC2の反対側の端縁部(モータ出力軸35の基端部)には、プラネタリギヤ機構110のリングギヤ115が固設されている。このリングギヤ115は、モータジェネレータ30の径方向内側に位置する。そして、プラネタリギヤ機構110は、モータ出力軸35の延設方向に沿ってモータジェネレータ30と重複する位置まで、内挿されている。
The first input shaft IMS is connected to a first clutch C1 for odd-numbered stages. A
さらに、このプラネタリギヤ機構110には、外側入力軸OMSの先端部にキャリヤ113が固設されている。キャリヤ113は、複数のプラネタリギヤ112をそれぞれ回動自在に軸支している。
Further, in the
プラネタリギヤ112は、リングギヤ115の内周面に形成された内歯とそれぞれ噛合わされるとともに、第1入力軸IMSのモータジェネレータ30側の端部に固設されるサンギヤ111にもそれぞれ噛合わせられている。
The
また、リングギヤ115には、1速シンクロメッシュ機構114が設けられている。1速シンクロメッシュ機構114は、リングギヤ115の回転を規制して、第1速選択時には、リングギヤ115を回転不能とすることができるように構成されている。
The
次に、この実施の形態のDCT60の変速機構の構成について説明する。変速機構は、第1変速機構D1と第2変速機構D2とを有している。
Next, the configuration of the transmission mechanism of the
まず、第1変速機構D1について詳述する。第1入力軸IMSの外周には、図中左側から順に、第1変速機構D1を構成する第1速の変速段G1となるプラネタリギヤ機構110のキャリヤ113と、第3速の変速段G3となる駆動ギヤ131と、第7速の変速段G7となる駆動ギヤ171と、第5速の変速段G5となる駆動ギヤ151とが第1入力軸IMSに対して回転可能に軸支されている。
First, the first transmission mechanism D1 will be described in detail. On the outer periphery of the first input shaft IMS, in order from the left side in the figure, there are a
このうち、駆動ギヤ131はプラネタリギヤ機構110のキャリヤ113に外側入力軸OMSを介して連結されている。第1入力軸IMS上には、3速の駆動ギヤ131と7速の駆動ギヤ171との間に3−7速シンクロメッシュ機構134が軸方向にスライド可能に設けられている。また、第1入力軸IMS上には、5速の駆動ギヤ151に対応して5速シンクロメッシュ機構152が軸方向にスライド可能に設けられている。
Among these, the
そして、所望の変速段G3,G5,G7に対応するシンクロメッシュ機構をスライドさせて、いずれかの変速段の駆動ギヤ131,151,171を選択的に第1入力軸IMSの外周面と同期させて接続させる。これにより所望の奇数段の変速段G3,G5,G7が第1入力軸IMSとカウンタシャフトCSとの間に構成される。 Then, the synchromesh mechanism corresponding to the desired gear stage G3, G5, G7 is slid to selectively synchronize the drive gears 131, 151, 171 of any gear stage with the outer peripheral surface of the first input shaft IMS. Connect. As a result, desired odd-numbered shift stages G3, G5, and G7 are formed between the first input shaft IMS and the countershaft CS.
これらの第1入力軸IMSに関連する駆動ギヤ131,151,171は、シンクロメッシュ機構によって同期されてカウンタシャフトCS上に設けられた対応する従動ギヤ51,53,52に噛合わせられている。このような同期された状態で、第1クラッチC1が係合される。第1クラッチC1の係合により、エンジン20のエンジン出力軸25は、第1クラッチC1を介して第1入力軸IMSに接続される。
The drive gears 131, 151, 171 related to the first input shaft IMS are meshed with corresponding driven gears 51, 53, 52 provided on the countershaft CS in synchronization with the synchromesh mechanism. In this synchronized state, the first clutch C1 is engaged. Due to the engagement of the first clutch C1, the
この第1変速機構D1では、いずれかの奇数段の変速段G3,G5,G7の選択により、選択されたいずれかの奇数段の変速段が第1入力軸IMSとカウンタシャフトCSとの間に形成される。そして、この奇数段の変速段を介して第1入力軸IMSがカウンタシャフトCSに接続される。よって、エンジン20またはモータジェネレータ30の回転駆動力はカウンタシャフトCSからディファレンシャル機構70を介して、左右のドライブシャフト80L,80Rから駆動輪90L,90Rに伝達される。そして、選択されたいずれかの変速段G3,G5,G7の変速比に応じて、駆動輪90L,90Rを所望の回転速度で回転させることができる。
In the first speed change mechanism D1, any one of the selected odd-numbered speed stages G3, G5, and G7 is set between the first input shaft IMS and the counter shaft CS. It is formed. The first input shaft IMS is connected to the countershaft CS via the odd-numbered shift speeds. Therefore, the rotational driving force of the
次に、第2変速機構D2について詳述する。第2入力軸SSの外周には、第2変速機構D2を構成する第2速の変速段G2の駆動ギヤ142、第6速の変速段G6の駆動ギヤ146と、第4速の変速段G4の駆動ギヤ144とが相対的に回転可能となるように軸支されて、図中において左側から順に配置されている。
Next, the second speed change mechanism D2 will be described in detail. Around the outer periphery of the second input shaft SS, there is a
更に、第2入力軸SS上には、2速の駆動ギヤ142と6速の駆動ギヤ146との間で2−6速シンクロメッシュ機構183が軸方向にスライド可能に設けられている。また、4速の駆動ギヤ144に対応して4速シンクロメッシュ機構184が軸方向に沿ってスライド可能に設けられている。
Further, on the second input shaft SS, a 2-6
そして、所望の偶数段の変速段G2,G4,G6に対応するシンクロメッシュ機構183または184を第2入力軸SSの軸方向に沿ってスライドさせて、いずれかの変速段G2,G4,G6の駆動ギヤ142,144,146を選択的に第2入力軸SSの外周面と同期させて結合する。これにより所望の偶数段の変速段G2,G4,G6が第2入力軸SSとカウンタシャフトCSとの間に構成される。
Then, the
これらの第2入力軸SSに関連する駆動ギヤ142,144,146は、シンクロメッシュ機構によって同期されてカウンタシャフトCS上に設けられた対応する従動ギヤ51,53,52に噛合わせられている。そして同期された状態で、第2クラッチC2が係合される。 The drive gears 142, 144, and 146 related to the second input shaft SS are meshed with corresponding driven gears 51, 53, and 52 provided on the countershaft CS in synchronization with the synchromesh mechanism. In a synchronized state, the second clutch C2 is engaged.
第2クラッチC2の係合により、エンジン20のエンジン出力軸25は、第2クラッチC2を介して第2入力軸SSに接続される。
Due to the engagement of the second clutch C2, the
この第2変速機構D2では、いずれかの偶数段の変速段G2,G4,G6の選択により、選択されたいずれかの偶数段の変速段がセカンダリシャフト(以下、第2入力軸とも称す)SSとカウンタシャフトCSとの間に形成される。そして、この偶数段の変速段を介して第2入力軸SSがカウンタシャフトCSに接続される。よって、エンジン20の回転駆動力はカウンタシャフトCSからディファレンシャル機構70を介して、左右のドライブシャフト80L,80Rから駆動輪90L,90Rに伝達される。そして、選択されたいずれかの変速段G2,G4,G6の変速比に応じて、駆動輪90L,90Rを所望の回転速度で回転させることができる。
In the second speed change mechanism D2, any of the selected even-numbered speeds G2, G4, G6 causes the selected even-numbered speed to be changed to the secondary shaft (hereinafter also referred to as a second input shaft) SS. And the countershaft CS. Then, the second input shaft SS is connected to the countershaft CS via the even speed stages. Therefore, the rotational driving force of the
このように、DCT60の変速機構では、ECU10が変速段切換要求に応じて、第1入力軸IMSにより構成される第1速,第3速,第5速のいずれかの変速段G1,G3,G5,G7の変速または、第2入力軸SSにより構成される第2速,第4速,第6速の変速段G2,G4,G6のうち少なくとも1つが選択的に切換えられる。そして、通常の変速制御では、切換えられた変速段を用いて回転駆動力がカウンタシャフトCSから出力される際、第1入力軸IMSまたは第2入力軸SSに対応する第1クラッチC1または第2クラッチC2のいずれか一方が係合され、他方の係合が解除されることにより、第1入力軸IMSまたは第2入力軸SSのうち一方がエンジン20のエンジン出力軸25に、接続される。
As described above, in the transmission mechanism of the
DCT60は、奇数段を構成する第1入力軸IMS側の変速段G1,G3,G5が選択されている状態では、モータジェネレータ30のモータ出力軸35が第1入力軸IMSに直結されている。このため、変速段G1,G3,G5が選択されている状態においては、回転駆動動作または回生動作により生じるトルクがエンジン出力軸25に負荷として伝達される。したがって、モータジェネレータ30のモータ出力軸35から出力される回転トルクを調整することによって、エンジン20のエンジン運転ポイントの位置を最も効率的な領域内となるように調整することができる。
In the
しかしながら、DCT60の通常の変速制御では、第2入力軸SS側の変速段G2,G4,G6が選択されて第2クラッチC2が接続されていると、第1クラッチC1が切断される。このため、モータジェネレータ30のモータ出力軸35の回転駆動動作または回生動作により生じるモータトルクをエンジン出力軸25に伝達することができない。
However, in the normal shift control of the
そこで、本実施の形態の変速機構は、以下に説明するように、第2クラッチC2を接続したまま、さらに第1クラッチC1を接続することによって省燃費制御が行なわれる。 Therefore, as described below, the transmission mechanism of the present embodiment performs fuel saving control by connecting the first clutch C1 while the second clutch C2 is connected.
省燃費制御は、ECU10からの車両要求トルクTreqに応じて第2入力軸SSとカウンタシャフトCSとの間に構成される偶数段の変速段G2,G4,G6のいずれかが選択されて第2クラッチC2が接続されて走行している状態で行なわれる。
The fuel saving control is performed by selecting any one of even-numbered shift stages G2, G4, and G6 configured between the second input shaft SS and the countershaft CS according to the vehicle request torque Treq from the
図3は、通常の変速制御をメインルーチンとすると、偶数段で行なわれる省燃費制御のサブルーチンに相当するフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart corresponding to a fuel-saving control subroutine performed in even stages, assuming that normal shift control is the main routine.
このハイブリッド車両100のECU10は、図示しないメインルーチンに従って変速制御の処理を開始する。ECU10は、偶数段の変速段G2,G4,G6で、かつ図示しないユーザのアクセル操作などにより入力された車両要求トルクTreqに応じて、図3に示す省燃費制御を実行する。
The
ECU10は、ステップS10で、ユーザのアクセル入力などにより発生した車両要求トルクTreqと、最も燃費効率が良好な場合のエンジン運転ポイントにおける最適エンジントルクTPeとを比較する。
In step S10, the
図4は、エンジン効率とエンジン運転ポイントとの関係について説明するグラフである。図4を参照して、予め最適エンジン動作曲線TLが図示しないメモリ装置などに記憶されている。この最適エンジン動作曲線TL上にエンジン運転ポイントが位置することにより、良好な燃費効率を得られる。 FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between engine efficiency and engine operating points. Referring to FIG. 4, optimal engine operation curve TL is stored in advance in a memory device (not shown). Good fuel efficiency can be obtained by positioning the engine operation point on the optimum engine operation curve TL.
ここで各エンジン運転ポイントにおけるエンジンパワーPeは、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとの積によって示される。このため、エンジントルクTeはエンジンパワーPeをエンジン回転数Neで割った値である。 Here, the engine power Pe at each engine operating point is indicated by the product of the engine speed Ne and the engine torque Te. Therefore, the engine torque Te is a value obtained by dividing the engine power Pe by the engine speed Ne.
したがって、最適エンジン動作曲線TL上におけるエンジンパワーPeを、車両要求トルクTreqに対応するエンジン回転数目標値Nereqで除算すると、当該エンジン回転数Neでの最も燃費効率が良好な最適エンジントルクTPeを算出することができる。 Therefore, when the engine power Pe on the optimum engine operating curve TL is divided by the engine speed target value Nereq corresponding to the vehicle required torque Treq, the optimum engine torque Tpe having the best fuel efficiency at the engine speed Ne is calculated. can do.
再び図3を参照して、ステップS10でECU10は、車両要求トルクTreqと、算出された最適エンジントルクTPeとを比較する。そして、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも小さい場合(ステップS10でYES)、次のステップS20に処理を進める。
Referring to FIG. 3 again, in step S10, the
また、ECU10は、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも大きい場合(ステップS10でNO)、処理をメインルーチンに戻す(リターン)。
Further, when the vehicle required torque Treq is larger than the optimum engine torque Tpe (NO in step S10), the
ECU10は、ステップS20で、バッテリ50のSOC(State Of Charge)が予め設定されたしきい値D(%)未満であるか否かを判定する。ステップS20でバッテリ50のSOC(%)がしきい値D(%)未満である場合(ステップS20でYES)、ECU10は、次のステップS30に処理を進める。また、ECU10は、しきい値D(%)未満でない場合(ステップS20でNO)は、処理をメインルーチンに戻す(リターン)。
In step S20, the
ECU10は、ステップS30に処理を進めると、DCT60に備えられた第1クラッチC1を係合する。第1クラッチC1の係合により、モータジェネレータ30のモータ出力軸35がカウンタシャフトCSおよび第2入力軸SSと接続される。これにより、エンジン出力軸25と、モータジェネレータ30のモータ出力軸35とが接続される。したがって、モータジェネレータ30は、回転駆動動作(アシスト駆動動作)を行ない、または回生動作(PCU40による回生制御)により、エンジン出力軸25のエンジンパワーPeを制御することが出来る。
When the
ECU10は、次のステップS40に処理を進める。ステップS40では、接続されたモータ出力軸35からモータジェネレータ30により行なわれた回生動作に伴うトルク負荷が生じる。また、モータジェネレータ30の回生動作により発電された電力は、PCU40からバッテリ50に送られてバッテリ80は充電される。
The
再び図2を参照して、回転駆動力の伝達経路について説明すると、ECU10は第2クラッチC2を接続したまま、第1クラッチC1を接続する。第1クラッチC1の接続により、偶数段の変速段G2、G4、G6で走行中であっても、モータジェネレータ30のモータ出力軸35は第1入力軸IMS、当該第1クラッチC1を介してエンジン出力軸25に接続される。
Referring to FIG. 2 again, the transmission path of the rotational driving force will be described. The
図4では、モータジェネレータ30からトルク負荷T1がエンジン出力軸25に加えられることにより、エンジン20のエンジンパワーPeは、最も効率的な運転が行なえる位置に維持される。このため、トルク負荷T1は、モータジェネレータ30の回生動作に伴って発生する際に車両要求トルクTreqと最適エンジントルクTPeとの差に応じて大きさが制御される。したがって、省燃費制御が行なわれると、エンジン20のエンジンパワーPeの位置は、所望の最も効率的な領域内に維持されるように調整されて高い燃費効率で運転を継続させることができる。
In FIG. 4, the torque load T <b> 1 is applied from the
このように、通常の制御では接続されない第1クラッチC1の接続により、第2クラッチC2側の偶数段の変速段G2、G4、G6を用いて走行中であっても、モータジェネレータ30の回生動作で、トルク負荷T1が加わることにより、エンジン20のエンジン運転ポイントの位置を最も効率的な領域内となるように調整できる。
As described above, the regenerative operation of the
再び図3を参照して、ECU10は、ステップS50でモータジェネレータ30の回生動作により、充電されたバッテリ50のSOCが予め設定されたしきい値D(%)を上回ったか否かを判定する。
Referring to FIG. 3 again,
ECU10は、バッテリ50のSOCがしきい値D(%)を上回ったと判定した場合(ステップS50でYES)は、バッテリ50のSOCが走行可能な電力を蓄電して充分な状態であると判断する。このような状態になるとECU10は、次のステップS60に処理を進める。
If the
また、ECU10は、バッテリ50のSOCがしきい値D(%)を上回っていないと判定した場合(ステップS50でNO)は、バッテリ50のSOCが充分な状態になっていないと判断する。そしてステップS40に戻り、モータジェネレータ30による回生動作を継続する。
If
ECU10は、ステップS60に処理を進めると、第1クラッチC1による係合を解除してモータジェネレータ30のモータ出力軸35をエンジン出力軸25から切離し、省燃費制御の処理を終えて処理をメインルーチンに戻す(リターン)。
When the process proceeds to step S60, the
このように構成された実施の形態のハイブリッド車両100の変速制御では、モータジェネレータMGのモータ出力軸35がエンジン出力軸25に接続されて、エンジン20に加えられた負荷をモータトルクで制御することにより、同一の駆動軸出力に対してエンジン運転ポイントの位置を変化させて調整することができる。したがって、本発明によれば、DCT60を搭載したハイブリッド車両100の燃費性能を向上させることができる。
In the shift control of the
ここまでは、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも小さい場合について説明してきた。しかしながら、この逆で、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも大きい場合もある。 So far, the case where the vehicle required torque Treq is smaller than the optimum engine torque Tpe has been described. However, conversely, the vehicle required torque Treq may be larger than the optimum engine torque Tpe.
したがって以下では、車両要求トルクTreqがエンジン20のエンジン運転ポイントの最も効率的な領域(図6中に示す最適エンジン動作曲線TL上)よりも大きい場合における変速段の形成による切換制御について説明する。 Therefore, hereinafter, description will be given of switching control by formation of a shift stage when the vehicle required torque Treq is larger than the most efficient region of the engine operating point of the engine 20 (on the optimum engine operation curve TL shown in FIG. 6).
このような場合には、エンジン20のエンジン運転ポイントを最適エンジン動作曲線TLに従って得られる最適エンジントルクTPeに設定すると、最適エンジントルクTPeだけでは、車両要求トルクTreqを確保することができない。
In such a case, if the engine operating point of the
このため、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも大きい場合には、アシストトルクT2をモータジェネレータ30から出力するように制御する必要がある。
For this reason, when the vehicle required torque Treq is larger than the optimum engine torque Tpe, it is necessary to perform control so that the assist torque T2 is output from the
すなわち、省燃費制御におけるアシストトルクT2は、上述してきたモータジェネレータ30の回生動作により得られるトルク負荷T1とは逆回転方向となるように、モータジェネレータ30のモータ出力軸35から第1クラッチC1を介して、カウンタシャフトCSに加えられる。
In other words, the assist torque T2 in the fuel saving control is applied to the first clutch C1 from the
このアシストトルクT2は、エンジン20のエンジン出力軸25の回転方向と同一方向に加えられるため、車両要求トルクTreqが最適エンジントルクTPeよりも大きい場合であっても、車両要求トルクTrを充足させながら、エンジン20のエンジン運転ポイントの位置を最も効率的な領域内で維持させるように調整することができる。
Since this assist torque T2 is applied in the same direction as the rotation direction of the
図5は、図3と同様に通常の変速制御をメインルーチンとすると、変速段として偶数段が選択されている状態で行なわれる省燃費制御のサブルーチンに相当する。 FIG. 5 corresponds to a fuel saving control subroutine that is performed in a state in which an even speed is selected as a shift speed, assuming that normal shift control is the main routine, as in FIG.
このハイブリッド車両100のECU10は、図示しないメインルーチンに従って変速制御の処理中、偶数段の変速段G2,G4,G6で、かつ図示しないユーザのアクセル操作などの入力により、車両要求トルクTreqが増加すると、図5に示す省燃費制御をスタートさせる。
The
ステップS110で入力された車両要求トルクTreqと予め設定された最適エンジントルクTPeとが比較されて、省燃費制御を実行すると判断してから(ステップS110でYES)、バッテリ50のSOCに応じてモータトルクによるアシストを行なうか否かについての判定が行なう(ステップS120)までの処理および判断により省燃費制御を実行しない場合(リターン)の判断は、図3のフローチャートと同様であるので説明を繰り返さない。
The vehicle required torque Treq input in step S110 is compared with the preset optimum engine torque Tpe and it is determined that the fuel saving control is to be executed (YES in step S110), and then the motor according to the SOC of the
ECU10は、ステップS120で、バッテリ50のSOCが予め設定されたしきい値E(%)を超えている場合は、ECU10が走行駆動力としてバッテリ50に蓄電された電力を消費しても問題がない充電水準であると判断する。
When the SOC of the
次のステップS130に処理が進められると、ECU10は、DCT60に備えられた第1クラッチC1を係合する。そして、次のステップS140にECU10は処理を進めると、モータジェネレータ30のモータ出力軸35は、第1クラッチC1を介してエンジン出力軸25およびカウンタシャフトCSを介して駆動輪90R,90Lにも接続される。
When the process proceeds to the next step S130, the
モータ出力軸35から出力される回転駆動力は、エンジン20からの回転駆動力に加えられて、カウンタシャフトCSを介して駆動輪90L,90Rを回転駆動する際のアシストを行なう。
The rotational driving force output from the
モータジェネレータ30による走行駆動力のアシストが行なわれることにより、エンジン20のみでは十分な最適エンジントルクTPeが得られない場合でも、必要とされる車両要求トルクTreqを、カウンタシャフトCSから出力することができる。
By assisting the driving force by the
従って、エンジン運転ポイントのエンジンパワーPeは、最適エンジン動作曲線TL(図6参照)上に維持されることにより、良好な燃費効率を得られる。 Therefore, good fuel efficiency can be obtained by maintaining the engine power Pe at the engine operation point on the optimum engine operation curve TL (see FIG. 6).
たとえば、第2クラッチC2の接続はそのままとして第1クラッチC1を接続することにより、偶数段の変速段G2、G4、G6で走行中であっても、モータジェネレータ30のモータ出力軸35は第1入力軸IMS、当該第1クラッチC1を介してエンジン出力軸25に接続される。トルクアシストが行なわれると、回生動作を伴う省燃費制御と同様にエンジンパワーPeが発揮されるエンジン運転ポイントの位置を最も効率的な領域内に維持して、高効率で運転させることができる。
For example, by connecting the first clutch C1 while maintaining the connection of the second clutch C2, the
次に、ECU10は、ステップS150でモータジェネレータ30のアシスト時の回転駆動により、消費されたバッテリ50のSOCが予め設定されたしきい値Eを下回ったか否かを判定する。
Next, the
ECU10は、バッテリ50のSOCがしきい値E(%)を下回ったと判定した場合(ステップS150でYES)は、次のステップS160に処理を進めて、第1クラッチC1による係合を解除して省燃費制御を終える(リターン)。
If the
また、ECU10は、バッテリ50のSOCがしきい値E(%)を下回っていないと判定した場合(ステップS150でNO)は、ステップS140に戻り、モータジェネレータ30の回転駆動によりエンジン20のトルクアシストが継続される。
Further, when
上述したように、この実施の形態のハイブリッド車両100では、車両要求トルクTrに応じた出力を得ながら、エンジン出力軸25に接続されたモータジェネレータ30のモータ出力軸35から、トルク負荷T1またはアシストトルクT2が与えられる。
As described above, in
すなわち、車両要求トルクTrがエンジン20のエンジンパワーPeの位置よりも小さい場合、最も効率的な位置までエンジン20に負荷を与えるモータジェネレータ30のトルク負荷T1が加えられる。また、車両要求トルクTrがエンジン20のエンジンパワーPeの位置よりも大きい場合、最も効率的な位置までエンジン20をアシストするモータジェネレータ30のアシストトルクT2が加えられて助力される。
That is, when vehicle required torque Tr is smaller than the position of engine power Pe of
このように、車両要求トルクTreqの大きさに拘わらず、エンジンパワーPeは、最も効率的な最適エンジン動作曲線TL上の領域に維持される。このため、エンジン20を高効率で運転させて燃費性能を向上させることができる。
Thus, regardless of the magnitude of the vehicle required torque Treq, the engine power Pe is maintained in a region on the most efficient optimum engine operation curve TL. For this reason, it is possible to drive the
さらに、本実施の形態のハイブリッド車両100では、DCT60の偶数段の変速段G2,G4,G6が用いられて走行している状態で、第2クラッチC2とともに第1クラッチC1を接続することにより、モータジェネレータ30のモータ出力軸35をエンジン出力軸25に接続することができる。
Furthermore, in the
これにより、図1に示すハイブリッド車両100では、DCT60の奇数段の変速段G1,G3,G5に、偶数段の変速段G2,G4,G6が加えられて、すべての変速段G1〜G7で省燃費制御を行なえる。これにより、エンジン20が高い効率で運転されてハイブリッド車両100の燃費性能を向上させることができる。
As a result, in the
なお、この実施の形態では、車両要求トルクTrがエンジン20のエンジンパワーPeの位置と比べて大小の両方となるものを例示して説明したが、車両要求トルクTrがエンジン20のエンジンパワーPeの位置よりも小さい場合、または車両要求トルクTrがエンジン20のエンジンパワーPeの位置よりも大きい場合の一方のみに対応するようにECU10に制御させることも可能である。
In this embodiment, the vehicle required torque Tr has been described as being both larger and smaller than the position of the engine power Pe of the
最後に、本発明の実施の形態のハイブリッド車両100について総括する。図1を参照して、エンジン出力軸25を回転駆動させるエンジン20と、バッテリ50との電力の授受を伴ってモータ出力軸35にトルクを出力するためのモータジェネレータ30と、エンジン出力軸25およびモータ出力軸35から入力された回転駆動力を、複数の変速段G1〜G7のうちの選択された変速段を介して、ハイブリッド車両100の駆動輪90L,90Rに接続したカウンタシャフトCSから出力するDCT60と、DCT60による変速段の切換えを制御するECU10とを備える。図2に示すようにDCT60は、エンジン出力軸25およびモータ出力軸35からの回転駆動力を受ける第1入力軸IMSと、エンジン出力軸25からの回転駆動力を受ける第2入力軸SSと、エンジン出力軸25と第1入力軸IMSとの間を断接させる第1クラッチC1と、エンジン出力軸25と第2入力軸SSとの間を断接させる第2クラッチC2と、ECU10で選択された変速段G1〜G7のうちのいずれかの奇数段の変速段が選択されたときに、第1入力軸IMSとカウンタシャフトCSとの間を接続する奇数段の変速段を形成する第1変速機構D1と、ECU10で選択された変速段G1〜G7のうちのいずれかの偶数段の変速段が選択されたときに、第2入力軸SSとカウンタシャフトCSとの間を接続する偶数段の変速段を形成する第2変速機構D2とを含む。ECU10は、第2変速機構D2により第2入力軸SSとカウンタシャフトCSとの間に形成される偶数段の変速段を用いて走行している状態で、第2クラッチC2を接続したまま第1クラッチC1を接続するとともにモータジェネレータ30のモータ出力軸35を回転動作させる。
Finally, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ECU、20 エンジン、25 エンジン出力軸、30 モータジェネレータ、35 モータ出力軸、40 PCU、50 バッテリ、60 DCT、70 ディファレンシャル機構、80L,80R ドライブシャフト、90L,90R 駆動輪、100 ハイブリッド車両、111 サンギヤ、112 プラネタリギヤ、113 キャリヤ、114,134,152,183,184 シンクロメッシュ機構、115 リングギヤ、131,142,144,146,151,171 駆動ギヤ、C1 第1クラッチ、C2 第2クラッチ、CS カウンタシャフト、IDS アイドルシャフト、IMS 第1入力軸、OMS 外側入力軸、OP オイルポンプ、RG 後進変速段、RVS リバースシャフト、SS 第2入力軸、D1 第1変速機構、D2 第2変速機構。 10 ECU, 20 engine, 25 engine output shaft, 30 motor generator, 35 motor output shaft, 40 PCU, 50 battery, 60 DCT, 70 differential mechanism, 80L, 80R drive shaft, 90L, 90R drive wheel, 100 hybrid vehicle, 111 Sun gear, 112 planetary gear, 113 carrier, 114, 134, 152, 183, 184 synchromesh mechanism, 115 ring gear, 131, 142, 144, 146, 151, 171 drive gear, C1 first clutch, C2 second clutch, CS counter Shaft, IDS idle shaft, IMS first input shaft, OMS outer input shaft, OP oil pump, RG reverse gear, RVS reverse shaft, SS second input shaft, D1 first transmission mechanism , D2 Second speed change mechanism.
Claims (1)
バッテリとの電力の授受を伴ってモータ出力軸にトルクを出力するためのモータジェネレータと、
前記エンジン出力軸およびモータ出力軸から入力された回転駆動力を、複数の変速段のうちの選択された変速段を介して、車両の駆動輪に接続した駆動出力軸から出力する変速機と、
前記変速機による変速段の切換えを制御する制御部とを備え、
前記変速機は、
前記エンジン出力軸およびモータ出力軸からの回転駆動力を受けるための第1入力軸と、
前記エンジン出力軸からの回転駆動力を受けるための第2入力軸と、
前記エンジン出力軸と前記第1入力軸との間を断接させる第1クラッチと、
前記エンジン出力軸と前記第2入力軸との間を断接させる第2クラッチと、
前記制御部で選択された変速段のうちのいずれかの奇数段の変速段が選択されたときに、前記第1入力軸と前記駆動出力軸との間を接続する当該奇数段の変速段を形成する第1変速機構と、
前記制御部で選択された変速段のうちのいずれかの偶数段の変速段が選択されたときに、前記第2入力軸と前記駆動出力軸との間を接続する当該偶数段の変速段を形成する第2変速機構とを含み、
前記制御部は、前記第2変速機構により前記第2入力軸と前記駆動出力軸との間に形成される前記偶数段の変速段を用いて走行している状態で、前記第2クラッチを接続したまま前記第1クラッチを接続するとともに前記モータジェネレータのモータ出力軸を回転動作させる、ハイブリッド車両。 An engine that rotates the engine output shaft;
A motor generator for outputting torque to the motor output shaft with power exchange with the battery;
A transmission that outputs the rotational driving force input from the engine output shaft and the motor output shaft from a drive output shaft connected to the drive wheels of the vehicle via a selected gear among a plurality of gears;
A control unit that controls switching of the gear position by the transmission,
The transmission is
A first input shaft for receiving a rotational driving force from the engine output shaft and the motor output shaft;
A second input shaft for receiving a rotational driving force from the engine output shaft;
A first clutch that connects and disconnects between the engine output shaft and the first input shaft;
A second clutch that connects and disconnects between the engine output shaft and the second input shaft;
The odd-numbered gear stage that connects between the first input shaft and the drive output shaft when an odd-numbered gear position is selected from the gear stages selected by the control unit. A first speed change mechanism to be formed;
When an even-numbered shift stage is selected from among the shift stages selected by the control unit, the even-numbered shift stage that connects between the second input shaft and the drive output shaft is selected. A second speed change mechanism to be formed,
The controller connects the second clutch in a state where the second speed change mechanism is running using the even-numbered speed stage formed between the second input shaft and the drive output shaft. A hybrid vehicle that connects the first clutch while rotating the motor output shaft of the motor generator.
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