(57)【要約】【課題】従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、ギア鳴りに起因する変速時の騒音を低下させることができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３とを、モータージェネレーター３３の回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸とする減速機構３０を介して接続するとともに、制御装置８０は、減速機構３０において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、プロペラシャフト２５の回転数が維持されるようにモータージェネレーター３３を回転駆動しつつ、低速段及び高速段のうちの一方からニュートラル段へギア段を切り換えて、プロペラシャフト２５の回転数が高速段又は低速段のうちの他方の回転数と予め設定された範囲内で一致するまでモータージェネレーター３３を回転駆動した後に、ニュートラル段から低速段及び高速段のうちの他方へギア段を切り換える。【選択図】図１
2016175474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記プロペラシャフトを出力軸とし、かつ前記モータージェネレーターの回転軸を入力軸とするとともに、前記入力軸から前記出力軸への動力伝達を、前記動力伝達のないニュートラル段を経由して、高減速比となる低速段及び低減速比となる高速段の２段に切替可能な減速機構を設置し、
前記制御装置は、前記減速機構において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、前記プロペラシャフトの回転数が維持されるように前記モータージェネレーターを回転駆動しつつ、前記低速段及び前記高速段のうちの一方から前記ニュートラル段へギア段を切り換えて、該プロペラシャフトの回転数が該高速段又は該低速段のうちの他方の回転数と予め設定された範囲内で一致するまで該モータージェネレーターを回転駆動した後に、該ニュートラル段から該低速段及び該高速段のうちの他方へ前記ギア段を切り換えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記予め設定された範囲が、−５０〜５０ｒｐｍである請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
前記プロペラシャフトを出力軸とし、かつ前記モータージェネレーターの回転軸を入力軸とするとともに、前記入力軸から前記出力軸への動力伝達を、前記動力伝達のないニュートラル段を経由して、高減速比となる低速段及び低減速比となる高速段の２段に切替可能な減速機構を設置して、
前記減速機構において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、
前記プロペラシャフトの回転数が維持されるように前記モータージェネレーターを回転駆動しつつ、前記低速段及び前記高速段のうちの一方から前記ニュートラル段へギア段を切り換えて、
前記プロペラシャフトの回転数が前記高速段又は前記低速段のうちの他方の回転数と予め設定された範囲内で一致するまで前記モータージェネレーターを回転駆動し、
前記ニュートラル段から前記低速段及び前記高速段のうちの他方へ前記ギア段を切り換えることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両及びその制御方法に関し、更に詳しくは、高速走行時における回生効率を向上しつつ、ギア鳴りに起因する変速時の騒音を低下したハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような、いわゆるパラレル型のＨＥＶでは、モータージェネレーターは、通常はエンジンの回転動力を変速するトランスミッションのエンジン側から車両の駆動系に接続される。そのため、ＨＥＶの高速走行中（例えば、５０〜９０ｋｍ／ｈ）に慣性走行状態になった時は、トランスミッションは高速段に変速されているので、モータージェネレーターにおける回生制動トルクが小さくなって発電の高効率点から外れてしまうため、回生発電の効率を向上することが困難であるという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、発明者は、車両のプロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを、モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつプロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続することを考案した。この減速機構は、回生発電の更なる効率化を図るために、入力軸から出力軸への動力伝達が高減速比となる低速段と、低減速比となる高速段とに切替可能な構成にすることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、減速機構におけるギア段の切替操作が滑らかに行われないと、変速時にギア鳴りに起因する騒音が発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、ギア鳴りに起因する変速時の騒音を低下することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記プロペラシャフトを出力軸とし、かつ前記モータージェネレーターの回転軸を入力軸とするとともに、前記入力軸から前記出力軸への動力伝達を、前記動力伝達のないニュートラル段を経由して、高減速比となる低速段及び低減速比となる高速段の２段に切替可能な減速機構を設置し、前記制御装置は、前記減速機構において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、前記プロペラシャフトの回転数が維持されるように前記モータージェネレーターを回転駆動しつつ、前記低速段及び前記高速段のうちの一方から前記ニュートラル段へギア段を切り換えて、該プロペラシャフトの回転数が該高速段又は該低速段のうちの他方の回転数と予め設定された範囲内で一致するまで該モータージェネレーターを回転駆動した後に、該ニュートラル段から該低速段及び該高速段のうちの他方へ前記ギア段を切り換えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、前記プロペラシャフトを出力軸とし、かつ前記モータージェネレーターの回転軸を入力軸とするとともに、前記入力軸から前記出力軸への動力伝達を、前記動力伝達のないニュートラル段を経由して、高減速比となる低速段及び低減速比となる高速段の２段に切替可能な減速機構を設置して、前記減速機構において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、前記プロペラシャフトの回転数が維持されるように前記モータージェネレーターを回転駆動しつつ、前記低速段及び前記高速段のうちの一方から前記ニュートラル段へギア段を切り換えて、前記プロペラシャフトの回転数が前記高速段又は前記低速段のうちの他方の回転数と予め設定された範囲内で一致するまで前記モータージェネレーターを回転駆動し、前記ニュートラル段から前記低速段及び前記高速段のうちの他方へ前記ギア段を切り換えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、プロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを減速機構を介して接続したので、従来よりも高速走行時における回生効率を向上することができる。
【００１１】
また、減速機構において低速段と高速段との間で切替操作を行うときは、プロペラシャフトの回転数が切り替え先のギア段の回転数と予め設定された範囲内で一致するまでモータージェネレーターを回転駆動した後に切替操作を行うようにしたので、ギア鳴りに起因する変速時の騒音を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。
【００１４】
このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、バスやトラックなどの大型車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３を有するハイブリッドシステムを備えている。
【００１５】
ディーゼルエンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では６個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このクランクシャフト１３の回転動力は、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５を通じてトランスミッション２０に伝達される。なお、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５の代わりに、乾式クラッチを用いる場合もある。
【００１６】
トランスミッション２０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するＡＭＴが用いられている。このトランスミッション２０は、入力された回転動力を複数段に変速可能な主変速機構２１と、その主変速機構２１から伝達された回転動力を低速段及び高速段の２段に変速可能な副変速機構２２とから構成されている。
【００１７】
トランスミッション２０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト２３に連結するプロペラシャフト２５を通じてデファレンシャル２６に伝達され、ダブルタイヤからなる一対の駆動輪２７にそれぞれ駆動力として分配される。なお、プロペラシャフト２５の回転数は、プロペラシャフト用回転センサ３７により検知される。
【００１８】
モータージェネレーター３３は、インバーター３４を通じてバッテリー３５に電気的に接続されている。
【００１９】
これらのディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３の回転軸３２は、制御装置８０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、モータージェネレーター３３により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３３による回生発電を行って、余剰の運動エネルギーを電力に変換してバッテリー３５に充電する。
【００２０】
そして、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３とは、減速機構３０を介して接続されている。この減速機構３０は、モータージェネレーター３３の回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸としている。つまり、減速機構３０においては、モータージェネレーター３３の回転数Ｎｍに対するプロペラシャフト２５の回転数Ｎｐの割合である減速比（Ｎｍ／Ｎｐ）が１．０より大となる。
【００２１】
更には、コンスタントメッシュ機構９４を利用して、入力軸から出力軸への動力伝達を、動力伝達のないニュートラル段を挟んで、高減速比となる低速段及び低減速比となる高速段の２段に切替可能な構造になっている。それらの低速段及び高速段の回転数は、減速機構３０に設置された減速機構用回転センサ９０によりそれぞれ検知可能になっている。
【００２２】
この減速機構３０における切替操作は、トランスミッション２０の副変速機構２２における変速操作と同期して行われる。具体的には、副変速機構２２の低速段と減速機構３０の低速段とが、かつ副変速機構２２の高速段と減速機構３０の高速段とが、それぞれ常に対応するように同期操作される。
【００２３】
この減速機構３０を設けることにより、高速走行中の慣性走行時において、トランスミッション２０のギア段にかかわらず、モータージェネレーター３３の回生制動トルクを減速機構３０により大きくすることができるため、回生効率を向上することができるようになっている。
【００２４】
このようなＨＥＶにおいて、減速機構３０で低速段と高速段との間で切替操作を行うときの制御方法を、図２に基づいて制御装置８０の機能として以下に説明する。なお、ここでは、低速段から高速段へ切り換える場合を説明するが、高速段から低速段へ逆に切り換える場合も同様である。
【００２５】
制御装置８０は、車載ネットワーク（一点鎖線で示す）を通じてプロペラシャフト用回転センサ３７の検出値を入力して（Ｓ１０）、プロペラシャフト２５の回転数Ｐを求める（Ｓ２０）。そして、プロペラシャフト２５の回転数Ｐが維持されるようにモータージェネレーター３３を回転駆動（Ｓ３０）しつつ、減速機構３０においてギア段を低速段からニュートラル段へ切り換える操作を行う（Ｓ４０）。
【００２６】
次に、減速機構用回転センサ９０の検出値を入力して（Ｓ５０）、切替先の高速段の回転数Ｋを求める（Ｓ６０）。そして、高速段の回転数Ｋとプロペラシャフト２５の回転数Ｐとを比較して（Ｓ７０）、回転数Ｋが回転数Ｐと予め設定された範囲内で一致するまでモータージェネレーター３３を回転駆動し（Ｓ８０）、両者が予め設定された範囲内で一致した後に、ギア段をニュートラル段から高速段へ切り換える（Ｓ９０）。
【００２７】
この予め設定された範囲としては、回転数Ｋと回転数Ｐとの差が−５０〜５０ｒｐｍとなる範囲とすることが望ましい。
【００２８】
このような制御を行うことで、シンクロナイザー９４に発生する面圧が低減されて、シンクロナイザー９４のスリーブが切替先のギア段のドグ歯と容易に噛合するようになるので、ギア鳴りに起因する変速時の騒音を低下させることができる。また、ギア鳴りが低減することで、コンスタントメッシュ機構９４の摩耗による損傷を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ディーゼルエンジン
２０  トランスミッション
２２  副変速機構
２５  プロペラシャフト
２６  デファレンシャル
２７  駆動輪
３０  減速機構
３２  回転軸
３３  モータージェネレーター
３７  プロペラシャフト用回転センサ
９０  減速機構用回転センサ
９４  コンスタントメッシュ機構
【図１】
2016175474.tif 000003
【図２】
2016175474.tif 000004