JP2014019356A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としての内燃機関と電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor as drive sources.
従来、駆動源としてのエンジン(内燃機関)及びモータ(電動機)を備えたハイブリッド車両がある。このようなハイブリッド車両は、電動機との間で電力の授受が可能な高圧バッテリ(高圧蓄電器)と、エアコンユニットなどの車載補機や変速機による変速段を切り替えるためのクラッチ及びシフト機構(シフトフォークなど)を駆動する電動アクチュエータ(ギヤアクチュエータ)に電力を供給するための低圧バッテリ(12Vバッテリ:低圧蓄電器)とを搭載している。この場合、当該ハイブリッド車両は、高圧バッテリと低圧バッテリとの間に設けた変圧器(DC−DCコンバータ)を備え、電動機の発電電力で高圧バッテリを充電し、高圧バッテリから変圧器を介して低圧バッテリに電力を供給することで、低圧バッテリを充電するように構成している。 Conventionally, there is a hybrid vehicle including an engine (internal combustion engine) and a motor (electric motor) as drive sources. Such a hybrid vehicle includes a high voltage battery (high voltage accumulator) capable of transferring electric power to and from an electric motor, a clutch and a shift mechanism (shift fork) for switching a gear stage by an in-vehicle auxiliary device such as an air conditioner unit or a transmission. Etc.) is mounted with a low voltage battery (12V battery: low voltage capacitor) for supplying electric power to an electric actuator (gear actuator). In this case, the hybrid vehicle includes a transformer (DC-DC converter) provided between the high-voltage battery and the low-voltage battery, charges the high-voltage battery with the electric power generated by the motor, and the low-voltage from the high-voltage battery via the transformer. It is configured to charge the low voltage battery by supplying power to the battery.
上記のようなハイブリッド車両は、低圧バッテリ専用の発電機(充電器)を備えてないため、車両の走行中に高圧バッテリが何等かの原因で正常に充放電が行えない故障状態に陥った場合(高圧バッテリの故障時)には、低圧バッテリの充電が行えなくなる。これにより、電動アクチュエータを作動するための低圧バッテリの電気容量が低下するおそれがある。そのため、低圧バッテリの電気容量が著しく低下した場合には、変速機による変速動作を正常に行うことができず、車両の走行を継続できないおそれがある。 The hybrid vehicle as described above does not have a generator (charger) dedicated to low-voltage batteries, so when the vehicle is running, the high-voltage battery falls into a failure state where charging and discharging cannot be performed normally for some reason When the high voltage battery fails, the low voltage battery cannot be charged. Thereby, there exists a possibility that the electrical capacity of the low voltage battery for operating an electric actuator may fall. Therefore, when the electric capacity of the low-voltage battery is significantly reduced, the speed change operation by the transmission cannot be performed normally, and there is a possibility that the vehicle cannot continue traveling.
また、上記電動アクチュエータは、停車時にパーキングギヤを係止してパーキングロック(パーキングシフト)の設定を行う機能を備えたものがある。このような構成では、高圧バッテリの故障によって低圧バッテリを充電できず低圧バッテリの電気容量が不足すると、電動アクチュエータを駆動するための電力を十分に確保できないことで、停車する際にパーキングロックを達成できず、車両を安全に停車状態とすることができないおそれがある。 Some of the electric actuators have a function of locking a parking gear and setting a parking lock (parking shift) when the vehicle is stopped. In such a configuration, if the low-voltage battery cannot be charged due to a failure of the high-voltage battery and the electric capacity of the low-voltage battery is insufficient, sufficient electric power for driving the electric actuator cannot be secured, thereby achieving a parking lock when stopping. There is a possibility that the vehicle cannot be safely stopped.
なお、特許文献1には、駆動源としてのエンジンと走行用モータを備えるハイブリッド車両の制御装置において、走行用モータが故障した場合の制御が開示されている。すなわち、特許文献1に記載のハイブリッド車両では、故障検出手段によって走行用モータを含む電動機出力システムの故障を検出した場合と故障を検出しない場合とで、自動変速機の変速段を車両の運転状態の変化に応じて制御するための変速マップを切り替えるようにしている。これにより、走行用モータを含む電動機出力システムの故障が検出された場合には、故障が検出されない場合と比較して、自動変速機の変速段がより低速側の変速段に設定されて車両の発進が開始される。しかしながら、この特許文献1に記載の制御は、走行用モータが故障した場合の制御であって、同文献には、バッテリ(高圧バッテリ)が故障した場合の制御については開示されていない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の走行中に高圧バッテリの充放電が正常に行えない故障状態になった場合でも、低圧バッテリの残容量の低下を抑制でき、変速機による変速段の切り替えやパーキングロックに必要な最低限の電力を確保できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to reduce the remaining capacity of the low-voltage battery even when the high-voltage battery cannot be charged and discharged normally while the vehicle is running. An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can be suppressed and that can secure a minimum electric power required for shifting gears and parking lock by a transmission.
上記課題を解決するための本発明は、車両の駆動源としての内燃機関(2)及び電動機(3)と、内燃機関(2)及び電動機(3)と駆動輪(WR,WL)との間に設けられて複数の変速段を設定可能な有段式の変速機(4)と、電動機(3)との間で電力の授受が可能な高圧蓄電器(30)と、電動機(3)又は高圧蓄電器(30)からの電力を少なくとも降圧することが可能な変圧器(21)と、変圧器(21)を介して高圧蓄電器(30)及び電動機(3)との間で電力の授受が可能な低圧蓄電器(22)と、変速機(4)による変速段の設定を行うために低圧蓄電器(22)の供給電力で駆動するアクチュエータ機構(7)と、内燃機関(2)及び電動機(3)による車両の駆動を制御するための制御手段(10)と、アクセル開度(AP)と車速(V)の関係に基づく複数のアップシフト線及びダウンシフト線を有する変速マップとして、アクセル開度(AP)に応じて車速(V)の値が変化するダウンシフト線を有する通常変速マップ(M1)と、アクセル開度(AP)に関わらず車速(V)が一定の値であるダウンシフト線を有する故障時用変速マップ(M2)とを記憶した記憶手段(25)と、を備え、制御手段(10)は、高圧蓄電器(30)での充放電を正常に行えない故障状態であるか否かを判断し、高圧蓄電器(30)の故障状態でないと判断した場合には、通常変速マップ(M1)に基づいて変速機(4)の変速段の切り替えを行うと共に、電動機(3)と高圧蓄電器(30)との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴う電動機(3)の回生による高圧蓄電器(30)の充電を実施する一方、高圧蓄電器(30)の故障状態と判断した場合には、故障時用変速マップ(M2)に基づいて変速機(4)の変速段を切り替えると共に、変圧器(21)を介して電動機(3)と低圧蓄電器(22)との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴う電動機(3)の回生による低圧蓄電器(22)の充電を実施することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an internal combustion engine (2) and an electric motor (3) as a drive source of a vehicle, and an internal combustion engine (2), an electric motor (3), and drive wheels (WR, WL). A stepped transmission (4) capable of setting a plurality of shift stages, a high-voltage capacitor (30) capable of transferring power between the electric motor (3), and the electric motor (3) or the high-voltage Power can be exchanged between the transformer (21) capable of at least stepping down the electric power from the capacitor (30) and the high-voltage capacitor (30) and the electric motor (3) via the transformer (21). By the low-voltage capacitor (22), the actuator mechanism (7) driven by the power supplied to the low-voltage capacitor (22) to set the gear stage by the transmission (4), the internal combustion engine (2), and the electric motor (3) Control means (10) for controlling driving of the vehicle, and accelerator opening As a shift map having a plurality of upshift lines and downshift lines based on the relationship between (AP) and vehicle speed (V), it is usual to have a downshift line in which the value of vehicle speed (V) changes according to the accelerator opening (AP). Storage means (25) for storing a shift map (M1) and a shift map for failure (M2) having a downshift line in which the vehicle speed (V) is a constant value regardless of the accelerator opening (AP); And the control means (10) determines whether or not the high-voltage capacitor (30) is in a failure state in which charging and discharging cannot be normally performed, and determines that the high-voltage capacitor (30) is not in a failure state. The vehicle speed is reduced by switching the shift stage of the transmission (4) based on the normal shift map (M1) and by transferring power between the electric motor (3) and the high-voltage capacitor (30). Of the electric motor (3) The high-voltage capacitor (30) is charged according to the above, and when it is determined that the high-voltage capacitor (30) is in a failure state, the gear position of the transmission (4) is switched based on the failure-time shift map (M2). The power transfer between the electric motor (3) and the low-voltage capacitor (22) via the transformer (21) allows the low-voltage capacitor (22) to be regenerated by the regeneration of the electric motor (3) as the vehicle decelerates. Charging is performed.
本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の走行中に高圧バッテリの充放電を正常に行えない故障状態となった場合に、電動機から高圧バッテリを介さず変圧器を介して直接的に低圧バッテリに電力を供給することで、低圧バッテリの充電を行うようにした。これにより、高圧バッテリが故障した場合にも、低圧バッテリの電気容量として、変速用のアクチュエータ機構で少なくとも変速段の切り替えなどが可能な最低限の電気容量を確保することができる。
また、高圧バッテリの故障時に変速段の切り替えに用いる故障時用変速マップ上のダウンシフト線は、アクセル開度に関わらず車速に応じた一定の値に設定されていることで、高圧蓄電器の故障時には、変速機での頻繁なシフトダウンを抑制することができる。したがって、変速段の切替回数の低減を図ることで、アクチュエータ機構での消費電力を少なく抑えることができ、低圧蓄電器の残容量を確保することができる。
According to the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, when a failure state in which charging / discharging of the high voltage battery cannot be normally performed while the vehicle is running is performed directly from the electric motor via the transformer without passing through the high voltage battery. The low-voltage battery is charged by supplying power to the low-voltage battery. As a result, even when the high-voltage battery fails, it is possible to secure a minimum electric capacity that enables at least switching of the shift speed by the shift actuator mechanism as the electric capacity of the low-voltage battery.
In addition, the downshift line on the shift map for failure used to switch gears when a high-voltage battery fails is set to a constant value according to the vehicle speed regardless of the accelerator opening. Sometimes, frequent downshifts in the transmission can be suppressed. Therefore, by reducing the number of shift speeds, the power consumption in the actuator mechanism can be reduced and the remaining capacity of the low-voltage capacitor can be secured.
また、上記ハイブリッド車両の制御装置では、変速機(4)で設定可能な変速段には、車両の減速時に駆動輪(WR,WL)からの駆動力を電動機(3)に伝達することが可能な変速段とそれ以外の変速段とが含まれており、故障時用変速マップ(M2)は、車両の減速時に駆動輪(WR,WL)からの駆動力を電動機(3)に伝達することが可能な変速段にのみダウンシフトを許可するように設定された第1故障時用変速マップ(M2−1)と、車両の減速時に駆動輪(WR,WL)からの駆動力を電動機(3)に伝達することが可能な変速段とそれ以外の変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定された第2故障時用変速マップ(M2−2)と、を含み、制御手段(10)は、低圧蓄電器(22)の残容量(S)が所定量(S1)よりも少ないか否かを判定し、低圧蓄電器(22)の残容量(S)が所定量(S1)よりも少ないと判定したときは、第1故障時用変速マップ(M2−1)に基づいて変速機(4)の変速段を切り替える一方、低圧蓄電器(22)の残容量(S)が所定量(S1)以上と判定したときは、第2故障時用変速マップ(M2−2)に基づいて変速機(4)の変速段を切り替えるとよい。 In the hybrid vehicle control apparatus, the driving force from the drive wheels (WR, WL) can be transmitted to the electric motor (3) when the vehicle is decelerated to the gear stage that can be set by the transmission (4). And a shift map for failure (M2) transmits the driving force from the drive wheels (WR, WL) to the electric motor (3) when the vehicle decelerates. The first failure shift map (M2-1) set so as to allow downshifts only to the gears that can be operated, and the drive force from the drive wheels (WR, WL) when the vehicle decelerates (3 And a second failure speed change map (M2-2) set so as to permit downshifting to both of the shift speed that can be transmitted to) and the other shift speed, and the control means (10) indicates that the remaining capacity (S) of the low-voltage capacitor (22) is a predetermined amount ( 1), if it is determined that the remaining capacity (S) of the low voltage capacitor (22) is less than the predetermined amount (S1), the first failure speed change map (M2-1) On the other hand, when it is determined that the remaining capacity (S) of the low-voltage capacitor (22) is greater than or equal to the predetermined amount (S1), the second speed change map (M2-2) is switched. ) To change the gear position of the transmission (4).
この構成によれば、高圧蓄電器が故障した場合の車両の減速時に、低圧蓄電器の残容量が所定量よりも少ない場合には、電動機による回生が可能な変速段にダウンシフトを許可する飛び変速を行うことで、減速時には常に電動機による回生が行われるようにして、低圧蓄電器の残容量の回復を図ることができる。その一方で、低圧蓄電器の残容量が所定量以上の場合は、電動機による回生が可能な変速段以外の変速段にも変速を許可することで、飛び変速を行わずに通常変速と同様に一段ずつダウンシフトさせることで、車両の良好な減速感を得ることができる。 According to this configuration, when the vehicle decelerates when the high-voltage capacitor fails, if the remaining capacity of the low-voltage capacitor is less than a predetermined amount, a jump shift that allows downshifting to a shift stage that can be regenerated by the electric motor is performed. By doing so, at the time of deceleration, regeneration by the electric motor is always performed, so that the remaining capacity of the low-voltage capacitor can be recovered. On the other hand, if the remaining capacity of the low-voltage capacitor is greater than or equal to a predetermined amount, shifting is allowed to gears other than the gears that can be regenerated by the electric motor, so that one step as in normal gearing is performed without performing jump gear shifting. By downshifting one by one, a good deceleration feeling of the vehicle can be obtained.
また、上記ハイブリッド車両の制御装置では、アクチュエータ機構(7)は、停車時に駆動輪(WR,WL)を固定するためのパーキングロックの設定を行うように構成されており、低圧蓄電器(22)の残容量(S)の所定量(S1)は、少なくとも停車時にアクチュエータ機構(7)でパーキングロックの達成が可能な残容量であってよい。 In the hybrid vehicle control device, the actuator mechanism (7) is configured to set a parking lock for fixing the drive wheels (WR, WL) when the vehicle is stopped. The predetermined amount (S1) of the remaining capacity (S) may be a remaining capacity at which parking lock can be achieved by the actuator mechanism (7) at least when the vehicle is stopped.
これによれば、低圧蓄電器の残容量が少なくとも停車時にアクチュエータ機構でパーキングロックの設定が可能な残容量よりも少ない場合には、車両の減速時に常に電動機による回生が行われるようにして、低圧蓄電器の残容量の回復を図ることができる。したがって、停車時にパーキングロックの設定が行えない状態を回避できる。 According to this, when the remaining capacity of the low voltage capacitor is at least smaller than the remaining capacity that can be set for parking lock by the actuator mechanism when the vehicle is stopped, regeneration by the electric motor is always performed when the vehicle is decelerated. Recovery of the remaining capacity can be achieved. Therefore, it is possible to avoid a state in which the parking lock cannot be set when the vehicle is stopped.
また、上記ハイブリッド車両の制御装置では、変速機(4)は、電動機(3)の回転軸に連結されると共に第1クラッチ(C1)を介して内燃機関(2)の機関出力軸(2a)に対して係脱可能に連結される第1入力軸(IMS)と、第2クラッチ(C2)を介して内燃機関(2)の機関出力軸(2a)に対して係脱可能に連結される第2入力軸(SS)と、第1入力軸(IMS)又は第2入力軸(SS)に入力された駆動力による回転を変速するための複数の駆動ギヤ(42〜47)と、複数の駆動ギヤ(42〜47)と噛合する複数の従動ギヤ(51〜53)が固定され、駆動ギヤ(42〜47)と従動ギヤ(51〜53)とを介して変速された駆動力を出力する出力軸(CS)と、第1入力軸(IMS)上の駆動ギヤ(43,45,47)のいずれか1つを選択的に第1入力軸(IMS)に同期係合させる第1同期係合装置(81,82)と、第2入力軸(SS)上の駆動ギヤ(42,44,46)のいずれか1つを選択的に第2入力軸(SS)に同期係合させる第2同期係合装置(83,84)と、を備え、第1故障時用変速マップ(M2−1)は、第1入力軸(IMS)上の駆動ギヤ(43,45,47)によって成立する変速段にのみダウンシフトを許可するように設定されており、第2故障時用変速マップ(M2−2)は、第1入力軸(IMS)上の駆動ギヤ(43,45,47)によって成立する変速段と第2入力軸(SS)上の駆動ギヤ(42,44,46)によって成立する変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定されていてよい。 In the hybrid vehicle control apparatus, the transmission (4) is connected to the rotating shaft of the electric motor (3) and is connected to the engine output shaft (2a) of the internal combustion engine (2) via the first clutch (C1). The first input shaft (IMS) is detachably coupled to the engine output shaft (2a) of the internal combustion engine (2) via the second clutch (C2). A second input shaft (SS), a plurality of drive gears (42 to 47) for shifting rotation by a driving force input to the first input shaft (IMS) or the second input shaft (SS), and a plurality of A plurality of driven gears (51 to 53) meshing with the drive gears (42 to 47) are fixed, and the driving force shifted through the drive gears (42 to 47) and the driven gears (51 to 53) is output. Output shaft (CS) and drive gear (43, 45, 4) on the first input shaft (IMS) ) And a first synchronous engagement device (81, 82) that selectively engages one of the first input shaft (IMS) and a drive gear (42, 44) on the second input shaft (SS). , 46), and a second synchronous engagement device (83, 84) for selectively engaging one of the second input shaft (SS) and a first failure speed change map (M2-). 1) is set so as to permit downshifting only to the shift stage established by the drive gear (43, 45, 47) on the first input shaft (IMS), and the second failure speed change map (M2). -2) is established by the shift stage established by the drive gear (43, 45, 47) on the first input shaft (IMS) and the drive gear (42, 44, 46) on the second input shaft (SS). It may be set to allow downshifting to both of the shift stage.
第1、第2クラッチ及び第1、第2入力軸を備える上記構成の変速機(ツインクラッチ式の変速機)では、電動機の回転軸に連結された第1入力軸上の駆動ギヤで設定される変速段によってのみ、車両の減速時に駆動輪から入力する駆動力で電動機の回生を行うことができる。したがって、高圧蓄電器の故障時に低圧蓄電器の残容量が不足している場合には、第1入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段にのみダウンシフトを許可する第1故障時用変速マップを用いて変速を行うことで、車両の減速時に電動機の回生による低圧蓄電器の充電を効率的に行うことができる。その一方で、高圧蓄電器の故障時に低圧蓄電器の残容量が不足していない場合には、第1入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段と第2入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段との両方へのダウンシフトを許可する第2故障時用変速マップを用いて変速を行うことで、飛び変速を防止して良好な減速感が得られるようにすることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
In the transmission having the first and second clutches and the first and second input shafts (twin clutch type transmission), the transmission gear is set by the drive gear on the first input shaft connected to the rotating shaft of the motor. The electric motor can be regenerated by the driving force input from the driving wheels only when the vehicle is decelerated. Therefore, when the remaining capacity of the low voltage capacitor is insufficient at the time of failure of the high voltage capacitor, the first failure shift map is used which permits downshift only to the gear stage established by the drive gear on the first input shaft. Thus, the low-voltage capacitor can be efficiently charged by regenerating the motor when the vehicle is decelerated. On the other hand, if the remaining capacity of the low-voltage capacitor is not insufficient when the high-voltage capacitor fails, the gear stage established by the drive gear on the first input shaft and the gear stage established by the drive gear on the second input shaft By performing the shift using the second failure-time shift map that permits downshifting to both, it is possible to prevent a jump shift and obtain a good feeling of deceleration.
In addition, the code | symbol in said parenthesis shows the code | symbol of the component in embodiment mentioned later as an example of this invention.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。本実施形態の車両1は、図1に示すように、駆動源としての内燃機関2及び電動機3を備えたハイブリッド自動車の車両であって、さらに、電動機3を制御するためのパワードライブユニット(PDU)20と、高圧バッテリ(高圧蓄電器)30と、DC−DCコンバータ(変圧器)21と、低圧バッテリ(12Vバッテリ:低圧蓄電器)22と、トランスミッション(変速機)4と、ディファレンシャル機構5と、左右のドライブシャフト6R,6Lと、左右の駆動輪WR,WLとを備える。ここで、電動機3は、モータでありモータジェネレータを含み、高圧バッテリ30及び低圧バッテリ22は、蓄電器でありキャパシタを含む。また、内燃機関2は、エンジンであり、ディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。内燃機関(以下、「エンジン」と記す。)2と電動機(以下、「モータ」と記す。)3の回転駆動力は、変速機4、ディファレンシャル機構5およびドライブシャフト6R,6Lを介して左右の駆動輪WR,WLに伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a vehicle including a control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
また、車両1は、エンジン2、モータ3、変速機4、ディファレンシャル機構5、DC−DCコンバータ21および高圧バッテリ30、低圧バッテリ22などを制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)10を備える。電子制御ユニット10は、1つのユニットとして構成されるだけでなく、例えばエンジン2を制御するためのエンジンECU、モータ3やDC−DCコンバータ21を制御するためのモータジェネレータECU、高圧バッテリ30や低圧バッテリ22を制御するためのバッテリECU、変速機4を制御するためのAT−ECUなど複数のECUから構成されてもよい。本実施形態の電子制御ユニット10は、エンジン2及びモータ3を制御するとともに、高圧バッテリ30及び低圧バッテリ22、PDU20、DC−DCコンバータ21、変速機4などを制御する。
In addition, the
モータ3は、例えば3相(U相、V相、W相)のDCブラシレスモータ等とされ、該モータ3の駆動および発電を制御するパワードライブユニット(PDU)20に接続されている。PDU20は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備えて構成されている。
The
PDU20には、モータ3と電力の授受を行う高圧バッテリ30が接続されている。ここで授受される電力には、例えば、モータ3の駆動またはアシスト動作時にモータ3に供給される供給電力や、回生作動または昇圧駆動によるモータ3の発電時にモータ3から出力される出力電力がある。そして、PDU20は、電子制御ユニット10からの制御指令を受けてモータ3の駆動および発電を制御する。例えば、モータ3の駆動時には、電子制御ユニット10から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ30から出力される直流電力を3相交流電力に変換してモータ3へ供給する。一方、モータ3の発電時には、モータ3から出力される3相交流電力を直流電力に変換して、高圧バッテリ30を充電する。
The
また、各種補機類からなる電気負荷23及びギヤアクチュエータ機構7を駆動するための低圧バッテリ22は、DC−DCコンバータ(変圧器)21を介して、PDU20および高圧バッテリ30に対して並列に接続されている。DC−DCコンバータ21は、例えば双方向のDC−DCコンバータであって、低圧バッテリ22の残容量(SOC:State Of Charge)が低下している場合には、高圧バッテリ30の端子間接続、あるいはモータ3の回生作動または昇圧駆動した際のPDU20の端子間電圧を所定の電圧値まで降圧して低圧バッテリ22を充電すると共に、高圧バッテリ30の残容量が低下している場合には、低圧バッテリ22の端子間電圧を昇圧して高圧バッテリ30を充電可能である。また、電気負荷23を構成する各種補機類としては、車両1に搭載されたデフロスタユニット、電子制御ユニット10用の通信及び送電機器類、カーオーディオ及びその附属機器類、ヒータユニット、ライト(照明類)などが挙げられる。また、後述する変速機4の第1、第2クラッチC1,C2やシンクロメッシュ機構81,82を駆動するためのギヤアクチュエータ機構7は、低圧バッテリ22の電力で作動するようになっている。
The low-
電子制御ユニット10は、各種の運転条件に応じて、モータ3のみを動力源とするモータ単独走行(EV走行)をするように制御したり、エンジン2のみを動力源とするエンジン単独走行をするように制御したり、エンジン2とモータ3の両方を動力源として併用する協働走行(HEV走行)をするように制御する。
The
また、電子制御ユニット10には、制御パラメータとして、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ31からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ32からのブレーキペダル開度、ギヤ段(変速段)を検出するシフトポジションセンサ33からのシフト位置、モータ3の回転数を検出するモータ回転数センサ34からのモータ回転数、後述する第1入力軸(内側メインシャフト)IMS、外側メインシャフトOMS、カウンタシャフトCSなど変速機4の各回転軸の回転数を検出する回転軸センサ39からの回転数、低圧バッテリ22及び高圧バッテリ30の残容量(SOC)を測定する残容量検出器35からの残容量、車速センサ36からの車速などの各種信号が入力されるようになっている。
In addition, the
また、電子制御ユニット10との間でデータの授受が可能なメモリ(記憶手段)25が設けられている。メモリ25には、変速機4による変速段の切り替えを制御するための変速マップが格納されている。この変速マップには、後述するように、高圧バッテリ30が故障していない正常状態で用いられる通常変速マップM1と、高圧バッテリ30が故障状態のときに用いられる故障時用変速マップM2(第1故障時用変速マップM2−1及び第2故障時用変速マップM2−2)とが含まれる。
In addition, a memory (storage means) 25 that can exchange data with the
エンジン2は、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両1を走行させるための駆動力を発生する内燃機関である。モータ3は、エンジン2とモータ3との協働走行やモータ3のみの単独走行の際には、高圧バッテリ30の電気エネルギーを利用して車両1を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能するとともに、車両1の減速時には、モータ3の回生により電力を発電する発電機として機能する。モータ3の回生時には、高圧バッテリ30は、モータ3により発電された電力(回生エネルギー)により充電される。
The
次に、本実施形態の車両が備える変速機4の構成を説明する。図2は、図1に示す変速機4の詳細構成を示すスケルトン図である。図3は、図2に示す変速機4の各シャフトの係合関係を示す概念図である。変速機4は、前進7速、後進1速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のツインクラッチ式変速機(デュアルクラッチトランスミッション)である。
Next, the configuration of the
変速機4には、エンジン2の機関出力軸をなすクランクシャフト2aおよびモータ3の回転軸に接続される内側メインシャフト(以下、「第1入力軸」と記す。)IMSと、この第1入力軸IMSの外筒をなす外側メインシャフト(第2入力軸)OMSと、第1入力軸IMSにそれぞれ平行なセカンダリシャフト(第2入力軸)SS、アイドルシャフトIDS、リバースシャフトRVSと、これらのシャフトに平行で出力軸をなすカウンタシャフトCSとが設けられる。
The
これらのシャフトのうち、外側メインシャフトOMSがアイドルシャフトIDSを介してリバースシャフトRVSおよびセカンダリシャフトSSに常時係合し、カウンタシャフトCSがさらにディファレンシャル機構5(図1参照)に常時係合するように配置される。 Of these shafts, the outer main shaft OMS is always engaged with the reverse shaft RVS and the secondary shaft SS via the idle shaft IDS, and the counter shaft CS is further always engaged with the differential mechanism 5 (see FIG. 1). Be placed.
また、変速機4は、奇数段用の第1クラッチC1と、偶数段用の第2クラッチC2とを備える。第1および第2クラッチC1,C2は乾式のクラッチである。第1クラッチC1は第1入力軸IMSに結合される。第2クラッチC2は、外側メインシャフトOMS(第2入力軸の一部)に結合され、外側メインシャフトOMS上に固定されたギヤ48からアイドルシャフトIDSを介してリバースシャフトRVSおよびセカンダリシャフトSS(第2入力軸の一部)に連結される。
Further, the
第1入力軸IMSのモータ3よりの所定箇所には、プラネタリギヤ機構70のサンギヤ71が固定配置される。また、第1入力軸IMSの外周には、図2において左側から順に、プラネタリギヤ機構70のキャリア73と、3速駆動ギヤ43と、7速駆動ギヤ47と、5速駆動ギヤ45が配置される。3速駆動ギヤ43、7速駆動ギヤ47、5速駆動ギヤ45はそれぞれ第1入力軸IMSに対して相対的に回転可能であり、3速駆動ギヤ43は、プラネタリギヤ機構70のキャリア73に連結しており、1速駆動ギヤとしても兼用される。更に、第1入力軸IMS上には、3速駆動ギヤ43と7速駆動ギヤ47との間に3−7速シンクロメッシュ機構(セレクタ機構)81が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、5速駆動ギヤ45に対応して5速シンクロメッシュ機構(セレクタ機構)82が軸方向にスライド可能に設けられる。所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構(セレクタ機構)をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段が第1入力軸IMSに連結される。第1入力軸IMSに関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、奇数段の変速を行うための第1変速機構G1が構成される。第1変速機構G1の各駆動ギヤは、カウンタシャフトCS上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフトCSを回転駆動する。
A
セカンダリシャフトSS(第2入力軸)の外周には、図2において左側から順に、2速駆動ギヤ42と、6速駆動ギヤ46と、4速駆動ギヤ44とが相対的に回転可能に配置される。更に、セカンダリシャフトSS上には、2速駆動ギヤ42と6速駆動ギヤ46との間に2−6速シンクロメッシュ機構83が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、4速駆動ギヤ44に対応して4速シンクロメッシュ機構(セレクタ機構)84が軸方向にスライド可能に設けられる。この場合も、所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構(セレクタ機構)をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段がセカンダリシャフトSS(第2入力軸)に連結される。セカンダリシャフトSS(第2入力軸)に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、偶数段の変速を行うための第2変速機構G2が構成される。第2変速機構G2の各駆動ギヤも、カウンタシャフトCS上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフトCSを回転駆動する。なお、セカンダリシャフトSSに固定されたギヤ49はアイドルシャフトIDS上のギヤ57に結合しており、該アイドルシャフトIDSから外側メインシャフトOMSを介して第2クラッチC2に結合される。
On the outer periphery of the secondary shaft SS (second input shaft), a second
リバースシャフトRVSの外周には、リバース駆動ギヤ58が相対的に回転可能に配置される。また、リバースシャフトRVS上には、リバース駆動ギヤ58に対応してリバースシンクロメッシュ機構85が軸方向にスライド可能に設けられ、また、アイドルシャフトIDSに係合するギヤ50が固定されている。リバース走行する場合は、シンクロメッシュ機構85のシンクロを入れて、第2クラッチC2を係合することにより、第2クラッチC2の回転が外側メインシャフトOMS及びアイドルシャフトIDSを介してリバースシャフトRVSに伝達され、リバース駆動ギヤ58が回転される。リバース駆動ギヤ58は第1入力軸IMS上のギヤ56に噛み合っており、リバース駆動ギヤ58が回転するとき第1入力軸IMSは前進時とは逆方向に回転する。第1入力軸IMSの逆方向の回転はプラネタリギヤ機構70に連結したギヤ(3速駆動ギヤ)43を介してカウンタシャフトCSに伝達される。
A
変速機4の第1、第2クラッチC1,C2、及び各シンクロメッシュ機構81〜84は、低圧バッテリ22からの供給電力で作動するギヤアクチュエータ機構(電動ギヤアクチュエータ機構)7(図1参照)によって駆動されるようになっている。
The first and second clutches C1 and C2 and the
カウンタシャフトCS上には、図2において左側から順に、2−3速従動ギヤ51と、6−7速従動ギヤ52と、4−5速従動ギヤ53と、パーキング用ギヤ54と、ファイナル駆動ギヤ55とが固定的に配置される。ファイナル駆動ギヤ55は、ディファレンシャル機構5のディファレンシャルリングギヤ(図示せず)と噛み合うようになっており、これにより、カウンタシャフトCSの回転がディファレンシャル機構5に伝達される。また、プラネタリギヤ機構70のリングギヤ75には、該リングギヤ75の回転を停止するためのブレーキ41が設けられる。
On the countershaft CS, in order from the left side in FIG. 2, the 2-3 speed driven
また、図示は省略するが、パーキング用ギヤ54には、該パーキング用ギヤ54に係合する係合部材を備えたパーキングロック機構が設けられている。このパーキングロック機構の係合部材は、上記のギヤアクチュエータ機構7によって駆動されるようになっている。すなわち、停車状態で車両の運転者によるシフト装置(図示せず)の操作でパーキングポジションが選択されると、ギヤアクチュエータ機構7で駆動された係合部材がパーキング用ギヤ54に係合することで、カウンタシャフトCSがロックされてパーキングロックが達成される。
Although not shown, the
上記構成の変速機4では、2−6速シンクロメッシュ機構83のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、2速駆動ギヤ42がセカンダリシャフトSSに結合され、右方向にスライドすると、6速駆動ギヤ46がセカンダリシャフトSSに結合される。また、4速シンクロメッシュ機構84のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、4速駆動ギヤ44がセカンダリシャフトSSに結合される。このように偶数の駆動ギヤ段を選択した状態で、第2クラッチC2を係合することにより、変速機4は偶数の変速段(2速、4速、又は6速)に設定される。
In the
3−7速シンクロメッシュ機構81のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、3速駆動ギヤ43が第1入力軸IMSに結合されて3速の変速段が選択され、右方向にスライドすると、7速駆動ギヤ47が第1入力軸IMSに結合されて7速の変速段が選択される。また、5速シンクロメッシュ機構82のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、5速駆動ギヤ45が第1入力軸IMSに結合されて5速の変速段が選択される。シンクロメッシュ機構81、82がいずれのギヤ43、47、45も選択していない状態(ニュートラル状態)では、プラネタリギヤ機構70の回転がキャリア73に連結したギヤ43を介してカウンタシャフトCSに伝達され、1速の変速段が選択されることになる。このように奇数の駆動ギヤ段を選択した状態で、第1クラッチC1を係合することにより、変速機4は奇数の変速段(1速、3速、5速、又は7速)に設定される。
When the synchromesh sleeve of the 3-7
変速機4で実現すべき変速段の決定及び該変速段を実現するための制御(第1変速機構G1及び第2変速機構G2における変速段の選択(シンクロの切り替え制御)と、第1クラッチC1及び第2クラッチC2の係合及び係合解除の制御等)は、公知のように、運転状況に従って、電子制御ユニット10によって実行される。
Determination of the shift speed to be realized by the
そして、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置では、高圧バッテリ30での充放電が何らかの事情で正常に行えない故障状態になった場合、電子制御ユニット10にて高圧バッテリ30の故障状態が判定される。ここでの高圧バッテリ30の故障状態の具体的態様としては、例えば、高圧バッテリ30自体の損傷や劣化などによって充放電が正常に行えない状態となった場合のほか、高圧バッテリ30の制御基板(図示せず)など付帯する部品の故障なども含まれる。なお、電子制御ユニット10は、図示しない電流センサや電圧センサで検出した高圧バッテリ30に関する電流値や電圧値などに基づいて高圧バッテリ30の故障状態を判定することができる。
And in the hybrid vehicle control apparatus of this embodiment, when it will be in the failure state which cannot perform charging / discharging in the
そして、電子制御ユニット10で高圧バッテリ30の故障状態と判定した場合には、DC−DCコンバータ21を介して低圧バッテリ22とモータ3との間で電力の授受を行うことで、モータ3の回生による低圧バッテリ22の充電を実施するようにしている。図4は、低圧バッテリ22及び高圧バッテリ30の充電経路を説明するための図で、同図(a)は、高圧バッテリ30の正常時の充電経路、同図(b)は、高圧バッテリ30の故障時の充電経路を示す図である。
When the
高圧バッテリ30の正常時には、図4(a)に示すように、モータ3による回生電力を高圧バッテリ30に直接供給することで、高圧バッテリ30を充電する。そして、高圧バッテリ30からDC−DCコンバータ21を介して低圧バッテリ22に電力を供給することで、低圧バッテリ22を充電するようにしている。これに対して、高圧バッテリ30の充放電が正常に行えない故障時には、図4(b)に示すように、モータ3による回生電力をDC−DCコンバータ21で降圧して直接的に低圧バッテリ22に送る。これにより、モータ3の回生電力で低圧バッテリ22を充電する。
When the
なお、車両の減速時に駆動輪WR,WLから入力された駆動力でモータ3による回生を行うには、変速機4の変速段を第1入力軸IMS上の駆動ギヤ43,45,47のいずれかで設定される奇数変速段(1,3,5速段)に設定しておく。その状態で、車両の減速時に駆動輪WR,WLから入力された駆動力(制動力)は、ファイナル駆動ギヤ55からカウンタシャフトCSに入力し、カウンタシャフトCSから従動ギヤ51、52、53のいずれか及び駆動ギヤ43、45,47のいずれかを介して第1入力軸IMSに入力し、第1入力軸IMSからモータ3の回転軸に入力する。
In order to perform regeneration by the
そして、電子制御ユニット10は、高圧バッテリ30の故障状態と判断しない場合には、通常変速マップM1に基づいて変速機4の変速段を制御する。図5は、通常変速マップM1を示す図である。同図及び後述する図6、図7に示す変速マップのグラフでは、横軸に車速Vをとり、縦軸にアクセル開度APをとっており、変速マップ上のダウンシフト線及びアップシフト線は、車速Vとアクセル開度APとに基づいて設定されている。図5の通常変速マップM1上のダウンシフト線は、アクセル開度APに応じて車速Vの値が変化するように設定されている。具体的には、アクセル開度が所定以上になると、アクセル開度が増加するにつれて車速が増加する傾向に設定されている。
If the
その一方で、電子制御ユニット10で高圧バッテリ30の故障状態と判断した場合には、故障時用変速マップM2に基づいて変速機4の変速段を制御する。この故障時用変速マップM2には、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力でモータ3による回生が可能な変速段にのみダウンシフトを許可する第1故障時用変速マップM2−1と、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力でモータ3による回生が可能な変速段だけでなく、それ以外の変速段にもダウンシフトを許可する第2故障時用変速マップM2−2とが含まれている。図6は、第1故障時用変速マップM2−1を示す図、図7は、第2故障時用変速マップM2−2を示す図である。
On the other hand, when the
なお、ここでいう車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力でモータ3による回生が可能な変速段とは、既述のように、モータ3の回転軸に連結された第1入力軸IMS上の駆動ギヤ43,45,47のいずれかで設定される奇数変速段(1,3,5速段)である。一方、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力でモータ3による回生が可能な変速段以外の変速段とは、第2入力軸SS上の駆動ギヤ42,44,46のいずれかで設定される偶数変速段(2,4,6速段)である。
Note that the gear stage that can be regenerated by the
そして、第1故障時用変速マップM2−1及び第2故障時用変速マップM2−2は、各ダウンシフト線をアクセル開度APに関わらず車速Vに応じた一定の値に設定している。これにより、ダウンシフトが発生する車速に制限を設けている。 In the first failure shift map M2-1 and the second failure shift map M2-2, each downshift line is set to a constant value corresponding to the vehicle speed V regardless of the accelerator pedal opening AP. . Thereby, the vehicle speed at which the downshift occurs is limited.
そのうえで、第1故障時用変速マップM2−1は、通常変速マップM1と比較して、ダウンシフト線のうち偶数変速段へのダウンシフト線(3−2、5−4、7−6ダウンシフト線)を省略して奇数変速段へのダウンシフト線(2−1、4−2、6−5ダウンシフト線)のみとしている。また、第2故障時用変速マップM2−2は、ダウンシフト線を奇数変速段へのダウンシフト線(2−1、4−3、6−5ダウンシフト線)と偶数変速段へのダウンシフト線(3−2、5−4、7−6ダウンシフト線)の両方としている。 In addition, the first failure-time shift map M2-1 is compared with the normal shift map M1, downshift lines (3-2, 5-4, 7-6 downshifts) to even-numbered shift stages among the downshift lines. Line) is omitted, and only downshift lines (2-1, 4-2, 6-5 downshift lines) to odd-numbered gears are used. In addition, the second failure shift map M2-2 includes a downshift line to a downshift line (2-1, 4-3, 6-5 downshift line) to an odd gear and a downshift to an even gear. Both lines (3-2, 5-4, 7-6 downshift lines).
図6は、高圧バッテリ30の故障時の変速機4による変速制御の手順を示すフローチャートである。高圧バッテリ30の故障時の変速制御では、まず、高圧バッテリ30が故障状態(フェール)であるか否かを判断する(ステップST1)。その結果、高圧バッテリ30が故障状態で無ければ、すなわち正常状態であれば(NO)、変速マップとして、図5に示す通常変速マップM1を選択する(ステップST2)。一方、高圧バッテリ30が故障状態であれば(YES)、続けて、低圧バッテリ22の残容量Sが所定の閾値S1よりも大きいか否かを判断する(ステップST3)。ここでの残容量Sの閾値S1は、ギヤアクチュエータ機構7で少なくともパーキングロックを達成可能な値(残容量)である。その結果、低圧バッテリ22の残容量Sが当該閾値S1よりも小さい場合(NO)、すなわち低圧バッテリ22の残容量Sがギヤアクチュエータ機構7でパーキングロックを達成可能な容量よりも少ない場合には、変速マップとして第1故障時用変速マップM2−1を選択する(ST4)。この第1故障時用変速マップM2−1では、奇数変速段へのダウンシフトのみを許可する。すなわち、ダウンシフトにおいて一段おきの飛び変速を行わせる。また、各ダウンシフト線は、アクセル開度APによらず車速Vが一定の値に設定されている(ダウンシフト車速に制限が有る)。これにより、変速段の切り替えを最小限に抑えるようにして、変速に伴うギヤアクチュエータ機構7での電力消費を可能な限り抑制しながら、車両の減速時にモータ3による回生が可能な変速段にのみダウンシフトさせることで、低圧バッテリ22の容量として少なくともギヤアクチュエータ機構7でパーキングロックを達成可能な容量を早期に確保するようにしている。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of shift control by the
一方、ステップST3で低圧バッテリ22の残容量Sが閾値S1よりも大きい場合(YES)、すなわち、低圧バッテリ22の残容量Sがギヤアクチュエータ機構7でパーキングシフトを達成可能な容量よりも多い場合には、変速用の変速マップとして第2故障時用変速マップM2−2を選択する(ST5)。この第2故障時用変速マップM2−2では、奇数変速段へのダウンシフトと偶数変速段へのダウンシフトの両方を許可する。すなわち、飛び変速をさせないよう一段ずつダウンシフトさせる。また、各ダウンシフト線は、第1故障時用変速マップM2−1と同様、アクセル開度APによらず車速Vが一定の値に設定されている(ダウンシフト車速に制限が設けられている)。これにより、変速段の頻繁な切り替えを避けて低圧バッテリ22の容量を確保しつつも、車両の運転者が良好な減速感(減速フィーリング)を得られるようにしている。すなわち、減速時の変速段の切り替え(ダウンシフト)による減速比の変化を少なく抑えることで、車両の振動や騒音を少なく抑えたスムーズな減速走行が可能となる。
On the other hand, when the remaining capacity S of the low-
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、高圧蓄電器30が充放電を正常に行えない故障状態であるか否かを判断し、高圧蓄電器30の故障状態でないと判断した場合には、通常変速マップM1に基づいて変速機4の変速段の切り替えを行うと共に、モータ3と高圧蓄電器30との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴うモータ3の回生による高圧蓄電器30の充電を実施する。その一方で、高圧蓄電器30の故障状態と判断した場合には、故障時用変速マップM2に基づいて変速機4変速段を切り替えると共に、DC−DCコンバータ21を介してモータ3と低圧蓄電器22との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴うモータ3の回生による低圧蓄電器22の充電を実施するようにしている。
As described above, according to the hybrid vehicle control device of the present embodiment, it is determined whether or not the high-
本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の走行中に高圧バッテリ30の充放電を正常に行えない故障状態となった場合に、モータ3から高圧バッテリ30を介さずDC−DCコンバータ21を介して直接的に低圧バッテリ22に電力を供給することで、低圧バッテリ22の充電を行うようにした。これにより、高圧バッテリ30が故障した場合にも、低圧バッテリ22の電気容量として、ギヤアクチュエータ機構7で少なくとも変速段の切り替え及びパーキングロックの設定が可能な最低限の電気容量を確保することができる。
According to the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, when a failure occurs in which charging / discharging of the
また、高圧バッテリ30の故障時に変速段の切り替えに用いる故障時用変速マップM2上のダウンシフト線は、アクセル開度APに関わらず車速Vに応じた一定の値に設定されていることで、高圧バッテリ30の故障時には、変速機4での頻繁なシフトダウンを抑制することができる。したがって、変速段の切替回数の低減を図ることで、ギヤアクチュエータ機構7での消費電力を少なく抑えることができ、低圧バッテリ22の残容量を確保することができる。
Further, the downshift line on the failure-time shift map M2 used for switching the gear position when the high-
また、故障時用変速マップM2は、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力を電動機3に伝達することが可能な変速段にのみダウンシフトを許可するように設定された第1故障時用変速マップM2−1と、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力をモータ3に伝達することが可能な変速段とそれ以外の変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定された第2故障時用変速マップM2−2とが含まれている。そして、 は、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1よりも少ないか否かを判定し、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1よりも少ないと判定したときは、第1故障時用変速マップM2−1に基づいて変速機4の変速段を切り替える一方、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1以上と判定したときは、第2故障時用変速マップM2−2に基づいて変速機4の変速段を切り替えるようにしている。
Further, the failure-time shift map M2 is set to permit downshift only to a shift stage that can transmit the driving force from the drive wheels WR and WL to the
この構成によれば、高圧バッテリ30が故障した場合の車両の減速時に、低圧バッテリ22の残容量が所定量よりも少ない場合には、モータ3による回生が可能な変速段にダウンシフトを許可する飛び変速を行うことで、減速時には常にモータ3による回生が行われるようにして、低圧バッテリ22の残容量の回復を図ることができる。その一方で、低圧バッテリ22の残容量が所定量以上の場合は、モータ3による回生が可能な変速段以外の変速段にも変速を許可することで、飛び変速を行わずに通常変速と同様に一段ずつダウンシフトさせることで、車両の良好な減速感を得ることができる。
According to this configuration, when the remaining capacity of the low-
また、低圧バッテリ22の残容量Sの所定量S1は、少なくとも停車時にギヤアクチュエータ機構7でパーキングロックの達成が可能な残容量としている。これによれば、低圧バッテリ22の残容量が少なくとも停車時にギヤアクチュエータ機構7でパーキングロックの設定が可能な残容量よりも少ない場合には、車両の減速時に常にモータ3による回生が行われるようにして、低圧バッテリ22の残容量の回復を図ることができる。したがって、停車時にパーキングロックの設定が行えない状態を回避できる。
The predetermined amount S1 of the remaining capacity S of the low-
また、本実施形態のような第1、第2クラッチC1,C2及び第1、第2入力軸IMS,SSを備える上記構成の変速機(ツインクラッチ式の変速機)4では、モータ3の回転軸に連結された第1入力軸IMS上の駆動ギヤ で設定される奇数変速段によってのみ、車両の減速時に駆動輪WR,WLから入力する駆動力でモータ3の回生を行うことができる。したがって、高圧バッテリ30の故障時に低圧バッテリ22の残容量が不足している場合には、上記の奇数変速段にのみダウンシフトを許可する第1故障時用変速マップM2−1を用いて変速を行うことで、車両の減速時にモータ3の回生による低圧バッテリ22の充電を効率的に行うことができる。その一方で、高圧バッテリ30の故障時に低圧バッテリ22の残容量が不足していない場合には、第1入力軸IMS上の駆動ギヤ によって成立する変速段と第2入力軸SS上の駆動ギヤによって成立する変速段との両方へのダウンシフトを許可する第2故障時用変速マップM2−2を用いて変速を行うことで、飛び変速を防止して良好な減速感が得られるようにすることができる。
Further, in the transmission (twin clutch type transmission) 4 having the first and second clutches C1 and C2 and the first and second input shafts IMS and SS as in the present embodiment, the rotation of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Deformation is possible.
1 車両(ハイブリッド車両)
2 エンジン(内燃機関)
2a クランクシャフト(機関出力軸)
3 モータ(電動機)
4 トランスミッション(変速機)
5 ディファレンシャル機構
10 電子制御ユニット(制御手段)
21 DC−DCコンバータ(変圧器)
22 低圧バッテリ(12Vバッテリ:低圧蓄電器)
30 高圧バッテリ(高圧蓄電器)
31 アクセルペダルセンサ
32 ブレーキペダルセンサ
33 シフトポジションセンサ
34 モータ回転数センサ
35 残容量検出器(残容量検出手段)
36 バッテリ温度センサ(温度検出手段)
39 回転軸センサ
42,44,46 駆動ギヤ(変速ギヤ)
43,45,47 駆動ギヤ(変速ギヤ)
70 プラネタリギヤ機構
81,82 シンクロメッシュ機構(同期係合装置)
83,84,85 シンクロメッシュ機構(同期係合装置)
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
CS カウンタシャフト(出力軸)
IDS アイドルシャフト
IMS 内側メインシャフト(第1入力軸、入力軸)
OMS 外側メインシャフト(第2入力軸)
RVS リバースシャフト
S1 第1変速機構
S2 第2変速機構
SS セカンダリシャフト
1 vehicle (hybrid vehicle)
2 Engine (Internal combustion engine)
2a Crankshaft (engine output shaft)
3 Motor (electric motor)
4 Transmission (transmission)
5
21 DC-DC converter (transformer)
22 Low voltage battery (12V battery: Low voltage battery)
30 High voltage battery (high voltage battery)
31
36 Battery temperature sensor (temperature detection means)
39
43, 45, 47 Drive gear (transmission gear)
70
83, 84, 85 Synchromesh mechanism (synchronous engagement device)
C1 First clutch C2 Second clutch CS Counter shaft (output shaft)
IDS Idle shaft IMS Inner main shaft (first input shaft, input shaft)
OMS outer main shaft (second input shaft)
RVS Reverse shaft S1 First transmission mechanism S2 Second transmission mechanism SS Secondary shaft
また、故障時用変速マップM2は、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力を電動機3に伝達することが可能な変速段にのみダウンシフトを許可するように設定された第1故障時用変速マップM2−1と、車両の減速時に駆動輪WR,WLからの駆動力をモータ3に伝達することが可能な変速段とそれ以外の変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定された第2故障時用変速マップM2−2とが含まれている。そして、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1よりも少ないか否かを判定し、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1よりも少ないと判定したときは、第1故障時用変速マップM2−1に基づいて変速機4の変速段を切り替える一方、低圧バッテリ22の残容量Sが所定量S1以上と判定したときは、第2故障時用変速マップM2−2に基づいて変速機4の変速段を切り替えるようにしている。
Further, the failure-time shift map M2 is set to permit downshift only to a shift stage that can transmit the driving force from the drive wheels WR and WL to the
また、本実施形態のような第1、第2クラッチC1,C2及び第1、第2入力軸IMS,SSを備える上記構成の変速機(ツインクラッチ式の変速機)4では、モータ3の回転軸に連結された第1入力軸IMS上の駆動ギヤ43,45,47で設定される奇数変速段によってのみ、車両の減速時に駆動輪WR,WLから入力する駆動力でモータ3の回生を行うことができる。したがって、高圧バッテリ30の故障時に低圧バッテリ22の残容量が不足している場合には、上記の奇数変速段にのみダウンシフトを許可する第1故障時用変速マップM2−1を用いて変速を行うことで、車両の減速時にモータ3の回生による低圧バッテリ22の充電を効率的に行うことができる。その一方で、高圧バッテリ30の故障時に低圧バッテリ22の残容量が不足していない場合には、第1入力軸IMS上の駆動ギヤ43,45,47によって成立する変速段と第2入力軸SS上の駆動ギヤ42,44、46によって成立する変速段との両方へのダウンシフトを許可する第2故障時用変速マップM2−2を用いて変速を行うことで、飛び変速を防止して良好な減速感が得られるようにすることができる。
Further, in the transmission (twin clutch type transmission) 4 having the first and second clutches C1 and C2 and the first and second input shafts IMS and SS as in the present embodiment, the rotation of the
Claims (4)
前記内燃機関及び前記電動機と駆動輪との間に設けられて複数の変速段を設定可能な有段式の変速機と、
前記電動機との間で電力の授受が可能な高圧蓄電器と、
前記電動機又は前記高圧蓄電器からの電力を少なくとも降圧することが可能な変圧器と、
前記変圧器を介して前記高圧蓄電器及び前記電動機との間で電力の授受が可能な低圧蓄電器と、
前記変速機による変速段の設定を行うために前記低圧蓄電器の供給電力で駆動するアクチュエータ機構と、
前記内燃機関及び前記電動機による車両の駆動を制御するための制御手段と、
アクセル開度と車速の関係に基づく複数のアップシフト線及びダウンシフト線を有する変速マップとして、前記アクセル開度に応じて前記車速の値が変化するダウンシフト線を有する通常変速マップと、前記アクセル開度に関わらず前記車速が一定の値であるダウンシフト線を有する故障時用変速マップとを記憶した記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記高圧蓄電器での充放電を正常に行えない故障状態であるか否かを判断し、
前記高圧蓄電器の故障状態でないと判断した場合には、前記通常変速マップに基づいて前記変速機の変速段の切り替えを行うと共に、前記電動機と前記高圧蓄電器との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴う前記電動機の回生による前記高圧蓄電器の充電を実施する一方、
前記高圧蓄電器の故障状態と判断した場合には、前記故障時用変速マップに基づいて前記変速機の変速段を切り替えると共に、前記変圧器を介して前記電動機と前記低圧蓄電器との間で電力の授受を行わせることで、車両の減速に伴う前記電動機の回生による前記低圧蓄電器の充電を実施する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An internal combustion engine and an electric motor as a drive source of the vehicle;
A stepped transmission that is provided between the internal combustion engine and the electric motor and drive wheels and is capable of setting a plurality of shift stages;
A high-voltage capacitor capable of transferring power to and from the electric motor;
A transformer capable of at least stepping down the electric power from the electric motor or the high-voltage capacitor;
A low-voltage capacitor capable of transferring power between the high-voltage capacitor and the electric motor via the transformer;
An actuator mechanism that is driven by electric power supplied from the low-voltage capacitor in order to set a gear position by the transmission;
Control means for controlling driving of the vehicle by the internal combustion engine and the electric motor;
As a shift map having a plurality of upshift lines and downshift lines based on the relationship between the accelerator opening and the vehicle speed, a normal shift map having a downshift line in which the value of the vehicle speed changes according to the accelerator opening, and the accelerator Storage means for storing a shift map for failure having a downshift line in which the vehicle speed is a constant value regardless of the opening;
With
The control means includes
Determine whether or not it is a failure state that can not normally charge and discharge in the high-voltage capacitor,
When it is determined that the high-voltage capacitor is not in a failure state, the transmission gear is switched based on the normal shift map, and power is transferred between the motor and the high-voltage capacitor. While performing the charging of the high-voltage capacitor by regeneration of the electric motor accompanying deceleration of the vehicle,
When it is determined that the high-voltage capacitor is in a failure state, the transmission gear is switched based on the failure-time shift map, and power is transferred between the electric motor and the low-voltage capacitor via the transformer. A hybrid vehicle control device that performs charging and receiving to charge the low-voltage capacitor by regeneration of the electric motor accompanying deceleration of the vehicle.
前記故障時用変速マップは、
車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力を前記電動機に伝達することが可能な変速段にのみダウンシフトを許可するように設定された第1故障時用変速マップと、
車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力を前記電動機に伝達することが可能な変速段とそれ以外の変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定された第2故障時用変速マップと、を含み、
前記制御手段は、
前記低圧蓄電器の残容量が所定量よりも少ないか否かを判定し、
前記低圧蓄電器の残容量が前記所定量よりも少ないと判定したときは、前記第1故障時用変速マップに基づいて前記変速機の変速段を切り替える一方、
前記低圧蓄電器の残容量が前記所定量以上と判定したときは、前記第2故障時用変速マップに基づいて前記変速機の変速段を切り替える
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The shift stages that can be set by the transmission include a shift stage that can transmit the driving force from the drive wheels to the electric motor when the vehicle is decelerated, and other shift stages.
The failure shift map is
A first failure shift map set so as to permit downshift only to a shift stage capable of transmitting the driving force from the drive wheels to the electric motor when the vehicle decelerates;
A second failure speed change gear set to permit downshifting to both the gear position capable of transmitting the driving force from the drive wheels to the electric motor when the vehicle decelerates and to other speed stages. A map, and
The control means includes
Determining whether the remaining capacity of the low-voltage capacitor is less than a predetermined amount;
When it is determined that the remaining capacity of the low-voltage capacitor is less than the predetermined amount, while changing the gear stage of the transmission based on the first failure shift map,
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein when the remaining capacity of the low-voltage capacitor is determined to be equal to or greater than the predetermined amount, the shift stage of the transmission is switched based on the second failure shift map. Control device.
前記低圧蓄電器の残容量の前記所定量は、少なくとも停車時に前記アクチュエータ機構で前記パーキングロックの達成が可能な残容量である
ことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The actuator mechanism is configured to set a parking lock for fixing the driving wheel when the vehicle stops.
The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 2, wherein the predetermined amount of the remaining capacity of the low-voltage capacitor is a remaining capacity at which the parking lock can be achieved by the actuator mechanism at least when the vehicle stops.
前記電動機の回転軸に連結されると共に第1クラッチを介して前記内燃機関の機関出力軸に対して係脱可能に連結される第1入力軸と、
第2クラッチを介して前記内燃機関の機関出力軸に対して係脱可能に連結される第2入力軸と、
前記第1入力軸又は前記第2入力軸に入力された駆動力による回転を変速するための複数の駆動ギヤと、
前記複数の駆動ギヤと噛合する複数の従動ギヤが固定され、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとを介して変速された駆動力を出力する出力軸と、
前記第1入力軸上の駆動ギヤのいずれか1つを選択的に前記第1入力軸に同期係合させる第1同期係合装置と、
前記第2入力軸上の駆動ギヤのいずれか1つを選択的に前記第2入力軸に同期係合させる第2同期係合装置と、を備え、
前記第1故障時用変速マップは、前記第1入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段にのみダウンシフトを許可するように設定されており、
前記第2故障時用変速マップは、前記第1入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段と前記第2入力軸上の駆動ギヤによって成立する変速段との両方へのダウンシフトを許可するように設定されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のハイブリット車両の制御装置。 The transmission is
A first input shaft coupled to the rotating shaft of the electric motor and detachably coupled to the engine output shaft of the internal combustion engine via a first clutch;
A second input shaft detachably connected to the engine output shaft of the internal combustion engine via a second clutch;
A plurality of drive gears for shifting the rotation by the driving force input to the first input shaft or the second input shaft;
A plurality of driven gears that mesh with the plurality of drive gears are fixed, and an output shaft that outputs a driving force shifted through the drive gear and the driven gear;
A first synchronous engagement device for selectively synchronously engaging any one of the drive gears on the first input shaft with the first input shaft;
A second synchronous engagement device that selectively engages any one of the drive gears on the second input shaft with the second input shaft in a synchronous manner;
The first failure shift map is set so as to permit downshift only to a shift stage established by the drive gear on the first input shaft,
The second failure shift map permits downshifting to both a shift stage established by the drive gear on the first input shaft and a shift stage established by the drive gear on the second input shaft. The control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device is configured as follows.
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JP2012161561A JP2014019356A (en) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Control device of hybrid vehicle |
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JP2015147513A (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | hybrid vehicle |
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JP7039088B1 (en) | 2021-09-29 | 2022-03-22 | 株式会社アイディアル.ケー | Electric car |
-
2012
- 2012-07-20 JP JP2012161561A patent/JP2014019356A/en active Pending
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