JP2016078513A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に関し、より特定的には、内燃機関、第1および第2の回転電機の少なくともいずれかの出力を用いて走行する車両に関する。 The present invention relates to a vehicle, and more particularly to a vehicle that travels using the output of at least one of an internal combustion engine and first and second rotating electrical machines.
内燃機関(エンジン)と第1および第2の回転電機(モータジェネレータ)との間に変速装置および動力分配装置が設けられた構成を有するハイブリッド車両が知られている。たとえば、国際公開第2014/013556号(特許文献1)に開示されるハイブリッド車両においては、キャリア、サンギヤ、およびリングギヤを有する遊星歯車機構が動力分配装置として用いられている。キャリアは、変速装置を介してエンジンと結合される。サンギヤは、第1の回転電機に結合される。リングギヤは、カウンタ軸に結合されており、このカウンタ軸に第2の回転電機および出力軸が接続されている。 A hybrid vehicle having a configuration in which a transmission and a power distribution device are provided between an internal combustion engine (engine) and first and second rotating electrical machines (motor generators) is known. For example, in a hybrid vehicle disclosed in International Publication No. 2014/013556 (Patent Document 1), a planetary gear mechanism having a carrier, a sun gear, and a ring gear is used as a power distribution device. The carrier is coupled to the engine via a transmission. The sun gear is coupled to the first rotating electric machine. The ring gear is coupled to the counter shaft, and the second rotating electrical machine and the output shaft are connected to the counter shaft.
特許文献1に開示される車両においては、第1モータおよび第2モータの両方の動力で走行する「両モータ走行モード」で走行する場合、変速装置の摩擦係合要素であるクラッチC1およびブレーキB1の双方に油圧を供給して係合させ、変速装置の各回転要素の回転を規制することによって動力分配装置のキャリアを停止状態に維持する。これにより、キャリアを支点として第1モータのトルクがリングギヤに伝達される。
In the vehicle disclosed in
上述のように、特許文献1に開示される車両において両モータ走行モードで走行する場合には、クラッチC1およびブレーキB1の双方を係合するために、これら係合要素のトルク容量を増加させる必要がある。この場合、油圧回路のライン圧を調整するレギュレータバルブの制御、および、クラッチC1およびブレーキB1の同時係合を許可するためのフェールセーフバルブの制御が必要であり、これらの制御を独立したアクチュエータで行なうと、部品点数が多くなり、さらには制御構成が複雑となるため、コストの増加および機器サイズの増大を招いてしまうおそれがある。
As described above, when the vehicle disclosed in
本発明は、このような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、エンジンと第1および第2の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられたハイブリッド車両において、油圧回路のコンパクト化を図るとともにコストを低減することである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle in which a transmission and a power distribution device are provided between the engine and the first and second rotating electrical machines. In other words, the hydraulic circuit is made compact and the cost is reduced.
本発明による車両は、内燃機関と、第1および第2の回転電機と、変速装置と、動力分配装置と、油圧回路と、油圧回路を制御するための制御装置とを備える。変速装置は、変速比を変更するための第1および第2の係合要素を含み、内燃機関の出力軸に結合される。動力分配装置は、第1および第2の回転電機の出力軸と変速装置の出力要素とに結合され、第1および第2の回転電機ならびに変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する。油圧回路は、第1および第2の係合要素に供給する油圧を制御する。油圧回路は、第1および第2の係合要素に供給するライン圧を調圧する第1のバルブ(レギュレータバルブ)と、第1および第2の係合要素の同時係合の許可と禁止とを切換える第2のバルブ(フェールセーフバルブ)と、第1および第2のバルブを動作させるための信号圧を調節する第3のバルブ(三方弁)とを含む。制御装置は、車両が内燃機関を停止した状態で第1および第2の回転電機の双方の駆動力を用いて走行する場合には、第3のバルブからの信号圧を調節することによって、ライン圧が増圧されるように第1のバルブを変位させるとともに、同時係合が許可される状態となるように第2のバルブを切換える。 A vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine, first and second rotating electric machines, a transmission, a power distribution device, a hydraulic circuit, and a control device for controlling the hydraulic circuit. The transmission includes first and second engagement elements for changing the transmission ratio, and is coupled to the output shaft of the internal combustion engine. The power distribution device is coupled to the output shafts of the first and second rotating electrical machines and the output element of the transmission, and transmits the driving force from the first and second rotating electrical machines and the transmission to the drive wheels. The hydraulic circuit controls the hydraulic pressure supplied to the first and second engagement elements. The hydraulic circuit includes a first valve (regulator valve) that regulates a line pressure supplied to the first and second engagement elements, and permits and prohibits simultaneous engagement of the first and second engagement elements. A second valve for switching (fail-safe valve) and a third valve (three-way valve) for adjusting the signal pressure for operating the first and second valves are included. The control device adjusts the signal pressure from the third valve when the vehicle travels using the driving forces of both the first and second rotating electrical machines with the internal combustion engine stopped. The first valve is displaced so that the pressure is increased, and the second valve is switched so that simultaneous engagement is permitted.
このような構成とすることによって、エンジンと第1および第2の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられた車両において、第1および第2の回転電機のみの駆動力で走行する両モータ走行モードで走行するために、第1および第2の係合要素を同時係合させる場合に、第3のバルブ(三方弁)のみを駆動することによって、第1のバルブ(レギュレータバルブ)を変位させてライン圧を増大させるとともに、第2のバルブ(フェールセーフバルブ)を同時係合が可能な状態に切換えることができる。したがって、単一のアクチュエータの動作によって、ライン圧の増大と同時係合防止回路の切換えを実現できるので、部品点数を削減して油圧回路をコンパクト化し、コストを削減することが可能となる。 With such a configuration, in a vehicle in which a transmission and a power distribution device are provided between the engine and the first and second rotating electrical machines, the vehicle travels with the driving force of only the first and second rotating electrical machines. When the first and second engagement elements are simultaneously engaged in order to travel in both motor travel modes, the first valve (regulator valve) is driven by driving only the third valve (three-way valve). ) Is increased to increase the line pressure, and the second valve (fail-safe valve) can be switched to a state where simultaneous engagement is possible. Therefore, since the increase of the line pressure and the switching of the simultaneous engagement preventing circuit can be realized by the operation of a single actuator, the number of parts can be reduced, the hydraulic circuit can be made compact, and the cost can be reduced.
本発明によれば、エンジンと第1および第2の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の2つの摩擦係合装置の同時係合が可能に構成されたハイブリッド車両において、油圧回路をコンパクト化するとともに、コストを低減することが可能となる。 According to the present invention, the transmission and the power distribution device are provided between the engine and the first and second rotating electrical machines, and the hybrid is configured so that the two friction engagement devices of the transmission can be simultaneously engaged. In the vehicle, the hydraulic circuit can be made compact and the cost can be reduced.
以下、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.
[車両の基本構成]
図1は、本実施の形態による車両1の全体構成を示す図である。車両1は、エンジン10と、第1モータジェネレータ(以下「第1MG」という)20と、第2モータジェネレータ(以下「第2MG」という)30と、第1MGおよび第2のMGをそれぞれ駆動するためのインバータ25,35と、変速装置40と、動力分配装置(遊星歯車装置)50と、カウンタ軸(出力軸)70と、差動装置80と、駆動輪90と、ECU(Electronic Control Unit)300とを含む。
[Basic configuration of vehicle]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a
車両1は、エンジン10、第1MG20および第2MG30の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両である。なお、車両1の駆動方式は、FF方式に限定されず、FR(フロントエンジン・リアドライブ)方式であってもよい。また、車両1は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。
The
エンジン10は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン10は、ECU300からの制御信号DRVにより制御される。
The
第1MG20および第2MG30は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第1MG20の回転軸21は、エンジン10のクランク軸と同軸上に配置されている。第2MG30の回転軸31は、第1MG20の回転軸21と平行に配置される。カウンタ軸(出力軸)70は、第1MG20の回転軸21および第2MG30の回転軸31と平行に配置される。
The first MG 20 and the second MG 30 are, for example, permanent magnet type synchronous motors including a rotor in which permanent magnets are embedded. The
第1MG20および第2MG30は、インバータ25,35によってそれぞれ駆動される。インバータ25はECU300からの制御信号PWI1によって制御され、図示しない車載バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第1MG20に供給する。同様に、インバータ35はECU300からの制御信号PWI2によって制御され、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第2MG30に供給する。なお、第2MG30は、第1MG20によって発電された電力によっても駆動される。
First MG 20 and second MG 30 are driven by
変速装置40は、エンジン10と動力分配装置(遊星歯車装置)50との間に設けられ、エンジン10の回転を変速して動力分配装置50に出力する。変速装置40は、サンギヤS1とピニオンギヤP1とリングギヤR1とキャリアCA1とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチC1およびブレーキB1とを備える。
The
キャリアCA1は、エンジン10のクランク軸と連結される。ピニオンギヤP1は、サンギヤS1とリングギヤR1との間に配置され、サンギヤS1およびリングギヤR1とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤP1は、キャリアCA1によって自転および公転可能に支持される。
Carrier CA1 is coupled to the crankshaft of
サンギヤS1の回転速度、キャリアCA1の回転速度(すなわちエンジン10の回転速度)、リングギヤR1の回転速度は、後述の図6〜9に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係(すなわち、いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)になる。 The rotational speed of the sun gear S1, the rotational speed of the carrier CA1 (that is, the rotational speed of the engine 10), and the rotational speed of the ring gear R1 are connected in a straight line on the collinear chart as shown in FIGS. If any two rotation speeds are determined, the remaining rotation speed is also determined).
クラッチC1は、サンギヤS1とキャリアCA1とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチC1が係合されると、サンギヤS1とキャリアCA1が連結される。クラッチC1が解放されると、サンギヤS1とキャリアCA1とが切り離される。 The clutch C1 is a hydraulic friction engagement element capable of connecting the sun gear S1 and the carrier CA1. When the clutch C1 is engaged, the sun gear S1 and the carrier CA1 are connected. When the clutch C1 is released, the sun gear S1 and the carrier CA1 are disconnected.
ブレーキB1は、サンギヤS1の回転を規制(ロック)可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキB1が係合されると、サンギヤS1がギヤケース(車体)に固定されるため、サンギヤS1の回転が規制される。ブレーキB1が解放されると、サンギヤS1がギヤケース(車体)から切り離されるため、サンギヤS1の回転が許容される。 The brake B1 is a hydraulic friction engagement element that can restrict (lock) the rotation of the sun gear S1. When the brake B1 is engaged, the sun gear S1 is fixed to the gear case (vehicle body), so that the rotation of the sun gear S1 is restricted. When the brake B1 is released, the sun gear S1 is disconnected from the gear case (vehicle body), so that the sun gear S1 is allowed to rotate.
変速装置40の変速比(入力要素であるキャリアCA1の回転速度と出力要素であるリングギヤR1の回転速度との比、具体的にはキャリアCA1の回転速度/リングギヤR1の回転速度)は、クラッチC1およびブレーキB1の係合および解放の組合せに応じて切り替えられる。クラッチC1を係合しかつブレーキB1を解放すると、変速比が1.0(直結状態)となるローギヤ段Loが形成される。クラッチC1を解放しかつブレーキB1を係合すると、変速比が1.0よりも小さい値(たとえば0.7、いわゆるオーバードライブ状態)となるハイギヤ段Hiが形成される。なお、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を係合すると、サンギヤS1およびキャリアCA1の回転が規制されるため、リングギヤR1の回転も規制される。 The speed ratio of the transmission 40 (the ratio between the rotational speed of the carrier CA1 as an input element and the rotational speed of the ring gear R1 as an output element, specifically, the rotational speed of the carrier CA1 / the rotational speed of the ring gear R1) is determined by the clutch C1. And switching according to the combination of engagement and release of the brake B1. When the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released, a low gear stage Lo having a gear ratio of 1.0 (directly connected state) is formed. When the clutch C1 is released and the brake B1 is engaged, a high gear stage Hi is formed in which the gear ratio becomes a value smaller than 1.0 (for example, 0.7, so-called overdrive state). Note that when the clutch C1 is engaged and the brake B1 is engaged, the rotation of the sun gear S1 and the carrier CA1 is restricted, so that the rotation of the ring gear R1 is also restricted.
動力分配装置50は、サンギヤS2とピニオンギヤP2とリングギヤR2とキャリアCA2とを含むシングルピニオン式の遊星歯車装置である。動力分配装置50のキャリアCA2は、変速装置40の出力要素であるリングギヤR1に連結され、リングギヤR1と一体的に回転する。
The
ピニオンギヤP2は、サンギヤS2とリングギヤR2との間に配置され、サンギヤS2およびリングギヤR2とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤP2は、キャリアCA2によって自転および公転可能に支持される。 Pinion gear P2 is arranged between sun gear S2 and ring gear R2, and meshes with sun gear S2 and ring gear R2, respectively. Pinion gear P2 is supported by carrier CA2 so as to be capable of rotating and revolving.
サンギヤS2は、第1MG20の回転軸21に連結される。リングギヤR2には、カウンタドライブギヤ51が接続されている。カウンタドライブギヤ51は、リングギヤR2と一体回転する、動力分配装置50の出力ギヤである。
Sun gear S2 is coupled to rotating
サンギヤS2の回転速度(すなわち第1MG20の回転速度)、キャリアCA2の回転速度、リングギヤR2の回転速度は、後述の図6〜9に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係(すなわち、いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)になる。したがって、第1MG20の回転速度を調整することによって、キャリアCA2の回転速度とリングギヤR2との比を無段階に切り替えることができる。
The rotational speed of the sun gear S2 (that is, the rotational speed of the first MG 20), the rotational speed of the carrier CA2, and the rotational speed of the ring gear R2 are connected in a straight line on the collinear chart as shown in FIGS. If any two rotation speeds are determined, the remaining rotation speed is also determined). Therefore, by adjusting the rotation speed of the
カウンタ軸(出力軸)70には、カウンタドリブンギヤ71およびデフドライブギヤ72が設けられる。カウンタドリブンギヤ71は、動力分配装置50のカウンタドライブギヤ51と噛み合う。つまり、エンジン10および第1MG20の動力は、動力分配装置50のカウンタドライブギヤ51を介してカウンタ軸(出力軸)70に伝達される。
The counter shaft (output shaft) 70 is provided with a counter driven
なお、変速装置40と動力分配装置50とは、エンジン10からカウンタ軸(出力軸)70までの動力伝達経路上において直列に接続されている。そのため、エンジン10の回転は、変速装置40と動力分配装置50とにおいて変速された後に、カウンタ軸(出力軸)70に伝達される。
The
また、カウンタドリブンギヤ71は、第2MG30の回転軸31に接続されたリダクションギヤ32とも噛み合う。つまり、第2MG30の動力は、リダクションギヤ32を介してカウンタ軸(出力軸)70に伝達される。
Counter driven
デフドライブギヤ72は、差動装置80のデフリングギヤ81と噛み合っている。差動装置80は、左右の駆動軸82を介してそれぞれ左右の駆動輪90と接続されている。つまり、カウンタ軸(出力軸)70の回転は、差動装置80を介して左右の駆動軸82に伝達される。
The
車両1は、変速装置40を駆動するための構成として、電動式オイルポンプ(以下「EOP」ともいう)61、機械式オイルポンプ(以下「MOP」ともいう)62、油圧回路200を備える。
The
EOP61は、内部に設けられるモータ(以下「内部モータ」ともいう)によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路200に供給する。EOP61の内部モータは、ECU300からの制御信号によって制御される。したがって、EOP61は、エンジン10の停止中も作動可能である。
The
MOP62は、エンジン10の動力によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路200に供給する。したがって、エンジン10が作動されるとMOP62も駆動され、エンジン10が停止されるとMOP62も停止される。
The
油圧回路200は、EOP61およびMOP62の少なくとも一方から供給される油圧を元圧として、変速装置40のクラッチC1、ブレーキB1に供給する油圧をそれぞれ調圧するソレノイドバルブを含む。油圧回路200における各ソレノイドバルブは、ECU300からの制御信号PbC,PbB,PbSによって制御される。
ECU300は、いずれも図1には図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両1および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
ECU300は、「ハイブリッド走行モード(以下「HV走行モード」という)」あるいは「モータ走行モード(以下「EV走行モード」という)」で車両1を走行させる。HV走行モードとは、エンジン10および第2MG30の動力で車両1を走行させる制御モードである。EV走行モードとは、エンジン10を停止し、第1MG20あるいは第2MG30の少なくとも一方の動力で車両1を走行させる制御モードである。EV走行モード中においては、ECU300は、第2MG30単独の動力で車両1を走行させる「単モータ走行モード」と、第1MG20および第2MG30の両方の動力で車両1を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。
[油圧回路の説明]
図2は、図1の油圧回路200の詳細を示す図である。図2を参照して、油圧回路200は、レギュレータバルブ210と、モジュレータバルブ220と、フェールセーフバルブ230と、リニアソレノイドSLB240,SLC250と、三方弁(S1)260とを含む。
[Description of hydraulic circuit]
FIG. 2 is a diagram showing details of the
レギュレータバルブ210は、オイルパン65からEOP61またはMOP62によって供給された油圧を調整して、ライン圧PLとして各バルブに供給するためのバルブである。
The
モジュレータバルブ220は、ライン圧PLを減圧して三方弁260の元圧を生成するためのバルブである。なお、モジュレータバルブ220は必須ではなく、ライン圧PLを三方弁260の元圧としてもよい。
The
三方弁260は、ノーマリオープンタイプの電磁弁であり、ECU300からの制御信号PbSによって制御され、モジュレータバルブ220からの油圧を元圧として、信号圧(a),(b)として、それぞれフェールセーフバルブ230およびレギュレータバルブ210へ出力する。三方弁260が非通電状態の場合には、油路が開放状態とされ、信号圧(a),(b)は高圧状態となる。一方、三方弁260が通電状態の場合には、油路が閉止状態とされ、信号圧(a),(b)は低圧状態となる。なお、三方弁260は、開放状態と閉止状態とを切換えるものであってもよいが、たとえば、制御信号PbSにより通電電流をデューティ制御することによって、油路の開放量を連続的に変化させることがより好ましい。
The three-
ライン圧PLは、三方弁260から供給される信号圧(b)によってレギュレータバルブ210で調整される。信号圧(b)が高い状態ではレギュレータバルブ210のスプールが図2の上方へ押し上げられるためライン圧PLは高くなり(ブースト状態)、信号圧(b)が低下するとスプールが押し下げられてライン圧PLは低下する(非ブースト状態)。三方弁260がデューティ制御される場合には、図3の例に示されるように、ライン圧PLはデューティ比が大きくなるにつれて連続的に低下する。
The line pressure PL is adjusted by the
リニアソレノイドSLB240は、ブレーキB1を制御するための電磁弁であり、ECU300からの制御信号PbBによって制御される。SLB240は、ノーマリオープンタイプの電磁弁であり、非通電状態の場合にライン圧PLをフェールセーフバルブ230へ供給してブレーキB1を係合させ、通電状態の場合にライン圧PLの供給を停止してブレーキB1を解放する。
The
リニアソレノイドSLC250は、クラッチC1を制御するための電磁弁であり、ECU300からの制御信号PbCによって制御される。SLC250は、ノーマリクローズタイプの電磁弁であり、通電状態の場合にライン圧PLをフェールセーフバルブ230およびクラッチC1へ供給してクラッチC1を係合させ、非通電状態の場合にライン圧PLの供給を停止してクラッチC1を解放する。
The linear solenoid SLC250 is an electromagnetic valve for controlling the clutch C1, and is controlled by a control signal PbC from the
フェールセーフバルブ230は、ブレーキB1とクラッチC1との同時係合を制御するためのバルブである。フェールセーフバルブ230内には、2つのスプール231,232が設けられている。
The
スプール231は、スプール232の動作を制限(固定)するために設けられており、三方弁260からの信号圧(a)が高くなると、図2の上方へ押し上げられ、スプール232が動作できないように固定する。一方、三方弁260からの信号圧(a)が低くなると、ライン圧PLによってスプール231が押し下げられ、それによってスプール232が動作できるようになる。
The
SLB240およびSLC250から油圧が供給されない状態では、スプール232はライン圧PLとばねによって上方に押し上げられた状態となる。この状態では、SLB240およびSLC250から油圧が供給されていないので、ブレーキB1およびクラッチC1ともに解放状態となる。
In a state where no hydraulic pressure is supplied from the
スプール232には、一方端(図2の上方側端部)にSLB240およびSLC250からの油圧の受圧部が設けられており、他方端(図2の下方側端部)にライン圧PLの受圧部が設けられている。SLB240およびSLC250からの油圧の受圧部の面積は、ライン圧PLの受圧部の面積よりも狭く設定されている。そのため、三方弁260が通電状態(すなわち、信号圧(a)は低、ライン圧PLは非ブースト状態)で、スプール231が下方に押し下げられた状態においては、SLB240およびSLC250からの油圧の供給状態によってスプール232の状態が変化する。
The
より詳細には、SLB240およびSLC250のいずれか一方の油圧が供給されている場合には、ライン圧PLとばねにより作用する力のほうが大きくなるため、スプール232は図2の上方に位置することになる。この状態では、SLB240から油圧が供給されている場合にはブレーキB1が係合状態とされ、SLC250から油圧が供給されている場合にはクラッチC1が係合状態とされる。
More specifically, when one of the hydraulic pressures of
SLB240およびSLC250の双方から油圧が供給される場合には、SLB240およびSLC250からの油圧により作用する力がライン圧PLとばねによる力を上回るため、スプール232が押し下げられ、これによってブレーキB1への油路が遮断される。このように、三方弁260が通電状態でスプール231が下方に位置している場合に、SLB240およびSLC250の双方から油圧が供給されると、クラッチC1のみが係合され、ブレーキB1とクラッチC1の同時係合が制限(禁止)される。
When hydraulic pressure is supplied from both the
一方、三方弁260が非通電状態である場合(すなわち、信号圧(a)は高、ライン圧PLはブースト状態)では、スプール231が押し上げられて、スプール232が上方の位置で固定状態とされる。そのため、SLB240およびSLC250の双方から油圧が供給されても、ブレーキB1への油路が開放状態のままとされるので、ブレーキB1とクラッチC1の同時係合が可能となる。
On the other hand, when the three-
このようなフェールセーフバルブ230を用いることによって、同時係合が必要とされないときに誤って同時係合が行なわれないようにブレーキB1への油路を切換えることができ、逆に同時係合が必要とされる場合には確実にブレーキB1への油路を開放することができる。
By using such a fail
上記のように、ブレーキB1とクラッチC1とを同時係合させる場合には、係合力を確保するためにブレーキB1およびクラッチC1のトルク容量を増加(すなわち、ライン圧PLを増大)させることが必要となるとともに、同時係合を許可するようにフェールセーフバルブ230を制御することが必要となる。
As described above, when the brake B1 and the clutch C1 are simultaneously engaged, it is necessary to increase the torque capacity of the brake B1 and the clutch C1 (that is, increase the line pressure PL) in order to ensure the engagement force. At the same time, it is necessary to control the fail-
このようなレギュレータバルブ210の制御とフェールセーフバルブ230の制御とを個別の回路で構成した場合には、部品点数の増加によって、油圧回路自体のサイズが大きくなるとともに、コストの増大を招く可能性がある。
When the control of the
しかしながら、本実施の形態においては、三方弁260を用いることによって、レギュレータバルブ210とフェールセーフバルブ230の制御を、共通の単一のアクチュエータを用いて実現することができる。そのため、油圧回路のコンパクト化およびコストダウンが可能となる。
However, in the present embodiment, by using the three-
図4は、各走行モードにおける変速装置40のクラッチC1およびブレーキB1の作動係合表を示す図である。図2において、「C1」、「B1」、「MG1」、「MG2」はそれぞれクラッチC1、ブレーキB1、第1MG20、第2MG30を示す。C1の欄およびB1の欄の丸(○)印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角(△)印はエンジンブレーキ時にクラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合することを示す。また、MG1の欄およびMG2の欄の「G」はジェネレータとして動作させることを示し、「M」はモータとして動作させることを示す。
FIG. 4 is a diagram showing an operation engagement table of the clutch C1 and the brake B1 of the
HV走行モードにおいては、ECU300は、車速に応じて変速装置40の変速比を切り替える。中低速域で車両1を前進させる場合あるいは車両1を後進させる場合、ECU300は、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を解放することで、ローギヤ段Loを形成する(後述の図6参照)。一方、高速域で車両1を前進させる場合、ECU300は、クラッチC1を解放しかつブレーキB1を係合することで、ハイギヤ段Hiを形成する(後述の図7参照)。また、HV走行モードにおいては、ECU300は、第1MG20をジェネレータとして動作させ、第2MG20をモータとして動作させる。
In the HV travel mode,
HV走行モードでは、エンジン10が作動しているため、MOP62も作動している。したがって、HV走行モードでは、主にMOP62の油圧を用いてクラッチC1あるいはブレーキB1が係合される。
In the HV traveling mode, since the
EV走行モードにおいては、ECU300は、上述したように、単モータ走行モードと両モータ走行モードとを選択的に切り替える。単モータ走行モードで車両1を駆動(前進あるいは後進)させる場合、ECU300は、クラッチC1を解放しかつブレーキB1を解放することで、変速装置40をニュートラル状態(動力を伝達しない状態)とする。単モータ走行モードで車両1を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、ECU300は、クラッチC1およびブレーキB1のどちらか一方を係合する。これにより、駆動輪90の回転がエンジン10に伝達されることによってエンジン10が回転させられる、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。なお、単モータ走行モードにおいては、ECU300は、第1MG20をジェネレータとして動作させ、第2MG20をモータとして動作させる(後述の図8参照)。
In the EV travel mode, the
一方、両モータ走行モードで車両1を駆動(前進あるいは後進)させる場合、ECU300は、クラッチC1を係合しかつブレーキB1を係合して変速装置40のリングギヤR1の回転を規制(ロック)する。これにより、変速装置40のリングギヤR1に連結された動力分配装置50のキャリアCA2の回転も規制(ロック)されるため、動力分配装置50のキャリアCA2が停止状態に維持される。そして、ECU300は、第1MG20および第2MG20をモータとして動作させる(後述の図9参照)。
On the other hand, when the
EV走行モード(単モータ走行モードおよび両モータ走行モード)では、エンジン10が停止しているため、MOP62も停止している。したがって、EV走行モードでは、EOP61の油圧を用いてクラッチC1あるいはブレーキB1が係合される。
In the EV travel mode (single motor travel mode and dual motor travel mode), since the
図5は、ブレーキB1およびクラッチC1の係合状態とSLB240,SLC250の通電状態とを示す図である。上述のように、SLB240はノーマリオープンタイプの電磁弁であるので、SLB240が非通電状態のときにブレーキB1係合され、SLB240が通電状態のときにブレーキB1が解放される。一方、SLC240はノーマリクローズタイプの電磁弁であるので、SLC250が通電状態のときにクラッチC1係合され、SLC250が非通電状態のときにクラッチC1が解放される。
FIG. 5 is a diagram showing an engaged state of the brake B1 and the clutch C1 and an energized state of the
[走行モードの説明]
図6〜9は、それぞれHV走行モード中(Lo/Hi)、単モータ走行モード中、両モータ走行モード中の共線図である。図6〜9に示す「S1」、「CA1」、「R1」はそれぞれ変速装置40のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1を示し、「S2」、「CA2」、「R2」はそれぞれ動力分配装置50のサンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2を示す。
[Description of driving mode]
6 to 9 are alignment charts during the HV traveling mode (Lo / Hi), during the single motor traveling mode, and during both motor traveling modes, respectively. 6 to 9, “S1”, “CA1”, and “R1” indicate the sun gear S1, the carrier CA1, and the ring gear R1 of the
図6を参照して、HV走行モード中の制御状態について説明する。なお、図6には、ローギヤ段Loで前進走行している場合が例示されている。ローギヤ段Lo形成時には、クラッチC1が係合され、ブレーキB1が解放される。そのため、回転要素S1,CA1,R1は一体となって回転する。これにより、変速装置40のリングギヤR1も、キャリアCA1と同じ回転速度で回転し、エンジン10の回転は、同じ回転速度でリングギヤR1から動力分配装置50のキャリアCA2に伝達される。すなわち、変速装置40のキャリアCA1に入力されたエンジン10のトルク(以下「エンジントルクTe」という)は、変速装置40のリングギヤR1から動力分配装置50のキャリアCA2に伝達される。なお、リングギヤR1から出力されるトルク(以下「変速部出力トルクTr1」という)は、エンジントルクTeと同じ大きさである(Te=Tr1)。
A control state during the HV traveling mode will be described with reference to FIG. FIG. 6 illustrates a case where the vehicle is traveling forward at the low gear stage Lo. When the low gear stage Lo is formed, the clutch C1 is engaged and the brake B1 is released. Therefore, the rotation elements S1, CA1, and R1 rotate together. Thereby, the ring gear R1 of the
動力分配装置50のキャリアCA2に伝達されたエンジン10の回転は、サンギヤS2の回転速度(第1MG20の回転速度)によって無段階に変速されて動力分配装置50のリングギヤR2に伝達される。この際、ECU300は、第1MG20をジェネレータとして動作させて、第1MG20のトルク(以下「第1MGトルクTm1」という)を負方向に作用させる。これにより、キャリアCA2に入力されたエンジントルクTeをリングギヤR2に伝達するための反力を第1MGトルクTm1が受け持つことになる。
The rotation of the
リングギヤR2に伝達されたエンジントルクTe(以下「エンジン伝達トルクTec」という)は、カウンタドライブギヤ51からカウンタ軸(出力軸)70に伝達され、車両1の駆動力として作用する。
Engine torque Te transmitted to ring gear R2 (hereinafter referred to as “engine transmission torque Tec”) is transmitted from
また、HV走行モードでは、ECU300は、第2MG30をモータとして動作させる。第2MG30のトルク(以下「第2MGトルクTm2」という)は、リダクションギヤ32からカウンタ軸(出力軸)70に伝達され、車両1の駆動力として作用する。つまり、HV走行モードでは、エンジン伝達トルクTecと第2MGトルクTm2とを用いて、車両1は走行する。
Further, in the HV traveling mode,
図7には、ハイギヤ段Hiで前進走行している場合が例示されている。ハイギヤ段Hi形成時には、ブレーキB1が係合されるため、サンギヤS1の回転が規制される。これにより、変速装置40のキャリアCA1に入力されたエンジン10の回転は、増速されて変速装置40のリングギヤR1から動力分配装置50のキャリアCA2に伝達される。したがって、変速部出力トルクTr1はエンジントルクTeよりも小さくなる(Te>Tr1)。
FIG. 7 illustrates a case where the vehicle is traveling forward at the high gear stage Hi. Since the brake B1 is engaged when the high gear stage Hi is formed, the rotation of the sun gear S1 is restricted. Thus, the rotation of the
次に、図8を用いて、単モータ走行モード中の制御状態について説明する。単モータ走行モードでは、ECU300は、エンジン10を停止し、第2MG30をモータとして動作させる。そのため、単モータ走行モードでは、第2MGトルクTm2を用いて車両1は走行する。
Next, the control state during the single motor travel mode will be described with reference to FIG. In the single motor travel mode,
この際、ECU300は、サンギヤS1の回転速度が0となるように第1MGトルクTm1をフィードバック制御する。そのため、サンギヤS1は回転しない。しかしながら、変速装置40のクラッチC1およびブレーキB1は解放されているため、動力分配装置50のキャリアCA2の回転は規制されない。したがって、動力分配装置50のリングギヤR2、キャリアCA2および変速装置40のリングギヤR1は、第2MG30の回転に連動して、第2MG30の回転方向と同じ方向に回転(空転)させられる。
At this time,
一方、変速装置40のキャリアCA1は、エンジン10が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速装置40のサンギヤS1は、リングギヤR1の回転に連動して、リングギヤR1の回転方向とは反対の方向に回転(空転)させられる。
On the other hand, the carrier CA1 of the
図9を参照して、両モータ走行モード中における制御状態について説明する。両モータ走行モードでは、ECU300は、エンジン10を停止し、変速装置40のクラッチC1を係合しかつブレーキB1を係合する。したがって、変速装置40のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1の回転が規制される。
With reference to FIG. 9, the control state during the dual motor travel mode will be described. In the both-motor running mode, the
変速装置40のリングギヤR1の回転が規制されることで、動力分配装置50のキャリアCA2の回転も規制(ロック)される。この状態で、ECU300は、第1MG20および第2MG30をモータとして動作させる。具体的には、第2MGトルクTm2を正トルクとして第2MG30を正回転させるとともに、第1MGトルクTm1を負トルクとして第1MG20を負回転させる。
By restricting the rotation of the ring gear R1 of the
クラッチC1を係合してキャリアCA2の回転を規制することで、第1MGトルクTm1は、キャリアCA2を支点としてリングギヤR2に伝達される。リングギヤR2に伝達される第1MGトルクTm1(以下「第1MG伝達トルクTm1c」という)は、正方向に作用し、カウンタ軸(出力軸)70に伝達される。そのため、両モータ走行モードでは、第1MG伝達トルクTm1cと第2MGトルクTm2とを用いて、車両1は走行する。ECU300は、第1MG伝達トルクTm1cと第2MGトルクTm2との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第1MGトルクTm1と第2MGトルクTm2との分担比率を調整する。
By engaging clutch C1 and restricting rotation of carrier CA2, first MG torque Tm1 is transmitted to ring gear R2 with carrier CA2 as a fulcrum. First MG torque Tm1 (hereinafter referred to as “first MG transmission torque Tm1c”) transmitted to ring gear R2 acts in the positive direction and is transmitted to counter shaft (output shaft) 70. Therefore, in both motor travel modes,
[フェールセーフバルブの制御]
次に、本実施の形態におけるフェールセーフバルブ230の具体的な制御方法について説明する。
[Control of fail-safe valve]
Next, a specific control method of the fail
(走行モード切換時)
図10は、走行モードの切換えにおけるフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。図10および後述する図11に示すフローチャートは、ECU300に予め格納されたプログラムが、メインルーチンから所定周期で呼び出されて実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
(Driving mode switching)
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation control of the fail-safe valve in the switching of the traveling mode. The flowchart shown in FIG. 10 and FIG. 11 described later is realized by a program stored in advance in the
図10を参照して、図4または図5で説明したように、ブレーキB1とクラッチC1とを同時係合させるのは、両モータ走行モードの場合のみである。ECU300は、ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、エンジン10を停止した状態で走行するモータ走行中(EV走行モード)であるか否かを判定する。
Referring to FIG. 10, as described with reference to FIG. 4 or FIG. 5, the brake B1 and the clutch C1 are simultaneously engaged only in the both-motor running mode. In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
モータ走行中でない場合(S100にてNO)は、図4よりブレーキB1またはクラッチC1のいずれか一方が係合されるので、処理がS130に進められ、ECU300は、三方弁260を通電状態とする。これによって、フェールセーフバルブ230のスプール232を可動状態として同時係合防止回路が作動状態とされるとともに、ライン圧PLが非ブースト状態とされる。
If the motor is not running (NO in S100), either brake B1 or clutch C1 is engaged from FIG. 4, so the process proceeds to S130, and
モータ走行中である場合(S100にてYES)は、処理がS110に進められ、ECU300は、次に両モータ走行モードであるか否かを判定する。両モータ走行モードである場合(S110にてYES)は、処理がS120に進められて、ECU300は、三方弁260を非導通状態とすることによって、フェールセーフバルブ230のスプール232を固定して同時係合ができるようにするとともに、ライン圧PLをブースト状態とする。この状態で、SLB240を非通電状態とするとともにSLC250を通電状態とすることによって、ブレーキB1とクラッチC1の同時係合が行なわれる。
If the motor is running (YES in S100), the process proceeds to S110, and
一方、両モータ走行モードでない場合、すなわち単モータ走行モードの場合(S110にてNO)は、図4に示されるように、ブレーキB1およびクラッチC1の双方が解放状態、あるいはエンジンブレーキ時にはブレーキB1またはクラッチC1のいずれか一方のみが係合されるため、処理がS130に進められて、ECU300は、三方弁260を通電状態として同時係合防止回路を作動状態とする。
On the other hand, when it is not the both-motor traveling mode, that is, in the single-motor traveling mode (NO in S110), as shown in FIG. 4, when both brake B1 and clutch C1 are in the released state, or when engine braking, Since only one of the clutches C1 is engaged, the process proceeds to S130, and the
このような処理に従って制御することによって、走行モードに応じて、単一のアクチュエータである三方弁260のみを駆動することによって、同時係合の禁止/許可を切換えるとともに、ライン圧のブースト/非ブースト状態を切換えることができる。
By controlling according to such processing, only the three-
(変速時)
フェールセーフバルブ230による同時係合の禁止/許可の切換制御は、走行モードだけでなく、変速装置40の変速中にも切換えられる。これは、変速装置40においてハイギア段とローギヤ段とを切換える場合の過渡期においては、SLB240およびSLC250の切換タイミングによっては、フェールセーフバルブ230のスプール232が作動して、ブレーキB1への油路を遮断し、変速が中断することで変速ショックが大きくなる場合があるからである。
(During shifting)
The switching control for prohibiting / permitting simultaneous engagement by the
たとえば、エンジン10を駆動したHV走行モードにおいて変速装置40をローギヤ段からハイギヤ段へ変速する場合、クラッチC1のみを係合した状態からブレーキB1のみを係合した状態とすることが必要である。このとき、SLC250によりクラッチC1への油圧が徐々に減圧さればがら、SLB240によりブレーキB1への油圧を徐々に増圧していくが、クラッチC1の減圧が遅れたり、ブレーキB1の増圧が早くなったりした場合には、同時係合防止のためのスプール232が押し下げられてしまい、ブレーキB1への油路が遮断される。そうすると、変速が中断されてしまうため変速ショックが大きくなることがある。
For example, when shifting the
このように、フェールセーフバルブ230が可動状態において変速装置40の変速動作を行なうと、SLC250によるクラッチC1への油圧およびSLB240によるブレーキB1への油圧の増圧,減圧のタイミングによっては、所望外のタイミングで変速が中断または終了する状態が起こり得る。
As described above, when the speed change operation of the
そのため、本実施の形態においては、HV走行モードにおいて変速装置40の変速動作を行なう場合に、SLB240およびSLC250の切換えに先立ってブレーキB1とクラッチC1の同時係合ができるようにフェールセーフバルブ230を固定することで、相手側の油圧状態に制限されることなく、SLB240およびSLC250の切換えを行なうことができる。これにより、クラッチトゥクラッチ変速のタイミング制御の自由度を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the speed change operation of the
図11は、変速動作実行時のフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation control of the fail-safe valve when the shift operation is executed.
図11を参照して、ECU300は、S200にて、現在エンジン10を駆動したHV走行モードで走行中であるか否かを判定する。HV走行モードではなくEV走行モードで走行している場合(S200にてNO)には、基本的には変速装置40の変速は行われないので、以降の処理がスキップされて、処理がメインルーチンに戻される。
Referring to FIG. 11,
HV走行モードで走行している場合(S200にてYES)は、処理がS210に進められて、ECU300は、変速装置40が変速中であるか否かを判定する。変速装置40が変速中である場合(S210にてYES)は、処理がS220に進められて、ECU300は、三方弁260を非導通状態とすることによって、フェールセーフバルブ230のスプール232を固定して同時係合ができるようにするとともに、ライン圧PLをブースト状態とする。そして、この状態において、SLB240およびSLC250の切換動作を行なう。
If the vehicle is traveling in the HV travel mode (YES in S200), the process proceeds to S210, and
変速動作が完了して通常走行に戻ると(S210にてNO)、処理がS230に進められて、ECU300は、三方弁260を通電状態として同時係合防止回路を作動状態とする。これによって、走行中に誤ってブレーキB1とクラッチC1とが同時に係合することを防止できる。
When the speed change operation is completed and the vehicle returns to normal travel (NO in S210), the process proceeds to S230, and
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、HV走行モードにおける変速装置の変速中のブレーキB1およびクラッチC1の動作タイミングの自由度を向上するとともに、変速完了後のブレーキB1およびクラッチC1の同時係合を防止することが可能となる。 By performing the control according to the above processing, the degree of freedom of the operation timing of the brake B1 and the clutch C1 during the shift of the transmission in the HV traveling mode is improved, and the simultaneous engagement of the brake B1 and the clutch C1 after the shift is completed. It is possible to prevent a failure.
なお、本実施の形態における「レギュレータバルブ」,「フェールセーフバルブ」,「三方弁」は、それぞれ本発明における「第1のバルブ」,「第2のバルブ」,「第3のバルブ」に対応する。 The “regulator valve”, “fail-safe valve”, and “three-way valve” in the present embodiment correspond to the “first valve”, “second valve”, and “third valve” in the present invention, respectively. To do.
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.
1 車両、10 エンジン、20,30 モータジェネレータ、21,31 回転軸、25,35 インバータ、32 リダクションギヤ、40 変速装置、50 動力分配装置、51 カウンタドライブギヤ、65 オイルパン、71 ドリブンギヤ、72 ドライブギヤ、80 差動装置、81 デフリングギヤ、82 駆動軸、90 駆動輪、200 油圧回路、210 レギュレータバルブ、220 モジュレータバルブ、230 フェールセーフバルブ、231,232 スプール、240,250 リニアソレノイド、260 三方弁、300 ECU、B1 ブレーキ、C1 クラッチ、CA1,CA2 キャリア、P1,P2 ピニオンギヤ、R1,R2 リングギヤ、S1,S2 サンギヤ。 1 vehicle, 10 engine, 20, 30 motor generator, 21, 31 rotating shaft, 25, 35 inverter, 32 reduction gear, 40 transmission, 50 power distribution device, 51 counter drive gear, 65 oil pan, 71 driven gear, 72 drive Gear, 80 Differential, 81 Defring gear, 82 Drive shaft, 90 Drive wheel, 200 Hydraulic circuit, 210 Regulator valve, 220 Modulator valve, 230 Fail-safe valve, 231, 232 Spool, 240, 250 Linear solenoid, 260 Three-way valve , 300 ECU, B1 brake, C1 clutch, CA1, CA2 carrier, P1, P2 pinion gear, R1, R2 ring gear, S1, S2 sun gear.
Claims (1)
内燃機関と、
第1および第2の回転電機と、
変速比を変更するための第1および第2の係合要素を含み、前記内燃機関の出力軸に結合された変速装置と、
前記第1および第2の回転電機の出力軸と前記変速装置の出力要素とに結合され、前記第1および第2の回転電機ならびに前記変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する動力分配装置と、
前記第1および第2の係合要素に供給する油圧を制御する油圧回路と、
前記油圧回路を制御するための制御装置とを備え、
前記油圧回路は、
前記第1および第2の係合要素に供給するライン圧を調圧する第1のバルブと、
前記第1および第2の係合要素の同時係合の許可と禁止とを切換える第2のバルブと、
前記第1および第2のバルブを動作させるための信号圧を調節する第3のバルブとを含み、
前記制御装置は、前記第3のバルブからの信号圧を調節することによって、前記ライン圧が増圧されるように前記第1のバルブを変位させるとともに、前記同時係合が許可される状態となるように前記第2のバルブを切換える、車両。 A vehicle,
An internal combustion engine;
First and second rotating electrical machines;
A transmission including first and second engagement elements for changing a transmission ratio and coupled to an output shaft of the internal combustion engine;
A power distribution device coupled to the output shafts of the first and second rotating electrical machines and the output element of the transmission, and for transmitting the driving force from the first and second rotating electrical machines and the transmission to driving wheels. When,
A hydraulic circuit for controlling the hydraulic pressure supplied to the first and second engaging elements;
A control device for controlling the hydraulic circuit,
The hydraulic circuit is
A first valve for regulating a line pressure supplied to the first and second engaging elements;
A second valve that switches between enabling and disabling simultaneous engagement of the first and second engaging elements;
A third valve for adjusting a signal pressure for operating the first and second valves;
The control device adjusts the signal pressure from the third valve to displace the first valve so that the line pressure is increased, and allows the simultaneous engagement. A vehicle for switching the second valve so that
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