JP2016185790A - ワンウェイクラッチを備える駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータによりエンジンをクランキングトルクの高い位置で停止させる際、ワンウェイクラッチがロックされ発生する打音、異音を抑制する駆動制御装置を提供する。【解決手段】エンジンと、エンジンの負回転を規制するワンウェイクラッチと、エンジンをクランキングさせる第1モータと、第1モータを制御する制御部とを備える駆動制御装置において、制御部は、第1モータトルクを付加させることにより、エンジンを所定位置で停止させるエンジン停止制御を有する。該エンジン停止制御は、第モータトルクを減少させる際、エンジンが停止するまで第1モータトルクを出力することを特徴とする。【選択図】図7
Description
本発明は、相対回転する2つの構成部材のいずれか一方を固定し、一方の回転方向への回転を許容しつつ、他方の回転方向への回転を規制するブレーキ機構として用いられるワンウェイクラッチを備える駆動制御装置に関するものである。
この種のワンウェイクラッチとしては、例えば特許文献1に記載されるエンジンの駆動力が駆動力伝達手段を介して電動モータに逆伝達(通常と逆回転)されるのをスリップにより阻止し、電動モータの引きずりによる駆動力の損失を防止するワンウェイクラッチがある。ワンウェイクラッチの一方の構成部材を所定の固定部材に締結するとともに、その固定部材をエンジンブロックやトランスミッションケースなどの固定体に固定することにより、ワンウェイクラッチの一方の構成部材の回転を規制することができる。ワンウェイクラッチのいずれか一方の構成部材と固定部材との締結には、例えば、スプラインが広く用いられている。
また従来、動力源としてエンジン(内燃機関)と、モータ(電動機)とを併用するハイブリッド車両においては、エンジンを停止することで燃費を向上しているが、エンジン停止中のエンジンを再始動(クランキング)させる機会が多く、再始動の際にはクランキングトルクが必要となる。通常、特定のシリンダで圧縮が進行するとクランキングトルクは増大し、上死点を過ぎると減少する傾向にある。したがって、エンジンの停止したクランク角位置の違いによって、クランキングトルクは大きく変動する。
そこで、特許文献2には効率的なクランキングを実現するため、上記のようなワンウェイクラッチと、エンジンと、モータと、エンジンやモータを制御する制御装置とを備える駆動制御装置において、モータのトルクによって停止中のエンジンが所定クランク軸位置に調整されるように、モータを制御するプリポジショニング制御が開示されている。プリポジショニング制御は、エンジン回転数がほぼ0となったところで、クランク軸位置を所望の位置とするトルクをモータから出力させる。
しかしながら、モータトルクによりエンジンが所定のクランク軸位置で停止させられる制御において、モータのトルクを減少する際、急にモータのトルクを減らすと圧縮工程にあるピストンからのコンプレッション反力によってエンジンが逆回転し、ワンウェイクラッチがロックされ打音、異音が発生してしまう虞がある。
そこで本発明は上記課題に鑑みて創出されたものであり、モータによりエンジンを所定のクランク軸位置で停止させるエンジン停止制御を備えた駆動制御装置において、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされて発生する打音、異音を抑制することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明にかかるワンウェイクラッチを備える駆動制御装置は、エンジンと、エンジンの負回転を規制するワンウェイクラッチと、エンジンをクランキングさせる第1モータと、第1モータを制御する制御部とを備え、制御部は、第1モータトルクを付加させることにより、エンジンを所定位置で停止させるエンジン停止制御を有する。該エンジン停止制御は、第1モータトルクを減少させる際、エンジンが停止するまで第1モータトルクを出力することを特徴とする。
上記構成によれば、エンジンが停止するまで第1トルクを出力し続けるため、コンプレッション反力を小さくすることができる。したがって、コンプレッション反力によってエンジンが逆回転して、ワンウェイクラッチがロックされ、打音および異音が発生することを抑制できる。
上記構成によれば、エンジンが停止するまで第1トルクを出力し続けるため、コンプレッション反力を小さくすることができる。したがって、コンプレッション反力によってエンジンが逆回転して、ワンウェイクラッチがロックされ、打音および異音が発生することを抑制できる。
ここに開示されるワンウェイクラッチを備える駆動制御装置の好ましい一態様では、第1モータトルクを減少させる際、所定位置と、第1モータトルクを減少させる直前のクランク軸位置との差が大きいほど、第1モータトルクの減少速度を大きくすることを特徴とする。
上記構成によれば、コンプレッション反力による衝突速度が大きくなりやすい状況、つまり現在のクランク角位置と上記所定位置との差が小さい場合には、第1モータのトルクの減少速度を小さくすることができ、ワンウェイクラッチがロックされる衝突速度を低減することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされ発生する打音、異音を抑制することができる。
上記構成によれば、コンプレッション反力による衝突速度が大きくなりやすい状況、つまり現在のクランク角位置と上記所定位置との差が小さい場合には、第1モータのトルクの減少速度を小さくすることができ、ワンウェイクラッチがロックされる衝突速度を低減することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされ発生する打音、異音を抑制することができる。
ここに開示されるワンウェイクラッチを備える駆動制御装置の好ましい一態様では、第1モータトルクを減少させる際、エンジン水温またはトランスミッション油温が低いほど、第1モータトルクの減少速度を大きくすることを特徴とする。
上記構成によれば、コンプレッション反力による衝突速度が大きくなりにくい状況において、第1モータのトルクの減少速度を大きくすることができ、より効率的にエンジンを停止することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされ発生する打音、異音を抑制しつつ、第1モータによる消費電力を低減することができる。
上記構成によれば、コンプレッション反力による衝突速度が大きくなりにくい状況において、第1モータのトルクの減少速度を大きくすることができ、より効率的にエンジンを停止することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされ発生する打音、異音を抑制しつつ、第1モータによる消費電力を低減することができる。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
図1は本発明のワンウェイクラッチを搭載した車両の駆動力伝達経路のスケルトン図を示したものである。車両は、動力源としてエンジン(ENG)1ならびに第1モータ(MG1)2および第2モータ(MG2)3を搭載したハイブリッド車両である。車両はエンジン1が出力する動力を、動力分割機構4によって第1モータ2と駆動軸5とに分割して伝達できるように構成されている。また、第1モータ2で回生した電力で第2モータ3を駆動し、その第2モータ3が出力する動力を駆動軸5に伝達するように構成されている。
動力分割機構4は、例えばサンギア6、リングギア7、およびキャリア8を有する遊星歯車機構によって構成されている。この動力分割機構4を構成する遊星歯車機構は、エンジン1の出力軸1aと同一の回転軸線上に配置されている。第1モータ2は、動力分割機構4に隣接してエンジン1とは反対側に配置されていて、第1モータ2のロータ2aがサンギア6に連結されている。このサンギア6に対して同心円状に、内歯歯車のリングギア7が配置されている。これらサンギア6とリングギア7とに噛合っているピニオンギアが、キャリア8によって自転および公転が可能なように連結されている。キャリア8には、この動力分割機構4の入力軸4aが連結されている。その入力軸4aが、トルクリミッタ9およびワンウェイクラッチ10を介して、エンジン1の出力軸1aに連結されている。
トルクリミッタ9は、出力軸1aのトルク変動やトルク変動に起因する振動を抑制するためのものであり、フライホイール13と一体に回転するように組み付けられている(図2参照)。
ハウジング11は、このワンウェイクラッチ10、第1モータ2、第2モータ3などを含む、駆動系を構成する機構を収容している。ハウジングとエンジンブロック1bとは、後述するワンウェイクラッチ10のプレート部材12を挟んで、ボルト締結等で一体に固定されている。
図2に、本発明を適用したワンウェイクラッチ10の具体的な構成、および、エンジンブロック1bなどの固定体にワンウェイクラッチ10を組付けた状態が示してあるエンジン1の出力軸1aに、ワンウェイクラッチ10の構成部材10bおよびフライホイール13が取り付けられている。具体的には、構成部材10bおよびフライホイール13が、ボルト14によって出力軸1aの先端に形成されたフランジ1cに固定されている。
ワンウェイクラッチ10の構成部材10aには、プレート部材12が取り付けられている。具体的には、構成部材10aとプレート部材12とが、ワンウェイクラッチ10の回転軸方向(図2で左右方向)に移動するように設けられたスプラインによって締結されている。図2に示す例では、プレート部材12の内周部分にスプライン歯車が形成され、構成部材10aにスプライン穴が形成されている。そして、プレート部材12の外周部がエンジンブロック1bとハウジング11との間に挟み込まれた状態でボルト15によって締結されている。
ワンウェイクラッチ10は、前述したように構成部材10aと構成部材10bとの間に、例えばラチェット式やスプラグ式等の係合機構(図示せず)が設けられている。係合機構は、構成部材10bに正回転方向のトルクが作用する場合、構成部材10aと構成部材10bとの間の相対回転を許容する。一方で構成部材10bに負回転方向のトルクが作用する場合、係合して構成部材10aと構成部材10bとを一体化するように構成されている。したがって、このワンウェイクラッチ10は、出力軸1aが正回転する場合、その出力軸1aと入力軸4aとの間でトルク伝達し、出力軸1aに負回転方向のトルクが作用する場合、構成部材10aと共に出力軸1aの回転を止めて固定するブレーキ機構として作用するように構成されている。ここでの正回転は、エンジン1が燃焼運動する際のクランク軸の回転方向であり、負回転はその正回転に対して逆方向の回転である。
次に本発明の駆動制御装置について、図3のフローチャートを参照して説明する。本制御は、少なくともエンジンを駆動させて走行するモードにて実行される(例えば、HVモード)。本制御では、S1にてエンジン1が停止可能か否かの判定を行う。この判断は、車両要求トルクおよび車速から判断する。図6にエンジン運転領域を示すマップの一例を示す。図6の運転領域マップを参照して、エンジンが停止可能か否かを判断する。図6において、描かれている線の左側(エンジン停止可能領域)の状態にある場合は、エンジン停止可能であると判断する。なお、図6に描かれている線は一例であり、バッテリ残量(SOC)などの車両状態によって変動する。
S1の判断が成立(Yes)する場合は、S2へ進みエンジン運転中かの判断を行う。S1の判断が不成立(No)となる場合は、制御ルーチンを終了する。
S2の判断が不成立(No)となる場合は、既にエンジン1停止していることになるので、制御ルーチンを終了する。一方、S2の判断が成立(Yes)する場合は、S3へと進む。S3では第1モータ2が、回生制御中か否かを判断する。S3の判断が成立(Yes)する場合は、第1モータ2が回生制御中であり、エンジン1を所定のクランク軸位置で停止させることを目的に第1モータ2を駆動させることができないため、第1モータ2の回生制御を終了させ(S4)、S5に進む。S5では、エンジンへの燃料噴射および点火停止処理を行う。S3の判断が不成立(No)となる場合は、S5に進む。そして、S5の制御を実行した後は後述するエンジン停止制御(S6)を行い、制御ルーチンを終了する。
次に、本発明のエンジン停止制御について、図4のフローチャートを参照して説明する。S6のエンジン停止制御が開始されると、エンジン回転数の引き下げが実行される(S7)。S7は、第1モータ2より回生トルクが出力されることでエンジン回転数の引き下げを行う。その後、S8にてエンジン1の回転数が所定値(Ne)以下か否かの判定を行う。上記所定値(Ne)は、ほぼゼロに限りなく近く、エンジン1が概ね停止した状態を示す。S8の判断が成立(Yes)する場合は、S9へ進みプリポジショニング制御を実行する。S8の判断が不成立(No)となる場合は、制御ルーチンを終了する。
次に、本発明の主題に係るプリポジショニング制御について、図5のフローチャートを参照して説明する。プリポジショニング制御は、第1モータ2が所定トルクを出力した後(S10)、第1モータ2のトルクを徐々に減少させることで、エンジン回転数を引き下げる(S11)。上記第1モータトルクの減少速度は、現在のクランク角位置と所定位置(例えば、圧縮上死点等)との差に応じて決定する(S12)。現在のクランク角位置と所定位置との差が、所定値Δa以上の場合はS13へ進み、所定値Δaより小さい場合はS14へ進む。S13で設定する第1モータトルクの減少速度は、S14で設定する第1モータトルクの減少速度よりも大きい。その後、エンジン1は所定位置で完全に停止する。プリポジショニング制御の第1モータのトルクを減少させるタイミングは、エンジン1が完全に停止する際に所定位置となるよう、第1モータトルクの大きさ、現在のクランク角位置、第1モータトルクの減少速度より決定される。本実施例では第1モータトルクの減少速度を2段階で変更しているが、これに限らず多段階でも良い。
更に、図7に本発明のエンジン停止制御のタイムチャートを示す。S6のエンジン停止制御が開始されると、第1モータ2よりエンジン1の回転数を低下させるトルクが出力される(t1)。その後、エンジン1の回転数が所定値以下となったところで、プリポジショニング制御が開始される(t2)。プリポジショニング制御は、第1モータ2が所定の正トルクを出力した後、第1モータ2のトルクを減少させ(t3)、その後、エンジン1を完全に停止するまでトルクを出力する(t5、t5’)。その際、第1モータ2のトルクの減少速度は、所定位置と、t3におけるクランク角位置との差に応じて決定する。具体的には、t3におけるクランク角位置と上記所定位置との差が小さい場合は、該差が大きい場合と比較して、第1モータ2のトルクの減少速度を小さくする。図7におけるt4−t5、t5’間の実線は本発明を適用した場合であり、破線は本発明を適用していない場合である。本発明を適用した場合の実線は、t4にてクランク角位置と上記所定位置との差が小さくなったため、第1モータ2のトルクの減少速度を小さくしている。
上記構成を取ることで、エンジンが停止するまで第1トルクを出力し続けるため、コンプレッション反力を小さくすることができる。したがって、コンプレッション反力によってエンジンが逆回転して、ワンウェイクラッチがロックされ、打音および異音が発生することを抑制できる。更にコンプレッション反力により、エンジンの逆回転が発生しやすく、ワンウェイクラッチのロック時に発生する打音、異音が発生しやすい状況、つまり現在のクランク角位置と所定位置との差が小さい場合には、第1モータ2のトルクの減少速度を小さくすることができ、ワンウェイクラッチ10がロックされる衝突速度を低減することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチ10がロックされ発生する打音、異音を抑制することができる。
また、コンプレッション反力により、エンジンの逆回転が発生しにくく、ワンウェイクラッチのロック時に発生する打音、異音が発生しにくい状況、つまり現在のクランク角位置と所定位置との差が大きい場合には、第1モータ2のトルクの減少速度を大きくすることができ、速やかにエンジン1を停止することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチ10がロックされ発生する打音、異音を抑制しつつ、効率的にエンジン1を停止することができる。
また、コンプレッション反力により、エンジンの逆回転が発生しにくく、ワンウェイクラッチのロック時に発生する打音、異音が発生しにくい状況、つまり現在のクランク角位置と所定位置との差が大きい場合には、第1モータ2のトルクの減少速度を大きくすることができ、速やかにエンジン1を停止することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチ10がロックされ発生する打音、異音を抑制しつつ、効率的にエンジン1を停止することができる。
更に本発明は、エンジン水温または、トランスミッション油温に応じて、第1モータ2のトルクの減少速度を決定する。具体的には、エンジン水温が低いほど、減少速度を大きくする。図8で示すと、t3−t5’間の破線は、実線と比較して、エンジン水温が低い場合を示す。エンジン水温または、トランスミッション油温が低い場合、エンジンおよびトランスミッション内の液体の粘性が高い。そのため、液体の流体抵抗が高く、エンジン1およびトランスミッションの引き摺りが大きいため、コンプレッション反力により、エンジンの逆回転が発生しにくく、ワンウェイクラッチのロック時に発生する打音、異音の発生を抑制することができる。
上記構成を取ることで、コンプレッション反力により、エンジンの逆回転が発生しにくく、ワンウェイクラッチのロック時に発生する打音、異音が発生しにくい状況において、第1モータ2のトルクの減少速度を大きくすることができ、より効率的にエンジン1を停止することができる。そのため、エンジン停止時にワンウェイクラッチ10がロックされ発生する打音、異音を抑制しつつ、第1モータ2による消費電力を低減することができる。
以上説明した実施形態のワンウェイクラッチを備える駆動制御装置によれば、ワンウェイクラッチおよびモータによるエンジン停止制御を備えた駆動制御装置において、エンジン停止時にワンウェイクラッチがロックされて発生する打音、異音を抑制することができる。
以上、本発明をその制御形態を図1に示す特定のシステム構成の駆動装置に適用して例示したが、動力分割機構を備えないシステムやモータが1つであるシステムにも適用することができる。また、ここで開示されるワンウェイクラッチは各種用途に利用可能であるが、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等の車両に搭載されるワンウェイクラッチとして好適に利用し得る。
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1 エンジン
2 第1モータ
3 第2モータ
4 動力分割機構
5 駆動軸
6 サンギア
7 リングギア
8 キャリア
9 トルクリミッタ
10 ワンウェイクラッチ
11 ハウジング
12 プレート部材
13 フライホイール
14 ボルト
15 ボルト
2 第1モータ
3 第2モータ
4 動力分割機構
5 駆動軸
6 サンギア
7 リングギア
8 キャリア
9 トルクリミッタ
10 ワンウェイクラッチ
11 ハウジング
12 プレート部材
13 フライホイール
14 ボルト
15 ボルト
Claims (3)
- エンジンと、
前記エンジンの負回転を規制するワンウェイクラッチと、
前記エンジンをクランキングさせる第1モータと、
前記第1モータを制御する制御部とを備える、駆動制御装置において、
前記制御部は、第1モータトルクを付加させることにより、前記エンジンを所定位置で停止させるエンジン停止制御を有し、
前記エンジン停止制御は、前記第1モータトルクを減少させる際、前記エンジンが停止するまで前記第1モータトルクを出力することを特徴とする。 - 前記エンジン停止制御は、前記第1モータトルクを減少させる際、前記所定位置と、前記第1モータトルクを減少させる直前のクランク軸位置との差が大きいほど、前記第1モータトルクの減少速度を大きくすることを特徴とする、請求項1に記載のワンウェイクラッチを備える駆動制御装置。
- 前記エンジン停止制御は、前記第1モータトルクを減少させる際、エンジン水温またはトランスミッション油温が低いほど、前記第1モータトルクの減少速度を大きくすることを特徴とする、請求項1または2に記載のワンウェイクラッチを備える駆動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015067426A JP2016185790A (ja) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | ワンウェイクラッチを備える駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016185790A true JP2016185790A (ja) | 2016-10-27 |
Family
ID=57202918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015067426A Pending JP2016185790A (ja) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | ワンウェイクラッチを備える駆動制御装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2016185790A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109532455A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 丰田自动车株式会社 | 车辆的控制装置 |
US10906524B2 (en) | 2017-09-21 | 2021-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vehicular power transmitting system |
-
2015
- 2015-03-27 JP JP2015067426A patent/JP2016185790A/ja active Pending
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JP2019055712A (ja) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
US10906524B2 (en) | 2017-09-21 | 2021-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vehicular power transmitting system |
CN109532455B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-10-19 | 丰田自动车株式会社 | 车辆的控制装置 |
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