JP5716633B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明を適用する車両の一例を示すが略構成図(スケルトン図)である。
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、例えば、吸気通路に設けられたスロットルバルブ(図示せず)のスロットル開度(吸気空気量)、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。エンジン1の運転状態はエンジンECU200によって制御される。エンジンECU200はハイブリッドECU100からの出力要求に応じて、上記した吸入空気量制御、燃料噴射量制御、及び、点火時期制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。
第1モータジェネレータMG1は、動力分割機構2の入力軸2Aに対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG1Rと、3相巻線が巻回されたステータMG1Sとを備えた交流同期発電機であって、発電機(ジェネレータ)として機能するとともに電動機(電動モータ)としても機能する。また、第2モータジェネレータMG2も同様に、永久磁石からなるロータMG2Rと、3相巻線が巻回されたステータMG2Sとを備えた交流同期発電機であって、電動機(電動モータ)として機能するとともに発電機(ジェネレータ)としても機能する。
動力分割機構2は、図1に示すように、外歯歯車のサンギヤS0と、このサンギヤS0に対して同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤR0と、これらサンギヤS0とリングギヤR0とに噛み合う複数のピニオンギヤP0と、この複数のピニオンギヤP0を自転かつ公転自在に保持するプラネタリキャリアCA0とを備え、これらプラネタリキャリアCA0(第1回転要素)、サンギヤS0(第2回転要素)、及び、リングギヤR0(第3回転要素)を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構である。
変速機3は、図1に示すように、エンジン1と駆動輪4との間(動力分割機構とトランスファ4との)の動力伝達経路に設けられている。変速機3は、動力分割機構2から入力軸3Aに入力される回転動力を変速して出力軸3Bに出力する。変速機3の出力軸3Bはトランスファ4、リアプロペラシャフト5、及び、リアデファレンシャル装置6等を介して駆動輪7に連結されている。変速機3の出力軸3Bの回転数は出力軸回転数センサ102によって検出される。この出力軸回転数センサ102の各出力信号はハイブリッドECU100(図2参照)に入力される。
この変速段(前進1速)においては、第1クラッチC1及びワンウェイクラッチF1のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合状態になると、第2遊星歯車機構32のサンギヤS2に動力分割機構のリングギヤ軸2Bの回転が伝動される。また、第2遊星歯車機構32のプラネタリギヤCA2にあっては、ワンウェイクラッチF1によりリングギヤR2の逆回転が止められることにより、サンギヤS2からの入力回転が減速されて、プラネタリキャリアCA2の回転として出力される。
この変速段(前進2速)においては、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合状態になると、第2遊星歯車機構32のサンギヤS2に動力分割機構のリングギヤ軸2Bの回転が伝動される。また、第1ブレーキB1が係合状態になることにより、第1遊星歯車機構31サンギヤS1の回転が止められる。このサンギヤS1の回転停止により、第2遊星歯車機構32のサンギヤS2からの入力回転が減速されて、第2遊星歯車機構32のキャリアCA2の回転として出力される。この状態における減速比は、上記第1変速段より小さくなる。
この変速段(前進3速)においては、第1クラッチC1及び第2クラッチC2のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合状態になると、第2遊星歯車機構32のサンギヤS2に動力分割機構のリングギヤ軸2Bの回転が伝動される。また、第2クラッチC2が係合状態になると、第2遊星歯車機構32のサンギヤS2とリングギヤR2との回転速度が同じとなるため、この第2遊星歯車機構32は固定状態となる。これにより、動力分割機構のリングギヤ軸2B(入力軸3A)の回転がそのまま出力軸3Bに伝達される、いわゆる直結状態となる。
この変速段(前進4段)においては、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合状態になると、第1遊星歯車機構31のプラネタリキャリアCA1に動力分割機構のリングギヤ軸2Bの回転が伝動される。また、第1ブレーキB1が係合状態になることにより、第1遊星歯車機構31サンギヤS1の回転が止められる。このサンギヤS1の回転停止により、プラネタリキャリアCA1からの入力回転が増速されて、リングギヤR1の回転として出力される。
この後進段においては、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。第3クラッチC3が係合状態になると、第1遊星歯車機構31のサンギヤS1に動力分割機構のリングギヤ軸2Bの回転が伝動される。また、第2ブレーキB2が係合状態になることにより、第1遊星歯車機構31のプラネタリキャリアCA1の回転が止められる。このプラネタリキャリアCA1の回転停止により、サンギヤS1からの入力回転が逆回転されて、リングギヤR1の回転として出力される。
ニュートラルレンジでは、クラッチC1〜第4クラッチC3及びブレーキB1,B2の全てが解放状態とされ、動力伝達が遮断される。また、パーキングレンジにおいても、クラッチC1〜第4クラッチC3及びブレーキB1,B2の全てが解放状態とされる。ただし、パーキングレンジにおいては、例えばパーキングロック機構(図示せず)によって出力軸3Bの回転が機械的に固定される。
次に、トランスファ4について図5を参照して説明する。
まず、上記トランスファ4の副変速部41について説明する。
次に、上記トランスファ4の駆動モード切替部42Aについて説明する。
このような連結用スリーブ427の移動を行う駆動モード切替アクチュエータ420の駆動制御は、上記駆動モード切替スイッチ122による切替信号に応じてハイブリッドECU100が実行する。なお、駆動モード切替アクチュエータ420としては、電動式のソレノイドやモータ等を駆動源するアクチュエータを挙げることができる。
次に、油圧回路500の一部を構成するリバース油圧回路510及びDレンジ油圧回路520について図6及び図7を参照して説明する。
リバース油圧回路510は、図6に示すように、マニュアルバルブ511、D−Rリレーバルブ512、C3リレーバルブ513、B2リレーバルブ514、C3用リニアソレノイドバルブ515、及び、SDソレノイドバルブ(N/C)516などを備えている。
本実施形態にあっては、変速機3の変速段を前進1速に設定して第2モータジェネレータMG2の逆回転によって後進走行を行う電動機リバース(電動機後進モード)と、変速機3の変速段をリバース段に設定して後進走行を行う変速機リバース(変速機後進モード)との選択が可能である。この点について以下に説明する。
まず、上記SDソレノイドバルブ516のソレノイドを含む、車両に搭載の全てのソレノイドに電流を供給できないフェール(例えば、ECUと変速機3との間のハーネス部の断線やコネクタ外れ等によるフェール)が発生する場合がある。
ハイブリッドECU100は、エンジン1の運転を制御するエンジンECU200と、モータジェネレータMG1,MG2の駆動を制御するMG_ECU300との間で制御信号やデータ信号を送受信し、エンジン1の運転制御、モータジェネレータMG1,MG2の駆動制御、並びに、エンジン1及びモータジェネレータMG1,MG2の協調制御などを含む各種制御を実行する電子制御装置である。
まず、上記した電動機リバース(リバースレンジにおける前進1速での第2モータジェネレータMG2の逆回転走行モード)での後進直後は、第2モータジェネレータMG2の回転数が低いため、バッテリ302の出力制限Woutの影響がなく、第2モータジェネレータMG2は最大トルクを出力することが可能であり、大きな駆動力を得ることができる。しかしながら、車速の上昇に伴ってバッテリ302の出力制限Woutにより第2モータジェネレータMG2の出力トルクは低下(駆動力低下)する。
上記した[実施形態1]では、2つのモータジェネレータMG1,MG2が搭載されたハイブリッド車両HVに本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、1つのモータジェネレータが搭載されたハイブリッド車両にも適用可能である。その一例について図12を参照して説明する。
以上の[実施形態1]では、変速モード切替スイッチ121の出力信号に基づいてトランスファ4がHiレンジであるか、またはLoレンジであるのかを判定し、その判定がHiレンジである場合は電動機リバースを選択し、Loレンジである場合は変速機リバースを選択しているが、これに限定されない。
2 動力分割機構
CA0 プラネタリキャリア(第1回転要素)
S0 サンギヤ(第2回転要素
R0 リングギヤ(第3回転要素)
3 変速機
4 リダクション機構
41 副変速部
42 駆動モード切替部
41 変速モード切替アクチュエータ
7 駆動輪
100 ハイブリッドECU
104 アクセル開度センサ
105 シフトポジションセンサ
121 変速モード切替スイッチ
200 エンジンECU
300 MG_ECU
302 バッテリ
500 油圧回路
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
Claims (5)
- エンジンと、電動機と、前記エンジン及び電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた変速機とを備え、
前記変速機は、後進段の変速比よりも前進段の変速比が大きい変速機であって、前記変速機の変速段を前進段に設定して前記電動機の逆回転によって後進走行を行う電動機後進モードと、前記変速機の変速段を後進段に設定して後進走行を行う変速機後進モードとの選択が可能な車両の制御装置において、
後進の際の前記電動機と前記駆動輪との間の変速比が小さくて車両の後進時に前記電動機の回転数が所定値よりも高くならないと予測される場合は前記電動機後進モードを選択し、後進の際の前記電動機と前記駆動輪との間の変速比が大きくて前記後進時に電動機の回転数が所定値よりも高くなると予測される場合は前記変速機後進モードを選択することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1記載の車両の制御装置において、
前記変速機と駆動輪との間の動力伝達経路に、変速比が小さい高速段と変速比が大きい低速段の2段の変速が可能なトランスファが設けられており、
前記トランスファが高速段である場合は前記電動機後進モードを選択し、前記トランスファが低速段である場合は前記変速機後進モードを選択することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1または2記載の車両の制御装置において、
相互に差動回転可能な3つの回転要素を持つ遊星歯車機構として構成され、前記3つの回転要素のうちのいずれか1つの第1要素に前記エンジンが連結され、他の1つの第2要素に第1モータジェネレータが連結され、残りの1つの第3要素に第2モータジェネレータが連結された動力分割機構と、
前記第1モータジェネレータ及び第2モータジェネレータとの間で電力の入出力が可能な蓄電装置とを備えているとともに、
前記変速機の変速段を前進段に設定して前記第2モータジェネレータの逆回転によって後進走行を行う電動機後進モードの選択が可能であり、
前記蓄電装置の入力制限要求がある場合は、前記第2モータジェネレータの逆回転による電動機後進モードを選択することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両の制御装置において、
前記変速機の変速を制御する油圧回路が、シフトレバーにて設定される変速段に連動して動作するマニュアルバルブと、前記マニュアルバルブの後進段ポートに、後進段を形成する後進段形成油路または前進段を形成する油路のいずれか一方の油路を選択的に接続する切替バルブと、前記切替バルブの切り替えを制御するソレノイドバルブとを備え、
前記ソレノイドバルブによって前記切替バルブを切り替えることにより、前記変速機の前進段での電動機の逆回転による電動機後進モードと、前記変速機を後進段とする変速機後進モードとを選択的に切り替えることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項4記載の車両の制御装置において、
前記ソレノイドバルブはノーマルクローズタイプのソレノイドバルブであり、そのソレノイドバルブから前記切替バルブへの制御油圧の出力がない場合に、前記マニュアルバルブの後進段ポートが前記後進段形成油路に接続されることを特徴とする車両の制御装置。
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