JP5892891B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Description
また、状態変化検出手段は、モータジェネレータの状態変化として、モータジェネレータの回転速度の変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチが係合する際には、エンジンのフリクショントルクやエンジンイナーシャがモータジェネレータに作用し、モータジェネレータの回転速度が変化するので、タッチ点を確実に検出することができる。
また、状態変化検出手段は、モータジェネレータの状態変化として、モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化を検出する。これにより、切断状態にあるクラッチが係合する際には、エンジンのフリクショントルクやエンジンイナーシャがモータジェネレータに作用し、モータジェネレータのトルクが変化するので、タッチ点を確実に検出することができる。
また、タッチ点検出手段は、モータジェネレータの回転速度の変化に基づいてタッチ点を検出するとともに、モータジェネレータのトルク変化に基づいて検出されたタッチ点の誤検出を検出する。つまり、モータジェネレータの回転速度が変化したとしても、モータジェネレータのトルクが回転速度の変化に対応していない場合には、タッチ点の誤検出とされる。このため、モータジェネレータの回転速度の変化のみで、タッチ点を検出する場合と比較して、タッチ点の誤検出が排除されるので、より精度高くタッチ点を検出することができる。また、タッチ点検出手段は、モータジェネレータのトルク変化に基づいてタッチ点を検出するとともに、モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて検出されたタッチ点の誤検出を検出する。つまり、モータジェネレータのトルクが変化したとしても、モータジェネレータの回転速度がトルクの変化に対応していない場合には、タッチ点の誤検出とされる。このため、モータジェネレータのトルクの変化のみで、タッチ点を検出する場合と比較して、タッチ点の誤検出が排除されるので、より精度高くタッチ点を検出することができる。
以下に、本発明の実施形態(第一の実施形態)のハイブリッド駆動装置100を図面に基づいて説明する。なお、図1において、破線は各種情報の伝達経路を示し、一点鎖線は電力の伝達経路を示している。ハイブリッド車両(以下、単に車両と省略する)は、ハイブリッド駆動装置100を備えている。本実施形態のハイブリッド駆動装置100は、エンジンEG、第一モータジェネレータMG1、第二モータジェネレータMG2、遊星歯車機構10、クラッチ20、第一インバータ31、第二インバータ32、バッテリ33、アクチュエータ50、及び制御部40を有している。なお、以下の説明において、切断状態にあるクラッチ20が接続状態になるまでのクラッチ20の状態を、クラッチ20の係合中と表現する。
次に、図2の共線図を用いて、「電動走行モード」及び「スプリット走行モード」を説明する。車両は、「電動走行モード」又は「スプリット走行モード」で走行し、両走行モードは走行中に切替可能となっている。「電動走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の少なくとも一方のみの回転駆動力により走行するモードである。「スプリット走行モード」は、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2少なくとも一方の回転駆動力とエンジンEGの回転駆動力により走行するモードである。
次に、図3のフローチャートを用いて、「第一タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S11において、制御部40は、車両の走行モードが「電動走行モード」であり、且つ、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行又は車両が停車していると判断した場合には(S11:YES)、プログラムをS12に進め、車両が第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみで走行していないと判断した場合には(S11:NO)、S11の処理を繰り返す。
S14において、制御部40は、後述するように「タッチ点」から所定量(例えば1.5mm)解放側に戻した「スタンバイ位置」に、クラッチ20を解放し、プログラムをS11に戻す。
次に、図4のフローチャートを用いて、「第二タッチ点検出開始処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S21において、制御部40は、エンジンEGの始動条件が成立したと判断した場合には(S21:YES)、プログラムをS22に進め、エンジンEGの始動条件が成立していないと判断した場合には(S21:NO)、プログラムをS21の処理を繰り返す。なお、制御部40は、バッテリ33の残量が低下したと判断した場合や、「要求駆動力」が第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは不足すると判断した場合に、エンジンEGの始動条件が成立したと判断する。
S24が終了すると、プログラムは、S25に進む。
ωMG1t={(λ+1)×ωit_0−ωr}/λ…(1)
ωMG1t:第一モータジェネレータMG1の目標回転速度
λ:遊星歯車機構10のギヤ比((サンギヤ11の歯数)/(インナーギヤ14aの歯数))
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(キャリア13の回転速度)
ωr:リングギヤ14の回転速度
なお、リングギヤ14の回転速度ωrは、車速Vや第二モータジェネレータMG2の回転速度に比例するので、制御部40は、車速V又は第二モータジェネレータMG2の回転速度に基づいて、リングギヤ14の回転速度ωrを算出する。或いは、直接リングギヤ14の回転速度ωrを検出することにしても差し支え無い。
Tct=Te+Ie・ωit_0/tst…(2)
Tct:目標クラッチ伝達トルク
Te:エンジンEGのフリクショントルク
Ie:エンジンイナーシャ
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度(係合開始時許容クラッチ差回転速度)
tst:目標クラッチ同期時間
S26が終了すると、プログラムは、S27に進む。
ωit=−ωit_0/tst・t+ωe+ωit_0…(3)
ωit:係合中の目標入力軸回転速度
ωit_0:係合開始時の目標入力軸回転速度
tst:目標クラッチ同期時間
t:クラッチ係合開始時からの経過時間
ωe:エンジン回転速度
S28が終了すると、プログラムはS29に進む。
S29が終了すると、プログラムは、S30に進む。
「第一エンジン始動処理」が開始すると、S30−1において、制御部40は、エンジンEGが始動済みと判断した場合には(S30−1:YES)、「第一エンジン始動処理」が終了し(図4のS30が終了し)、プログラムを図4のS31に進め、エンジンEGが始動済みで無いと判断した場合には(S30−1:NO)、プログラムをS30−2に進める。
以下に、図10のタイムフローを用いて、上述した「第一タッチ点検出開始処理」と「第二タッチ点検出開始処理」を併せたタッチ点検出開始処理について説明する。なお、図10において、黒点は、タッチ点検出の実行を示している。
車両が「電動走行モード」で走行している又は車両が停車していると、図3のS11でYESと判定され、前回の「タッチ点」検出から「第一規程時間」が経過すると(図10の(1))、S12でYESと判定されて、「タッチ点」が検出される。
次に、図7のフローチャートを用いて、「第一の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S51において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定する。この目標入力軸回転速度ωi2は、「タッチ点」を精度高く検出可能な入力軸51の回転速度である「許容回転速度」(例えば、400r.p.m.〜2000r.p.m.)の範囲内に設定される。本実施形態では、目標入力軸回転速度ωi2は、「許容回転速度」の平均(例えば、1200r.p.m.)に設定される。S51が終了すると、プログラムは、S52に進む。
次に、図8のフローチャートを用いて、「第二の実施形態のタッチ点検出処理」について説明する。図3のS13や図4のS23において、「タッチ点検出処理」の処理が開始すると、S61において、制御部40は、目標入力軸回転速度ωi2を設定し、プログラムをS61に進める。このS61の処理は、上述した図7のS51の処理と同一である。なお、図8のS62、S63、S64の処理は、ぞれぞれ、上述した図7のS52、S53、S54の処理と同一であるので、その説明を省略する。S64が終了すると、プログラムは、S65に進む。
次に、図9のフローチャートを用いて、「スタンバイ位置変更処理」について説明する。車両が走行可能な状態になると、S91において、制御部40は、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新された(図7のS58や図8のS69の処理)と判断した場合には(S91:YES)、プログラムをS92に進め、「タッチ点」におけるクラッチ20の状態値が更新されていないと判断した場合には(S91:NO)、S91の処理を繰り返す。
上述した説明から明らかなように、制御部40(タッチ点検出手段)は、切断状態にあるクラッチ20が係合する際に、回転速度センサMG1−1や第一インバータ31(状態変化検出手段)によって第一モータジェネレータMG1の状態変化が検出された時(図7の56や図8のS66でYESと判断)のクラッチ20の状態を、クラッチ20が係合を始める「タッチ点」として検出する(図7のS57、図8のS68)。切断状態にあるクラッチ20が係合する際には、エンジンEGのフリクショントルクTeやエンジンイナーシャIeが第一モータジェネレータMG1に作用し、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクが変化するので、第一モータジェネレータMG1の回転速度やトルクの変化を検出することにより、切断状態にあるクラッチ20が係合し始める「タッチ点」を検出することができる。また、第一モータジェネレータMG1の状態変化に基づいて、「タッチ点」を検出している。このため、エンジンEGは停止し、第一モータジェネレータMG1が回転しても、殆ど振動が発生しないので、エンジンEGの振動により、「タッチ点」の検出精度が悪化すること無く、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。つまり、クラッチ20に振動が付与されないので、クラッチディスク22とフライホイール21の離間距離が振動により変わらないので、精度高く「タッチ点」の検出を行うことができる。
以上説明した図4に示す「第二タッチ点検出開始処理」では、エンジンEGの始動条件が成立した際に(S21:YES)、前回の「タッチ点」を検出した時から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に(S22:YES)、S23において「タッチ点」の検出を実行する決定をしている。しかし、エンジンEGの始動に限らず、切断状態にあるクラッチ20を係合する際に、前回の「タッチ点」の検出から「第二規定時間」以上経過したと判断した場合に「タッチ点」を検出する実施形態であっても差し支え無い。切断状態にあるクラッチ20を係合させる状況には、上述したように、車両が「電動走行モード」で走行中に、第二モータジェネレータMG2の回転駆動力のみでは、「要求駆動力」に達しない場合に、第一モータジェネレータMG1及び第二モータジェネレータMG2の回転駆動力によって車両を走行させるために、クラッチ20を係合させる状況や、第二モータジェネレータMG2で回生制動中において、エンジンEGのフリクショントルクを車両の減速に利用するために、クラッチ20を係合させる状況が含まれる。
20…クラッチ
31…第一インバータ(状態変化検出手段)
40…制御部(状態変化検出手段、タッチ点検出手段)
50…アクチュエータ、51…入力軸
100…ハイブリッド駆動装置
EG…エンジン、EG−1…出力軸
MG1…第一モータジェネレータ(モータジェネレータ)
MG1−1…回転速度センサ(状態変化検出手段)
Wl、Wr…駆動輪
Qtmax…許容クラッチ発熱量
t…クラッチの係合開始時からの経過時間
tst…目標クラッチ同期時間
ωi…入力軸回転速度
ωit_0…係合開始時の目標入力軸回転速度
ωit…係合中の目標入力軸回転速度
ωe…エンジン回転速度
Δω_0max…係合開始時許容クラッチ差回転速度
ωMG1t…第一モータジェネレータの目標回転速度
ωMG1r…第一モータジェネレータの回転速度
Tct:目標クラッチ伝達トルク
Claims (7)
- 出力軸に回転駆動力を出力するエンジンと、
駆動輪と関連して回転する入力軸と、
前記出力軸と前記入力軸との間に設けられ、前記出力軸と前記入力軸間を断接するクラッチと、
前記入力軸と関連して回転するモータジェネレータと、
前記モータジェネレータの状態変化を検出する状態変化検出手段と、
切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記状態変化検出手段によって前記モータジェネレータの状態変化が検出された時の前記クラッチの状態を、前記クラッチが係合を始めるタッチ点として検出するタッチ点検出手段と、を有し、
前記状態変化検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化、及び前記モータジェネレータが発生している回転駆動力のトルク変化を検出し、
前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出し、又は、前記モータジェネレータのトルク変化に基づいて前記タッチ点を検出するとともに、前記モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて前記検出されたタッチ点の誤検出を検出するハイブリッド駆動装置。 - 請求項1において、
前記タッチ点検出手段は、前記モータジェネレータを回転制御することにより、前記入力軸の回転速度を目標入力回転速度にして、前記タッチ点を検出するハイブリッド駆動装置。 - 請求項1又は請求項2において、
相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に、第一要素、第二要素、第三要素を備えた遊星歯車機構を有し、
前記第一要素及び前記第三要素の一方には、前記モータジェネレータが回転連結され、
前記第一要素及び前記第三要素の他方には、前記駆動輪が回転連結され、
前記第二要素には、前記入力軸が回転連結されているハイブリッド駆動装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、
前記タッチ点検出手段は、前記入力軸の回転速度が、所定の回転速度の幅をもった許容回転速度の範囲内にある場合に限り、前記タッチ点の検出を行うハイブリッド駆動装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、
前記タッチ点検出手段は、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させる第一タッチ点検出開始処理を実行するハイブリッド駆動装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、
前記タッチ点検出手段は、前記エンジンが停止している状態において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出する第二タッチ点検出開始処理を実行するハイブリッド駆動装置。 - 請求項5又は請求項6において、
前記タッチ点検出手段は、
前記第一タッチ点検出開始処理において、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第一規定時間以上経過したと判断した場合に、切断状態にある前記クラッチを徐々に係合させることにより、前記モータジェネレータの状態を変化させて、前記タッチ点を検出し、当該タッチ点の検出後に前記クラッチを解放させ、
前記第二タッチ点検出開始処理において、切断状態にある前記クラッチが係合する際に、前記第一タッチ点検出開始処理又は前記第二タッチ点検出開始処理における前回のタッチ点の検出時から所定の第二規定時間以上経過したと判断した場合に、前記モータジェネレータの状態の変化を検出することにより、前記タッチ点を検出し、
前記第二規定時間は、前記第一規程時間よりも短く設定されているハイブリッド駆動装置。
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