JP6237878B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動力源と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、複数の係合装置を備えると共に当該複数の係合装置の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される変速装置が設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。
上記のような制御装置に関して、例えば下記の特許文献1及び特許文献2に記載された技術が既に知られている。
特許文献1に記載されている技術では、車輪の回転中に、変速装置を動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行うように構成されている。引用文献1の技術では、ニュートラル走行制御中に、車速などに基づいて決定した目標変速段に応じて、係合する変速装置の係合装置を変更するように構成されている。
特許文献2に記載されている技術では、油圧制御装置への電力遮断時に、変速装置に特定の変速段を形成させることができるように構成されている。特許文献2の技術では、電力遮断前に、第一クラッチC−1又は第二クラッチC−2のいずれに油圧が供給されているかに応じて、電力遮断時に第三変速段3RD又は第五変速段5THのいずれかを形成させるように構成されている。
WO2012/133666号公報 特開2009−150532号公報
特許文献1の技術では、ニュートラル走行制御中に、車速の変化などによる目標変速段の変化により、係合する係合装置が変化する場合がある。
しかしながら、ニュートラル走行制御中に、係合する係合装置を変更すると、変速装置内の回転部材の回転速度の変化によりイナーシャトルクが発生し、車輪に伝達される恐れがあった。
そこで、ニュートラル走行制御中に、係合する係合装置を変化させることによるトルク変動が車輪に伝達されることを抑制できる制御装置が求められる。
本発明に係る、駆動力源と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、複数の係合装置を備えると共に当該複数の係合装置の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される変速装置が設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置の特徴構成は、前記車輪の回転中に、前記変速装置を動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部を備え、前記ニュートラル走行制御部は、前記ニュートラル走行制御中に、少なくとも車速に基づいて、前記複数の係合装置の1つである特定係合装置を係合状態として前記変速装置を動力の伝達を行わない状態とする係合ニュートラル状態と、前記複数の係合装置の全てを解放状態として前記変速装置を動力の伝達を行わない状態とする解放ニュートラル状態と、を切り替える点にある。
上記の特徴構成によれば、係合ニュートラル状態にされる場合は、複数の係合装置の1つである特定係合装置が係合され、解放ニュートラル状態にされる場合は、いずれの係合装置も解放状態とされる。よって、ニュートラル走行制御中に、車速などが変化することにより、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態との間で切り替えても、複数の係合装置の中で、係合装置の掴み替えをする必要がない。例えば、係合ニュートラル状態から解放ニュートラル状態に切り替える場合は、特定係合装置を解放するだけでよく、別の係合装置を係合する必要がない。一方、解放ニュートラル状態から係合ニュートラル状態に切り替える場合は、特定係合装置を係合するだけでよく、別の係合装置を解放する必要がない。
なお、係合装置の掴み替えを行うと、変速装置が備える歯車機構などの回転部材の回転速度を変化させる必要があり、回転速度を変化させると、回転部材の慣性モーメントによるイナーシャトルクが生じ、トルク変動として車輪に伝達される恐れがあった。また、係合装置の掴み替えを、ニュートラル走行制御から通常の走行に復帰する場合に備えるためにできるだけ短期間で行うと、イナーシャトルクが大きくなる恐れがある。しかし、上記の特徴構成によれば、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態との間で切り替えても、係合装置の掴み替えが行われないので、イナーシャトルクの発生を抑制し、車輪にトルク変動が伝達されることを抑制できる。
ここで、前記ニュートラル走行制御部は、現時点で前記ニュートラル状態から前記変速装置に変速段を形成させる通常変速状態に復帰するとした場合に形成する変速段として少なくとも前記車速に基づいて決定される復帰時変速段に基づいて、前記係合ニュートラル状態と、前記解放ニュートラル状態と、を切り替えると好適である。
この構成によれば、復帰時変速段に基づいて、係合ニュートラル状態又は解放ニュートラル状態のいずれか、復帰時変速段を形成する通常変速状態に復帰するために、より適切になる方に切り替えることができる。
また、前記ニュートラル走行制御部は、前記車速が、予め定められた低車速域であるか、当該低車速域よりも高い車速域である高車速域であるかを判定すると共に、前記復帰時変速段が、予め定められた単数又は複数の変速段である高変速比段であるか、当該高変速比段よりも変速比が低い単数又は複数の変速段である低変速比段であるかを判定し、前記低車速域でかつ前記高変速比段である場合又は前記高車速域でかつ前記低変速比段である場合のいずれかで、前記解放ニュートラル状態とし、前記解放ニュートラル状態とする場合以外で、前記係合ニュートラル状態とすると好適である。
この構成によれば、判定結果が、低車速域でかつ高変速比段である場合に解放ニュートラル状態とし、解放ニュートラル状態とする場合以外で係合ニュートラル状態とするように構成した場合は、判定結果が、高車速域又は低変速比段である場合は、優先的に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定される。よって、判定結果が高変速比段であっても、車速が高車速域である場合は、低変速比段側の係合ニュートラル状態に切り替えると判定される。このため、通常変速状態に復帰する場合や、油圧制御フェールが生じた場合などに、車速が高い状態で低変速比段を形成させることができる。よって、駆動力源の回転速度が吹き上がることを抑制し、大きな負トルクが車輪に伝達されることを抑制できる。また、この場合は、係合ニュートラル状態の頻度が多くなるので、通常変速状態に復帰する場合に、早期に復帰時変速段を変速装置に形成することができる。
一方、判定結果が、高車速域でかつ低変速比段である場合に解放ニュートラル状態とし、解放ニュートラル状態とする場合以外で係合ニュートラル状態とするように構成した場合は、判定結果が、低車速域又は高変速比段である場合は、優先的に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定される。よって、判定結果が低変速比段であっても、車速が低車速域である場合は、高変速比段側の係合ニュートラル状態に切り替えると判定される。このため、通常変速状態に復帰する場合や、油圧制御フェールが生じた場合などに、車速が低い状態で高変速比段を形成させることができる。よって、駆動力源の回転速度が急低下することを抑制し、駆動力源の駆動力が変動して車輪に伝達されることを抑制できる。また、この場合は、解放ニュートラル状態の頻度が多くなるので、係合装置に供給する油圧を低減して、燃費を向上させることができる。
また、特定係合装置は、前記低変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段、又は前記高変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段において共通して係合される係合装置であると好適である。
この構成によれば、ニュートラル走行制御から通常変速状態に復帰する場合に、既に、低変速比段又は高変速比段と判定される複数の変速段の共通係合装置が特定係合装置として係合されているので、共通係合装置以外の係合装置を係合するだけで、早期に復帰時変速段を変速装置に形成することができる。
また、前記車両用駆動装置は、前記駆動力源を第一駆動力源とし、前記変速装置を介さずに車輪に駆動連結された第二駆動力源としての回転電機を備え、前記ニュートラル走行制御部は、前記車速が、予め定められた低車速域であるか、当該低車速域よりも高い車速域である高車速域であるかを判定すると共に、前記復帰時変速段が、予め定められた単数又は複数の変速段である高変速比段であるか、当該高変速比段よりも変速比が低い単数又は複数の変速段である低変速比段であるかを判定し、前記第一駆動力源の駆動力を用いず、前記回転電機の駆動力を用いて前記車輪を回転させている状態であって、少なくとも前記高車速域でかつ前記低変速比段である場合に、前記係合ニュートラル状態とし、前記特定係合装置は、前記低変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段において共通して係合される係合装置であると好適である。
なお、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
上記の構成によれば、第一駆動力源の駆動力を車輪に伝達させるために通常変速状態に復帰する場合や、油圧制御フェールが生じた場合などに、車速が高く、車輪の駆動のために要求されている車両要求トルクが高い状態で低変速比段を形成させることができる。よって、第一駆動力源の回転速度が吹き上がることを抑制し、大きな負トルクが車輪に伝達されることを抑制できる。
また、前記複数の係合装置に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、前記油圧制御装置が正常に機能しなくなる油圧制御フェールが生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁と、を更に備え、前記フェール用油路切替弁は、前記係合ニュートラル状態で前記特定係合装置に供給された油圧が第一指令油圧として供給されることにより、前記油圧制御フェールが生じた場合に前記油圧源の油圧が前記特定係合装置に供給されるように、油路が切り替わると好適である。
この構成によれば、係合ニュートラル状態において、特定係合装置を係合させることで、油圧制御フェールが生じた場合でも、特定係合装置を係合させて、変速装置に変速段を形成させることができる。
また、前記複数の係合装置に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、前記油圧制御装置が正常に機能しなくなる油圧制御フェールが生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁と、前記フェール用油路切替弁に、第二指令油圧として供給する油圧を制御する油圧制御弁と、更に備え、前記ニュートラル走行制御部は、前記解放ニュートラル状態で、前記油圧制御弁を制御して前記フェール用油路切替弁に前記第二指令油圧を供給させ、前記フェール用油路切替弁は、前記油圧制御弁から前記第二指令油圧が供給されることにより、前記油圧制御フェールが生じた場合に前記油圧源の油圧が前記特定係合装置以外の1つの前記係合装置に供給されるように、油路が切り替わると好適である。
この構成によれば、解放ニュートラル状態において、全ての係合装置を解放させても、油圧制御弁を制御してフェール用油路切替弁に第二指令油圧を供給させることで、油圧制御フェールが生じた場合でも、特定係合装置以外の1つの係合装置を係合させて、変速装置に変速段を形成させることができる。
本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る変速装置の作動表である。 本発明の実施形態に係る変速装置の速度線図である。 本発明の実施形態に係る油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る指令油圧制御弁の作動表である。 本発明の実施形態に係る変速マップである。 本発明の実施形態に係るニュートラル走行制御のフローチャートである。 本発明の実施形態の第一の状態判定方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る電力遮断状態における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る係合ニュートラル状態における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る係合ニュートラル状態から電力遮断状態になった場合における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の比較例に係る解放ニュートラル状態における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る解放ニュートラル状態における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明の実施形態に係る解放ニュートラル状態から電力遮断状態になった場合における油圧制御装置の模式的な油圧回路である。 本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 本発明のその他の実施形態に係る変速装置の作動表である。
本発明に係る車両用駆動装置1を制御するための車両用駆動装置の制御装置30の実施形態について、図面を参照して説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の概略構成を示す模式図である。
本実施形態では、車両用駆動装置1は、車輪Wの第一駆動力源として内燃機関ENGを備えている。車両用駆動装置1には、内燃機関ENGと車輪Wとを結ぶ動力伝達経路に、変速装置TMが設けられている。また、車両用駆動装置1は、変速装置TMを介さずに車輪Wに駆動連結された第二駆動力源としての回転電機MGを備えている。本実施形態では、内燃機関ENGは、変速装置TMを介して車両5の後輪に駆動連結され、回転電機MGは、車両5の前輪に駆動連結されている。変速装置TMは、複数の係合装置C1、B1、・・・を備えると共に当該複数の係合装置C1、B1、・・・の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される。
本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等が含まれていてもよい。
本実施形態に係わる制御装置30は、図3に示すように、回転電機MGの制御を行う回転電機制御ユニット32と、変速装置TMの制御を行う動力伝達制御ユニット33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御ユニット34と、を有している。また、ハイブリッド車両には、内燃機関ENGの制御を行う内燃機関制御装置31も備えられている。
制御装置30は、ニュートラル走行制御部44などの機能部を備えている。
ニュートラル走行制御部44は、車輪Wの回転中に、変速装置TMを動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行う。本実施形態に係るニュートラル走行制御部44は、ニュートラル走行制御中に、少なくとも車速に基づいて、複数の係合装置C1、B1、・・・の1つである特定係合装置を係合状態としたニュートラル状態である係合ニュートラル状態と、複数の係合装置C1、B1、・・・の全てを解放状態としたニュートラル状態である解放ニュートラル状態と、を切り替える点に特徴を有している。
以下、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
1.車両用駆動装置1の構成
まず、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の駆動伝達系及び油圧供給系の構成を示す模式図である。なお、この図2は、軸対称の構成を一部省略して示している。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は電力の供給経路を示している。本実施形態では、車両用駆動装置1は、車輪Wの第一駆動力源としての内燃機関ENGの回転駆動力を、トルクコンバータTCを介して変速装置TMに伝達し、変速装置TMで変速して車輪W側に伝達するように構成されている。変速装置TMは、入力軸Iに伝達された回転駆動力を変速して出力ギヤOに伝達するように構成されている。
内燃機関ENGは、燃料の燃焼により駆動される熱機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種内燃機関を用いることができる。本例では、内燃機関ENGのクランクシャフト等の内燃機関出力軸Eoが、トルクコンバータTCを介して入力軸Iに駆動連結されている。
トルクコンバータTCは、内部に充填された作動油を介して、内燃機関出力軸Eoに駆動連結されたポンプインペラTCaと、入力軸Iに駆動連結されたタービンランナTCbとの間で動力の伝達を行う動力伝達装置である。トルクコンバータTCは、ポンプインペラTCaとタービンランナTCbとの間に、ワンウェイクラッチを備えたステータTCcを備えており、また、ポンプインペラTCaとタービンランナTCbとを一体回転させるように連結するロックアップクラッチLCを備えている。機械式ポンプMPは、ポンプインペラTCaと一体回転するように駆動連結されている。
また、本実施形態においては、内燃機関ENGに隣接してスタータ13が設けられている。スタータ13は、直流モータ等で構成され、バッテリ24に電気的に接続されている。スタータ13は、内燃機関ENGが停止された状態でバッテリ24から供給される電力により駆動されて内燃機関出力軸Eoを回転させ、内燃機関ENGを始動させることができるように構成されている。
本実施形態では、変速装置TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速装置TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の係合装置C1、B1、・・・とを備えている。変速装置TMは、各変速段の変速比で、入力軸Iの回転速度を変速すると共にトルクを変換して、出力ギヤOへ伝達する。変速装置TMから出力ギヤOへ伝達されたトルクは、差動歯車装置を介して左右二つの車軸に分配されて伝達され、各車軸に駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速装置TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力ギヤOの回転速度に対する入力軸Iの回転速度の比であり、本願では入力軸Iの回転速度を出力ギヤOの回転速度で除算した値である。すなわち、入力軸Iの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力ギヤOの回転速度になる。また、入力軸Iから変速装置TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速装置TMから出力ギヤOに伝達されるトルクになる。
<歯車機構>
第一遊星歯車機構PG1は、図2に示すように、複数のピニオンギヤP1を支持するキャリアCA1と、ピニオンギヤP1にそれぞれ噛み合うサンギヤS1及びリングギヤR1と、の三つの回転要素を有したシングルピニオン型の遊星歯車機構とされている。第二遊星歯車機構PG2は、第一サンギヤS2及び第二サンギヤS3の二つのサンギヤと、リングギヤR2と、第一サンギヤS2及びリングギヤR2の双方に噛み合うロングピニオンギヤP2並びにこのロングピニオンギヤP2及び第二サンギヤS3に噛み合うショートピニオンギヤP3を支持する共通のキャリアCA2と、の四つの回転要素を有したラビニヨ型の遊星歯車機構とされている。
第一遊星歯車機構PG1のサンギヤS1は、非回転部材としてのケースCSに固定されている。キャリアCA1は、第三クラッチC3の係合により第二中間軸M2を介して第二遊星歯車機構PG2の第二サンギヤS3と選択的に一体回転するように駆動連結されるとともに、第一クラッチC1の係合により第一中間軸M1を介して第二遊星歯車機構PG2の第一サンギヤS2と選択的に一体回転するように駆動連結され、第一ブレーキB1の係合によりケースCSに選択的に固定される。リングギヤR1は、入力軸Iと一体回転するように駆動連結されている。
第二遊星歯車機構PG2の第一サンギヤS2は、第三クラッチC3の係合により第二中間軸M2を介して第一遊星歯車機構PG1のキャリアCA1と選択的に一体回転するように駆動連結されるとともに、第一ブレーキB1によりケースCSに選択的に固定される。第二サンギヤS3は、第一クラッチC1の係合により第一中間軸M1を介して第一遊星歯車機構PG1のキャリアCA1と選択的に一体回転するように駆動連結される。キャリアCA2は、第二クラッチC2の係合により入力軸Iと選択的に一体回転するように駆動連結されるとともに、第二ブレーキB2又はワンウェイクラッチFの係合によりケースCSに選択的に固定される。ワンウェイクラッチFは、一方向の回転のみを阻止することによりキャリアCA2を選択的にケースCSに固定する。リングギヤR2は、出力ギヤOと一体回転するように駆動連結されている。
<変速段>
本実施形態では、図4の作動表に示すように、変速装置TMは変速比(減速比)の異なる六つの変速段(第一段1st、第二段2nd、第三段3rd、第四段4th、第五段5th、及び第六段6th)を前進段として備えている。これらの変速段を構成するため、変速装置TMは、第一遊星歯車装置P1及び第二遊星歯車装置P2を備えてなる歯車機構と、6つの係合装置C1、C2、C3、B1、B2、Fと、を備えて構成されている。ワンウェイクラッチFを除くこれら複数の係合装置C1、B1、・・・の係合及び解放を制御して、第一遊星歯車装置P1及び第二遊星歯車装置P2の各回転要素の回転状態を切り替え、複数の係合装置C1、B1、・・・の中のいずれか二つを選択的に係合することにより、6つの変速段が切り替えられる。なお、変速装置TMは、上記6つの変速段のほかに、一段の後進段Revも備えている。
図4において、「○」は各係合装置が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合装置が解放状態にあることを示している。「(○)」は、エンジンブレーキを行う場合などにおいて、係合装置が係合状態にされることを示している。また、「△」は、一方向に回転する場合には解放状態となり、他方向に回転する場合には係合状態となることを示している。
図5は、変速装置TMの速度線図である。この速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「0」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正回転(回転速度が正)、下側が負回転(回転速度が負)である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置P1の各回転要素及び第二遊星歯車装置P2の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「S1」、「CA1」、「R1」はそれぞれ第一遊星歯車装置P1のサンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1に対応している。また、各縦線の上側に記載されている「S2」、「CA2」、「R2」、「S3」はそれぞれ第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2、第二サンギヤS3に対応している。また、並列配置された複数本の縦線間の間隔は、各遊星歯車装置P1、P2のギヤ比λ(サンギヤとリングギヤとの歯数比=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)に基づいて定まっている。
また、「△」は、当該回転要素が内燃機関ENGに駆動連結される入力軸Iに連結された状態を示している。「×」は、第一ブレーキB1、第二ブレーキB2又はワンウェイクラッチFにより各回転要素がケースCSに固定された状態を示している。「☆」は、当該回転要素が車輪に駆動連結された出力ギヤOに連結された状態を示している。なお、それぞれの「☆」に隣接して記載された「1st」、「2nd」、「3rd」、「4th」、「5th」、「6th」、及び「Rev」は、それぞれ変速装置TMに形成される変速段に対応している。
図4及び図5に示すように、第一段(1st)は、第一クラッチC1及びワンウェイクラッチFが係合されて形成される。具体的には、第一クラッチC1が係合状態では、第一遊星歯車装置P1のリングギヤR1に入力される入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第二サンギヤS3に伝達される。そして、第一クラッチC1が係合状態で、入力軸Iから出力ギヤOへの回転駆動力が伝達されて第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2が負回転する際に、ワンウェイクラッチFが係合状態となってケースCSに固定され、第二サンギヤS3の回転駆動力がギヤ比λ3に基づいて減速されて出力ギヤOに伝達される。なお、出力ギヤOから入力軸Iへの回転駆動力が伝達されて第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2が正回転する際には、ワンウェイクラッチFは解放状態となる。このようにして実現される第一段は、入力軸Iから出力ギヤOへの回転駆動力は伝達し、出力ギヤOから入力軸Iへの回転駆動力は伝達しない変速段となる。
また、第一段(1st)は、第一クラッチC1及び第二ブレーキB2が係合されて形成される。本実施形態では、エンジンブレーキを行うときなどに、第二ブレーキB2が係合されて、ワンウェイクラッチFが空転し係合しない状態でも、第一段が形成される。具体的には、第一クラッチC1が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第二サンギヤS3に伝達される。また、第二ブレーキB2が係合状態で、第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2がケースCSに固定される。そして、第二サンギヤS3の回転駆動力がギヤ比λ3に基づいてさらに減速されて出力ギヤOに伝達される。
第二段(2nd)は、第一クラッチC1及び第一ブレーキB1が係合されて形成される。具体的には、第一クラッチC1が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第二サンギヤS3に伝達される。また、第一ブレーキB1が係合状態で、第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2がケースCSに固定される。そして、第二サンギヤS3の回転駆動力がギヤ比λ2及びλ3に基づいてさらに減速されて出力ギヤOに伝達される。
第三段(3rd)は、第一クラッチC1及び第三クラッチC3が係合されて形成される。すなわち、第一クラッチC1が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第二サンギヤS3に伝達される。また、第三クラッチC3が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2に伝達される。そして、第一サンギヤS2と第二サンギヤS3とが同速度で回転することで、ギヤ比λ1に基づいて減速された入力軸Iの回転駆動力がそのまま出力ギヤOに伝達される。
第四段(4th)は、第一クラッチC1及び第二クラッチC2が係合されて形成される。すなわち、第一クラッチC1が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第二サンギヤS3に伝達される。また、第二クラッチC2が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がそのまま第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2に伝達される。そして、キャリアCA2及び第二サンギヤS3の回転速度とギヤ比λ3とに基づいて決まる入力軸Iの回転駆動力が出力ギヤOに伝達される。
第五段(5th)は、第二クラッチC2及び第三クラッチC3が係合されて形成される。すなわち、第二クラッチC2が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がそのまま第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2に伝達される。また、第三クラッチC3が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2に伝達される。そして、第一サンギヤS2及びキャリアCA2の回転速度とギヤ比λ2とに基づいて決まる入力軸Iの回転駆動力が出力ギヤOに伝達される。
第六段(6th)は、第二クラッチC2及び第一ブレーキB1が係合されて形成される。すなわち、第二クラッチC2が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がそのまま第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2に伝達される。また、第一ブレーキB1が係合状態で、第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2がケースCSに固定される。そして、キャリアCA2の回転駆動力がギヤ比λ2に基づいて増速されて出力ギヤOに伝達される。
後進段(Rev)は、第三クラッチC3及び第二ブレーキB2が係合されて形成される。すなわち、第三クラッチC3が係合状態で、入力軸Iの回転駆動力がギヤ比λ1に基づいて減速されて第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2に伝達される。また、第二ブレーキB2が係合状態で、第二遊星歯車装置P2のキャリアCA2がケースCSに固定される。そして、第一サンギヤS2の回転駆動力がギヤ比λ2に基づいて減速されるとともに回転方向が逆転されて出力ギヤOに伝達される。
以上のように、本実施形態に係る変速装置TMは、少なくとも第一クラッチC1の係合により形成される変速段として、第一段、第二段、第三段、及び第四段を備えている。また、変速装置TMは、少なくとも第二クラッチC2の係合により形成される変速段として、第四段、第五段、及び第六段を備えている。これらの各変速段は、入力軸Iと出力ギヤOとの間の変速比(減速比)が大きい順に、第一段、第二段、第三段、第四段、第五段、及び第六段となっている。
<摩擦係合装置>
本実施形態では、変速装置TMが有するワンウェイクラッチFを除く複数の係合装置C1、C2、C3、B1、B2は、いずれも摩擦係合装置とされている。具体的には、これらは油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキにより構成されている。これらの係合装置C1、C2、C3、B1、B2は、油圧制御装置PCから供給される油圧により、係合の状態が制御される。なお、ロックアップクラッチLCも摩擦係合装置である。
摩擦係合装置は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合装置の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合装置の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合装置は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合装置の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合装置が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合装置の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合装置に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
各摩擦係合装置は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合装置の油圧シリンダに供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合装置に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合装置は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合装置は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。なお、摩擦係合装置は、リターンばねを備えておらず、油圧シリンダのピストンの両側にかかる油圧の差圧によって制御させる構造でもよい。
本実施形態において、係合状態とは、係合装置に伝達トルク容量が生じている状態であり滑り係合状態と直結係合状態とが含まれる。解放状態とは、係合装置に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、係合装置の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、係合装置の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
なお、摩擦係合装置には、制御装置30により伝達トルク容量を生じさせる指令が出されていない場合でも、係合部材(摩擦部材)同士の引き摺りによって伝達トルク容量が生じる場合がある。例えば、ピストンにより摩擦部材同士が押圧されていない場合でも、摩擦部材同士が接触し、摩擦部材同士の引き摺りによって伝達トルク容量が生じる場合がある。そこで、「解放状態」には、制御装置30が摩擦係合装置に伝達トルク容量を生じさせる指令を出していない場合に、摩擦部材同士の引き摺りにより、伝達トルク容量が生じている状態も含まれるものとする。
<回転電機MG>
回転電機MGは、非回転部材に固定されたステータと、このステータと対応する位置で径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。回転電機MG(ロータ)は、変速装置TMを介さずに車輪Wに駆動連結されている。本実施形態では、図1に示すように、回転電機MGは、変速装置TMが駆動連結された後輪ではなく、前輪に駆動連結されている。回転電機MGは、直流交流変換を行うインバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、インバータを介してバッテリからの電力供給を受けて力行し、或いは車輪Wから伝達される回転駆動力により発電し、発電された電力は、インバータを介してバッテリに蓄電される。ここで、車輪Wから伝達される回転駆動力には、車輪W及び路面を介して伝達された内燃機関ENGの駆動力も含まれる。
2.油圧制御装置PCの構成
車両用駆動装置1の油圧制御系は、オイルポンプMP、EPから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。油圧制御装置PCは、各係合装置C1、B1・・・、LCなどに対して供給される油圧を調整するための複数のリニアソレノイド弁などの油圧制御弁を備えている。油圧制御弁は、制御装置30から供給される油圧指令の信号値に応じて弁の開度を調整することにより、当該信号値に応じた油圧を各係合装置C1、B1・・・、LCなどに供給する。
以下で、簡略化して模式的に表した本実施形態に係る油圧制御装置PCの油圧回路を示した図6及び図7を参照して説明する。
2−1.油圧源
油圧制御系は、オイルパンOPに蓄えられた作動油を吸引し、車両用駆動装置1の各部に作動油を供給するための油圧源として、図2及び図6に示すように、機械式ポンプMP及び電動ポンプEPの二種類のオイルポンプを備えている。機械式ポンプMPは、トルクコンバータTCのポンプインペラTCaを介して内燃機関出力軸Eoに駆動連結され、内燃機関ENGの回転駆動力により駆動される。電動ポンプEPは、内燃機関ENGの回転駆動力とは無関係に、電動モータ23の回転駆動力により駆動されて作動油を吐出するオイルポンプである。電動ポンプEPを駆動する電動モータ23は、バッテリ24と電気的に接続され、バッテリ24からの電力の供給を受けて駆動力を発生する。電動ポンプEPは、機械式ポンプMPを補助するために、内燃機関ENGの停止中に機械式ポンプMPから必要な油量が供給されない状態で動作する。
油圧制御系は、機械式ポンプMP及び電動ポンプEPから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。油圧制御装置PCは、図6に示すように、オイルポンプMP、EPから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための調整弁として、第一調整弁(プライマリ・レギュレータ・バルブ)PVと、第二調整弁(セカンダリ・レギュレータ・バルブ)SVとを備えている。第一調整弁PVは、オイルポンプMP、EPから供給される作動油の油圧をライン圧PLに調整する調整弁である。第二調整弁SVは、第一調整弁PVからの余剰油の油圧を第二ライン圧PL2に調整する調整弁である。
第一調整弁PV及び第二調整弁SVには、ライン油圧制御弁SLTからの信号圧が供給される。第一調整弁PVは、ライン油圧制御弁SLTから供給される信号圧に応じて、オイルポンプMP、EPから供給される油圧をライン圧PLに調整する。第二調整弁SVは、ライン油圧制御弁SLTから供給される信号圧に応じて、第一調整弁PVから排出される油圧を所定の第二ライン圧PL2に調整する。
本実施形態では、ライン油圧制御弁SLTは、リニアソレノイド弁とされている。ライン油圧制御弁SLTは、第一調整弁PVによる調整後のライン圧PLの作動油の供給を受けるとともに、制御装置30から供給される電力(電流)に応じて弁の開度を調整することにより、当該電力(電流)に応じた指令油圧の作動油を出力する。制御装置30は、ライン油圧制御弁SLTに供給する電力(電流)を制御することにより、ライン圧PL及び第二ライン圧PL2を連続的に変化させることができる。
ライン油圧制御弁SLTは、電力が供給されていない場合に開弁して、油圧源から供給された油圧に応じた油圧を出力するノーマルオープン(Normal Open)型の油圧制御弁とされている。
モジュレータ弁MDVは、供給されたライン圧PLの作動油を減圧して一定の油圧であるモジュレータ油圧PMODの作動油を出力する減圧弁である。
マニュアル弁MNVは、運転者によるシフトレバーSLの操作に連動して機械的に油路を切り替える油路切替弁である。マニュアル弁MNVは、シフトレバーSLの位置がDレンジである場合は、供給されたライン圧PLを、前進レンジ圧PDとして供給する油路に切り替え、シフトレバーSLの位置がRレンジである場合は、供給されたライン圧PLを、後進レンジ圧PREVとして供給する油路に切り替え、シフトレバーSLの位置がPレンジ又はNレンジである場合は、供給されたライン圧PLを、いずれの油路にも供給しないように切り替える。よって、シフト位置がDレンジである場合は、ライン圧PLが前進レンジ圧PDとして供給され、シフト位置がRレンジである場合は、ライン圧PLが後進レンジ圧PREVとして供給される。
2−2.変速装置TMへの油圧供給
<変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・>
油圧制御装置PCは、図7に示すように、変速装置TMが備える複数の係合装置C1、C2、・・・に供給される油圧を調圧する変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・を備えている。
各変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・は、ライン圧PLなどの油圧源の油圧の供給を受けるとともに、制御装置30から供給される電力に応じて弁の開度を調整することにより、各係合装置C1、C2、・・・に供給される油圧を調圧する。
本実施形態では、変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・は、リニアソレノイド弁とされており、制御装置30から供給される電力(電流)に応じて連続的に弁の開度を変化させて、出力する油圧を連続的に変化させることができる。
本実施形態では、油圧制御装置PCは、第一クラッチC1に供給される油圧を調圧する第一変速油圧制御弁SLC1、第二クラッチC2又は第二ブレーキB2に供給される油圧を調圧する第二変速油圧制御弁SLC2、第三クラッチC3に供給される油圧を調圧する第三変速油圧制御弁SLC3、及び第一ブレーキB1に供給される油圧を調圧する第四変速油圧制御弁SLB1を備えている。
本実施形態では、第二変速油圧制御弁SLC2、及び第三変速油圧制御弁SLC3は、電力が供給されていない場合に開弁して、油圧源から供給された油圧に応じた油圧を出力するノーマルオープン(Normal Open)型の油圧制御弁とされ、第一変速油圧制御弁SLC1及び第四変速油圧制御弁SLB1は、電力が供給されていない場合に閉弁して、油圧源から供給された油圧に関わらず出力する油圧が低下するノーマルクローズ(Normal Close)型の油圧制御弁とされている。
また、第一変速油圧制御弁SLC1、第二変速油圧制御弁SLC2、及び第四変速油圧制御弁SLB1に、前進レンジ圧PDが供給される。第三変速油圧制御弁SLC3に、ライン圧PLが供給される。
<指令油圧制御弁S1、S2>
油圧制御装置PCは、複数の油路切替弁RLV1、RLV2、・・・に供給する指令油圧を出力する第一指令油圧制御弁S1及び第二指令油圧制御弁S2を備えている。
各指令油圧制御弁S1、S2は、油圧源(モジュレータ油圧PMOD)の油圧の供給を受けるとともに、制御装置30から供給される電力に応じて弁の開度を調整することにより、出力する油圧を調圧する。
本実施形態では、各指令油圧制御弁S1、S2は、ソレノイド弁とされており、制御装置30から供給される電力(電圧)に応じて弁を開閉し、出力する油圧を変化させる。
本実施形態では、第一指令油圧制御弁S1は、電力が供給されていない場合に開弁して、油圧源から供給された油圧に応じた油圧を出力するノーマルオープン(Normal Open)型の油圧制御弁とされ、第二指令油圧制御弁S2は、電力が供給されていない場合に閉弁して、油圧源から供給された油圧に関わらず出力する油圧が低下するノーマルクローズ(Normal Close)型の油圧制御弁とされている。
<油路切替弁RLV1、RLV2、・・・>
油圧制御装置PCは、各係合装置C1、C2、・・・に供給する油圧の油路を切り替えるための複数の油路切替弁RLV1、RLV2、・・・を備えている。
油路切替弁は、作動油や指令油圧の入出力ポートが形成された筒状のスリーブと、スリーブの内側を軸方向に摺動するスプールと、を備えている。スプールは、バネ又は指令油圧によりスプールを軸方向一方側又は他方側に押圧する押圧力のバランスによって、軸方向一方側又は他方側に移動し、入出力ポート間をつなぐ油路を切り替える。
第一油路切替弁RLV1は、第一指令油圧制御弁S1の出力油路50から供給された指令油圧が基準油圧よりも低い場合は、第一クラッチC1に油圧を供給する第一出力油路55に、第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧が供給された入力油路51を接続する油路52に切り替え、指令油圧が基準油圧よりも高い場合は、第一クラッチC1に油圧を供給する出力油路55に、第五油路切替弁RLV5の第一出力油路53を接続する油路54に切り替える。
また、第一油路切替弁RLV1は、第一指令油圧制御弁S1の出力油路50から供給された指令油圧が基準油圧よりも低い場合は、第二クラッチC2又は第二ブレーキB2に油圧を供給する第二出力油路60に、第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧が供給された入力油路56を接続する油路57に切り替え、指令油圧が基準油圧よりも高い場合は、第二出力油路60に、第五油路切替弁RLV5の第二出力油路58を接続する油路59に切り替える。
第二油路切替弁RLV2は、第三油路切替弁RLV3の出力油路61から供給された指令油圧が基準油圧よりも低い場合は、第一油路切替弁RLV1の第二出力油路60を、第二クラッチC2に油圧を供給する第一出力油路64に接続する油路62に切り替え、指令油圧が基準油圧よりも高い場合は、第一油路切替弁RLV1の第二出力油路60を、第四油路切替弁RLV4に油圧を供給する第二出力油路65に接続する油路63に切り替える。
第三油路切替弁RLV3は、第二指令油圧制御弁S2の出力油路65から供給された指令油圧が基準油圧よりも低い場合は、第二油路切替弁RLV2に指令油圧を供給する出力油路61に、作動油の排出口EXに接続された入力油路66を接続する油路67に切り替え、指令油圧が基準油圧よりも高い場合は、第二油路切替弁RLV2に指令油圧を供給する出力油路61に、第一指令油圧制御弁S1の出力油圧が供給された出力油路50を接続する油路68に切り替える。
第四油路切替弁RLV4は、第二指令油圧制御弁S2の出力油路65から供給された指令油圧が基準油圧よりも低い場合は、第二ブレーキB2に油圧を供給する出力油路73に、マニュアル弁MNVからの後進レンジ圧PREVが供給された入力油路70を接続する油路71に切り替え、指令油圧が基準油圧よりも高い場合は、第二ブレーキB2に油圧を供給する出力油路73に、第二油路切替弁RLV2の第二出力油路65を接続する油路72に切り替える。
第五油路切替弁RLV5は、第二クラッチC2に油圧を供給する第二油路切替弁RLV2の第一出力油路64から供給された第一指令油圧に応じた押圧力が、第一クラッチC1に油圧を供給する第一油路切替弁RLV1の第一出力油路55から供給された第三指令油圧又は第二指令油圧制御弁S2の出力油路65から供給された第二指令油圧に応じた押圧力よりも高い場合は、マニュアル弁MNVからの前進レンジ圧PDが供給された入力油路75を、第二クラッチC2又は第二ブレーキB2側に油圧を供給する第二出力油路58に接続する油路76に切り替える。一方、第五油路切替弁RLV5は、第二クラッチC2に油圧を供給する第二油路切替弁RLV2の第一出力油路64から供給された第一指令油圧に応じた押圧力が、第一クラッチC1に油圧を供給する第一油路切替弁RLV1の第一出力油路55から供給された第三指令油圧又は第二指令油圧制御弁S2の出力油路65から供給された第二指令油圧に応じた押圧力よりも低い場合は、マニュアル弁MNVからの前進レンジ圧PDが供給された入力油路75を、第一クラッチC1側に油圧を供給する第一出力油路53に接続する油路77に切り替える。
ここで、第五油路切替弁RLV5は、本発明における「フェール用油路切替弁」に相当し、第二指令油圧制御弁S2は、本発明における「油圧制御弁」に相当する。すなわち、第五油路切替弁RLV5は、油圧制御装置PCが正常に機能しなくなる油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁であり、第二指令油圧制御弁S2は、フェール用油圧切替弁である第五油路切替弁RLV5に、第二指令油圧として供給する油圧を制御する油圧制御弁である。
第三変速油圧制御弁SLC3の出力油圧は、油路切替弁を介さずに第三クラッチC3に供給される。第四変速油圧制御弁SLB1の出力油圧は、油路切替弁を介さずに第一ブレーキB1に供給される。
<S1、S2のオンオフ切替>
<通常走行時>
図8に示すように、制御装置30は、Dレンジ又はRレンジで変速装置TMに変速段を形成させて走行する通常走行時には、第一指令油圧制御弁S1に電力を供給し(ON)、閉弁させると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給せずに(OFF)、閉弁させるように制御する。これにより、第一油路切替弁RLV1は、油路57と油路52に切り替わり、第二油路切替弁RLV2は、油路62に切り替わる。よって、Dレンジの場合は、第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路52を介して第一クラッチC1に供給され、第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路57及び第二油路切替弁RLV2の油路62を介して第二クラッチC2に供給される。
<エンジンブレーキ時の第一段形成>
制御装置30は、エンジンブレーキのために第一段(1st)を形成する場合は、第一指令油圧制御弁S1に電力を供給せずに(OFF)、開弁させると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給し(ON)、開弁させるように制御する。これにより、第二油路切替弁RLV2は、油路62に切り替わり、第三油路切替弁RLV3は、油路68に切り替わり、第四油路切替弁RLV4は、油路72に切り替わる。一方、第一油路切替弁RLV1は、油路52、57に切り換わっている場合に、第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧を第一油路切替弁RLV1のバネ側に指令油圧として供給する不図示の切替油路を備えている。当該不図示の切替油路によりバネ側に供給された第一変速油圧制御弁SLC1からの指令油圧及びバネに応じた押圧力が、第一指令油圧制御弁S1からの指令油圧に応じた押圧力に抗して、第一油路切替弁RLV1は、油路52と油路57のままに維持される。よって、第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路52を介して第一クラッチC1に供給され、第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路57及び第二油路切替弁RLV2の油路63及び第四油路切替弁RLV4の油路72を介して第二ブレーキB2に供給され、第一段(1st)が形成される。
<前進中にRレンジ>
制御装置30は、車速が前進方向にゼロより大きい前進走行中に、運転者によりRレンジが選択された場合は、後進段(Rev)が形成されないようにするため、第一指令油圧制御弁S1に電力を供給し(ON)、閉弁させると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給し(ON)、開弁させるように制御する。これにより、第四油路切替弁RLV4は、油路72に切り替わる。第二ブレーキB2には、後進レンジ圧PREVに代えて、油圧が減少している第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路57及び第二油路切替弁RLV2の油路63及び第四油路切替弁RLV4の油路72を介して第二ブレーキB2に供給されるため、第二ブレーキB2が解放されて、後進段(Rev)が形成されない。
3.制御装置の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及び内燃機関制御装置31の構成について、図3を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及び内燃機関制御装置31は、CPU等の演算処理装置(コンピュータ)を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置30の各機能部41〜46などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及び内燃機関制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜46の機能が実現される。
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se5などのセンサを備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置30及び内燃機関制御装置31に入力される。制御装置30及び内燃機関制御装置31は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。
入力回転速度センサSe1は、入力軸Iの回転速度を検出するためのセンサである。制御装置30は、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて入力軸Iの回転速度(角速度)を検出する。出力回転速度センサSe2は、出力ギヤOの回転速度を検出するためのセンサである。制御装置30は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて出力ギヤOの回転速度(角速度)を検出する。また、出力ギヤOの回転速度は車速に比例するため、制御装置30は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて車速を算出する。機関回転速度センサSe3は、内燃機関出力軸Eo(内燃機関ENG)の回転速度を検出するためのセンサである。内燃機関制御装置31は、機関回転速度センサSe3の入力信号に基づいて内燃機関ENGの回転速度(角速度)を検出する。
シフト位置センサSe4は、運転者により操作されるシフトレバーSLの選択位置(シフト位置)を検出するためのセンサである。制御装置30は、シフト位置センサSe4の入力信号に基づいてシフト位置を検出する。シフトレバーSLは、パーキングレンジ(Pレンジ)、後進走行レンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、前進走行レンジ(Dレンジ)などに選択可能とされている。また、シフトレバーSLは、Dレンジの一種として、形成する前進変速段を制限する2レンジやLレンジなどの変速段制限レンジが選択可能に構成されている。また、シフトレバーSLは、Dレンジを選択しているときに、変速装置TMに対してアップシフトを要求する「アップシフト要求スイッチ」やダウンシフトを要求する「ダウンシフト要求スイッチ」を操作可能に構成されている。
アクセル開度センサSe5は、アクセルペダルの操作量を検出するためのセンサである。制御装置30は、アクセル開度センサSe5の入力信号に基づいてアクセル開度を検出する。
3−1.車両制御ユニット34
車両制御ユニット34は、統合制御部46を備えている。統合制御部46は、内燃機関ENG、回転電機MG、変速装置TM、及びロックアップクラッチLC等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う。
統合制御部46は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、車輪Wの駆動のために要求されているトルクであって、第一駆動力源及び第二駆動力源としての内燃機関ENG及び回転電機MGから車輪W側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、内燃機関ENG及び回転電機MGの運転モードを決定する。運転モードとして、回転電機MGのみの駆動力を用いて走行する電動モードと、少なくとも内燃機関ENGの駆動力を用いて走行するパラレルモードと、を有する。例えば、アクセル開度が小さく、バッテリの充電量が大きい場合に、運転モードとして電動モードが決定され、それ以外の場合、すなわちアクセル開度が大きい、もしくはバッテリの充電量が小さい場合に、運転モードとしてパラレルモードが決定される。
そして、統合制御部46は、車両要求トルク、運転モード、及びバッテリの充電量等に基づいて、内燃機関ENGに対して要求する出力トルクである内燃機関要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、及びロックアップクラッチLCに供給する油圧の目標である油圧指令、及び変速装置TMの目標変速段を算出し、それらを他の制御ユニット32、33及び内燃機関制御装置31に指令して統合制御を行う。なお、内燃機関要求トルクは、パラレルモードにおいて、アクセル開度以外のパラメータである車速及びバッテリの充電量等が変化しない条件では、アクセル開度に比例する。
<目標変速段の決定>
統合制御部46は、車速、変速入力要求トルク、及びシフト位置に基づいて、変速装置TMにおける目標変速段を決定する。ここで、変速入力要求トルクは、変速装置TMの入力軸Iに伝達される第一駆動力源の要求トルクであって、本実施形態では、内燃機関要求トルクとされる。
統合制御部46は、ROM等に格納された図9に示すような変速マップを参照し、車速及び内燃機関要求トルクに基づいて目標変速段を決定する。変速マップには複数のアップシフト線(実線)と複数のダウンシフト線(破線)とが設定されており、車速及び変速入力要求トルク(本例では、内燃機関要求トルク)が変化して変速マップ上でアップシフト線又はダウンシフト線を跨ぐと、統合制御部46は、変速装置TMにおける新たな目標変速段を決定する。図9において、各シフト線に対応して示されている数字は第一段から第六段の各変速段を表しており、例えば、「5−6」は、第五段から第六段へのアップシフトを表しており、「6−5」は、第六段から第五段へのダウンシフトを表している。
なお、統合制御部46は、シフト位置として「2レンジ」や「Lレンジ」などの変速段制限レンジが選択されている場合は、各レンジに応じた変速マップを用い、車速及び内燃機関要求トルクとに基づいて、各レンジにおいて選択可能な変速段を目標変速段として決定する。統合制御部46は、「Rレンジ」が選択されている場合は、後進段(Rev)を目標変速段に決定する。統合制御部46は、「Pレンジ」又は「Nレンジ」が選択されている場合には、全ての係合装置C1、C2、・・・を解放状態にする解放ニュートラル状態を目標変速段に決定する。この、解放ニュートラル状態を、便宜上、解放ニュートラル段と称す。
また、統合制御部46は、運転者によるシフト位置の変更により、アップシフト要求又はダウンシフト要求があった場合に、目標変速段を変更する場合がある。なお、ダウンシフトとは変速比の小さい変速段から変速比の大きい変速段への変更を意味し、アップシフトとは変速比の大きい変速段から変速比の小さい変速段への変更を意味する。
3−2.内燃機関制御装置31
内燃機関制御装置31は、内燃機関ENGの動作制御を行う内燃機関制御部41を備えている。本実施形態では、内燃機関制御部41は、統合制御部46から内燃機関要求トルクが指令されている場合は、内燃機関ENGが内燃機関要求トルクを出力するように制御するトルク制御を行う。
3−3.回転電機制御ユニット32
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、統合制御部46から回転電機要求トルクが指令されている場合は、回転電機MGが回転電機要求トルクを出力するように制御する。具体的には、回転電機制御部42は、インバータが備える複数のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、回転電機MGの出力トルクを制御する。
3−4.動力伝達制御ユニット33
動力伝達制御ユニット33は、変速装置TMの制御を行う変速制御部43と、ロックアップクラッチLCの制御を行うロックアップ制御部45と、を備えている。
3−4−1.ロックアップ制御部45
ロックアップ制御部45は、ロックアップクラッチLCの係合の状態を制御する。本実施形態では、ロックアップ制御部45は、ロックアップクラッチLCに供給される油圧が、統合制御部46から指令されたロックアップクラッチLCの油圧指令に一致するように、油圧制御装置PCに備えられた各リニアソレノイド弁に供給される信号値を制御する。
3−4−2.変速制御部43
変速制御部43は、変速装置TMが備えた複数の係合装置C1、B1、・・の係合及び解放を制御して、変速装置TMの状態を制御する。
本実施形態では、変速制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速装置TMに備えられた複数の係合装置C1、B1・・・に供給される油圧を制御することにより、各係合装置C1、B1・・・を係合又は解放して、統合制御部46から指令された目標変速段を変速装置TMに形成させる。具体的には、変速制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の目標油圧(油圧指令)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(油圧指令)に応じた油圧を各係合装置に供給する。本実施形態では、変速制御部43は、油圧制御装置PCが備えた各油圧制御弁SLT、SLC1、SLC2、・・・、S1、S2に供給する信号値を制御することにより、各係合装置に供給される油圧を制御するように構成されている。
変速制御部43は、変速段を切り替える変速制御を行なう場合は、各係合装置C1、B1・・・の油圧指令を制御して、各係合装置C1、B1・・・の係合又は解放を行い、変速装置TMに形成させる変速段を目標変速段に切り替える。この際、変速制御部43は、変速段の切り替えのために解放される係合装置である解放側係合装置、及び変速段の切り替えのために係合される係合装置である係合側係合装置を設定する。そして、変速制御部43は、予め計画された変速制御のシーケンスに従い、解放側係合装置を解放させると共に係合側係合装置を係合させる、いわゆるつなぎ替え変速を行う。
3−4−2−1.ニュートラル走行制御部44
変速制御部43は、ニュートラル走行制御部44を備えている。
ニュートラル走行制御部44は、車輪Wの回転中に、変速装置TMを動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行う。
ニュートラル状態では、変速装置TMにいずれの変速段も形成されておらず、変速装置TMの入力軸Iと出力ギヤOとの間で動力の伝達を行わない。
第一に、ニュートラル走行制御は、内燃機関ENGの駆動力を用いず、回転電機MGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている場合に実行される。本実施形態では、後述する、電動モードを実行している間に、ニュートラル走行制御が実行される。ニュートラル走行制御中は、内燃機関ENGと車輪Wとの間の駆動連結が非連結状態になり、車輪Wの回転により内燃機関ENGが回転駆動されて、負トルクが車輪Wに伝達されることを抑制できる。
第二に、ニュートラル走行制御は、少なくとも内燃機関ENGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている状態(本例では、後述するパラレルモードである状態)であって、車輪Wの回転中に、車速等に応じた車両の走行抵抗に対して車両要求トルクが微小となる所定の緩やかな減速運転状態となった場合に実行される。ニュートラル走行制御中は、内燃機関ENGと車輪Wとの間の駆動連結が非連結状態になり、車両は空走状態になる。このニュートラル走行制御中は、エンジンブレーキが働かない状態となり、車両の走行抵抗による緩やかな車両の減速が実現される。ここで、エンジンブレーキが働く状態とは、車輪Wの回転により内燃機関ENGが回転駆動されて、内燃機関ENGの回転抵抗により出力ギヤOに負の駆動力が伝達される状態である。
<ニュートラル走行制御条件の判定>
第一に、ニュートラル走行制御部44は、内燃機関ENGの駆動力を用いず、回転電機MGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている状態である場合(本例では、電動モードである場合)に、ニュートラル走行制御条件が成立していると判定する。
第二に、ニュートラル走行制御部44は、少なくとも内燃機関ENGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている状態である場合(本例では、パラレルモードである場合)は、少なくとも車速及び運転者要求に基づいて、ニュートラル走行制御条件が成立しているか否かの判定を行う。本実施形態では、運転者要求は、アクセル開度及びシフト位置による変速段の指定とされている。ニュートラル走行制御条件は、本例では車速、アクセル開度、及びシフト位置に基づいて予め定められている。例えば、車速がゼロより大きく、アクセル開度が車速に応じて設定される所定範囲内であり且つ、シフト位置が「Dレンジ」であることが、ニュートラル走行制御条件として定められている。なお、シフト位置が「Nレンジ」にされたことにより、変速装置TMを動力の伝達を行わないニュートラルにすることは、ニュートラル走行制御部44により実行されるニュートラル走行制御には含まれない。ニュートラル走行制御部44は、ニュートラル走行制御条件が満たされた場合に、ニュートラル走行制御条件が成立したと判定する。一方、ニュートラル走行制御部44は、運転者がアクセルペダルを踏み込む等して、アクセル開度が所定範囲外になった場合、もしくは、運転者がシフト位置を「Dレンジ」以外のレンジ、例えば「2レンジ」等に変更した場合や、アップシフト要求等を行った場合等、ニュートラル走行制御条件が満たされなくなった場合は、ニュートラル走行制御条件が不成立となったと判定する。
<ニュートラル状態の切り替え>
ニュートラル走行制御部44は、ニュートラル走行制御中に、少なくとも車速に基づいて、複数の係合装置C1、B1、・・・の1つである特定係合装置を係合状態として変速装置TMを動力の伝達を行わない状態とする係合ニュートラル状態と、複数の係合装置C1、B1、・・・の全てを解放状態として変速装置TMを動力の伝達を行わない状態とする解放ニュートラル状態と、を切り替えるように構成されている。
この構成によれば、係合ニュートラル状態の場合は、複数の係合装置C1、B1、・・・の1つである特定係合装置が係合され、解放ニュートラル状態は、いずれの係合装置も解放状態とされる。よって、ニュートラル走行制御中に、車速が変化することにより、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態との間で切り替えても、複数の係合装置C1、B1、・・・の中で、係合装置の掴み替えをする必要がない。例えば、係合ニュートラル状態から解放ニュートラル状態に切り替える場合は、特定係合装置を解放するだけでよく、別の係合装置を係合する必要がない。一方、解放ニュートラル状態から係合ニュートラル状態に切り替える場合は、特定係合装置を係合するだけでよく、別の係合装置を解放する必要がない。
係合装置の掴み替えを行うと、変速装置TMが備える第二遊星歯車装置P2の回転要素などの回転部材の回転速度を変化させる必要があり、回転速度を変化させると、回転部材の慣性モーメントによるイナーシャトルクが生じ、トルク変動が車輪Wに伝達される恐れがあった。また、係合装置の掴み替えを、ニュートラル走行制御から通常の走行に復帰する場合に備えるため、できるだけ短期間で行うと、イナーシャトルクが大きくなる恐れがあった。よって、上記の構成によれば、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態との間で切り替えても、係合装置の掴み替えを行わないので、イナーシャトルクの発生を抑制し、車輪Wにトルク変動が伝達されることを抑制できる。
<第一の状態判定方法:復帰時変速段に基づくニュートラル状態の判定>
まず、ニュートラル走行制御部44が、復帰時変速段に基づいて、係合ニュートラル状態又は解放ニュートラル状態のいずれのニュートラル状態に切り替えるかを判定するように構成する場合(第一の状態判定方法)について説明する。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部44は、現時点でニュートラル状態から変速装置TMに変速段を形成させる通常変速状態に復帰するとした場合に形成する変速段として少なくとも車速に基づいて決定される復帰時変速段に基づいて、係合ニュートラル状態と、解放ニュートラル状態と、を切り替えるように構成されている。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部44は、ニュートラル走行制御条件が不成立となった場合に、目標変速段を変速装置TMに形成させるように構成されている。このため、復帰時変速段は、統合制御部46により車速、変速入力要求トルク(内燃機関要求トルク)、及びシフト位置に基づいて決定された目標変速段とされている。
なお、ニュートラル走行制御部44は、電動モードである状態で、ニュートラル走行制御を行っている場合は、電動モードからパラレルモードに変更し、ニュートラル状態から変速装置TMに変速段を形成させる通常変速状態に復帰するとした場合に形成する復帰時変速段に基づいて、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態とを切り替えるように構成されている。ニュートラル走行制御部44は、統合制御部46に指令して、電動モードからパラレルモードに変更するとした場合に設定される内燃機関要求トルクを上記のように算出させ、車速、内燃機関要求トルク(変速入力要求トルク)、及びシフト位置に基づいて目標変速段を決定させる。そして、ニュートラル走行制御部44は、目標変速段を復帰時変速段に設定する。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部44は、復帰時変速段が、予め定められた単数又は複数の変速段である高変速比段であるか、当該高変速比段よりも変速比が低い単数又は複数の変速段である低変速比段であるかを判定するように構成されている。
ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、高変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、低変速比段である場合に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されている。
本実施形態では、図11に示すように、高速変速段は、変速比が高い側の変速段である第一段1st、第二段2nd、及び第三段3rdに設定されており、低変速比段は、変速比が低い側の変速段である第四段4th、第五段5th、及び第六段6thに設定されている。
変速装置TMは、低変速比段と判定される複数の変速段において、共通する係合装置が係合されるように構成されている。本実施形態では、低変速比段と判断される第四段4th、第五段5th、及び第六段6thにおいて共通する第二クラッチC2が係合されるように構成されている。そして、特定係合装置は、低変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置とされる。本実施形態では、特定係合装置は、低変速比段と判定される複数の復帰時変速段である第四段4th、第五段5th、及び第六段6thにおいて共通して係合される第二クラッチC2とされる。
この構成によれば、復帰時変速段が低変速比段と判定されている状態で、ニュートラル走行制御から通常の走行に復帰する場合に、既に、低変速比段と判定される複数の変速段の共通係合装置(第二クラッチC2)が特定係合装置として係合されているので、共通係合装置(第二クラッチC2)以外の係合装置を係合するだけで、早期に復帰時変速段を変速装置TMに形成することができる。
なお、変速装置TMは、高変速比段と判定される複数の変速段においても、共通する係合装置が係合されるように構成されている。本実施形態では、高変速比段と判断される第一段1st、第二段2nd、及び第三段3rdにおいて共通する第一クラッチC1が係合されるように構成されている。
しかし、解放ニュートラル状態では全ての係合装置が解放されるように構成されているので、高変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置(本例では、第一クラッチC1)は、特定係合装置に設定されない。
<第二の状態判定方法:復帰時変速段及び車速に基づくニュートラル状態の判定>
次に、ニュートラル走行制御部44が、復帰時変速段及び車速に基づいて、係合ニュートラル状態又は解放ニュートラル状態のいずれのニュートラル状態に切り替えるかを判定するように構成する場合(第二の状態判定方法)について説明する。
この場合は、上記の復帰時変速段の判定、並びに高変速比段又は低変速比段の判定に加えて、ニュートラル走行制御部44は、車速が、予め定められた低車速域であるか、当該低車速域よりも高い車速域である高車速域であるかを判定するように構成されている。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部44は、車速が、予め定めた判定速度未満である場合に、低車速域であると判定し、車速が、予め定めた判定速度以上である場合に、高車速域であると判定するように構成されている。判定速度は、例えば、80Km/hに設定される。
ニュートラル走行制御部44は、少なくとも内燃機関ENGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている状態である場合(本例では、パラレルモードである場合)は、判定結果が、低車速域でかつ高変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、解放ニュートラル状態に切り替えると判定する場合以外で、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されている。
すなわち、ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、高車速域又は低変速比段である場合は、優先的に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されている。
なお、特定係合装置は、上記のように低変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置(本例では第二クラッチC2)とされる。
このように構成しているのは、車速が高車速域である場合に、後述する油圧制御装置PCの電力遮断が生じて高変速比段の一つの変速段(本例では、第三段)が形成されると、車速が高い状態で高変速比段が形成され、内燃機関ENGの回転速度が吹き上がって、エンジンブレーキの負トルクが車輪Wに伝達されることを防止するためである。すなわち、上記の構成によれば、判定結果が高変速比段であっても、車速が高車速域である場合は、低変速比段側の係合ニュートラル状態に切り替えると判定し、油圧制御装置PCの電力遮断が生じた場合に、低変速比段の一つの変速段(本例では、第五段)が形成されるように構成し、車速が高い状態で低速比段を形成させ、エンジンブレーキの大きな負トルクが車輪Wに伝達されることを抑制できる。
ニュートラル走行制御部44は、内燃機関ENGの駆動力を用いず、回転電機MGの駆動力を用いて車輪Wを回転させている状態(本例では、電動モードの状態)である場合は、少なくとも高車速域でかつ低変速比段である場合に、係合ニュートラル状態とするように構成されている。
なお、特定係合装置は、上記のように、低変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置(本例では第二クラッチC2)とされる。
この構成によれば、内燃機関ENGの駆動力を車輪Wに伝達させるために、通常変速状態に復帰する場合や、油圧制御フェールが生じた場合などに、車速が高く、車両要求トルクが高い状態で低変速比段を形成させることができる。よって、内燃機関ENGの回転速度が吹き上がることを抑制し、大きな負トルクが車輪に伝達されることを抑制できる。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部44は、高車速域でかつ高変速比段である場合、及び低車速域でかつ低変速比段である場合にも、係合ニュートラル状態とし、低車速域でかつ高変速比段である場合に、解放ニュートラル状態とするように構成されている。
また、ニュートラル走行制御部44は、第一の状態判定方法の場合と同様に、電動モードである状態で、ニュートラル走行制御を行っている場合は、電動モードからパラレルモードに変更し、ニュートラル状態から変速装置TMに変速段を形成させる通常変速状態に復帰するとした場合に形成する復帰時変速段に基づいて、係合ニュートラル状態と解放ニュートラル状態とを切り替えるように構成されている。ニュートラル走行制御部44は、統合制御部46に指令して、電動モードからパラレルモードに変更するとした場合に設定される内燃機関要求トルクを上記のように算出させ、車速、内燃機関要求トルク(変速入力要求トルク)、及びシフト位置に基づいて目標変速段を決定させる。そして、ニュートラル走行制御部44は、目標変速段を復帰時変速段に設定する。
<フローチャート>
次に、ニュートラル走行制御の処理について、図10のフローチャートを参照して説明する。
まず、ニュートラル走行制御部44は、ステップ♯01で、上記のように、ニュートラル走行制御条件が成立しているか否かを判定する。ニュートラル走行制御部44は、ニュートラル走行制御条件が成立した場合(ステップ♯01:Yes)に、係合ニュートラル状態又は解放ニュートラル状態のいずれのニュートラル状態に切り替えるかを判定する(ステップ♯02)。この判定には、上記したように、第一の状態判定方法と第二の状態判定方法とがある。
ニュートラル走行制御部44は、係合ニュートラル状態に切り替えると判定した場合(ステップ♯03:Yes)は、上記のように特定係合装置を係合させ、他の係合装置を解放させる(ステップ♯04)。
一方、ニュートラル走行制御部44は、解放ニュートラル状態に切り替えると判定した場合(ステップ♯03:No)は、上記のように全ての係合装置C1、B1、・・・を解放させる(ステップ♯05)。ニュートラル走行制御部44は、ステップ♯01からステップ♯05までの処理を、ニュートラル走行制御条件が不成立となる(ステップ♯01:No)まで繰り返し行う。
3−4−2−2.ニュートラル走行制御中の油圧制御装置PCの制御
次に、ニュートラル走行制御中の本実施形態に係る油圧制御装置PCの制御について詳細に説明する。
3−4−2−2−1.係合ニュートラル状態
ニュートラル走行制御部44は、係合ニュートラル状態では、複数の係合装置C1、B1、・・・の内、特定係合装置(本例では第二クラッチC2)のみを係合させる。
係合ニュートラル状態における本実施形態に係る油圧制御装置PCの状態を図13に示す。
なお、図12から図17において、太線にされた油路の部分は、油圧源からの油圧が供給されていることを示しており、逆に、細線にされた油路の部分は、油圧源からの油圧が供給されていないことを示している。また、図12から図17において、油路切替弁RLV1、RLV2、・・・の切り替え油路において太線にされている側に油路が切り替わっていることを示す。
ニュートラル走行制御部44は、第二クラッチC2に第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧を供給するために、図8に示すように、係合ニュートラル状態でも通常走行時と同様に、第一指令油圧制御弁S1に電力を供給し(ON)、閉弁させると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給せずに(OFF)、閉弁させるように制御する。
具体的には、第一油路切替弁RLV1は、油路57と油路52に切り替わり、第二油路切替弁RLV2は、油路62に切り替わる。よって、第二変速油圧制御弁SLC2の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路57及び第二油路切替弁RLV2の油路62を介して第二クラッチC2に供給される。
また、第五油路切替弁RLV5は、油圧制御装置PCが正常に機能しなくなる油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁である。本実施形態では、第五油路切替弁RLV5は、油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を第一クラッチC1と第二クラッチC2の間で切り替えるように構成されている。
油圧制御フェール(電力遮断)は、制御装置30と油圧制御装置PCとを接続するコネクタが外れた場合や、制御装置30内における油圧制御装置PCに電力を供給する電源回路に不具合が生じた場合や、制御装置30とバッテリ24との接続が外れた場合などに生じる。
第五油路切替弁RLV5は、係合ニュートラル状態で特定係合装置(第二クラッチC2)に供給された油圧が第一指令油圧として供給されることにより、電力遮断が生じた場合に油圧源の油圧(本例では前進レンジ圧PD)が第二クラッチC2に供給されるように、油路76に切り替わる。
本実施形態では、前進レンジ圧PDが、第五油路切替弁RLV5の油路76を介して第一油路切替弁RLV1の油路59の入力ポートに供給される。油路59は、第二クラッチC2側の電源遮断時用の油路である。
係合ニュートラル状態で、油圧制御フェール(電力遮断)が生じると、油圧制御装置PCは、図14に示す状態になる。
電力遮断状態では、図8に示すように、第一指令油圧制御弁S1に電力が供給されずに(OFF)、開弁すると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力が供給されずに(OFF)、閉弁する。これにより、第一油路切替弁RLV1は、油路54と油路59に切り替わり、第二油路切替弁RLV2は、油路62のままに維持される。
また、変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・に電力が供給されずに、ノーマルクローズ(Normal Close)型の第一変速油圧制御弁SLC1及び第四変速油圧制御弁SLB1が閉弁して油圧源の油圧を出力しないと共に、ノーマルオープン(Normal Open)型の第二変速油圧制御弁SLC2及び第三変速油圧制御弁SLC3が開弁して油圧源の油圧を出力する。
よって、電力遮断前に、第一油路切替弁RLV1の油路59の入力ポートに供給されていた前進レンジ圧PDが、第一油路切替弁RLV1の油路59及び第二油路切替弁RLV2の油路62を介して第二クラッチC2に供給され、第二クラッチC2が電力遮断前と同様に係合される。また、第三変速油圧制御弁SLC3の出力油圧が第三クラッチC3に供給され、第三クラッチC3が係合される。よって、係合ニュートラル状態で電力遮断が生じると、第二クラッチC2及び第三クラッチC3の係合により第五段(5th)が形成される。
よって、基本的に低変速比段である場合に判定される係合ニュートラル状態では、油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に、低変速比段の一つである第五段を形成することができる。
なお、電力遮断が生じると、油圧制御装置PCの油圧源は、図12に示す状態になる。ライン油圧制御弁SLTに電力が供給されずに、ノーマルオープン(Normal Open)型のライン油圧制御弁SLTが開弁して油圧源の油圧を出力する。ライン油圧制御弁SLTには、内燃機関ENGの回転駆動により吐出された機械式ポンプMPの油圧が供給される。ライン油圧制御弁SLTから出力される指令油圧は、その出力可能な範囲における最大の圧力になり、第一調整弁PV及び第二調整弁SVが調圧するライン圧PL及び第二ライン圧PL2も、それぞれの出力可能な範囲における最大の圧力になる。このため、電力遮断状態でも、ライン圧PLは、シフト位置がDレンジである場合は、前進レンジ圧PDとして供給される。また、ライン圧PLの供給を受けて生成されるモジュレータ油圧PMODは、正常状態と同様の油圧となる。
3−4−2−2−2.解放ニュートラル状態
ニュートラル走行制御部44は、解放ニュートラル状態では、複数の係合装置C1、B1、・・・の全てを解放させる。
<比較例>
まず、図15を参照して、本実施形態の比較例の課題を説明する。
図15に示す比較例では、本実施形態とは異なり、解放ニュートラル状態で、解放ニュートラル状態と判定される高変速比段の共通係合装置である第一クラッチC1が係合されるように構成されている。このため、係合ニュートラル状態と同様に、第一指令油圧制御弁S1に電力を供給し(ON)、閉弁させると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給せずに(OFF)、閉弁させている。そして、第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧が、第一油路切替弁RLV1の油路52を介して第一クラッチC1に供給されている。
また、電力遮断時のために設けられた第五油路切替弁RLV5は、第一クラッチC1に供給される油圧により油路77に切り換わり、前進レンジ圧PDが、第五油路切替弁RLV5の油路77を介して第一油路切替弁RLV1の油路54の入力ポートに供給される。
よって、比較例の場合は、係合ニュートラル状態の場合と同様に、電力遮断が生じても、電力遮断前に第一油路切替弁RLV1の油路54の入力ポートに供給されていた前進レンジ圧PDが、第一油路切替弁RLV1の油路54を介して第一クラッチC1に供給され、第一クラッチC1を電力遮断前と同様に係合させることができる。
<第二指令油圧制御弁S2の使用>
しかし、本実施形態に係る解放ニュートラル状態では、図16に示すように、第一クラッチC1に油圧を供給しないため、比較例のように、第五油路切替弁RLV5に第一変速油圧制御弁SLC1の出力油圧を第三指令油圧として供給することができない。
このため、油圧制御装置PCは、フェール用油圧切替弁である第五油路切替弁RLV5に、第二指令油圧として供給する油圧を制御する第二指令油圧制御弁S2を備えている。本実施形態では、図8を参照して説明したように、第二指令油圧制御弁S2は、エンジンブレーキを行うときにワンウェイクラッチFの代わりに第二ブレーキB2を係合して第一段を形成するため、又は前進中にRレンジにされたときに後進段を形成しないようにするため、従来から備えられている。本実施形態では、第二指令油圧制御弁S2の出力油圧を、第五油路切替弁RLV5の第二指令油圧として供給するために、油圧制御装置PCには、第二指令油圧制御弁S2と第五油路切替弁RLV5とを接続する新たな油路80が備えられている。よって、本実施形態では、従来制御に用いる第二指令油圧制御弁S2を流用しているため、解放ニュートラル状態のための専用の油圧制御弁を新たに備える必要がない。
ニュートラル走行制御部44は、解放ニュートラル状態で、第二指令油圧制御弁S2を制御して第五油路切替弁RLV5に第二指令油圧を供給させる。本実施形態では、図8に示すように、ニュートラル走行制御部44は、解放ニュートラル状態で、係合ニュートラル状態と同様に第一指令油圧制御弁S1に電力を供給し(ON)、閉弁させるが、係合ニュートラル状態と異なり、第二指令油圧制御弁S2に電力を供給し(ON)、開弁させるように制御する。第二指令油圧制御弁S2は、油圧源の油圧(本例ではモジュレータ油圧PMOD)に応じた油圧を出力し、第二指令油圧として第五油路切替弁RLV5に供給する。
第五油路切替弁RLV5は、第二指令油圧制御弁S2から第二指令油圧が供給されることにより、油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に油圧源の油圧が特定係合装置以外の1つの係合装置に供給されるように、油路77に切り替わる。本実施形態では、特定係合装置以外の1つの係合装置は、高変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置とされる。本例では、特定係合装置以外の1つの係合装置は、高変速比段と判定される複数の復帰時変速段である第一段1st、第二段2nd、及び第三段3rdにおいて共通して係合される第一クラッチC1とされる。
本実施形態では、前進レンジ圧PDが、第五油路切替弁RLV5の油路77を介して第一油路切替弁RLV1の油路54の入力ポートに供給される。油路54は、第一クラッチC1側の電源遮断時用の油路である。
解放ニュートラル状態で、油圧制御フェール(電力遮断)が生じると、油圧制御装置PCは、図17に示す状態になる。
電力遮断状態では、図8に示すように、第一指令油圧制御弁S1に電力が供給されずに(OFF)、開弁すると共に、第二指令油圧制御弁S2に電力が供給されずに(OFF)、閉弁する。これにより、第一油路切替弁RLV1は、油路54と油路59に切り替わる。
また、変速油圧制御弁SLC1、SLC2、・・・に電力が供給されずに、ノーマルクローズ(Normal Close)型の第一変速油圧制御弁SLC1及び第四変速油圧制御弁SLB1が閉弁して油圧源の油圧を出力しないと共に、ノーマルオープン(Normal Open)型の第二変速油圧制御弁SLC2及び第三変速油圧制御弁SLC3が開弁して油圧源の油圧を出力する。
よって、電力遮断前に、第一油路切替弁RLV1の油路54の入力ポートに供給されていた前進レンジ圧PDが、第一油路切替弁RLV1の油路54を介して第一クラッチC1に供給され、第一クラッチC1が電力遮断前と同様に係合される。また、第三変速油圧制御弁SLC3の出力油圧が第三クラッチC3に供給され、第三クラッチC3が係合される。よって、係合ニュートラル状態で電力遮断が生じると、第一クラッチC1及び第三クラッチC3の係合により第三段(3rd)が形成される。
なお、電力遮断状態になると、第五油路切替弁RLV5の第二指令油圧に、第二指令油圧制御弁S2の出力油圧が供給されなくなるが、代わりに、第五油路切替弁RLV5の第三指令油圧に、第一クラッチC1に供給される前進レンジ圧PDが供給されるようになり、第五油路切替弁RLV5は、油路77に切り換わった状態に維持される。なお、第二指令油圧から第三指令油圧への切り替わりは、第五油路切替弁RLV5の第一出力油路53や油路80などに取り付けられたアキュムレータにより円滑に行われる。
よって、全ての係合装置C1、B1、・・・が解放される解放ニュートラル状態においても、第一指令油圧制御弁S1の出力油圧を、第五油路切替弁RLV5の第二指令油圧として供給することにより、油圧制御フェール(電力遮断)が生じた場合に、解放ニュートラル状態に係る高変速比段の一つである第三段を形成することができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態においては、変速装置TMは後輪に駆動連結され、回転電機MGは前輪に駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速装置TMは前輪に駆動連結され、回転電機MGは後輪に駆動連結されてもよい。或いは、回転電機MGは、変速装置TMが駆動連結される前輪又は後輪と同じ車輪に駆動連結されてもよい。この場合において、回転電機MGは、変速装置TMの出力ギヤOと車輪Wとの間の動力伝達経路を構成するいずれかの回転部材に駆動連結されるとよい。
(2)上記の実施形態においては、変速装置TMの入力軸Iに、第一駆動力源として内燃機関ENGが駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速装置TMの入力軸Iに、第一駆動力源として内燃機関ENG及び回転電機が駆動連結されてもよく、第一駆動力源として内燃機関ENGに代えて回転電機が駆動連結されてもよい。これらの場合は、第二駆動力源が備えられていなくてもよい。
(3)変速装置TMを介して車輪Wに駆動連結される第一駆動力源(内燃機関ENG)が備えられ、変速装置TMを介さずに車輪Wに駆動連結される第二駆動力源(回転電機MG)が備えられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一駆動力源が備えられているが、第二駆動力源が備えられていない構成としてもよい。
(4)上記の実施形態に係る第一の状態判定方法においては、ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、高変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、低変速比段である場合に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、低変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、高変速比段である場合に、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されていてもよい。この場合は、特定変速段は、高変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置(上記の例では、第一クラッチC1)とされるとよい。また、第二指令油圧制御弁S2の出力油圧は、第五油路切替弁RLV5において、上記の実施形態とは逆側である第二クラッチC2への供給油圧が供給される側と同じ側に第二指令油圧として供給される。
(5)上記の実施形態に係る第二の状態判定方法においては、ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、低車速域でかつ高変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、解放ニュートラル状態に切り替えると判定する場合以外で、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ニュートラル走行制御部44は、判定結果が、高車速域でかつ低変速比段である場合に、解放ニュートラル状態に切り替えると判定し、解放ニュートラル状態に切り替えると判定する場合以外で、係合ニュートラル状態に切り替えると判定するように構成されてもよい。この場合は、特定変速段は、高変速比段と判定される複数の復帰時変速段において共通して係合される係合装置(上記の例では、第一クラッチC1)とされるとよい。また、第二指令油圧制御弁S2の出力油圧は、第五油路切替弁RLV5において、上記の実施形態とは逆側である第二クラッチC2への供給油圧が供給される側と同じ側に第二指令油圧として供給される。
(6)上記の実施形態においては、図4に示すように、2つの係合装置が係合されることにより、各変速段が形成される変速装置TMを例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、2つ以上又は1つの係合装置が係合されることにより、各変速段が形成される変速装置TMが用いられてもよい。例えば、図18及び図19に示す変速装置TMであってもよい。具体的には、変速装置TMは変速比の異なる八つの変速段(第一段(1st)、第二段、(2nd)第三段(3rd)、第四段(4th)、第五段(5th)、第六段(6th)、第七段(7th)、及び第八段(8th))を前進段として備えている。これらの変速段を構成するため、変速装置TMは、第零遊星歯車装置P0、第一遊星歯車装置P1、第二遊星歯車装置P2、及び第三遊星歯車装置P3を備えてなる歯車機構と、八つの係合装置C1、C2、C3、B1、B2、B3、B4、Fと、を備えて構成されている。ワンウェイクラッチFを除く、これら複数の係合装置C1、B1、・・・の係合及び解放を制御して、各遊星歯車装置の回転要素の回転状態を切り替え、複数の係合装置C1、B1、・・・の中のいずれか三つを選択的に係合することにより、八つの変速段が切り替えられる。なお、変速装置TMは、上記八つの変速段のほかに、二つの後進変速段(第一後進段(Rev1)及び第二後進段(Rev2))も備えている。この変速装置TMの場合でも、ニュートラル走行制御部44は、係合ニュートラル状態で、複数の係合装置C1、B1、・・・の1つ又は2つである特定係合装置を係合状態とし、解放ニュートラル状態で、複数の係合装置C1、B1、・・・の全てを解放状態とするように構成される。
(7)上記の実施形態においては、内燃機関ENGと変速装置TMとの間に、トルクコンバータTCが備えられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、内燃機関ENGと変速装置TMとの間に、トルクコンバータTCが備えられていない、又はトルクコンバータTCの代わりにクラッチが備えられてもよい。
(8)上記の実施形態においては、変速装置TMの係合装置C1、B1、・・・それぞれの係合・解放状態を制御するためのアクチュエータとしてリニアソレノイド弁SLC1、SLB1、・・・が備えられ、各アクチュエータに供給される信号値が電流値である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、リニアソレノイド弁以外のアクチュエータ、例えば、Dutyソレノイド弁などが備えられてもよく、電流値以外の信号値、例えば、ソレノイド弁をオンオフするDuty比が変化するDuty信号値であってもよい。
また、変速装置TMの係合装置C1、B1・・・は、摩擦係合装置以外の係合装置、例えば、噛み合いクラッチ(ドグクラッチ)であってもよい。
また、変速装置TMの係合装置C1、B1・・・は、油圧以外の駆動力、例えば、電磁石の駆動力、サーボモータの駆動力など、により制御される係合装置であってもよく、アクチュエータとして、電磁石、モータなどが用いられてもよい。
(9)上記の実施形態において、制御装置30は、複数の制御ユニット32〜34を備え、これら複数の制御ユニット32〜34が分担して複数の機能部41〜46を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、制御装置30は、上述した複数の制御ユニット32〜34を任意の組み合わせで統合又は分離した制御装置として備えるようにしてもよく、複数の機能部41〜46の分担も任意に設定することができる。
(10)上記の実施形態において、第二指令油圧制御弁S2が、本発明に係る「油圧制御弁」として流用されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。第二指令油圧制御弁S2とは異なる新たな油圧制御弁が備えられ、本発明に係る「油圧制御弁」として用いられてもよい。
本発明は、駆動力源と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、複数の係合装置を備えると共に当該複数の係合装置の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される変速装置が設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に好適に利用することができる。
1 :車両用駆動装置
5 :車両
23 :電動モータ
30 :制御装置
43 :変速制御部
44 :ニュートラル走行制御部
46 :統合制御部
B1 :第一ブレーキ
B2 :第二ブレーキ
C1 :第一クラッチ
C2 :第二クラッチ
C3 :第三クラッチ
ENG :内燃機関(駆動力源)
EP :電動ポンプ
F :ワンウェイクラッチ
I :入力軸(入力部材)
LC :ロックアップクラッチ
MDV :モジュレータ弁
MG :回転電機
MNV :マニュアル弁
MP :機械式ポンプ
O :出力ギヤ(出力部材)
PC :油圧制御装置
PD :前進レンジ圧
PL :ライン圧
PL2 :第二ライン圧
PMOD :モジュレータ油圧
PREV :後進レンジ圧
PV :第一調整弁
SV :第二調整弁
RLV1 :第一油路切替弁
RLV2 :第二油路切替弁
RLV3 :第三油路切替弁
RLV4 :第四油路切替弁
RLV5 :第五油路切替弁(フェール用油路切替弁)
S1 :第一指令油圧制御弁
S2 :第二指令油圧制御弁(油圧制御弁)
SL :シフトレバー
SLC1 :第一変速油圧制御弁
SLC2 :第二変速油圧制御弁
SLC3 :第三変速油圧制御弁
SLB1 :第四変速油圧制御弁
SLT :ライン油圧制御弁
TC :トルクコンバータ
TM :変速装置
W :車輪

Claims (7)

  1. 駆動力源と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、複数の係合装置を備えると共に当該複数の係合装置の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される変速装置が設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
    前記車輪の回転中に、前記変速装置を動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部を備え、
    前記ニュートラル走行制御部は、前記ニュートラル走行制御中に、少なくとも車速に基づいて、前記複数の係合装置の1つである特定係合装置を係合状態として前記変速装置を動力の伝達を行わない状態とする係合ニュートラル状態と、前記複数の係合装置の全てを解放状態として前記変速装置を動力の伝達を行わない状態とする解放ニュートラル状態と、を切り替える車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記ニュートラル走行制御部は、現時点で前記ニュートラル状態から前記変速装置に変速段を形成させる通常変速状態に復帰するとした場合に形成する変速段として少なくとも前記車速に基づいて決定される復帰時変速段に基づいて、前記係合ニュートラル状態と、前記解放ニュートラル状態と、を切り替える請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記ニュートラル走行制御部は、前記車速が、予め定められた低車速域であるか、当該低車速域よりも高い車速域である高車速域であるかを判定すると共に、前記復帰時変速段が、予め定められた単数又は複数の変速段である高変速比段であるか、当該高変速比段よりも変速比が低い単数又は複数の変速段である低変速比段であるかを判定し、
    前記低車速域でかつ前記高変速比段である場合又は前記高車速域でかつ前記低変速比段である場合のいずれかで、前記解放ニュートラル状態とし、
    前記解放ニュートラル状態とする場合以外で、前記係合ニュートラル状態とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記特定係合装置は、前記低変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段、又は前記高変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段において共通して係合される係合装置である請求項3に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記車両用駆動装置は、前記駆動力源を第一駆動力源とし、前記変速装置を介さずに車輪に駆動連結された第二駆動力源としての回転電機を備え、
    前記ニュートラル走行制御部は、前記車速が、予め定められた低車速域であるか、当該低車速域よりも高い車速域である高車速域であるかを判定すると共に、前記復帰時変速段が、予め定められた単数又は複数の変速段である高変速比段であるか、当該高変速比段よりも変速比が低い単数又は複数の変速段である低変速比段であるかを判定し、
    前記第一駆動力源の駆動力を用いず、前記回転電機の駆動力を用いて前記車輪を回転させている状態であって、少なくとも前記高車速域でかつ前記低変速比段である場合に、前記係合ニュートラル状態とし、
    前記特定係合装置は、前記低変速比段と判定される複数の前記復帰時変速段において共通して係合される係合装置である請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記複数の係合装置に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、
    前記油圧制御装置が正常に機能しなくなる油圧制御フェールが生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁と、を更に備え、
    前記フェール用油路切替弁は、前記係合ニュートラル状態で前記特定係合装置に供給された油圧が第一指令油圧として供給されることにより、前記油圧制御フェールが生じた場合に前記油圧源の油圧が前記特定係合装置に供給されるように、油路が切り替わる請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  7. 前記複数の係合装置に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、
    前記油圧制御装置が正常に機能しなくなる油圧制御フェールが生じた場合に、油圧源の油圧を供給する係合装置を切り替えるフェール用油路切替弁と、
    前記フェール用油路切替弁に、第二指令油圧として供給する油圧を制御する油圧制御弁と、更に備え、
    前記ニュートラル走行制御部は、前記解放ニュートラル状態で、前記油圧制御弁を制御して前記フェール用油路切替弁に前記第二指令油圧を供給させ、
    前記フェール用油路切替弁は、前記油圧制御弁から前記第二指令油圧が供給されることにより、前記油圧制御フェールが生じた場合に前記油圧源の油圧が前記特定係合装置以外の1つの前記係合装置に供給されるように、油路が切り替わる請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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