JP6493517B2 - 電動車両の発進制御装置 - Google Patents
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Description
この電動車両において、係合クラッチのうち、発進要求があったときに噛み合い締結されるクラッチを発進用クラッチというとき、車両が停止したときに発進用クラッチが締結されていると、車両停止状態を含めて次に発進するまで発進用クラッチの締結を維持する発進コントローラを設ける。
変速機は、発進用クラッチが締結される発進変速段として、第1発進用クラッチが締結される1速段と、第2発進用クラッチが締結される2速段を有する。
発進コントローラは、車両停止前の減速中に2速段から1速段へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に1速段へのダウン変速が完了しているとき、車両停止状態で走行レンジからパーキングレンジやニュートラルレンジへセレクト操作されると、次に走行レンジが選択されるまでダウン変速後の1速段を維持する。
車両停止前の減速中に2速段から1速段へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に1速段へのダウン変速が完了していないとき、ダウン変速前の2速段に戻し、車両停止状態で走行レンジからパーキングレンジやニュートラルレンジへセレクト操作されると、次に走行レンジが選択されるまで戻した2速段を維持する。
即ち、発進用クラッチが係合クラッチの場合は、歯の頂面同士の位相が合っていると、締結方向にストロークできず、位相をずらしてから締結させる必要があり時間を要する。
これに対し、発進用クラッチが予め締結されていることで、車両停止状態から発進要求があった場合、噛み合い締結される発進用クラッチの締結動作が不要となり、発進ショックが抑えられると共に、発進要求から車両発進までに要する時間が短縮される。
この結果、発進要求があった場合、発進ショックを抑えながら、発進要求に対し応答の良い車両発進を達成することができる。
加えて、車両停止時に1速段へのダウン変速が完了しているとき、次の発進要求に対して発進駆動性能が高い1速段による発進を確保することができる。そして、車両停止時に1速段へのダウン変速が完了していないとき、次の発進要求に対して2速段による発進を確保することができる。
実施例1の発進制御装置は、駆動系構成要素として、1つのエンジンと、2つのモータジェネレータと、3つの係合クラッチを有する多段歯車変速機と、を備えたハイブリッド車両(電動車両の一例)に適用したものである。以下、実施例1におけるハイブリッド車両の発進制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系構成」、「変速パターン構成」、「発進制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の発進制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系及び制御系を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
前記第5軸15は、変速機ケース10に両端が支持された軸であり、第4軸14の第11歯車111と噛み合う第14歯車114が一体(一体化固定を含む)に設けられる。
前記第6軸16は、第2モータジェネレータMG2が連結される軸であり、第5軸15の第14歯車114と噛み合う第15歯車115が一体(一体化固定を含む)に設けられる。
そして、第2モータジェネレータMG2と内燃機関ICEは、互いに噛み合う第15歯車115、第14歯車114、第11歯車111、第1歯車101により構成されるギヤ列により機械的に連結されている。このギヤ列は、第2モータジェネレータMG2による内燃機関ICEのMG2始動時、MG2回転数を減速する減速ギヤ列となり、内燃機関ICEの駆動で第2モータジェネレータMG2を発電するMG2発電時、機関回転数を増速する増速ギヤ列となる。
実施例1の多段歯車変速機1は、変速要素として、噛み合い締結による係合クラッチC1,C2,C3(ドグクラッチ)を採用することにより引き摺りを低減することで効率化を図った点を特徴とする。そして、係合クラッチC1,C2,C3のいずれかを噛み合い締結させる変速要求があると、クラッチ入出力の差回転数を、第1モータジェネレータMG1(係合クラッチC3の締結時)又は第2モータジェネレータMG2(係合クラッチC1,C2の締結時)により回転同期させ、同期判定回転数範囲内になると噛み合いストロークを開始することで実現している。又、締結されている係合クラッチC1,C2,C3のいずれかを解放させる変速要求があると、解放クラッチのクラッチ伝達トルクを低下させ、解放トルク判定値以下になると解放ストロークを開始することで実現している。以下、図2に基づき、多段歯車変速機1の変速制御系構成を説明する。
実施例1の多段歯車変速機1は、流体継手などの回転差吸収要素を持たないことで動力伝達損失を低減すると共に、内燃機関ICEをモータアシストすることでICE変速段を減らし、コンパクト化(EV変速段:1-2速、ICE変速段:1-4速)を図った点を特徴とする。以下、図3及び図4に基づき、多段歯車変速機1の変速パターン構成を説明する。
図5は、実施例1の変速機コントロールユニット23(発進コントローラ)で実行される発進制御処理の流れを示す。以下、発進制御処理構成の一例をあらわす図5の各ステップについて説明する。この処理において、第1係合クラッチC1及び第2係合クラッチC2が共に「N」で、第3係合クラッチC3が「Right」のときの「EV2nd ICE-」の変速パターンを、以下「EV2nd」という。また、第1係合クラッチC1及び第2係合クラッチC2が共に「N」で、第3係合クラッチC3が「Left」のときの「EV1st ICE-」の変速パターンを、以下「EV1st」という。
ここで、「EV2nd」による変速パターンは、第1スリーブ位置センサ81及び第2スリーブ位置センサ82からのセンサ信号が「N」の位置を示し、第3スリーブ位置センサ83からのセンサ信号が「Right」の位置を示すことで判断する。
ここで、減速開始は、車速の低下やアクセル足離し操作やブレーキ踏み込み操作などにより判断する。
ここで、EV2nd→EV1stダウン変速開始は、「EV2nd」から「EV1st」へと変速パターンを切り替える変速要求の有無により判断する。
ここで、車両停止状態は、車速センサ71からの車速信号が車両停止状態を示すことにより判断する。
ここで、「EV1st」へのダウン変速完了は、第1スリーブ位置センサ81及び第2スリーブ位置センサ82からのセンサ信号が「N」の位置を示し、第3スリーブ位置センサ83からのセンサ信号が「Left」の位置を示すことで判断する。そして、第3スリーブ位置センサ83からのセンサ信号が「Left」の位置に到達していない場合は、「EV1st」への変速未完了であると判断する。
ここで、「Dレンジ」から「Pレンジ」又は「Nレンジ」へのセレクト操作は、インヒビタースイッチ77からのスイッチ信号により判断する。
ここで、「EV1st」を維持するとは、第1係合クラッチC1及び第2係合クラッチC2を共に「N」位置とし、第3係合クラッチC3を「Left」位置とする状態を保つことをいう。
ここで、「Pレンジ」又は「Nレンジ」から「Dレンジ」へのセレクト操作は、インヒビタースイッチ77からのスイッチ信号により判断する。
つまり、第3スリーブ位置センサ83からのセンサ信号が「Left」の位置に到達していない場合は、カップリングスリーブ53を車両停止判断時の位置から「Right」の位置まで逆方向に戻す。
ここで、「Dレンジ」から「Pレンジ」又は「Nレンジ」へのセレクト操作は、インヒビタースイッチ77からのスイッチ信号により判断する。
ここで、「EV2nd」を維持するとは、第1係合クラッチC1及び第2係合クラッチC2を共に「N」位置とし、第3係合クラッチC3を「Right」位置とする状態を保つことをいう。
ここで、「Pレンジ」又は「Nレンジ」から「Dレンジ」へのセレクト操作は、インヒビタースイッチ77からのスイッチ信号により判断する。
実施例1のハイブリッド車両の発進制御装置における作用を、「発進制御処理作用」、「発進制御作用」、「発進制御の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図5に示すフローチャートに基づき、「EV2nd」の変速パターンによるEV走行状態で減速及び変速を開始して車両停止し、車両停止状態からEV発進するときの発進制御処理作用を説明する。
以下、図6〜図9に基づき、「EV2nd」から「EV1st」へと変速パターンを切り替えるダウン変速を伴う発進制御作用を説明する。
「EV2nd」の変速パターンでは、第1係合クラッチC1が「N」位置であり、第2係合クラッチC2が「N」位置であり、第3係合クラッチC3が「Right」位置である。従って、MG1トルクは、第1モータジェネレータMG1から第2軸12→第4歯車104→第9歯車109→第3軸13→第7歯車107→第16歯車116→デファレンシャル歯車17→ドライブ軸18→駆動輪19へと流れる。
「EV1st」の変速パターンでは、第1係合クラッチC1が「N」位置であり、第2係合クラッチC2が「N」位置であり、第3係合クラッチC3が「Left」位置である。従って、MG1トルクは、第1モータジェネレータMG1から第2軸12→第5歯車105→第10歯車110→第3軸13→第7歯車107→第16歯車116→デファレンシャル歯車17→ドライブ軸18→駆動輪19へと流れる。
実施例1では、車両が停止したときに第3係合クラッチC3が締結されていると、車両停止状態を含めて次に発進するまで第3係合クラッチC3の締結を維持する構成とした。
これに対し、第3係合クラッチC3が予め締結されていることで、車両停止状態から発進要求があった場合、噛み合い締結される第3係合クラッチC3の締結動作が不要となる。従って、発進ショックが抑えられると共に、発進要求から車両発進までに要する時間が短縮される。つまり、素早い発進要求があった場合にも、これに対応する素早い発進応答が確保される。
これに対し、車両が停止したときに締結されている第3係合クラッチC3の締結を、車両停止状態を含めて次に発進するまで維持する。このため、勾配路での車両停止状態において、Nレンジを通過する操作やNレンジへセレクトする操作をしても、動力伝達経路が遮断されることなく、車両のずり下がりが防止される。
従って、PレンジやNレンジから素早い発進要求があった場合でも、Dレンジへのセレクト操作から車両発進までの時間が短縮される。
従って、車両停止時に「EV1st」へのダウン変速が完了しているとき、次の発進要求に対して発進駆動性能が高い「EV1st」によるEV発進が確保される。
従って、車両停止時に「EV1st」へのダウン変速が完了していないとき、次の発進要求に対して「EV2nd」によるEV発進が確保される。
従って、信号待ちからの発進時などで、レンジ位置を変更するセレクト操作を行わない素早い発進要求に対し、発進要求操作から再発進までの時間が短縮される。
従って、ハイブリッド車両でEV発進する際、カップリングスリーブ53を共通とする「EV1st」又は「EV2nd」の変速パターンを選択してのEV発進が確保される。
実施例1のハイブリッド車両の発進制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
係合クラッチC1,C2,C3のうち、発進要求があったときに噛み合い締結されるクラッチを発進用クラッチ(第3係合クラッチC3)というとき、車両が停止したときに発進用クラッチ(第3係合クラッチC3)が締結されていると、車両停止状態を含めて次に発進するまで発進用クラッチ(第3係合クラッチC3)の締結を維持する発進コントローラ(変速機コントロールユニット23、図5)を設ける。
このため、発進要求があった場合、発進ショックを抑えながら、発進要求に対し応答の良い車両発進を達成することができる。加えて、勾配路での車両停止状態において、ニュートラルレンジ(Nレンジ)を通過する操作やニュートラルレンジ(Nレンジ)へセレクトする操作をしても、車両のずり下がりを防止することができる。
発進コントローラ(変速機コントロールユニット23、図5)は、車両停止状態で走行レンジ(Dレンジ)からパーキングレンジ(Pレンジ)やニュートラルレンジ(Nレンジ)へセレクト操作されると、次に走行レンジ(Dレンジ)が選択されるまで車両停止したときの発進変速段(「EV1st」、「EV2nd」)を維持する。
このため、(1)の効果に加え、パーキングレンジ(Pレンジ)やニュートラルレンジ(Nレンジ)から素早い発進要求があった場合でも、走行レンジ(Dレンジ)へのセレクト操作から車両発進までの時間を短縮することができる。
発進コントローラ(変速機コントロールユニット23、図5)は、車両停止前の減速中に2速段(「EV2nd」)から1速段(「EV1st」)へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に1速段(「EV1st」)へのダウン変速が完了しているとき、車両停止状態で走行レンジ(Dレンジ)からパーキングレンジ(Pレンジ)やニュートラルレンジ(Nレンジ)へセレクト操作されると、次に走行レンジ(Dレンジ)が選択されるまでダウン変速後の1速段(「EV1st」)を維持する(S5→S6→S7→S8)。
このため、(2)の効果に加え、車両停止時に1速段(「EV1st」)へのダウン変速が完了しているとき、次の発進要求に対して発進駆動性能が高い1速段(「EV1st」)によるEV発進を確保することができる。
発進コントローラ(変速機コントロールユニット23、図5)は、車両停止前の減速中に2速段(「EV2nd」)から1速段(「EV1st」)へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に1速段(「EV1st」)へのダウン変速が完了していないとき、ダウン変速前の2速段(「EV2nd」)に戻し、車両停止状態で走行レンジ(Dレンジ)からパーキングレンジ(Pレンジ)やニュートラルレンジ(Nレンジ)へセレクト操作されると、次に走行レンジ(Dレンジ)が選択されるまで戻した2速段(「EV2nd」)を維持する(S5→S11→S12→S13→S14)。
このため、(2)の効果に加え、車両停止時に1速段(「EV1st」)へのダウン変速が完了していないとき、次の発進要求に対して2速段(「EV2nd」)によるEV発進を確保することができる。
発進コントローラ(変速機コントロールユニット23、図5)は、車両停止状態で走行レンジ(Dレンジ)のままで他のレンジ(P,Nレンジ)へのセレクト操作を行わないと、発進変速段(「EV1st」、「EV2nd」)で再発進する(S6→S10、S12→S16)。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、セレクト操作を行わない素早い発進要求に対し、発進要求操作から再発進までの時間を短縮することができる。
変速機は、ニュートラル位置(N位置)からのカップリングスリーブ53のストローク方向が一方のときEV1速段(「EV1st」)を選択し、他方のときEV2速段(「EV2nd」)を選択する係合クラッチ(第3係合クラッチC3)を有し、回転差吸収要素を持たないことによりEV発進する多段歯車変速機1である。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、ハイブリッド車両でEV発進する際、カップリングスリーブ53を共通とする「EV1st」又は「EV2nd」の変速パターンを選択してのEV発進を確保することができる。
実施例2の発進制御装置は、駆動系構成要素として、1つのモータジェネレータと、1つの係合クラッチを有する2速歯車変速機と、を備えた電気自動車(電動車両の他の一例)に適用したものである。以下、実施例2における電気自動車の発進制御装置の「全体システム構成」を説明する。
図10は、実施例1の発進制御装置が適用された電気自動車の駆動系及び制御系を示す。以下、図10に基づき、全体システム構成を説明する。
(7) 電動車両は、動力源として電動機(モータジェネレータMG)のみを備えた電気自動車であり、
変速機は、ニュートラル位置(N位置)からのカップリングスリーブのストローク方向が一方のときに「ロー変速段」を選択し、他方のときに「ハイ変速段」を選択する係合クラッチCを有する2速歯車変速機1’である。
このため、上記(1)〜(5)の効果に加え、変速機(2速歯車変速機1’)の構成を簡潔としながら、電気自動車で発進する際、カップリングスリーブを共通とする「ロー変速段」又は「ハイ変速段」を選択しての発進を確保することができる。
Claims (4)
- 駆動系に、動力源としての電動機と、前記電動機からの出力を変速して駆動輪へ伝達する変速機と、を備え、前記変速機は、変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する係合クラッチを有する電動車両において、
前記係合クラッチのうち、発進要求があったときに噛み合い締結されるクラッチを発進用クラッチというとき、車両が停止したときに前記発進用クラッチが締結されていると、車両停止状態を含めて次に発進するまで前記発進用クラッチの締結を維持する発進コントローラを設け、
前記変速機は、前記発進用クラッチが締結される発進変速段として、第1発進用クラッチが締結される1速段と、第2発進用クラッチが締結される2速段を有し、
前記発進コントローラは、車両停止前の減速中に前記2速段から前記1速段へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に前記1速段へのダウン変速が完了しているとき、車両停止状態で走行レンジからパーキングレンジやニュートラルレンジへセレクト操作されると、次に走行レンジが選択されるまでダウン変速後の前記1速段を維持し、
車両停止前の減速中に前記2速段から前記1速段へのダウン変速制御が開始され、車両停止時に前記1速段へのダウン変速が完了していないとき、ダウン変速前の前記2速段に戻し、車両停止状態で走行レンジからパーキングレンジやニュートラルレンジへセレクト操作されると、次に走行レンジが選択されるまで戻した前記2速段を維持する
ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。 - 請求項1に記載された電動車両の発進制御装置において、
前記発進コントローラは、車両停止状態で走行レンジのままで他のレンジへのセレクト操作を行わないと、前記発進変速段で再発進する
ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された電動車両の発進制御装置において、
前記電動車両は、動力源として電動機と内燃機関を備えたハイブリッド車両であり、
前記変速機は、ニュートラル位置からのカップリングスリーブのストローク方向が一方のときEV1速段を選択し、他方のときEV2速段を選択する係合クラッチを有し、流体継手を持たないことによりEV発進する多段歯車変速機である
ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された電動車両の発進制御装置において、
前記電動車両は、動力源として電動機のみを備えた電気自動車であり、
前記変速機は、ニュートラル位置からのカップリングスリーブのストローク方向が一方のときにロー変速段を選択し、他方のときにハイ変速段を選択する係合クラッチを有する2速歯車変速機である
ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。
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