JP2001105907A - 車両の後進走行装置 - Google Patents
車両の後進走行装置Info
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Abstract
行をアシストする場合に、低車速でも適用できるように
するとともに駆動力変動を低減する。 【解決手段】 一点鎖線で示すようにキャリア「C」に
連結されたモータジェネレータを逆方向へ回転駆動して
後進走行させるとともに、運転者の要求トルクが大きく
なった場合は、実線で示すようにサンギヤ「S」に連結
されたエンジンを作動させるとともに、リングギヤ
「R」とケースとの間に配設されたブレーキB1をスリ
ップ係合させることにより、エンジントルクTeに応じ
たアシストトルクTe×(1−ρ)/ρをキャリア
「C」に付加する。
Description
に係り、特に、歯車式の合成分配装置を用いて後進走行
させる技術に関するものである。
ンと、(b) 電動モータと、(c) 前記エンジン、前記電動
モータ、および出力部材の間で動力を合成、分配する遊
星歯車装置と、(d) それ等の回転要素の内の所定のもの
を連結、遮断したりケースに連結したりする摩擦係合式
のクラッチやブレーキと、を有するハイブリッド型の車
両が知られている。特開平9−37411号公報に記載
の装置はその一例であり、クラッチやブレーキの作動状
態を切り換えることにより、電動モータを動力源として
走行するモータ走行モードやエンジンを動力源として走
行するエンジン走行モードなどの各種の走行モードが成
立させられるようになっている。
ハイブリッド型の車両において後進走行を行う場合は、
一般に電動モータのみを動力源として走行するようにな
っているため、急坂路などで駆動力が不足する可能性が
あった。特に、蓄電装置の蓄電量SOCが低下した時に
モータトルクが制限される場合には、問題が一層顕著に
なる。
平10−253121号(未公知)には、(a) サンギヤ
にエンジンが連結されるとともにキャリアに電動モータ
が連結されたダブルピニオン型の遊星歯車装置と、(b)
その遊星歯車装置のリングギヤをケースに連結するブレ
ーキと、(c) 前記キャリアを出力部材に連結する第1ク
ラッチと、(d) 前記リングギヤを前記出力部材に連結す
る第2クラッチと、を有するハイブリッド型の車両にお
いて、(e) 第1クラッチを係合させるとともに電動モー
タを逆方向へ回転させて後進走行を行うとともに、必要
に応じてエンジンを作動させるとともにブレーキを係合
させて後進走行をアシストする技術が開示されている。
このようにすれば大きな駆動力が得られるが、ブレーキ
を係合させる際に大きな駆動力変動が生じるとともに、
低車速ではエンジンストールしてしまうため適用できな
い。
もので、その目的とするところは、歯車式の合成分配装
置を用いてエンジンにより後進走行をアシストする場合
に、低車速でも適用できるようにするとともに駆動力変
動を低減することにある。
めに、第1発明は、第3回転要素の回転停止時には互い
に逆方向へ回転させられる関係にある第1回転要素およ
び第2回転要素にそれぞれ走行用の動力源および出力部
材が連結された歯車式の合成分配装置と、前記第3回転
要素をケースに連結するブレーキと、を有する車両にお
いて、(a) 前記ブレーキはスリップ係合可能な摩擦係合
式のもので、(b) 前記動力源を作動させて前記第1回転
要素を正方向へ回転させるとともに、その第1回転要素
の回転に伴って前記第3回転要素が正方向へ回転させら
れている状態で、前記ブレーキをスリップ係合させてそ
の第3回転要素の回転を制限することにより、前記第2
回転要素に逆方向の回転力を作用させて車両を後進走行
させるフリクション後進手段を有する、ことを特徴とす
る。
料の燃焼で動力を発生するエンジンおよび電動モータを
備えているとともに、(b) 第3回転要素の回転停止時に
は互いに逆方向へ回転させられる関係にある第1回転要
素および第2回転要素にそれぞれ前記エンジンおよび前
記電動モータが連結された歯車式の合成分配装置と、
(c) 前記第3回転要素をケースに連結するブレーキと、
(d) 前記第2回転要素に連結された出力部材と、を有す
るハイブリッド型の車両において、(e) 前記ブレーキは
スリップ係合可能な摩擦係合式のもので、(f) 前記ブレ
ーキを開放した状態で前記電動モータを逆方向へ回転駆
動して前記第2回転要素を逆回転させることにより車両
を後進走行させるモータ後進手段と、(g) そのモータ後
進手段による後進走行時に、前記エンジンを作動させて
前記第1回転要素を正方向へ回転させるとともに、その
第1回転要素の回転に伴って前記第3回転要素が正方向
へ回転させられている状態で、前記ブレーキをスリップ
係合させてその第3回転要素の回転を制限することによ
り、前記第2回転要素に逆方向の回転力を作用させて前
記後進走行をアシストする後進アシスト手段と、を有す
ることを特徴とする。
置において、前記電動モータに電気エネルギーを供給す
る蓄電装置の蓄電量に応じて、その蓄電量が少ない程そ
の電動モータの作動を制限して前記後進アシスト手段の
実行頻度が高くなるようにするアシスト実行制御手段を
有することを特徴とする。
の車両の後進走行装置において、前記後進アシスト手段
は、運転者の要求トルクから前記電動モータのトルクを
差し引いた不足トルクに応じて前記ブレーキの係合トル
クを制御する一方、エンジン回転速度が所定の目標値に
なるように前記エンジンのトルクをフィードバック制御
するものであることを特徴とする。
の車両の後進走行装置において、前記車両は、(a) 走行
用の動力源として、燃料の燃焼で動力を発生するエンジ
ンおよび電動モータを備えているとともに、(b) 前記第
1回転要素としてのサンギヤに前記エンジンが連結さ
れ、前記第2回転要素としてのキャリアに前記電動モー
タが連結されている、前記合成分配装置としてのダブル
ピニオン型の遊星歯車装置と、(c) その遊星歯車装置の
前記第3回転要素としてのリングギヤをケースに連結す
る前記ブレーキと、(d) 前記キャリアを出力部材に連結
する第1クラッチと、(e) 前記リングギヤを前記出力部
材に連結する第2クラッチと、を有するハイブリッド型
のものであることを特徴とする。
回転要素を正方向へ回転させるとともに、その第1回転
要素の回転に伴って第3回転要素が正方向へ回転させら
れている状態で、ブレーキをスリップ係合させてその第
3回転要素の回転を制限することにより、第2回転要素
に逆方向の回転力を作用させて車両を後進走行させるた
め、動力源としてエンジン等を用いることにより大きな
駆動力で車両を後進走行させることができる。また、ブ
レーキをスリップ係合させるため、大きな駆動力変動が
抑制されるとともに、動力源としてエンジンを用いた場
合でも、エンジン回転速度を所定値以上に保持しながら
低車速から適用できる。
電動モータを逆方向へ回転駆動して車両を後進走行させ
ることができるとともに、その後進走行の状態で、後進
アシスト手段によりエンジンを作動させて第1回転要素
を正方向へ回転させるとともに、その第1回転要素の回
転に伴って前記第3回転要素が正方向へ回転させられて
いる状態で、ブレーキをスリップ係合させてその第3回
転要素の回転を制限することにより、第2回転要素に逆
方向の回転力が作用して後進走行がアシストされるた
め、エンジンおよび電動モータの両方で大きな駆動力が
得られる。また、ブレーキをスリップ係合させるため、
アシストが行われる際の急な駆動力変動が抑制されると
ともに、エンジン回転速度を所定値以上に保持しながら
低車速からアシストを行うことができる。
施態様に相当し、後進アシスト手段は第1発明のフリク
ション後進手段の一実施態様である。
ーを供給する蓄電装置の蓄電量に応じて、その蓄電量が
少ない程電動モータの作動を制限して前記後進アシスト
手段の実行頻度が高くされるため、電気エネルギーの有
効利用が可能となる。すなわち、蓄電量が多い場合は、
エンジンを用いた後進アシスト手段の実行頻度が低いた
め、モータ後進手段による後進走行で電動モータによっ
て電気ネルギーが良好に消費される一方、蓄電量が少な
い場合は、電動モータの作動が制限されるとともにエン
ジンを用いた後進アシスト手段の実行頻度が高くなるた
め、必要な駆動力を確保しつつ電気エネルギーの消費が
抑制され、蓄電装置の蓄電量が効率の良い所定の範囲内
に良好に維持されるのである。
動モータのトルクを差し引いた不足トルクに応じてブレ
ーキの係合トルクを制御する一方、エンジン回転速度が
所定の目標値になるようにエンジンのトルクをフィード
バック制御するため、エンジンおよび電動モータの双方
によって運転者の所望する要求トルクを高い精度で発生
させつつ、エンジン回転速度を所定の目標値に保持でき
る。
ングルピニオン型またはダブルピニオン型の遊星歯車装
置や傘歯車式の差動装置である。スリップ係合可能な摩
擦係合式のブレーキは、油圧アクチュエータによって摩
擦係合させられる単板式、多板式等の油圧式摩擦ブレー
キが好適に用いられるが、電磁ブレーキなどを用いるこ
ともできる。第2回転要素と出力部材との間などに、必
要に応じてクラッチや他のブレーキを追加して設けるこ
とも可能である。
動力を発生するエンジンが好適に用いられるが、電動モ
ータなどの他の動力源を採用することもできる。第1発
明では、第2発明に記載のようにブレーキを開放して電
動モータのみで後進走行するモータ後進手段は必須要件
でない。第2発明の電動モータとしては、ジェネレータ
としての機能も有するモータジェネレータが好適に用い
られる。
転者の要求トルクから前記電動モータのトルクを差し引
いた不足トルクが、前記ブレーキのスリップ係合に基づ
いて前記第2回転要素に作用するように、前記合成分配
装置のギヤ比を考慮してそのブレーキの係合トルクを制
御する一方、エンジン回転速度が所定の目標値になるよ
うに前記エンジンのトルクをフィードバック制御するよ
うに構成される。エンジンのフィードバック制御では、
ブレーキの係合トルクのエンジン分担分、すなわち合成
分配装置のギヤ比を考慮したトルクをフィードフォワー
ド項とすることが望ましい。
ック制御するようになっているが、第2発明の後進アシ
スト手段としては、例えば運転者の要求トルクから前記
電動モータのトルクを差し引いた不足トルクに応じて前
記エンジンのトルクを制御するとともに、該エンジンの
回転速度が所定の目標値になるように前記ブレーキの係
合トルクをフィードバック制御するように構成すること
もできる。すなわち、運転者の要求トルクから前記電動
モータのトルクを差し引いた不足トルクが、前記ブレー
キのスリップ係合に基づいて前記第2回転要素に作用す
るように、前記合成分配装置のギヤ比を考慮して前記エ
ンジンのトルクを制御する一方、そのエンジンの回転速
度が所定の目標値になるように前記ブレーキの係合トル
クをフィードバック制御するのである。ブレーキのフィ
ードバック制御では、エンジンのトルクのブレーキ分担
分、すなわち合成分配装置のギヤ比を考慮したトルクを
フィードフォワード項とすることが望ましい。
進手段による後進走行時にエンジンを作動させてアシス
トするものであるが、必ずしも電動モータを最大トルク
で作動させる必要はなく、運転者の要求トルクに対する
電動モータおよびエンジンの負担割合や電動モータの負
担量などを適宜設定することができる。蓄電量SOCな
どの運転状態をパラメータとして、負担割合や電動モー
タの負担量などが設定されるようにしても良い。
係合させてエンジンおよび電動モータで後進走行するも
のであるが、ブレーキを完全係合させてもエンジンスト
ールを生じることがない車速になれば、ブレーキを完全
係合させるようにしても良い。また、電動モータの出力
を0にして自由回転させるとともに、ブレーキをスリッ
プ係合或いは完全係合させて、エンジンのみで後進走行
することもできる。第1発明のフリクション後進手段に
ついても、条件によってブレーキを完全係合させること
が可能である。
ば運転者の要求トルクが電動モータの許容最大トルクを
越えた時に後進アシスト手段による後進走行へ移行させ
る場合に、その後進アシスト手段へ移行する許容最大ト
ルクを蓄電量SOCに応じて変更するように構成され
る。すなわち、蓄電量SOCが多い場合は許容最大トル
クを高くし、蓄電量SOCが少ない場合は許容最大トル
クを低くするのである。
詳細に説明する。図1は、本発明が適用されたハイブリ
ッド駆動装置10を説明する概略構成図で、図2は変速
機12を含む骨子図であり、このハイブリッド駆動装置
10は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン14、電
動モータおよびジェネレータとして用いられるモータジ
ェネレータ16、およびダブルピニオン型の遊星歯車装
置18を備えて構成されている。遊星歯車装置18のサ
ンギヤ18sにはエンジン14が連結され、キャリア1
8cにはモータジェネレータ16が連結され、リングギ
ヤ18rは第1ブレーキB1を介してケース20に連結
されるようになっている。また、キャリア18cは第1
クラッチC1を介して変速機12の入力軸22に連結さ
れ、リングギヤ18rは第2クラッチC2を介して入力
軸22に連結されるようになっている。遊星歯車装置1
8は歯車式の合成分配装置に相当し、サンギヤ18sは
第1回転要素、キャリア18cは第2回転要素、リング
ギヤ18rは第3回転要素に相当する。また、変速機1
2の入力軸22は出力部材に相当する。
キB1は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合
させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制
御回路24から供給される作動油によって摩擦係合させ
られるようになっている。図3は、油圧制御回路24の
要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置
26で発生させられた元圧PCが、マニュアルバルブ2
8を介してシフトレバー30(図1参照)の操作レンジ
に応じて各クラッチC1、C2、ブレーキB1へ供給さ
れるようになっている。シフトレバー30は、運転者に
よって操作されるシフト操作部材で、本実施例では
「B」、「D」、「N」、「R」、「P」の5つのレン
ジに選択操作されるようになっており、マニュアルバル
ブ28はケーブルやリンク等を介してシフトレバー30
に連結され、そのシフトレバー30の操作に従って機械
的に切り換えられるようになっている。
のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキ
が発生させられる操作レンジで、「D」レンジは前進走
行する操作レンジであり、これ等の操作レンジでは出力
ポート28aからクラッチC1およびC2へ元圧PCが
供給される。第1クラッチC1へは、シャトル弁31を
介して元圧PCが供給されるようになっている。「N」
レンジは動力源からの動力伝達を遮断する操作レンジ
で、「R」レンジは後進走行する操作レンジで、「P」
レンジは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示
しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回
転を阻止する操作レンジであり、これ等の操作レンジで
は出力ポート28bから第1ブレーキB1へ元圧PCが
供給される。出力ポート28bから出力された元圧PC
は戻しポート28cへも入力され、上記「R」レンジで
は、その戻しポート28cから出力ポート28dを経て
シャトル弁31から第1クラッチC1へ元圧PCが供給
されるようになっている。
には、それぞれコントロール弁32、34、36が設け
られ、それ等の油圧PC1、PC2、PB1が制御されるよう
になっている。クラッチC1の油圧PC1についてはON
−OFF弁38によって調圧され、クラッチC2および
ブレーキB1についてはリニアソレノイド弁40によっ
て調圧されるようになっている。
ブレーキB1の作動状態に応じて、図4に示す各走行モ
ードが成立させられる。すなわち、「B」レンジまたは
「D」レンジでは、「ETCモード」、「直結モー
ド」、「モータ走行モード(前進)」の何れかが成立さ
せられ、「ETCモード」では、第2クラッチC2を係
合するとともに第1クラッチC1および第1ブレーキB
1を開放した状態で、エンジン14およびモータジェネ
レータ16を共に作動させて車両を前進走行させる。
「直結モード」では、クラッチC1、C2を係合すると
ともに第1ブレーキB1を開放した状態で、エンジン1
4を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ
走行モード(前進)」では、第1クラッチC1を係合す
るとともに第2クラッチC2および第1ブレーキB1を
開放した状態で、モータジェネレータ16を作動させて
車両を前進走行させる。「ETCモード」は電気トルコ
ンモードでエンジン・モータ走行モードに相当し、「直
結モード」はエンジン直結モードに相当する。
装置18の作動状態を示す共線図で、「S」はサンギヤ
18s、「R」はリングギヤ18r、「C」はキャリア
18cを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ
(=サンギヤ18sの歯数/リングギヤ18rの歯数)
によって定まる。具体的には、「S」と「C」の間隔を
1とすると、「R」と「C」の間隔がρになり、本実施
例ではρが0.6程度である。また、(a) のETCモー
ドにおけるトルク比は、エンジントルクTe:CVT入
力軸トルクTin:モータトルクTm=ρ:1:1−ρで
あり、モータトルクTmはエンジントルクTeより小さ
くて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルク
TmおよびエンジントルクTeを加算したトルクがCV
T入力軸トルクTinになる。CVTは無段変速機の意味
であり、本実施例では変速機12としてベルト式無段変
速機が設けられている。
レンジでは、「ニュートラル」または「充電・Eng始
動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」
ではクラッチC1、C2および第1ブレーキB1の何れ
も開放する。「充電・Eng始動モード」では、クラッ
チC1、C2を開放するとともに第1ブレーキB1を係
合し、モータジェネレータ16を逆回転させてエンジン
14を始動したり、エンジン14により遊星歯車装置1
8を介してモータジェネレータ16を回転駆動するとと
もにモータジェネレータ16を回生制御して発電し、バ
ッテリ42(図1参照)を充電したりする。
(後進)」または「フリクション走行モード」が成立さ
せられ、「モータ走行モード(後進)」では、第1クラ
ッチC1を係合するとともに第2クラッチC2および第
1ブレーキB1を開放した状態で、モータジェネレータ
16を逆方向へ回転駆動してキャリア18c更には入力
軸22を逆回転させることにより車両を後進走行させ
る。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行
モード(後進)」での後進走行時にアシスト要求が出た
場合に実行されるもので、エンジン14を始動してサン
ギヤ18sを正方向へ回転させるとともに、そのサンギ
ヤ18sの回転に伴ってリングギヤ18rが正方向へ回
転させられている状態で、第1ブレーキB1をスリップ
係合させてそのリングギヤ18rの回転を制限すること
により、キャリア18cに逆方向の回転力を作用させて
後進走行をアシストするものである。
進)」および「フリクション走行モード」における遊星
歯車装置18の作動状態を示す共線図で、前記図5に相
当する図であり、一点鎖線が「モータ走行モード(後
進)」の場合で、実線が「フリクション走行モード」の
場合である。そして、「モータ走行モード(後進)」で
は、モータジェネレータ16のトルクTmがそのまま出
力軸22に出力されるが、「フリクション走行モード」
では、エンジントルクTeに対して第1ブレーキB1が
Te/ρの係合トルクでスリップ係合させられることに
より、出力軸22にはTe×(1−ρ)/ρのトルクが
付加される。すなわち、出力軸22にはTm+Te×
(1−ρ)/ρのトルクが出力されるのである。第1ブ
レーキB1の係合トルクTB1は、前記リニアソレノイド
弁40による油圧PB1の調圧制御によって制御される。
その出力軸44からカウンタ歯車46を経て差動装置4
8のリングギヤ50に動力が伝達され、その差動装置4
8により左右の駆動輪52に動力が分配される。
図1に示すHVECU60によって制御されるようにな
っている。HVECU60は、CPU、RAM、ROM
等を備えていて、RAMの一時記憶機能を利用しつつR
OMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実
行することにより、電子スロットルECU62、エンジ
ンECU64、M/GECU66、T/MECU68、
前記油圧制御回路24のON−OFF弁38、リニアソ
レノイド弁40、エンジン14のスタータ70などを制
御する。電子スロットルECU62はエンジン14の電
子スロットル弁72を開閉制御するもので、エンジンE
CU64はエンジン14の燃料噴射量や可変バルブタイ
ミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御す
るもので、M/GECU66はインバータ74を介して
モータジェネレータ16の力行トルクや回生制動トルク
等を制御するもので、T/MECU68は変速機12の
変速比γ(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nou
t )やベルト張力などを制御するものである。前記油圧
制御回路24は、変速機12の変速比γやベルト張力を
制御するための回路を備えている。スタータ70は電動
モータで、モータ軸に設けられたピニオンをエンジン1
4のフライホイール等に設けられたリングギヤに噛み合
わせてエンジン14をクランキングするものである。
センサ76からアクセル操作部材としてのアクセルペダ
ル78の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、
シフトポジションセンサ80からシフトレバー30の操
作レンジ(シフトポジション)を表す信号が供給され
る。また、エンジン回転速度センサ82、モータ回転速
度センサ84、入力軸回転速度センサ86、出力軸回転
速度センサ88から、それぞれエンジン回転速度(回転
数)Ne、モータ回転速度(回転数)Nm、入力軸回転
速度(入力軸22の回転速度)Nin、出力軸回転速度
(出力軸44の回転速度)Nout を表す信号がそれぞれ
供給される。出力軸回転速度Nout は車速Vに対応す
る。この他、バッテリ42の蓄電量SOCなど、運転状
態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄
電量SOCは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放
電量を逐次積算して求めるようにしても良い。バッテリ
42は蓄電装置に相当する。
に図6に示す各機能を備えていて、前記図4の走行モー
ドを実施するようになっている。図6のETCモード制
御手段100は「ETCモード」を実施するもので、直
結モード制御手段102は「直結モード」を実施するも
ので、モータ前進手段104は「モータ走行モード(前
進)」を実施するもので、充電制御手段106は「充電
・Eng始動モード」を実施するもので、モータ後進手
段108は「モータ走行モード(後進)」を実施するも
ので、エンジンアシスト後進手段110は「フリクショ
ン走行モード」を実施するものであり、ETCモード制
御手段100および直結モード制御手段102はエンジ
ン前進手段112を構成している。また、モード判定手
段114は、アクセル操作量θacや車速V(出力軸回転
速度Nout )、蓄電量SOC、シフトレバー30のシフ
トポジション等に基づいて走行モードを判定し、その判
定した走行モードで運転が行われるように上記各手段を
切り換える。上記エンジンアシスト後進手段110は、
第1発明のフリクション後進手段、第2発明の後進アシ
スト手段に相当し、前記第1ブレーキB1はブレーキに
相当する。
へ操作され、前記「モータ走行モード(後進)」または
「フリクション走行モード」で後進走行が行われる際の
作動を説明するフローチャートで、HVECU60の信
号処理により所定のサイクルタイムで繰り返し実行され
る。図9〜図15は、図8のフローチャートのサブルー
チンで、図16は図8のフローチャートに従って発進時
に直ちに「モータ走行モード(後進)」から「フリクシ
ョン走行モード」への移行過渡制御が行われた場合の各
部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例であ
る。なお、図8の「モータ走行」は「モータ走行モード
(後進)」による後進走行で、「エンジンアシストモー
タ走行」は「フリクション走行モード」による後進走行
である。
ルクTdrv が所定値以上か否かを判断し、所定値以上の
場合はステップS5以下の「フリクション走行モード」
或いは「フリクション走行モード」への移行過渡制御を
実行する一方、所定値より低い場合はステップS2以下
の「モータ走行モード(後進)」或いは「モータ走行モ
ード(後進)」への移行過渡制御を実行する。この判断
は前記モード判定手段114によって実行され、モータ
ジェネレータ16の許容最大トルクTmax を所定値とし
て判断が行われる。許容最大トルクTmax は蓄電量SO
Cに応じて設定されるようになっており、蓄電量SOC
が少ない程「フリクション走行モード」の実行頻度が高
くなるように、図17に示すように蓄電量SOCが少な
い程小さい値が設定される。上記運転者の要求トルクT
drv は、アクセル操作量θacや車速V、変速比γなどを
パラメータとして求められる。
ち上記ステップS1を実行する部分はアシスト実行制御
手段として機能している。
するステップS2では、フラグF0が「1」か否かを判
断し、F0=0の場合はステップS4で、前記モータ後
進手段108による「モータ走行モード(後進)」を実
行するが、F0=1の場合は、ステップS3で「フリク
ション走行モード」から「モータ走行モード(後進)」
への移行過渡制御、具体的には駆動力変動を抑制しつつ
第1ブレーキB1を開放するとともにエンジン14の作
動を停止させる制御を行う。また、ステップS25では
case=0にする。caseはフラグの一種で、本制御では
「0」から「5」までの値が設定される。なお、caseの
値によって図9から図15の何れの制御を実行するかを
判断する。図16の時間t0 は、アクセルペダル78が
踏込み操作されて「モータ走行モード(後進)」による
後進走行が開始された時間である。
るステップS5ではフラグF0を「1」とし、ステップ
S6では、case=0か否かを判断する。「モータ走行モ
ード(後進)」から「フリクション走行モード」へ移行
した最初のサイクルではcase=0であるため、ステップ
S7でcase=1にするとともに、ステップS8で図9に
示すcase1のサブルーチンを実行する。図16の時間t
1 は、要求トルクTdrv が所定値(許容最大トルクTma
x)を越えてステップS1の判断が肯定され、ステップS
5以下の実行、具体的にはcase1の実行が開始された時
間である。
チC1の油圧PC1が最大圧になるように前記ON−OF
F弁38を制御して、第1クラッチC1を完全係合させ
る。ステップS102では、第2クラッチC2の油圧P
C2を0にして第2クラッチC2を開放する。本実施例で
は、「R」レンジで第2クラッチC2に元圧PCが供給
されることはないため、実質的な制御は無しである。ス
テップS103では、第1ブレーキB1の油圧PB1を0
にして第1ブレーキB1を開放する。この第1ブレーキ
B1の油圧PB1の制御は、前記リニアソレノイド弁40
によって行われる。ステップS104では、モータジェ
ネレータ16のトルクTmを前記ステップS1の所定
値、すなわち許容最大トルクTmax とする。ステップS
105では、エンジン14のトルクTe=0、すなわち
アイドル状態になるように制御し、ステップS106で
スタータ70によりエンジン14をクランキングしてエ
ンジン14を始動する。
テップS6に続いてステップS9が実行され、case=1
か否かを判断する。case=1の場合は、ステップS10
でエンジン14が爆発により自力回転できるようになっ
た(完爆)か否かを、例えばエンジン回転速度Neが所
定の回転速度(例えば650rpm程度)を越えたか否
かによって判断する。完爆になるまでは、前記ステップ
S8でcase1の実行を繰り返すが、完爆したらステップ
S11でcase=2にするとともに、ステップS12で図
10に示すcase2のサブルーチンを実行する。図16の
時間t2 は、エンジン14の完爆判定が為されてcase2
の実行が開始された時間である。
記case1のステップS101、S102と同じで、ステ
ップS203では第1ブレーキB1の油圧アクチュエー
タに対する作動油のファーストクイックフィルを実行す
る。すなわち、リニアソレノイド弁40によりコントロ
ール弁36を全開にして作動油を最大流量で油圧アクチ
ュエータに供給し、ピストンをブレーキ係合側のストロ
ークエンド付近まで速やかに移動させるのである。ステ
ップS204、S205は、前記case1のステップS1
04、S105と同じである。
テップS9に続いてステップS13が実行され、case=
2か否かを判断する。case=2の場合は、ステップS1
4で第1ブレーキB1に対するファーストクイックフィ
ルが終了したか否かを、例えば予め定められた一定時間
が経過したか否かによって判断する。ファーストクイッ
クフィルが終了するまでは、前記ステップS12でcase
2の実行を繰り返すが、ファーストクイックフィルが終
了したらステップS15でcase=3にするとともに、ス
テップS16で図11に示すcase3のサブルーチンを実
行する。図16の時間t3 は、ファーストクイックフィ
ルが終了してcase3の実行が開始された時間である。
記case1のステップS101、S102と同じで、ステ
ップS303では第1ブレーキB1の油圧PB1を、第1
ブレーキB1がトルク容量を発生する直前の低圧待機に
保持する。この低圧待機の油圧PB1、厳密にはリニアソ
レノイド弁40に対する指令値は、学習制御によって逐
次学習補正されるようにすることが望ましい。ステップ
S304、S305は、前記case1のステップS10
4、S105と同じである。
テップS13に続いてステップS17が実行され、case
=3か否かを判断する。case=3の場合は、ステップS
18で第1ブレーキB1の低圧待機が終了したか否か
を、例えば予め定められた一定時間が経過したか否かに
よって判断する。低圧待機が終了するまでは、前記ステ
ップS16でcase3の実行を繰り返すが、低圧待機が終
了したらステップS19でcase=4にするとともに、ス
テップS20で図12に示すcase4のサブルーチンを実
行する。図16の時間t4 は、低圧待機が終了してcase
4の実行が開始された時間である。
記case1のステップS101、S102と同じで、ステ
ップS403では第1ブレーキB1の油圧PB1を徐々に
増大(スウィープアップ)させる。この油圧PB1の上昇
勾配は予め定められた一定値であっても良いが、アクセ
ル操作量θacや要求トルクTdrv などをパラメータとし
て異なる勾配が設定されるようにしても良い。このよう
に油圧PB1が増大させられると、第1ブレーキB1がス
リップ係合してトルク容量を持つようになり、その係合
トルクTB1に対応するトルクTB1×(1−ρ)がキャリ
ア18cに作用するようになるが、この時点では、エン
ジン14の回転でリングギヤ18rは正方向へ回転させ
られており、キャリア18cには逆方向のトルク、すな
わち車両を後進走行させる方向のトルクが作用する。ス
テップS404は、前記case1のステップS104と同
じで、ステップS405ではエンジン回転速度Neが所
定の目標値Ne* になるようにエンジン14のトルクT
eをフィードバック制御する。目標値Ne* は、例えば
エンジン14が最適燃費で作動するように予め定められ
た最適燃費ラインに基づいて設定される。また、第1ブ
レーキB1の油圧P B1から求められる第1ブレーキB1
の係合トルクTB1のエンジン分担分、すなわち遊星歯車
装置18のギヤ比ρを考慮したトルクTB1×ρをフィー
ドフォワード項としてフィードバック制御する。係合ト
ルクTB1は、油圧PB1や摩擦材の摩擦係数、摩擦面積、
半径、低圧待機圧などから求められる。
テップS17に続いてステップS21が実行され、case
=4か否かを判断する。case=4の場合は、ステップS
22で第1ブレーキB1のスウィープアップが終了した
か否かを、例えばブレーキB1の係合トルクTB1が、要
求トルクTdrv やモータトルクTmに対して次式(1)の
関係を満足するようになったか否かによって判断する。
これは、要求トルクTdrv からモータトルクTm=Tma
x を差し引いた不足トルク(Tdrv −Tm)が、エンジ
ン14およびブレーキB1のスリップ係合によってキャ
リア18cから出力軸22に付加されるようになったか
否か、言い換えれば要求トルクTdrv が出力軸22へ出
力されるようになったか否かを判断するもので、この判
断が肯定されることにより、「モータ走行モード(後
進)」から「フリクション走行モード」への移行過渡制
御が終了し、次のステップS23でcase=5にするとと
もに、ステップS24で図13に示すcase5のサブルー
チンを実行する。上記ステップS21の判断が否定(N
O)の場合、すなわちcase=5の場合は、ステップS2
1に続いて直ちにステップS24を実行する。図16の
時間t5 は、スウィープアップが終了してcase5 の実行
が開始された時間である。 TB1=(Tdrv −Tm)/(1−ρ) ・・・(1)
体的な制御内容で、前記エンジンアシスト後進手段11
0によって実行される。ステップS501、S502は
前記case1のステップS101、S102と同じで、ス
テップS503では第1ブレーキB1の油圧PB1を、上
記(1) 式の関係を満足する係合トルクTB1が得られるよ
うに制御する。ステップS504は、前記case1のステ
ップS104と同じで、モータトルクTmが許容最大ト
ルクTmax になるように制御する。また、ステップS5
05は、前記case4のステップS405と同じで、第1
ブレーキB1の油圧PB1から求められる第1ブレーキB
1の係合トルクTB1のエンジン分担分、すなわち遊星歯
車装置18のギヤ比ρを考慮したトルクTB1×ρをフィ
ードフォワード項として、エンジン回転速度Neが所定
の目標値Ne* になるようにエンジン14のトルクTe
をフィードバック制御する。
1を係合するとともに第2クラッチC2および第1ブレ
ーキB1を開放した状態でモータジェネレータ16を逆
方向へ回転駆動して車両を後進走行させる「モータ走行
モード(後進)」の状態で、運転者の要求トルクTdrv
がモータジェネレータ16の許容最大トルクTmax 以上
になると、「フリクション走行モード」へ移行し、エン
ジン14を作動させるとともに第1ブレーキB1をスリ
ップ係合させることにより、そのエンジン14によって
後進走行がアシストされるため、エンジン14および電
動モータ16の両方で大きな駆動力が得られる。具体的
には、Tm+Te×(1−ρ)/ρのトルクが得られる
ようになるのである。
をスリップ係合させるため、アシストが行われる際の急
な駆動力変動が抑制されるとともに、エンジン回転速度
Neを所定値以上に保持しながら低車速からアシストを
行うことができる。
て、その蓄電量SOCが少ない程モータジェネレータ1
6の許容最大トルクTmax が低下させられ、「フリクシ
ョン走行モード」の実行頻度が高くされるため、電気エ
ネルギーの有効利用が可能となる。すなわち、蓄電量S
OCが多い場合は、許容最大トルクTmax が高くなって
モータジェネレータ16が高トルクまで作動させられる
ため、モータジェネレータ16によって電気ネルギーが
良好に消費される一方、蓄電量SOCが少ない場合は許
容最大トルクTmax が低下させられ、モータジェネレー
タ16の作動が制限されるとともにエンジン14によっ
てアシストされるため、必要な駆動力を確保しつつ電気
エネルギーの消費が抑制され、バッテリ42の蓄電量S
OCが効率の良い所定の範囲内に良好に維持されるので
ある。
ド」では、運転者の要求トルクTdrvからモータトルク
Tmを差し引いた不足トルク(Tdrv −Tm)に応じて
第1ブレーキB1の係合トルクTB1を制御する一方、エ
ンジン回転速度Neが所定の目標値Ne* になるように
エンジントルクTeをフィードバック制御するため、エ
ンジン14およびモータジェネレータ16の双方によっ
て運転者の所望する要求トルクTdrv を高い精度で発生
させつつ、エンジン回転速度Neを所定の目標値Ne*
に保持できる。
を説明する図で、前記図12および図13の代わりに用
いられるフローチャートである。図14のステップS6
01、S602は図12のステップS401、S402
と同じで、ステップS603では、第1ブレーキB1の
油圧PB1を、エンジン回転速度Neが目標値Ne* にな
るようにフィードバック制御する。このフィードバック
制御では、エンジントルクTeのブレーキ分担分Te/
ρをフィードフォワード項とすることが望ましい。ステ
ップS604では、モータトルクTm=Tdrv −TB1×
(1−ρ)となるようにモータトルクTmを制御し、ス
テップS605では、第1ブレーキB1のスリップ係合
に基づいて不足トルク(Tdrv −Tm)がキャリア18
cに作用するようになるまで、エンジントルクTeを徐
々に増加(スウィープアップ)させる。このエンジント
ルクTeの上昇勾配は予め定められた一定値であっても
良いが、アクセル操作量θacや要求トルクTdrv などを
パラメータとして異なる勾配が設定されるようにしても
良い。不足トルク(Tdrv −Tm)がキャリア18cに
作用するようになるエンジントルクTeは、次式(2) で
表される。 Te=(Tdrv −Tm)×ρ/(1−ρ) ・・・(2)
るようになると、スウィープアップを終了する。これに
より、前記図8のステップS22の判断が肯定(YE
S)になり、「モータ走行モード(後進)」から「フリ
クション走行モード」への移行過渡制御が終了する。そ
して、ステップS24のcase5では、図15のフローチ
ャートに従って「フリクション走行モード」を実行す
る。図15のステップS701、S702、S703、
S704は、図14のステップS601、S602、S
603、S604と同じで、ステップS705では、エ
ンジントルクTeを上記(2) に従って求められる値に制
御する。
得られる。
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良
を加えた態様で実施することができる。
明する概略構成図である。
す骨子図である。
る。
られる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキ
の作動状態との関係を説明する図である。
タ走行モード(前進)における遊星歯車装置の各回転要
素の回転速度の関係を示す共線図である。
示すブロック線図である。
ション走行モードにおける遊星歯車装置の各回転要素の
回転速度の関係を示す共線図である。
クション走行モードとが要求トルクに応じて切り換えら
れる際の作動を説明するフローチャートである。
を具体的に説明するフローチャートである。
内容を具体的に説明するフローチャートである。
内容を具体的に説明するフローチャートである。
内容を具体的に説明するフローチャートである。
内容を具体的に説明するフローチャートである。
ある。
ある。
ータ走行モード(後進)からフリクション走行モードへ
の移行過渡制御が行われた場合の各部の作動状態の変化
を示すタイムチャートの一例である。
クTmax )を求める際のマップの一例を示す図である。
源) 16:モータジェネレータ(電動モータ、動力
源) 18:遊星歯車装置(合成分配装置) 22:入力軸(出力部材) 42:バッテリ(蓄電装
置) 108:モータ後進手段 110:エンジン
アシスト後進手段(フリクション後進手段、後進アシス
ト手段) B1:第1ブレーキ(ブレーキ) ステップS1:アシスト実行制御手段
Claims (5)
- 【請求項1】 第3回転要素の回転停止時には互いに逆
方向へ回転させられる関係にある第1回転要素および第
2回転要素にそれぞれ走行用の動力源および出力部材が
連結された歯車式の合成分配装置と、前記第3回転要素
をケースに連結するブレーキと、を有する車両におい
て、 前記ブレーキはスリップ係合可能な摩擦係合式のもの
で、 前記動力源を作動させて前記第1回転要素を正方向へ回
転させるとともに、該第1回転要素の回転に伴って前記
第3回転要素が正方向へ回転させられている状態で、前
記ブレーキをスリップ係合させて該第3回転要素の回転
を制限することにより、前記第2回転要素に逆方向の回
転力を作用させて車両を後進走行させるフリクション後
進手段を有する、 ことを特徴とする車両の後進走行装置。 - 【請求項2】 走行用の動力源として燃料の燃焼で動力
を発生するエンジンおよび電動モータを備えているとと
もに、第3回転要素の回転停止時には互いに逆方向へ回
転させられる関係にある第1回転要素および第2回転要
素にそれぞれ前記エンジンおよび前記電動モータが連結
された歯車式の合成分配装置と、前記第3回転要素をケ
ースに連結するブレーキと、前記第2回転要素に連結さ
れた出力部材と、を有するハイブリッド型の車両におい
て、 前記ブレーキはスリップ係合可能な摩擦係合式のもの
で、 前記ブレーキを開放した状態で前記電動モータを逆方向
へ回転駆動して前記第2回転要素を逆回転させることに
より車両を後進走行させるモータ後進手段と、 該モータ後進手段による後進走行時に、前記エンジンを
作動させて前記第1回転要素を正方向へ回転させるとと
もに、該第1回転要素の回転に伴って前記第3回転要素
が正方向へ回転させられている状態で、前記ブレーキを
スリップ係合させて該第3回転要素の回転を制限するこ
とにより、前記第2回転要素に逆方向の回転力を作用さ
せて前記後進走行をアシストする後進アシスト手段と、 を有することを特徴とする車両の後進走行装置。 - 【請求項3】 前記電動モータに電気エネルギーを供給
する蓄電装置の蓄電量に応じて、該蓄電量が少ない程該
電動モータの作動を制限して前記後進アシスト手段の実
行頻度が高くなるようにするアシスト実行制御手段を有
することを特徴とする請求項2に記載の車両の後進走行
装置。 - 【請求項4】 前記後進アシスト手段は、運転者の要求
トルクから前記電動モータのトルクを差し引いた不足ト
ルクに応じて前記ブレーキの係合トルクを制御する一
方、エンジン回転速度が所定の目標値になるように前記
エンジンのトルクをフィードバック制御するものである
ことを特徴とする請求項2または3に記載の車両の後進
走行装置。 - 【請求項5】 前記車両は、 走行用の動力源として、燃料の燃焼で動力を発生するエ
ンジンおよび電動モータを備えているとともに、 前記第1回転要素としてのサンギヤに前記エンジンが連
結され、前記第2回転要素としてのキャリアに前記電動
モータが連結されている、前記合成分配装置としてのダ
ブルピニオン型の遊星歯車装置と、 該遊星歯車装置の前記第3回転要素としてのリングギヤ
をケースに連結する前記ブレーキと、 前記キャリアを出力部材に連結する第1クラッチと、 前記リングギヤを前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、 を有するハイブリッド型のものであることを特徴とする
請求項1〜4の何れか1項に記載の車両の後進走行装
置。
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