JP2009202712A - 車両用駆動装置及び車両用駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1から駆動輪までのトルク伝達経路の途中に介装したモータ3からのトルク伝達を断接する油圧式の第2クラッチ4を介装する。上記第2クラッチ4は、所定条件下、モータ3のトルク及び回転数を制御することで、開放状態の上記液圧クラッチに対し待機圧を発生させて該待機圧で保持する。そのクラッチ待機処理のためのモータ駆動中における、モータ回転数Nmの上昇特性から、上記クラッチの固着故障の有無を判定する。
【選択図】 図1
Description
この特許文献1に記載の技術では、エンジンの出力軸に対し、ロックアップクラッチを介して流体継手が接続する。そして、ロックアップクラッチの固着を、ロックアップ油圧制御バルブ電気回路のショート検出回路を使用して、推定診断する。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、クラッチ開放指令状態にあるときに、実際のクラッチの固着の有無を検出することを可能にすることを課題としている。
図1は、本実施形態に係る車輪駆動装置を示す概略構成図である。
(構成)
その構成について説明すると、エンジン1の回転軸(クランクシャフト)に第1クラッチ2を介して駆動モータ3の回転軸(回転子3a)の一端部側が連結している。その駆動モータ3の回転軸3aの他端部側に、第2クラッチ4を介して変速機5の入力軸が連結している。変速機5の出力軸は、駆動輪6に連結する。駆動輪6は例えば前輪である。
オイルポンプ7は、その第1及び第2クラッチ2,4及び上記変速機5に油圧を供給する。そのオイルポンプ7の駆動軸7aは、上記駆動モータ3の回転軸3aに接続する。そして、駆動モータ3の出力トルクによって、オイルポンプ7が作動する。そして、作動し回転駆動したオイルポンプ7は、クラッチの基圧を生成する。
油圧弁9は、クラッチコントローラ11及び変速機コントローラ10からのからの指令によって作動する。変速機コントローラ10は、変速機5を制御する。
クラッチコントローラ11は、締結指令を入力すると、モータ3に締結トルク指令を出力すると共に、対応するクラッチの油圧弁9の開度を調整してクラッチ油圧を高める。また、開放指令を入力すると、対応するクラッチの油圧弁9の開度を調整してクラッチ油圧を下げる。
上記モータ3には、バッテリ16からの電力を供給し、モータコントローラ13によってインバータ15及びモータ3の界磁を調整することで、所定のトルクに制御する。なお、駆動モータ3は直流モータであっても良い。
通常走行処理部13Aは、制駆動用コントローラ14からのトルク指令となるようにモータ3の駆動力を制御する。
システム始動処理部13Bは、システム起動用の作動指令を入力すると、クラッチ2,4が作動するだけのトルクを発生するように制御する。
ここで、クラッチ待機状態(スタンバイ状態)にするには、クラッチ締結油圧を待機圧状態にしておく必要がある。待機圧を保持するにはオイルポンプ7を回し、最低限の基圧を確保しておく必要がある。モータ3の規格やシステムにもよるが、最低限の基圧確保するためには、例えば、モータ回転数Nm600[rpm]を保持する必要がある。
エンジンコントローラ17は、制駆動用コントローラ14からのトルク指令となるように、スロットル開度などを調整する。
また、上記制駆動用コントローラ14は、図4に示すように、始動処理部14A、走行制御部14B、及びクラッチ故障判定部14Cを備える。
一方、車速に基づき、モータ駆動からエンジン駆動に遷移すると判定すると、第2クラッチ4に半クラッチ状態(滑りを伴ってトルク伝動する状態)とする指令を出力すると共に、第1クラッチ2に締結指令を出力する。そして、モータコントローラ13に、エンジン始動トルクを出力する指令を出力する。
また、クラッチ故障判定部14Cは、クラッチコントローラ11へのクラッチ待機指令を検知すると起動する。
クラッチ故障判定部14Cは、図5に示すように、判定本体部14Ca、診断許可条件部14Cb、故障判定部14Cc、及び車両状況判定部14Cdを備える。
まずステップS10にて、各種フラグの初期化処理を行う。
次に、ステップS20にて、診断許可条件部14Cbを呼び出す。診断許可条件部14Cbは、故障判定可能な状態か否かを判定する。診断許可の場合には、診断許可フラグfDSTRTが「1」となる。
続いて、ステップS30にて、診断許可状態となったか否かを判定する。許可状態となったと判定した場合にはステップS40に移行する。診断許可状態でないと判定した場合にはステップS20に戻る。
ステップS50では、故障判定フラグvCLONSTATが「02」か否かを判定する。「02」と判定した場合には、ステップS70に移行する。そうでない場合にはステップS60に移行する。
ステップS70では、故障フラグfCONFAIL=「1」として処理を終了する。
ステップS80では、故障フラグfCONFAIL=「0」として処理を終了する。
ここで、故障フラグfCONFAILは、「1」のときに故障を表し、「0」のときに正常を表す。
まず、ステップS100にて、シフトレンジが「N」レンジ若しくは「P」レンジか否かを判定する。すなわち車両が停止指示状態か否かを判定する。シフトレンジが「N」レンジ若しくは「P」レンジと判定した場合には、ステップS110に移行する。そうでないと判定した場合にはステップS160に移行する。
ステップS110では、不図示のモータ3の診断システムにおいてモータ3が故障中か否かを判定し、モータ3が故障中と判定した場合にはステップS160に移行する。モータ3が故障中でないと判定した場合にはステップS130に移行する。
次に、ステップS150では、診断許可フラグfDSTRTを「1」として処理を終了する。
また、ステップS160では、診断許可フラグfDSTRTを「0」として処理を終了する。
まずステップS200にて、車両状況判定部14Cdを読み出す。車両状況判定部14Cdは、故障判定に関係する車両状況を判定し、その車両状況フラグvCHTRQを設定する。
ステップS210では、車両状況フラグvCHTRQの値に基づき、車両状況フラグvCHTRQが「01」若しくは「02」と判定すると、ステップS230に移行する。一方、車両状況フラグvCHTRQが「00」と判定すると、ステップS320に移行する。
ステップS240では、モータ3の実トルクがスタンバイトルクとなったか否かを判定し、スタンバイトルクとなった場合には、ステップS330に移行する。スタンバイトルクになっていない場合にはステップS250に移行する。表1では、5.0[Nm]がスタンバイトルクとなる。
ステップS270では、処理のサンプリング時間と上記差回転数ΔNmとから、モータ3の回転上昇速度(dω/dt)を算出する。
ステップS280では、図9に示すようなマップに基づき、モータ3の回転上昇速度(dω/dt)がNG領域に存在するか否かを判定する。
このように、モータトルク指令の上昇に応じて、モータ回転上昇速度は、図9に示すような、「モータトルク指令値 − モータ回転上昇速度」の特性マップを持っている。なお、モータトルク指令値は例えば線形に大きくなる。
このように、モータ3の回転上昇速度(dω/dt)とモータトルク指令値とで決まる領域がNG判定領域にある場合には、クラッチ固着故障と判定することができる。NG領域は、上記固着がない場合における標準に比べてモータ回転数Nmの上昇が低い領域である。
また、作動油の粘性抵抗が低い方が、モータ回転上昇も速く待機保持状態への移行が速い。
このため、本実施形態では、後述の車両状況判定部14Cdの処理によって、上記NG判定領域を判定するためのマップを、車両状況に応じて選択している。
即ち、暖機中のオイル粘性抵抗が高い状態と、暖機完了後のオイル粘性抵抗の低い状態の2つの特性のマップを選択して、上記ステップS280にて使用するマップを決定している。
上記ステップS280に回転上昇速度がNG領域と判定した場合にはステップS290に移行する。一方、回転上昇速度がNG領域で無い場合には、ステップS310に移行する。
ステップS290では、カウンタtFAILをカウントアップし、カウンタtFAILが所定時間(例えば5秒)経過したか否か判定し、所定時間経過したと判定した場合にはステップS240に移行する。所定時間経過したと判定した場合にはステップS300に移行する。
一方、ステップS240にてスタンバイトルクになったことを検知するとステップS330に移行する。
ステップS330では、モータ回転数Nmを検出し、続いてステップS240にて、今回のモータ回転数Nmと前回のモータ回転数Nmとの差回転数ΔNmを算出する。
ステップS350では、処理のサンプリング時間と上記差回転数ΔNmとから、モータ3の回転上昇速度(dω/dt)を算出する。
ここで、スタンバイトルクになった状態では、モータ回転数Nmは定常状態となっているため、回転上昇速度(dω/dt)がゼロ若しくは実質的にゼロと見なせる値となっている。
ステップS310では、正常として、故障判定フラグvCLONSTATに「01」を代入して処理を終了する。
ステップS320では、未実施として、故障判定フラグvCLONSTATに「00」を代入して処理を終了する。
まずステップS400にて、イグニッションオンとなったシステム起動時か否かを判定する。システム起動時と判定した場合にはステップS420に移行する。一方、システム起動時でないと判定するとステップS410に移行して、車速がゼロつまり停止中か否かを判定する。車速がゼロと判定した場合にはステップS420に移行する。車速がゼロでない、つまり車両移動中と判定した場合にはステップS470に移行する。
ステップS430では、暖機完了用の「モータトルク指令値 − モータ回転上昇速度」の特性マップ(図3の閾値H′を採用)を選択し、続いてステップS450に移行して、車両状況フラグvCHTRQに、暖機完了マップ使用を示す「01」を設定して処理を終了する。
ステップS440では、暖機未完了用の「モータトルク指令値 − モータ回転上昇速度」の特性マップ(図3の閾値Hを採用)を選択し、続いてステップS460に移行して、車両状況フラグvCHTRQに、暖機未完了マップ使用を示す「02」を設定して処理を終了する。
次に、ステップS470では、車両状況フラグvCHTRQに、未設定を示す「00」を設定して処理を終了する。
ここで、第2クラッチ4が液圧クラッチを構成する。クラッチ待機処理部13Cが、クラッチ待機処理を行う。クラッチ故障判定部14Cが、クラッチの固着故障を判定する。
イグニッションがオンとなって車両のシステムが起動時、若しくは車両停止状態であってシフトレバーの位置が「N」レンジもしく「P」レンジとなって停車指示となっているときに、第2クラッチ4を待機状態とする。第2クラッチ4を待機状態とするのは、運転者の発進意思(例えばシフトレンジが「D」レンジに操作で検出する。)ですぐに発進できるようにするためである。
第2クラッチ4の油圧を待機圧状態とする処理では、モータ3を駆動してオイルポンプ7を回して、最低限の基圧を確保して、第2クラッチ4の油圧を待機圧状態とし、その待機圧状態で保持する。
またこのとき、作動油の粘性抵抗に応じて上記NG領域を変更することで、より精度良くクラッチ固着を検出する。
ここで、クラッチの固着故障を検出したら、例えば、その旨を運転者に報知すると共に、エンジン1及びモータ3の駆動を禁止する。
(1)モータ3のトルク伝達を行うクラッチが固着故障をしているか否かを、車両のシステム起動時に検出できる。この結果、運転者の意図しない駆動力伝達で車両が移動することを防止することが出来る。
(2)モータ3の回転数でクラッチ固着を判定するので、既存搭載センサの出力信号で固着を診断可能となる。すなわち、固着検出のために新たなセンサを追加すること無く、固着診断を行うことが可能となる。
(4)モータトルクとモータ回転数Nmの上昇特性を、暖機完了と暖機未完了とで変更することで、固着故障の判断の精度が向上する。
(変形例)
(1)上記実施形態では、暖機の完了の有無で、作動油の粘性抵抗を判定している。これに代えて、作動油の温度を検出若しくは推定し、その検出若しくは推定した温度に基づき、上記固着NGと判定する境界の傾きを変更するようにしても良い。
2 第1クラッチ
3 モータ
4 第2クラッチ(液圧クラッチ)
5 変速機
6 駆動輪
7 オイルポンプ
11 クラッチコントローラ
13 モータコントローラ
13A 通常走行処理部
13B システム始動処理部
13C クラッチ待機処理部
13D エンジン始動処理部
14 制駆動用コントローラ
14A 始動処理部
14B 走行制御部
14C クラッチ故障判定部
14Ca 判定本体部
14Cb 診断許可条件部
14Cc 故障判定部
14Cd 車両状況判定部
ΔNm 差回転数
(dω/dt) 回転上昇速度
H 暖機未完了時のNG領域の閾値
H′ 暖機完了時のNG領域の閾値
Claims (5)
- エンジンから駆動輪までのトルク伝達経路の途中に、モータを介装すると共に該モータから駆動輪へのトルク伝達を断接する液圧クラッチを介装した車両用駆動装置であって、
上記液圧クラッチは、上記モータの出力トルクによって液圧を発生する構成とし、
かつ、所定条件下、モータのトルク及び回転数を制御することで、開放状態の上記液圧クラッチに対し待機液圧を発生させて該待機液圧で保持するクラッチ待機処理を備え、
上記クラッチ待機処理のためのモータ駆動中における、モータ回転数の上昇特性から、上記クラッチの固着故障の有無を判定することを特徴とする車両用駆動装置。 - 上記モータ回転数の上昇の傾きが所定閾値未満の場合に、上記クラッチの固着故障と判定することを特徴とする請求項1に記載した車両用駆動装置。
- 上記クラッチ液圧の液温に応じて上記所定閾値を変更し、液温が低い場合よりも液温が高い方が上記閾値を高くすることを特徴とする請求項2に記載した車両用駆動装置。
- 上記クラッチ待機処理及び固着故障の判定処理を、車両のシステム起動時に行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した車両用駆動装置。
- エンジンから駆動輪までのトルク伝達経路の途中に、モータを介装すると共に該モータから駆動輪へのトルク伝達を断接する液圧クラッチを介装した車両用駆動方法であって、
上記液圧クラッチを、所定条件下、開放状態の上記液圧クラッチに対し、モータのトルクによって待機液圧を発生させる待機処理を行い、その待機処理中のモータ回転数の上昇特性から、上記クラッチの固着故障の有無を判定することを特徴とする車両用駆動方法。
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