JP2019001179A - 車両の制御装置 - Google Patents

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JP2019001179A
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JP
Japan
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vehicle
speed
gear
internal combustion
combustion engine
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English (en)
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秀暁 岩下
Hideaki Iwashita
秀暁 岩下
尚亨 三松
Naoyuki Mimatsu
尚亨 三松
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】変速用ギヤに係合解除不良が発生しても走行可能となるような制御を行う車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン2及びメインモータ3と、第一クラッチC1を介してエンジン2に接続される第一入力軸IMSと、第二クラッチC2を介してエンジン2に接続される第二入力軸SSと、駆動輪WR,WLに動力を出力する出力軸CSと、第一入力軸IMSに選択的に連結される複数の変速用ギヤを含む第一変速機構G1と、第二入力軸SSに選択的に連結される他の複数の変速用ギヤを含む第二変速機構G2と、を具備する変速機4を有する車両1と、ECU11と、を備え、ECU11は、メインモータ3の駆動時且つエンジン2の停止時において、一方の変速機構G1,G2の変速用ギヤの係合が外れない係合解除不良が生じた場合、他方の変速機構の変速用ギヤを用いてエンジン2の動力で車両1を走行させることを決定する車両の制御装置10。【選択図】図3

Description

本発明は、少なくとも2つの変速機構を付帯する変速機を備えた車両の制御装置に関する。
動力源として内燃機関(エンジン)の他に電動機(モータ)を備えたハイブリッド型の車両が知られている。このようなハイブリッド型の車両に用いる変速機として、奇数段(1、3、5速段など)の変速段で構成される第一変速機構の第一入力軸と内燃機関とを断接可能な奇数段クラッチと、偶数段(2、4、6速段など)の変速段で構成される第二変速機構の第二入力軸とを断接可能な偶数段クラッチとを備え、これら2つの断接機構を交互につなぎ替えることで変速を行うツインクラッチ式の変速機がある。また、このようなツインクラッチ式の変速機には、第1変速機構の第1入力軸に電動機の回転軸を連結した構成の変速機がある(例えば、特許文献1参照)。
ところで、このようなハイブリッド車両において、不測の事態において、第一変速機構又は第二変速機構のうち、一方の変速機構のオフギヤができなくなる場合も考えられる。この場合、たとえ他方の変速機構のオフギヤが正常にできる場合であっても、他方の変速機構を用いるための適切な制御を行うことができなければ、制御装置において、走行不能と判断せざるを得ない。このため、従来は、一方の変速機構のオフギヤができなくなった場合、車両が走行不能となっていた。
特開2016−013732号公報
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、2つの変速機構のうち1つの変速機構のみでも走行可能となるような制御を行う車両の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明にかかる車両の制御装置(10)は、動力源としての内燃機関(エンジン2)及び電動機(メインモータ3)と、電動機(3)に接続されるとともに第一動力伝達要素(第一クラッチC1)を介して選択的に内燃機関(2)に接続される第一入力軸(IMS)と、第二動力伝達要素(第二クラッチC2)を介して選択的に内燃機関(2)に接続される第二入力軸(SS)と、駆動輪(WL,WR)に動力を出力する出力軸(CS)と、第一入力軸(IMS)に選択的に連結される複数の変速用ギヤ(プラネタリギヤ機構50、3速駆動ギヤ73、5速駆動ギヤ75、7速駆動ギヤ77)を含む第一変速機構(G1)と、第二入力軸(SS)に選択的に連結される他の複数の変速用ギヤ(2速駆動ギヤ72、4速駆動ギヤ74、6速駆動ギヤ76)を含む第二変速機構(G2)と、を具備する変速機(4)を有する車両(1)と、第一変速機構(G1)及び第二変速機構(G2)の変速用ギヤ(50、72、73、74、75、76、77)の選択と、第一動力伝達要素(C1)及び第二動力伝達要素(C2)の操作と、内燃機関(2)及び電動機(3)の運転制御を実行する制御部(ECU11)と、を備え、制御部(11)は、電動機(3)の駆動時且つ内燃機関(2)の停止時において、第一変速機構(G1)の変速用ギヤの係合が外れない係合解除不良が生じた場合、第二変速機構(G2)の変速用ギヤを用いて内燃機関(2)の動力で車両(1)を走行させることを決定し、第二変速機構(G2)の変速用ギヤの係合が外れない係合解除不良が生じた場合、第一変速機構(G1)の変速用ギヤを用いて内燃機関(2)の動力で車両(1)を走行させることを決定することを特徴とする。
このように、電動機の駆動時且つ内燃機関の停止時において、第一変速機構又は第二変速機構のうち一方の変速用ギヤに係合解除不良が発生した場合であっても、制御部が第一変速機構又は第二変速機構のうち他方の変速用ギヤを用い且つ内燃機関の動力を用いて車両を走行させることを決定することで、車両の走行不能を回避することができる。これにより、係合解除不良が発生した場合であっても、車両の走行が可能となる。
また、上記車両の制御装置(10)において、制御部(11)は、第一変速機構(G1)の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第二変速機構(G2)の最低段の変速用ギヤを用いて車両(1)を走行させることを決定し、第二変速機構(G2)の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第一変速機構(G1)の最低段の変速用ギヤを用いて車両(1)を走行させることを決定することとしてもよい。このように、係合解除不良が生じていない1つの変速機構の変速ギヤを用いて車両を走行させる際、最低段の変速用ギヤを用いることで、確実に走行させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、車速を検出する車速検出部(34)をさらに備え、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に車速検出部(34)の値が所定速度(VL)以上の場合には、車両(1)の走行中に内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、車速が所定速度以上の場合に車両の走行中に内燃機関を始動させることで、係合解除不良が発生した場合においても、車両を停止させることなく、走行を継続させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に車速検出部(34)の値が所定速度(VL)よりも大きい所定高速度(VH)以上の場合には、車速検出部(34)の値が所定高速度(VH)未満となるまで、第一動力伝達要素(C1)及び第二動力伝達要素(C2)を中立状態にすることとしてもよい。このように、車両が高速走行をしている場合に、所定の変速用ギヤを用いるために適した速度になるまで、動力伝達要素を遮断し、内燃機関の動力を伝達しないようにすることで急な減速を抑制し、円滑な走行が可能になる。
また、上記車両の制御装置(10)において、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に内燃機関(2)の始動に用いる変速段が所定変速段以上となると判断した場合には、車両(1)の走行中に内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、係合解除不良の発生時に内燃機関の始動に用いる変速段が所定変速段以上の場合に車両の走行中に内燃機関を始動させることで、係合解除不良が発生した場合においても、走行を継続させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、制御部(11)は、車両(1)の走行中に内燃機関(2)を始動させる場合に、出力軸(CS)の回転動力によって内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、車両(1)の走行中に内燃機関(2)を始動させることで、係合解除不良が発生した場合においても、走行中の出力軸(CS)の回転動力を有効利用することで、車両を停止させずに走行を継続させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、車両(1)の状況を表示する表示部(38)をさらに備え、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に、車両(1)の走行中に内燃機関(2)を始動させる場合には、表示部(38)に故障した旨の表示をすることとしてもよい。このように、係合解除不良の発生時に、表示部に故障した旨を表示することで、車両の運転者に対して、車両(1)に故障がある旨を知らせることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、車速を検出する車速検出部(34)をさらに備え、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に車速検出部(34)の値が所定速度(VL)未満の場合には、車両(1)を停止させた後に内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、車速が所定速度未満の場合に、まず車両を停止させることで、低速走行の場合に低速用の変速用ギヤで走行を継続することによる急な加減速を運転者に感じさせることがない。また、車両の停止後に内燃機関を始動させて走行可能な状況とすることで、車両の走行が可能となる。
また、上記車両の制御装置(10)において、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に内燃機関(2)の始動に用いる変速段が所定変速段未満となると判断した場合には、車両(1)を停止させた後に内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、また、係合解除不良の発生時に内燃機関(2)の始動に用いる変速段が所定変速段未満の場合に、まず車両を停止させることで、低速用の変速用ギヤで走行を継続することによる急な加減速を運転者に感じさせることがない。また、車両の停止後に内燃機関を始動させて走行可能な状況とすることで、車両の走行が可能である。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、内燃機関(2)を始動させる始動用モータ(17)をさらに備え、制御部(11)は、車両(1)を停止させた後に内燃機関(2)を始動させる場合には、始動用モータ(17)の回転動力によって内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、始動用モータの回転動力を用いて内燃機関を確実に起動することで、車両を走行させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、車両(1)を起動するための起動スイッチ(ST)をさらに備え、制御部(11)は、車両(1)を停止させた後、起動スイッチ(ST)からの信号が入力された場合に内燃機関(2)を始動させることとしてもよい。このように、起動スイッチからの信号の入力により車両の起動タイミングを決定することで、運転者に車両の起動タイミングを決定させることができる。
また、上記車両の制御装置(10)において、車両(1)は、車両(1)の状況を表示する表示部(38)をさらに備え、制御部(11)は、係合解除不良の発生時に、車両(1)を停止させた後に内燃機関(2)を始動させる場合には、表示部(38)に停止指示の表示をし、車両(1)が停止した後に内燃機関(2)を始動させる指示を表示することとしてもよい。このように、車両の停止後に内燃機関を始動させる場合に、車両の停止指示や車両の始動の指示が表示部に表示されることで、運転者が停止するタイミングや車両を始動させるタイミングを把握することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
本発明にかかる車両の制御装置によれば、2つの変速機構のうち1つの変速機構のみでも走行可能となるような制御を行うことができる。
車両の制御装置を備えたハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。 図1に示す変速機のスケルトン図である。 第一変速機構に係合解除不良が生じた場合に第二変速機構を用いてエンジンを始動させるときの動力伝達経路を示すスケルトン図である。 第一変速機構の係合解除不良時に第二変速機構の変速用ギヤを用いてエンジンの動力で車両を走行させる場合の動力伝達経路を示すスケルトン図である。 第二変速機構に係合解除不良が生じた場合に第一変速機構を用いてエンジンを始動させるときの動力伝達経路を示すスケルトン図である。 第二変速機構の係合解除不良時に第一変速機構の変速用ギヤを用いてエンジンの動力で車両を走行させる場合の動力伝達経路を示すスケルトン図である。 車速に応じた制御タイミングの違いを説明するフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置10を備えたハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。本実施形態の車両1は、図1に示すように、動力源としてのエンジン2及びメインモータ3を備えたハイブリッド自動車の車両である。
車両1は、さらに、メインモータ3を制御するためのPDU(Power Drive Unit)12と、高圧バッテリ13と、変速機4と、ディファレンシャル機構5と、左右のドライブシャフト6R,6Lと、左右の駆動輪WR,WLとを備える。また、エンジン2は、ディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。エンジン2とメインモータ3の回転駆動力は、変速機4、ディファレンシャル機構5およびドライブシャフト6R,6Lを介して左右の駆動輪WR,WLに伝達される。
車両1において、PDU12及び高圧バッテリ13には、変圧器14(DC−DCコンバータ)を介して12Vの低圧バッテリ15が接続されている。低圧バッテリ15の電力は、車両に搭載されたカーオーディオや照明類などの低圧系の補機16に供給される。また、低圧バッテリ15は、非常時にエンジン2を始動するための始動用モータ17に対しても電力を供給する。
車両1は、ECU11(Electronic Control Unit)を備える制御装置10を有する。ECU11は、エンジン2、メインモータ3、始動用モータ17、変速機4、ディファレンシャル機構5およびPDU12等を制御する。
ECU11は、1つのユニットとして構成されるだけでなく、例えばエンジン2を制御するためのエンジンECU、メインモータ3やPDU12を制御するためのモータジェネレータECU、高圧バッテリ13を制御するためのバッテリECU、変速機4を制御するためのAT−ECUなど複数のECUから構成されていてもよい。本実施形態のECU11は、アクセルペダルAPの操作に応じてエンジン2への燃料供給の指令のみならず、メインモータ3への出力等の指令をも発する。また、ECU11は、アクセルペダルAPの操作がなされていない場合であっても、必要に応じて、エンジン2始動の指令を発する。詳細は後述する。
エンジン2は、アクセルペダルAPの操作に応じて燃料噴射の指令がなされ、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両1を走行させるための駆動力を発生する内燃機関である。メインモータ3は、エンジン2とメインモータ3との協働走行やメインモータ3のみの単独走行の際には、高圧バッテリ13の電気エネルギーを利用して車両1を走行させるための駆動力を発生する。また、メインモータ3は、車両1の減速時には、メインモータ3の回生により電力を発電する発電機として機能する。メインモータ3の回生時には、高圧バッテリ13は、メインモータ3により発電された電力(回生エネルギー)により充電され、メインモータ3との間で電力の授受を行う。
ECU11には、複数の制御パラメータの各種の制御信号が入力される。制御信号としては、例えば、車両1を起動するための起動スイッチSTが押されたことによる始動指令信号、アクセルペダルAPの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ31からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ32からのブレーキペダル開度、ギヤ段(変速段)を検出するシフトポジションセンサ33からのシフト位置、車速を検出する車速センサ34からの車速、高圧バッテリ13の蓄電量(SOC:State of Charge)を測定する蓄電量センサ35からの蓄電量、シンクロ位置センサ36からの各シンクロメッシュ機構の位置、回転軸に配置され動力を測るトルクセンサ37などである。ECU11は、これらのセンサからの情報をもとに、制御を行う。
制御装置10は、ECU11が得た情報を表示する表示部38(MID:Multi-Information Display)を有する。表示部38は、運転者に伝えるべき情報を可視化して表示する。これにより、運転者に注意喚起すべき事態が生じている場合、例えば、車両の故障情報、警告、運転に関する指令等を表示することで、運転者に注意喚起する。
次に、本実施形態の車両1が備える変速機4の構成を説明する。図2は、図1に示す変速機4のスケルトン図である。本実施形態の変速機4は、前進7速、後進1速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のツインクラッチ式変速機(DCT:Dual Clutch Transmission)である。
変速機4は、第一クラッチC1を介して選択的にエンジン2の機関出力軸2aに接続される第一入力軸IMSと、第二クラッチC2を介して選択的にエンジン2の機関出力軸2aに接続される第二入力軸SSと、第一入力軸IMS及び第二入力軸SSに対して変速ギヤ機構を介して接続される出力軸CSとを有する。
第一入力軸IMSには奇数段(1、3、5、7速)用のギヤが配置され、第二入力軸SSには偶数段(2、4、6速)用のギヤが配置される。出力軸CSは、ディファレンシャル機構5に接続され、駆動輪WR,WLに対して選択された変速段に対応する回転出力たる駆動力を生じさせる。
また、第一入力軸IMSには、その一端側にプラネタリギヤ機構50が配置される。第一入力軸IMSにはメインモータ3の回転子3aが接続されており、メインモータ3の回転子3aがプラネタリギヤ機構50の周囲を回るように構成されている。このような構成により、変速機4は、エンジン2及びメインモータ3を車両1の動力源として、ハイブリッド車両の変速機として機能する。
第二クラッチC2の出力側には、外側メイン軸OMSが接続されており、この外側メイン軸OMSは、第一入力軸IMSの外筒をなすように、第一入力軸IMSと同心状に配置されている。外側メイン軸OMSは、アイドル軸IDSを介してリバース軸RVSおよび第二入力軸SSに常時係合し、第二クラッチC2の回転出力がリバース軸RVSおよび第二入力軸SSに伝達される。各軸は互いに平行である。
奇数段の変速段を実現するための第一変速機構G1について説明する。第一入力軸IMS上には、3速駆動ギヤ73、7速駆動ギヤ77、5速駆動ギヤ75がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。3速駆動ギヤ73と7速駆動ギヤ77との間に3−7速シンクロメッシュ機構83が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、5速駆動ギヤ75に対応して5速シンクロメッシュ機構85が軸方向にスライド可能に設けられる。
このような構成により、所望の奇数変速段用ギヤ(1速駆動ギヤであるプラネタリギヤ機構50、3速駆動ギヤ73、5速駆動ギヤ75、7速駆動ギヤ77)のいずれかを選択する際に、第一入力軸IMSに配置された一又は複数の第一同期係合部(1速シンクロメッシュ機構81、3−7速シンクロメッシュ機構83、5速シンクロメッシュ機構85)を移動させる。これにより、選択された所望の変速段が第一入力軸IMSに連結される。
第一変速機構G1の各駆動ギヤは、出力軸CS上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、3速駆動ギヤ73は第一出力ギヤ91に、7速駆動ギヤ77は第二出力ギヤ92に、5速駆動ギヤ75は第三出力ギヤ93に噛み合う。このように噛み合うことにより、出力軸CSを回転駆動する。
偶数段の変速段を実現するための第二変速機構G2について説明する。第二入力軸SS上には、2速駆動ギヤ72、6速駆動ギヤ76、4速駆動ギヤ74がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。2速駆動ギヤ72と6速駆動ギヤ76との間に2−6速シンクロメッシュ機構82が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、4速駆動ギヤ74に対応して4速シンクロメッシュ機構84が軸方向にスライド可能に設けられる。
このような構成により、所望の偶数変速段用ギヤ(2速駆動ギヤ72、4速駆動ギヤ74、6速駆動ギヤ76)のいずれかを選択する際に、第二入力軸SSに配置された一又は複数の第二同期係合部(2−6速シンクロメッシュ機構82、4速シンクロメッシュ機構84)を移動させる。これにより、選択された変速段が第二入力軸SSに連結される。
第二変速機構G2の各駆動ギヤは、出力軸CS上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、2速駆動ギヤ72は第一出力ギヤ91に、6速駆動ギヤ76は第二出力ギヤ92に、4速駆動ギヤ74は第三出力ギヤ93に噛み合う。このように噛み合うことにより、出力軸CSを回転駆動する。
第一入力軸IMSのメインモータ3寄りの一端にはプラネタリギヤ機構50が配置されている。プラネタリギヤ機構50は、サンギヤ51、ピニオンギヤ52、リングギヤ55を備え、サンギヤ51は第一入力軸IMSに固定され、第一入力軸IMS及びメインモータ3と一体回転する。リングギヤ55は、変速機4のケースに固定され、ピニオンギヤ52のキャリア53から変速出力を生じるように構成されている。
プラネタリギヤ機構50のキャリア53と第一入力軸IMS上の3速駆動ギヤ73との間には、1速シンクロメッシュ機構81が設けられる。1速ギヤ段の選択に応じて、この1速シンクロメッシュ機構81がONすることで、キャリア53と第一入力軸IMS上の3速駆動ギヤ73とが接続される。すると、キャリア53の回転駆動力が、3速駆動ギヤ73及び第一出力ギヤ91を介して、出力軸CSを回転駆動する。
リバース段を実現するためのリバース変速機構GRについて説明する。リバース軸RVSには、アイドル軸IDSのアイドルギヤ95に係合するギヤ97が固定されている。更に、リバース軸RVSの外周には、リバース軸RVSを第一入力軸IMSに選択的に結合するためのリバースギヤ段が設けられている。リバースギヤ段は、リバース軸RVSに相対的に回転可能に同心的に設けられたリバース駆動ギヤ98と、リバース駆動ギヤ98をリバース軸RVSに選択的に結合するためのリバースシンクロメッシュ機構89とで構成される。リバース駆動ギヤ98は、第一入力軸IMSに固定されたギヤ78に噛み合う。
リバースシンクロメッシュ機構89は、リバース軸RVSの軸方向にスライド可能である。前進走行時には、リバースシンクロメッシュ機構89は、リバース軸RVSとリバース駆動ギヤ98とを係合しない。一方、後進走行時には、リバースシンクロメッシュ機構89は、リバース軸RVSとリバース駆動ギヤ98とを係合する。
次に、本実施形態の車両1が有するエンジン2の始動方法について説明する。本実施形態では、エンジン2の始動方法として、メインモータ3の動力を機関出力軸2aに伝えてエンジン2を駆動させる通常始動モードの他に、次の2つの始動モードを有する。具体的には、走行中の出力軸CSの動力を機関出力軸2aに伝えてエンジン2を駆動させる第一始動モードと、車両1の停止時に起動スイッチSTを押すことで始動用モータ17の動力を用いてエンジン2を駆動させる第二始動モードと、を有する。
上述のような構成の車両1において、エンジン2を用いずにメインモータ3のみによる走行(EV走行)時に、第一変速機構G1又は第二変速機構G2の一方の変速用ギヤの係合が外れない故障(係合解除不良)が生じるおそれがある。このような係合解除不良が生じた場合、本実施形態のECU11は、第一変速機構G1又は第二変速機構G2の他方の変速用ギヤのうち係合解除不良の生じていない変速用ギヤを係合して走行可能な状況にする。また、ECU11は、車両1を走行させるために上述の第一始動モード又は第二始動モードを用いてエンジン2を始動させ、エンジン2の動力にて車両1を走行させることを決定する。次に詳細を説明する。
図3及び図4を用いて、第一変速機構G1に係合解除不良が生じた場合に、第二変速機構G2の変速用ギヤを用いて走行を継続する場合を説明する。図3は、第一変速機構G1に係合解除不良が生じた場合に第二変速機構G2を用いてエンジン2を始動させるときの動力伝達経路を示すスケルトン図である。図3においては、第一変速機構G1のうち3速駆動ギヤ73に係合解除不良が生じた場合に第二変速機構G2のうち4速駆動ギヤ74を用いてエンジン2を始動させる場合を例示して説明をする。
車両1が3速駆動ギヤ73でのEV走行中、図3に示すように、3−7速シンクロメッシュ機構83が3速駆動ギヤ73側から中立状態に移動することができない係合解除不良が生じた場合、ECU11は、係合解除不良(オフギヤ不良)を検出する。係合解除不良の検出は、シンクロ位置センサ36の情報を得ること等により行うことができるが、これに限るものではない。
そして、第二変速機構G2側の4速シンクロメッシュ機構84が4速駆動ギヤ74側にプレシフトしている場合など、4速駆動ギヤ74を介して出力軸CSの動力をエンジン2に伝達することで、エンジン2の始動ができるとECU11が判断した場合、ECU11は、第二変速機構G2の変速用ギヤを用いた第一始動モードを行う。本実施形態の場合、4速シンクロメッシュ機構84を4速駆動ギヤ74側に移動させた状態で、第二クラッチC2を締結する。これにより、出力軸CSの動力がエンジン2に伝達されて、エンジン2が始動する。
なお、係合解除不良が生じた場合、第一クラッチC1を解除する。このため、係合解除不良が生じた第一変速機構G1側の駆動軸である第一入力軸IMSの動力は機関出力軸2aに伝達しない。このため、第一入力軸IMSに付帯するメインモータ3の動力は、機関出力軸2aに伝達しない。
次に、第一変速機構G1の係合解除不良の場合に、エンジン2の動力で車両1を走行させる状態を説明する。図4は、第一変速機構G1の係合解除不良時に第二変速機構G2の変速用ギヤを用いてエンジン2の動力で車両を走行させる場合の動力伝達経路を示すスケルトン図である。ECU11は、第一変速機構G1の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第二変速機構G2の最低段の変速用ギヤを用いて車両1を走行させる。本実施形態では、第二変速機構G2の最低段である2速駆動ギヤ72を用いて車両1を走行させる。
エンジン2が始動した後、いったん第二クラッチC2を解除し、2−6速シンクロメッシュ機構82を2速駆動ギヤ72側に移動させ、且つ4速シンクロメッシュ機構84を4速駆動ギヤ74側から中立状態になるように移動させる。すると、2速駆動ギヤ72がインギヤし、4速駆動ギヤ74がオフギヤする。
そして、第二クラッチC2を締結すると、エンジン2の動力は、図4に示すように、外側メイン軸OMSからアイドル軸IDSを経由し、第二入力軸SSに伝達される。次に、動力は、2−6速シンクロメッシュ機構82を介して2速駆動ギヤ72に伝達され、さらに、2速駆動ギヤ72と噛合う第一出力ギヤ91に伝達されることで、出力軸CSに伝達される。出力軸CSへ伝達された動力は、ディファレンシャル機構5を介して駆動輪WR,WLに伝達され、車両1が走行する。なお、第二クラッチC2を締結する際、急加減速を避けるため、緩やかに締結することが好ましい。
図5及び図6を用いて、第二変速機構G2に係合解除不良が生じた場合に、第一変速機構G1の変速用ギヤを用いて走行を継続する場合を説明する。図5は、第二変速機構G2に係合解除不良が生じた場合に第一変速機構G1を用いてエンジン2を始動させるときの動力伝達経路を示すスケルトン図である。図5においては、第二変速機構G2のうち4速駆動ギヤ74に係合解除不良が生じた場合に第一変速機構G1のうち3速駆動ギヤ73を用いてエンジン2を始動させる場合を例示して説明をする。
車両1が3速駆動ギヤ73でのEV走行中、図5に示すように、4速シンクロメッシュ機構84が4速駆動ギヤ74側から中立状態に移動することができない係合解除不良が生じた場合、ECU11は、係合解除不良を検出する。
そして、第一変速機構G1側の3速駆動ギヤ73を介して出力軸CSの動力をエンジン2に伝達することで、エンジン2の始動ができるとECU11が判断した場合、ECU11は、第一変速機構G1の変速用ギヤを用いた第一始動モードを行う。本実施形態の場合、3−7速シンクロメッシュ機構83を3速駆動ギヤ73側に移動させた状態で、第一クラッチC1を締結する。これにより、出力軸CSの動力がエンジン2に伝達されて、エンジン2が始動する。
なお、係合解除不良が生じた場合、第二クラッチC2を解除する。このため、係合解除不良が生じた第二変速機構G2側の駆動軸である外側メイン軸OMSの動力は機関出力軸2aに伝達しない。一方、第一クラッチC1の締結により第一入力軸IMSに付帯するメインモータ3の動力は、機関出力軸2aに伝達することが可能である。このため、エンジン2の始動にあたり、出力軸CSの動力のみならずメインモータ3の動力を加えることも可能である。
次に、第二変速機構G2の係合解除不良の場合に、エンジン2の動力で車両1を走行させる状態を説明する。図6は、第二変速機構G2の係合解除不良時に第一変速機構G1の変速用ギヤを用いてエンジン2の動力で車両を走行させる場合の動力伝達経路を示すスケルトン図である。ECU11は、第二変速機構G2の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第一変速機構G1の最低段の変速用ギヤを用いて車両1を走行させる。本実施形態では、第一変速機構G1の最低段である3速駆動ギヤ73を用いて車両1を走行させる。
エンジン2が始動した後、いったん第一クラッチC1を解除し、1速シンクロメッシュ機構81をプラネタリギヤ機構50側に移動させ、且つ3−7速シンクロメッシュ機構83を3速駆動ギヤ73側から中立状態になるように移動させる。すると、プラネタリギヤ機構50がインギヤし、3速駆動ギヤ73がオフギヤする。
そして、第一クラッチC1を締結すると、エンジン2の動力は、図6に示すように、第一入力軸IMSからプラネタリギヤ機構50に伝達される。さらに、動力は、1速シンクロメッシュ機構81を介して第一出力ギヤ91に伝達されることで、出力軸CSに伝達される。出力軸CSへ伝達された動力は、ディファレンシャル機構5を介して駆動輪WR,WLに伝達され、車両1が走行する。なお、第一クラッチC1を締結する際、急加減速を避けるため、緩やかに締結することが好ましい。
上述のように、ECU11は、一方の変速機構に係合解除不良が生じた場合、他方の変速機構の最低段の変速用ギヤによって車両1を走行させる。この場合、ECU11は、この制御を適切に行うため、車両1の車速によって、上述の制御を行うタイミングを異ならせる。次に、詳細に説明する。図7は、車速に応じた制御タイミングの違いを説明するフローチャートである。
本実施形態では、係合解除不良の発生時に車両1の走行を継続したままエンジン2を始動させるか否かを決定する閾値を所定速度VLとする。また、係合解除不良の発生時にすぐにエンジン2を始動させるか否かを決定する閾値を所定高速度VHとする。所定高速度VHは、所定速度VLよりも高速である。
EV走行中に、第一変速機構G1又は第二変速機構G2の一方の変速機構に係合解除不良が発生した場合、図7に示すように、最初に、ECU11は、車速センサ34の値を確認する(ステップS1)。
まず、係合解除不良の発生時、車速が所定高速度VH以上の場合について説明する。車速センサ34の値が所定高速度VH以上の場合(ステップS2)、ECU11は、故障が生じた旨を表示部38に表示する(ステップS3)。これにより、運転者は、係合解除不良等の故障が車両に発生した旨を知ることができる。
そして、ECU11は、走行を継続しつつ、出力軸CSの動力によりエンジン2を始動させる第一始動モードにてエンジン2を始動する(ステップS4)。ここで、所定高速度VH以上の場合に、係合解除不良が発生していない他方の変速機構の最低段ですぐに走行してしまうと、急減速等の不具合が生じる。このため、ECU11は、車速センサ34の値が所定高速度VH未満となるまで、第一クラッチC1及び第二クラッチC2を締結しないニュートラル状態にする(ステップS5)。そして、車速センサ34の値が所定高速度VH未満となった場合(ステップS6)、他方の変速機構の変速用ギヤを最低段にする(ステップS7)。
その後、クラッチを締結することで、他方の変速機構の変速用ギヤにエンジン2の動力を伝達する。これにより、車両1を走行させる(ステップS8)。この際、クラッチ締結は緩やかに行うことが好ましい。
次に、係合解除不良の発生時、車速が所定高速度VH未満且つ所定速度VL以上の場合について説明する。車速センサ34の値が所定高速度VH未満且つ所定速度VL以上の場合(ステップS11)、ECU11は、故障が生じた旨を表示部38に表示する(ステップS12)。これにより、運転者は、係合解除不良等の故障が車両に発生した旨を知ることができる。
そして、ECU11は、走行を継続しつつ、出力軸CSの動力によりエンジン2を始動させる第一始動モードにてエンジン2を始動し(ステップS13)、他方の変速機構の変速用ギヤを最低段にする(ステップS14)。その後、他方の変速機構の変速用ギヤを用いて車両1を走行させる(ステップS8)。
最後に、係合解除不良の発生時、車速が所定速度VL未満の場合について説明する。車速センサ34の値が所定速度VL未満の場合、走行を継続したまま第一始動モードにてエンジン2を始動すると、減速比が大きく走行が不安定となるおそれがある。このため、この場合には、ECU11は、走行を継続できない旨とともに車両1を停止する指示を表示部38に表示する(ステップS21)。例えば、「走行を継続できません。安全な場所に停車してください。」のようなメッセージを表示部38に表示する。これにより、運転者に車両1を一旦停止すべき旨を知らせることができる。なお、表示部38に指示する表示は、停止する指示のみならず、停止後にエンジン2を始動すべき指示を同時に表示してもよい。
このとき、ECU11は、第一クラッチC1及び第二クラッチC2を締結しないニュートラル状態にする(ステップS22)などして、車両1の減速を促す。そして、車両1が停止した場合(ステップS23)、ECU11は、表示部38に、「ブレーキを踏みつつスイッチを押してください」等、起動スイッチSTを押すことを運転者に促すような指示を表示する(ステップS24)。なお、車両1が停止した場合、ECU11は、必要に応じてパーキングブレーキを入れる制御をすると、車両1を確実かつ安全に停止させることができるため、好ましい。
ECU11からの指示に従って、運転者が起動スイッチSTを押すと、ECU11は、始動用モータ17の動力によりエンジン2を始動させる第二始動モードにてエンジン2を始動する(ステップS25)。その後、ECU11は、他方の変速機構の変速用ギヤを最低段にして(ステップS26)、他方の変速機構の変速用ギヤを用いて車両1を走行させる(ステップS8)。
なお、本実施形態においては、係合解除不良の発生時に、所定速度VLという車速を閾値として、車両1の走行を継続しつつエンジン2の始動をするか否かの判断を行ったが、これに限るものではない。例えば、本実施形態の変形例として、係合解除不良の発生時に、エンジン2を始動させる変速用ギヤの変速段が所定変速段以上と判断した場合に、車両1の走行中にエンジン2を始動させることとし、変速用ギヤの変速段が所定変速段未満であると判断した場合に、車両1を停止させた後にエンジン2を始動させることとしてもよい。
具体的には、所定変速段を2速ギヤ段とし、低速のEV走行時に、第二変速機構G2に係合解除不良が発生し、エンジン2の始動に用いるべき第一変速機構G1側のシンクロ位置センサ36が1速ギヤ段を検出した場合、ECU11が表示部38に車両1の停止指示をすることとしてもよい。この場合、EV走行時に、第二変速機構G2に係合解除不良が発生し、エンジン2の始動に用いるべき第一変速機構G1側のシンクロ位置センサ36が3速ギヤ段を検出した場合、ECU11は、故障の旨を表示部38に表示し、車両1の走行を継続したまま、3速駆動ギヤ73を用いて第一始動モードでエンジン2を始動することとなる。
以上説明したように、本実施形態においては、メインモータ3の駆動時且つエンジン2の停止時において、第一変速機構G1又は第二変速機構G2のうち一方の変速用ギヤに係合解除不良が発生した場合であっても、ECU11が第一変速機構G1又は第二変速機構G2のうち他方の変速用ギヤを用い且つエンジン2の動力を用いて車両1を走行させることを決定することで、車両1の走行不能を回避することができる。これにより、係合解除不良が発生した場合であっても、車両1の走行が可能となる。
また、本実施形態においては、ECU11は、第一変速機構G1の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第二変速機構G2の最低段である2速ギヤ段を用いて車両1を走行させることを決定し、第二変速機構G2の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、第一変速機構G1の最低段の1速ギヤ段を用いて車両1を走行させることを決定する。このように、係合解除不良が生じていない一方の変速機構の変速ギヤを用いて車両を走行させる際、最低段の変速用ギヤを用いることで、車両を確実に走行させることができる。
また、本実施形態においては、車速が所定速度VL以上の場合に車両1の走行中にエンジン2を始動させる。これにより、車速が所定速度VL以上の場合には、係合解除不良が発生した場合においても、車両1を停止させることなく、車両1の走行を継続させることができる。
また、本実施形態においては、車速が所定高速度VH以上の場合には、車速センサ34の値が所定高速度VH未満となるまで、第一クラッチC1及び第二クラッチC2を中立状態にする。このように、車両1が高速走行をしている場合には、所定の変速用ギヤを用いるために適した速度になるまで、クラッチを遮断し、エンジン2の動力を伝達しないようにすることで急な減速を抑制し、円滑な走行が可能になる。
また、本実施形態の変形例においては、係合解除不良の発生時にエンジン2の始動に用いる変速段が所定変速段(例えば、2速ギヤ段)以上の場合に車両1の走行中にエンジン2を始動させる。このように、所定の変速用ギヤを閾値として、走行中にエンジン2を始動させることとしてもよい。これにより、係合解除不良が発生した場合においても、走行を継続させることができる。
また、本実施形態においては、車両1の走行中にエンジン2を始動させる場合には、出力軸CSの回転動力によってエンジン2を始動させる。このように、走行中の出力軸CSの回転動力を有効利用することにより、係合解除不良が発生した場合においても、車両1を停止させずに走行を継続させることができる。
また、本実施形態においては、ECU11は、係合解除不良の発生時に、表示部38に故障した旨を表示する。これにより、車両1の運転者に対して、車両1に故障がある旨を知らせることができる。
また、本実施形態においては、車速が所定速度VL未満の場合に、まず車両1を停止させる。これにより、低速走行の場合に低速用の変速用ギヤで走行を継続することによる急な加減速を運転者に感じさせることがない。また、車両1の停止後にエンジン2を始動させて走行可能な状況とすることで、車両1の走行が可能である。
また、本実施形態においては、車両1を停止させた後にエンジン2を始動させる場合には、始動用モータ17の回転動力によってエンジン2を始動させる。これにより、始動用モータ17の回転動力を用いてエンジン2を確実に起動することで、車両1を走行させることができる。
また、本実施形態においては、ECU11は、車両1を停止させた後、起動スイッチSTからの信号が入力された場合にエンジン2を始動させる。これにより、運転者に車両1の起動タイミングを決定させることができる。
また、本実施形態においては、ECU11は、係合解除不良の発生時に、車両1を停止させた後にエンジン2を始動させる場合には、表示部38に停止指示の表示をし、車両1が停止した後にエンジン2を始動させる指示を表示する。このように、車両1の停止後にエンジン2を始動させる場合に、車両1の停止指示や車両1の始動の指示が表示部38に表示されることで、運転者が停止するタイミングや車両を始動させるタイミングを把握することができる。
また、本実施形態においては、ECU11は、係合解除不良の発生時に車速センサ34の値が所定速度VL以上の場合には、車両1の走行中にエンジン2を出力軸CSの回転動力によって始動させると、係合解除不良が発生した場合においても、走行を継続させることができる。一方で、所定速度VL未満の場合には、車両1を停止させた後にメインモータ3等の電動機の回転動力によってエンジン2を始動させると、低速走行の場合に最低段の変速用ギヤで走行を継続することによる急な加減速を運転者に感じさせることがない。また、車両1の停止後にエンジン2を始動させて走行可能な状況とすることで、車両1の走行が可能である。
また、本実施形態においては、ECU11は、係合解除不良の発生時に車速センサ34の値が所定高速度VH以上の場合には、所定高速度VH未満となるまで、第一クラッチC1及び第二クラッチC2を中立状態にする。このように、車両1が高速走行をしている場合に、最低段の変速用ギヤを用いるために適した速度になるまで、クラッチを遮断し、エンジン2の動力を伝達しないようにすることで、円滑な走行が可能になる。
また、本実施形態において、ECU11が、係合解除不良の発生時にエンジン2の始動に用いる変速段が所定変速段以上と判断した場合に車両1の走行中にエンジン2を始動させ、係合解除不良の発生時にエンジン2の始動に用いる変速段が所定変速段未満と判断した場合に車両1を停止させた後にエンジン2を始動させることとしてもよい。
また、本実施形態において、ECU11は、係合解除不良の発生時に、車両1の走行中にエンジン2を始動させる場合には、表示部38に故障した旨の表示をし、係合解除不良の発生時に、車両を停止させた後にエンジン2を始動させる場合には、表示部38に停止指示の表示をし、車両が停止した後にエンジン2を始動させる指示の表示をする。このように、係合解除不良の発生時に、表示部38に故障した旨を表示することで、車両1の運転者に対して車両1に故障があったことを即座に知らせることができる。また、車両1の停止後にエンジン2を始動させる場合には、車両1の停止指示が表示されることで、車両1の運転者に対して停止すべき旨を即座に知らせることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
1…車両
2…エンジン(内燃機関)
2a…機関出力軸
3…メインモータ(電動機)
4…変速機
10…制御装置
11…ECU(制御部)
17…始動用モータ
31…アクセルペダルセンサ
34…車速センサ(車速検出部)
36…シンクロ位置センサ
38…表示部
50…プラネタリギヤ機構
6R,6L…ドライブシャフト
72…2速駆動ギヤ
73…3速駆動ギヤ
74…4速駆動ギヤ
75…5速駆動ギヤ
76…6速駆動ギヤ
77…7速駆動ギヤ
81…1速シンクロメッシュ機構
82…2−6速シンクロメッシュ機構
83…3−7速シンクロメッシュ機構
84…4速シンクロメッシュ機構
85…5速シンクロメッシュ機構
91…第一出力ギヤ
92…第二出力ギヤ
93…第三出力ギヤ
95…アイドルギヤ
C1…第一クラッチ(第一動力伝達要素)
C2…第二クラッチ(第二動力伝達要素)
CS…出力軸
G1…第一変速機構
G2…第二変速機構
IDS…アイドル軸
IMS…第一入力軸
OMS…外側メイン軸
SS…第二入力軸
ST…起動スイッチ
WR,WL…駆動輪

Claims (12)

  1. 動力源としての内燃機関及び電動機と、
    前記電動機に接続されるとともに第一動力伝達要素を介して選択的に前記内燃機関に接続される第一入力軸と、
    第二動力伝達要素を介して選択的に前記内燃機関に接続される第二入力軸と、
    駆動輪に動力を出力する出力軸と、
    前記第一入力軸に選択的に連結される複数の変速用ギヤを含む第一変速機構と、
    前記第二入力軸に選択的に連結される他の複数の変速用ギヤを含む第二変速機構と、を具備する変速機を有する車両と、
    前記第一変速機構及び前記第二変速機構の変速用ギヤの選択と、前記第一動力伝達要素及び前記第二動力伝達要素の操作と、前記内燃機関及び前記電動機の運転制御とを実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記電動機の駆動時且つ前記内燃機関の停止時において、
    前記第一変速機構の変速用ギヤの係合が外れない係合解除不良が生じた場合、前記第二変速機構の変速用ギヤを用いて前記内燃機関の動力で前記車両を走行させることを決定し、
    前記第二変速機構の変速用ギヤの係合が外れない係合解除不良が生じた場合、前記第一変速機構の変速用ギヤを用いて前記内燃機関の動力で前記車両を走行させることを決定する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第一変速機構の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、前記第二変速機構の最低段の変速用ギヤを用いて前記車両を走行させることを決定し、
    前記第二変速機構の変速用ギヤに係合解除不良が生じた場合、前記第一変速機構の最低段の変速用ギヤを用いて前記車両を走行させることを決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記車両は、車速を検出する車速検出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に前記車速検出部の値が所定速度以上の場合には、前記車両の走行中に前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に前記車速検出部の値が前記所定速度よりも大きい所定高速度以上の場合には、前記車速検出部の値が前記所定高速度未満となるまで、前記第一動力伝達要素及び前記第二動力伝達要素を中立状態にする
    ことを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装置。
  5. 前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に前記内燃機関の始動に用いる変速段が所定変速段以上となると判断した場合には、前記車両の走行中に前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記制御部は、
    前記車両の走行中に前記内燃機関を始動させる場合には、前記出力軸の回転動力によって前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  7. 前記車両は、前記車両の状況を表示する表示部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に、前記車両の走行中に前記内燃機関を始動させる場合には、前記表示部に故障した旨の表示をする
    ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  8. 前記車両は、車速を検出する車速検出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に前記車速検出部の値が所定速度未満の場合には、前記車両を停止させた後に前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  9. 前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に前記内燃機関の始動に用いる変速段が所定変速段未満となると判断した場合には、前記車両を停止させた後に前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  10. 前記車両は、前記内燃機関を始動させる始動用モータをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記車両を停止させた後に前記内燃機関を始動させる場合には、前記始動用モータの回転動力によって前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項8又は9に記載の車両の制御装置。
  11. 前記車両は、前記車両を起動するための起動スイッチをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記車両を停止させた後、前記起動スイッチからの信号が入力された場合に前記内燃機関を始動させる
    ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  12. 前記車両は、前記車両の状況を表示する表示部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記係合解除不良の発生時に、前記車両を停止させた後に前記内燃機関を始動させる場合には、前記表示部に停止指示の表示をし、前記車両が停止した後に前記内燃機関を始動させる指示を表示する
    ことを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
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