JP6648607B2 - ハイブリッド車両の変速制御装置 - Google Patents
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Description
このようなハイブリッド車両としては、例えば、特開平7−67208号公報に、エンジンの出力軸と同軸上にジェネレータを配置するとともに、他の軸上には電気モータ及び各種の駆動伝達装置を配置し、ジェネレータと電気モータとの2つの回転軸をチェーン装置などの回転伝達手段で連結した構造のものがある。
自動変速機(AMT)は、複数のギア段を有する手動変速機に、ギア段を自動的に切り換え可能なアクチュエータとしてのシフトアクチュエータ、及びクラッチを自動的に操作可能なクラッチアクチュエータを備える。自動変速機(AMT)は、変速制御装置によって、運転者がアクセルペダルやブレーキペダルを操作するだけで、発進から停止までの変速制御を行うことができる。
また、ハイブリッド車両には、エンジンの駆動力をアシストするため、及び制動による回生発電をするため、車軸上にモータジェネレータを配置した構造のものがある。このようなモータジェネレータを配置したハイブリッド車両においても、自動変速機の出力軸にモータジェネレータのモータ軸をチェーンによって連結した構造のものがある。
このような構造のハイブリッド車両においては、急勾配の坂路で駐車状態からハイブリッド車両を移動するときに、セレクトレバーのシフト位置をPレンジ位置から操作して、自動変速機のパーキングロック機構の解除を行うと、モータ軸に生じている歪みが極めて短時間で解放されるため、歪によりモータ軸に過大なトルクを発生し、モータジェネレータのモータ軸と自動変速機の出力軸とを連結するチェーンに大きな張力が生じる問題があった。
その対策として、出願人は、急勾配の坂路かつ低車速(=ほぼ停車)の状態において、セレクトレバーのシフト位置がPレンジ位置であることを検出した場合、自動変速機のギア段をギアイン状態(例えば、1速位置などの駆動力を伝達する状態:ニュートラルでない状態)にすることにより、パーキングロック機構のロック状態の解除時にモータジェネレータのモータ軸にかかる歪みを低減させる発明を出願している。これによって、急勾配の坂路での駐車状態からパーキングロック機構のロック状態を解除した際に、チェーンに過大な張力がかかることを回避することができる。
しかし、このような制御を行う変速制御装置は、急勾配の坂路で駐車状態にあるハイブリッド車両のエンジン始動中(クランキング中)に、運転者がセレクトレバーのシフト位置をPレンジ位置から移動させた場合、自動変速機がニュートラル状態、つまり、自動変速機がギアインでない状態でパーキングロック機構のロック状態が解除されるため、駆動系に蓄えられた歪が解放されてモータジェネレータのモータ軸に過大なトルクを発生し、モータジェネレータのモータ軸と自動変速機の出力軸とを連結するチェーンに大きな張力が生じる問題があった。
このため、この発明は、ギアインでない状態でパーキングロック機構のロック状態が解除されて駆動系に蓄えられた歪が解放されることを阻止でき、解放された歪によりモータジェネレータのモータ軸に過大なトルクが発生することを防止でき、自動変速機とモータジェネレータとを連結するチェーンに過大な張力が作用しないようにすることができる。
エンジン2には、クラッチ5を介して自動変速機6が連結される。クラッチ5は、自動変速機6に備えられ、エンジン2から自動変速機6への駆動力の伝達を断接(切断又は接続)する。クラッチ5は、クラッチアクチュエータ7によって断接を動作される。クラッチアクチュエータ7は、自動変速機6に備えられる。
自動変速機6は、エンジン2の出力軸3と同軸に配置された入力軸8と、入力軸8に平行に配置された出力軸9と、を備える。クラッチ5は、エンジン2の出力軸3と自動変速機6の入力軸8との間に配置される。自動変速機6は、入力軸8と出力軸9との間に、各種のギア段として、少なくとも前進用の1速ギア段10〜4速ギア段13を備える。入力軸8には、1速ギア段10と2速ギア段11との間に1速・2速切換機構14を備え、3速ギア段12と4速ギア段13との間に3速・4速切換機構15を備える。
1速・2速切換機構14は、1速ギア段10と2速ギア段11とのいずれかを駆動力伝達状態(ギアイン状態)に切り換えるとともに、1速ギア段10と2速ギア段11とのいずれも駆動力を伝達しない状態(ギアインでない状態)に切り換える。3速・4速切換機構15は、3速ギア段12と4速ギア段13とのいずれかを駆動力伝達状態(ギアイン状態)に切り換えるとともに、3速ギア段12と4速ギア段13とのいずれも駆動力を伝達しない状態(ギアインでない状態)に切り換える。
自動変速機6は、1速・2速切換機構14、3速・4速切換機構15を動作させるためのアクチュエータとして、シフトアクチュエータ16を備える。シフトアクチュエータ16は、1速ギア段10〜4速ギア段13からなる各種のギア段を自動的に切り換え可能なものである。なお、図示しないが、自動変速機6は、後進用のリバースギヤ段とリバース切換機構とを備え、シフトアクチュエータ16により自動的に切り換え可能である。
これより、自動変速機6は、複数のギア段10〜13を有する手動変速機に、ギア段10〜13を自動的に切り換え可能なシフトアクチュエータ16、及びクラッチ5を自動的に操作可能なクラッチアクチュエータ7を備える自動変速機(AMT:Automated Manual Transmission)である。
シフト装置17は、シフトロック機構19を備える。シフトロック機構19は、セレクトレバー18がPレンジ位置に選択されている場合、特定の操作(例えば、ブレーキペダルの踏込み操作)によりセレクトレバー18の移動を許容(シフトロック解除)し、特定の操作がないとセレクトレバー18の移動を阻止(シフトロック)する。
また、自動変速機6は、パーキングロック機構20を備える。パーキングロック機構20は、運転者の操作によりセレクトレバー18のシフト位置がPレンジ位置に選択されたときに、出力軸9を拘束(ロック状態)してハイブリッド車両1の移動を阻止する。パーキングロック機構20は、運転者の操作によりセレクトレバー18のシフト位置がPレンジ位置から移動されたときに、出力軸9の拘束を解放(ロック状態の解除)してハイブリッド車両1の移動を許容する。
差動装置22には、チェーン機構27によりモータジェネレータ(発電動機)28が連結される。モータジェネレータ28は、モータ軸29を備える。モータ軸29は、チェーン機構27により自動変速機6の出力側の差動装置22に取り付けられたファイナルドリブンギア24に接続される。
これにより、モータジェネレータ28の駆動力は、チェーン機構27により差動装置22に伝達され、駆動軸25により車輪26を駆動する。なお、モータジェネレータ28は、バッテリ(図示せず)からの電力により駆動トルクを発生するとともに、エンジン2あるいは車輪26からの駆動力により電力を発生するものである。
モータ軸29には、モータスプロケット32が取り付けられる。第1回転軸30には、一端にモータスプロケット32に対向して第1モータ用スプロケット33が取り付けられ、他端に第1中間スプロケット34が取り付けられる。第2回転軸31には、他端に第1中間スプロケット34に対向して第2中間スプロケット35が取り付けられ、一端にファイナルドリブンギア24に噛み合う第2ファイナルギア段用ギア36が取り付けられる。
モータスプロケット32と第1モータ用スプロケット33とには、第1チェーン37が巻き掛けられる。第1中間スプロケット34と第2中間スプロケット35とには、第2チェーン38が巻き掛けられる。これにより、チェーン機構27は、自動変速機6の出力側の差動装置22とモータジェネレータ28との間で駆動力を伝達する。
エンジン制御装置39と変速制御装置40とハイブリッド制御装置41とは、CAN(Car Area Network)42により接続され、相互に情報を交換する。
セレクトレバー位置検出部43は、シフト装置17に設けられ、セレクトレバー18が操作されたシフト位置を検出し、セレクトレバー18のシフト位置を示すセレクトレバー位置信号を入力する。実ギア段検出部44は、自動変速機6の1速ギア段10〜4速ギア段13のいずれのギア段が駆動力伝達状態(ギアイン状態)であるかを検出し、駆動力伝達状態(ギアイン状態)となっているギア段を示す実ギア段信号を入力する。
また、勾配検出部45は、加速度センサなどからなり、ハイブリッド車両1が走行する路面の勾配を検出し、路面の勾配度合を示す路面勾配信号を入力する。車速検出部46は、ハイブリッド車両1の車輪26の回転を検出し、ハイブリッド車両1の車速を示す車速信号を入力する。車速検出部46は、エンジン制御装置39に接続されている。車速信号は、CAN42を介して変速制御装置40に入力される。スタータ駆動信号入力部47は、エンジン2の始動時に、エンジン2をクランキングするためにエンジン制御装置39、又は図示しないその他の制御装置からスタータ4に出力されるスタータ駆動信号を入力する。スタータ駆動信号は、エンジン2の始動中(クランキング中)に継続してスタータ4に出力される。スタータ駆動信号は、CAN42を介して変速制御装置40に入力される。
指示ギア段判断部48は、自動変速機6の1速ギア段10〜4速ギア段13のいずれかのギア段を駆動力が伝達される状態(ギアイン状態)にするか否かを判断する。スタータ駆動判断部49は、スタータ駆動信号入力部47から入力されるスタータ駆動信号を受信しているか否かを判断する。
勾配判断部50は、勾配検出部45で検出された路面の勾配Sが予め設定された勾配Stよりも大きいか否か{路面が急勾配の坂路(登坂路・降坂路)であるか否か}を判断する。車速判断部51は、車速検出部46で検出された車速Vが予め設定されたしきい値の車速Vtよりも小さいか否か{ハイブリッド車両1が略停止状態であるか否か}を判断する。セレクトレバー位置判断部52は、セレクトレバー位置検出部43で検出されたセレクトレバー18のシフト位置を示すセレクトレバー位置信号によって、運転者の操作によりセレクトレバー18がいずれのシフト位置に選択されているか否かを判断する。
ニュートラル状態判断部53は、実ギア段検出部44で検出された実ギア段信号(あるいは、指示ギア段判断部48によるギア段を駆動力が伝達される状態とするか否かの判断信号)と、スタータ駆動信号入力部47から入力するスタータ駆動信号とによって、エンジン2が始動中(スタータ4によるクランキング中)で自動変速機6の1速ギア段10〜4速ギア段13がいずれも駆動力を伝達しない状態、つまり、エンジン2が始動中でニュートラル状態(ギアインでない状態)に設定されているか否かを判断する。
また、ニュートラル状態判断部53は、実ギア段検出部44で検出された実ギア段信号と、スタータ駆動信号入力部47から入力するスタータ駆動信号とによって、エンジン2の始動が完了(スタータ4によるクランキングが終了)して自動変速機6の1速ギア段10〜4速ギア段13のいずれかのギア段が駆動力を伝達する状態{エンジン2の始動が完了して自動変速機6がギアイン状態(ニュートラルでない状態)}に設定されているか否かを判断する。
そして、制御部54は、エンジン2の始動が完了(クランキングが終了)して自動変速機6の1速ギア段10〜4速ギア段13のいずれかのギア段が駆動力を伝達する状態{エンジン2が始動を完了して自動変速機6がニュートラルでない状態(ギアイン状態)}に設定されているとニュートラル状態判断部53により判断された場合、シフトロック機構19をシフトロック解除状態としてセレクトレバー18のシフト位置がPレンジ位置にロックされる状態を解除する。
図3に示すように、変速制御装置40は、制御部54によって、プログラムがスタートすると(ステップA01)、勾配判断部50により勾配検出部45が検出した路面の勾配Sが設定された勾配Stよりも大きい(S>St)、急勾配の坂路であるか否かを判断する(ステップA02)。
変速制御装置40は、ステップA02の判断がYESの場合、車速判断部51により車速検出部46が検出した車速Vが設定されたしきい値の車速Vtよりも小さい(V<Vt)、略停車状態であるか否かを判断する(ステップA03)。
変速制御装置40は、ステップA03がYESの場合、セレクトレバー位置判断部52によりセレクトレバー18のシフト位置がPレンジ位置に選択された状態であるか否かを判断する(ステップA04)。
変速制御装置40は、ステップA04の判断がYESの場合、スタータ駆動判断部49によるスタータ駆動信号を受信しているか否かの判断で、エンジン2をクランキング中であるか否かを判断する(A05)。
変速制御装置40は、ステップA05がYESの場合、自動変速機6をニュートラル状態とし(A06)、ニュートラル状態判断部53により自動変速機6がニュートラル状態(ギアインでない状態)に設定されているか否かを判断する(ステップA07)。
このとき、ニュートラル状態判断部53は、エンジン2が始動中(クランキング中)で自動変速機6がニュートラル状態(ギアインでない状態)に設定されている場合、YESと判断する。
変速制御装置40は、ステップA07がNOの場合、ニュートラル状態判断部53により自動変速機6がギアイン状態(ニュートラルでない状態)に設定されているか否かを判断する(ステップA10)。
このとき、ニュートラル状態判断部53は、エンジン2の始動が完了(クランキングが終了)して自動変速機6がニュートラルでない状態(ギアイン状態)に設定されている場合、YESと判断する。
変速制御装置40は、ステップA10がYESの場合、制御部54によるシフトロック解除要求によりシフトロック機構19をシフトロック解除状態としてセレクトレバー18のシフト位置をPレンジ位置から異なるシフト位置への操作を許容し(ステップA11)、プログラムをリターンする(ステップA09)。
変速制御装置40は、ステップA10がNOの場合、制御部54によるシフトロック要求によりシフトロック機構19をシフトロック状態としてセレクトレバー18のシフト位置をPレンジ位置にロックし(ステップA08)、プログラムをリターンする(ステップA09)。
一方、変速制御装置40は、ステップA02がNOの場合、ステップA03がNOの場合、及び、ステップA04がNOの場合、制御部54によるシフトロック解除要求によりシフトロック機構19をシフトロック解除状態としてセレクトレバー18のシフト位置をPレンジ位置から異なるシフト位置への操作を許容し(ステップA11)、プログラムをリターンする(ステップA09)。
また、変速制御装置40は、ステップA05がNOの場合、自動変速機6をギアイン状態とし(A12)、制御部54によるシフトロック解除要求によりシフトロック機構19をシフトロック解除状態としてセレクトレバー18のシフト位置をPレンジ位置から異なるシフト位置への操作を許容し(ステップA11)、プログラムをリターンする(ステップA09)。
このため、変速制御装置40は、ギアインでない状態(ニュートラル状態)でパーキングロック機構20のロック状態が解除されて駆動系に蓄えられた歪が解放されることを阻止でき、解放された歪によりモータジェネレータ28のモータ軸29に過大なトルクが発生することを防止でき、自動変速機6とモータジェネレータ28とを連結するチェーンチェーン機構27の第1チェーン37及び第2チェーン38に過大な張力が作用しないようにすることができる。
このため、変速制御装置40は、パーキングロック機構20のロック状態が解除されるときは必ず自動変速機6がニュートラルでない状態(ギアイン状態)となっているので、チェーン機構27の第1チェーン37及び第2チェーン38に過大な張力がかからないようにすることができる。
また、上述実施例においては、パーキングロック機構20のロック状態を解除しない方法として、シフトロック機構19をシフトロック状態にしてセレクトレバー18をPレンジ位置にロックしたが、運転者によるセレクトレバー18のPレンジ位置からの操作があっても、その操作入力をキャンセルしてパーキングロック機構20のロック状態を解除しない方法をとっても良い。
さらに、上述実施例においては、チェーン機構27の第1チェーン37及び第2チェーン38の保護のために、シフトロック機構19をシフトロック状態にしてセレクトレバー18をPレンジ位置にロックし、パーキングロック機構20のロック状態を解除しない方法としたが、シフトロック機構19をシフトロック状態にしていること、もしくは、パーキングロック機構20のロック状態を解除しないこと、を表示する表示部を設け、運転者ヘ表示により通知しても良い。
2 エンジン
4 スタータ
5 クラッチ
6 自動変速機
7 クラッチアクチュエータ
10 1速ギア段
11 2速ギア段
12 3速ギア段
13 4速ギア段
16 シフトアクチュエータ
17 シフト装置
18 セレクトレバー
19 シフトロック機構
20 パーキングロック機構
21 ファイナルギア段
22 差動装置
26 車輪
27 チェーン機構
28 モータジェネレータ
37 第1チェーン
38 第2チェーン
39 エンジン制御装置
40 変速制御装置
41 ハイブリッド制御装置
42 CAN(Car Area Network)
43 セレクトレバー位置検出部
44 実ギア段検出部
45 勾配検出部
46 車速検出部
47 スタータ駆動信号入力部
48 指示ギア段判断部
49 スタータ駆動判断部
50 勾配判断部
51 車速判断部
52 セレクトレバー位置判断部
53 ニュートラル状態判断部
54 制御部
Claims (2)
- ギア段を自動的に切り換え可能なアクチュエータを有する自動変速機と、前記自動変速機の出力側にチェーンによって連結されるモータジェネレータを備えたハイブリッド車両の変速制御装置であって、
路面の勾配を検出する勾配検出部と、
車速を検出する車速検出部と、
前記自動変速機のシフト位置を操作するセレクトレバーの移動を許容または阻止するシフトロック機構と、
前記セレクトレバーの前記シフト位置がPレンジ位置に選択されたときに出力軸を拘束し、前記セレクトレバーが前記Pレンジ位置から移動されたときに、前記出力軸の拘束を解放するパーキングロック機構と、
前記シフトロック機構をシフトロック状態とするシフトロック要求、及び前記シフトロック機構をシフトロック解除状態とするシフトロック解除要求を出力可能な制御部と、を備え、
前記勾配検出部により検出された路面の勾配が予め設定された勾配よりも大きく、前記車速検出部により検出された車速が予め設定された車速よりも小さく、運転者の操作により前記自動変速機の前記セレクトレバーのシフト位置がPレンジ位置に選択された状態であり、前記自動変速機がニュートラル状態に設定された場合、前記制御部によるシフトロック要求によりシフトロック機構をシフトロック状態とすることによって前記セレクトレバーのシフト位置がPレンジ位置にロックされることを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。 - 前記制御部は、前記自動変速機がギアイン状態に設定されている場合、前記セレクトレバーのシフト位置がPレンジ位置にロックされる状態を解除することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の変速制御装置。
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