JP5081744B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の坂路停止時にいわゆるヒルホールドを行う車両の駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that performs so-called hill hold when a vehicle stops on a slope.
電気自動車に適用される駆動装置として、坂路停止時に電動機から駆動トルクを発生させて車両のずり下がりを防止するものが知られている(特許文献1)。また、走行用動力源として内燃機関及びモータ・ジェネレータが設けられた車両の駆動装置として、坂路停止時に内燃機関と変速機構との間をエンジンクラッチで連結し、かつ変速機構の要素の一つをケースに結合することにより、車両のずり下がりを防止したものが知られている(特許文献2)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献3が存在する。
As a drive device applied to an electric vehicle, one that generates a drive torque from an electric motor when a hill is stopped to prevent the vehicle from sliding down is known (Patent Document 1). In addition, as a driving device for a vehicle provided with an internal combustion engine and a motor / generator as a driving power source, an engine clutch is connected between the internal combustion engine and the speed change mechanism when the hill is stopped, and one of the elements of the speed change mechanism is used. The thing which prevented the vehicle from sliding down by combining with a case is known (patent document 2). In addition, there is
特許文献1の駆動装置は、坂路におけるずり下がりを防止するために電動機の回転が止まった状態で又は極低回転の状態で負荷を与えているため、電動機の発熱量が増加して電動機の特性が悪化する可能性がある。しかも、電動機にこうした負荷を与えるために多くの電力を要する。また、特許文献2の駆動装置は、内燃機関と変速機構との間をエンジンクラッチで連結し、かつ変速機構の要素の一つをケースに結合することにより、駆動装置全体がロックされる構造になっている。このため、坂路でのずり下がりを防止する際に内燃機関及びモータ・ジェネレータをそれぞれ停止させなければならず、しかもその状態のままで内燃機関を始動することもできない。
In the drive device of
そこで、本発明は、内燃機関を停止させずに坂路でのずり下がりを防止でき、かつ坂路停止時にずり下がりを防止しつつ内燃機関を始動できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can prevent a downhill on a slope without stopping the internal combustion engine and can start the internal combustion engine while preventing a downhill when the slope is stopped.
本発明の車両の駆動装置は、回転電機と、相互に差動回転可能な3つの要素を持ちこれらのうちのいずれか2つの要素の一方に内燃機関が他方に前記回転電機がそれぞれ連結された動力分配機構と、前記動力分配機構の残りの要素に連結された伝達部材と、車両の駆動輪に動力を出力するための出力部材と、前記伝達部材から前記出力部材までの動力伝達経路に設けられた変速機構と、を備えた車両の駆動装置において、前記変速機構は、相互に差動回転可能な3つの要素を持ちこれらのうちのいずれか2つの要素の一方に前記伝達部材が他方に前記出力部材がそれぞれ連結された差動機構と、前記差動機構の残りの要素と前記出力部材とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能なクラッチと、前記差動機構の前記残りの要素と前記車両に対して静止した固定部材とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能な制動手段と、を有し、前記車両が水平方向に対して傾斜した坂路に停止した場合に、前記差動機構の前記残りの要素が前記出力部材に結合した状態で前記固定部材に結合するように、前記変速機構の前記クラッチ及び前記制動手段を制御する停車制御手段を更に備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The vehicle drive device of the present invention has a rotating electric machine and three elements that can rotate differentially with each other, and an internal combustion engine is connected to one of these two elements, and the rotating electric machine is connected to the other. A power distribution mechanism; a transmission member connected to the remaining elements of the power distribution mechanism; an output member for outputting power to the drive wheels of the vehicle; and a power transmission path from the transmission member to the output member. The transmission mechanism includes three elements that are differentially rotatable with respect to each other, and one of the two elements has the transmission member on the other. A differential mechanism to which each of the output members is coupled, a clutch capable of switching between an engagement state in which the remaining elements of the differential mechanism and the output member are coupled, and a release state in which the coupling is released; and the difference Before the moving mechanism Braking means capable of switching between an engagement state in which the remaining elements and a stationary member stationary with respect to the vehicle are coupled and a release state in which the coupling is released, and the vehicle is inclined with respect to the horizontal direction Stop control for controlling the clutch and the braking means of the speed change mechanism so that the remaining element of the differential mechanism is coupled to the fixed member in a state of being coupled to the output member when stopped on the slope The above-described problem is solved by further providing means.
この駆動装置によれば、車両が坂路に停止した場合、変速機構が持つ差動機構の上記残りの要素が出力部材に結合した状態で固定部材に結合される。つまり、変速機構のクラッチと制動手段とがそれぞれ係合状態となるように制御される。差動機構の上記残りの要素に出力部材が結合すると、差動機構の3つの要素のうちの2つの要素が結合されることになり3要素が一体回転する状態になる。そして、その状態で差動機構の上記残りの要素が固定部材に結合することにより、差動機構の3つの要素は車両に対して全て静止してロックされた状態になる。その結果、差動機構に連結された出力部材及び駆動輪がロックされる。これにより、いわゆるヒルホールドが成立して坂路停止時における車両のずり下がりを防止できる。 According to this drive device, when the vehicle stops on the slope, the remaining elements of the differential mechanism of the transmission mechanism are coupled to the fixed member in a state of being coupled to the output member. That is, control is performed so that the clutch and the braking means of the transmission mechanism are respectively engaged. When the output member is coupled to the remaining elements of the differential mechanism, two of the three elements of the differential mechanism are coupled, and the three elements rotate together. In this state, the remaining elements of the differential mechanism are coupled to the fixing member, so that all three elements of the differential mechanism are stationary and locked with respect to the vehicle. As a result, the output member and the drive wheel connected to the differential mechanism are locked. As a result, a so-called hill hold is established and the vehicle can be prevented from sliding down when the hill is stopped.
変速機構はクラッチ及び制動手段の状態を、一方を係合状態に他方を解放状態にする場合と一方を解放状態に他方を係合状態にする場合とで切り替えることにより伝達部材から出力部材に至る変速比が変化するため複数の変速段を成立させることができる。本発明の駆動装置は、こうした変速段を成立させるためのクラッチ及び制動手段を利用してヒルホールドを実現できるため、ヒルホールドを成立させるための専用装置が不要である。 The transmission mechanism switches from the transmission member to the output member by switching the state of the clutch and braking means between when one is engaged and when the other is released, and when one is released and the other is engaged. Since the gear ratio changes, a plurality of shift speeds can be established. Since the drive device of the present invention can realize hill hold using the clutch and braking means for establishing such a shift stage, a dedicated device for establishing hill hold is unnecessary.
本発明の駆動装置において、内燃機関及び回転電機の動力は相互に差動回転可能な3つの要素を持った動力分配機構を経由して変速機構に入力される。従って、ヒルホールドが成立して変速機構の差動機構がロックされた場合でも、内燃機関又は回転電機が連結されていない動力分配機構の上記残りの要素が固定されるに過ぎない。このため、ヒルホールド成立時に内燃機関を停止させる必要がない。つまり、ヒルホールドの成否が内燃機関の運転状態に左右されない。従って、例えば内燃機関の運転中にヒルホールドが成立した場合には、動力分配機構の差動作用を利用して内燃機関によって回転電機を駆動できるため発電機能を備えた回転電機であればそれによる発電が可能になる。また、内燃機関の停止中にヒルホールドが成立した場合には、動力分配機構の差動作用を利用して回転電機にて内燃機関のクランキングが可能になるので、ヒルホールドを成立させたままの状態で内燃機関を始動させることもできる。 In the drive device of the present invention, the power of the internal combustion engine and the rotating electrical machine is input to the speed change mechanism via a power distribution mechanism having three elements that are differentially rotatable with respect to each other. Therefore, even when the hill hold is established and the differential mechanism of the speed change mechanism is locked, the remaining elements of the power distribution mechanism not connected to the internal combustion engine or the rotating electrical machine are only fixed. For this reason, it is not necessary to stop the internal combustion engine when the hill hold is established. That is, the success or failure of the hill hold is not affected by the operating state of the internal combustion engine. Therefore, for example, if a hill hold is established during the operation of the internal combustion engine, the rotary electric machine can be driven by the internal combustion engine using the differential action of the power distribution mechanism. Power generation becomes possible. In addition, when the hill hold is established while the internal combustion engine is stopped, the cranking of the internal combustion engine can be performed by the rotating electrical machine using the differential action of the power distribution mechanism, so that the hill hold remains established. In this state, the internal combustion engine can be started.
本発明の駆動装置の一態様において、前記停車制御手段は、前記クラッチ又は前記制動手段のいずれか一方が係合状態で、かついずれか他方が解放状態で前記車両が前記坂路に停止した場合に、前記クラッチ又は前記制動手段のいずれか他方を解放状態から係合状態へ切り替えてもよい(請求項2)。この態様によれば、車両の坂路停止時にクラッチ又は制動手段のいずれか他方が係合状態へ切り替えられることにより、クラッチ及び制動手段の両者が係合状態になってヒルホールドを成立させることができる。 In one aspect of the driving apparatus of the present invention, the stop control unit is configured such that when either the clutch or the braking unit is in an engaged state and the other is in a released state, the vehicle stops on the slope. Any one of the clutch and the braking means may be switched from the released state to the engaged state (Claim 2). According to this aspect, when either the clutch or the braking means is switched to the engaged state when the vehicle is stopped on the slope, both the clutch and the braking means are engaged and the hill hold can be established. .
また、この態様においては、前記車両には、運転者による加速要求の意思が反映された操作を受け付ける操作部材が設けられており、前記停車制御手段は、前記車両が前記坂路に停止した状態で前記操作部材に対して前記操作が行われた場合に、前記クラッチ又は前記制動手段のいずれか他方を係合状態から解放状態へ切り替えてもよい(請求項3)。この場合には、ヒルホールドの解除から車両の発進をクラッチ又は制動手段のいずれか他方の操作のみで実現することが可能になる。 Further, in this aspect, the vehicle is provided with an operation member that receives an operation in which the driver's intention to request acceleration is reflected, and the stop control means is in a state where the vehicle is stopped on the slope. When the operation is performed on the operation member, either the clutch or the braking means may be switched from the engaged state to the released state (Claim 3). In this case, it is possible to realize the start of the vehicle from the release of the hill hold only by the operation of either the clutch or the braking means.
以上説明したように、本発明によれば、ヒルホールドが成立して変速機構の差動機構がロックされた場合でも、内燃機関又は回転電機が連結されていない動力分配機構の残りの要素が固定されるに過ぎないため、ヒルホールド成立時に内燃機関を停止させる必要がない。つまり、ヒルホールドの成否が内燃機関の運転状態に左右されないので、内燃機関を停止させずに坂路でのずり下がりを防止でき、かつ坂路停止時にずり下がりを防止しつつ内燃機関を始動することもできる。 As described above, according to the present invention, even when the hill hold is established and the differential mechanism of the speed change mechanism is locked, the remaining elements of the power distribution mechanism to which the internal combustion engine or the rotating electrical machine is not connected are fixed. Therefore, it is not necessary to stop the internal combustion engine when the hill hold is established. In other words, since the success or failure of the hill hold is not affected by the operating state of the internal combustion engine, the internal combustion engine can be prevented from sliding down without stopping the internal combustion engine, and the internal combustion engine can be started while preventing the sliding down when the slope stops. it can.
(第1の形態)
図1は、本発明の一形態に係る駆動装置が組み込まれた車両の概要を示している。車両1はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機やモータ・ジェネレータ等の回転電機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。
(First form)
FIG. 1 shows an outline of a vehicle in which a drive device according to one embodiment of the present invention is incorporated. The
図1の駆動装置2Aは、回転電機としての第1モータ・ジェネレータ4と、内燃機関3及び第1モータ・ジェネレータ4がそれぞれ連結された動力分配機構5と、動力分配機構5から出力された動力を伝達する伝達部材としての伝達軸6と、車両1の駆動輪11に動力を出力するための出力部材としての出力軸7と、伝達軸6から出力軸7までの動力伝達経路に設けられた変速機構8とを備えている。また、駆動装置2Aには減速機構9を介して伝達軸6に連結された第2モータ・ジェネレータ10が設けられている。なお、出力軸7の動力は差動装置12を介して左右の駆動輪11に伝達される。
1A includes a first motor /
内燃機関3は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸13を介して動力分配機構5に伝達される。内燃機関3は周知のものと同様であるので詳細な説明は省略する。第1モータ・ジェネレータ4と第2モータ・ジェネレータ10とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。
The
動力分配機構5は、相互に差動回転可能な3つの要素を持つ遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアSaと、そのサンギアSaに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアRaと、これらのギアSa、Raに噛み合うピニオン13を自転かつ公転自在に保持するキャリアCaとを備えている。この形態では、入力軸13がキャリアCaに、第1モータ・ジェネレータ4がサンギアSaに、伝達軸6がリングギアRaにそれぞれ連結されている。従って、サンギアSa及びキャリアCaが本発明に係る3つの要素のうちのいずれか2つの要素に、リングギアRaが3つの要素のうちの残りの要素にそれぞれ相当する。
The
変速機構8は、伝達軸6の回転を変速して出力軸7に伝達する機構である。変速機構8は、相互に差動回転可能な3つの回転要素を持つ遊星歯車機構として構成された差動機構15を備えている。差動機構15はシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、外歯歯車であるサンギアS1と、そのサンギアS1に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアR1と、これらのギアS1、R1に噛み合うピニオン16を自転かつ公転自在に保持するキャリアC1とを備えている。キャリアC1には伝達軸6がリングギアR1には出力軸7がそれぞれ連結されている。従って、キャリアC1及びリングギアR1が本発明に係る3つの要素のうちのいずれか2つの要素に、サンギアS1が3つの要素のうちの残りの要素にそれぞれ相当する。
The
また、変速機構8には、差動機構15の各要素の接続関係を変更するため、出力軸7とサンギアS1とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能なクラッチCL1と、サンギアS1と固定部材としてのケース17とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能な制動手段としてのブレーキB1とがそれぞれ設けられている。クラッチCL1及びブレーキB1は、例えば油圧を利用して状態の切り替えを行い、変速機構8の動作を変化させるように構成されている。クラッチCL1は噛み合い式のクラッチとして構成されているが摩擦式のクラッチとして構成してもよい。ケース17は車両1に対して静止しているが、車両1に対して静止する種々の部材を固定部材としても構わない。
Further, the
減速機構9は、第2モータ・ジェネレータ10の回転を減速して伝達軸6に伝達するための機構である。減速機構9は相互に差動回転可能な3つの要素を持つ遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアSbと、そのサンギアSbに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアRbと、これらのギアSb、Rbに噛み合うピニオン19を自転かつ公転自在に保持するキャリアCbとを備えている。この形態では、サンギアSbが第2モータ・ジェネレータ10に、リングギアRbが伝達軸6にそれぞれ連結されており、キャリアCbはケース17に固定されている。これにより、第2モータ・ジェネレータ10の回転が減速されて伝達軸6に伝達されるとともに、第2モータ・ジェネレータ10の動力が増幅されて伝達軸6に伝達される。
The
図2は変速機構8のクラッチCL1及びブレーキB1の作動状態とギア段(動作モード)とを対応付けた係合表を示している。図中の「○」は係合状態を意味し、「−」は解放状態を意味している。図1及び図2に示すように、変速機構8はブレーキB1を係合状態としてサンギアS1をケース17に固定する一方で、クラッチCL1を解放状態にすることにより、伝達軸6の回転を所定のギア比で減速して出力軸7に伝達するLoギア段を成立させる。また、変速機構8はブレーキB1を解放状態とする一方で、クラッチCL1を係合状態としてサンギアS1と出力軸7とを結合することにより、伝達軸6の回転を変速せずに出力軸7に伝達するHiギア段を成立させる。更に、変速機構8はブレーキB1とクラッチCL1とをそれぞれ係合状態にすることにより、ヒルホールドを成立させることができる。ブレーキB1及びクラッチCL1の両者が係合状態になると、サンギアS1と出力軸7とが結合されて差動機構15の各要素が一体回転する状態になった上で、サンギアS1がケース17に固定されることになるから差動機構15の全体がロックされる。従って、車両1が水平方向に対して傾いた坂路に停止した場合に、ブレーキB1及びクラッチCL1の両者を係合状態とすることにより、駆動輪11からのトルクの入力を差動機構15で受け止めることができるため、車両1が坂路からずり下がることを防止することができる。
FIG. 2 shows an engagement table in which the operating states of the clutch CL1 and the brake B1 of the
図1から明らかなように、駆動装置2Aは、ヒルホールドが成立して差動機構15の全体がロックされた場合でも、動力分配機構5のリングギアRa(伝達軸6)が固定されるに過ぎない。このため、ヒルホールド成立時に内燃機関3を停止させる必要がない。つまり、ヒルホールドの成否が内燃機関3の運転状態に左右されない。従って、例えば内燃機関3の運転中にヒルホールドが成立した場合には、動力分配機構5の差動作用を利用して内燃機関3によって第1モータ・ジェネレータ4を駆動できる。このため、ヒルホールド成立時に第1モータ・ジェネレータ4による発電が可能になる。また、内燃機関3の停止中にヒルホールドが成立した場合には、動力分配機構5の差動作用を利用して第1モータ・ジェネレータ4にて内燃機関3のクランキングが可能になるので、ヒルホールドを成立させたままの状態で内燃機関3を始動させることもできる。
As apparent from FIG. 1, the drive device 2A is configured such that the ring gear Ra (transmission shaft 6) of the
図1に示すように、変速機構8の動作は制御装置30にて制御される。制御装置30はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なROM、RAM、入出力インタフェース等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。制御装置30には車両1の走行状態に応じた変速段を選択する変速制御を行う他、上述したヒルホールドを成立させるヒルホールド制御を行うことができる。
As shown in FIG. 1, the operation of the
この変速制御は、車両1の車速とアクセルペダル20の操作量(アクセル開度)とに適した変速段が選択されるようにブレーキB1とクラッチCL1とを制御する。車両1の走行状態に見合った適切な変速段を選択するため、制御装置30には予め車速とアクセル開度とを変数として選択すべき変速段を対応付けた変速マップが記憶されている。制御装置30は車速とアクセル開度とを車速センサ31及びアクセル開度センサ32からの信号に基づいて取得し、それらに対応付けられた選択すべき変速段を変速マップの検索により特定している。また、車両1には、運転者にて操作されるシフトレバー21が設けられており、そのシフトレバー21の複数の操作位置には、変速機構8の動作状態に対応するドライブレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ等の複数のレンジが割り当てられている。例えば、シフトレバー21がドライブレンジに操作された場合は、上述したように車速とアクセル開度とに基づいた変速制御が行われ、Loギア段又はHiギア段のいずれか一方が成立するようにブレーキB1とクラッチCL1とがそれぞれ制御される。また、リバースレンジの場合はLoギア段が車速等に拘わらず選択されるように制御される。こうした変速機構8に対する制御は公知ないし周知の技術であるので更なる詳細な説明は省略することとする。
In this shift control, the brake B1 and the clutch CL1 are controlled so that a shift speed suitable for the vehicle speed of the
ヒルホールド制御は、例えば図3に示した制御ルーチンの実行により実現可能である。図3はヒルホールド制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置30のROMに記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
The hill hold control can be realized, for example, by executing the control routine shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control routine for hill hold control. The program of this routine is stored in the ROM of the
ステップS1では、シフトレバー21の操作位置がドライブレンジ(Dレンジ)であるか又はリバースレンジ(Rレンジ)であるかを判断する。シフトレバー21の操作位置は当該操作位置を検出する位置センサ33(図1参照)からの信号に基づいて特定している。操作位置がDレンジ又はRレンジである場合はステップS2に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
In step S1, it is determined whether the operation position of the
ステップS2では、車両1が走行又は停車している路面の勾配が所定値n[°]以上か否かを判断する。路面の勾配は車両1に設けられた勾配センサ34(図1参照)からの信号に基づいて特定している。所定値nは車両1のずり下がりの程度を考慮して適宜に設定されている。本形態では路面の勾配が所定値n以上の場合を坂路として扱うため、所定値n未満の勾配は無視される。路面勾配が所定値n以上の場合はステップS3に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
In step S2, it is determined whether or not the slope of the road surface on which the
ステップS3では、車両1の車速がゼロであるか、換言すれば出力軸7の回転速度がゼロであるか否かを判断する。車両1の車速は車速センサ31の信号を参照することにより特定する。車速がゼロである場合はステップS4に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
In step S3, it is determined whether the vehicle speed of the
ステップS4では、クラッチCL1を解放状態から係合状態に切り替える。なお、上述した変速制御では車速がゼロの場合にはLoギア段が成立するように制御されている。従って、図2の係合表を参照すれば明らかなように、ステップS4の処理前にはクラッチCL1が解放状態になっている。ステップS4の実行によりクラッチCL1を係合状態に切り替えると、ブレーキB1とクラッチCL1とが共に係合状態となり、上述したヒルホールドが成立する。なお、この形態では、坂路停止時に車速がゼロであることを条件としてヒルホールドを成立させているが、車両1に設けられた不図示のブレーキペダルが踏み込まれた状態から車速がゼロの状態で離されたことをヒルホールドを成立させる条件に加えることもできる。つまり、ブレーキペダルが踏み込まれている場合には車両1がずり下がる心配がないのでヒルホールドを成立させないことも可能である。
In step S4, the clutch CL1 is switched from the released state to the engaged state. In the shift control described above, the Lo gear stage is established when the vehicle speed is zero. Therefore, as apparent from the engagement table of FIG. 2, the clutch CL1 is in the released state before the process of step S4. When the clutch CL1 is switched to the engaged state by executing step S4, the brake B1 and the clutch CL1 are both engaged, and the above-described hill hold is established. In this embodiment, the hill hold is established on the condition that the vehicle speed is zero when the hill stops, but the vehicle speed is zero from the state in which the brake pedal (not shown) provided in the
ステップS5では、アクセルペダル20に対する踏み込み操作が行われたか否かを判定する。即ち、制御装置30はアクセル開度センサ32からの信号に基づいて、アクセル開度がゼロから開方向に変化したか否かを検出する。アクセルペダル20に対する踏み込み操作が行われた場合はステップS6に進む。そうでない場合は以後の処理をスキップしてヒルホールド状態が維持されたまま今回のルーチンを終了する。
In step S5, it is determined whether or not an operation for depressing the
ステップS6では、クラッチCL1を係合状態から解放状態へ切り替えて、今回のルーチンを終了する。これにより、ブレーキB1が係合状態でかつクラッチCL1が解放状態のLoギア段が成立するので車両1を直ちに発進させることができる。
In step S6, the clutch CL1 is switched from the engaged state to the released state, and the current routine ends. As a result, the Lo gear stage in which the brake B1 is engaged and the clutch CL1 is released is established, so that the
以上の形態によれば、Dレンジ又はRレンジのいずれであるかを問わず、車両1が停止状態となった場合に単一のクラッチCL1の状態を切り替えることでヒルホールドを成立させることができる。これにより、坂路停止時の車両1のずり下がりを防止することができる。制御装置30が図3の制御ルーチンを実行することにより、制御装置30は本発明に係る停車制御手段として機能することができる。
According to the above embodiment, regardless of whether the range is the D range or the R range, the hill hold can be established by switching the state of the single clutch CL1 when the
(第2の形態)
次に、本発明の第2の形態を図4及び図5を参照しながら説明する。図4は第2の形態に係る駆動装置が組み込まれた車両の概要を示している。なお、以下において、図1の第1の形態と共通する構成には同一の参照符号を図4に付して説明を省略する。
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows an outline of a vehicle in which the driving apparatus according to the second embodiment is incorporated. In the following, the same reference numerals are attached to the same components as those in the first embodiment of FIG. 1 and the description thereof is omitted.
図4の駆動装置2Bは変速機構23を備えており、その変速機構23はダブルピニオン型の遊星歯車機構として構成された差動機構24を有している。差動機構24は外歯歯車であるサンギアS2と、そのサンギアS2に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアR2と、サンギアS2に噛み合う第1ピニオン25及びリングギアR2に噛み合う第2ピニオン26を相互に噛み合わせた状態でこれらを自転かつ公転自在に保持するキャリアC2とを備えている。リングギアR2には伝達軸6がキャリアC2には出力軸7がそれぞれ連結されている。従って、リングギアR2及びキャリアC2が本発明に係る3つの要素のうちのいずれか2つの要素に、サンギアS2が3つの要素のうちの残りの要素にそれぞれ相当する。また、変速機構23には、差動機構24の各要素の接続関係を変更するため、出力軸7とサンギアS2とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能なクラッチCL2と、サンギアS2と固定部材としてのケース17とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能な制動手段としてのブレーキB2とがそれぞれ設けられている。クラッチCL2及びブレーキB2は第1の形態のクラッチCL1及びブレーキB1と同様に構成されている。なお、第2の形態の減速機構9は、サンギアSbが第2モータ・ジェネレータ10に連結され、リングギアRbがケース17に固定され、キャリアCbは伝達軸6に連結されている。これにより、第2モータ・ジェネレータ10の回転が減速されて伝達軸6に伝達されるとともに、第2モータ・ジェネレータ10の動力が増幅されて伝達軸6に伝達される。
The
図5は変速機構23のクラッチCL2及びブレーキB2の作動状態とギア段(動作モード)とを対応付けた係合表を示している。図5に示すように、変速機構23はブレーキB2を解放状態とする一方で、クラッチCL2を係合状態としてサンギアS2と出力軸7とを結合することにより、伝達軸6の回転を変速せずに出力軸7に伝達するLoギア段を成立させる。また、変速機構23はブレーキB2を係合状態としてサンギアS2をケース17に固定する一方で、クラッチCL2を解放状態にすることにより、伝達軸6の回転を所定のギア比で増速して出力軸7に伝達するHiギア段を成立させる。更に、変速機構23はブレーキB2とクラッチCL2とをそれぞれ係合状態にすることにより、ヒルホールドを成立させることができる。
FIG. 5 shows an engagement table in which the operating states of the clutch CL2 and the brake B2 of the
クラッチCL2及びブレーキB2に対する制御は第1の形態と同様である。従って、第2の形態に係る変速制御では、車両1の走行状態に見合った適切な変速段が選択されるように変速機構23のクラッチCL2及びブレーキB2が制御装置30にて操作される。また、車両1の車速がゼロの場合にはLoギア段が成立するよう変速機構23が制御される。但し、第2の形態のヒルホールド制御においては、車両1が坂路に停車して車速がゼロの場合にブレーキB2を係合状態とすることによりヒルホールドを成立させ、アクセルペダル20の操作に伴ってヒルホールドを解除する場合にはブレーキB2を解放状態にしてLoギア段を成立させる(図5参照)。このように、第2の形態においても単一のブレーキB2の作動状態を切り替えることにより第1の形態と同様の効果を達成することができる。
Control for the clutch CL2 and the brake B2 is the same as in the first embodiment. Therefore, in the shift control according to the second embodiment, the clutch CL2 and the brake B2 of the
(第3の形態)
次に、本発明の第3の形態を図6及び図7を参照しながら説明する。図6は第3の形態に係る駆動装置が組み込まれた車両の概要を示している。なお、以下において、図1の第1の形態と共通する構成には同一の参照符号を図6に付して説明を省略する。
(Third form)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows an outline of a vehicle in which the drive device according to the third embodiment is incorporated. In the following, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment of FIG. 1 and the description thereof is omitted.
図6の駆動装置2Cは変速機構27を備えており、その変速機構27はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成された差動機構28を有している。差動機構28は外歯歯車であるサンギアS3と、そのサンギアS3に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアR3と、これらのギアS3、R3に噛み合うピニオン29を自転かつ公転自在に保持するキャリアC3とを備えている。リングギアR3には伝達軸6がキャリアC3には出力軸7がそれぞれ連結されている。従って、リングギアR3及びキャリアC3が本発明に係る3つの要素のうちのいずれか2つの要素に、サンギアS3が3つの要素のうちの残りの要素にそれぞれ相当する。また、変速機構27には、差動機構28の各要素の接続関係を変更するため、出力軸7とサンギアS3とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能なクラッチCL3と、減速機構9のリングギアRbをケース17に対して選択的に結合するブレーキB3と、サンギアS3とブレーキB3との間に設けられてサンギアS3からブレーキB3までの動力伝達を成立させる係合状態とその動力伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能なクラッチCL4と、がそれぞれ設けられている。クラッチCL4を係合状態としてブレーキB3を係合状態と解放状態との間で切り替えることにより、サンギアS3とケース17とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替えできるため、クラッチCL4とブレーキB3との組み合わせが本発明に係る制動手段に相当する。クラッチCL3、CL4及びブレーキB3は第1の形態のクラッチCL1及びブレーキB1と同様に構成されている。なお、第3の形態の減速機構9は、サンギアSbが第2モータ・ジェネレータ10に連結され、リングギアRbがクラッチCL4を介して差動機構28のサンギアS3に連結され、キャリアCbは伝達軸6に連結されている。
The
図7は変速機構27のクラッチCL3、CL4及びブレーキB3の作動状態とギア段(動作モード)とを対応付けた係合表を示している。図7に示すように、変速機構27はブレーキB3を係合状態とし、クラッチCL3を解放状態とし、かつクラッチCL4を係合状態とすることにより、伝達軸6の回転を所定のギア比で減速して出力軸7に伝達するLoギア段を成立させる。また、変速機構27はブレーキB3を係合状態とし、クラッチCL3を係合状態とし、かつクラッチCL4を解放状態とすることにより、伝達軸6の回転を変速せずに出力軸7に伝達するHiギア段を成立させる。また、変速機構27はブレーキB3を解放状態とし、クラッチCL3を係合状態とし、かつクラッチCL4を係合状態とすることにより、第2モータ・ジェネレータ10の回転を減速機構9にて減速せずに伝達軸6に伝達し、かつ伝達軸6の回転を変速せずに出力軸7に伝達するHi+MG2直結段を成立させることができる。更に、変速機構27はブレーキB3、クラッチCL3及びクラッチCL4をそれぞれ係合状態にすることにより、ヒルホールドを成立させることができる。
FIG. 7 shows an engagement table in which the operating states of the clutches CL3 and CL4 and the brake B3 of the
クラッチCL3、CL4及びブレーキB3に対する制御は第1の形態と同様である。従って、第3の形態に係る変速制御では、車両1の走行状態に見合った適切な変速段が選択されるように変速機構27のクラッチCL3、CL4及びブレーキB3が制御装置30にて操作される。また、車両1の車速がゼロの場合にはLoギア段が成立するよう変速機構27が制御される。但し、第3の形態のヒルホールド制御においては、車両1が坂路に停車して車速がゼロの場合にクラッチCL3を係合状態とすることによりヒルホールドを成立させ、アクセルペダル20の操作に伴ってヒルホールドを解除する場合にはクラッチCL3を解放状態にしてLoギア段を成立させる(図7参照)。このように、第3の形態においても単一のクラッチCL3の作動状態を切り替えることにより第1の形態と同様の効果を達成することができる。
Controls for the clutches CL3 and CL4 and the brake B3 are the same as in the first embodiment. Accordingly, in the shift control according to the third embodiment, the clutches CL3 and CL4 and the brake B3 of the
本発明は以上の各形態に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施することができる。上述した動力分配機構や変速機構は一例にすぎず、これらを機構学上等価な別形態に変更することも可能である。またこれらの各要素に対する接続関係も別形態に変更することも可能である。更に、これらを遊星歯車機構で構成することは一例にすぎず、例えばこれらを歯車ではない摩擦車(ローラ)を回転要素として持つ遊星ローラ機構に置き換えても実施することもできる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be carried out in various forms within the scope of the gist of the present invention. The power distribution mechanism and the speed change mechanism described above are merely examples, and these can be changed to other forms that are mechanically equivalent. Also, the connection relationship for each of these elements can be changed to another form. Further, the configuration of these with a planetary gear mechanism is merely an example, and for example, they may be replaced with a planetary roller mechanism having a friction wheel (roller) that is not a gear as a rotating element.
1 車両
2A〜2C 駆動装置
3 内燃機関
4 第1モータ・ジェネレータ(回転電機)
5 動力分配機構
6 伝達部材(伝達軸)
7 出力部材(出力軸)
8、23、27 変速機構
15、24、28 差動機構
21 アクセルペダル(操作部材)
30 制御装置(停車制御手段)
CL1〜CL3 クラッチ
B1〜B3 ブレーキ(制動手段)
DESCRIPTION OF
5
7 Output member (output shaft)
8, 23, 27
30 Control device (stop control means)
CL1 to CL3 Clutch B1 to B3 Brake (braking means)
Claims (3)
前記変速機構は、相互に差動回転可能な3つの要素を持ちこれらのうちのいずれか2つの要素の一方に前記伝達部材が他方に前記出力部材がそれぞれ連結された差動機構と、前記差動機構の残りの要素と前記出力部材とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能なクラッチと、前記差動機構の前記残りの要素と前記車両に対して静止した固定部材とを結合する係合状態とその結合を解除する解放状態とを切り替え可能な制動手段と、を有し、
前記車両が水平方向に対して傾斜した坂路に停止した場合に、前記差動機構の前記残りの要素が前記出力部材に結合した状態で前記固定部材に結合するように、前記変速機構の前記クラッチ及び前記制動手段を制御する停車制御手段を更に備えることを特徴とする車両の駆動装置。 A power distribution mechanism having a rotating electrical machine and three elements capable of differentially rotating with each other, and an internal combustion engine connected to one of the two elements, and the rotating electrical machine connected to the other, and the power distribution mechanism A transmission member coupled to the remaining elements, an output member for outputting power to the drive wheels of the vehicle, and a speed change mechanism provided in a power transmission path from the transmission member to the output member. In a vehicle drive device,
The speed change mechanism has three elements that can rotate differentially with each other, and a differential mechanism in which the transmission member is connected to one of any two of the elements, and the output member is connected to the other. A clutch capable of switching between an engaged state for coupling the remaining elements of the moving mechanism and the output member and a released state for releasing the coupling, and stationary with respect to the remaining elements of the differential mechanism and the vehicle Braking means capable of switching between an engaged state for coupling the fixing member and a released state for releasing the coupling;
When the vehicle stops on a slope inclined with respect to the horizontal direction, the clutch of the speed change mechanism is coupled to the fixed member in a state where the remaining elements of the differential mechanism are coupled to the output member. And a vehicle drive device further comprising a stop control means for controlling the braking means.
前記停車制御手段は、前記車両が前記坂路に停止した状態で前記操作部材に対して前記操作が行われた場合に、前記クラッチ又は前記制動手段のいずれか他方を係合状態から解放状態へ切り替える請求項2に記載の駆動装置。 The vehicle is provided with an operation member that accepts an operation reflecting the intention of the driver to request acceleration,
The stop control means switches either the clutch or the braking means from the engaged state to the released state when the operation is performed on the operation member while the vehicle is stopped on the slope. The drive device according to claim 2.
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