説明

車両用駆動装置の制御装置

【課題】エアコン用クラッチの断接に伴うトルク変動を抑制し乗員へのショックを低減可能な車両用駆動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】モータ7でエンジン6を始動する場合には、エアコン用コンプレッサ112の作動中であればエアコン用クラッチ121を一度切断し、エアコン用コンプレッサ112の起動時であればエアコン用クラッチ121を切断した状態を維持し、エンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を締結する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エアコン用コンプレッサを備えた車両用駆動装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、内燃機関と、電動機と、車室内の空調を行なうエアコン用コンプレッサと、を備える車両用駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1の車両用駆動装置200は、図10に示すように、電動機210に接続されるとともに第1断接手段205によって選択的に内燃機関出力軸204と連結される第1入力軸202aと、第2断接手段206によって選択的に内燃機関出力軸204に連結される第2入力軸202bと、被駆動部に動力を出力する出力軸203と、第1入力軸202a上に配置され第1同期装置230、231を介して第1入力軸202aに選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、第2入力軸202b上に配置され第2同期装置216、217を介して第2入力軸202bに選択的に連結される複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、出力軸203上に配置され第1ギヤ群のギヤと第2ギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、を備えたツインクラッチ式変速機構を備え、電動機210に副装置としてのエアコン用コンプレッサ260がエアコン用クラッチ261を介して連結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−89594号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、この特許文献1には、具体的にどのようにエアコン用コンプレッサ260を制御するのか記載されておらず、例えばEV走行中に電動機210で内燃機関を始動する場合や変速機構の変速をする場合などには、エアコン用クラッチ261の断接に伴って出力軸203にトルク変動が生じるおそれがある。
【0006】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エアコン用クラッチの断接に伴うトルク変動を抑制し乗員へのショックを低減可能な車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
内燃機関(例えば、後述の実施形態のエンジン6)と、
電動機(例えば、後述の実施形態のモータ7)と、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置(例えば、後述の実施形態のバッテリ3)と、
前記電動機に接続されるとともに第1断接手段(例えば、後述の実施形態の第1クラッチ41)を介して選択的に前記内燃機関に接続される第1入力軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11)と、第2断接手段(例えば、後述の実施形態の第2クラッチ42)を介して選択的に前記内燃機関に接続される第2入力軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16)と、被駆動部(例えば、後述の実施形態の駆動輪DW,DW)に動力を出力する出力軸(例えば、後述の実施形態のカウンタ軸14)と、前記第1入力軸上に配置され第1同期装置(例えば、後述の実施形態のロック機構61、第1変速用シフター51)を介して前記第1入力軸に選択的に連結される複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の遊星歯車機構30、第3速用駆動ギヤ23a、第5速用駆動ギヤ25a)からなる第1のギヤ群と、前記第2入力軸上に配置され第2同期装置(例えば、後述の実施形態の第2変速用シフター52)を介して前記第2入力軸に選択的に連結される複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の第2速用駆動ギヤ22a、第4速用駆動ギヤ24a)からなる第2のギヤ群と、前記出力軸上に配置され前記第1のギヤ群のギヤと前記第2のギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の第1共用従動ギヤ23b、第2共用従動ギヤ24b)からなる第3のギヤ群と、を備えた変速機構(例えば、後述の実施形態の変速機20)と、
エアコン用クラッチ(例えば、後述の実施形態のエアコン用クラッチ121)を介して前記第1入力軸に連結されるエアコン用コンプレッサ(例えば、後述の実施形態のエアコン用コンプレッサ112)と、を備えた車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の車両用駆動装置1)の制御装置(例えば、後述の実施形態の制御装置2)であって、
前記電動機による前記内燃機関の始動時又は変速時には、前記エアコン用クラッチをショック抑制モードで制御することを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機で前記内燃機関を始動する場合には、前記エアコン用コンプレッサの作動中であれば前記エアコン用クラッチを一度切断し、前記エアコン用コンプレッサの起動時であれば前記エアコン用クラッチを切断した状態を維持し、前記内燃機関を始動した後に前記エアコン用クラッチを締結することを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、
前記エアコン用クラッチの切断する時間は1秒以上であって、前記内燃機関の始動完了指令を受けた後に前記エアコン用クラッチを締結することを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機で前記内燃機関を始動する場合であって前記エアコン用コンプレッサの起動時又は停止時には、前記第1断接手段又は前記第2断接手段の締結と同時に前記エアコン用クラッチを締結又は切断することを特徴とする。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
変速時には、前記エアコン用クラッチの締結及び切断を禁止して切断状態又は締結状態を維持し、変速後に前記エアコン用クラッチを締結又は切断することを特徴とする。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明の構成に加えて、
変速時には、流量を変更するエアコン指令を受けても変速中は流量を一定に維持し、変速後に流量を変更することを特徴とする。
【0013】
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
変速時には変速ショックを吸収するように前記電動機を作動させ、
前記蓄電装置のSOCが前記電動機による減速回生が制限される第1の領域(例えば、後述の実施形態のDゾーン)にあるときには前記エアコン用クラッチを締結し、
前記蓄電装置のSOCが前記電動機によるEV走行が制限される第2の領域(例えば、後述の実施形態のCゾーン)にあるときには前記エアコン用クラッチを切断することを特徴とする。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
前記第1ギヤ群のギヤから前記第2ギヤ群のギヤへの変速時には、前記ショック抑制モードを解除することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
請求項1の車両用駆動装置の制御装置によれば、電動機による内燃機関の始動時又は変速時には、エアコン用クラッチをショック抑制モードで運転にすることにより、エアコン用クラッチの断接に伴うショックを抑制しドライバビリティを向上させることができる。
【0016】
また、請求項2の車両用駆動装置の制御装置によれば、EV発進時やEV走行中にはエアコン用クラッチを切断したまま内燃機関を始動するので、エアコン用クラッチの締結に伴うトルク変動が生じず、内燃機関始動時のトルク変動を抑制して乗員へのショックを低減できる。また、高負荷走行時にも内燃機関の始動トルクを確保することができるととともに低回転走行時にも内燃機関の始動トルクを確保することで内燃機関の始動時間を短縮することができる。
【0017】
また、請求項3の車両用駆動装置の制御装置によれば、確実に内燃機関を始動した後にエアコン用クラッチを締結することができる。
【0018】
また、請求項4の車両用駆動装置の制御装置によれば、エアコン用クラッチの断接時におけるトルク変動をエンジン始動時のトルク変動で隠すことができる。
【0019】
また、請求項5の車両用駆動装置の制御装置によれば、変速時にはエアコン用クラッチの断接状態を維持するので、エアコン用クラッチの断接に伴うトルク変動が生じず、必要トルクの算出が軽減され変速時における乗員へのショックを低減することができる。
【0020】
また、請求項6の車両用駆動装置の制御装置によれば、流量変更によるトルク変動も生じず変速時における乗員へのショックを低減することができる。
【0021】
また、請求項7の車両用駆動装置の制御装置によれば、蓄電装置のSOCが多ければ電動機でエアコン用クラッチによるトルク変動を抑制しながら電力を消費させることができ、蓄電装置のSOCが少なければエアコン用クラッチのトルク変動が発生しないようにすることで、ドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の制御装置を適用可能な車両用駆動装置の一例を示す断面図である。
【図2】図1の車両用駆動装置の概略構成図である。
【図3】制御マップの説明図である。
【図4】冷凍サイクルと本発明の制御装置の構成を概略的に示す図である。
【図5】第3速EV走行における図であり、(a)は速度共線図であり、(b)は車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図6】第3速EV走行中のエンジン始動時の制御を説明する図である。
【図7】第5速エンジン走行における車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図8】第3速エンジン走行における車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図9】第5速エンジン走行から第3速エンジン走行への変速時の制御を説明する図である。
【図10】特許文献1の車両用駆動装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の制御装置を搭載可能なハイブリッド車両用駆動装置の一実施形態ついて図1及び図2を参照しながら説明する。
本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1(以下、車両用駆動装置と呼ぶ。)は、車両(図示せず)の駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DW(被駆動部)を駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関(以下「エンジン」という)6と、電動機(以下「モータ」という)7と、動力を駆動輪DW,DWに伝達するための変速機20と、を備えている。
【0024】
エンジン6は、例えばガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであり、このエンジン6のクランク軸6aには、変速機20の第1クラッチ41(第1断接手段)と第2クラッチ(第2断接手段)が設けられている。
【0025】
モータ7は、3相ブラシレスDCモータであり3n個の電機子71aで構成されたステータ71と、このステータ71に対向するように配置されたロータ72とを有している。各電機子71aは、鉄芯71bと、この鉄芯71bに巻き回されたコイル71cで構成されており、不図示のケーシングに固定され、回転軸を中心に周方向にほぼ等間隔で並んでいる。3n個のコイル71cは、n組のU相、V相,W相の3相コイルを構成している。
【0026】
ロータ72は、鉄芯72aと、回転軸を中心にほぼ等間隔で並んだn個の永久磁石72bを有しており、隣り合う各2つの永久磁石72bの極性は、互いに異なっている。鉄芯72aを固定する固定部72cは、中空円筒状を有し、後述する遊星歯車機構30のリングギヤ35の外周側に配置され、遊星歯車機構30のサンギヤ32に連結されている。これにより、ロータ72は、遊星歯車機構30のサンギヤ32と一体に回転するように構成されている。
【0027】
遊星歯車機構30は、サンギヤ32と、このサンギヤ32と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ32の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ35と、サンギヤ32とリングギヤ35に噛合されたプラネタリギヤ34と、このプラネタリギヤ34を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリア36とを有している。このようにして、サンギヤ32とリングギヤ35とキャリア36が、相互に差動回転自在に構成されている。
【0028】
リングギヤ35には、同期機構(シンクロナイザー機構)を有しリングギヤ35の回転を停止(ロック)可能に構成されたロック機構61(第1同期装置)が設けられている。なお、ロック機構61としてブレーキ、スリーブによる摩擦係合装置を用いてもよい。
【0029】
変速機20は、前述した第1クラッチ41と第2クラッチ42と、遊星歯車機構30と、後述する複数の変速ギヤ群を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。
【0030】
より具体的に、変速機20は、エンジン6のクランク軸6aと同軸(回転軸線A1)上に配置された第1主軸11(第1の入力軸)と、第2主軸12と、連結軸13と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線B1を中心として回転自在なカウンタ軸14(出力軸)と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線C1を中心として回転自在な第1中間軸15と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線D1を中心として回転自在な第2中間軸16(第2の入力軸)と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線E1を中心として回転自在なリバース軸17を備えている。
【0031】
第1主軸11には、エンジン6側に第1クラッチ41が設けられ、エンジン6側とは反対側に遊星歯車機構30のサンギヤ32とモータ7のロータ72が取り付けられている。従って、第1主軸11は、第1クラッチ41によって選択的にエンジン6のクランク軸6aと連結されるとともにモータ7と直結され、エンジン6及び/又はモータ7の動力がサンギヤ32に伝達されるように構成されている。
【0032】
第2主軸12は、第1主軸11より短く中空に構成されており、第1主軸11のエンジン6側の周囲を覆うように相対回転自在に配置されている。また、第2主軸12には、エンジン6側に第2クラッチ42が設けられ、エンジン6側とは反対側にアイドル駆動ギヤ27aが一体に取り付けられている。従って、第2主軸12は、第2クラッチ42によって選択的にエンジン6のクランク軸6aと連結され、エンジン6の動力がアイドル駆動ギヤ27aへ伝達されるように構成されている。
【0033】
連結軸13は、第1主軸11より短く中空に構成されており、第1主軸11のエンジン6側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置されている。また、連結軸13には、エンジン6側に第3速用駆動ギヤ23aが一体に取り付けられ、エンジン6側とは反対側に遊星歯車機構30のキャリア36が一体に取り付けられている。従って、プラネタリギヤ34の公転により連結軸13に取り付けられたキャリア36と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転するように構成されている。
【0034】
さらに、第1主軸11には、第1主軸11と相対回転自在に第5速用駆動ギヤ25aが設けられるとともに第1主軸11と一体に回転するリバース従動ギヤ28bが取り付けられている。さらに第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aとの間には、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23a又は第5速用駆動ギヤ25aとを連結又は開放する第1変速用シフター51が設けられている。そして、第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが連結して一体に回転し、第5速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第5速用駆動ギヤ25aが一体に回転し、第1変速用シフター51がニュートラル位置にあるときには、第1主軸11は第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aに対し相対回転する。なお、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転するとき、第1主軸11に取り付けられたサンギヤ32と第3速用駆動ギヤ23aに連結軸13で連結されたキャリア36が一体に回転するとともに、リングギヤ35も一体に回転し、遊星歯車機構30が一体となる。この遊星歯車機構30が一体となって回転するとき、後述する第3速走行がなされる。また、第1変速用シフター51がニュートラル位置にあって前述のロック機構61が第1速用接続位置で接続されると、リングギヤ35がロックされ、サンギヤ32の回転が減速されてキャリア36に伝達される。これにより後述する第1速走行がなされる。
【0035】
第1中間軸15には、第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aと噛合する第1アイドル従動ギヤ27bが一体に取り付けられている。
【0036】
第2中間軸16には、第1中間軸15に取り付けられた第1アイドル従動ギヤ27bと噛合する第2アイドル従動ギヤ27cが一体に取り付けられている。第2アイドル従動ギヤ27cは、前述したアイドル駆動ギヤ27aと第1アイドル従動ギヤ27bとともに第1アイドルギヤ列27Aを構成している。また、第2中間軸16には、第1主軸11周りに設けられた第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aと対応する位置にそれぞれ第2中間軸16と相対回転可能な第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aとが設けられている。さらに第2中間軸16には、第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aとの間に、第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22a又は第4速用駆動ギヤ24aとを連結又は開放する第2変速用シフター52が設けられている。そして、第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとが一体に回転し、第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第4速用駆動ギヤ24aとが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2中間軸16は第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aに対し相対回転する。
【0037】
カウンタ軸14には、エンジン6側とは反対側から順に第1共用従動ギヤ23bと、第2共用従動ギヤ24bと、パーキングギヤ21と、ファイナルギヤ26aとが一体に取り付けられている。
ここで、第1共用従動ギヤ23bは、連結軸13に取り付けられた第3速用駆動ギヤ23aと噛合して第3速用駆動ギヤ23aと共に第3速用ギヤ対23を構成し、第2中間軸16に設けられた第2速用駆動ギヤ22aと噛合して第2速用駆動ギヤ22aと共に第2速用ギヤ対22を構成する。
第2共用従動ギヤ24bは、第1主軸11に設けられた第5速用駆動ギヤ25aと噛合して第5速用駆動ギヤ25aと共に第5速用ギヤ対25を構成し、第2中間軸16に設けられた第4速用駆動ギヤ24aと噛合して第4速用駆動ギヤ24aと共に第4速用ギヤ対24を構成する。
ファイナルギヤ26aは差動ギヤ機構8と噛合して、差動ギヤ機構8は、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに連結されている。従って、カウンタ軸14に伝達された動力はファイナルギヤ26aから差動ギヤ機構8、駆動軸9,9、駆動輪DW,DWへと出力される。
【0038】
リバース軸17には、第1中間軸15に取り付けられた第1アイドル従動ギヤ27bと噛合する第3アイドル従動ギヤ27dが一体に取り付けられている。第3アイドル従動ギヤ27dは、前述したアイドル駆動ギヤ27aと第1アイドル従動ギヤ27bとともに第2アイドルギヤ列27Bを構成している。また、リバース軸17には、第1主軸11に取り付けられた後進用従動ギヤ28bと噛合する後進用駆動ギヤ28aがリバース軸17と相対回転自在に設けられている。後進用駆動ギヤ28aは、後進用従動ギヤ28bとともに後進用ギヤ列28を構成している。さらに後進用駆動ギヤ28aのエンジン6側とは反対側にリバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとを連結又は開放する後進用シフター53が設けられている。そして、後進用シフター53が後進用接続位置でインギヤするときには、リバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとが一体に回転し、後進用シフター53がニュートラル位置にあるときには、リバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとが相対回転する。
【0039】
なお、第1変速用シフター51、第2変速用シフター52、後進用シフター53は、接続する軸とギヤの回転数を一致させる同期機構(シンクロナイザー機構)を有するクラッチ機構を用いている。
【0040】
このように構成された変速機20は、2つの変速軸の一方の変速軸である第1主軸11上に第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aからなる奇数段ギヤ群が設けられ、2つの変速軸の他方の変速軸である第2中間軸16上に第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aからなる偶数段ギヤ群が設けられる。
【0041】
また、車両用駆動装置1には、さらにエアコン用コンプレッサ112とオイルポンプ122とが設けられ、オイルポンプ122は、回転軸線A1〜E1と平行に配置されたオイルポンプ用補機軸19上にオイルポンプ用補機軸19と一体回転可能に取り付けられている。オイルポンプ用補機軸19には、後進用駆動ギヤ28aと噛合するオイルポンプ用従動ギヤ28cと、エアコン用駆動ギヤ29aとが一体回転可能に取り付けられて、第1主軸11を回転させるエンジン6及び/又はモータ7の動力が伝達される。また、エアコン用コンプレッサ112は、回転軸線A1〜E1と平行に配置されたエアコン用補機軸18上にエアコン用クラッチ121を介して設けられている。エアコン用補機軸18には、エアコン用駆動ギヤ29aからチェーン29cを介して動力が伝達されるエアコン用従動ギヤ29bがエアコン用補機軸18と一体回転可能に取り付けられて、オイルポンプ用補機軸19からエンジン6及び/又はモータ7の動力がエアコン用駆動ギヤ29a、チェーン29c及びエアコン用従動ギヤ29bで構成されるエアコン用伝達機構29を介して伝達される。なお、エアコン用コンプレッサ112は、不図示のエアコン作動用ソレノイドによりエアコン用クラッチ121を断接することで、動力の伝達が遮断することができるように構成される。
【0042】
以上の構成により、本実施形態の車両用駆動装置1は、以下の第1〜第5の伝達経路を有している。
(1)第1伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第1主軸11、遊星歯車機構30、連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。ここで、遊星歯車機構30の減速比は、第1伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達されるエンジントルクが第1速相当となるように設定されている。即ち、遊星歯車機構30の減速比と第3速用ギヤ対23の減速比をかけ合わせた減速比が第1速相当となるように設定されている。
【0043】
(2)第2伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第2主軸12、第1アイドルギヤ列27A(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第2アイドル従動ギヤ27c)、第2中間軸16、第2速用ギヤ対22(第2速用駆動ギヤ22a、第1共用従動ギヤ23b)又は第4速用ギヤ対24(第4速用駆動ギヤ24a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
【0044】
(3)第3伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第1主軸11、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)又は第5速用ギヤ対25(第5速用駆動ギヤ25a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、遊星歯車機構30を介さずに、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
【0045】
(4)第4伝達経路は、モータ7が、遊星歯車機構30又は第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)又は第5速用ギヤ対25(第5速用駆動ギヤ25a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
【0046】
(5)第5伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第2主軸12、第2アイドルギヤ列27B(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第3アイドル従動ギヤ27d)、リバース軸17、後進用ギヤ列28(後進用駆動ギヤ28a、後進用従動ギヤ28b)、遊星歯車機構30、連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
【0047】
また、本実施形態の車両用駆動装置1において、モータ7は、車両全体の各種制御をする制御装置2を介してバッテリ3に接続され、バッテリ3からの電力供給と、バッテリ3へのエネルギー回生が制御装置2を介して行われるようになっている。即ち、モータ7は、バッテリ3から制御装置2を介して供給された電力によって駆動され、また、減速走行時における駆動輪DW,DWの回転やエンジン6の動力により回生発電を行って、バッテリ3の充電(エネルギー回収)を行うことが可能である。さらに、制御装置2は、加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ回転数、モータ温度、第1,第2主軸11、12の回転数、カウンタ軸14等の回転数、車速、シフトポジション、SOC(State of Charge)などが入力される一方、エンジン6を制御する信号、モータ7を制御する信号、バッテリ3における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、第1,第2変速シフター51、52、後進用シフター53を制御する信号、ロック機構61の接続(ロック)と開放(ニュートラル)を制御する信号、エアコン用クラッチ121をPWM制御する信号などが出力される。
【0048】
この制御装置2は、バッテリ3のSOCに応じて各種制御の実施可否を判断する図3に示すような制御マップMapを有しており、基本的にはこの制御マップMapに基づいて、ENG始動、アイドルストップ、減速回生、ENG切離し、EV走行、エアコン用コンプレッサ駆動の可否が判断される。なお、図3中、○は実施可能、×は禁止、△は条件付実施可能となっている。
【0049】
この制御マップMapでは、SOCを少ない方から多い方にCゾーン、Bゾーン、Aゾーン、Dゾーンの4つに分類するとともに、さらにAゾーンをSOCの少ない方から多い方にA−Lゾーン、A−Mゾーン、A−Hゾーンの3つに分類し、トータルで6つのゾーンに区分けしている。そして、最大充電量に近いDゾーンでは、減速回生やENG切離しを条件付で許容し、BゾーンとCゾーンではEV走行やアイドルストップを禁止し、A−Mゾーンを目標充電量として制御している。
【0050】
ここで、エアコン用コンプレッサ112を備える冷凍サイクル111は、図4に示すように、エアコン用コンプレッサ112の吐出口→オイルセパレータ113→コンデンサ114→レシーバ115→冷凍バルブ116→エキスパンションバルブ117→エバポレータ118→コンプレッサ112の吸入口の経路で冷媒が循環するように冷媒配管で接続して構成されている。なお、図中符号101は冷媒配管の圧力を切替可能なプレッシャスイッチであり、102はエバポレータ118に付着した霧を取り除く除霧バルブである。
【0051】
エアコン用コンプレッサ112の作動中は、エアコン用コンプレッサ112で圧縮されて高温になった冷媒がコンデンサ114に送られて放熱凝縮して液化した後、レシーバ115と冷凍バルブ116を介してエキスパンションバルブ117に送られる。そして、このエキスパンションバルブ117にて冷媒が液化状態から膨張させられて低温・低圧の霧状となった後、エバポレータ118へ送られる。このエバポレータ118内で冷媒が蒸発気化することで、その蒸発潜熱によりエバポレータ118が冷却される。これにより、エバポレータ118に沿って流れる風が冷却されて車室内に吹き出される。このエバポレータ118内で気化した冷媒は、エバポレータ118からエアコン用コンプレッサ112に吸入されて圧縮され、再びコンデンサ114に送られ、以後、上述した作用を繰り返す。
【0052】
エアコン用コンプレッサ112の作動・停止(エアコン用クラッチ121の締結・切断)は、制御装置2によって制御される。この制御装置2は、バッテリ3のSOCを検出するSOCセンサ130、アクセルペダルの踏み込み量を検出するAPセンサ131、空調温度(冷房温度)の設定温度を設定する空調温度設定スイッチ134、空調運転をオン・オフするエアコンスイッチ135等を備え、これらの出力信号等を読み込み、空調運転中(エアコンスイッチ135のオン中)に車室内温度を設定温度に調節するようにエアコン用コンプレッサ112の作動・停止(エアコン用クラッチ121の締結・切断)を制御する。
【0053】
このように構成された車両用駆動装置1は、ロック機構61、第1及び第2クラッチ41、42の断接を制御するとともに第1変速用シフター51、第2変速用シフター52および後進用シフター53の接続位置を制御することにより、エンジン6で第1〜第5速走行および後進走行を行うことができる。
【0054】
第1速走行は、第1クラッチ41を締結しロック機構61をロックすることで第1伝達経路を介して駆動力が駆動輪DW,DWに伝達される。第2速走行は、第2クラッチ42を締結して第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤすることで第2伝達経路を介して駆動力が駆動輪DW,DWに伝達され、第3速走行は、第1クラッチ41を締結して第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることで第3伝達経路を介して駆動力が駆動輪DW,DWに伝達される。
【0055】
また、第4速走行は、第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤすることで第2伝達経路を介して駆動力が駆動輪DW,DWに伝達され、第5速走行は、第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤすることで第2伝達経路を介して駆動力が駆動輪DW,DWに伝達される。さらに、第2クラッチ42を締結して後進用シフター53を接続することで、第5伝達経路を介して後進走行がなされる。
【0056】
また、エンジン走行中にロック機構61をロックしたり、第1及び第2変速用シフター51、52をプレシフトすることでモータ7でアシストしたり回生したり、さらにアイドリング中であってもエンジン6をモータ7で始動したりバッテリ3を充電することもできる。さらに、第1及び第2クラッチ41、42を切断してモータ7でEV走行を行うこともできる。EV走行の走行モードとしては、第1及び第2クラッチ41、42を切断して、ロック機構61をロックすることで第4伝達経路を介して走行する第1速EVモードと、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることで第4伝達経路を介して走行する第3速EVモードと、第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤすることで第4伝達経路を介して走行する第5速EVモードとが存在する。
【0057】
また、エアコン用コンプレッサ112は第1主軸11に連結されているため、奇数段ギヤで走行中は第1主軸11が必然的に回転するためエアコン用コンプレッサ112を作動させることができるが、偶数段ギヤで走行中にエアコン用コンプレッサ112を作動させるためには、(i)奇数段ギヤをニュートラルにするとともにモータ7で第1主軸11を回転させるか、(ii)ロック機構61又は第1変速用シフター51をプレシフトして第1主軸11を回転させるか、又は(iii)ロック機構61又は第1変速用シフター51をニュートラルにするとともに第1クラッチ41を締結して第1主軸11をエンジン6で回転させる必要がある。
【0058】
従って、エアコンの作動要求があると、奇数段ギヤで走行中であっても偶数段ギヤで走行中であってもエアコン用クラッチ121を締結してエアコン用コンプレッサ112を作動させることができるが、エアコン用クラッチ121の断接に伴って被駆動部である駆動輪DW,DWにトルク変動を与えることはドライバビリティを悪化させるため避ける必要がある。車両用駆動装置1は、エアコン用コンプレッサ112がカウンタ軸14からの動力が伝達可能に連結されている。従って、エアコン用クラッチ121の断接に伴うショックがエンジンにプーリを介して連結されたエアコン用コンプレッサに比べてトルクコンバータやフライホイールで衝撃が緩和されず、カウンタ軸14への影響が大きくなる。
【0059】
そこで本実施形態の制御装置2は、通常であればエアコンの作動・停止要求に応じてアコン用クラッチ121の断接を行なうが、大きな出力変動が想定されるエンジン始動時と変速時にエアコン用クラッチ121をショック抑制モードで制御することで、エアコン用クラッチ121の断接に伴うショックを抑制することとしている。
【0060】
先ず、本実施形態の車両用駆動装置1におけるエンジン始動時の制御について一例をあげて説明すると、EV走行中にエンジン始動する場合には、例えば図5に示す第3速EV走行中に、図6に示すように、先ず第1クラッチ41をすべらせながら締結してエンジン6を回転させ、その後一度締結力を緩めてエンジン6のトルク変動が収まるのを待って、完全に締結することでモータ7とエンジン6の回転数が一致してエンジン6が始動される。
ここで、本実施形態の制御装置2はショック抑制モードとして、モータ7でエンジン6を始動する場合に、エアコン用コンプレッサ112の作動中であればエアコン用クラッチ121を一度切断し、エンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を締結することとしている。また、モータ7でエンジン6を始動する場合に、エアコンの起動要求があればエンジン始動中はエアコン用クラッチ121を切断した状態を維持し、エンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を締結することとしている。
【0061】
これにより、エアコン用クラッチ121の締結に伴うトルク変動が生じないので、エンジン始動時のトルク変動を抑制して乗員へのショックを低減できる。また、モータトルクをエアコン用コンプレッサ112の作動トルクとして利用する必要がないため、高負荷走行時にもエンジン6の始動トルクを確保することができるとともに、低回転走行時にも始動トルクを確保することでエンジン6の始動時間を短縮することができる。このエンジン始動には1秒以上の時間が必要であって、エンジン始動完了指令を受けた後にエアコン用クラッチ121を締結することが好ましい。これにより、確実にエンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を締結することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【0062】
なお、エアコンの起動要求は乗員から不図示のエアコンスイッチのオン・オフ操作があった場合のほか、窓が曇った場合などにより自動的になされる場合がある。また、PWM制御により制御されるエアコン用クラッチ121であれば、エンジン始動要求時にエアコン用クラッチ121が締結されていればエアコン用クラッチ121を切断し、エアコン用クラッチ121が切断されていれば切断状態を維持することで、同様の効果を得ることができる。
なお、要求冷却能力に対しエアコン用コンプレッサ112の回転数から求められる冷却能力が低い場合には、所定時間又は所定温度までエアコン用クラッチ121を締結した状態を維持した後、エンジン6を始動してもよい。
【0063】
また、エンジン始動時のショック抑制モードとして、エアコン用クラッチ121の切断状態を維持する代わりに、エンジン始動時に発進クラッチとして機能する第1クラッチ41又は第2クラッチ42の締結と同時にエアコン用クラッチ121を断接してもよい。これにより、エアコン用クラッチ121の断接によるトルク変動を第1クラッチ41又は第2クラッチ42の締結によるトルク変動で隠すことができ、乗員はエンジン始動時のショックとして受け入れることができる。
【0064】
続いて、本実施形態の車両用駆動装置1における変速時の制御ついて一例をあげて説明すると、例えば急激な加速要求があって図7に示す第5速エンジン走行から図8に示す第3速エンジン走行にシフトダウンする場合、図9に示すように、先ず第1クラッチ41の締結力を緩めた後、トルク抜けが発生するのを防止するため第2変速用シフター52を第4速用接続位置にインギヤした状態で第2クラッチ42を締結し、その後、第2クラッチ42を緩めて開放するとともに第1変速用シフター51を第5速用接続位置から移動させて第3速用接続位置でインギヤした状態で第1クラッチ41を締結することで、変速が完了する。
【0065】
ここで、本実施形態の制御装置2はショック抑制モードとして、変速時にエアコンの起動要求や停止要求がある場合又はエアコン用クラッチ121をPWM制御で制御している場合には、エアコン用クラッチ121の締結及び切断を禁止して切断状態又は締結状態を維持し、変速後にエアコン用クラッチ121を締結又は切断することとしている。これにより、変速時にはエアコン用クラッチ121の切断状態又は締結状態を維持することで、エアコン用クラッチ121の断接に伴うトルク変動が生じず、乗員へのショックを低減することができる。
【0066】
なお、エンジン始動時にはエアコン用クラッチ121を切断したのに対し変速時にはエアコン用クラッチ121の切断状態又は締結状態を維持することとしたのは、変速時にはエンジン始動時に比べて大きなトルクを必要としないためである。
【0067】
また、変速時には、流量を変更するエアコン指令を受けても変速中は流量を一定に維持し、変速後に流量を変更することが好ましい。これにより、流量変更によるトルク変動も生じないので、より変速時における乗員へのショックを低減することができ、さらに同期機構を有するロック機構61、第1又は第2変速用シフター51、52のシフト操作時間を短縮することができる。
【0068】
また、変速時におけるショック抑制モードとして、エアコン用クラッチ121の断接にあわせてモータトルクを付加することによりエアコン用クラッチ121の断接に伴う変動トルクをモータ7で吸収することができ、変速時でもショックを抑制しつつエアコン用コンプレッサ112を作動させ続けることができる。このとき、バッテリ3のSOCに応じて変速時におけるエアコン用クラッチ121の断接を制御してもよい。例えば、バッテリ3のSOCが図3に示す制御マップMapのDゾーンにあるときには、エアコン用クラッチ121の締結を許可し、Cゾーンにあるときには、エアコン用クラッチ121を切断状態を維持する。従って、SOCがDゾーンにあるときには、エアコン用クラッチ121の断接に伴うトルク変動をモータ7で積極的に吸収させて電力を消費させ目標充電量であるA−Mゾーンに近づけることができ、減速回生の制限がかかるのを防いで燃費を向上させることができる。一方、SOCがCゾーンにあるときには、エアコン用クラッチ121の切断状態を維持することでモータ7の消費電力を抑えることができる。
【0069】
なお、車両用駆動装置1は、モータ7が奇数段ギヤが配置された第1主軸11に接続され、偶数段ギヤが配置された第2中間軸16とは連結されていないので、奇数段のギヤから偶数段のギヤへの変速時には、このモータ7によるショックの抑制を行うことができないためショック抑制モードを解除し、他のショック抑制モードを選択することができる。
【0070】
以上説明したように、本実施形態によれば、モータ7によるエンジン6の始動時又は変速時には、エアコン用クラッチ121をショック抑制モードで制御するので、エアコン用クラッチ121の断接に伴うショックを抑制しドライバビリティを向上させることができる。
【0071】
また、本実施形態によれば、モータ7でエンジン6を始動する場合には、エアコン用コンプレッサ112の作動中であればエアコン用クラッチ121を一度切断し、エアコン用コンプレッサ112の起動時であればエアコン用クラッチ121を切断した状態を維持し、エンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を締結するので、エアコン用クラッチ121の締結に伴うトルク変動が生じず、エンジン始動時のトルク変動を抑制して乗員へのショックを低減できる。また、高負荷走行時にも内燃機関の始動トルクを確保することができるととともに低回転走行時にも内燃機関の始動トルクを確保することで内燃機関の始動時間を短縮することができる。
【0072】
また、本実施形態によれば、エアコン用クラッチ121の切断する時間は1秒以上であって、エンジン6の始動完了指令を受けた後にエアコン用クラッチ121を締結するので、確実にエンジン6を始動した後にエアコン用クラッチ121を接続することができる。
【0073】
また、本実施形態によれば、変速時には、エアコン用クラッチ121の締結及び切断を禁止して切断状態又は締結状態を維持し、変速後にエアコン用クラッチ121を締結又は切断することにより、変速時にエアコン用クラッチの断接に伴うトルク変動が生じず、変速時における乗員へのショックを低減することができる。
【0074】
また、本実施形態によれば、変速時には、流量を変更するエアコン指令を受けても変速中は流量を一定に維持し、変速後に流量を変更するので、流量変更によるトルク変動も生じず変速時における乗員へのショックを低減することができる。
【0075】
また、本実施形態によれば、変速時には変速ショックを吸収するようにモータ7を作動させ、バッテリ3のSOCがモータ7による減速回生が制限されるDゾーンにあるときにはエアコン用クラッチ121を締結し、バッテリ3のSOCがモータ7によるEV走行が制限されるCゾーンにあるときにはエアコン用クラッチ121を切断するので、SOCが多ければモータ7でエアコン用クラッチ121によるトルク変動を抑制しながら電力を消費させることができ、SOCが少なければエアコン用クラッチ121のトルク変動が発生しないようにすることで、ドライバビリティを向上させることができる。
【0076】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、車両用駆動装置1は、ツインクラッチ式変速機のモータ7が接続された入力軸である第1主軸11に奇数段ギヤを配置し、モータ7が接続されていない入力軸である第2中間軸16に偶数段ギヤを配置したが、これに限定されず、モータ7が接続された入力軸である第1主軸11に偶数段ギヤを配置し、モータ7が接続されていない入力軸である第2中間軸16に奇数段ギヤを配置してもよい。
【0077】
また、奇数段の変速段として第1速用駆動ギヤとしての遊星歯車機構30と、第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aに加えて、第7、9・・速用駆動ギヤを、偶数段の変速段として第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aに加えて、第6、8・・速用駆動ギヤを設けてもよい。
【0078】
また、カウンタ軸14に取り付けられる従動ギヤを第2速用駆動ギヤ22aと第3速用駆動ギヤ23aと共同して噛合する第1共用従動ギヤ23bと、第4速用駆動ギヤ24aと第5速用駆動ギヤ25aと共同して噛合する第2共用従動ギヤ24bとしたが、これに限らず、それぞれのギヤと噛合する従動ギヤを複数設けてもよい。また、第1速用駆動ギヤとして遊星歯車機構30を例示したが、これに限らず第3速用駆動ギヤ23aなどと同様に第1速用駆動ギヤを設けてもよい。
【符号の説明】
【0079】
1 車両用駆動装置
2 制御装置
3 バッテリ(蓄電手段)
6 エンジン(内燃機関)
7 モータ(電動機)
11 第1主軸(第1入力軸)
14 カウンタ軸(出力軸)
16 第2中間軸(第2入力軸)
20 変速機(変速機構)
22a 第2速用駆動ギヤ
23a 第3速用駆動ギヤ
23b 第1共用従動ギヤ
24a 第4速用駆動ギヤ
24b 第2共用従動ギヤ
25a 第5速用駆動ギヤ
30 遊星歯車機構
41 第1クラッチ(第1断接手段)
42 第2クラッチ(第2断接手段)
51 第1変速用シフター(第1同期装置)
52 第2変速用シフター(第2同期装置)
61 ロック機構(第1同期装置)
112 エアコン用コンプレッサ
121 エアコン用クラッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関と、
電動機と、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
前記電動機に接続されるとともに第1断接手段を介して選択的に前記内燃機関に接続される第1入力軸と、第2断接手段を介して選択的に前記内燃機関に接続される第2入力軸と、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第1入力軸上に配置され第1同期装置を介して前記第1入力軸に選択的に連結される複数のギヤからなる第1のギヤ群と、前記第2入力軸上に配置され第2同期装置を介して前記第2入力軸に選択的に連結される複数のギヤからなる第2のギヤ群と、前記出力軸上に配置され前記第1のギヤ群のギヤと前記第2のギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤからなる第3のギヤ群と、を備えた変速機構と、
エアコン用クラッチを介して前記第1入力軸に連結されるエアコン用コンプレッサと、を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
前記電動機による前記内燃機関の始動時又は変速時には、前記エアコン用クラッチをショック抑制モードで制御することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項2】
前記電動機で前記内燃機関を始動する場合には、前記エアコン用コンプレッサの作動中であれば前記エアコン用クラッチを一度切断し、前記エアコン用コンプレッサの起動時であれば前記エアコン用クラッチを切断した状態を維持し、前記内燃機関を始動した後に前記エアコン用クラッチを締結することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項3】
前記エアコン用クラッチの切断する時間は1秒以上であって、前記内燃機関の始動完了指令を受けた後に前記エアコン用クラッチを締結することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項4】
前記電動機で前記内燃機関を始動する場合であって前記エアコン用コンプレッサの起動時又は停止時には、前記第1断接手段又は前記第2断接手段の締結と同時に前記エアコン用クラッチを締結又は切断することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項5】
変速時には、前記エアコン用クラッチの締結及び切断を禁止して切断状態又は締結状態を維持し、変速後に前記エアコン用クラッチを締結又は切断することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項6】
変速時には、流量を変更するエアコン指令を受けても変速中は流量を一定に維持し、変速後に流量を変更することを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項7】
変速時には変速ショックを吸収するように前記電動機を作動させ、
前記蓄電装置のSOCが前記電動機による減速回生が制限される第1の領域にあるときには前記エアコン用クラッチを締結し、
前記蓄電装置のSOCが前記電動機によるEV走行が制限される第2の領域にあるときには前記エアコン用クラッチを切断することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項8】
前記第1ギヤ群のギヤから前記第2ギヤ群のギヤへの変速時には、前記ショック抑制モードを解除することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−213160(P2011−213160A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−81004(P2010−81004)
【出願日】平成22年3月31日(2010.3.31)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】