JP2012255489A - Release control device of electromagnetic engaging device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電磁力によって係合もしくは解放させられるクラッチやブレーキなどの係合装置を制御する装置に関し、特にトルクを伝達している係合状態からトルクの伝達を遮断する解放状態に切り替える際の制御を行う装置に関するものである。 The present invention relates to a device that controls an engagement device such as a clutch or a brake that is engaged or released by electromagnetic force, and particularly when switching from an engagement state that transmits torque to a release state that interrupts torque transmission. The present invention relates to a device that performs control.
トルクの伝達や遮断を行うクラッチやブレーキは、例えば車両用の変速機において変速を行い、もしくは動力の伝達状態を適宜に変更するための機器として多用されており、その一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された車両の駆動装置は、エンジンとモータ・ジェネレータとを動力源として備えたハイブリッド駆動装置であり、特にエンジンが出力した動力を遊星歯車機構を主体として構成された動力分割装置によって、出力側と第1のモータ・ジェネレータ側とに分割し、出力側の動力は出力軸に伝達する一方、第1のモータ・ジェネレータ側に伝達された動力によってその第1のモータ・ジェネレータを駆動して発電し、その電力を出力軸に連結された第2のモータ・ジェネレータに供給し、その第2のモータ・ジェネレータがモータとして機能してその出力トルクを出力軸に伝達するように構成されている。この種のハイブリッド駆動装置では、高負荷時には第1のモータ・ジェネレータが発電機として機能し、かつ第2のモータ・ジェネレータがモータとして機能するが、低負荷で高速走行する場合、第1のモータ・ジェネレータによってエンジンの回転数を制御するとすれば、第1のモータ・ジェネレータをモータとして機能させてエンジンとは反対の方向に回転させ、かつ第2のモータ・ジェネレータを発電機として機能させて動力を回収し、その結果得られた電力を第1のモータ・ジェネレータに供給することになる。このような低負荷高速走行時の駆動状態では、いわゆる動力の循環が生じてエネルギ効率が低下する可能性があり、そのため、第1のモータ・ジェネレータをモータとして機能させて得られる反力をブレーキによって受け持たせる固定変速モードを設定可能に構成している。すなわち、特許文献1に記載された装置では、シングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構とを組み合わせて構成された動力分割装置における所定の回転要素をブレーキ部に連結し、固定変速モードではそのブレーキ部を係合させて前記所定の回転要素の回転を止めるように構成されている。
Clutchs and brakes that transmit and shut off torque are widely used as devices for shifting gears in vehicles or changing power transmission state as appropriate, for example. Has been. The vehicle drive device described in
また、特許文献2には、いわゆる2モータ式のハイブリッド駆動装置における第1のモータ・ジェネレータを固定するブレーキを設けた装置が記載されており、特にそのブレーキは、カムロック式のロック機構といわゆる電磁クラッチとによって構成されている。そして、特許文献2に記載された装置では、クラッチ板を電磁力によって吸引してクラッチ板がストロークを開始した後も、回転同期フィードバック制御を継続し、その場合、クラッチ板がストロークし始めた後は、フィードバック制御における積分項を固定することとしている。
クラッチやブレーキなどの係合装置は、停止状態で切り替えられるだけでなく、動作状態(回転状態)で切り替えられることがあり、例えば車両の自動変速機に用いられた場合、変速比や走行モードを切り替える場合に、解放状態から係合状態に、あるいはその反対に係合状態から解放状態に切り替えられ、さらに上述したハイブリッド駆動装置においては、固定変速モードと無段変速モードとの間の切替の際に、解放状態から係合状態に、あるいはその反対に係合状態から解放状態に切り替えられる。このような動作状態で切り替えた場合、トルクや回転数が急激に変化するとショックが生じる。これを回避もしくは抑制するためには、係合や解放のタイミングを正確に検出もしくは推定し、その切替に応じた制御を適切に実行することが好ましい。 Engagement devices such as clutches and brakes are not only switched in a stopped state, but may also be switched in an operating state (rotating state). When switching, it is switched from the disengaged state to the engaged state, or vice versa, from the engaged state to the disengaged state. Further, in the hybrid drive device described above, when switching between the fixed speed change mode and the continuously variable speed change mode. On the other hand, the state is switched from the released state to the engaged state, or vice versa. When switching in such an operating state, a shock occurs when the torque or the rotational speed changes abruptly. In order to avoid or suppress this, it is preferable to accurately detect or estimate the timing of engagement or disengagement and appropriately execute control according to the switching.
上記の特許文献1に記載された装置では、クラッチの反力がほぼゼロになってから第1モータ・ジェネレータを目標回転数に制御しているが、クラッチの反力は車両の加減速の状態あるいは駆動輪から入力されるトルクの変動などによって変化し、そのためこれがほぼゼロになる時点を正確に検出もしくは判定することが困難であり、これが要因となって第1のモータ・ジェネレータの制御のタイミングあるいは制御量が不適切になってショックが生じたり、ドライバビリティが悪化するなどの可能性がある。
In the device described in
なお、特許文献2に記載された装置は、カムロック式のロック機構を併用したクラッチを対象とするものであり、この種の装置では、バックラッシなどによるガタがあるので、そのガタが詰まるなどのことを利用してトルク調整の完了を判定し、動作開始点とすることが可能である。しかしながら、そのような判定には、ガタが生じることが前提となるので、ガタのない機構においては採用することができない。
Note that the device described in
この発明は上述した事情を背景としてなされたものであって、電磁係合装置の解放タイミングを容易かつ正確に検出もしくは判定でき、ひいては迅速な解放制御を可能にする制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made against the background described above, and it is an object of the present invention to provide a control device that can easily and accurately detect or determine the release timing of an electromagnetic engagement device, and thus enables quick release control. It is what.
上記の目的を達成するために請求項1の発明は、所定の回転部材と他の部材との間に配置されて電磁力に応じた摩擦力でこれら所定の回転部材と他の回転部材との間でトルクを伝達する電磁係合装置の解放制御装置において、前記電磁係合装置をトルクを伝達できる係合状態からトルクの伝達を遮断する解放状態に切り替える解放判断が成立した場合にその電磁係合装置が係合している状態で、その電磁係合装置を解放させた後における前記所定の回転部材の目標回転数を求める目標回転数設定手段と、その目標回転数と実際の回転数との偏差に基づいて、前記所定の回転部材の回転数をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記所定の回転部材の回転数が前記フィードバック制御手段でフィードバック制御を開始した後に電磁力を低減させて解放している時に前記所定の回転部材を回転させる駆動力源の指示トルク値が予め定めた基準値を超えたことに基づいて前記電磁係合装置の解放を判定する解放判定手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記フィードバック制御手段は、積分動作を行うフィードバック制御を実行し、かつ前記解放判定手段による電磁係合装置の解放の判定が成立するまでは、前記積分動作を中止する手段を含むことを特徴とする電磁係合装置の解放制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the feedback control unit executes feedback control for performing an integral operation, and until the release determination unit determines that the electromagnetic engagement device is released. A release control device for an electromagnetic engagement device comprising means for stopping the integration operation.
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記解放判定手段は、前記所定の回転部材の実際の回転数と目標回転数との差が予め定めた値以下になった後に前記駆動力源の指示トルク値が予め定めた基準値を超えたか否かの判定を開始する手段を含むことを特徴とする電磁係合装置の解放制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the release determination means may be configured so that the difference between the actual rotational speed of the predetermined rotating member and the target rotational speed is equal to or less than a predetermined value. An electromagnetic engagement device disengagement control device including means for starting a determination as to whether or not a command torque value of a driving force source exceeds a predetermined reference value.
請求項4の発明は、請求項1ないし3の発明において、前記駆動力源の温度が予め定めた基準温度以上の場合に前記指示トルク値を低下させるトルク低下手段を更に備えていることを特徴とする電磁係合装置の解放制御装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the apparatus further comprises torque reducing means for reducing the indicated torque value when the temperature of the driving force source is equal to or higher than a predetermined reference temperature. This is a release control device for the electromagnetic engagement device.
請求項1の発明によれば、所定の回転部材を他の部材に連結している電磁係合装置を解放する判断が成立してその電磁係合装置を解放する場合、解放後における前記所定の回転部材の目標回転数が設定され、その目標回転数に向けた前記所定の回転部材の回転数がフィードバック制御される。これは、前記所定の回転部材が連結されている駆動力源がトルクを出力することにより行われ、その駆動力源に対する指示トルク値は、実際の回転数が目標回転数に近づくのに従って低下し、その結果、指示トルク値が予め定めた基準値を超えたことによって電磁係合装置の解放の判定が成立する。したがって、前記電磁係合装置の伝達トルクや前記所定の回転部材にトルクを検出することなく電磁係合装置が解放することもしくはその解放のタイミングを容易かつ正確に判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the determination to release the electromagnetic engagement device that connects the predetermined rotation member to another member is established and the electromagnetic engagement device is released, the predetermined engagement after release is performed. A target rotational speed of the rotating member is set, and the rotational speed of the predetermined rotating member toward the target rotational speed is feedback-controlled. This is performed by the driving force source connected to the predetermined rotating member outputting torque, and the indicated torque value for the driving force source decreases as the actual rotational speed approaches the target rotational speed. As a result, the release of the electromagnetic engagement device is determined when the command torque value exceeds a predetermined reference value. Therefore, it is possible to easily and accurately determine the release of the electromagnetic engagement device or the release timing without detecting the transmission torque of the electromagnetic engagement device or the torque of the predetermined rotating member.
特に請求項2に係る発明によれば、回転数フィードバック制御を行うにあたり、電磁係合装置が未だ係合していて前記所定の回転部材が停止していたり、あるいは前記他の部材との相対回転数が生じていない場合には、定常偏差を解消するための積分動作(積分項)が中止されるので、前記所定の回転部材を他の部材に対する相対回転を生じさせるトルクが過度に生じることを防止もしくは抑制でき、また、電磁係合装置の解放の判定が成立した後は、目標回転数に向けた回転数フィードバック制御を通常と同様に実行することができる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, when performing the rotational speed feedback control, the electromagnetic engaging device is still engaged and the predetermined rotating member is stopped, or the relative rotation with the other member is performed. When the number does not occur, the integral operation (integral term) for canceling the steady deviation is stopped, so that the torque that causes the predetermined rotation member to rotate relative to the other member is excessively generated. After the determination of the release of the electromagnetic engagement device is established, the rotational speed feedback control for the target rotational speed can be executed in the same manner as usual.
また、請求項3に係る発明によれば、上述した効果と同様の効果に加えて、電磁係合装置の解放の判断が成立した後、未だ電磁係合装置が係合している状態での外乱による指示トルク値の低下が生じても、その時点では、解放の判定を未だ行っておらず、回転数偏差がある程度小さくなった後、すなわち電磁係合装置の解放が近くなった後に解放の判定を行うので、誤判定を未然に防止もしくは抑制することができる。
According to the invention of
そして、請求項4に係る発明によれば、前記所定の回転部材の回転数を目標回転数に向けて制御するようにトルクを出力する駆動力源の温度が高くなった場合、その駆動力源が出力するべきトルクすなわち指示トルク値が低減されるので、駆動力源の耐久性を向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the temperature of the driving force source that outputs torque increases so as to control the rotation speed of the predetermined rotating member toward the target rotation speed, the driving force source Since the torque to be output, that is, the indicated torque value is reduced, the durability of the driving force source can be improved.
この発明は、電磁力(電磁吸引力)に応じた摩擦力を発生し、その摩擦力に基づいた伝達トルク容量となる係合装置を制御する装置であり、回転部材を固定箇所に連結するブレーキや回転部材同士を連結するクラッチがその例であり、図3にはブレーキ1の例を示してある。ここに示す例は、回転軸2をミッションケーシング3に選択的に連結してその回転軸2に制動力を付与するように構成されており、その回転軸2は軸受4を介してミッションケーシング3によって回転自在に支持されており、その回転軸2の外周側に、電磁コイル5を備えたヨーク6が配置され、そのヨーク6はミッションケーシング3に固定されている。このヨーク6に対向してブレーキハブ7が配置され、このブレーキハブ7は回転軸2にスプライン嵌合させられるとともに、スナップリング8によって固定されている。またブレーキハブ7は磁性材料によって構成されており、さらにヨーク6の内径程度の外径のボス部9を備えており、そのボス部9にブレーキディスク10がスプライン嵌合されている。
The present invention is a device that generates a frictional force according to an electromagnetic force (electromagnetic attractive force) and controls an engagement device having a transmission torque capacity based on the frictional force, and a brake that connects a rotating member to a fixed location. An example is a clutch that connects the rotating members to each other. FIG. 3 shows an example of the
一方、ヨーク6の外周側で、ミッションケーシング3と一体の部分にスプラインが形成され、ここに、前記ブレーキディスク10を挟むように交互に配置されたブレーキプレート11がスプライン嵌合させられている。これらブレーキディスク10およびブレーキプレート11は透磁性のある材料によって構成されている。さらに、上記のブレーキハブ7とヨーク6との間には、スラスト軸受12を挟んでリターンスプリング13が配置されている。ブレーキハブ7はそのリターンスプリング13によってヨーク6から離れる方向に押されており、その弾性力が電磁コイル5およびヨーク6による電磁吸引力より大きければ、リターンスプリング13がブレーキハブ7を押し戻して、前記ブレーキディスク10およびブレーキプレート11同士の間の摩擦力を低下させるようになっている。すなわち、リターンスプリング13によってブレーキ1を解放するように構成されている。
On the other hand, a spline is formed in an integral part of the
また、図4は、電磁係合装置をクラッチ20として構成した例を示しており、第1回転軸21と第2回転軸22とを選択的に連結するように構成されている。第1回転軸21は、軸受23を介してミッションケーシング24によって回転自在に支持されている。この第1回転軸21には、クラッチハブ25がスプライン嵌合させられ、かつスナップリング26によって固定されている。第2回転軸22は、第1回転軸21の外周側に回転自在に配置され、その端部には、上記のクラッチハブ25の外周側を覆う円筒状のクラッチドラム27が一体化されている。そして、前記クラッチハブ25にクラッチディスク28がスプライン嵌合されるとともに、スナップリング29で抜け止めされ、そのクラッチディスク28と対向させて配置されたクラッチプレート30がクラッチドラム27の内周部にスプライン嵌合させられている。
FIG. 4 shows an example in which the electromagnetic engagement device is configured as the clutch 20, and is configured to selectively connect the first rotating shaft 21 and the second
これらクラッチディスク28およびクラッチプレート30に対して軸線方向に並んで、電磁コイル31を備えたヨーク32が配置され、このヨーク32はミッションケーシング24に取り付けられている。そして、上記のクラッチハブ25とヨーク32との間に、スラスト軸受34を挟んでリターンスプリング35が配置されている。クラッチハブ25はそのリターンスプリング35によってヨーク32から離れる方向に押されており、その弾性力が電磁コイル31およびヨーク32による電磁吸引力より大きければ、リターンスプリング35がクラッチハブ25を押し戻して、前記クラッチディスク28とクラッチプレート30との間の摩擦力を低下させるようになっている。すなわち、リターンスプリング35によってクラッチ20を解放するように構成されている。
A
上記のブレーキ1を用いたギヤトレーンの一例を図5に模式的に示してある。ここに示す例は、いわゆる2モータタイプのハイブリッド駆動装置であって、エンジン(E/G)40が出力した動力を動力分割機構41によって出力軸42側と第1モータ・ジェネレータ(MG1)43側とに分割するように構成されている。そのエンジン40は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、そのクランクシャフトなどの出力要素が動力分割機構41に連結されている。動力分割機構41は、図5に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤ44とリングギヤ45とが同心円上に配置され、これらサンギヤ44およびリングギヤ45に噛み合っているピニオンギヤがキャリヤ46によって自転かつ公転できるように保持されている。エンジン40はそのキャリヤ46に連結され、したがってキャリヤ46が入力要素となっている。また、サンギヤ44には第1モータ・ジェネレータ43が連結され、したがってサンギヤ44が反力要素となっている。さらにリングギヤ45が出力軸42に連結され、したがってリングギヤ45が出力要素となっている。
An example of a gear train using the
また、出力軸42には第2モータ・ジェネレータ47が変速部48を介して連結されている。この変速部48は、第2モータ・ジェネレータ47のトルクを増大もしくは減少させて出力軸42に伝達する変速機構によって構成されており、その変速比は所定の一つの値に固定されていてもよく、あるいは複数の変速比に切り替えられるように構成されていてもよい。
A second motor /
上記の各モータ・ジェネレータ43,47は、例えば永久磁石式の同期電動機によって構成され、コイルに通電することによりモータとして機能してトルクを出力し、またロータが外力によって強制的に回転させられることにより発電機として機能し、電力を発生するように構成されている。これらの各モータ・ジェネレータ43,47は、図示しないインバータを介してバッテリなどの蓄電装置に電気的に接続され、また一方のモータ・ジェネレータ43(47)で発電した電力を他方のモータ・ジェネレータ47(43)に供給できるように構成されている。そして、インバータにはマイクロプロセッサーを主体にして構成された電子制御装置(図示せず)が接続され、この電子制御装置によって、各モータ・ジェネレータ43,47の回転数やトルク、発電量などを制御するように構成されている。なお、上記のエンジン40は、吸入空気量や燃料供給量、点火時期などが電気的に制御され、それに伴ってトルクや回転数が電気的に制御されるように構成されている。
Each of the
上記の動力分割機構41を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構についての共線図を図6に示してある。エンジン40が出力した動力を出力軸42側と第1モータ・ジェネレータ43側とに分割するいわゆる通常のハイブリッドモードでは、図6に実線で示すように、第1モータ・ジェネレータ43が発電機として機能させられ、発電に伴うトルクがサンギヤ44にいわゆる反力トルクとして作用する。それに伴って、出力要素であるリングギヤ45には、エンジントルクを増幅したトルクが生じる。また、第1モータ・ジェネレータ43で得られた電力は、第2モータ・ジェネレータ47に供給されて第2モータ・ジェネレータ47がモータとして機能し、その出力トルクが変速部48を介して出力軸42に伝達される。すなわち、エンジン40が出力した動力の一部は、動力分割機構41を介して出力軸42に伝達され、かつ他の動力が一旦電力に変換された後、再度、機械的な動力に変換されて出力軸42に伝達される。
A collinear diagram of the single pinion type planetary gear mechanism constituting the
エンジン負荷が次第に小さくなると、サンギヤ44すなわち第1モータ・ジェネレータ43の回転数を低下させる。これは、エンジン40の回転数を燃費の良い回転数に制御することによる。そして、ついにはサンギヤ44の回転数を「0」にする走行状態になり、その場合には、第1モータ・ジェネレータ43によって反力トルクを生じさせる替わりに、ブレーキ1を係合させてブレーキ1によりサンギヤ44を固定する反力トルクを発生させる。この状態を図6に一点鎖線で示してある。こうすることにより第1モータ・ジェネレータ43のトルクを制御する必要がなくなり、エネルギ損失を抑制することができる。
When the engine load gradually decreases, the rotational speed of the
上記のハイブリッド駆動装置を搭載した車両の車速が更に増大し、かつエンジン負荷が相対的に小さい場合、エンジン40のオーバーレブを防止するなどのために、第1モータ・ジェネレータ43をモータとして機能させてサンギヤ44をエンジン40とは反対方向に回転させる。この状態を図6に破線で示してある。この場合、第2モータ・ジェネレータ47を発電機として機能させてエネルギ回生を行い、その電力が第1モータ・ジェネレータ43に供給される。
When the vehicle speed of a vehicle equipped with the above hybrid drive device further increases and the engine load is relatively small, the first motor /
上述した駆動の形態のうち、第1モータ・ジェネレータ43を発電機もしくはモータとして機能させる形態では、第1モータ・ジェネレータ43の回転数に応じてエンジン回転数が連続的に変化するので、実質的な変速比を無段階に変化させることができる。したがってこのような駆動の形態を無段変速モードと称することができる。これに対してブレーキ1によってサンギヤ44を固定している状態では、第1モータ・ジェネレータ43によってはエンジン回転数を変化させることができないので、その駆動の形態を固定変速モードと称することができる。
Of the drive modes described above, in the mode in which the first motor /
このような固定変速モードから無段変速モードに切り替える場合、ブレーキ1で受け持っていた反力トルクを第1モータ・ジェネレータ43によって受け持たせてブレーキ1を解放することになる。この発明に係る制御装置は、そのような場合のブレーキ1の解放制御を以下に説明するように実行する。図1はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、ブレーキ1を解放する判断が成立した場合に、所定の短時間毎に繰り返し実行される。その解放判断は、例えば車速やエンジン回転数あるいは蓄電装置の充電容量、アクセル開度などの駆動要求量などに基づいて行うことができる。
When switching from such a fixed speed change mode to a continuously variable speed change mode, the reaction torque that has been handled by the
トルクを伝達できる係合状態のブレーキ1を解放させる判断が上記のようにして成立した場合、先ず、解放後の動作点が算出される(ステップS1)。この動作点は、その時点で要求されているエンジンパワーを最適燃費で出力する運転がその一例であり、アクセル開度などの駆動要求量および車速ならびにそのエンジンについて予め用意されている最適燃費線(あるいはマップ)などに基づいて求めることができる。
When the determination to release the engaged
上記の図6を参照して説明したように、エンジン回転数と第1モータ・ジェネレータ43の回転数の関係や、これらのトルクの関係は、動力分割機構41を構成している遊星歯車機構のギヤ比(サンギヤ44の歯数とリングギヤ45の歯数との比)によって規定された関係となるから、ステップS1で求められた動作点に応じて第1モータ・ジェネレータ43の目標回転数が定まる。ステップS2ではこのように求まる回転数の制御目標値が設定される。その目標値と実際の回転数との偏差に基づく回転数フィードバック(F/B)制御が実行される(ステップS3)。この回転数フィードバック制御は、通常のフィードバック制御と同様に、比例動作(P動作)および積分動作(I動作)を含み、あるいはこれに微分動作(D動作)を加えて第1モータ・ジェネレータ43の回転数あるいはトルクを制御するものであるが、この発明においては、ブレーキ1の解放制御中すなわちブレーキ1の解放の判定が成立するまでの間は、積分動作が中止される。積分動作は、定常偏差を解消し、もしくは制御量に対するその影響を減じるためのものであるが、ここで説明しているブレーキ1の解放制御の場合、ブレーキ1が係合している間は第1モータ・ジェネレータ43の回転が停止して定常偏差が生じ、積分動作を継続すると積分項の値が過度に大きくなる可能性があるからである。
As described with reference to FIG. 6 above, the relationship between the engine speed and the number of rotations of the first motor /
ついで、係合要素の解放指示すなわちブレーキ1を解放する指示が開始される(ステップS4)。図3に示す構成のブレーキ1にあっては、その電磁コイル5に流す電流を次第に減少させる。その電流値に応じた制動トルクがサンギヤ44に作用しているトルクより大きい間は、第1モータ・ジェネレータ43およびこれが連結されているサンギヤ44は回転せずに停止しているが、制動トルクがサンギヤ44に作用しているトルクを下回ると、ブレーキ1に滑りが生じて第1モータ・ジェネレータ43およびサンギヤ44が次第に回転し始める。そこで、ステップS5では、前述した目標回転数と実際の回転数(計測回転数)との差の絶対値が予め定めた閾値より小さくなったか否かが判断される。なお、実際の回転数は、第1モータ・ジェネレータ43に付設されているレゾルバー(図示せず)によって検出することができ、また適宜、回転数センサを設けて実際の回転数を検出することとしてもよい。また、このステップS5は、ブレーキ1が解放状態に近づいてことを判定するためのものであり、したがって前記閾値は、設計上、適宜に設定した値であってよい。
Then, an engagement element release instruction, that is, an instruction to release the
上記の回転数差の絶対値が閾値以上であることによりステップS5で否定的に判断された場合には、ステップS4の制御すなわち解放指示を継続する。これとは反対に回転数偏差の絶対値が前記閾値を下回ってステップS5で肯定的に判断された場合には、サンギヤ44に第1モータ・ジェネレータ43から加えるトルクの指示値(フィードバック計算後の値)が予め定めた閾値(基準値)以下か否か、すなわち閾値を超えたか否かが判断される(ステップS6)。このトルクは、ブレーキ1によってサンギヤ44に作用させていたトルクに替わるものであるから負のトルクであり、したがってステップS6では、指示トルクの絶対値が基準値以上になったか否か、言い換えれば、指示トルク値が負の方向に基準値以上に増大したか否かを判断することになる。また、基準値は、ブレーキ1が実質的に解放したこと、もしくは解放状態に極めて近い状態になったことを判定するための判断基準であり、ブレーキ1の解放に続く適宜な制御を実行してもショックなどの不都合が生じないなどのことに基づいて、実験やシミュレーションなどによって予め決めることができる。
If the absolute value of the rotational speed difference is greater than or equal to the threshold value and a negative determination is made in step S5, the control in step S4, that is, the release instruction is continued. On the other hand, if the absolute value of the rotational speed deviation falls below the threshold value and is affirmatively determined in step S5, the instruction value of the torque applied from the first motor /
指示トルクが基準値を超えていることによりステップS6で否定的に判断された場合には、ステップS5に戻るなどのことにより従前の制御状態を継続する。これとは反対にステップS6で肯定的に判断された場合には解放事前判定を成立させる(ステップS7)。この解放事前判定は、指示トルク値とブレーキ1の解放後の必要トルクとの間に上記の基準値(閾値)に相当する差が存在する、との意味で「事前」の解放判定としているのであり、したがって上記の基準値が、ブレーキ1の解放に続く制御に支障が生じない程度に小さい値であれば、解放判定として取り扱うことができる。
If a negative determination is made in step S6 because the command torque exceeds the reference value, the previous control state is continued by returning to step S5. On the contrary, if a positive determination is made in step S6, a release prior determination is established (step S7). This pre-release determination is a “pre-release” release determination in the sense that there is a difference corresponding to the reference value (threshold value) between the command torque value and the required torque after the
図1に示す制御例では、解放の事前判定を行った後に、一定の時間が経過したか否かが判断される(ステップS8)。この一定時間は、指示トルク値と解放後の必要トルクとの間の上記の基準値に相当する差がなくなるのに要する時間として予め設定したものであり、指示トルク値の低下勾配が設計上予め設定されており、また上記の基準値が設計上定められた値であるから、これらの値から上記の一定時間を定めることができる。解放事前判定が成立した時点からの経過時間がこの一定時間に達していないことによりステップS8で否定的に判断された場合には、ステップS7に戻るなど、従前の制御状態を継続する。これとは反対に上記の一定時間が経過してステップS8で肯定的に判断された場合には、ブレーキ1が完全に解放したことになり、その場合は積分項の計算を再開する(ステップS9)。すなわち積分動作を復帰させる。
In the control example shown in FIG. 1, it is determined whether or not a certain time has elapsed after performing the release prior determination (step S <b> 8). This fixed time is set in advance as a time required for eliminating the difference corresponding to the above-described reference value between the indicated torque value and the required torque after release. Since it is set and the above reference value is a value determined by design, the above-mentioned fixed time can be determined from these values. If the elapsed time from the time when the release pre-determination is established does not reach this fixed time and is determined negative in step S8, the previous control state is continued, such as returning to step S7. On the other hand, if the predetermined time has elapsed and the determination in step S8 is affirmative, the
上記の制御を行った場合の回転数やトルクなどの変化の一例を図2に示してある。ブレーキ1が係合している状態では、計測された係合要素相対回転数は「0」である。ここで係合要素相対回転数とは、ブレーキ1における固定側の部材と可動側に部材との相対回転数である。また、目標回転数が求められる以前の状態では、回転数フィードバック制御が開始されていないので、係合要素部指示トルク値すなわち前記サンギヤ44を回転させる第1モータ・ジェネレータ43の指示トルク値は「0」である。さらに、係合要素トルク容量すなわちブレーキ1のトルク容量は、負のトルクを受け持つ容量であることにより所定の負の値となっている。
An example of changes in the rotational speed, torque, etc. when the above control is performed is shown in FIG. In a state where the
この状態で前述した固定変速モードから無段変速モードに切り替える判断が成立するなどによりブレーキ1を解放する判断が成立すると、回転数フィードバック制御(F/B)が開始される(t1 時点)。これと同時に、目標回転数と実際の回転数との偏差をなくするように指示トルク値が出力される。図2に示す例では、予め定めた低下幅で指示トルク値が低下させられる。言い換えれば、指示トルク値が負の方向に増大させられ、その値に維持される。その直後のt2 時点にブレーキ1を解放させるための係合要素解放指示が実行される。具体的には、ブレーキ1を係合させている電磁コイル5の電流値が低下させられる。その低下の制御は、ブレーキ1のトルク容量が次第に低下するように、目標値に対する一次遅れ制御もしくはなまし制御を伴って実行される。したがって、そのトルク容量は、図2に示すように、所定の負の値から「0」に向けて滑らかに増大する。すなわち、トルク容量の絶対値が次第に低下する。
In this state, when the determination to release the
サンギヤ44にはこれを目標回転数とするようにトルクが作用しているので、そのサンギヤ44に連結されているブレーキ1にも同様にトルクが作用しており、したがってそのトルク容量が低下して、ブレーキ1に作用しているトルク以下になるとブレーキ1に滑りが生じる(t3 時点)。すなわち、係合要素相対回転数が次第に増大し、目標値に近づく。これと同時に指示トルク値が更に減少させられる。すなわち、負の方向に増大させられる。このように、指示トルク値が低下することにより、t4 時点に目標回転数と実際の回転数との偏差の絶対値が閾値を下回るようになり、その結果、そのt4 時点以降に指示トルク値についての判定が開始される。
Since the torque is applied to the
指示トルク値は、設計上定めた傾向もしくは勾配で低下させられ、その値が前述した基準値に達すると(t5 時点)、解放事前判定が成立する。そのt5 時点から一定時間が経過したt6 時点にブレーキ1が解放状態になり、この時点から積分動作が再開される。
The command torque value is decreased with a design-designed tendency or gradient, and when the value reaches the reference value described above (at time t5), the release pre-determination is established. The
したがって、上記の制御を実行するように構成されたこの発明に係る制御装置によれば、目標回転数を設定するとともにその目標回転数となるように回転数フィードバック制御を行い、その過程における指示トルク値に基づいてブレーキ1などの係合装置の解放を判定するので、トルクセンサなどの検出器を用いたトルク調整を行うことなく、容易かつ正確に係合装置の解放を判定することができる。また、この発明に係る制御装置では、目標値に向けて実回転数を変化させる回転数フィードバック制御を利用して係合装置の解放の判定を行うので、迅速な制御が可能である。したがって、係合装置の解放を伴う変速制御や駆動力制御の制御応答性を向上させることができる。
Therefore, according to the control device according to the present invention configured to execute the above-described control, the target rotational speed is set and the rotational speed feedback control is performed so as to become the target rotational speed, and the instruction torque in the process Since the release of the engagement device such as the
特に、回転数偏差が予め定めた値以下に低下した後に指示トルク値に基づく解放判定を行うように構成した場合には、解放判定が、外乱などによる指示トルク値の変動や低下の影響を受けにくく、誤判定を防止もしくは抑制することができる。さらに、回転数フィードバック制御を実行し、かつ解放判定が成立する以前では、フィードバック制御における積分動作(積分項の計算)を中止するので、定常偏差を解消もしくは低下させるための制御量が発生したり増大したすることがなく、そのため指示トルク値が増大して係合装置に係るトルクが大きくなったり、摩擦面の耐久性が低下したりすることがなく、また指示トルク値と係合装置におけるトルク容量との相関性を取ることができ、ひいては解放判定制御の精度が向上する。そして、解放後の目標回転数に向けた回転数フィードバック制御を行っている過程の指示トルク値に基づいて解放判定を行うから、解放判定を迅速に行うことができることに加えて、解放後の回転数制御にそのまま移行することになり、変速や駆動力の制御のために係合装置を解放する場合には、変速応答性や駆動力制御応答性を向上させることができる。 In particular, when the release determination based on the command torque value is performed after the rotation speed deviation has decreased to a predetermined value or less, the release determination is affected by fluctuation or decrease in the command torque value due to disturbance or the like. It is difficult to prevent or suppress erroneous determination. Furthermore, since the integral operation (calculation of the integral term) in the feedback control is stopped before the rotational speed feedback control is executed and the release determination is established, a control amount for eliminating or reducing the steady-state deviation is generated. Therefore, the command torque value does not increase and the torque related to the engagement device does not increase, the durability of the friction surface does not decrease, and the command torque value and the torque in the engagement device do not increase. Correlation with capacity can be taken, and the accuracy of release determination control is improved. Since the release determination is performed based on the command torque value in the process of performing the rotational speed feedback control toward the target rotational speed after release, in addition to being able to make the release determination quickly, the rotation after release When the engagement device is released for shifting and controlling the driving force, the shift response and the driving force control response can be improved.
なお、上記の具体例で説明したように、ブレーキ1を係合させてサンギヤ44を固定している状態で、そのサンギヤ44に連結されている第1モータ・ジェネレータ43がトルクを出力し、回転数フィードバック制御を行う。そのために、第1モータ・ジェネレータ43など回転数フィードバック制御に使用する駆動装置の負荷が大きくなる場合があるので、この発明では、その駆動装置の温度を計測もしくは演算により推定するなどのことにより検出し、その検出温度が予め定めた基準温度を超えた場合には、駆動装置に対する指示トルク値を低下させるように構成する。このようにすれば、駆動装置の耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。
As described in the above specific example, in a state where the
ここで、この発明と上述した具体例との関係を簡単に説明すると、上述したステップS3の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるフィードバック制御手段に相当し、ステップS6およびステップS7の制御を実行する機能的手段が、この発明における解放判定手段に相当する。また、駆動装置の温度に基づいて指示トルク値を低下させる制御を実行する機能的手段が、この発明におけるトルク低下手段に相当する。 Here, the relationship between the present invention and the specific example described above will be briefly described. The functional means for executing the control in step S3 described above corresponds to the feedback control means in the present invention, and the control in steps S6 and S7. The functional means for executing is equivalent to the release determination means in the present invention. Further, the functional means for executing the control for reducing the command torque value based on the temperature of the drive device corresponds to the torque reduction means in this invention.
一方、この発明で対象とする電磁係合装置をハイブリッド駆動装置にブレーキとして用いる場合、そのハイブリッド駆動装置は上述した図5に示す構成ものに限られない。例えば図7に示すように構成されたハイブリッド駆動装置に用いることができる。この図7に示す例は、動力分割機構41を、1組のシングルピニオン型遊星歯車機構と1組のダブルピニオン型遊星歯車機構とからなるいわゆる複合型遊星歯車機構によって構成した例であり、エンジン40が連結されているシングルピニオン型遊星歯車機構におけるキャリヤ46がダブルピニオン型遊星歯車機構におけるリングギヤ51に連結され、出力軸42に連結されているシングルピニオン型遊星歯車機構におけるリングギヤ45が、ダブルピニオン型遊星歯車機構におけるキャリヤ52に連結されている。そして、このダブルピニオン型遊星歯車機構におけるサンギヤ53が、ブレーキ1に連結されている。他の構成は、図6に示す構成と同様であり、図7に図6と同様の参照符号を付してある。
On the other hand, when the electromagnetic engagement device targeted in the present invention is used as a brake in a hybrid drive device, the hybrid drive device is not limited to the configuration shown in FIG. 5 described above. For example, the present invention can be used in a hybrid drive device configured as shown in FIG. The example shown in FIG. 7 is an example in which the
このように構成されたハイブリッド駆動装置においても、ブレーキ1を係合させることにより、第1モータ・ジェネレータ43が受け持つトルクを、ブレーキ1に受け持たせて第1モータ・ジェネレータ43への通電や第1モータ・ジェネレータ43による発電を停止させることができる。
Also in the hybrid drive device configured as described above, by engaging the
また、図8に示す例は、図6に示すハイブリッド駆動装置の構成要素の配列を、前置きエンジン前輪駆動車(FF車)に適するように替えた例であり、したがって図8に図6と同様の参照符号を付して説明を省略する。なお、図8に示す例では、変速部48はキャリヤを固定したシングルピニオン型遊星歯車機構55によって構成されている。また、出力軸42に替えてカウンタギヤ対56が設けられ、このカウンタギヤ対56を介してフロントデファレンシャル57に動力を出力するように構成されている。
Further, the example shown in FIG. 8 is an example in which the arrangement of the components of the hybrid drive device shown in FIG. 6 is changed to be suitable for a front engine front wheel drive vehicle (FF vehicle), and therefore FIG. 8 is similar to FIG. The reference numerals are attached and the description is omitted. In the example shown in FIG. 8, the
さらに、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、ブレーキ以外にクラッチとして用いられる電磁係合装置を対象とした解放制御装置に適用することができ、またハイブリッド駆動や車両の変速機における係合装置以外の係合装置として使用される電磁係合装置を対象とする解放制御装置に適用することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described specific examples, and can be applied to a release control device for an electromagnetic engagement device used as a clutch in addition to a brake, and can be applied to a hybrid drive or a vehicle transmission. The present invention can be applied to a release control device intended for an electromagnetic engagement device used as an engagement device other than the engagement device in FIG.
1…ブレーキ、 2…回転軸、 5…電磁コイル、 6…ヨーク、 7…ブレーキハブ、 20…クラッチ、 31…電磁コイル、 32…ヨーク、 40…エンジン、 41…動力分割機構、 43…第1モータ・ジェネレータ、 47…第2モータ・ジェネレータ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電磁係合装置をトルクを伝達できる係合状態からトルクの伝達を遮断する解放状態に切り替える解放判断が成立した場合にその電磁係合装置が係合している状態で、その電磁係合装置を解放させた後における前記所定の回転部材の目標回転数を求める目標回転数設定手段と、
その目標回転数と実際の回転数との偏差に基づいて、前記所定の回転部材の回転数をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記所定の回転部材の回転数が前記フィードバック制御手段でフィードバック制御を開始した後に電磁力を低減させて解放している時に前記所定の回転部材を回転させる駆動力源の指示トルク値が予め定めた基準値を超えたことに基づいて前記電磁係合装置の解放を判定する解放判定手段と
を備えていることを特徴とする電磁係合装置の解放制御装置。 In a release control device for an electromagnetic engagement device that is disposed between a predetermined rotating member and another member and transmits torque between the predetermined rotating member and the other rotating member by a frictional force corresponding to the electromagnetic force. ,
When the release determination for switching the electromagnetic engagement device from the engagement state capable of transmitting torque to the release state interrupting torque transmission is established, the electromagnetic engagement device is engaged. Target rotational speed setting means for obtaining a target rotational speed of the predetermined rotating member after releasing
Feedback control means for feedback-controlling the rotational speed of the predetermined rotating member based on the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed;
An instruction torque value of a driving force source that rotates the predetermined rotating member when the number of rotations of the predetermined rotating member is released by reducing the electromagnetic force after feedback control is started by the feedback control means is predetermined. A release control device for an electromagnetic engagement device, comprising: release determination means for determining release of the electromagnetic engagement device based on exceeding a reference value.
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