JP2013049327A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、第一摩擦係合装置、回転電機、第二摩擦係合装置の順に設けられた車両用駆動装置の制御装置。制御装置は、回転電機と車輪との間で駆動力が伝達される状態から、少なくとも内燃機関と車輪との間で駆動力が伝達される状態へと変更させる際に、第二摩擦係合装置への供給油圧を徐々に低下させ、当該第二摩擦係合装置のスリップ開始を判定した場合に、第二摩擦係合装置への供給油圧を当該スリップ開始の判定時における供給油圧に対して所定油圧分だけ増加させる制御を行う。
【選択図】図2
Description
また、「解放状態」は、対象となる摩擦係合装置によって係合される2つの摩擦係合部材間で回転及び駆動力が伝達されない状態を表す。「スリップ係合状態」は、2つの摩擦係合部材が回転速度差を有する状態で駆動力を伝達可能に係合されている状態を表す。「直結係合状態」は、2つの摩擦係合部材が一体回転する状態で係合されている状態を表す。なお、「係合状態」は、スリップ係合状態及び直結係合状態の双方を包括する概念として用いている。
このとき、供給油圧が徐々に低下される第二摩擦係合装置のスリップ開始を判定した場合に、当該スリップ開始の判定時における供給油圧に対して所定油圧分だけ増加させるように第二摩擦係合装置への供給油圧をフィードフォワード的に制御する。よって、第二摩擦係合装置がスリップを開始した後、当該スリップ係合状態の第二摩擦係合装置を介して、必要なトルク(例えば、要求トルクに応じた適正な大きさのトルク)が車輪に伝達される状態を早期に実現することができる。
この点に鑑み、上記の構成によれば、第二摩擦係合装置の2つの摩擦係合部材間の摩擦係数がスリップ開始の判定時に静摩擦係数から動摩擦係数に変化することに基づいて第二摩擦係合装置への供給油圧を増加させるので、スリップ係合状態の第二摩擦係合装置を介して車輪に伝達されるトルクを、適正な大きさとすることができる。
本実施形態に係る制御装置4による制御対象となる駆動装置1の構成について説明する。本実施形態に係る駆動装置1は、いわゆる1モータパラレル方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。この駆動装置1は、図1に示すように、内燃機関11に駆動連結される入力軸Iと車輪15に駆動連結される出力軸Oとを結ぶ動力伝達経路に回転電機12を備えている。また、内燃機関11と回転電機12との間に切離クラッチCSを備えていると共に、回転電機12と出力軸Oとの間に変速機構13を備えている。変速機構13には、切離クラッチCSとは別の変速用の複数のクラッチ,ブレーキ(以下、「変速用クラッチCM」と総称する)が備えられている。なお、図1においては、複数の変速用クラッチCMの一例として、第一クラッチC1及び第一ブレーキB1のみを表示している。これにより、駆動装置1は、入力軸Iと出力軸Oとを結ぶ動力伝達経路に、入力軸Iの側から、切離クラッチCS、回転電機12、及び変速用クラッチCM、の順に備えている。これらの各構成は、駆動装置ケース(図示せず)内に収容されている。
本実施形態に係る制御装置4の構成について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る制御装置4は、駆動装置制御ユニット40を備えている。駆動装置制御ユニット40は、主に回転電機12、切離クラッチCS、及び変速機構13を制御する。また、車両6には、駆動装置制御ユニット40とは別に、主に内燃機関11を制御する内燃機関制御ユニット30が備えられている。
内燃機関制御部31は、内燃機関11の動作制御を行う機能部である。内燃機関制御部31は、内燃機関トルクTe及び回転速度の制御目標としての目標トルク及び目標回転速度を決定し、この制御目標に応じて内燃機関11を動作させる。本実施形態では、内燃機関制御部31は、車両6の走行状態に応じて内燃機関11のトルク制御及び回転速度制御を切り替えることが可能である。トルク制御は、内燃機関11に目標トルクを指令し、内燃機関トルクTeをその目標トルクに一致させる(追従させる)制御である。回転速度制御は、内燃機関11に目標回転速度を指令し、内燃機関11の回転速度をその目標回転速度に一致させる(追従させる)ように目標トルクを決定する制御である。
ハイブリッドモード移行制御の具体的内容について、図2のタイムチャートを参照して説明する。ハイブリッドモード移行制御では、駆動状態制御部46を中核として互いに協働的に機能する内燃機関制御部31、切離クラッチ動作制御部44、回転電機制御部43、及び特定クラッチ動作制御部45aは、以下の態様で内燃機関11、切離クラッチCS、回転電機12、及び変速機構13内の特定クラッチCMsをそれぞれ制御する。なお、以下の説明では、電動走行モード且つ変速機構13において所定の変速段(以下、「現変速段」と称する)が形成された状態での走行中に走行モードが変更され、内燃機関始動制御を含むハイブリッドモード移行制御が実行されてハイブリッド走行モードに切り替えられる状況を想定している。また、本想定例では、現変速段を形成するために変速用クラッチCMのうち第一クラッチC1及び第一ブレーキB1が直結係合状態とされることとし、これらのうちの第一ブレーキB1を特定クラッチCMsとしている。
電動走行モードでの走行中、内燃機関制御部31は、内燃機関11への燃料噴射及び火花点火を停止して内燃機関11を燃焼停止状態に維持している。走行モードが変更された(内燃機関始動条件が成立した)時刻T01以降も、少なくとも特定クラッチCMsがスリップ係合状態へと移行するまでは、内燃機関制御部31は内燃機関11への燃料噴射及び火花点火を停止したままとして内燃機関11を燃焼停止状態に維持する。
Ti=Td・(1/λ) ・・・(1)
走行モードが変更された時刻T01以降も、少なくとも特定クラッチCMsがスリップ係合状態へと移行するまでは、回転電機制御部43は、回転電機12のトルク制御を継続して行う。
Tn=Td・(1/λ)・δ=Ti・δ ・・・(2)
ここで、分担比δは、特定クラッチCMsが受け持っているトルクの、変速入力トルクTiに対する比率である。
Pt1=k1・Tn/μs+B ・・・(3)
ここで、k1は比例係数であり、特定クラッチCMsが有する摩擦係合部材の有効総面積等に応じて定まる。また、Bは定数であり、特定クラッチCMsがトルクを伝達し始める時点の油圧(解放境界圧)に相当する。
特定クラッチ動作制御部45aは、スリップ判定部47によるスリップ開始の判定後、当該スリップ開始の判定に応じて、特定クラッチCMsへの供給油圧を、当該スリップ開始の判定時における供給油圧に対して所定油圧分だけ増加させる油圧調整制御を実行する。この油圧調整制御では、特定クラッチ動作制御部45aは、特定クラッチCMsへの供給油圧を、直結限界圧Pt1に対して修正された修正目標圧Pt2に向かって上昇(増加)させる。ここで本実施形態では、特定クラッチ動作制御部45aは、少なくとも特定クラッチCMsの2つの摩擦係合部材間の動摩擦係数μdに基づいて修正目標圧Pt2を算出し、その修正目標圧Pt2に一致させるように特定クラッチCMsへの供給油圧を制御する。
Pt2=k1・Tn/μd+B ・・・(4)
ここで、比例係数k1及び定数Bは式(3)におけるものと同一である。
内燃機関11の始動に伴って当該内燃機関11の回転速度が上昇し、やがて時刻T04において内燃機関11と回転電機12とが同期すると、切離クラッチ動作制御部44は、油圧制御装置25を介して切離クラッチCSに供給される油圧を制御し、それ以降、切離クラッチCSを直結係合状態とする。
本実施形態に係る油圧調整制御を含むハイブリッドモード移行制御の処理手順について、図4のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、これまでの説明と同様に、電動走行モードでの車両6の走行中に、走行モードがハイブリッド走行モードに変更される状況を想定している。
最後に、本発明に係る制御装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
Pt2=Pt1+(μs−μd)・Pt1 ・・・(5)
また、少なくとも特定クラッチCMsを介して伝達されるトルクを、要求トルクTdに応じた伝達必要トルクTnに維持させることができるものであれば、特定クラッチ動作制御部45aが、これら以外の他の合理的な手法に基づいて修正目標圧Pt2を決定する構成とすることも可能である。
Pr=k1・Td・(1/λ)・δ/μs+B ・・・(6)
μs=k1・Td・(1/λ)・δ/(Pr−B) ・・・(7)
ここで、λ,k1,λ,Bは上記の実施形態で説明したものと同一である。
或いはスリップ判定部47が、タイマー等を用いて所定の基準時期からの経過時間を監視し、予め設定されたスリップ判定時間に基づいて特定クラッチCMsのスリップ開始を判定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合における「基準時期」としては、例えば中間軸Mの実回転速度と推定回転速度との差回転速度が生じ始めた時点や、特定クラッチCMsへの供給油圧を低下させ始めた時点等とすることができる。
4 制御装置
11 内燃機関
12 回転電機
15 車輪
43 回転電機制御部
46 駆動状態制御部
47 スリップ判定部
I 入力軸
O 出力軸
CS 切離クラッチ(第一摩擦係合装置)
C1 第一クラッチ(第二摩擦係合装置)
B1 第一ブレーキ(第二摩擦係合装置)
Td 車両要求トルク
Tn 伝達必要トルク
Tm 回転電機トルク
Pt1 初期目標圧
Pt2 係合限界圧
Pt3 修正目標圧
μs 静摩擦係数
μd 動摩擦係数
Claims (10)
- 内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に回転電機が設けられていると共に、前記内燃機関と前記回転電機との間に第一摩擦係合装置が設けられ、前記回転電機と前記車輪との間に第二摩擦係合装置が設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
前記第一摩擦係合装置の解放状態且つ前記第二摩擦係合装置の直結係合状態で前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から、前記第二摩擦係合装置を直結係合状態からスリップ係合状態へ移行させた後に前記第一摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ移行させることによって、少なくとも前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態へと変更し、当該変更後に前記第二摩擦係合装置をスリップ係合状態から直結係合状態へ移行させる際に、
前記第二摩擦係合装置を直結係合状態からスリップ係合状態へと移行させるべく前記第二摩擦係合装置への供給油圧を徐々に低下させ、当該第二摩擦係合装置のスリップ開始を判定した場合に、前記第二摩擦係合装置への供給油圧を当該スリップ開始の判定時における供給油圧に対して所定油圧分だけ増加させる制御を行う制御装置。 - 少なくとも前記第二摩擦係合装置の前記回転電機側の摩擦係合部材と前記車輪側の摩擦係合部材との間の摩擦係数が前記スリップ開始の判定時に静摩擦係数から動摩擦係数に変化することに基づいて、前記第二摩擦係合装置への供給油圧を増加させる請求項1に記載の制御装置。
- 前記第二摩擦係合装置への供給油圧を低下させ始めた後、前記スリップ開始の判定前は前記静摩擦係数と前記車輪に伝達することが要求される要求トルクとに基づいて前記第二摩擦係合装置への供給油圧を制御し、前記スリップ開始の判定後、前記動摩擦係数と前記要求トルクとに基づいて前記第二摩擦係合装置への供給油圧を増加させる請求項2に記載の制御装置。
- 前記スリップ開始の判定時における前記第二摩擦係合装置への供給油圧と、前記静摩擦係数と前記動摩擦係数との差とに基づいて前記所定油圧分を算出する請求項2に記載の制御装置。
- 前記所定油圧分だけ増加させた状態の前記第二摩擦係合装置への供給油圧を、当該第二摩擦係合装置がスリップ係合状態から直結係合状態へ移行するまで維持させる請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記スリップ開始の判定前に徐々に低下される前記第二摩擦係合装置への供給油圧と、前記スリップ開始の判定後に維持される前記第二摩擦係合装置への供給油圧とを、前記車輪に伝達することが要求される要求トルクに基づいて算出する請求項5に記載の制御装置。
- 前記第二摩擦係合装置の直結係合状態では、前記回転電機の出力トルクを目標トルクに一致させるように制御し、
前記スリップ開始の判定後、前記回転電機の回転状態を目標回転状態に一致させるように制御する請求項1から6のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記回転状態が回転速度であると共に前記目標回転状態が目標回転速度であり、
前記目標回転速度を、前記第二摩擦係合装置の入力側回転部材と出力側回転部材との差回転速度が前記スリップ開始の判定時における差回転速度より大きくなる値に設定する請求項7に記載の制御装置。 - 前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から少なくとも前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への変更のために、前記第二摩擦係合装置を直結係合状態からスリップ係合状態へ移行させ、前記スリップ開始の判定後に、前記第一摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ移行させ、前記回転電機のトルクにより前記内燃機関を回転させた状態で当該内燃機関が点火した後、前記第二摩擦係合装置をスリップ係合状態から直結係合状態へ移行させる請求項1から8のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記回転電機とは別に、前記内燃機関を始動させるための始動用回転電機を備える車両用駆動装置を制御対象とし、
前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から少なくとも前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への変更のために、前記第二摩擦係合装置を直結係合状態からスリップ係合状態へ移行させ、前記スリップ開始の判定後であって且つ前記始動用回転電機による前記内燃機関の始動後に、前記第一摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ移行させ、その後、前記第二摩擦係合装置をスリップ係合状態から直結係合状態へ移行させる請求項1から8のいずれか一項に記載の制御装置。
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