JP2021095030A - Vehicle shift control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、駆動力源と、噛み合い式の係合機構を選択的に係合することにより所定の変速段を設定するように構成された変速機構と、駆動力源から変速機構に伝達するトルク容量を変更可能な摩擦式の係合機構とを備えた車両の変速制御装置に関するものである。 The present invention comprises a transmission mechanism configured to set a predetermined shift stage by selectively engaging a driving force source and a meshing type engagement mechanism, and torque transmitted from the driving force source to the transmission mechanism. It relates to a speed change control device of a vehicle provided with a friction type engaging mechanism whose capacity can be changed.
特許文献1には、エンジンおよび第1モータが摩擦式のクラッチ機構を介してリヤ変速機構に連結され、そのリヤ変速機構の出力トルクが後輪に伝達されるように構成され、さらに、減速段と直結段とを切り替え可能なフロント変速機構を介して第2モータが前輪にトルクを伝達するように構成された車両の制御装置が記載されている。このフロント変速機構は、噛み合い式の係合機構が係合する回転要素を切り替えることにより減速段と直結段とを切り替えるように構成されているため、変速過渡期における駆動力の低下や、係合時のショックなどを抑制するために、特許文献1に記載された制御装置は、発進時にエンジンの出力トルクが制限されている場合などには、予測される走行状態などに応じて所定期間後にフロント変速機構の変速が実施される可能性があるか否かを判断し、変速する可能性がある場合には、現時点での走行状態に基づいて設定される変速段を設定することなく、所定期間後に設定する可能性のある変速段を設定するように構成されている。すなわち、走行時にフロント変速機構の変速が実行されないように制御することにより、変速に伴う駆動力の低下やショックなどを抑制するように構成されている。 Patent Document 1 is configured such that an engine and a first motor are connected to a rear transmission mechanism via a friction type clutch mechanism, and the output torque of the rear transmission mechanism is transmitted to the rear wheels. Described is a vehicle control device configured such that a second motor transmits torque to the front wheels via a front shifting mechanism capable of switching between and a direct connection stage. Since this front transmission mechanism is configured to switch between the reduction stage and the direct connection stage by switching the rotating element to which the meshing type engagement mechanism engages, the driving force decreases during the shift transition period and the engagement occurs. In order to suppress a shock at the time, the control device described in Patent Document 1 is fronted after a predetermined period according to a predicted running condition or the like when the output torque of the engine is limited at the time of starting. It is determined whether or not there is a possibility of shifting the speed change mechanism, and if there is a possibility of shifting, a predetermined period without setting a shift stage set based on the current running condition. It is configured to set gears that may be set later. That is, it is configured to suppress a decrease in driving force and a shock due to the shift by controlling the front transmission mechanism so that the shift is not executed during traveling.
特許文献2には、エンジンと第1モータと出力部材とが差動回転できるように連結された動力分配機構と、その出力部材と駆動輪との間のトルクの伝達経路に第2モータが連結されたハイブリッド車両が記載されている。その第2モータには、摩擦式の係合機構を係合することにより相対的に変速比が小さいハイギヤ対を介して駆動輪に連結され、噛み合い式の係合機構を係合することにより相対的に変速比が大きいローギヤ対を介して駆動輪に連結されるように構成された変速機構が連結されている。この第2モータと駆動輪とのトルクの伝達経路を、ローギヤ対を介した経路から、ハイギヤ対を介した経路に切り替える変速を行う場合には、まず、駆動力を維持するために、第2モータのトルクを低下させるとともに、エンジンや第1モータのトルクを増大させ、その後、噛み合い式の係合機構を解放させ、ついで、摩擦式の係合機構の入力要素と出力要素との回転数が同期するように、第2モータの回転数を制御し、更にその後に、摩擦式の係合機構を係合するように構成されている。 Patent Document 2 describes a power distribution mechanism in which an engine, a first motor, and an output member are connected so that they can rotate differentially, and a second motor is connected to a torque transmission path between the output member and a drive wheel. The hybrid vehicle that was used is listed. The second motor is connected to the drive wheels via a high gear pair having a relatively small gear ratio by engaging a friction type engaging mechanism, and is relative to the second motor by engaging a meshing type engaging mechanism. A transmission mechanism configured to be connected to the drive wheels via a low gear pair having a large gear ratio is connected. When shifting the torque transmission path between the second motor and the drive wheels from the path via the low gear pair to the path via the high gear pair, first, in order to maintain the driving force, a second is performed. The torque of the motor is reduced and the torque of the engine and the first motor is increased, and then the meshing type engaging mechanism is released, and then the number of rotations between the input element and the output element of the friction type engaging mechanism is increased. It is configured to control the rotation speed of the second motor so as to be synchronized, and then engage the friction type engaging mechanism.
噛み合い式の係合機構は、入力要素と出力要素とが一体に回転する係合状態と、入力要素と出力要素とのトルクの伝達が遮断される解放状態との二つの動作状態のみを切り替えることができるものであり、入力要素と出力要素とが相対回転することを許容しつつ、所定のトルクを伝達する、いわゆるスリップ状態を選択することができない。また、噛み合い式の係合機構は、係合時には、噛み合い面(接触面)に荷重が作用しているため、通常、噛み合い式の係合機構を解放するときには、噛み合い面での摩擦抵抗を低下させることになる。 The meshing type engagement mechanism switches only two operating states, an engaging state in which the input element and the output element rotate integrally, and an open state in which torque transmission between the input element and the output element is cut off. It is not possible to select a so-called slip state in which a predetermined torque is transmitted while allowing the input element and the output element to rotate relative to each other. Further, in the meshing type engaging mechanism, a load acts on the meshing surface (contact surface) at the time of engagement. Therefore, when the meshing type engaging mechanism is released, the frictional resistance on the meshing surface is usually reduced. Will let you.
そのため、噛み合い式の係合機構を係合させまたは解放させることにより変速するように構成された変速機構は、一般的に、特許文献2に記載されたように、変速機構に入力されるトルクを低下させる工程と、係合している係合機構を解放させる工程と、変速後の変速段を設定するために係合させる係合機構の入力要素と出力要素との差回転数を所定回転数以下にする工程と、その係合機構を係合させる工程との順に行う。したがって、変速要求時から変速が完了するまでの時間が長くなる可能性がある。 Therefore, a speed change mechanism configured to shift gears by engaging or disengaging a meshing type engagement mechanism generally receives torque input to the speed change mechanism as described in Patent Document 2. The step of lowering, the step of releasing the engaging engagement mechanism, and the difference rotation speed between the input element and the output element of the engagement mechanism to be engaged in order to set the shift stage after shifting are set to a predetermined rotation speed. The following steps and the step of engaging the engaging mechanism are performed in this order. Therefore, there is a possibility that the time from the time when the shift is requested until the shift is completed becomes long.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、噛み合い式の係合機構を備えた変速機構の変速時間を短縮できる車両の変速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 by paying attention to the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a speed change control device for a vehicle capable of shortening the speed change time of a speed change mechanism provided with a meshing type engagement mechanism. Is.
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源からトルクが伝達される駆動輪と、前記駆動力源と前記駆動輪との間のトルクの伝達経路に設けられ、かつ前記駆動力源と前記駆動輪との間の変速比を変更可能な変速機構と、前記駆動力源から前記変速機構に伝達するトルク容量を変更可能な係合機構とを備え、前記変速機構は、噛み合い式の係合機構と他の係合機構とを有するとともに、前記噛み合い式の係合機構を係合することにより、前記変速比を第1変速比に設定し、前記他の係合機構を係合することにより、前記変速比を第2変速比に設定するように構成された車両の変速制御装置において、前記駆動力源、前記変速機構、および前記係合機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記噛み合い式係合機構が係合している状態で、前記係合機構の前記トルク容量を所定トルク容量まで低下させるトルク制御を実行するとともに、前記トルク制御を実行している間に、前記他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が所定回転数差となるように前記駆動力源の回転数を変更するための回転数制御を開始し、前記係合機構の前記トルク容量が前記所定トルク容量まで低下したことを条件に前記噛み合い式係合機構を解放し、前記他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が前記所定回転数差になったことを条件に前記他の係合機構を係合させて、前記変速比を前記第1変速比から前記第2変速比に変更するように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is provided in a driving force source, a driving wheel to which torque is transmitted from the driving force source, and a torque transmission path between the driving force source and the driving wheel. It is provided with a speed change mechanism capable of changing the gear ratio between the drive force source and the drive wheels, and an engagement mechanism capable of changing the torque capacity transmitted from the drive force source to the speed change mechanism. The speed change mechanism has a meshing type engaging mechanism and another engaging mechanism, and by engaging the meshing type engaging mechanism, the speed change ratio is set to the first speed change ratio, and the other speed change mechanism is set. By engaging the engaging mechanism, the driving force source, the shifting mechanism, and the engaging mechanism are controlled in the shift control device of the vehicle configured to set the gear ratio to the second gear ratio. A controller is provided, and the controller executes torque control for reducing the torque capacity of the engaging mechanism to a predetermined torque capacity in a state where the meshing type engaging mechanism is engaged, and also executes the torque control. While doing so, the rotation speed control for changing the rotation speed of the driving force source is performed so that the rotation speed difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the other engaging mechanism becomes a predetermined rotation speed difference. The meshing type engagement mechanism is released on condition that the torque capacity of the engagement mechanism is reduced to the predetermined torque capacity, and the rotation of the input rotation speed and the output rotation speed of the other engagement mechanism is started. The other engaging mechanism is engaged on condition that the number difference becomes the predetermined rotation speed difference, and the gear ratio is changed from the first gear ratio to the second gear ratio. It is characterized by being present.
この発明によれば、噛み合い式の係合機構を係合した第1変速比を設定している状態で、駆動力源から変速機構に伝達するトルク容量を所定トルク容量まで低下させるトルク制御を実行し、そのトルク制御を実行している間に、第2変速比を設定するために係合する他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が所定回転数差となるように駆動力源の回転数を変更する回転数制御を開始する。すなわち、トルク制御と回転数制御とが並行して実行される期間がある。そのため、係合機構のトルク容量が低下して噛み合い式の係合機構が解放した時点で、他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が小さくなっている。そのため、他の係合機構の入力回転数と出力回転数とを一致させるまでの時間を短縮することができる。すなわち、変速要求時から変速完了までの時間を短縮することができる。 According to the present invention, torque control for reducing the torque capacity transmitted from the driving force source to the transmission mechanism to a predetermined torque capacity is executed in a state where the first gear ratio in which the meshing type engagement mechanism is engaged is set. Then, while the torque control is being executed, the rotation speed difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the other engagement mechanism engaged to set the second gear ratio becomes the predetermined rotation speed difference. The rotation speed control for changing the rotation speed of the driving force source is started. That is, there is a period in which torque control and rotation speed control are executed in parallel. Therefore, when the torque capacity of the engaging mechanism decreases and the meshing type engaging mechanism is released, the difference in rotation speed between the input rotation speed and the output rotation speed of the other engaging mechanism becomes small. Therefore, it is possible to shorten the time required to match the input rotation speed and the output rotation speed of the other engaging mechanism. That is, the time from the time when the shift is requested to the completion of the shift can be shortened.
図1には、この発明の実施形態における車両の一例を説明するための模式図を示してある。図1に示す車両1は、フロントエンジン・後輪駆動車(FR車)をベースとしたハイブリッド車両であり、駆動力源としてエンジン(Eng)2とモータ(MG)3とを備えている。具体的には、エンジン2は、その出力軸4が、車両1の後方に向けて配置され、その出力軸4にモータ3のロータが一体化されている。
FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining an example of a vehicle according to an embodiment of the present invention. The vehicle 1 shown in FIG. 1 is a hybrid vehicle based on a front engine / rear wheel drive vehicle (FR vehicle), and includes an engine (Eng) 2 and a motor (MG) 3 as driving force sources. Specifically, the output shaft 4 of the engine 2 is arranged toward the rear of the vehicle 1, and the rotor of the
エンジン2は、例えば、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って、ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度(吸入空気量)、燃料の噴射量、点火時期などが電気的に制御されて、エンジン2の出力トルクや回転数が制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、EGR(Exhaust Gas Recirculation)システムにおけるバルブの開度などが電気的に制御されて、エンジン2の出力トルクや回転数が制御される。 The engine 2 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. In the case of a gasoline engine, the opening degree (intake air amount) of the throttle valve, the fuel injection amount, the ignition timing, and the like are electrically controlled. Therefore, the output torque and the number of revolutions of the engine 2 are controlled. In the case of a diesel engine, the fuel injection amount, fuel injection timing, valve opening in the EGR (Exhaust Gas Recirculation) system, etc. are electrically controlled to control the output torque and rotation speed of the engine 2. To.
モータ3は、エンジン2の回転数を低下させるように制動トルクを出力することにより、エンジン2の動力の少なくとも一部を電力に変換する発電機としての機能(発電機能)と、電力が供給されることによってエンジン2の回転数を増加させるように駆動トルクを出力する電動機としての機能(電動機能)とを有している。すなわち、モータ3は発電機能を有するモータ・ジェネレータであり、例えば、永久磁石式の同期モータや誘導モータなどの交流モータによって構成されている。このモータ3は、上記のように発電機として機能させることにより、例えば、後述するクラッチ機構6を解放した場合に、エンジン2が吹き上がることを抑制し、またはエンジン2の回転数を低下させることができる。つまり、モータ3によりエンジン回転数を制御することができる。
The
エンジン2の出力軸4またはモータ3の出力軸5に、この発明の実施形態における「係合機構」に相当するクラッチ機構6が設けられている。このクラッチ機構6は、入力要素と出力要素とが一体となって回転するように係合する係合状態と、入力要素と出力要素とのトルクの伝達を遮断する解放状態と、入力要素と出力要素とが相対回転しつつ、トルクを伝達するスリップ状態とを設定することができる摩擦式の係合機構によって構成されている。言い換えると、クラッチ機構6は、エンジン2やモータ3の出力トルクを伝達するトルク容量を適宜制御することができるように構成されている。
A
具体的には、モータ3の出力軸(ロータ軸)5に連結された摩擦板6aと、後述する変速機構7の入力軸8に連結された摩擦板6bとを有していて、図示しない油圧制御装置から油圧が供給されることにより摩擦板6a,6b同士が係合するように構成されている。したがって、互いの摩擦板6a,6bには、供給される油圧に応じた接触圧が生じるから、その油圧を制御することにより、その摩擦板6a,6bの接触圧と摩擦係数とに基づく伝達トルク容量を制御することができる。なお、クラッチ機構6は、複数の摩擦板6aおよび複数の摩擦板6bを有し、それら複数の摩擦板6aと複数の摩擦板6bとを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。また、クラッチ機構6は、電磁アクチュエータなどによって伝達トルク容量を変更可能に構成されていてもよい。
Specifically, it has a
このクラッチ機構6の出力側に、入力回転数と出力回転数との比率(変速比)を適宜に変更できる変速機構(T/M)7が連結されている。この変速機構7は、変速比をステップ的に変化させることのできる有段変速機であって、複数の噛み合い式のクラッチ機構(以下、変速クラッチ機構と記す)9を有し、それらの変速クラッチ機構9のうちの少なくともいずれか一つの変速クラッチ機構9を係合することにより、その係合された変速クラッチ機構9によって定まるトルクの伝達経路に応じた変速比を設定するように構成されている。また、変速クラッチ機構9を全て解放することにより、変速機構7はトルクの伝達を遮断したニュートラル状態を設定できるように構成されている。なお、図1には、便宜上、変速クラッチ機構9を一つのみ示している。そして、変速機構7には、プロペラシャフト10、デファレンシャルギヤユニット11、一対のドライブシャフト12を介して左右の後輪13が連結されている。
A speed change mechanism (T / M) 7 capable of appropriately changing the ratio (gear ratio) between the input rotation speed and the output rotation speed is connected to the output side of the
上記のエンジン2、モータ3、クラッチ機構6、および変速クラッチ機構9を制御するための電子制御装置(以下、ECUと記す)14が設けられている。このECU14は、従来知られている電子制御装置と同様に、マイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、車両1に設けられた種々のセンサから信号が入力され、その入力された信号と、予め記憶されている演算式やマップ、あるいは制御フローなどとに基づいて、エンジン2、モータ3、クラッチ機構6、および変速クラッチ機構9(すなわち、変速機構7)などに指令信号を出力する。
An electronic control device (hereinafter referred to as an ECU) 14 for controlling the engine 2, the
ECU14に入力される信号の一例を挙げると、エンジン2やモータ3の出力回転数(すなわち、クラッチ機構6の入力回転数)を検出するセンサ15の信号、変速機構7の入力回転数(すなわち、クラッチ機構6の出力回転数)を検出するセンサ16の信号、車速を検出するセンサの信号、図示しないアクセル操作量を検出するアクセル開度センサの信号などである。
To give an example of the signal input to the
また、ECU14に記憶されているマップは、例えば、アクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力を定めるための駆動力マップや、その要求駆動力と車速とに基づいて設定する変速段を定めるための変速マップなどである。
Further, the map stored in the
そして、上記の変速マップにより定められた変速段となるように係合させる変速クラッチ機構9を設定し、その変速クラッチ機構9を係合させるための変速制御フローに基づいてエンジン2やモータ3の回転数、あるいはクラッチ機構6の伝達トルク容量などを制御するように構成されている。
Then, the speed change
この発明の実施形態における変速制御装置は、上述したように駆動力源2,3と、噛み合い式のクラッチ機構9を有する変速機構7と、駆動力源2,3と変速機構7との間で伝達するトルク容量を制御できるクラッチ機構6とを備えた車両1を対象とし、その変速機構7の変速時間を短縮するように構成されている。その制御の一例を説明するためのフローチャートを図2に示してある。図2に示す例では、まず、変速の指示があるか否かを判断する(ステップS1)。このステップS1は、要求駆動力と車速と変速マップとに基づいて定められる変速段が、現在の変速段と異なっているか否かに基づいて判断することができる。あるいは、運転者によるシフトレバーの操作などによって変速が要求されているか否かを判断してもよい。
As described above, the speed change control device according to the embodiment of the present invention is between the
変速の指示がないことによりステップS1で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、変速の指示があることによりステップS1で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構6の伝達トルク容量をクラッチ機構6がスリップする程度まで低下させる(ステップS2)。すなわち、エンジン2およびモータ3の出力トルクの合算値よりもクラッチ機構6の伝達トルク容量を低下させる。なお、この際におけるクラッチ機構6の伝達トルク容量は、「0」よりも大きい値である。
If it is negatively determined in step S1 because there is no shift instruction, this routine is temporarily terminated as it is. On the contrary, when it is positively determined in step S1 due to the instruction of shifting, the transmission torque capacity of the
ついで、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定差以上となったか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3は、クラッチ機構6がスリップしたか否かを判断するためのステップであって、上記の各センサ15,16の検出値などに基づいて判断することができる。
Then, it is determined whether or not the difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the
クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定差未満であることによりステップS3で否定的に判断された場合は、クラッチ機構6の伝達トルク容量が、ステップS2で設定された伝達トルク容量まで低下していないことになるため、ステップS3を繰り返し実行する。それとは反対に、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定差以上であることによりステップS3で肯定的に判断された場合は、エンジン2とモータ3との回転数が、変速後に設定される変速段(変速比)に応じた回転数となるようにエンジン2およびモータ3を回転数制御し、かつクラッチ機構6の伝達トルク容量が、現時点で係合している変速クラッチ機構9を解放できるようにトルク制御する(ステップS4)。
If the difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the
このエンジン2とモータ3との回転数制御は、目標回転数と現時点での回転数との偏差などに基づいてPID制御するように構成されており、モータ3のトルクを制御して目標回転数に実際の回転数を追従させてもよく、例えば、エンジン2の点火時期を変更するなどのエンジントルクを制御して目標回転数に実際の回転数を追従させてもよい。また、クラッチ機構6の伝達トルク容量の制御は、変速クラッチ機構9の噛み合いを解消できる程度のトルクまで次第に低下させるように構成されていて、図示しないリターンスプリングのバネ力、または制御アクチュエータの荷重などの変速クラッチ機構9を解放させる方向の荷重よりも、変速クラッチ機構9に伝達されるトルクに基づいた噛み合い面の摩擦力が低くなるように制御する。
The rotation speed control between the engine 2 and the
ついで、クラッチ機構6の伝達トルク容量が所定値まで低下したか否かを判断する(ステップS5)。このステップS5は、クラッチ機構6を介して変速機構7に入力されるトルク、すなわち、係合している変速クラッチ機構9に入力されるトルクが、変速クラッチ機構9を解放させることができる程度まで低下しているか否かを判断するためのステップである。したがって、ステップS5における所定値は、変速クラッチ機構9を解放させる方向の荷重よりも、噛み合い面の摩擦力が小さくなる伝達トルク容量に設定することができる。
Then, it is determined whether or not the transmission torque capacity of the
クラッチ機構6の伝達トルク容量が所定値まで低下していないことによりステップS5で否定的に判断された場合は、変速クラッチ機構9が解放されていないことを意味するため、ステップS5にリターンする。すなわち、変速クラッチ機構9が解放されるまでステップS5を繰り返し実行する。それとは反対に、クラッチ機構6の伝達トルク容量が所定値まで低下したことによりステップS5で肯定的に判断された場合は、変速クラッチ機構9が解放する。したがって、ステップS5に続いて、クラッチ機構6の伝達トルク容量を、ステップS2で設定された伝達トルク容量まで増加させる(ステップS6)。すなわち、ステップS4におけるトルク制御を終了する。
If a negative determination is made in step S5 because the transmission torque capacity of the
上述したステップS2では、変速クラッチ機構9が係合していることにより、クラッチ機構6の出力部材は、駆動輪13に連結されているため、クラッチ機構6の出力回転数は、駆動輪13の回転数と変速機構7の変速比とに応じた回転数に維持される。したがって、ステップS2でクラッチ機構6の伝達トルク容量を低下させると、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が増加する。それに対して、ステップS6を実行する時点では、変速クラッチ機構9が解放されていることによりクラッチ機構6の出力部材に作用する抵抗力が小さく、その結果、ステップS6でクラッチ機構6の伝達トルク容量を増加させ始めると、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が小さくなるように、出力回転数が増加し始める。すなわち、ステップS6は、クラッチ機構6の同期制御を実行していると言い得る。エンジン2およびモータ3は、変速後における変速機構7の入力回転数を目標回転数として回転数制御されているから、ステップS6以降は、エンジン2、モータ3、およびクラッチ機構6の出力回転数と前記目標回転数との差が次第に小さくなるように、エンジン2、モータ3、およびクラッチ機構6の出力回転数が増加する。
In step S2 described above, since the output member of the
そして、エンジン2、モータ3、およびクラッチ機構6の出力回転数(すなわち、変速機構7の入力回転数)と目標回転数との差が所定値以下となったか否かを判断する(ステップS7)。このステップS7は、変速するために係合される変速クラッチ機構9の入力回転数と出力回転数との差が、その変速クラッチ機構9の形状などに基づいて定められる許容回転数以下になったか否かを判断するためのステップである。したがって、変速機構7の入力回転数と目標回転数との差が所定値よりも大きいことによりステップS7で否定的に判断された場合は、その差が所定値以下となるまでステップS7を繰り返し実行する。
Then, it is determined whether or not the difference between the output rotation speed of the engine 2, the
それとは反対に、変速機構7の入力回転数と目標回転数との差が所定値以下であることによりステップS7で肯定的に判断された場合は、変速するために係合させる変速クラッチ機構9を係合させる(ステップS8)。上述したように変速クラッチ機構9は、入力回転数と出力回転数との差が許容回転数以下であれば係合することができ、また、噛み合い式のクラッチ機構は、係合するまでの時間が摩擦クラッチ機構よりも長く、係合指示が出力されてから係合するまでの間に、入力回転数と出力回転数との差が大きくなる可能性が高い。そのように入力回転数と出力回転数とに差がある状態で変速クラッチ機構9を係合させると、変速クラッチ機構9の回転数が急変し、その回転数の変化率に応じたイナーシャトルクがクラッチ機構6に作用し、クラッチ機構6がスリップする可能性がある。
On the contrary, when it is positively determined in step S7 that the difference between the input rotation speed of the
そのため、ステップS8に続いて、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定値以下であるか否か、すなわち、クラッチ機構6がスリップしていないか否かを判断し(ステップS9)、クラッチ機構6がスリップしていることによりステップS9で否定的に判断された場合は、エンジン2およびモータ3の回転数制御を継続して(ステップS10)、ステップS9にリターンする。すなわち、エンジン2およびモータ3の回転数が、変速機構7の変速比と車速とに応じた回転数になるように、言い換えると、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定値以下となるように、回転数制御を継続する。
Therefore, following step S8, it is determined whether or not the difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the
それとは反対に、クラッチ機構6がスリップしていないことによりステップS9で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構6が完全係合するようにクラッチ機構6の伝達トルク容量を増加させて(ステップS11)、このルーチンを一旦終了する。すなわち、エンジン2やモータ3から要求駆動力に応じたトルクを出力したとしても、クラッチ機構6がスリップしない程度までクラッチ機構6の伝達トルク容量を増加させる。
On the contrary, when it is positively determined in step S9 that the
図3は、上述した制御例に基づいて前進第2速段から前進第1速段に変速する場合の、前進第1速段を設定するために係合する変速クラッチ機構9(以下、第1変速クラッチ機構9aと記す)のストローク量、前進第2速段を設定するために係合する変速クラッチ機構9(以下、第2変速クラッチ機構9bと記す)のストローク量、クラッチ機構6の係合の有無、第1変速クラッチ機構9aの係合の有無、第2変速クラッチ機構9bの係合の有無、クラッチ機構6の入力回転数、出力回転数、前進第1速段を設定した場合のエンジン2およびモータ3の回転数、およびクラッチ機構6の伝達トルク容量、クラッチ機構6に入力されるトルク、変速機構7の出力トルクの変化を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 3 shows a speed change clutch mechanism 9 (hereinafter, first) that engages to set the first forward speed when shifting from the second forward speed to the first forward speed based on the control example described above. The stroke amount of the speed change clutch mechanism 9a), the stroke amount of the speed change clutch mechanism 9 (hereinafter referred to as the second speed change clutch mechanism 9b) that is engaged to set the second forward speed stage, and the engagement of the
なお、図3では、第2変速クラッチ機構9bのストローク量を実線で示し、第1変速クラッチ機構のストローク量を破線で示し、クラッチ機構6の実際の係合の有無の状態、第1変速クラッチ機構9aの実際の係合の有無の状態、第2変速クラッチ機構9bの実際の係合の有無の状態を実線で示し、クラッチ機構6の係合の有無の指示信号、第1変速クラッチ機構9aの係合の有無の指示信号、第2変速クラッチ機構9bの係合の有無の指示信号を破線で示し、クラッチ機構6の入力回転数を実線で示し、クラッチ機構6の出力回転数を破線で示し、前進第1速段を設定した場合のエンジン2およびモータ3の回転数を一点鎖線で示し、クラッチ機構6に入力されるトルクを実線で示し、クラッチ機構6の伝達トルク容量を破線で示し、クラッチ機構6の出力トルクを一点鎖線で示してある。また、ここでは、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数とが一致していない状態、すなわち、トルクの伝達を完全に遮断した解放状態と、伝達トルク容量に応じた入力トルクの一部を伝達するスリップ状態とを含めて、解放状態として示してある。
In FIG. 3, the stroke amount of the second speed change clutch mechanism 9b is shown by a solid line, the stroke amount of the first speed change clutch mechanism is shown by a broken line, the state of actual engagement of the
図3に示す例では、t0時点では、前進第2速段が設定されていることにより、第2変速クラッチ機構9bが係合し、第1変速クラッチ機構9aが解放している。また、クラッチ機構6の入力回転数および出力回転数は車速と前進第2速段の変速比とに基づいた回転数になっていて、ここに示す例では、次第に増加している。さらに、クラッチ機構6に入力されるトルク、変速機構7の出力トルクは、ほぼ一定に保たれている。なお、クラッチ機構6の伝達トルク容量は、最大値に維持されている。
In the example shown in FIG. 3, at the time of t0, the second speed change clutch mechanism 9b is engaged and the first speed change clutch mechanism 9a is released because the second forward speed stage is set. Further, the input rotation speed and the output rotation speed of the
t1時点で前進第1速段へのダウンシフトが要求されると、まず、クラッチ機構6がスリップする程度まで伝達トルク容量が低下するように、クラッチ機構6に指示信号が出力される。すなわち、エンジン2およびモータ3の出力トルクの合算値であるクラッチ機構6の入力トルク以下にクラッチ機構6の伝達トルク容量が低下させられる。その結果、t1時点で、クラッチ機構6の伝達トルク容量が低下し始め、t2時点で、クラッチ機構6の伝達トルク容量がクラッチ機構6の入力トルク以下に低下している。
When a downshift to the first forward speed stage is requested at the time of t1, an instruction signal is first output to the
そのt2時点に一時遅れたt3時点で、クラッチ機構6がスリップすることにより、言い換えると、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数との差が所定値以上となることにより、エンジン2およびモータ3は、前進第1速段の変速比と車速とに基づく回転数を目標回転数として回転数制御され、クラッチ機構6の伝達トルク容量は、第2変速クラッチ機構9bを解放するために低下させられる。
At t3, which is temporarily delayed from t2, the
図3に示す例では、t3時点でクラッチ機構6の入力回転数が前進第1速段を設定した場合の回転数よりも高回転数であることから、クラッチ機構6の入力回転数を低下させるように、エンジン2やモータ3のトルクが低下させられ、その後に、前進第1速段を設定した場合の回転数(以下、目標回転数と記す)が次第に増加することにより、クラッチ機構6の入力回転数が目標回転数よりも低回転数となることにより、エンジン2やモータ3のトルクが増加させられて、目標回転数にクラッチ機構6の入力回転数が追従するように増加させられている。したがって、t3時点以降では、エンジン2やモータ3のトルクが一時的に低下することに伴って、クラッチ機構6が一時的に係合し、その後、スリップしている。
In the example shown in FIG. 3, since the input rotation speed of the
また、t3時点以降では、クラッチ機構6の伝達トルク容量が、第2変速クラッチ機構9bを解放させるために低下させられている。それに伴って、変速機構7の出力トルクが低下している。なお、t3時点からは、第1変速クラッチ機構9aを係合させるために第1変速クラッチ機構9aの入力回転数と出力回転数との回転数差を低下させる制御と、第2変速クラッチ機構9bを解放させるために入力トルクを低下させる制御とを実行していると言い得るため、図3では、第1変速クラッチ機構9aを係合させる指示信号が出力され、第2変速クラッチ機構9bを解放させる指示信号が出力されている。
Further, after the time t3, the transmission torque capacity of the
クラッチ機構6の伝達トルク容量が所定値まで低下すると(t4時点)、第2変速クラッチ機構9bが解放し始め、その結果、t5時点で第2変速クラッチ機構9bが解放している。上記のようにクラッチ機構6の伝達トルク容量が所定値まで低下すると、ステップS5で肯定的に判断されるため、t5時点とほぼ同時に、クラッチ機構6の伝達トルク容量が増加させられている。また、第2変速クラッチ機構9bが解放されてクラッチ機構6の出力側の抵抗力が低下することにより、クラッチ機構6のスリップ量が低下し、クラッチ機構6の出力回転数が急激に増加し始める。そのため、クラッチ機構6の出力側に連結された回転部材のイナーシャトルクが増加することにより、クラッチ機構6の入力回転数の増加率が一時的に低下し、言い換えると、目標回転数との偏差が大きくなる。そのため、t5時点で、エンジン2やモータ3のトルクが増加させられている。
When the transmission torque capacity of the
図3に示す例では、t5時点以降に、クラッチ機構6の入力回転数が目標回転数をオーバーシュートするなどによって、エンジン2やモータ3のトルクが増減され、それに伴って、クラッチ機構6が一時的に係合している。そして、クラッチ機構6の入力回転数が前進第1変速段を設定した場合の回転数に到達すると(t6時点)、第1変速クラッチ機構9aが係合し始め、t7時点で第1変速クラッチ機構9aの係合が完了している。
In the example shown in FIG. 3, after t5, the torque of the engine 2 and the
ここに示す例では、第1変速クラッチ機構9aの入力回転数が出力回転数よりも高回転数の状態で第1変速クラッチ機構9aが係合しているため、第1変速クラッチ機構9aが係合したt7時点で、クラッチ機構6の出力回転数が急激に低下し、その結果、クラッチ機構6の出力側の回転部材のイナーシャトルクが変速機構7から出力されている。また、t7時点でクラッチ機構6の出力回転数が急激に低下することにより、クラッチ機構6がスリップしている。そのため、エンジン2やモータ3の回転数制御が継続されている。
In the example shown here, since the first speed change clutch mechanism 9a is engaged in a state where the input speed of the first speed change clutch mechanism 9a is higher than the output speed, the first speed change clutch mechanism 9a is engaged. At the time of t7, the output rotation speed of the
このt7時点以降でのエンジン2やモータ3の回転数制御では、クラッチ機構6の出力回転数が入力回転数よりも低回転数であるため、エンジン2やモータ3の回転数を低下させるようにクラッチ機構6の摩擦トルクが作用する。そのため、エンジン2やモータ3の回転数が急激に低下することを抑制し、また駆動力が低下することを抑制するために、クラッチ機構6のトルクがクラッチ機構6の伝達トルク容量程度まで増加させられて維持されている。そして、t8時点で、クラッチ機構6の入力回転数と出力回転数とが一致することにより、クラッチ機構6の伝達トルク容量が、最大値まで増加させられている。
In the rotation speed control of the engine 2 and the
上述したようにクラッチ機構6をスリップさせて、変速時に解放する変速クラッチ機構9に伝達されるトルクを低下させる制御と、変速後に設定される変速比に応じた回転数に向けてエンジン2やモータ3の回転数を変化させる制御とを並行して実行することにより、変速クラッチ機構9を解放した時点で、エンジン2やモータ3の回転数と、変速後に設定される変速比に応じた回転数との偏差が小さく、言い換えると、変速後の変速段を設定するために係合される変速クラッチ機構9の入力回転数と出力回転数との差が小さくなっている。そのため、変速クラッチ機構9の入力回転数と出力回転数とを一致させるまでの時間を短縮することができる。すなわち、変速要求時から変速完了までの時間を短縮することができる。
As described above, the engine 2 and the motor are controlled to reduce the torque transmitted to the shift
また、クラッチ機構6をスリップさせた状態で、変速後の変速段を設定するための変速クラッチ機構9を係合させることにより、例えば、アクセル操作量が増加することに伴ってダウンシフトするパワーオンダウンシフト時には、変速前の変速段を設定する変速クラッチ機構9を係合している間は、クラッチ機構6の入力回転数を増加させるようにエンジン2やモータ3からトルクが出力されているため、そのトルクのうちのクラッチ機構6の伝達トルク容量に応じたトルクが駆動輪に伝達され、その結果、変速過渡期における駆動力の低下を抑制できる。あるいは、アクセル操作量が低下することに伴ってアップシフトするパワーオフアップシフト時であれば、クラッチ機構6の入力回転数を低下させるようにエンジン2やモータ3のトルクが低下させられ、または制動トルクが出力されるため、そのトルクのうちのクラッチ機構6の伝達トルク容量に応じたトルクが駆動輪に伝達され、その結果、変速過渡期に駆動力を低下させることができる。
Further, by engaging the shift
なお、この発明の実施形態における車両は、駆動力源としてエンジンとモータとのいずれか一方のみを備えた車両であってもよく、あるいは、図1に示す構成に加えて、前輪にトルク伝達可能に連結された他のモータを備えた車両であってもよい。他のモータを備えた車両の場合には、変速過渡期における駆動力の低下を抑制するなどのために、変速過渡期に後輪で発生する駆動力の変化量を求め、その変化量分、前輪のトルクを変化させて、車両全体の駆動力の変化を抑制することができる。 The vehicle according to the embodiment of the present invention may be a vehicle provided with only one of an engine and a motor as a driving force source, or in addition to the configuration shown in FIG. 1, torque can be transmitted to the front wheels. It may be a vehicle equipped with another motor connected to. In the case of a vehicle equipped with another motor, in order to suppress a decrease in driving force during the shifting transition period, the amount of change in driving force generated in the rear wheels during the shifting transition period is obtained, and the amount of change is calculated. By changing the torque of the front wheels, it is possible to suppress changes in the driving force of the entire vehicle.
また、この発明の実施形態における変速制御装置は、噛み合い式の係合機構を解放して、他の係合機構を係合することにより変速するものであればよく、例えば、前進第2速段を設定するために噛み合い式の係合機構を係合させ、前進第1速段を設定するために摩擦式の係合機構を係合させるように構成された変速機構を対象としていてもよい。すなわち、図3に示す例であれば、第1変速クラッチ機構9aを摩擦式のクラッチ機構によって構成してもよい。 Further, the shift control device according to the embodiment of the present invention may shift gears by releasing the meshing type engaging mechanism and engaging with another engaging mechanism. For example, the second forward speed stage A speed change mechanism configured to engage a meshing type engagement mechanism to set the above speed and a friction type engagement mechanism to set the first forward speed stage may be targeted. That is, in the example shown in FIG. 3, the first speed change clutch mechanism 9a may be configured by a friction type clutch mechanism.
さらに、上述した制御例では、まず、クラッチ機構6がスリップする程度までクラッチ機構6の伝達トルク容量を低下させ、クラッチ機構6がスリップしたことを確認した後に、エンジン2とモータ3との回転数制御と、クラッチ機構6のトルク制御とを実行するように構成されているが、例えば、変速の指示があった場合に、クラッチ機構6がスリップしたことを確認する工程を含まずに、変速クラッチ機構9が解放する程度までクラッチ機構6の伝達トルク容量を低下させはじめ、クラッチ機構6の伝達トルク容量を低下させている間に、エンジン2とモータとの回転数制御を実行するように構成してもよい。
Further, in the control example described above, first, the transmission torque capacity of the
またさらに、変速クラッチ機構9を解放させる荷重をアクチュエータなどによって発生させるように構成された変速機構7の場合には、図2におけるステップS5に続いて、変速クラッチ機構9を解放させるステップと、変速クラッチ機構9が解放したことを確認するステップとを実行し、その後に、クラッチ機構6の伝達トルク容量を増加させるように構成してもよい。
Further, in the case of the
1 車両
2 エンジン
3 モータ
6 クラッチ機構
7 変速機構
9(9a,9b) 変速クラッチ機構
13 後輪
14 電子制御装置(ECU)
1 Vehicle 2
Claims (1)
前記変速機構は、噛み合い式の係合機構と他の係合機構とを有するとともに、前記噛み合い式の係合機構を係合することにより、前記変速比を第1変速比に設定し、前記他の係合機構を係合することにより、前記変速比を第2変速比に設定するように構成された車両の変速制御装置において、
前記駆動力源、前記変速機構、および前記係合機構を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記噛み合い式係合機構が係合している状態で、前記係合機構の前記トルク容量を所定トルク容量まで低下させるトルク制御を実行するとともに、前記トルク制御を実行している間に、前記他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が所定回転数差となるように前記駆動力源の回転数を変更するための回転数制御を開始し、
前記係合機構の前記トルク容量が前記所定トルク容量まで低下したことを条件に前記噛み合い式係合機構を解放し、
前記他の係合機構の入力回転数と出力回転数との回転数差が前記所定回転数差になったことを条件に前記他の係合機構を係合させて、前記変速比を前記第1変速比から前記第2変速比に変更する
ように構成されている
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 A driving force source, a driving wheel to which torque is transmitted from the driving force source, and a torque transmission path between the driving force source and the driving wheel, and the driving force source and the driving wheel are provided. It is provided with a transmission mechanism capable of changing the gear ratio between the two, and an engagement mechanism capable of changing the torque capacity transmitted from the driving force source to the transmission mechanism.
The transmission mechanism has a meshing type engagement mechanism and another engagement mechanism, and by engaging the meshing type engagement mechanism, the gear ratio is set to the first gear ratio, and the other In a vehicle shift control device configured to set the gear ratio to the second gear ratio by engaging the engagement mechanism of
A controller for controlling the driving force source, the transmission mechanism, and the engagement mechanism is provided.
The controller
While the meshing type engaging mechanism is engaged, torque control for reducing the torque capacity of the engaging mechanism to a predetermined torque capacity is executed, and while the torque control is being executed, the other The rotation speed control for changing the rotation speed of the driving force source is started so that the rotation speed difference between the input rotation speed and the output rotation speed of the engaging mechanism of the above is a predetermined rotation speed difference.
The meshing type engaging mechanism is released on condition that the torque capacity of the engaging mechanism is reduced to the predetermined torque capacity.
The other engaging mechanism is engaged on condition that the difference in rotation speed between the input rotation speed and the output rotation speed of the other engaging mechanism becomes the predetermined rotation speed difference, and the gear ratio is set to the first gear ratio. A vehicle shift control device characterized in that it is configured to change from one gear ratio to the second gear ratio.
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JP2014025496A (en) * | 2012-07-24 | 2014-02-06 | Aisin Seiki Co Ltd | Vehicle drive device |
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