JP2024066820A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両に関する。 This disclosure relates to vehicles.
従来、この種の車両としては、エンジンから入力軸に入力される動力を変速機により複数段階に変速して駆動輪に連結された出力軸に伝達する車両において、変速機のパワーオンダウンシフトの同期回転数付近で開始されるエンジンのトルクダウン制御の終了に当たり、パワーオンダウンシフトのトルク相時間に応じた復帰割合でエンジンのトルクダウン量を減少させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the past, this type of vehicle has been proposed in which the power input from the engine to the input shaft is changed in multiple stages by the transmission and transmitted to the output shaft connected to the drive wheels. When engine torque-down control, which starts near the synchronous rotation speed of the power-on downshift of the transmission, ends, the amount of engine torque-down is reduced at a return rate according to the torque phase time of the power-on downshift (see, for example, Patent Document 1).
上述の車両では、パワーオンダウンシフトにおけるトルク相で車両のジャークのコントロールを適切に行なえていない可能性がある。上述の技術を用いて急峻なジャークを抑制するために、トルク相時間を長くすることが考えられるものの、その場合、係合状態から解放状態に切り替える摩擦係合要素の摩擦材が過度に発熱する可能性がある。 In the above-mentioned vehicle, it is possible that the vehicle's jerk is not being properly controlled during the torque phase of a power-on downshift. In order to suppress sudden jerks using the above-mentioned technology, it is possible to lengthen the torque phase time, but in that case, there is a possibility that the friction material of the friction engagement element that switches from an engaged state to a released state will become excessively hot.
本開示の車両は、変速機の摩擦係合要素の過度の発熱を抑制しつつ、ジャークのコントロールを図ることを主目的とする。 The primary objective of the vehicle disclosed herein is to control jerk while suppressing excessive heat generation in the friction engagement elements of the transmission.
本開示の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle disclosed herein employs the following measures to achieve the above-mentioned primary objective:
本開示の車両は、駆動源と、複数の摩擦係合要素を有すると共に前記駆動源から入力軸に入力される動力を複数段階に変速して駆動輪に連結された出力軸に伝達する変速機と、前記駆動源と前記変速機とを制御する制御装置と、を備える車両であって、前記制御装置は、前記変速機のパワーオンダウンシフトのトルク相の際に、前記車両の目標ジャークに基づいて前記出力軸の目標トルク変化率を設定し、前記目標トルク変化率に基づいて目標トルク相時間を設定し、前記変速機の摩擦材の発熱量を考慮して許容トルク相時間を設定し、前記許容トルク相時間が前記目標トルク相時間未満のときには、前記トルク相の開始から前記許容トルク相時間が経過するまでは、前記目標トルク変化率に基づいて前記駆動源のトルクダウン量を徐々に増加させ、前記トルク相の開始から前記許容トルク相時間が経過した後は、前記目標トルク変化率に基づいて前記駆動源のトルクダウン量を徐々に減少させることを要旨とする。 The vehicle disclosed herein is a vehicle equipped with a drive source, a transmission having multiple friction engagement elements and which changes the speed of the power input from the drive source to an input shaft in multiple stages and transmits the power to an output shaft connected to a drive wheel, and a control device which controls the drive source and the transmission, and the control device sets a target torque change rate of the output shaft based on a target jerk of the vehicle during the torque phase of a power-on downshift of the transmission, sets a target torque phase time based on the target torque change rate, and sets an allowable torque phase time taking into account the amount of heat generated by the friction material of the transmission, and when the allowable torque phase time is less than the target torque phase time, gradually increases the torque down amount of the drive source based on the target torque change rate from the start of the torque phase until the allowable torque phase time has elapsed, and gradually decreases the torque down amount of the drive source based on the target torque change rate after the allowable torque phase time has elapsed from the start of the torque phase.
本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の自動車20の概略構成図である。図示するように、本実施形態の自動車20は、エンジン22と、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24と、動力伝達装置30と、変速用電子制御ユニット(以下、「変速ECU」という)40と、メイン電子制御ユニット(以下、「メインECU」という)50とを備える。
An embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an
エンジン22は、周知の内燃機関として構成されている。エンジン22のクランクシャフト23は、動力伝達装置30に接続されている。エンジンECU24は、周知のマイクロコンピュータを備える。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23aからのエンジン22のクランクシャフト23のクランク角θcrなどを入力する。エンジンECU24は、スロットルバルブ、筒内噴射弁、点火プラグなどに制御信号を出力する。エンジンECU24は、メインECU50と通信を行なう。エンジンECU24は、クランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算する。
The
動力伝達装置30は、トルクコンバータ32と、変速機34と、油圧制御装置37とを備える。トルクコンバータ32は、エンジン22のクランクシャフト23に連結されたポンプインペラと、変速機34の入力軸35に連結されたタービンランナと、クランクシャフト23と入力軸35との連結および連結の解除を行なう油圧駆動のロックアップクラッチ33とを有する。変速機34は、例えば6段変速の多段変速機として構成されており、入力軸35と、駆動輪39にデファレンシャルギヤ38を介して連結された出力軸36と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素(クラッチやブレーキ)とを有する。複数の摩擦係合要素は、それぞれ、ピストン、複数の摩擦係合プレート(摩擦プレートおよびセパレータプレート)、作動油が供給される油室などにより構成される油圧サーボを有する。変速機34は、複数の摩擦係合要素の係合・解放により、入力軸35の動力を複数段階に変速して出力軸36に伝達する。油圧制御装置37は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブなどを有する。油圧制御装置37は、オイルポンプからの作動油の油圧を調圧してトルクコンバータ32や変速機34などに供給する。変速ECU40は、周知のマイクロコンピュータを備える。変速ECU40は、回転数センサ35a,36aからの変速機34の入力軸35、出力軸36の回転数Ni,Noなどを入力する。変速ECU40は、油圧制御装置37などに制御信号を出力する。変速ECU40は、メインECU50と通信を行なう。
The
メインECU50は、周知のマイクロコンピュータを備える。メインECU50は、イグニッションスイッチ60からの信号や、シフトセンサ62からのシフトレバー61の操作位置であるシフトポジションSP、アクセルセンサ64からのアクセルペダル63の踏み込み量であるアクセル開度Acc、ブレーキセンサ66からのブレーキペダル65の踏み込み量であるブレーキポジションBP、車速センサ67からの車速Vなどを入力する。メインECU50は、エンジンECU24や変速ECU40と通信を行なう。
The main ECU 50 is equipped with a well-known microcomputer. The
本実施形態の自動車20では、メインECU50とエンジンECU24と変速ECU40との協調制御により、変速機34の変速段Gsが、アクセル開度Accと車速Vとに基づく目標変速段Gs*となるように変速機34(油圧制御装置37)を制御する。また、エンジン22が、アクセル開度Accと車速Vと変速機34の変速段Gsとに基づく目標トルクTe*に基づいて運転されるようにエンジン22の運転制御を行なう。
In the
ここで、変速機34のパワーオンダウンシフトにおける変速制御について説明する。この変速制御では、変速ECU40は、最初に、複数の摩擦係合要素のうち係合状態から解放状態に切り替える解放側要素について、油圧を1段減少させてから徐々に減少させると共に、解放状態から係合状態に切り替える係合側要素について、ピストンと摩擦係合プレートとの隙間を詰める(ピストンをストロークさせる)ファストフィルを行なってから、油圧を比較的低い待機圧で保持する定圧待機を行なう。このときに、入力軸35の回転数Niが目標変速段Gs*(変速後の変速段)に対応する変速後回転数に向かって変化する(イナーシャ相)。入力軸35の回転数Niが変速後回転数付近に至ると、解放側要素の油圧を徐々に減少させると共に係合側要素の油圧を徐々に増加させて、トルク伝達を解放側要素から係合側要素に変更する(トルク相)。その後に変速制御を完了する。
Here, the shift control in the power-on downshift of the
次に、本実施形態の自動車20の動作、特に、パワーオンダウンシフトにおけるトルク相の動作について説明する。図2は、変速ECU40により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、パワーオンダウンシフトにおいてトルク相を開始するときに実行される。このルーチンが実行されると、変速ECU40は、車両の目標ジャークJvを設定し(ステップS100)、目標トルク変化率dToを設定し(ステップS110)、目標トルク相時間Ttp1を設定し(ステップS120)、許容トルク相時間Ttp2を設定する(ステップS130)。
Next, the operation of the
ここで、目標ジャークJvは、変速制御の前後の入力軸35の予測回転数差ΔNiおよび出力軸36の予測トルク差ΔToに基づいて設定される。予測回転数差ΔNiおよび予測トルク差ΔToは、変速制御の開始直前の入力軸35の回転数Niおよび出力軸36のトルクToや、変速機34の変速前および変速後のギヤ比γである変速前ギヤ比γ0および変速後ギヤ比γ1などに基づいて推定される。変速制御の開始直前の出力軸36のトルクToは、そのときのエンジン22のトルクTeやロックアップクラッチ33の状態、変速機34のギヤ比γなどに基づいて推定される。変速機34のギヤ比γは、変速機34の複数の摩擦係合要素のうちトルク伝達の摩擦係合要素により定まる。
Here, the target jerk Jv is set based on the predicted rotation speed difference ΔNi of the
目標トルク変化率dToは、目標ジャークJvを実現するための出力軸36のトルクの単位時間当たりの変化量であり、目標ジャークJvに換算係数kvを乗じた値が設定される。換算回数kvは、例えば、重力加速度や、車両の想定重量、タイヤの動荷重半径、デファレンシャルギヤ38のギヤ比などに基づいて定められる。目標トルク相時間Ttp1は、エンジン22側から入力軸35に入力されるトルクTiを通常値(トルク相よりも前の値)からダウンさせることなく、目標トルク変化率dToを実現するためのトルク相の時間であり、入力軸35のトルクTiと変速後ギヤ比γ1と変速前ギヤ比γ0と目標トルク変化率dToとを用いて式(1)により演算される。入力軸35のトルクTiは、エンジン22のトルクTeやロックアップクラッチ33の状態などに基づいて推定される。許容トルク相時間Ttp2は、解放側要素の摩擦材の発熱量を許容発熱量以下に抑えるためのトルク相の時間であり、変速制御の開始からの解放側要素の、分担トルクTcrと、ピストンと摩擦係合プレートとの回転数差ΔNcrと、の履歴に基づいて設定される。
The target torque change rate dTo is the amount of change per unit time of the torque of the
Ttp1=(Ti×γ1-Ti×γ0)/dTo (1) Ttp1=(Ti×γ1-Ti×γ0)/dTo (1)
続いて、許容トルク相時間Ttp2と目標トルク相時間Ttp1とを比較する(ステップS140)。この処理は、解放側要素の摩擦材の発熱量が許容発熱量以下に収まる範囲内で、入力軸35のトルクTiを通常値からダウンさせることなく目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現する、所定制御が可能であるか否かを判断する処理である。ステップS140で許容トルク相時間Ttp2が目標トルク相時間Ttp1以上のときには、所定制御が可能であると判断し、トルク相時間Ttpに目標トルク相時間Ttp1を設定し(ステップS150)、トルクダウン指令をエンジンECU24に送信することなく(ステップS160)、本ルーチンを終了する。変速ECU40は、トルク相時間Ttpでトルク相(トルク伝達の解放側要素から係合側要素への変更)が完了するように油圧制御装置37を制御する。この場合、トルク相で目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現することができる。
Next, the allowable torque phase time Ttp2 is compared with the target torque phase time Ttp1 (step S140). This process is a process to determine whether or not a predetermined control is possible that realizes the target torque change rate dTo (target jerk Jv) without reducing the torque Ti of the
ステップS140で許容トルク相時間Ttp2が目標トルク相時間Ttp1未満のときには、所定制御が可能でないと判断し、トルク相時間Ttpに許容トルク相時間Ttp2を設定し(ステップS170)、目標トルクダウン量ΔTiを設定する(ステップS180)。目標トルクダウン量ΔTiは、トルク相時間Ttp(=Ttp2)でトルク相が完了する場合に目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現するための入力軸35のトルクダウン量であり、入力軸35のトルクTiと変速前ギヤ比γ0と目標トルク変化率dToとトルク相時間Ttpと変速後ギヤ比γ1とを用いて式(2)により演算される。式(2)の導出方法について説明する。トルク相の開始からトルク相時間Ttpだけ経過したときの出力軸36の予測トルクToesは、入力軸35のトルクTiと変速前ギヤ比γ0と目標トルク変化率dToとトルク相時間Ttpとを用いて式(3)により得られる。また、予測トルクToesは、目標トルクダウン量ΔTiと変速後ギヤ比γ1とを用いて式(4)により得られる。式(3)および式(4)から式(2)が導出される。
When the allowable torque phase time Ttp2 is less than the target torque phase time Ttp1 in step S140, it is determined that the predetermined control is not possible, and the allowable torque phase time Ttp2 is set to the torque phase time Ttp (step S170), and the target torque down amount ΔTi is set (step S180). The target torque down amount ΔTi is the torque down amount of the
ΔTi=(Ti×γ0+dTo×Ttp)/γ1 (2)
Toes=Ti×γ0+dTo×Ttp (3)
Toes=ΔTi×γ1 (4)
ΔTi=(Ti×γ0+dTo×Ttp)/γ1 (2)
Toes=Ti×γ0+dTo×Ttp (3)
Toes=ΔTi×γ1 (4)
目標トルクダウン量ΔTiを設定すると、トルクダウン指令Tidnを設定してエンジンECU24に送信し(ステップS190)、トルク相の開始からトルク相時間Ttpが経過したか否かを判定し(ステップS200)、経過していないと判定したときには、ステップS190に戻る。トルクダウン指令Tidnは、その前回値と目標トルクダウン量ΔTiとトルク相時間TtpとステップS190の処理の実行周期Δtとを用いて式(5)により演算される。ステップS190の処理の初回実行時には、トルクダウン指令Tidnの前回値に値0が設定されている。エンジンECU24は、トルクダウン指令Tidnを受信すると、入力軸35のトルクTiが通常値よりもトルクダウン指令Tidnだけ小さくなるようにエンジン22の運転制御を行なう。ステップS190,S200の処理を繰り返し実行することにより、トルクダウン指令Tidnは、値0から目標トルクダウン量ΔTiに向かってレート値(ΔTi×Δt/Ttp)で増加し、トルク相の開始からトルク相時間Ttpが経過したときに目標トルクダウン量ΔTiとなる。入力軸35のトルクTiは、通常値よりもトルクダウン指令Tidnだけ小さいトルクとなる。こうした制御により、トルク相で、解放側要素の過度の発熱を抑制しつつ、目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現することができる。
After setting the target torque down amount ΔTi, the torque down command Tidn is set and sent to the engine ECU 24 (step S190), and it is determined whether the torque phase time Ttp has elapsed since the start of the torque phase (step S200). If it is determined that the torque phase time Ttp has not elapsed, the process returns to step S190. The torque down command Tidn is calculated by the formula (5) using the previous value, the target torque down amount ΔTi, the torque phase time Ttp, and the execution period Δt of the process of step S190. When the process of step S190 is executed for the first time, the previous value of the torque down command Tidn is set to 0. When the
Tidn=min(前回Tidn+ΔTi×Δt/Ttp, ΔTi) (5) Tidn = min (previous Tidn + ΔTi × Δt/Ttp, ΔTi) (5)
ステップS200でトルク相の開始からトルク相時間Ttpが経過したと判定すると、トルクダウン指令Tidnを設定してエンジンECU24に送信し(ステップS210)、トルクダウン指令Tidnを値0と比較し(ステップS220)、トルクダウン指令Tidnが値0に等しくないときには、ステップS210に戻る。トルクダウン指令Tidnは、その前回値と目標トルク変化率dToと変速後ギヤ比γ1とを用いて式(6)により演算される。ステップS210,S220の処理を繰り返し実行することにより、トルクダウン指令Tidnは、目標トルクダウン量ΔTiから値0に向かってレート値(dTo/γ1)で減少する。ステップS210でトルクダウン指令Tidnが値0に等しくなると、本ルーチンを終了する。こうした制御により、トルク相の完了後にも、目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現することができる。なお、トルクダウン指令Tidnが値0になると、変速制御の完了を判定する。
When it is determined in step S200 that the torque phase time Ttp has elapsed since the start of the torque phase, the torque down command Tidn is set and sent to the engine ECU 24 (step S210), the torque down command Tidn is compared with the value 0 (step S220), and if the torque down command Tidn is not equal to the
Tidn=max(前回Tidn-dTo/γ1, 0) (6) Tidn = max (previous Tidn - dTo/γ1, 0) (6)
図3は、パワーオンダウンシフトの際の様子を示すタイムチャートである。図3では、アクセル開度Acc、目標変速段Gs*、出力軸36のトルクTo、解放側要素の油圧、係合側要素の油圧、入力軸35の回転数Ni、トルク相の進行度、トルクダウン指令Tidn、入力軸35のトルクTeの様子を示した。図示するように、アクセル開度Accが大きくなって目標変速段Gs*が低速段側に変更されると(時刻t11)、変速制御を開始し、解放側要素の油圧減少と、係合側要素のファストフィルおよび定圧待機とを行なう。このとき、イナーシャ相として、入力軸35の回転数Niが目標変速段Gs*に対応する変速後回転数に向かって変化するものの、トルク伝達の摩擦係合要素はそのままであるから、ギヤ比γは変速前ギヤ比γ0のままである。回転数Niが変速後回転数付近に至ると(時刻t12)、トルク相として、解放側要素の油圧減少と係合側要素の油圧増加とにより、トルク伝達が解放側要素から係合側要素に変更される(時刻t12~t13)。このトルク相でトルクダウン指令Tidnを値0から目標トルクダウン量ΔTiまでレート値(ΔTi×Δt/Ttp2)で増加させる、即ち、入力軸35のトルクTiをこのレートで減少させる(時刻t12~t13)。これにより、トルク相で目標トルク変化率dTo(目標ジャークJv)を実現することができる。そして、その後にトルクダウン指令Tidnを値0までレート値(dTo/γ1)で減少させ、即ち、入力軸35のトルクTiをこのレートで増加させ(時刻t13~t14)、変速制御を完了する。これにより、トルク相の完了後にも目標トルク変化率dToを実現することができる。
Figure 3 is a time chart showing the state during power-on downshift. In Figure 3, the accelerator opening Acc, the target gear Gs*, the torque To of the
以上説明した本実施形態の自動車20では、変速機34のパワーオンダウンシフトを行なう際に、許容トルク相時間Ttp2が目標トルク相時間Ttp1未満のときには、トルク相の開始から許容トルク相時間Ttp2が経過するまでは、エンジン22のトルクダウン量を徐々に増加させ、トルク相の開始から許容トルク相時間Ttp2が経過した後は、エンジン22のトルクダウン量を徐々に減少させる。これにより、変速機34の摩擦係合要素の過度の発熱を抑制しつつ、ジャークのコントロールを図ることができる。
In the
上述した実施形態の自動車20では、駆動源として、エンジンが用いられるものとした。しかし、これに代えてまたは加えて、モータが用いられるものとしてもよい。
In the embodiment of the
以上、本開示を実施するための実施形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the above describes embodiments for implementing the present disclosure, the present disclosure is in no way limited to these embodiments, and it goes without saying that the present disclosure can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present disclosure.
本開示は、車両の製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the vehicle manufacturing industry, etc.
20 自動車、22 エンジン、24 エンジンECU、34 変速機、35 入力軸、36 出力軸、37 油圧制御装置、40 変速ECU、50 メインECU。 20 automobile, 22 engine, 24 engine ECU, 34 transmission, 35 input shaft, 36 output shaft, 37 hydraulic control device, 40 transmission ECU, 50 main ECU.
Claims (1)
前記制御装置は、前記変速機のパワーオンダウンシフトのトルク相の際に、前記車両の目標ジャークに基づいて前記出力軸の目標トルク変化率を設定し、前記目標トルク変化率に基づいて目標トルク相時間を設定し、前記変速機の摩擦材の発熱量を考慮して許容トルク相時間を設定し、前記許容トルク相時間が前記目標トルク相時間未満のときには、前記トルク相の開始から前記許容トルク相時間が経過するまでは、前記目標トルク変化率に基づいて前記駆動源のトルクダウン量を徐々に増加させ、前記トルク相の開始から前記許容トルク相時間が経過した後は、前記目標トルク変化率に基づいて前記駆動源のトルクダウン量を徐々に減少させる、
車両。 A vehicle including a drive source, a transmission having a plurality of friction engagement elements and configured to change the speed of power input from the drive source to an input shaft in a plurality of stages and transmit the power to an output shaft connected to a drive wheel, and a control device configured to control the drive source and the transmission,
the control device, during a torque phase of a power-on downshift of the transmission, sets a target torque change rate of the output shaft based on a target jerk of the vehicle, sets a target torque phase time based on the target torque change rate, and sets an allowable torque phase time taking into consideration a heat generation amount of a friction material of the transmission, and when the allowable torque phase time is less than the target torque phase time, gradually increases a torque down amount of the driving source based on the target torque change rate from the start of the torque phase until the allowable torque phase time has elapsed, and gradually decreases the torque down amount of the driving source based on the target torque change rate after the allowable torque phase time has elapsed from the start of the torque phase.
vehicle.
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