JP3948361B2

JP3948361B2 - Vehicle control device

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Publication number: JP3948361B2
Application number: JP2002209752A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: JP2004056899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御装置、特に、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達方向が変化する時に発生する打音やショックを抑制することのできる車両用制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（エンジン）等の駆動力源を有する車両は、駆動力源で発生した駆動力を変速機やデファレンシャル等の動力伝達装置を介して駆動輪に伝達することで良好な走行を行うことができる。駆動力伝達に利用される変速機やデファレンシャル等の動力伝達装置は、複数の歯車の組み合わせにより構成されている。
【０００３】
動力伝達装置のみならず、歯車同士の噛み合いを利用する機構においては、相互の歯車の噛み合いをスムーズに行うために、歯面間の隙間、いわゆるバックラッシュを設ける必要がある。
【０００４】
ところが、エンジンが発生した大きな駆動力を動力伝達装置を介して駆動輪側に伝達しようとすると、動力伝達装置の動力伝達部材である歯車に急激な回転力が伝達され、歯車の噛み合いをスムースに行うためのバックラッシュが急速に詰まり、歯面同士が瞬間的に衝突し歯打ち音やショック（いわゆるシフトショック）を発生してしまうという問題がある。この問題は、特に車両が停止している非駆動状態（ギアのニュートラル状態）から車両が走行する駆動状態に移行する時に発生する。
【０００５】
この問題に対し、例えば、特開平１０−２３６０７号公報には、エンジンによる駆動とモータによる駆動を適宜選択及び組み合わせて使用するハイブリッド車両において、停車中の非駆動レンジ（パーキングレンジやニュートラルレンジ）から駆動レンジへの切り換え時にモータのトルクの制御を行うことにより、伝達されるトルクの立ち上がりをゆっくりとし、バックラッシュの詰まり速度を低下させて、シフトショックを抑制しようとする技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したような歯打ち音やショックは、車両発進時のみならず、車両走行時にも発生する。例えば、アクセルをオンして、エンジンの駆動力が駆動輪側に伝達され走行している駆動状態、つまり、エンジン側に繋がる歯車の前側歯面（回転方向を前側とした時）が駆動輪側に繋がる歯車の後側歯面（回転方向後側）を押している状態から、アクセルをオフして駆動輪の惰行により駆動輪側からの回転力がエンジン側に伝達される被駆動状態、つまり、エンジン側に繋がる歯車の後側歯面が駆動輪側に繋がる歯車の前側歯面に押される状態に変化する場合、要するに駆動・被駆動が切り換わる時、さらに具体的には、走行中にエンジンブレーキを使用する場合、または、エンジンブレーキ状態から再度加速する場合、クラッチ等の操作により一時的に駆動伝達が中断した状態から駆動、被駆動が復帰する場合等、走行中にもバックラッシュの詰まり現象は発生し、歯打ち音やショックが発生する。
【０００７】
そこで本発明の目的は、車両走行時に、駆動状態と被駆動状態とが切り換わる際における歯打ち音やショックを抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明は、少なくとも第１駆動力源が動力伝達装置を介して駆動力を駆動輪に伝達することにより走行する車両の車両制御装置であって、前記車両は、第１駆動力源が動力伝達する動力伝達装置と、第２駆動力源を有し、前記第１動力源と前記第２動力源とが前記動力伝達装置に動力を伝達し、前記第１駆動力源と駆動輪との間における動力伝達方向が変化するとき、前記動力伝達装置に含まれる噛合部品において前記動力伝達方向が変化することで噛み合う状態になる前に、前記第２駆動力源によりトルクを発生させて、前記噛合部品が有するバックラッシュを詰める制御を行う制御手段を含み、前記動力伝達装置が有段歯車変速部を有し、前記第２駆動力源が前記動力伝達装置の入力軸に連結されており、前記制御手段は変速段によって相違するバックラッシュを詰める制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
動力伝達方向が変化する場合、動力伝達装置に含まれる歯車等の噛合部品は、噛合した状態で接触する歯面が換わる。この時のバックラッシュ分の移動が歯打ち音やショックの原因になる。そこで、第２駆動力源を用いて、所定のトルクを付加することにより、動力伝達方向の変化に伴うバックラッシュを予め詰めて、バックラッシュに基づく歯打ち音やショックを抑制する。
【００１０】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、上記構成において、前記制御手段は、前記第１駆動力源の駆動力が動力伝達装置を介して駆動輪に伝達されている駆動状態と、車両の惰行による駆動輪の回転が前記動力伝達装置を介して第１駆動力源に伝達される被駆動状態とが切り換わる時に前記第２駆動力源を制御することを特徴とする。
【００１１】
ここで、第１駆動力源とは、例えばエンジンである。また、第２駆動力源とは前記第１駆動力源と同様に車両を走行させる能力を有する駆動力源であってもよいし、走行以外の用途、例えば補機等を駆動するための駆動力源であってもよい。また、駆動状態と被駆動状態が切り換わる時とは、例えば、車両走行中に行われるエンジンブレーキ状態への移行やエンジンブレーキ状態から再加速状態への移行の時である。
【００１２】
この構成によれば、駆動状態と被駆動状態との切り換わり時の歯打ち音やショックを抑制し、走行時の違和感を防止することができる。
【００１３】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、少なくとも第１駆動力源が動力伝達装置を介して駆動力を駆動輪に伝達することにより走行する車両の車両制御装置であって、前記車両は、第１駆動力源が動力伝達する動力伝達装置と、第２駆動力源を有し、前記第１動力源と前記第２動力源とが前記動力伝達装置に動力を伝達し、車両走行中において、前記第１駆動力源と前記駆動輪間の動力伝達が遮断されるニュートラル状態から第１駆動力源の駆動力が動力伝達装置を介して駆動輪に伝達される駆動状態に切り換わるとき、前記動力伝達装置に含まれる噛合部品において前記動力伝達方向が変化することで噛み合う状態になる前に、前記第２駆動力源によりトルクを発生させて、前記噛合部品が有するバックラッシュを詰める制御を行う制御手段を含み、前記動力伝達装置が有段歯車変速部を有し、前記第２駆動力源が前記動力伝達装置の入力軸に連結されており、前記制御手段は変速段によって相違するバックラッシュを詰める制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、少なくとも第１駆動力源が動力伝達装置を介して駆動力を駆動輪に伝達することにより走行する車両の車両制御装置であって、前記車両は、第１駆動力源が動力伝達する動力伝達装置と、第２駆動力源を有し、前記第１動力源と前記第２動力源とが前記動力伝達装置に動力を伝達し、前記第１駆動力源と前記駆動輪間の動力伝達が遮断されるニュートラル状態から被駆動状態に切り換わるとき、前記動力伝達装置に含まれる噛合部品において前記動力伝達方向が変化することで噛み合う状態になる前に、前記第２駆動力源によりトルクを発生させて、前記噛合部品が有するバックラッシュを詰める制御を行う制御手段を含み、前記動力伝達装置が有段歯車変速部を有し、前記第２駆動力源が前記動力伝達装置の入力軸に連結されており、前記制御手段は変速段によって相違するバックラッシュを詰める制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、車両走行中にニュートラル状態から駆動状態へ切り換わったり、被駆動状態へ切り換わったりしても歯打ち音やショックを抑制し、走行時の違和感を防止することができる。
【００１６】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、上記構成において、前記制御手段は、制御時の前記動力伝達装置が有するバックラッシュの量に応じて、制御量を修正することを特徴とする。
【００１７】
一般に、動力伝達装置は異なる特性を有する複数の歯車等で構成され、車両の走行状態に応じて最適な組み合わせを選択する。そして、歯車の組み合わせが変化する場合、相互の歯車の関係で決まるバックラッシュも変化する。従って、このバックラッシュの量の変化に応じて第２駆動力源の制御量を変化させることにより、歯打ち音やショックの抑制を適切かつ効率的に行うことができる。
【００１８】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、上記構成において、前記第２駆動力源は、電動機であることを特徴とする。
【００１９】
ここで、電動機とは、第１駆動力源のスタータモータや、補機の駆動用のモータ、第１駆動力源とは独立して設けられた走行用のモータ、また、バックラッシュを詰めるために専用に設けられたモータ等である。特に、バックラッシュの詰め専用に電動機を設ける以外は、電動機の共用が可能であり、構成の複雑化を回避することができる。
【００２０】
また、上記のような目的を達成するため、本発明は、上記構成において、前記第１駆動力源と動力伝達装置の間の動力伝達部材の機械的結合及び機械的結合の解除を切り換える切換手段を有し、当該切換手段は、第１駆動力源と駆動輪間の駆動力の伝達状態が変化する時に、前記機械的結合を解除することを特徴とする。
【００２１】
ここで、切換手段とは、第１駆動力源と動力伝達装置との間に設けられたクラッチやトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ等である。ロックアップクラッチ等が結合されている場合、第１駆動力源の駆動力を駆動輪側に効率的に伝達することが可能であり、燃費の向上等に寄与することができる反面、トルク変動が大きくなる。そこで、第１駆動力源と駆動輪側との結合解除を行うことにより、駆動力伝達方向の切り換わり時のトルク変動をある程度吸収した上で、第２駆動力源の制御によるバックラッシュの詰め制御を行うことにより歯打ち音やショックの抑制をさらに効果的に行うことができる。なお、ここで、結合解除とは、完全な離隔の他、接触しながら滑っている状態も含むものとする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１には、本実施の形態（以下、実施形態という）における車両の構成ブロック図が示されている。なお、本実施形態においては、第１駆動力源をガソリン等のエンジンで構成し、第２駆動力源をモータジェネレータで構成し、エンジン駆動のみでの走行、モータジェネレータを電動機として使用したモータ駆動のみでの走行、また両者の協働による走行を適宜選択可能なハイブリッド車に本発明の車両制御装置を適用する例を説明する。
【００２３】
エンジン１の出力軸（図示せず）の図中右側の端部は、入力クラッチ２を介してトルクコンバータ３に接続されており、トルクコンバータ３の出力軸は、モータジェネレータ４に接続されている。また、モータジェネレータ４の出力軸は、歯車変速部（動力伝達装置の一部）５に接続されている。すなわち本実施形態の車両は、エンジン１の動力とモータジェネレータ４の動力とを入力クラッチ２およびトルクコンバータ３を介して歯車変速部５に出力できるように構成されている。
【００２４】
他方、エンジン１の出力軸の図中左側の端部には、駆動装置８を介して補機回転電機としての補機用モータジェネレータ９が接続されている。駆動装置８は、エンジン１のクランク軸とモータジェネレータ９との間で動力を伝達する。駆動装置８はベルト、プーリおよび遊星歯車機構を主部品として構成されており、さらに動力伝達を断続するためのクラッチを備えている。補機用モータジェネレータ９は同期電動発電機であり、エンジン１の運転時は発電機と機能し、内燃機関補機や車両の電装品などに電力を供給する補機バッテリ（図示せず）に充電を行い、また前記電装品などに直接電力を供給する。また、補機用モータジェネレータ９は、エンジン１の始動の際には、補機バッテリからの電力を受けスタータモータとして機能する。
【００２５】
エンジン１は前述したようにガソリンを燃料とする内燃機関である。エンジン１には、図示しないが燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射装置と、エンジン１の吸気管に設置されたスロットルバルブを開閉操作するスロットルアクチュエータとが設けられており、これら燃料噴射装置の開弁時間の制御やスロットルバルブの開度の制御により運転状態が操作されるように構成されている。
【００２６】
エンジン１とモータジェネレータ４の動力軸は、入力クラッチ２により接続、切断可能となっている。モータジェネレータ４は、運転者の要求する出力が低いとき、すなわちアクセルの操作量が少ないときや、エンジン１の効率が悪い低速走行時など、不図示のバッテリから電力が供給されて、電動機として機能し、車両を走行させる。また、モータジェネレータ４は、車両制動時やバッテリの蓄電量が低下したとき、車両の惰行またはエンジン１によって駆動され、発電機として機能し、バッテリへの充電を行う。入力クラッチ２は、後述のとおりモータジェネレータ４の一時的駆動の際に切断状態とされ、エンジン１のイナーシャを切り離す。
【００２７】
図２は、本実施形態の車両の歯車変速部５の変速機構の概略を説明するスケルトン図である。図２に示すように、トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ２３を有しており、このロックアップクラッチ２３は、ポンプインペラ２４に一体化させてあるフロントカバー２５とタービンランナ２６を一体に取付けたハブ２７との間に設けられている。エンジン１のクランクシャフト（図示せず）はフロントカバー２５に連結され、またタービンランナ２６を連結してある回転軸２８は、モータジェネレータ４の回転軸に直結されている。さらに回転軸２８は、副変速部２１を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構２９のキャリヤ３０に連結されている。
【００２８】
この遊星歯車機構２９におけるキャリヤ３０とサンギヤ３１との間には、多板クラッチＣ０と一方向クラッチＦ０とが設けられている。なお、この一方向クラッチＦ０はサンギヤ３１がキャリヤ３０に対して相対的に正回転（回転軸２８の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ３１の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ０が設けられている。そしてこの副変速部２１の出力要素であるリングギヤ３２が、主変速部２２の入力要素である中間軸３３に接続されている。
【００２９】
したがって副変速部２１は、多板クラッチＣ０もしくは一方向クラッチＦ０が係合した状態では遊星歯車機構２９の全体が一体となって回転するため、中間軸３３が回転軸２８と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ０を係合させてサンギヤ３１の回転を止めた状態では、リングギヤ３２が回転軸２８に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００３０】
この主変速部２２の歯車列では、後進段と前進側の五つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３および第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１と中間軸３３との間に第１クラッチＣ１が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ５１と中間軸３３との間に第２クラッチＣ２が設けられている。
【００３１】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ１はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構４０および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ４１，５１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ４１，５１（すなわち共通サンギヤ軸）とケーシング６６との間には、第１一方向クラッチＦ１と多板ブレーキである第２ブレーキＢ２とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ１はサンギヤ４１，５１が逆回転（回転軸２８の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ３は第１遊星歯車機構４０のキャリヤ４２とケーシング６６との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構６０のリングギヤ６３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ４と第２一方向クラッチＦ２とがケーシング６６との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ２はリングギヤ６３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００３２】
また、歯車変速部５の入力回転速度を検出するために、入力回転センサ６７が副変速機２１のサンギア３１上に設けられている。回転センサは、歯車状の円板と、この円板の周縁に設置され、歯車の歯の有無によってオン信号、オフ信号を出力するピックアップとを含む。後述するように、第１速から第４速等においては、サンギア３１は、トルクコンバータ３のタービンと一体となって回転するので、歯車変速部５の入力回転速度の検出を行うことができる。また、歯車変速部５の出力回転速度を検出するために、プロペラシャフト６５またはこれと一体となって回転する軸上に出力回転センサ６８が設けられている。このセンサの構造は、入力回転センサ６７と同様のものである。
【００３３】
上記の歯車変速部５では、各クラッチやブレーキを図３の作動表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図３において○印は係合状態、●印はエンジンブレーキ時に係合状態、△印は係合・解放のいずれでもよいこと、空欄は解放状態を示す。
【００３４】
図３に示す各変速段から、シフトレバーの操作ポジションに応じたレンジが選択される。なおシフトレバーの操作ポジションは、パーキング（Ｐ）ポジションに続けて、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、およびドライブ（Ｄ）ポジションがこの順に設定されている。これらのポジションのうちＤポジションでは、図３に示す前進５段を達成することができる。なお、このような構成に加えて、オーバードライブ段である第５速以外の前進４段を達成することができる４速ポジションや、第３速までの変速段を達成できる３速ポジション、第２速までの変速段を達成できる２速ポジション、および第１速のみを達成することができるＬポジションを設ける構成としてもよい。
【００３５】
このような変速段の達成は、上記の各ポジションに応じてマニュアルバルブが切り換えられて所定の油路を介して油圧を給排することによって実行される。なお、歯車変速部５の変速操作のために電動オイルポンプ７が用いられ、この電動オイルポンプの吐出側が、油圧制御部６によって歯車変速部５の各クラッチや各ブレーキに結合されている。
【００３６】
制御手段として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０は、ＣＰＵを中心としたワンチップマイクロプロセッサとして構成されており、その詳細は図示しないが、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、モータジェネレータ４のコントロールを行うＭＧコントローラ等と通信を行なう通信ポートと、入出力ポートとを備えている。
【００３７】
このＥＣＵ７０の入力側には、図４に示すように、車両の状態を示す各種の信号が入力される。具体的には、車両の適宜箇所に設置された車両加速度センサの検出信号、エンジン１のクランク軸に設けられたエンジン回転数センサの検出信号であるエンジン回転数ＮＥ、エンジン１に設けられた水温センサの検出信号、イグニッションスイッチの操作信号、バッテリに設けられたＳＯＣセンサの検出信号である充電状態（State Of Charge）信号、エンジン１のクランク軸に設けられたクランク角センサの検出信号、バッテリからの電圧信号、エアコンの作動信号、駆動輪側に取り付けられた車輪速センサの検出信号、油圧制御部６に設けられたＡＴ油温センサの検出信号、シフトレバーに設けられたシフトポジションセンサの検出信号、サイドブレーキの基部に設けられたサイドブレーキスイッチの検出信号、フットブレーキの近傍に設けられたフットブレーキスイッチの検出信号、排気管に設けられた触媒温度センサの検出信号、アクセルペダルの近傍に設けられたアクセル開度センサの検出信号、車室内に設けられたオートクルーズスイッチの操作信号、タービン回転数ＮＴセンサの検出信号、車室内に設けられたドアスイッチのドア開信号、車体に設けられた衝突センサからの衝突信号、第１クラッチＣ１への油圧経路中に設けられたＣ１油圧センサの検出信号、および電動オイルポンプ７の動作信号などが、ＥＣＵ７０に入力される。これらの信号の入力に基づいてＥＣＵ７０では各種の演算が行われる。
【００３８】
また、ＥＣＵ７０の出力側からは、各種のアクチュエータや車両に搭載された他のコンピュータ類に対する制御信号や状態信号が出力される。具体的には、電動オイルポンプ７に対する制御信号、点火時期制御装置に対する点火信号、燃料噴射装置に対する噴射信号、スタータモータに対するスタータ信号、ＭＧコントローラに対する制御信号、減速装置に対する制御信号、油圧制御部６の各背圧コントロールソレノイドに対する制御信号、油圧制御部６のライン圧コントロールソレノイドに対する制御信号、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のアクチュエータに対する制御信号、車室内に設けられ現在の駆動力源の種類を表示する駆動力源インジケータに対する制御信号、エアコンに対する制御信号、車室内に設けられた警音器への警報音制御信号、エンジン１の電子制御スロットル弁に対する制御信号、車室内のシステムインジケータに対する制御信号、パーキングロック機構のレンジ切換用モータに対する制御信号、シフトレバーの近傍に設けられたシフト表示部に対する制御信号、および入力クラッチ２に対する制御信号などが、ＥＣＵ７０から出力される。
【００３９】
なお、モータジェネレータ４を駆動するＭＧコントローラは、周知の三相ブリッジインバータ回路を含んで構成されており、これに含まれるスイッチング素子としての６個のトランジスタのオン時間の割合を順次制御してモータジェネレータ４の三相コイルの各コイルに流れる電流を制御することによって、その動作を正負に、すなわちモータとして機能する状態と発電機として機能する状態とに動作させる。
【００４０】
前述したように、歯車変速部５のように歯車の噛み合わせにより動力伝達を行う構造の場合、バックラッシュによる影響、すなわち、動力伝達方向が変化する時にバックラッシュに起因する歯打ち音やショックが発生する。例えば、アクセルをオンして、エンジン１の駆動力が歯車変速部５を介して駆動輪側に伝達され走行している駆動状態、つまり、エンジン１側に繋がる歯車の前側歯面（回転方向を前側とした場合）が駆動輪側に繋がる歯車の後側歯面（回転方向後側）を押している状態と、アクセルをオフして駆動輪の惰行により駆動輪側からの回転力がエンジン１側に伝達される被駆動状態、つまり、エンジン側に繋がる歯車の後側歯面が駆動輪側に繋がる歯車の前側歯面に押される状態とがある。この駆動状態・被駆動状態の切り換わる時に歯打ち音やショックが発生する。具体的には、走行中にエンジンブレーキを使用する場合、エンジンブレーキ状態から再度加速する場合、さらには、クラッチ等の操作により一時的に駆動伝達が中断したニュートラル状態から駆動状態、被駆動状態が復帰する場合等に、歯打ち音やショックが発生する。
【００４１】
本実施形態においては、車両のＥＣＵ７０により前記ＭＧコントローラを制御することによりバックラッシュの存在を考慮したトルク制御を行い、歯打ち音やショックの発生を抑制する。ＥＣＵ７０において行われる処理の一例について、図５のフロー図及び、車速、アクセル開度、ロックアップクラッチの状態、モータトルクの出力状態、エンジントルクの出力状態の関係を示す図６等を用いて説明する。
【００４２】
まず、ＥＣＵ７０は、各種の入力信号、例えばエンジン回転数センサからのエンジン回転数信号ＮＥに基づいて、エンジン１が駆動状態かが判断される（Ｓ１０）。なお、エンジン駆動でない場合、つまりモータジェネレータ４をモータとして機能させ走行している時に、前述した駆動状態・被駆動状態の変化が発生しても、モータのトルクの変化スピードをなませばバックラッシュに起因する歯打ち音やショックは抑制することができるので、本実施形態の処理を行う必要はない。
【００４３】
エンジン１が駆動状態である場合、ＥＣＵ７０は、歯車変速部５を介したエンジン１と駆動輪との間で駆動力伝達方向の変化が生じたか否か、すなわち、駆動状態・被駆動状態の切り換えが行われたか否かの判断を行う（Ｓ２０）。この判断は、例えばアクセル開度センサの検出信号に基づいて、アクセルペダルの急速な閉操作または開操作が行われたかにより行われる。前述したように、エンジン１と駆動輪との間で走行中に駆動力伝達方向の変化が生じる例として、エンジンブレーキを使用した場合やエンジンブレーキ状態から再加速する場合がある。エンジンブレーキ状態への移行やエンジンブレーキ状態からの再加速は、アクセルペダルの操作によって認識することができるからである。もちろん、車両に備えられた様々なセンサや装置の状態に基づいて駆動状態・被駆動状態の切り換えが行われたか否かの判断は可能であり、必要に応じて切り換わりの判断手段を選択してもよい。
【００４４】
もし、ＥＣＵ７０が駆動状態・被駆動状態切り換わりが行われたと判断した場合、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ４に接続された駆動用のバッテリにおいて、そのＳＯＣに余裕があるか否かの判断を行う（Ｓ３０）。この判断は、モータジェネレータ４を歯車変速機５のバックラッシュを詰めるための駆動力源として一時的に駆動可能であるか否かをみるために行われ、ＳＯＣが所定値以上である場合に肯定される。
【００４５】
以上の条件が成立した場合には、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ４が駆動力源として一時的に駆動が可能であると判断し、モータジェネレータ４を駆動する（Ｓ４０）。このモータジェネレータ４の一時的駆動は、動力伝達方向の切り換わり時のバックラッシュを詰めるために動作する。例えば、エンジン１について駆動状態から被駆動状態に変化した場合、すなわち、図６に示すように、例えば、走行中にアクセル開度が全閉まで急激に低減した場合、エンジンブレーキ状態に移行するが、この時に動力の伝達方向が駆動状態から被駆動状態に変化する。ＥＣＵ７０は、アクセル開度の全閉への変化を検出した場合、図６において、時刻ｔ１から所定時間だけ負のモータトルクを発生するように駆動し、歯車変速部５が現在有するバックラッシュを詰める。すなわち、エンジン１側に繋がる歯車の前側歯面（回転方向を前側とした場合）が駆動輪側に繋がる歯車の後側歯面（回転方向後側）を押している状態から、アクセルをオフして駆動輪の惰行により駆動輪側からの回転力がエンジン側に伝達される被駆動状態、つまり、エンジン側に繋がる歯車の後側歯面が駆動輪側に繋がる歯車の前側歯面に押される状態に変化する前に、エンジン１側に繋がる歯車を実質的に逆回転させ、上述した切り換わり前にバックラッシュを詰めてしまうことにより、切り換わり時の歯打ち音やショックの抑制を行う。
【００４６】
一方、駆動力伝達方向の切り換わりが被駆動状態から駆動状態に変化する場合、すなわち、車両の走行中に、アクセル開度が全閉から急激に所定の基準値を超えて増加した場合（エンジンブレーキ状態から再加速した場合）、ＥＣＵ７０は、これを検出した時刻ｔ３から所定時間だけ正のモータトルクを発生するように駆動し、歯車変速部５が現在有するバックラッシュを詰める。すなわち、エンジン１側に繋がる歯車の後側歯面（回転方向を前側とした場合）が駆動輪側に繋がる歯車の前側歯面を押している状態から、アクセルオンによりエンジン１側の駆動力が発生した駆動輪を駆動する駆動状態、つまり、エンジン側に繋がる歯車の前側歯面が駆動輪側に繋がる歯車の後側歯面に押す状態に変化する前に、エンジン１側に繋がる歯車を実質的に正回転させ、上述した切り換わり前にバックラッシュを詰めてしまうことにより、切り換わり時の歯打ち音やショックの抑制を行う。
【００４７】
なお、バックラッシュは、特に歯車変速部５の歯車やスプラインに存在するが、歯車変速部５以外にも、例えば、デファレンシャル等にも存在するが、上述のモータジェネレータ４によるトルク付与により同様に、バックラッシュを詰めることが可能であり、その影響を抑制することができる。
【００４８】
また、車両走行中の駆動伝達の切り換わりの形態としては、エンジン１と駆動輪との間の動力伝達関係が完全にクラッチ等により遮断されたニュートラル状態から駆動状態、または、被駆動状態に変化する場合がある。ニュートラル状態の場合、エンジン１側に繋がる歯車の歯面と駆動輪側に繋がる歯車の歯面とは、バックラッシュの存在により相互にフローティングで向き合った状態になっており、駆動状態に移行する場合や被駆動状態に移行する場合にも、実質的な駆動力の伝達方向の切り換わり時（ゼロ状態からの切り換わり時）に歯打ち音やショックが生じるが、クラッチが再度接続される場合に上述と同様に、モータジェネレータ４を駆動し、正負の適切なトルクを付与することにより、歯打ち音やショックを効果的に抑制することができる。
【００４９】
なお、歯車変速部５や他の部分に存在するバックラッシュは僅かであるため、バックラッシュを詰めるためのモータジェネレータ４によるトルク付加時間は、バックラッシュ量（ガタ量）に応じた必要充分な程度に短くてよく、また、この時の付加トルクにより駆動輪を駆動する訳ではないので、トルクは小さくてよい。この時、トルクが急激に加わらないようにすることが重要である。
【００５０】
また、上記実施形態では時刻ｔ１またはｔ３に開始される一時的なトルクの付加時間および付加されるトルク値を一定値としたが、本発明における一時的なトルクの付加量は、バックラッシュ量（すなわち、バックラッシュが詰まる際に受け側の部材に与えられる運動エネルギ、ないしこれに所定の対応関係を持つ回転部材の隙間角や隙間距離などの値）に応じて変更することとしてもよい。例えば、歯車変速装置５のバックラッシュの量は、変速段でも相違し、また、バックラッシュが詰まる直前の動力伝達状態で変化する。さらに、バックラッシュは駆動状態から被駆動状態、またはその逆に変化する時が最も大きく、ニュートラルから駆動状態や被駆動状態に変化する場合は、前者に比べて小さい。従って、詰めるバックラッシュ量に応じたトルクの付加時間を適宜選択または変更できるようにすることが望ましい。例えば、詰めるバックラッシュ量が大きいときには、トルクを付加する時間を長くしたり、付加するトルクの大きさ自体を大きくすることが望ましい。さらに、付加するトルク量の調整を行うことにより、バックラッシュが詰まる速度を適宜減速制御することも可能であり、制御時の状態に応じた最適なバックラッシュ詰め制御を実現することができる。このような場合には、例えば予め変速段等の車両の走行状態とトルク制御量とを互いに対応づけて記憶させたテーブルデータをＲＯＭなどに保持させ、現在の車両状態に基づき当該テーブルデータを参照し制御量を読み出して出力することにより実現することができる。
【００５１】
なお、モータジェネレータ４を駆動し、歯車変速部５のバックラッシュを効率的に詰める場合、エンジンイナーシャを切り離すか低減する必要がある。本実施形態においては、バックラッシュ詰め制御を行う場合、すなわち、時刻ｔ１およびｔ３から所定時間だけ、トルクコンバータ３のロックアップクラッチ２３をオフする（図６参照）、または滑らせる。また入力クラッチ２も同様のタイミングでオフまたは滑らせる。これにより、バックラッシュを詰めるためにモータジェネレータ４に要求されるトルクを小さくすることができる。
【００５２】
以上のとおり、本実施形態では、第２駆動力源としてのモータジェネレータ４を用いて、エンジン１と駆動軸間の動力伝達方向が変化する場合（駆動状態と被駆動状態の相互切り換わり、及びニュートラルから駆動、被駆動への切り換わる場合）、ＥＣＵ７０がモータジェネレータ４により正のトルクまたは負のトルクを一時的に発生させ、動力伝達機構におけるバックラッシュを予め強制的に詰め、バックラッシュによる影響を抑制する。これにより、動力伝達方向の切り換わり時に従来発生していた歯打ち音やショックを効果的に抑制することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、トルクコンバータ３の後段にモータジェネレータ４が接続された構成の車両について本発明を適用したが、本発明はこのような構成に限らず、トルクコンバータの前段に駆動用のモータジェネレータが接続された構成の車両においても適用できる。また、本実施形態では、ハイブリッド車を例にとり、第２駆動力源として、走行用に使用されるモータジェネレータ４を用いる例を説明したが、バックラッシュを詰めるためのトルクは、前述したように、大きくないので、そのトルクを発生する第２駆動力源は、エンジン１のスタータモータや、補機の駆動用のモータ、バックラッシュを詰めるために専用に設けられた小型のモータ等でもよい。特に、バックラッシュの詰め専用にモータを設ける場合以外は、モータの共用が可能であり、車両の構成の複雑化やコストアップを回避することができる。さらに、第２駆動力源としては、車両の減速エネルギを回転エネルギとして蓄積し、必要時にその回転エネルギを放出する機能を有するフライホイールを用いることも可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態では歯車変速部５を用いた車両について本発明を適用したが、本発明における動力伝達機構はベルトプーリ式などの無段変速機（ＣＶＴ；Continuously-Variable Transmission）や、マニュアルシフト式の変速機であっても同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の動力伝達系を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の歯車変速部の変速機構の概略を説明するスケルトン図である。
【図３】歯車変速部で各変速段を設定するための摩擦係合装置の係合・解放の組み合わせを説明する係合作動表である。
【図４】ＥＣＵに対する入出力信号を示すブロック図である。
【図５】モータジェネレータの一時的駆動に係る処理の一例を示すフロー図である。
【図６】モータジェネレータの一時的駆動に係る処理を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１エンジン、２入力クラッチ、３トルクコンバータ、４，９モータジェネレータ、５歯車変速部、６油圧制御部、７電動オイルポンプ、８駆動装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to an improvement in a vehicle control device that can suppress a hitting sound or a shock that occurs when a power transmission direction between a driving force source and driving wheels changes.
[0002]
[Prior art]
A vehicle having a driving force source such as an internal combustion engine (engine) can travel well by transmitting the driving force generated by the driving force source to driving wheels via a power transmission device such as a transmission or a differential. it can. A power transmission device such as a transmission or a differential used for driving force transmission is constituted by a combination of a plurality of gears.
[0003]
In a mechanism using not only the power transmission device but also the meshing between the gears, it is necessary to provide a gap between the tooth surfaces, so-called backlash, in order to smoothly mesh the mutual gears.
[0004]
However, when a large driving force generated by the engine is transmitted to the driving wheel side through the power transmission device, a sudden rotational force is transmitted to the gear, which is a power transmission member of the power transmission device, and the meshing of the gear is smoothly performed. There is a problem that backlash to be performed is rapidly clogged, and tooth surfaces collide instantaneously to generate a rattling sound and a shock (so-called shift shock). This problem occurs particularly when the vehicle is moving from a non-driving state (gear neutral state) to a driving state in which the vehicle is traveling.
[0005]
In response to this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-23607 discloses from a non-driving range (parking range or neutral range) that is stopped in a hybrid vehicle that uses a combination of driving by an engine and driving by a motor as appropriate. There has been disclosed a technique for suppressing shift shock by controlling the torque of a motor at the time of switching to a drive range, thereby slowing the rise of transmitted torque and reducing the backlash clogging speed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the rattling noise and shock as described above occur not only when the vehicle starts but also when the vehicle travels. For example, the driving state where the accelerator is turned on and the driving force of the engine is transmitted to the driving wheel side, that is, the front tooth surface of the gear connected to the engine side (when the rotational direction is the front side) is the driving wheel side. The driven state where the rotational force from the driving wheel side is transmitted to the engine side by turning off the accelerator and coasting the driving wheel from the state where the rear tooth surface of the gear connected to (the rear side in the rotation direction) is pushed, that is, When the rear tooth surface of the gear connected to the engine side changes to a state where it is pushed by the front tooth surface of the gear connected to the driving wheel side, in other words, when the driving / driven state is switched, more specifically, the engine during traveling When using the brakes, or when accelerating again from the engine brake state, when the drive transmission is resumed from the state where the drive transmission is temporarily interrupted by the operation of the clutch, etc. Clogging phenomenon of Interview is generated, rattling noise and shock occurs.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to suppress rattling noise and shock when the driving state and the driven state are switched during traveling of the vehicle.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device. Has a power transmission device that transmits power from the first driving force source and a second driving force source, and the first power source and the second power source transmit power to the power transmission device, and When the power transmission direction between the driving force source and the driving wheel changes, the second driving force before the meshing parts included in the power transmission device are engaged by changing the power transmission direction. Including control means for controlling torque generated by a source to pack backlash of the meshing component. The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means controls the backlash that varies depending on the gear speed. I do It is characterized by that.
[0009]
When the power transmission direction changes, the meshing parts such as gears included in the power transmission device change the tooth surfaces that come into contact with each other in a meshed state. The backlash movement at this time causes a rattling noise and shock. Therefore, by applying a predetermined torque using the second driving force source, backlash associated with a change in the power transmission direction is preliminarily packed to suppress rattling noise and shock based on the backlash.
[0010]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the configuration described above, the control means is a driving state in which the driving force of the first driving force source is transmitted to driving wheels via a power transmission device. And the second driving force source is controlled when the driven state in which the rotation of the driving wheel caused by coasting of the vehicle is switched to the first driving force source via the power transmission device is switched.
[0011]
Here, the first driving force source is, for example, an engine. Further, the second driving force source may be a driving force source having the ability to travel the vehicle in the same manner as the first driving force source, and may be used for driving purposes other than traveling, for example, auxiliary equipment. It may be a power source. The time when the driving state and the driven state are switched is, for example, a transition to an engine braking state or a transition from an engine braking state to a reacceleration state performed while the vehicle is running.
[0012]
According to this configuration, it is possible to suppress rattling noise and shock when switching between the driving state and the driven state, and to prevent a sense of incongruity during traveling.
[0013]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device, The vehicle includes a power transmission device that transmits power from a first driving force source, and a second driving force source, and the first power source and the second power source transmit power to the power transmission device, While driving the vehicle, When switching from a neutral state in which power transmission between the first driving force source and the driving wheel is interrupted to a driving state in which the driving force of the first driving force source is transmitted to the driving wheel via a power transmission device, Before the meshing parts included in the power transmission device mesh with each other by changing the power transmission direction, a torque is generated by the second driving force source to control backlash of the meshing parts. Including control means The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means controls the backlash that varies depending on the gear speed. I do It is characterized by that.
[0014]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device, The vehicle includes a power transmission device that transmits power from a first driving force source, and a second driving force source, and the first power source and the second power source transmit power to the power transmission device, When switching from a neutral state in which power transmission between the first driving force source and the driving wheel is interrupted to a driven state, the meshing parts included in the power transmission device mesh with each other by changing the power transmission direction. Control means for controlling the backlash of the meshing parts to be generated by generating torque by the second driving force source. The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means controls the backlash that varies depending on the gear speed. I do It is characterized by that.
[0015]
According to this configuration, even if the neutral state is switched to the driving state or the driving state is switched while the vehicle is traveling, it is possible to suppress rattling noise and shock and to prevent a sense of discomfort during traveling.
[0016]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the control means corrects the control amount in accordance with the amount of backlash that the power transmission device has during control. And
[0017]
Generally, a power transmission device is composed of a plurality of gears having different characteristics, and selects an optimal combination according to the running state of the vehicle. When the combination of gears changes, the backlash determined by the relationship between the gears also changes. Therefore, by changing the control amount of the second driving force source in accordance with the change in the amount of backlash, it is possible to appropriately and efficiently suppress the rattling noise and shock.
[0018]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the second driving force source is an electric motor.
[0019]
Here, the electric motor means a starter motor as a first driving force source, a motor for driving an auxiliary device, a traveling motor provided independently of the first driving force source, and a backlash. A motor provided exclusively for the motor. In particular, except that an electric motor is provided exclusively for packing backlash, the electric motor can be shared, and the configuration can be prevented from becoming complicated.
[0020]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a switching means for switching between mechanical coupling of the power transmission member between the first driving force source and the power transmission device and release of the mechanical coupling in the above configuration. And the switching means releases the mechanical coupling when the transmission state of the driving force between the first driving force source and the driving wheels changes.
[0021]
Here, the switching means is a clutch provided between the first driving force source and the power transmission device, a lock-up clutch provided in the torque converter, or the like. When a lockup clutch or the like is coupled, the driving force of the first driving force source can be efficiently transmitted to the driving wheel side, which can contribute to improvement of fuel consumption, etc. growing. Therefore, by canceling the coupling between the first driving force source and the driving wheel side, the torque fluctuation at the time of switching of the driving force transmission direction is absorbed to some extent, and the backlash is reduced by controlling the second driving force source. By performing the control, it is possible to more effectively suppress the rattling noise and shock. Note that here, the term “release of connection” includes not only complete separation but also a state of sliding while contacting.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration block diagram of a vehicle in the present embodiment (hereinafter referred to as an embodiment). In the present embodiment, the first driving force source is constituted by an engine such as gasoline, the second driving force source is constituted by a motor generator, traveling only by engine driving, and motor driving using the motor generator as an electric motor. An example will be described in which the vehicle control device of the present invention is applied to a hybrid vehicle capable of appropriately selecting traveling alone or traveling together.
[0023]
The right end of the output shaft (not shown) of the engine 1 in the drawing is connected to the torque converter 3 via the input clutch 2, and the output shaft of the torque converter 3 is connected to the motor generator 4. . The output shaft of the motor generator 4 is connected to a gear transmission (a part of the power transmission device) 5. That is, the vehicle of the present embodiment is configured to be able to output the power of the engine 1 and the power of the motor generator 4 to the gear transmission 5 via the input clutch 2 and the torque converter 3.
[0024]
On the other hand, an auxiliary motor generator 9 as an auxiliary rotating electric machine is connected to the left end of the output shaft of the engine 1 through a drive device 8. Drive device 8 transmits power between the crankshaft of engine 1 and motor generator 9. The drive device 8 includes a belt, a pulley, and a planetary gear mechanism as main components, and further includes a clutch for interrupting power transmission. The auxiliary motor generator 9 is a synchronous motor generator, and functions as a generator during operation of the engine 1 to an auxiliary battery (not shown) that supplies electric power to the internal combustion engine auxiliary equipment, vehicle electrical components, and the like. Charging is performed and power is directly supplied to the electrical components. The auxiliary motor generator 9 receives electric power from the auxiliary battery and functions as a starter motor when the engine 1 is started.
[0025]
As described above, the engine 1 is an internal combustion engine using gasoline as fuel. Although not shown, the engine 1 is provided with a fuel injection device that directly injects fuel into the combustion chamber, and a throttle actuator that opens and closes a throttle valve installed in the intake pipe of the engine 1. The operation state is configured to be controlled by controlling the valve opening time and the opening of the throttle valve.
[0026]
The power shafts of the engine 1 and the motor generator 4 can be connected and disconnected by the input clutch 2. The motor generator 4 functions as a motor by being supplied with electric power from a battery (not shown) when the output requested by the driver is low, that is, when the amount of operation of the accelerator is small, or when the engine 1 is traveling at low speed where the efficiency of the engine 1 is low. And drive the vehicle. Further, the motor generator 4 is driven by the vehicle coasting or the engine 1 when the vehicle is braked or when the amount of charge of the battery decreases, and functions as a generator to charge the battery. As will be described later, the input clutch 2 is disconnected when the motor generator 4 is temporarily driven, and disconnects the inertia of the engine 1.
[0027]
FIG. 2 is a skeleton diagram for explaining the outline of the speed change mechanism of the gear transmission 5 of the vehicle according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the torque converter 3 has a lockup clutch 23, and the lockup clutch 23 has a front cover 25 integrated with a pump impeller 24 and a turbine runner 26 attached integrally. It is provided between the hub 27. A crankshaft (not shown) of the engine 1 is connected to the front cover 25, and a rotating shaft 28 connected to the turbine runner 26 is directly connected to the rotating shaft of the motor generator 4. Further, the rotary shaft 28 is connected to a carrier 30 of an overdrive planetary gear mechanism 29 that constitutes the auxiliary transmission unit 21.
[0028]
A multi-plate clutch C0 and a one-way clutch F0 are provided between the carrier 30 and the sun gear 31 in the planetary gear mechanism 29. The one-way clutch F0 is engaged when the sun gear 31 rotates forward relative to the carrier 30 (rotation in the rotation direction of the rotary shaft 28). A multi-plate brake B0 that selectively stops the rotation of the sun gear 31 is provided. A ring gear 32 that is an output element of the auxiliary transmission unit 21 is connected to an intermediate shaft 33 that is an input element of the main transmission unit 22.
[0029]
Accordingly, the sub-transmission unit 21 rotates as a whole with the planetary gear mechanism 29 in a state where the multi-plate clutch C0 or the one-way clutch F0 is engaged, so that the intermediate shaft 33 rotates at the same speed as the rotary shaft 28. It becomes a low speed stage. In the state where the brake B0 is engaged and the rotation of the sun gear 31 is stopped, the ring gear 32 is increased in speed with respect to the rotary shaft 28 and rotates in the forward direction, resulting in a high speed stage.
[0030]
In the gear train of the main transmission 22, the reverse gear and the five forward gears can be set, and a clutch and a brake for that are provided as follows. First, the clutch will be described. The first clutch C1 is provided between the ring gear 53 of the second planetary gear mechanism 50 and the sun gear 61 of the third planetary gear mechanism 60 and the intermediate shaft 33, which are connected to each other. A second clutch C <b> 2 is provided between the sun gear 41 of the first planetary gear mechanism 40, the sun gear 51 of the second planetary gear mechanism 50, and the intermediate shaft 33.
[0031]
Next, the brake will be described. The first brake B1 is a band brake and is arranged to stop the rotation of the sun gears 41 and 51 of the first planetary gear mechanism 40 and the second planetary gear mechanism 50. A first one-way clutch F1 and a second brake B2 that is a multi-plate brake are arranged in series between the sun gears 41 and 51 (that is, a common sun gear shaft) and the casing 66. The one-way clutch F1 is engaged when the sun gears 41 and 51 are going to rotate in the reverse direction (rotation in the direction opposite to the rotation direction of the rotary shaft 28). The third brake B3, which is a multi-plate brake, is provided between the carrier 42 of the first planetary gear mechanism 40 and the casing 66. As a brake for stopping the rotation of the ring gear 63 of the third planetary gear mechanism 60, a fourth brake B4, which is a multi-plate brake, and a second one-way clutch F2 are arranged in parallel between the casing 66. The second one-way clutch F2 is engaged when the ring gear 63 is about to reversely rotate.
[0032]
In addition, an input rotation sensor 67 is provided on the sun gear 31 of the auxiliary transmission 21 in order to detect the input rotation speed of the gear transmission 5. The rotation sensor includes a gear-shaped disk and a pickup that is installed on the periphery of the disk and outputs an on signal and an off signal depending on the presence or absence of gear teeth. As will be described later, since the sun gear 31 rotates integrally with the turbine of the torque converter 3 from the first speed to the fourth speed, the input rotational speed of the gear transmission 5 can be detected. An output rotation sensor 68 is provided on the propeller shaft 65 or a shaft that rotates integrally with the propeller shaft 65 in order to detect the output rotation speed of the gear transmission 5. The structure of this sensor is the same as that of the input rotation sensor 67.
[0033]
In the gear transmission 5 described above, it is possible to set five forward speeds and one reverse speed by engaging and releasing the clutches and brakes as shown in the operation table of FIG. In FIG. 3, ◯ indicates an engaged state, ● indicates an engaged state during engine braking, Δ indicates that either engagement or release may be performed, and a blank indicates a released state.
[0034]
A range corresponding to the operation position of the shift lever is selected from each gear position shown in FIG. As for the operation position of the shift lever, the reverse (R) position, neutral (N) position, and drive (D) position are set in this order after the parking (P) position. Among these positions, the forward five stages shown in FIG. 3 can be achieved at the D position. In addition to such a configuration, the fourth speed position that can achieve four forward speeds other than the fifth speed that is the overdrive speed, the third speed position that can achieve the gear speeds up to the third speed, the second speed A configuration may be provided in which a second speed position capable of achieving a shift speed up to the speed and an L position capable of achieving only the first speed are provided.
[0035]
The achievement of such a shift stage is executed by switching the manual valve in accordance with each of the above-described positions and supplying and discharging the hydraulic pressure through a predetermined oil passage. An electric oil pump 7 is used for gear shifting operation of the gear transmission unit 5, and a discharge side of the electric oil pump is coupled to each clutch and each brake of the gear transmission unit 5 by a hydraulic control unit 6.
[0036]
As a control means, an electronic control unit (ECU) 70 is configured as a one-chip microprocessor with a CPU at the center. Although not shown in detail, the ROM stores a processing program and temporarily stores data. A RAM, a communication port for communicating with an MG controller or the like for controlling the motor generator 4, and an input / output port are provided.
[0037]
As shown in FIG. 4, various signals indicating the state of the vehicle are input to the input side of the ECU 70. Specifically, a detection signal of a vehicle acceleration sensor installed at an appropriate location of the vehicle, an engine speed NE that is a detection signal of an engine speed sensor provided on the crankshaft of the engine 1, and a water temperature provided in the engine 1 From the detection signal of the sensor, the operation signal of the ignition switch, the charge state (State Of Charge) signal which is the detection signal of the SOC sensor provided in the battery, the detection signal of the crank angle sensor provided in the crankshaft of the engine 1, Voltage signal, air conditioner operation signal, wheel speed sensor detection signal mounted on the drive wheel side, AT oil temperature sensor detection signal provided in the hydraulic control unit 6, shift position sensor detection provided on the shift lever Signal, detection signal of the side brake switch provided at the base of the side brake, installed near the foot brake Detection signal of the foot brake switch, detection signal of the catalyst temperature sensor provided in the exhaust pipe, detection signal of the accelerator opening sensor provided in the vicinity of the accelerator pedal, operation signal of the auto cruise switch provided in the passenger compartment, Detection signal of turbine rotational speed NT sensor, door opening signal of door switch provided in vehicle interior, collision signal from collision sensor provided in vehicle body, C1 hydraulic pressure sensor provided in hydraulic path to first clutch C1 And the operation signal of the electric oil pump 7 are input to the ECU 70. Based on the input of these signals, the ECU 70 performs various calculations.
[0038]
Further, control signals and status signals for various actuators and other computers mounted on the vehicle are output from the output side of the ECU 70. Specifically, a control signal for the electric oil pump 7, an ignition signal for the ignition timing control device, an injection signal for the fuel injection device, a starter signal for the starter motor, a control signal for the MG controller, a control signal for the speed reduction device, the hydraulic pressure control unit 6 Displays the control signal for each back pressure control solenoid, the control signal for the line pressure control solenoid of the hydraulic control unit 6, the control signal for the anti-lock brake system (ABS) actuator, and the type of the current driving force source provided in the passenger compartment. A control signal for a driving power source indicator, a control signal for an air conditioner, an alarm sound control signal for a horn provided in the passenger compartment, a control signal for an electronically controlled throttle valve of the engine 1, a control signal for a system indicator in the passenger compartment, Parking Lot Range switching control signal for the motor of the mechanism, the control signal for the shift display unit provided in the vicinity of the shift lever, and a control signal for the input clutch 2, is outputted from the ECU 70.
[0039]
The MG controller that drives the motor generator 4 includes a well-known three-phase bridge inverter circuit. The motor is controlled by sequentially controlling the on-time ratio of six transistors as switching elements included therein. By controlling the current flowing through each coil of the three-phase coil of the generator 4, the operation is performed positively or negatively, that is, a state functioning as a motor and a state functioning as a generator.
[0040]
As described above, in the case of a structure in which power transmission is performed by meshing gears, such as the gear transmission unit 5, the influence of backlash, i.e., rattling noise and shock caused by backlash when the power transmission direction is changed. appear. For example, when the accelerator is turned on, the driving force of the engine 1 is transmitted to the driving wheel side via the gear transmission 5 and traveling, that is, the front tooth surface of the gear connected to the engine 1 side (the rotation direction is changed). When the front side is pushing the rear tooth surface of the gear connected to the drive wheel side (rear side in the rotation direction), and when the accelerator is turned off and the drive wheel coasts, the rotational force from the drive wheel side is The driven state transmitted to the engine side, that is, the state where the rear tooth surface of the gear connected to the engine side is pushed by the front tooth surface of the gear connected to the driving wheel side. When this driving state / driven state is switched, rattling noise and shock are generated. Specifically, when the engine brake is used during traveling, when the engine is accelerated again from the engine brake state, the drive state and the driven state are changed from the neutral state where the drive transmission is temporarily interrupted by the operation of the clutch or the like. When returning, a rattling noise or shock is generated.
[0041]
In the present embodiment, the ECU 70 of the vehicle controls the MG controller to perform torque control in consideration of the presence of backlash, thereby suppressing the occurrence of rattling noise and shock. An example of processing performed in the ECU 70 will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and FIG. 6 showing the relationship between the vehicle speed, the accelerator opening, the lockup clutch state, the motor torque output state, and the engine torque output state. To do.
[0042]
First, the ECU 70 determines whether the engine 1 is in a driving state based on various input signals, for example, an engine speed signal NE from an engine speed sensor (S10). When the engine is not driven, that is, when the motor generator 4 functions as a motor and travels, the backlash will occur if the speed of change of the motor torque is reduced, even if the change in the drive state / driven state described above occurs. Since it is possible to suppress the rattling noise and shock caused by the above, it is not necessary to perform the processing of this embodiment.
[0043]
When the engine 1 is in the driving state, the ECU 70 determines whether or not a change in the driving force transmission direction has occurred between the engine 1 and the driving wheels via the gear transmission 5, that is, switching between the driving state and the driven state. It is determined whether or not the operation has been performed (S20). This determination is made based on, for example, whether the accelerator pedal is rapidly closed or opened based on the detection signal of the accelerator opening sensor. As described above, examples of the change in the driving force transmission direction during traveling between the engine 1 and the drive wheels include a case where an engine brake is used and a case where acceleration is performed again from an engine brake state. This is because the transition to the engine brake state and the reacceleration from the engine brake state can be recognized by operating the accelerator pedal. Of course, it is possible to determine whether the driving state / driven state has been switched based on the state of various sensors and devices provided in the vehicle, and select the switching determination means as necessary. May be.
[0044]
If the ECU 70 determines that the switching between the driving state and the driven state has been performed, the ECU 70 determines whether or not the SOC of the driving battery connected to the motor generator 4 has sufficient margin ( S30). This determination is made to see whether or not the motor generator 4 can be temporarily driven as a driving force source for closing the backlash of the gear transmission 5, and affirmative when the SOC is equal to or greater than a predetermined value. Is done.
[0045]
When the above conditions are satisfied, ECU 70 determines that motor generator 4 can be temporarily driven as a driving force source, and drives motor generator 4 (S40). The temporary drive of the motor generator 4 operates to reduce backlash when the power transmission direction is switched. For example, when the engine 1 is changed from the driving state to the driven state, that is, as shown in FIG. 6, for example, when the accelerator opening is rapidly reduced to the fully closed state while traveling, the engine brake state is entered. At this time, the power transmission direction changes from the driven state to the driven state. When the ECU 70 detects a change in the accelerator opening to the fully closed state, the ECU 70 drives to generate negative motor torque for a predetermined time from time t1 in FIG. . That is, from the state where the front tooth surface of the gear connected to the engine 1 side (when the rotational direction is the front side) pushes the rear tooth surface of the gear connected to the drive wheel side (the rear side in the rotational direction), the accelerator is turned off. A driven state in which the rotational force from the driving wheel side is transmitted to the engine side by coasting of the driving wheel, that is, a state where the rear tooth surface of the gear connected to the engine side is pushed by the front tooth surface of the gear connected to the driving wheel side Before the change, the gear connected to the engine 1 side is substantially reversely rotated, and the backlash is filled before the above-described switching, thereby suppressing rattling noise and shock at the time of switching.
[0046]
On the other hand, when the switching of the driving force transmission direction changes from the driven state to the driving state, that is, when the accelerator opening increases suddenly from a fully closed state to a predetermined reference value while the vehicle is running (engine In the case of reacceleration from the brake state), the ECU 70 is driven so as to generate a positive motor torque for a predetermined time from the time t3 at which this is detected, and the gear transmission 5 currently has a backlash. That is, the driving force on the engine 1 side is generated by accelerator-on from the state in which the rear tooth surface of the gear connected to the engine 1 side (when the rotation direction is the front side) pushes the front tooth surface of the gear connected to the drive wheel side. The gear connected to the engine 1 side is substantially changed before the drive state for driving the driven wheel is changed, that is, the front tooth surface of the gear connected to the engine side is pushed to the rear tooth surface of the gear connected to the drive wheel side. , And the backlash is packed before the switching described above, thereby suppressing rattling noise and shock at the time of switching.
[0047]
Note that backlash is present particularly in the gears and splines of the gear transmission 5, but is also present in, for example, the differential in addition to the gear transmission 5, but similarly by applying the torque by the motor generator 4 described above, It is possible to pack backlash, and its influence can be suppressed.
[0048]
In addition, as a form of switching of drive transmission while the vehicle is running, the power transmission relationship between the engine 1 and the drive wheels is changed from the neutral state where it is completely cut off by a clutch or the like to the drive state or the driven state. There is a case. In the neutral state, the gear tooth surface connected to the engine 1 side and the gear tooth surface connected to the drive wheel side are in a state of floating and facing each other due to the presence of backlash. Even when shifting to the driven state, a rattling noise or shock is generated when the transmission direction of the substantial driving force is switched (when switching from the zero state), but when the clutch is reconnected Similarly to the above, by driving the motor generator 4 and applying appropriate positive and negative torque, rattling noise and shock can be effectively suppressed.
[0049]
Since the backlash existing in the gear transmission 5 and other parts is very small, the torque application time by the motor generator 4 for closing backlash is necessary and sufficient according to the backlash amount (backlash amount). The driving wheel may not be driven by the additional torque at this time, and the torque may be small. At this time, it is important to prevent the torque from being applied suddenly.
[0050]
In the above-described embodiment, the temporary torque addition time and the torque value to be added started at time t1 or t3 are set to constant values. However, the temporary torque addition amount in the present invention is the backlash amount ( That is, it may be changed in accordance with the kinetic energy given to the receiving member when the backlash is clogged, or the values of the clearance angle and clearance distance of the rotating member having a predetermined correspondence relationship therewith. For example, the amount of backlash of the gear transmission 5 is different even at the shift stage, and changes in the power transmission state immediately before the backlash is clogged. Further, the backlash is greatest when the driving state changes from the driving state to the driven state or vice versa, and is smaller than the former when changing from the neutral state to the driving state or the driven state. Accordingly, it is desirable to be able to appropriately select or change the torque addition time corresponding to the backlash amount to be packed. For example, when the backlash amount to be packed is large, it is desirable to lengthen the time for applying torque or increase the magnitude of the applied torque itself. Furthermore, by adjusting the amount of torque to be added, it is possible to appropriately control the speed at which the backlash clogs, and it is possible to realize the optimal backlash filling control according to the state at the time of control. In such a case, for example, the table data in which the traveling state of the vehicle such as the shift stage and the torque control amount are stored in association with each other are stored in the ROM or the like, and the table data is referred to based on the current vehicle state. This can be realized by reading out and outputting the control amount.
[0051]
Note that when the motor generator 4 is driven to efficiently close the backlash of the gear transmission 5, it is necessary to disconnect or reduce the engine inertia. In the present embodiment, when the backlash filling control is performed, that is, the lockup clutch 23 of the torque converter 3 is turned off (see FIG. 6) or slid for a predetermined time from the times t1 and t3. The input clutch 2 is also turned off or slid at the same timing. Thereby, the torque required for motor generator 4 to reduce backlash can be reduced.
[0052]
As described above, in the present embodiment, when the power transmission direction between the engine 1 and the drive shaft changes using the motor generator 4 as the second driving force source (the driving state and the driven state are switched to each other, and When switching from neutral to driving or driven), the ECU 70 temporarily generates positive torque or negative torque by the motor generator 4 to forcibly reduce backlash in the power transmission mechanism in advance, and the influence of backlash Suppress. As a result, it is possible to effectively suppress the rattling noise and shock that are conventionally generated when the power transmission direction is switched.
[0053]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a vehicle having a configuration in which the motor generator 4 is connected to the subsequent stage of the torque converter 3. However, the present invention is not limited to such a configuration, The present invention can also be applied to a vehicle having a configuration in which a motor generator is connected. In the present embodiment, a hybrid vehicle is taken as an example, and the example in which the motor generator 4 used for traveling is used as the second driving force source has been described. However, the torque for reducing backlash is as described above. Therefore, the second driving force source that generates the torque may be a starter motor of the engine 1, a motor for driving the auxiliary machine, a small motor provided exclusively for backlashing, or the like. In particular, the motor can be shared except when a motor is provided exclusively for backlash packing, and the vehicle configuration can be prevented from becoming complicated and costly. Further, as the second driving force source, it is possible to use a flywheel having a function of accumulating the deceleration energy of the vehicle as rotational energy and releasing the rotational energy when necessary. Obtainable.
[0054]
Further, in the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle using the gear transmission unit 5, but the power transmission mechanism in the present invention is a continuously variable transmission (CVT) such as a belt pulley type or a manual shift. The same effect can be obtained even with a transmission of the type.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a power transmission system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a skeleton diagram illustrating an outline of a speed change mechanism of the gear speed change portion of the present embodiment.
FIG. 3 is an engagement operation table for explaining a combination of engagement / release of a friction engagement device for setting each gear position in a gear transmission unit.
FIG. 4 is a block diagram showing input / output signals to / from an ECU.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing related to temporary driving of a motor generator.
FIG. 6 is a timing chart showing processing related to temporary driving of the motor generator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine, 2 input clutch, 3 Torque converter, 4,9 Motor generator, 5 Gear transmission part, 6 Hydraulic control part, 7 Electric oil pump, 8 Drive apparatus.

Claims

A vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device,
The vehicle includes a power transmission device that transmits power from a first driving force source, and a second driving force source,
The first power source and the second power source transmit power to the power transmission device;
When the power transmission direction between the first driving force source and the driving wheel changes, the second part of the meshing part included in the power transmission device is changed into the meshing state by changing the power transmission direction. by generating a torque by a driving force source, seen including a control means for performing control system that stuffed backlash said meshing part has,
The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means performs control to reduce backlash that differs depending on the gear speed. The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.

The apparatus of claim 1.
The control means includes a driving state in which the driving force of the first driving force source is transmitted to the driving wheels via the power transmission device, and rotation of the driving wheels due to coasting of the vehicle via the power transmission device. A vehicle control device that controls the second driving force source when the driven state transmitted to the driving force source is switched.

A vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device,
The vehicle includes a power transmission device that transmits power from a first driving force source, and a second driving force source,
The first power source and the second power source transmit power to the power transmission device;
During driving of the vehicle, the neutral state in which the power transmission between the first driving force source and the driving wheel is interrupted is changed to the driving state in which the driving force of the first driving force source is transmitted to the driving wheel via the power transmission device. When switching, before the state of meshing by changing the power transmission direction in the meshing parts included in the power transmission device, generate torque by the second driving force source,
Look including a control means for controlling the backlash of the meshing part has,
The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means performs control to reduce backlash that differs depending on the gear speed. The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.

A vehicle control device for a vehicle that travels when at least a first driving force source transmits driving force to driving wheels via a power transmission device,
The vehicle includes a power transmission device that transmits power from a first driving force source, and a second driving force source,
The first power source and the second power source transmit power to the power transmission device;
When switching from the neutral state in which power transmission between the first driving force source and the driving wheel is interrupted to the driven state, the meshing parts included in the power transmission device mesh with each other by changing the power transmission direction. before, by generating a torque by the second driving power source, seen including a control means for controlling the backlash of the meshing part has,
The power transmission device has a stepped gear transmission, the second driving force source is connected to the input shaft of the power transmission device, and the control means performs control to reduce backlash that differs depending on the gear speed. The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.

The device according to any one of claims 1 to 4,
The vehicle control apparatus characterized in that the control means corrects a control amount in accordance with a backlash amount of the power transmission device during control.

The device according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle control apparatus, wherein the second driving force source is an electric motor.

The device according to any one of claims 1 to 4,
And a switching unit that switches between mechanical coupling of the power transmission member between the first driving force source and the power transmission device and release of the mechanical coupling, and the switching unit drives between the first driving force source and the driving wheels. A vehicle control device that releases the mechanical coupling when a force transmission state changes.