JP5958094B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、ニュートラル状態で走行しているときに、制御装置の誤動作やアクチュエータの故障などにより、解放した状態に制御されている係合要素のアクチュエータの作動状態が意図せず変化する場合が想定される。この場合、作動状態が変化したアクチュエータに対応する係合要素を伝達するトルクに応じたトルクが変速機構から車輪に伝達されることが想定される。このような場合、ニュートラル状態で走行しているときに、負トルク(制動トルク)が変速機構から車輪に伝達され、車両の走行状態に影響したり、運転者に違和感を与えたりする恐れがあった。
しかしながら、特許文献2の技術では、変速機構のロック状態を検出する技術であり、ニュートラル状態で走行しているときに、意図せず生じた解放係合要素の伝達トルクにより伝達される車輪伝達トルクを判定することはできない。また、特許文献2の技術では、複数のアクチュエータの電流値の和に基づいて判定しているため、各アクチュエータの電流値が、車輪伝達トルクに与える影響を精度良く判定することができない。
また、本願において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、摩擦係合要素、ベルト、チェーン等が含まれる。
上記の特徴構成によれば、各解放係合要素の対象アクチュエータの作動指標値と比較される判定値は、各解放係合要素の伝達トルクにより変速機構から車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように対象アクチュエータそれぞれに対応して設定される。このため、各対象アクチュエータについて、車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを精度良く判定することができる。よって、車両の走行状態への影響や、運転者に与える違和感などを精度良く判定することができる。
更に、この構成によれば、作動指標値が判定値以上になった対象アクチュエータによる車輪伝達トルクを許容範囲内にさせることができ、車両の走行状態を安定させたり、運転者に与える違和感を低減させたりすることができる。
更に、この構成によれば、各解放係合要素の判定値は、許容車輪伝達トルクに基づいて、解放係合要素毎に形成され得る変速段を考慮して設定されるので、判定値の設定精度を向上させることができる。
更に、この構成によれば、要素伝達トルク値は、各対象アクチュエータの信号値を、解放係合要素毎に形成され得る変速段を考慮して換算された車輪伝達トルク値とされるので、換算精度を向上させることができる。
更に、この構成によれば、ニュートラル状態を終了するときに形成する所定変速段を構成する係合要素の内、解放係合要素を除く残余の係合要素が係合されているので、解放係合要素が係合された場合に形成され得る変速段が限定され、判定値及び作動指標値の設定精度を向上させることができる。
本実施形態では、図2に示すように、車両用駆動装置1は、車輪6の駆動力源としてのエンジンEに駆動連結される入力軸Iと、車輪6に駆動連結される出力ギヤOと、複数の係合要素C1、B1、・・・を備えると共に当該複数の係合要素C1、B1、・・・の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で入力軸Iの回転を変速して出力ギヤOに伝達する変速機構TMと、変速機構TMを介さずに車輪6に駆動連結される回転電機MGと、を備えている。本実施形態では、図1に示すように、エンジンEは、変速機構TMを介して車両5の前輪に駆動連結され、回転電機MGは、後輪に駆動連結されている。また、本実施形態では、エンジンEは、トルクコンバータ11を介して、入力軸Iに駆動連結されている。なお、入力軸Iが、本発明における「入力部材」に相当し、出力ギヤOが、本発明における「出力部材」に相当する。
ハイブリッド車両5には、車両用駆動装置1を制御するための制御装置30が備えられている。本実施形態では、図6に示すように、制御装置30は、回転電機MGの制御を行う回転電機制御ユニット32と、変速機構TM及びロックアップクラッチLCの制御を行う動力伝達制御ユニット33と、これらの制御ユニットを統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御ユニット34と、を有している。また、ハイブリッド車両5には、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31も備えられている。
ニュートラル走行制御部46は、車輪6が回転中の状態で、複数の係合要素C1、B1、・・・の少なくとも一部の係合要素である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、変速機構TMの状態を入力軸Iと出力ギヤOとの間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、回転電機MGの駆動力により車輪6を駆動するニュートラル走行制御を行う機能部である。
判定部47は、ニュートラル走行制御の実行中に、解放係合要素それぞれの係合・解放状態を制御するためのアクチュエータ(リニアソレノイド弁)である対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する伝達トルク許容判定を行う。
まず、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の駆動伝達系及び油圧供給系の構成を示す模式図である。なお、この図2は、軸対称の構成を一部省略して示している。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は電力の供給経路を示している。この図に示すように、車両用駆動装置1は、車両駆動用の駆動力源としてのエンジンEに駆動連結され、トルクコンバータ11を介して入力軸Iから入力されるエンジンEの回転駆動力を、変速機構TMで変速して出力ギヤOに伝達する構成となっている。
本実施形態では、変速機構TMは変速比(減速比)の異なる六つの変速段(第一段、第二段、第三段、第四段、第五段、及び第六段)を前進段として備えている。これらの変速段を構成するため、変速機構TMは、第一遊星歯車装置P1及び第二遊星歯車装置P2を備えてなる歯車機構と、六つの係合要素C1、C2、C3、B1、B2、Fと、を備えて構成されている。ワンウェイクラッチFを除くこれら複数の係合要素C1、B1、・・・の係合及び解放を制御して、第一遊星歯車装置P1及び第二遊星歯車装置P2の各回転要素の回転状態を切り替え、複数の係合要素C1、B1、・・・の中のいずれか二つを選択的に係合することにより、六つの変速段が切り替えられる。なお、変速機構TMは、上記六つの変速段のほかに、一段の後進段も備えている。
第二遊星歯車装置P2の第一サンギヤS2は、第二中間軸M2を介して第一遊星歯車装置P1のキャリアCA1と選択的に一体回転するように駆動連結されている。キャリアCA2は、入力軸Iと選択的に一体回転するように駆動連結されるとともに、非回転部材としてのケース2に選択的に固定される。リングギヤR2は、出力ギヤOと一体回転するように駆動連結されている。第二サンギヤS3は、第一中間軸M1を介して第一遊星歯車装置P1のキャリアCA1と選択的に一体回転するように駆動連結されている。
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
次に、車両用駆動装置1の油圧制御系について説明する。油圧制御系は、オイルパンOPに蓄えられた作動油を吸引し、車両用駆動装置1の各部に作動油を供給するための油圧源として、図2及び図5に示すように、機械式ポンプMP及び電動ポンプEPの二種類のポンプを備えている。ここで、機械式ポンプMPは、駆動力源としてのエンジンEの回転駆動力により駆動されて作動油を吐出するオイルポンプである。このような機械式ポンプMPとしては、例えば、歯車ポンプやベーンポンプ等が好適に用いられる。本例では、機械式ポンプMPは、図2に示すように、入力軸Iの軸方向でトルクコンバータ11に対してエンジンEとは反対側に配置されている。機械式ポンプMPは、トルクコンバータ11のポンプインペラ11aを介してエンジン出力軸Eoに駆動連結され、エンジンEの回転駆動力により駆動される。そして、この機械式ポンプMPは、基本的には車両用駆動装置1に必要な作動油の油量を十分に上回る吐出能力を備えている。しかし、機械式ポンプMPは、エンジンEの停止中には作動油を吐出しない。そこで、この車両用駆動装置1は、機械式ポンプMPを補助するためのポンプとして、電動ポンプEPを備えている。
油圧制御装置PCは、ロックアップクラッチLCに対して供給される油圧を調整するためのリニアソレノイド弁SLVを備えている。リニアソレノイド弁SLVは、第一油圧PR1の作動油の供給を受けるとともに、制御装置30から供給される信号値に応じて弁の開度を調整することにより、当該信号値に応じた油圧の作動油をロックアップクラッチLCに供給する。
本実施形態では、制御装置30から各リニアソレノイド弁SLT、SLC1、SLC4、・・・、SLVに供給される信号値は、電流値とされている。そして、リニアソレノイド弁SLT、SLC1、SLC4、・・・、SLVから出力される油圧は、基本的に制御装置30から供給される電流値に比例する。
第二調整弁SVによる調整後の第二油圧PR2の作動油は、変速機構TMの各ギヤ等の潤滑や冷却のために供給され、また、トルクコンバータ11内に充填される作動油として供給される。
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及びエンジン制御装置31の構成について、図6を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置30の各機能部41〜47などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜47の機能が実現される。
入力回転速度センサSe1は、入力軸Iの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御ユニット33は、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて出力ギヤOの回転速度を検出する。
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行うエンジン制御部41を備えている。本実施形態では、エンジン制御部41は、車両制御ユニット34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、エンジン制御装置31は、エンジンEの停止要求があった場合は、エンジンEへの燃料供給を停止して、エンジンEを運転停止状態に制御する。
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から回転電機要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令された回転電機要求トルクを出力トルク指令値に設定し、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御する。具体的には、回転電機制御部42は、インバータが備える複数のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、回転電機MGの出力トルクを制御する。
動力伝達制御ユニット33は、変速機構TMの制御を行う変速機構制御部43と、ロックアップクラッチLCの制御を行うロックアップクラッチ制御部44と、変速機構TMの各係合要素C1、B1、・・・及びロックアップクラッチLCの係合・解放状態を制御するアクチュエータを制御するためのアクチュエータ制御部45と、を備えている。
変速機構制御部43は、変速機構TMを制御する機能部である。変速機構制御部43は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた各係合要素C1、B1、・・・に供給される油圧を制御することにより、各係合要素C1、B1、・・・を係合又は解放して変速機構TMにおいて目標変速段を形成する。具体的には、変速機構制御部43は、アクチュエータ制御部45に、各係合要素C1、B1、・・・のアクチュエータへの指令信号値を指令して、供給される油圧を制御する。
変速機構制御部43は、メモリに格納された変速マップを参照し、目標変速段を決定する。変速マップは、アクセル開度及び車速と、変速機構TMにおける目標変速段との関係を規定したマップである。変速マップには複数のアップシフト線と複数のダウンシフト線とが設定されており、車速及びアクセル開度が変化して変速マップ上でアップシフト線又はダウンシフト線を跨ぐと、変速機構制御部43は、変速機構TMにおける新たな目標変速段を決定する。また、シフト位置の変更があった場合も、目標変速段が変更される。例えば、セカンドレンジ、又はローレンジに変更されたと検出した場合にも、目標変速段が変更される場合がある。なお、ここでは、アップシフトとは変速比の大きい変速段から変速比の小さい変速段への切り替えを意味し、ダウンシフトとは変速比の小さい変速段から変速比の大きい変速段への切り替えを意味する。
ロックアップクラッチ制御部44は、ロックアップクラッチLCの係合・解放状態を制御する機能部である。ここで、ロックアップクラッチ制御部44は、油圧制御装置PCを介してロックアップクラッチLCに供給される油圧を制御することにより、ロックアップクラッチLCの係合又は解放を制御する。具体的には、ロックアップクラッチ制御部44は、アクチュエータ制御部45に、ロックアップクラッチLCのアクチュエータへの指令信号値を指令して、供給される油圧を制御する。
アクチュエータ制御部45は、変速機構TMの各係合要素C1、B1、・・・及びロックアップクラッチLCの係合・解放状態を制御するために備えられた各アクチュエータを制御する機能部である。アクチュエータ制御部45は、各アクチュエータに対応した信号制御器を備えており、各アクチュエータの信号制御器は、変速機構制御部43、ロックアップクラッチ制御部44、及びニュートラル走行制御部46等の他の制御部から指令された指令信号値に基づいて、各アクチュエータに供給される信号値を制御する。
本実施形態では、図5に示すように、各係合要素C1、B1、・・・、LCに対応して、リニアソレノイド弁SLC1、SLC4、・・・、SLVが備えられており、アクチュエータ制御部45の各信号制御器は、各リニアソレノイド弁SLC1、SLC4、・・・、SLVへ供給される信号値として電流値を制御するように構成されている。アクチュエータ制御部45は、信号制御器として、指令電流値に電流値が近づくようにフィードバック制御を行う電流フィードバック制御器を備えている。アクチュエータ制御部45は、各リニアソレノイド弁SLC1、SLC4、・・・、SLVへ供給される電流値を検出するための電流センサを備えている。すなわち、各リニアソレノイド弁の電流フィードバック制御器は、各リニアソレノイド弁に対して指令された指令電流値に基づいて、各リニアソレノイド弁に供給される電流値をフィードバック制御するように構成されている。
車両制御ユニット34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM等に対して行われる各種トルク制御、及び変速機構TMが備える複数の係合要素C1、B1、・・・、ロックアップクラッチLCの係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
車両制御ユニット34は、車輪6への要求駆動力としてのアクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、エンジンE及び回転電機MGの各駆動力源から車輪6に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御ユニット34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルクを算出し、それらを他の制御ユニット32、33及びエンジン制御装置31に指令して統合制御を行う機能部である。
本実施形態では、運転モードとして、回転電機MGのみを駆動力源とする電動モードと、少なくともエンジンEを駆動力源とするパラレルモードと、車輪6から伝達される回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行う回生発電モードと、エンジンEの回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行うエンジン発電モードと、を有する。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、ニュートラル走行制御部46及び判定部47を備えている。
以下、ニュートラル走行制御部46及び判定部47について詳細に説明する。
ニュートラル走行制御部46は、車輪6が回転中の状態で、複数の係合要素C1、B1、・・・の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、変速機構TMの状態を入力軸Iと出力ギヤOとの間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、回転電機MGの駆動力により車輪6を駆動するニュートラル走行制御を行う機能部である。
判定部47は、ニュートラル走行制御の実行中に、解放係合要素それぞれの係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する伝達トルク許容判定を行う機能部である。
本実施形態では、判定部47は、作動指標値と判定値との比較による判定に加えて、入力軸I又はエンジンEの回転速度が、所定の回転速度まで上昇した場合にも、車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定するように構成されている。
また、本実施形態では、ニュートラル走行制御部46は、判定部47により、車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合には、少なくとも作動指標値が判定値以上になった対象アクチュエータを、解放した状態とさせるように制御するように構成されている。
本実施形態では、ニュートラル走行制御部46は、運転モードが電動モードに決定されている場合に、ニュートラル走行制御を行うように構成されている。すなわち、回転電機MGは、変速機構TMを介さずに車輪6に駆動連結されているので、ニュートラル走行制御部46は、回転電機MGのみを駆動力源とする電動モードが行われる場合には、変速機構TMをニュートラル状態に制御し、エンジンEを車輪6から切り離すように構成されている。
ニュートラル走行制御部46は、変速機構TMをニュートラル状態に制御している間、エンジンEの燃料消費を抑制するため、エンジンEへの燃料供給を停止させて、運転停止状態に制御するように構成されている。
本実施形態に係る変速機構TMにおける各変速段は、図3の作動表に示すように、複数の係合要素C1、B1、・・・の内、いずれか2つの係合要素が係合されることにより形成される。このため、準備係合要素は1つの係合要素とされ、解放係合要素は、残りの係合要素とされる。
図7に示す例では、ニュートラル走行制御を終了するときに形成され得る変速段が第一段から第四段のいずれかになるので、ニュートラル走行制御部46は、第一段から第四段の間で共通する係合要素である第一クラッチC1を準備係合要素に設定し、ニュートラル走行制御中も係合した状態のままに維持している。そして、ニュートラル走行制御部46は、準備係合要素に設定された第一クラッチC1以外の係合要素である第二クラッチC2、第三クラッチC3、第一ブレーキB1、及び第二ブレーキB2を解放係合要素に設定し、解放した状態とさせるように構成されている。
図7に示す例とは異なり、ニュートラル走行制御を終了するときに形成され得る変速段が第四段から第六段のいずれかになる場合は、ニュートラル走行制御部46は、第四段から第六段の間で共通する第二クラッチC2を準備係合要素に設定する。そして、ニュートラル走行制御部46は、準備係合要素に設定された第二クラッチC2以外の第一クラッチC1、第三クラッチC3、第一ブレーキB1、及び第二ブレーキB2を解放係合要素に設定する。
上記のように、判定部47は、ニュートラル走行制御の実行中に、対象アクチュエータそれぞれの作動指標値と、対象アクチュエータそれぞれの判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する伝達トルク許容判定を行う。
<車輪伝達トルクの許容範囲の設定>
対象アクチュエータそれぞれに対応して設定される判定値は、前記作動指標値についての判定しきい値であり、解放係合要素それぞれを伝達する伝達トルクにより変速機構TMから車輪6へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように対象アクチュエータそれぞれに対応して設定される。
本実施形態では、対象アクチュエータそれぞれに対応して設定される判定値は、ニュートラル走行中に変速機構TMから車輪6へ伝達されることを許容するトルクとして予め定められた許容車輪伝達トルクTwmxに基づいて設定されている。具体的には、当該判定値に対応する解放係合要素が係合された場合に形成され得る変速段(以下、推定形成変速段とも称す)において、許容車輪伝達トルクTwmxが車輪6へ伝達されるために必要とされる解放係合要素の伝達トルク(以下、許容解放伝達トルクとも称す)に対応する作動指標値に基づいて設定されている。
<作動指標値>
本実施形態では、対象アクチュエータの作動状態を表す作動指標値は、対象アクチュエータに供給される信号値、又は解放係合要素が伝達するトルクである要素伝達トルク値とされる。以下、作動指標値が、信号値とされる場合と、要素伝達トルク値とされる場合と、に場合分けをして説明する。
まず、対象アクチュエータの作動指標値が、対象アクチュエータに供給される信号値とされる場合について説明する。
本実施形態では、対象アクチュエータに供給される信号値は、解放係合要素の係合・解放状態を制御するためのリニアソレノイド弁に供給される電流値となる。
<判定値の設定>
この場合、解放係合要素それぞれに対応して設定される判定値は、許容車輪伝達トルクTwmxに基づいて、当該判定値に対応する解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段において、許容車輪伝達トルクTwmxが車輪へ伝達されるために必要とされる解放係合要素の伝達トルク(許容解放伝達トルク)に対応する信号値(電流値)に基づいて設定される。
本実施形態に係る変速機構TMでは、上記のように、第一クラッチC1又は第二クラッチC2が準備係合要素に設定され、ニュートラル走行中に係合される。図3の作動表に示すように、第一クラッチC1が準備係合要素に設定されている場合は、各解放係合要素C2、C3、B1、B2が係合された場合に形成され得る推定形成変速段は、それぞれ第四段、第三段、第二段、第一段となる。第二クラッチC2が準備係合要素に設定されている場合は、各解放係合要素C1、C3、B1、B2が係合された場合に形成され得る推定形成変速段は、それぞれ第四段、第五段、第六段、なしとなる。
まず、基本となる関係式について説明する。
入力軸Iから変速機構TMに伝達された入力トルクTinと、変速機構TMから出力ギヤOに伝達される出力トルクToとの関係は、形成されている変速段の変速比Krを用いて次式となる。
To=Kr×Tin ・・・(1)
出力トルクToと、出力ギヤOから車輪6に伝達される車輪伝達トルクTwとの関係は、出力ギヤOと車輪6との変速比であるファイナルギヤ比Kwを用いて次式となる。
Tw=Kw×To ・・・(2)
また、入力トルクTinに応じて、変速段を形成する各係合要素に作用するトルクTeは、変速段を形成する各歯車機構のギヤ比により定まる、各係合要素のトルク分担比Keを用いて次式となる。
Te=Ke×Tin ・・・(3)
ここで、トルク分担比は、各変速段を形成する係合要素毎に変化する。
式(3)から、解放係合要素に伝達トルクTefが生じた場合において、当該伝達トルクTefに応じて入力軸Iに作用する入力トルクTinfは、解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段における解放係合要素のトルク分担比Kefを用いて次式で表せる。
Tinf=1/Kef×Tef ・・・(4)
ここで、解放係合要素により生じた入力トルクTinfに応じて、エンジンEのフリクショントルクが生じているものとする。すなわち、変速機構TMの入力軸I側は、エンジンEのフリクショントルクにより支えられるものとする。
式(4)、式(1)及び式(2)から、解放係合要素の伝達トルクTefにより生じた入力トルクTinfにより、出力ギヤOを介して車輪に伝達される車輪伝達トルクTwfは、次式で表せる。
Twf=Kw×Krf×Tinf
=Kw×Krf/Kef×Tef ・・・(5)
ここで、Krfは、推定形成変速段の変速比である。
Tef=Kef/(Kw×Krf)×Twf ・・・(6)
式(6)を用いて、次式のように、許容車輪伝達トルクTwmxに基づいて、推定形成変速段において、許容車輪伝達トルクTwmxが車輪へ伝達されるために必要とされる解放係合要素の伝達トルク(許容解放伝達トルク)Temxを算出することができる。
Temx=Kef/(Kw×Krf)×Twmx ・・・(7)
そして、図8にしめすような、各係合要素の伝達トルク(伝達トルク容量)と、当該係合要素のアクチュエータに供給される信号値(電流値)との関係特性を用いて、解放係合要素の許容解放伝達トルクTemxを、信号値(電流値)に換算した値(以下、許容信号値(電流値)Xaと称する)が、判定値に設定される。
この許容信号値Xaは、図9に示すように、各準備係合要素C1、C2について、各解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段毎に算出されて、予め設定されている。
次に、図10のフローチャートを参照して、伝達トルク許容判定の処理について説明する。判定部47は、ニュートラル走行制御の実行中に、伝達トルク許容判定の実行条件が成立しているとき、図10のフローチャートに示す伝達トルク容量判定の処理を実行する。図10のフローチャートの処理は、全ての解放係合要素について実行される。
判定部47は、ステップ♯01で、各対象アクチュエータの判定値を設定する。本実施形態では、図9に示すように、準備係合要素が第一クラッチC1又は第二クラッチC2であるかに応じて、各解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段において、上記のように許容車輪伝達トルクに対応して設定されている許容信号値Xaを選択して、判定値に設定する。
例えば、準備係合要素が第一クラッチC1の場合は、第一ブレーキB1の第四リニアソレノイド弁SLC4の判定値は、第一ブレーキB1が係合された場合に形成される第二段において、許容車輪伝達トルクに対応して設定された第四リニアソレノイド弁SLC4の許容信号値Xa14に設定される。一方、準備係合要素が第二クラッチC2の場合は、第一ブレーキB1の第四リニアソレノイド弁SLC4の判定値は、第一ブレーキB1が係合された場合に形成される第六段において、許容車輪伝達トルクに対応して設定された第四リニアソレノイド弁SLC4の許容信号値Xa24に設定される。他のクラッチ、ブレーキについても同様に判定値が設定される。
そして、ニュートラル走行制御部46は、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合(ステップ♯02:No)には、少なくとも信号値(電流値)が判定値以上になった対象アクチュエータを、解放した状態とさせるように制御する(ステップ♯03)。本実施形態では、ニュートラル走行制御部46は、解放した状態とさせるリニアソレノイド弁に対応するアクチュエータ制御部45の信号制御器(電流フィードバック制御器)に対する指令信号値(指令電流値)をゼロに設定したり、信号制御器の各部の制御値をリセットしたりして、信号制御器のリセット処理を行い、リニアソレノイド弁への電流を遮断する。
また、判定部47は、ステップ♯02で車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定した場合(ステップ♯02:Yes)に、ステップ♯04で、入力軸I又はエンジンEの回転速度が、予め定めた所定の判定回転速度以上である場合は、車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定し、判定回転速度未満である場合は、車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定する。
ニュートラル走行制御部46は、ステップ♯04で、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合(ステップ♯04:No)にも、対象アクチュエータを、解放した状態とさせるように制御する(ステップ♯03)。この場合は、伝達トルクが生じた対象アクチュエータを特定できないので、全ての対象アクチュエータを解放した状態とさせるように制御する。
一方、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定された場合(ステップ♯02:Yes、又はステップ♯04:Yes)は、再びステップ♯01に戻り伝達トルク容量判定を行う。
次に、対象アクチュエータの作動指標値が、解放係合要素が伝達するトルクである要素伝達トルク値とされる場合について説明する。
<要素伝達トルク値の設定>
この場合、解放係合要素が伝達する要素伝達トルク値は、当該解放係合要素のアクチュエータに供給される信号値を、当該解放係合要素を伝達する伝達トルクである解放伝達トルク値に換算し、当該解放伝達トルク値を、当該解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段において、車輪6に伝達される車輪伝達トルク値に換算した値である。
この場合、解放係合要素それぞれに対応して設定される判定値は、予め設定されている許容車輪伝達トルクTwmx(絶対値)となる。
解放係合要素の伝達トルクTefに応じて、車輪に伝達される車輪伝達トルクTwfは、上記式(5)のように表せる。
次に、図11のフローチャートを参照して、伝達トルク許容判定の処理について説明する。判定部47は、ニュートラル走行制御の実行中に、伝達トルク許容判定の実行条件が成立しているとき、図11のフローチャートに示す伝達トルク容量判定の処理を実行する。図11のフローチャートの処理は、全ての解放係合要素について実行される。
判定部47は、ステップ♯11で、各対象アクチュエータの要素伝達トルク値を設定する。本実施形態では、準備係合要素が第一クラッチC1又は第二クラッチC2であるかに応じて各解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段において、上記のように各対象アクチュエータに供給される信号値(電流値)に基づいて各解放係合要素による車輪伝達トルクTwf(絶対値)を算出し、各対象アクチュエータの要素伝達トルク値に設定する。
例えば、準備係合要素が第一クラッチC1の場合は、第一ブレーキB1による車輪伝達トルクは、第一ブレーキB1が係合された場合に形成される第二段の変速比Krf、第二段における第一ブレーキB1のトルク分担比Kefを用い、第四リニアソレノイド弁SLC4に供給される信号値(電流値)に基づいて算出される。
一方、準備係合要素が第二クラッチC2の場合は、第一ブレーキB1による車輪伝達トルクは、第一ブレーキB1が係合された場合に形成される第六段の変速比Krf、第六段における第一ブレーキB1のトルク分担比Kefを用い、第四リニアソレノイド弁SLC4に供給される信号値(電流値)に基づいて算出される。他のクラッチ、ブレーキについても同様に要素伝達トルク値が設定される。
そして、ニュートラル走行制御部46は、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合(ステップ♯12:No)には、少なくとも要素伝達トルク値が判定値以上になった対象アクチュエータを、解放した状態とさせるように制御する(ステップ♯13)。本実施形態では、ニュートラル走行制御部46は、解放した状態とさせるリニアソレノイド弁に対応するアクチュエータ制御部の信号制御器(電流フィードバック制御器)のリセット処理を行い、リニアソレノイド弁への電流を遮断する。
また、判定部47は、ステップ♯12で車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定した場合(ステップ♯12:Yes)に、ステップ♯14で、入力軸I又はエンジンEの回転速度が、予め定めた所定の判定回転速度以上である場合は、車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定し、判定回転速度未満である場合は、車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定する。
ニュートラル走行制御部46は、ステップ♯14で、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合(ステップ♯14:No)には、全ての対象アクチュエータを解放した状態とさせるように制御する(ステップ♯13)。
一方、判定部47により車輪伝達トルクが許容される範囲内であると判定された場合(ステップ♯12:Yes、又はステップ♯14:Yes)は、再びステップ♯11に戻り伝達トルク容量判定を行う。
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
また、変速機構TMの係合要素C1、B1・・・は、油圧以外の駆動力、例えば、電磁石の駆動力、サーボモータの駆動力など、により制御される係合要素であってもよく、アクチュエータとして、電磁石、モータなどが用いられ、信号値は、これらのアクチュエータに供給される信号値であってもよい。
また、各解放係合要素が係合された場合に形成され得る推定形成変速段が一つ以上存在し、各対象アクチュエータに供給される信号値(電流値)に基づいて算出される解放係合要素による車輪伝達トルクTwfも一つ以上存在する。この場合は、各解放係合要素に対応する一つ以上の車輪伝達トルクTwf(絶対値)の最大値が、各対象アクチュエータの要素伝達トルク値に設定されるように構成されてもよい。
11 :トルクコンバータ
30 :車両用駆動装置の制御装置(制御装置)
45 :アクチュエータ制御部
46 :ニュートラル走行制御部
47 :判定部
E :エンジン(内燃機関)
I :入力軸(入力部材)
O :出力ギヤ(出力部材)
LC :ロックアップクラッチ
MG :回転電機
TM :変速機構
PC :油圧制御装置
C1 :第一クラッチ
C2 :第二クラッチ
C3 :第三クラッチ
B1 :第一ブレーキ
B2 :第二ブレーキ
SLC1 :第一リニアソレノイド弁
SLC2 :第二リニアソレノイド弁
SLC3 :第三リニアソレノイド弁
SLC4 :第四リニアソレノイド弁
SLC5 :第五リニアソレノイド弁
Claims (8)
- 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記判定値は、前記解放係合要素のそれぞれが係合された場合に形成され得る変速段毎に設定されている車両用駆動装置の制御装置。 - 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記対象アクチュエータはリニアソレノイド弁であり、
前記ニュートラル走行制御部は、前記判定部により、前記車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定された場合には、少なくとも前記作動指標値が前記判定値以上になった前記対象アクチュエータへの電流を遮断する車両用駆動装置の制御装置。 - 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記ニュートラル走行制御部は、前記変速機構をニュートラル状態に制御する際に、前記ニュートラル状態を終了するときに形成する所定変速段を構成する前記係合要素の内、少なくとも一つの係合要素を前記解放係合要素として解放した状態とし、前記所定変速段を構成する前記係合要素のうち前記解放係合要素を除く残余の係合要素を係合した状態とし、
前記判定値は、前記残余の係合要素のそれぞれについて、前記解放係合要素のそれぞれが係合された場合に形成され得る変速段毎に設定されている車両用駆動装置の制御装置。 - 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記解放係合要素それぞれに対応して設定される前記判定値は、前記ニュートラル走行制御中に前記変速機構から前記車輪へ伝達されることを許容するトルクとして予め定められた許容車輪伝達トルクに基づいて、当該判定値に対応する前記解放係合要素が係合された場合に形成され得る変速段において、前記許容車輪伝達トルクが前記車輪へ伝達されるために必要とされる前記解放係合要素の伝達トルクに対応する前記作動指標値に基づいて設定される車両用駆動装置の制御装置。 - 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記作動指標値は、前記解放係合要素が伝達するトルクである要素伝達トルク値であり、
前記要素伝達トルク値は、当該解放係合要素の前記対象アクチュエータに供給される信号値を、当該解放係合要素を伝達する解放伝達トルク値に換算し、当該解放伝達トルク値を、当該解放係合要素が係合された場合に形成され得る変速段において、前記車輪に伝達される前記車輪伝達トルクの値に換算した値である車両用駆動装置の制御装置。 - 車輪の駆動力源としての内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、複数の係合要素を備えると共に当該複数の係合要素の係合・解放状態に応じて複数の変速段が形成され、各変速段の変速比で前記入力部材の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、前記変速機構を介さずに前記車輪に駆動連結される回転電機と、を備えた車両用駆動装置を制御するための車両用駆動装置の制御装置であって、
前記車輪が回転中の状態で、前記複数の係合要素の少なくとも一部である解放係合要素を解放した状態とさせることにより、前記変速機構の状態を前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達を行わないニュートラル状態に制御し、前記回転電機の駆動力により前記車輪を駆動するニュートラル走行制御を行うニュートラル走行制御部と、
前記ニュートラル走行制御の実行中に、前記解放係合要素それぞれの前記係合・解放状態を制御するためのアクチュエータである対象アクチュエータそれぞれの作動状態を表す作動指標値と、前記解放係合要素それぞれが伝達する伝達トルクにより前記変速機構から前記車輪へ伝達される車輪伝達トルクが許容される範囲内となるように前記対象アクチュエータそれぞれに対応して設定された判定値と、をそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて、前記変速機構から前記車輪へ伝達される前記車輪伝達トルクが許容される範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記ニュートラル走行制御部は、前記変速機構をニュートラル状態に制御する際に、前記ニュートラル状態を終了するときに形成する所定変速段を構成する前記係合要素の内、少なくとも一つの係合要素を前記解放係合要素として解放した状態とし、前記所定変速段を構成する前記係合要素のうち前記解放係合要素を除く残余の係合要素を係合した状態とする車両用駆動装置の制御装置。 - 前記作動指標値は、前記対象アクチュエータに供給される信号値、又は前記解放係合要素が伝達するトルクである要素伝達トルク値である請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
- 前記判定部は、前記作動指標値と前記判定値との比較による判定に加えて、前記入力部材又は前記内燃機関の回転速度が、所定の回転速度まで上昇した場合にも、前記車輪伝達トルクが許容される範囲内でないと判定する請求項1から7のいずれか一項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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