JP6017324B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents
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Description
「内燃機関の出力軸から動力が入力される入力軸」と、
「車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸」と、
「電動機と連結されて電動機との間で動力伝達可能な中間軸」と、
「それぞれが中間軸に相対回転不能に設けられるとともに、それぞれが複数のEG走行変速段のうち一部の変速段のそれぞれに対応し且つそれぞれが複数のMG走行変速段のそれぞれに対応する、複数の共用固定ギヤ」と、
「それぞれが出力軸に相対回転可能に設けられ、且つ、それぞれが対応する共用固定ギヤと常時歯合する複数の共用遊転ギヤ」と、
「それぞれが入力軸又は出力軸に相対回転不能に設けられるとともに、それぞれが複数のEG走行変速段のうち前記一部の変速段以外の残りの変速段のそれぞれに対応する、1つ又は複数のEG走行固定ギヤ」と、
「それぞれが出力軸又は入力軸に相対回転可能に設けられ、且つ、それぞれが対応する前記EG走行固定ギヤと常時歯合する1つ又は複数のEG走行遊転ギヤ」と、
「複数の共用遊転ギヤの全てが出力軸に対して相対回転可能な第1状態、及び、複数の共用遊転ギヤのうちの何れか1つのみが出力軸に対して相対回転不能且つ残りの1つ又は複数の共用遊転ギヤが出力軸に対して相対回転可能な第2状態、を選択的に実現する第1切替機構」と、
「1つ又は複数のEG走行遊転ギヤの全てが出力軸及び入力軸のうちそれぞれの対応する軸に対して相対回転可能な第3状態、及び、1つ又は複数のEG走行遊転ギヤのうちの何れか1つのみが対応する軸に対して相対回転不能且つ残りの1つ又は複数のEG走行遊転ギヤがそれぞれの前記対応する軸に対して相対回転可能な第4状態、を選択的に実現する第2切替機構」と、
「中間軸が入力軸と連結されて入力軸との間で動力伝達可能な第5状態、及び、中間軸が入力軸と連結されず入力軸との間で動力伝達不能な第6状態、を選択的に実現する第3切替機構」と、を備える。
図1は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置(以下、「本装置」と称呼する。)の概略構成を示している。本装置は、トルクコンバータを備えない変速機T/Mと、クラッチC/Dとを備え、アクチュエータACT1〜ACT5を用いてC/Dのクラッチトルク及びT/Mの変速段を制御する、所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)である。本装置を搭載した車両は、動力源としてエンジンE/Gとモータジェネレータ(電動モータ)M/Gとを備えた、所謂AMT付ハイブリッド車両である。
目標EGギヤが現在実現されているEGギヤ(以下、「現在EGギヤ」と呼ぶ)から変更された場合(EGギヤの変速要求)、EGギヤの変速作動が実行される。EGギヤの変速作動には、クラッチC/Dの作動、スリーブS1〜S4の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整が含まれる。典型的には、EGギヤの変速作動では、先ず、現在EGギヤが実現されている状態にてクラッチトルクがゼロに向けて(且つ、EGトルクがアイドリングに相当する微小値に向けて)減少される。次いで、クラッチトルクがゼロ(且つ、EGトルクが微小)の状態にてスリーブS1〜S4の係合状態が「現在EGギヤの係合状態」から「目標EGギヤの係合状態」へと変更されて(EGギヤの切り替え)、目標EGギヤが実現される。そして、目標EGギヤが実現された状態にてクラッチトルク(及びEGトルク)が増大される。EGギヤの変速作動の開始とは、EGギヤの変更に関連して実行される「クラッチC/Dの作動、スリーブS1〜S4の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整」のうちで最も早く開始されたものの開始に対応し、EGギヤの変速作動の終了とは、EGギヤの変更に関連して実行される「クラッチC/Dの作動、スリーブS1〜S4の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整」のうちで最も遅く終了したものの終了に対応する。EGギヤの変速作動中とは、EGギヤの変速作動の開始から終了までの間の期間を指す。
目標MGギヤが現在実現されているMGギヤ(以下、「現在MGギヤ」と呼ぶ)から変更された場合(MGギヤの変速要求)、MGギヤの変速作動が実行される。MGギヤの変速作動には、クラッチC/Dの作動、スリーブS2、S3の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整が含まれる。典型的には、MGギヤの変速作動では、先ず、現在MGギヤが実現されている状態にてMGトルクがゼロに向けて減少される。次いで、MGトルクがゼロの状態にてスリーブS2の係合状態が「現在MGギヤの係合状態」から「目標MGギヤの係合状態」へと変更されて(MGギヤの切り替え)、目標MGギヤが実現される。そして、目標MGギヤが実現された状態にてMGトルクが増大される。MGギヤの変速作動の開始とは、MGギヤの変更に関連して実行される「クラッチC/Dの作動、スリーブS2、S3の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整」のうちで最も早く開始されたものの開始に対応し、MGギヤの変速作動の終了とは、MGギヤの変更に関連して実行される「クラッチC/Dの作動、スリーブS2、S3の作動、E/Gトルクの調整、M/Gトルクの調整」のうちで最も遅く終了したものの終了に対応する。MGギヤの変速作動中とは、MGギヤの変速作動の開始から終了までの間の期間を指す。
本装置では、EGギヤの変速要求があった場合、現在MGギヤ(Low又はHigh)でMGトルクをT/Mの出力軸(具体的には、第1出力軸A4)に伝達しながら(以下、「MGアシスト」と呼ぶ)EGギヤの変速作動が実行される。これにより、EGギヤの変速作動中に亘ってMGトルクを利用して途切れのないトルクアシストを行うことができる。
本装置では、EGギヤ及びMGギヤの両方の変速要求が同時にあった場合、原則的には、図11にフローチャートによって示す通常制御が実行される。通常制御では、「先ず、現在MGギヤでMGアシストしながらEGギヤが現在EGギヤから目標EGギヤへ変更され(ステップ1105)、その後、実現された目標EGギヤでEGアシストしながらMGギヤが現在MGギヤから目標MGギヤへ変更される(ステップ1110)」第1パターン、或いは、「先ず、現在EGギヤでEGアシストしながらMGギヤが現在MGギヤから目標MGギヤへ変更され(ステップ1105)、その後、実現された目標MGギヤでMGアシストしながらEGギヤが現在EGギヤから目標EGギヤへ変更される(ステップ1110)」第2パターン、が実行される。第1パターン(EGギヤの変速作動→MGギヤの変速作動)、或いは、第2パターン(MGギヤの変速作動→EGギヤの変速作動)を経ることによって、EGギヤ及びMGギヤの両方に係る変速作動中に亘って、(車両の加速中において)途切れのないトルクアシストを行うことが可能となる。
ところで、このT/Mの構成では、上述のように、MGギヤとしてLow及びHighの何れが実現されていても、複数のEGギヤのうちで実現され得ない変速段が存在する。具体的には、Lowの場合には「4速」が実現され得ず、Highの場合には「2速」が実現され得ない(上記表1の「×」を参照)。
Claims (6)
- 動力源として内燃機関(E/G)と電動機(M/G)とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、
内燃機関側変速段として複数の内燃機関走行変速段(1速〜5速)と、電動機側変速段として複数の電動機走行変速段(Low、High)とを備えた変速機(T/M)であって、
前記内燃機関の出力軸(A1)から動力が入力される入力軸(A2)と、
前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸(A4、A5)と、
前記電動機と連結されて前記電動機との間で動力伝達可能な中間軸(A3)と、
それぞれが前記中間軸に相対回転不能に設けられるとともに、それぞれが前記複数の内燃機関走行変速段のうち一部の変速段のそれぞれに対応し且つそれぞれが前記複数の電動機走行変速段のそれぞれに対応する、複数の共用固定ギヤ(G2i、G4i)と、
それぞれが前記出力軸に相対回転可能に設けられ、且つ、それぞれが対応する前記共用固定ギヤと常時歯合する複数の共用遊転ギヤ(G2o、G4o)と、
それぞれが前記入力軸又は前記出力軸に相対回転不能に設けられるとともに、それぞれが前記複数の内燃機関走行変速段のうち前記一部の変速段以外の残りの変速段のそれぞれに対応する、1つ又は複数の内燃機関走行固定ギヤ(G1i、G35i)と、
それぞれが前記出力軸又は前記入力軸に相対回転可能に設けられ、且つ、それぞれが対応する前記内燃機関走行固定ギヤと常時歯合する1つ又は複数の内燃機関走行遊転ギヤ(G1o、G3o、G5o)と、
前記複数の共用遊転ギヤの全てが前記出力軸に対して相対回転可能な第1状態、及び、前記複数の共用遊転ギヤのうちの何れか1つのみが前記出力軸に対して相対回転不能且つ残りの1つ又は複数の前記共用遊転ギヤが前記出力軸に対して相対回転可能な第2状態、を選択的に実現する第1切替機構(S2、ACT2)と、
前記1つ又は複数の内燃機関走行遊転ギヤの全てが前記出力軸及び前記入力軸のうちそれぞれの対応する軸に対して相対回転可能な第3状態、及び、前記1つ又は複数の内燃機関走行遊転ギヤのうちの何れか1つのみが前記対応する軸に対して相対回転不能且つ残りの1つ又は複数の前記内燃機関走行遊転ギヤがそれぞれの前記対応する軸に対して相対回転可能な第4状態、を選択的に実現する第2切替機構(S1、S4、ACT1、ACT4)と、
前記中間軸が前記入力軸と連結されて前記入力軸との間で動力伝達可能な第5状態、及び、前記中間軸が前記入力軸と連結されず前記入力軸との間で動力伝達不能な第6状態、を選択的に実現する第3切替機構(S3、ACT3)と、
を備えた変速機(T/M)と、
前記内燃機関の出力軸(A1)と前記変速機の入力軸(A2)との間に介装されたクラッチ(C/D)であってクラッチが伝達し得るトルクの最大値であるクラッチトルクを調整可能なクラッチ(C/D、ACT5)と、
前記車両の走行状態に基づいて、前記内燃機関の出力軸の駆動トルクである内燃機関駆動トルク、前記電動機の出力軸の駆動トルクである電動機駆動トルク、前記第1、第2、第3切替機構、及び、前記クラッチを制御する制御手段(ECU)と、
を備えた車両の動力伝達制御装置であり、
前記制御手段は、
前記車両の走行状態に基づいて、目標の前記内燃機関側変速段として前記複数の内燃機関走行変速段及び内燃機関側ニュートラルのうちから何れか一つを設定し、及び、目標の前記電動機側変速段として前記複数の電動機走行変速段及び電動機側ニュートラルのうちから何れか一つを設定するように構成され、
前記制御手段は、
前記目標内燃機関側変速段が前記内燃機関側ニュートラルに設定された場合、
前記第2切替機構を前記第3状態に制御し且つ前記第3切替機構を前記第6状態に制御することによって前記内燃機関側ニュートラルを実現するとともに、前記目標電動機側変速段が前記電動機側ニュートラルに設定されているときには前記第1切替機構を前記第1状態に制御することによって前記電動機側ニュートラルを実現し、前記目標電動機側変速段が前記複数の電動機走行変速段の何れか一つに設定されているときには前記第1切替機構を前記目標電動機側変速段の前記共用遊転ギヤが前記出力軸に対して相対回転不能となる前記第2状態に制御することによって前記目標電動機側変速段を実現し、
前記目標内燃機関側変速段が前記複数の内燃機関走行変速段のうち前記一部の変速段の何れか一つに設定された場合、
前記第2切替機構を前記第3状態に制御し且つ前記第3切替機構を前記第5状態に制御し且つ前記第1切替機構を前記目標内燃機関側変速段の前記共用遊転ギヤが前記出力軸に対して相対回転不能となる前記第2状態に制御することによって、前記目標内燃機関側変速段を実現し、且つ、前記目標電動機側変速段に設定されている、前記目標内燃機関側変速段と前記共用固定ギヤ及び前記共用遊転ギヤを共用する前記電動機走行変速段を実現し、
前記目標内燃機関側変速段が前記複数の内燃機関走行変速段のうち前記残りの変速段の何れか一つに設定された場合、
前記第2切替機構を前記目標内燃機関側変速段の前記内燃機関走行遊転ギヤが前記対応する軸に対して相対回転不能となる前記第4状態に制御し且つ前記第3切替機構を前記第6状態に制御することによって前記目標内燃機関側変速段を実現するとともに、前記目標電動機側変速段が前記電動機側ニュートラルに設定されているときには前記第1切替機構を前記第1状態に制御することによって前記電動機側ニュートラルを実現し、前記目標電動機側変速段が前記複数の電動機走行変速段の何れか一つに設定されているときには前記第1切替機構を前記目標電動機側変速段の前記共用遊転ギヤが前記出力軸に対して相対回転不能となる前記第2状態に制御することによって前記目標電動機側変速段を実現するように構成され、
前記制御手段は、
前記目標内燃機関側変速段が現在実現されている現在内燃機関側変速段から変更される内燃機関側変速要求が発生し、且つ、前記目標電動機側変速段が現在実現されている現在電動機側変速段から変更される電動機側変速要求であって前記目標電動機側変速段が前記複数の電動機走行変速段のうちの何れか一つから前記複数の電動機走行変速段のうちの他の一つの変速段に変更される電動機側変速要求が発生した場合、前記現在電動機側変速段を用いて前記電動機の駆動トルクを前記変速機の出力軸に伝達しながら前記内燃機関側変速段を前記現在内燃機関側変速段から前記目標内燃機関側変速段に変更し、その後、実現された前記目標内燃機関側変速段を用いて前記内燃機関の駆動トルクを前記変速機の出力軸に伝達しながら前記電動機側変速段を前記現在電動機側変速段から前記目標電動機側変速段に変更する第1パターン、或いは、前記現在内燃機関側変速段を用いて前記内燃機関の駆動トルクを前記変速機の出力軸に伝達しながら前記電動機側変速段を前記現在電動機側変速段から前記目標電動機側変速段に変更し、その後、実現された前記目標電動機側変速段を用いて前記電動機の駆動トルクを前記変速機の出力軸に伝達しながら前記内燃機関側変速段を前記現在内燃機関側変速段から前記目標内燃機関側変速段に変更する第2パターン、を経て、前記目標内燃機関側変速段及び前記目標電動機側変速段を実現する通常制御を実行するように構成され、
前記制御手段は、
前記内燃機関側変速要求が、前記複数の内燃機関走行変速段の前記一部の変速段のうちで前記現在電動機側変速段が実現された状態では実現され得ない変速段である特定変速段(2速)より高速側の変速段から前記特定変速段への変速要求であり、且つ、前記電動機側変速要求が、前記現在電動機側変速段から前記現在電動機側変速段より低速側の変速段への変速要求であり、且つ、前記車両を加速させるために前記車両の運転者によって操作される加速操作部材(AP)の操作量の増加勾配が第1所定値(A1)以上の場合、前記通常制御に代えて第1特殊制御を実行し、前記第1特殊制御では、前記電動機側変速段を前記現在電動機側変速段から変更することなく前記現在電動機側変速段を用いて前記電動機の駆動トルクを前記変速機の出力軸に伝達しながら、前記内燃機関側変速段を、前記現在内燃機関側変速段に維持し、又は、前記現在内燃機関側変速段より低速側であり且つ前記目標内燃機関側変速段である前記特定変速段より高速側の変速段に変更するように構成された、車両の動力伝達制御装置。 - 請求項1に記載の車両の動力伝達制御装置において、
前記制御手段は、
前記内燃機関側変速要求が、前記特定変速段より高速側の変速段から前記特定変速段への変速要求であり、且つ、前記電動機側変速要求が、前記現在電動機側変速段から前記現在電動機側変速段より低速側の変速段への変速要求であり、且つ、前記加速操作部材の操作量の増加勾配が前記第1所定値よりも大きい第2所定値(A2)以上の場合、前記第1特殊制御に代えて第2特殊制御を実行し、前記第2特殊制御では、前記内燃機関側変速段の前記目標内燃機関側変速段である前記特定変速段への変速作動、及び、前記電動機側変速段の前記目標電動機側変速段への変速作動を同時期に行うように構成された、車両の動力伝達制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の車両の動力伝達制御装置において、
前記制御手段は、
前記第1特殊制御実行中において、前記変速機の出力軸に伝達される前記電動機の駆動トルクを徐々に低減するように構成された、車両の動力伝達制御装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
前記中間軸(A3)は中空円筒状を呈し、
前記中間軸の内部空間に前記入力軸(A2)が挿入されることによって、前記中間軸と前記入力軸とが同軸的且つ相対回転可能に配置された、車両の動力伝達制御装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
前記変速機の出力軸が、前記変速機の入力軸(A2)と平行に配置された第1出力軸(A4)と、前記変速機の入力軸と平行に配置された第2出力軸(A5)とから構成され、
複数の前記残りの変速段のうちの一部の変速段の前記内燃機関走行遊転ギヤ(G1o、G5o)が前記第1出力軸に設けられ、複数の前記残りの変速段のうちの前記一部の変速段以外の残りの変速段の前記内燃機関走行遊転ギヤ(G3o)が前記第2出力軸に設けられた、車両の動力伝達制御装置。 - 請求項5に記載の車両の動力伝達制御装置において、
前記入力軸に設けられた前記1つ又は複数の内燃機関走行固定ギヤのうちで、前記第1出力軸に設けられた前記内燃機関走行遊転ギヤ及び前記第2出力軸に設けられた前記内燃機関走行遊転ギヤの両方と常時歯合するものが存在する、車両の動力伝達制御装置。
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