JPWO2014136364A1 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

車両の変速制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2014136364A1
JPWO2014136364A1 JP2015504140A JP2015504140A JPWO2014136364A1 JP WO2014136364 A1 JPWO2014136364 A1 JP WO2014136364A1 JP 2015504140 A JP2015504140 A JP 2015504140A JP 2015504140 A JP2015504140 A JP 2015504140A JP WO2014136364 A1 JPWO2014136364 A1 JP WO2014136364A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
torque
upper limit
shift
limit value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015504140A
Other languages
English (en)
Inventor
良平 豊田
良平 豊田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of JPWO2014136364A1 publication Critical patent/JPWO2014136364A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50Signals to an engine or motor
    • F16H63/502Signals to an engine or motor for smoothing gear shifts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • F16H2061/0474Smoothing ratio shift by smoothing engagement or release of positive clutches; Methods or means for shock free engagement of dog clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0021Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

係合クラッチの開放不良による変速ショック及び変速機の耐久性低下の発生を抑制可能な車両の変速制御装置を提供する。モータジェネレータ(MG)から駆動輪(14)への駆動伝達系に設けられた自動変速機(3)は、締結要素として係合クラッチ(83)及び摩擦クラッチ(93)を備え、自動変速機(3)の変速を制御する変速コントローラ(21)は、アクセル踏込状態での係合クラッチ(83)を開放する一方摩擦クラッチ(93)を締結させる変速時に、摩擦クラッチ(93)の伝達トルクに対し、定常走行時の上限値(Tnolim)よりも低い値の変速時伝達トルク上限値(Tcl2max)を設定する上限値制限処理(ステップS101〜S104の処理)を実行する上限値制限部を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置とした。

Description

本発明は、駆動系に設けられた変速機の変速制御に伴ってアクチュエータを駆動させて係合クラッチを締結及び開放させて変速を行なう車両の変速制御装置に関する。
従来、駆動伝達系に設けられた変速機が、変速に伴い締結/開放を行なう締結要素として係合クラッチを備えた車両の変速制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来技術には、係合クラッチを締結させる一方で摩擦クラッチを開放させた変速段と、その逆に、係合クラッチを開放させる一方で摩擦クラッチを締結させる変速段と、を備えた変速機が開示されている。
そして、この従来技術では、変速時に、原動機としてのモータジェネレータを回転数制御して、変速機入力回転数を上昇させることにより係合クラッチの入力回転数が出力回転数と同期するタイミングで係合クラッチを締結及び開放させることが開示されている。
特開2010−202124号公報
しかしながら、係合クラッチでは、何らかの理由で強く噛み合った係合状態となった場合に、アクチュエータを開放駆動させても係合が外れにくくなる場合がある。
そこで、上記のような係合クラッチの開放不良が、アクセル踏込状態での変速時に生じた場合、摩擦クラッチの締結を進めると、ギアの二重噛み合い状態となり、変速ショックが生じたり、変速機の耐久性低下が生じたりするおそれがある。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、係合クラッチの開放不良による変速ショック及び変速機の耐久性低下の発生を抑制可能な車両の変速制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、原動機から駆動輪への駆動伝達系に設けられた変速機は、締結要素として係合クラッチ及び摩擦クラッチを備え、前記変速機の変速を制御する変速コントローラは、アクセル踏込状態での前記係合クラッチを開放する一方前記摩擦クラッチを締結させる変速時に、前記摩擦クラッチの伝達トルクに対し、定常走行時の上限値よりも低い値の変速時伝達トルク上限値を設定する上限値制限処理を実行する上限値制限部を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置とした。
本発明では、アクセル踏込状態で係合クラッチを開放し摩擦クラッチを締結する変速時には、上限値制限部が、摩擦クラッチの伝達トルクに、定常走行時の上限値よりも低い値の変速時伝達トルク上限値を設定する。
したがって、係合クラッチに開放不良が生じた状態で摩擦クラッチを締結方向に制御した際に、その伝達トルクは変速時伝達トルク上限値に制限され、この伝達トルクを定常走行時の上限値まで上昇させる場合と比較して、摩擦クラッチのスリップが容易となる。
このため、アクセル踏込状態であっても、変速機のギアの二重噛み合いによる車両前後加速度変化を抑えることができ、これにより、変速ショックの発生及び変速機の耐久性低下の発生を抑制することができる。
実施の形態1の車両の変速制御装置が適用された電気自動車の駆動系構成と制御系構成とを示す全体システム構成図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置の変速制御系の詳細構成を示す制御ブロック図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置において変速コントローラにて実行される変速制御に用いられる自動変速機のアップ変速線とダウン変速線の一例を示す変速マップ図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置の駆動系に設けられた締結要素としての係合クラッチの説明図であって、要部の断面図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置の駆動系に設けられた締結要素としての係合クラッチの動作を示すための図4Aにおいて上方から下方を見下ろした平面図であって、締結初期のシンクロ初期の状態を示している。 実施の形態1の車両の変速制御装置の駆動系に設けられた締結要素としての係合クラッチの動作を示すための図4Aにおいて上方から下方を見下ろした平面図であって、シンクロ途中を示している。 実施の形態1の車両の変速制御装置の駆動系に設けられた締結要素としての係合クラッチの動作を示すための図4Aにおいて上方から下方を見下ろした平面図であって、シンクロ終了時を示している。 実施の形態1の車両の変速制御装置の変速コントローラにて実行される上限値制限処理を実行する構成の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態1の車両の変速制御装置の解決課題を説明する比較例の動作の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態1の車両の変速制御装置の動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態2の車両の変速制御装置の変速コントローラにて実行される上限値制限処理を実行する構成の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態2の車両の変速制御装置の動作例を示すタイムチャートである。 他の実施の形態の車両の変速制御装置を適用するハイブリッド車両の駆動系構成を示すシステム構成図である。
以下、本発明の車両の変速制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態1に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の車両の変速制御装置の構成を説明する。
図1は、実施の形態1の車両の変速制御装置が適用された電気自動車(車両の一例)の駆動系と制御系の構成を示す全体システム図である。以下、図1に基づき駆動系構成と制御系構成を説明する。
前記電気自動車の駆動系構成としては、図1に示すように、モータジェネレータ(原動機)MGと、自動変速機3と、駆動輪14と、を備えている。
モータジェネレータMGは、力行時に駆動モータとして用いられ、回生時にジェネレータとして用いられ、そのモータ軸が自動変速機3の変速機入力軸6に接続されている。
自動変速機3は、変速比の異なる2つのギア対のいずれかで動力を伝達する常時噛み合い式有段変速機であり、減速比の小さなハイギア段(高速段)と減速比の大きなローギア段(低速段)を有する2段変速のものである。この自動変速機3は、ローギア段を実現するロー側変速機構8及びハイギア段を実現するハイ側変速機構9により構成される。ここで、変速機入力軸6及び変速機出力軸7は、それぞれ平行に配置される。
ロー側変速機構8は、ロー側伝動経路を選択するためのもので、変速機出力軸7上に配置している。このロー側変速機構8は、低速段ギア対80(ギア81,ギア82)が、変速機入出力軸6,7間を駆動結合するように、変速機出力軸7に対するギア81の係合/開放を行う係合クラッチ83により構成されている。ここで、低速段ギア対80は、変速機出力軸7上に回転自在に支持したギア81と、ギア81と噛み合い、変速機入力軸6と共に回転するギア82と、から構成されている。
ハイ側変速機構9は、ハイ側伝動経路を選択するためのもので、変速機入力軸6上に配置されている。このハイ側変速機構9は、高速段ギア対90(ギア91,ギア92)が、変速機入出力軸6,7間を駆動結合するように、変速機入力軸6に対するギア91の締結/開放を行う摩擦クラッチ93により構成されている。ここで、高速段ギア対90は、変速機入力軸6上に回転自在に支持したギア91と、ギア91に噛み合い、変速機出力軸7と共に回転するギア92と、から構成されている。
変速機出力軸7は、ギア11が固定され、このギア11と、これに噛合するギア12とからなるファイナルドライブギア組を介して、ディファレンシャルギア装置13が変速機出力軸7に駆動結合されている。これにより、変速機出力軸7に達したモータジェネレータMGのモータ動力がファイナルドライブギア組(ギア11,12)及びディファレンシャルギア装置13を経て左右の駆動輪14(なお、図1では一方の駆動輪のみを示した)に伝達される。
[変速制御系の詳細構成]
図2は、前記電気自動車の変速制御系の詳細構成を示し、図3は、変速制御において用いられる変速マップの一例を示す。以下、図2及び図3に基づき、変速制御系の詳細構成を説明する。
電気自動車の制御系のうち変速制御系の構成としては、図2に示すように、係合クラッチ83と、摩擦クラッチ93と、モータジェネレータMGと、変速コントローラ21と、モータコントローラ28と、を備えている。つまり、係合クラッチ83と摩擦クラッチ93は、変速コントローラ21からの指令によりアップ変速/ダウン変速の変速制御を行う構成としている。モータジェネレータMGは、変速コントローラ21(もしくは、変速コントローラ21から変速情報を入力する統合コントローラ30(図1参照)からのモータコントローラ28に対する指令によりモータトルク応答性の制御を行う構成としている。なお、各コントローラ21,28,30は、電気信号を入力して電気信号による制御信号を出力する電子回路機器により構成されている。
係合クラッチ83は、シンクロ式の噛み合い係合によるクラッチであり、図1に示すように、ギア81に設けたクラッチギア84と、変速機出力軸7に結合したクラッチハブ85と、カップリングスリーブ86と、を有する。そして、図2に示す電動アクチュエータ41によりカップリングスリーブ86を、クラッチギア84(図1参照)との係合位置と、非係合位置とにストローク駆動させることで、係合クラッチ83が係合/開放される。
このように、係合クラッチ83の係合と開放は、カップリングスリーブ86の位置によって決まる。そこで、変速コントローラ21は、スリーブ位置センサ27の値を読み込み、スリーブ位置の係合位置または開放位置になるように電動アクチュエータ41に電流を与える位置サーボコントローラ51(例えば、PID制御による位置サーボ系)を備えている。
そして、カップリングスリーブ86が、図1に示すようにクラッチギア84及びクラッチハブ85の双方に噛合した係合位置にあるとき、ギア81を変速機出力軸7に駆動連結する。一方、カップリングスリーブ86が、図1に示す位置から軸線方向へ変位することでクラッチギア84及びクラッチハブ85の外周のスプライン部の一方(本実施の形態1ではクラッチギア84とする)と非噛み合い状態の開放位置にあるとき、ギア81を変速機出力軸7から切り離す。
さらに、図4A〜図4Dに基づいて、係合クラッチ83の同期機構について説明を加える。
カップリングスリーブ86は、クラッチハブ85(図1参照)の外周に形成されたスプライン部(図示省略に)に噛み合った状態を維持しながら、図4Aにおいて左右方向である軸方向に移動可能に支持されている。そして、カップリングスリーブ86の軸方向の移動は、電動アクチュエータ41(図2参照)の駆動により成される。
クラッチギア84の外周には、カップリングスリーブ86の内周に形成されたスプライン部86aと噛み合い可能なスプライン部84aが形成されている。さらに、クラッチギア84には、テーパ状のコーン部84bの外周に、軸方向に移動可能にシンクロナイザリング87が装着されている。
シンクロナイザリング87は、外周に、カップリングスリーブ86のスプライン部86aと噛み合い可能なスプライン部87aが形成されている。また、シンクロナイザリング87は、カップリングスリーブ86に設けられたキー88に対して、キー溝87c(図4Bなど参照)による隙間の分だけ、回転方向に相対移動可能に構成されている。
次に、係合クラッチ83における同期機構による同期動作を説明する。
係合クラッチ83では、開放状態から締結する場合、カップリングスリーブ86によりシンクロナイザリング87を軸方向に押す。そして、シンクロナイザリング87とコーン部84bとの間に生じる摩擦力によりカップリングスリーブ86とクラッチギア84とを同期回転させて締結させる。
以下、同期機構による同期回転動作について簡単に説明する。
カップリングスリーブ86を、電動アクチュエータ41(図2参照)により、図4Aに示すように、キー88と共に、クラッチギア84の方向へ軸方向に移動させ、シンクロナイザリング87を、コーン部84bに接触させる。
シンクロナイザリング87がコーン部84bに接触すると、両者の間には相対回転が生じているため、シンクロナイザリング87は、図4Bに示すキー溝87cの隙間分だけ回動する。これにより、シンクロナイザリング87のスプライン部87aのチャンファ部87bと、カップリングスリーブ86のスプライン部86aのチャンファ部86bとが、図4Bに示すように、軸方向で向き合ったインデックス状態となる。
このインデックス状態からさらにカップリングスリーブ86が軸方向に移動すると、両チャンファ部87b,86bが図4Cに示すように接触し、シンクロナイザリング87がコーン部84bをさらに押して摩擦トルクが発生する。これにより、シンクロナイザリング87及びカップリングスリーブ86と、クラッチギア84と、の同期が行われる。
この同期が終了すると、シンクロナイザリング87とコーン部84bとの間の摩擦トルクが消滅し、カップリングスリーブ86がさらに軸方向に移動する。これにより、カップリングスリーブ86のスプライン部86aが、シンクロナイザリング87を押し分け、図4Dに示すように、クラッチギア84のスプライン部84aと噛み合い、変速が終了する。
以上のように、同期機構は、ギア81とクラッチハブ85との間に設けられ、カップリングスリーブ86の軸方向の移動に伴って、係合クラッチ83の入力側と出力側との相対移動に伴って生じる摩擦力により入力側と出力側とを同期回転させる構成である。すなわち、クラッチギア84,カップリングスリーブ86、シンクロナイザリング87が同期機構を構成する。
次に、図1に戻り、摩擦クラッチ93について説明する。
摩擦クラッチ93は、ギア91と共に回転するドリブンプレート94と、変速機入力軸6と共に回転するドライブプレート95と、を有する。そして、図2に示す電動アクチュエータ42により両プレート94,95に押付力を与えるスライダ96を駆動することで、摩擦クラッチ93を締結/開放する。
この摩擦クラッチ93の伝達トルク容量は、スライダ96の位置によって決まる可変構造となっている。また、スライダ96は、ネジ機構となっており、電動アクチュエータ42の入力が0(ゼロ)のとき、位置を保持する機構となっている。変速コントローラ21は、スライダ位置センサ26の値を読み込み、所望の伝達トルク容量が得られるスライダ位置になるように電動アクチュエータ42に電流を与える位置サーボコントローラ52(例えば、PID制御による位置サーボ系)を備えている。
そして、摩擦クラッチ93は、図1に示す変速機入力軸6と一体に回転し、クラッチ摩擦締結のときギア91を変速機入力軸6に駆動連結し、クラッチ開放のとき、ギア91と変速機入力軸6の駆動連結を切り離す。
図2に示すように、モータジェネレータMGは、統合コントローラ30(図1参照)から出力される指令を入力するモータコントローラ28によって力行制御または回生制御される。つまり、モータコントローラ28がモータトルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが力行制御される。また、モータコントローラ28が回生トルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが回生制御される。これに加え、アクセル開度に対するモータトルクの応答性(時定数)の変更制御が行われる。なお、モータコントローラ28には、モータジェネレータMGに設けられたモータ回転数センサ29からモータ回転数Nmoが入力される。
変速コントローラ21は、車速センサ22やアクセル開度センサ23やブレーキストロークセンサ24や前後Gセンサ25等からの情報を入力し、図3に示す変速マップを用い、自動変速機3の変速制御(アップ変速、ダウン変速)を行う。
ここで変速コントローラ21は、ローギア段→ハイギア段のアップ変速時には、係合クラッチ83を開放する一方で摩擦クラッチ93を締結させ、ハイギア段→ローギア段のダウン変速時には、係合クラッチ83を締結する一方で摩擦クラッチ93を開放させる。
(上限値制限部構成)
変速コントローラ21は、アクセル踏込状態でのアップ変速時、すなわち、係合クラッチ83を開放し摩擦クラッチ93を締結させる変速時に、上限値制限処理を実行する。この上限値制限処理は、摩擦クラッチ93における伝達トルクTcl2の上限値及び変速機入力トルクであるモータトルクTmoの上限値を制限する上限値制限処理を実行する。
以下に、この上限値制限処理について説明する。
図5は、実施の形態1の変速制御装置における上限値制限処理の流れを示すフローチャートである。
この上限値制限処理は、アクセル踏込状態でのアップ変速(以下、ドライブアップ変速と称する)判定がなされた場合に開始される。なお、このドライブアップ変速は、図3において要求モータトルクがプラス側(力行側)において車速あるいは要求モータトルク(ドライバ要求トルクTac)が、変速線を、ローギア段側からハイギア段側へ横切ることにより変速判定される。
最初のステップS101では、アップ変速時に開放される係合クラッチ83が開放される前であるか否かを判定し、開放前の場合はステップS102に進み、開放終了後の場合は、1回の処理を終了する(エンド)。なお、係合クラッチ83の開放は、スリーブ位置センサ27の出力に基づいて判定する。
係合クラッチ83が開放前である場合に進むステップS102では、ドライバ要求トルクTacを演算し、次のステップS103に進む。なお、ドライバ要求トルクTacは、周知のようにアクセル開度APOと変速機入力回転速度に基づいて算出する。例えば、アクセル開度APOが大きいほど高トルクに設定し、また、モータジェネレータMGのトルク特性に基づいて、低回転ほど高トルクに設定する。
次のステップS103では、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2におけるバラツキ相当のトルク(クラッチバラツキトルクdTcl2)、並びにモータジェネレータMGにおけるバラツキ相当のトルク(モータバラツキトルクdTmo)を算出した後、ステップS104に進む。
クラッチバラツキトルクdTcl2は、摩擦クラッチ93における電動アクチュエータ42への指令信号に対する実際の伝達トルクTcl2のバラツキであり、これは、予め実測値やシミュレーションなどに基づいて求める。
同様に、モータバラツキトルクdTmoも、モータジェネレータMGにおける指令値に対するモータトルクTmoのバラツキであり、予め記憶したバラツキ特性に基づいて算出する。また、後述する図7に示すようにクラッチバラツキトルクdTcl2は、モータバラツキトルクdTmoよりも大きな値に設定されている。
ステップS103に続くステップS104では、変速中に用いる変速時伝達トルク上限値Tcl2maxを設定した後、ステップS105に進む。
変速時伝達トルク上限値Tcl2maxは、下記式(1)に示すように、ドライバ要求トルクTacにクラッチバラツキトルクdTcl2を加算する演算を行って求める。なお、ドライバ要求トルクTacは、アップ変速後のモータトルク換算値である。
Tcl2max=Tac+dTcl2 ・・・(1)
なお、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxは、摩擦クラッチ93の定常走行時の上限値Tnolimよりも小さな値である。この定常走行時の上限値Tnolimは、モータトルクTmoが最大値(モータジェネレータMGにて出力可能な定常走行時の上限値Tlimmo)まで上昇しても、スリップすることなくトルク伝達可能な値、いわゆる完全締結時の値である。よって、摩擦クラッチ93の定常走行時の上限値Tnolimは、ドライバ要求トルクTacの最大値よりも大きな値に設定されている。一方、ローギア段からハイギア段への変速中のドライバ要求トルクTacは、その最大値よりも小さな値となる。よって、Tcl2max<Tnolimの関係になる。
ステップS104に続くステップS105では、変速時入力トルク上限値Tmomaxを設定した後、ステップS106に進む。
変速時入力トルク上限値Tmomaxは、下記式(2)に示すように、ドライバ要求トルクTacにモータトルクバラツキ相当のトルクであるモータバラツキトルクdTmoを加算する演算を行って求める。なお、ドライバ要求トルクTacは、アップ変速後のモータトルク換算値である。
Tmomax=Tac+dTmo ・・・(2)
なお、変速時入力トルク上限値Tmomaxは、モータトルクTmoの定常走行時の上限値Tlimmoよりも小さな値である。すなわち、ハイギア段への変速後のモータトルクTmoは、ローギア段時のモータトルクTmoよりも小さな値となるため、そのモータトルク換算値であるドライバ要求トルクTacは、モータトルクTmoの最大値よりも小さな値となる。よって、Tmomax<Tlimmoの関係になる。
ステップS105に続くステップS106では、締結側の摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達したか否か判定し、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達した場合はステップS107に進む。一方、伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達しない場合は、ステップS101に戻り、ドライバ要求トルクTacの算出、各バラツキトルクdTcl2,dTmoの算出、各上限値Tcl2max,Tmomaxの算出を繰り返す。
伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達した場合に進むステップS107では、伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達してからの経過時間tnが予め設定された故障判定閾値tlimを越えたか否か判定する。そして、経過時間tnが、故障判定閾値tlimを越えていない場合はステップS101に戻って、ステップS101〜S106の処理を繰り返し、経過時間tnが故障判定閾値tlimを越えると、ステップS108に進んで、故障発生と判定する。
(実施の形態1の作用)
次に、本実施の形態1の作用について説明するが、その説明に先立ち、まず、図6に基づいて実施の形態との比較例の動作例を説明することにより、本実施の形態1にて解決したい課題について説明する。
図6は、アクセル踏込状態でローギア段からハイギア段へのアップ変速時の比較例の動作の一例を示すタイムチャートである。この比較例は、上述した電動車両において上限値制限処理を実施しない場合の動作例である。
図6のタイムチャートでは、t01の時点以前では、自動変速機3は、ローギア段であり、係合クラッチ83を締結し、摩擦クラッチ93を開放している。また、このt01の時点では、ドライバが図示を省略したアクセルペダルを踏み込んでいるものとする。
この図示を省略したアクセルペダルの踏み込みによる車速Vの上昇により、車速Vが図3に示す変速線をローギア段からハイギア段側に横切ることにより、t01の時点で、アップ変速判定が成され、摩擦クラッチ93の締結側への動作が開始されている。
摩擦クラッチ93は、t01〜t02の時点においてギヤガタ詰めを行った後、t02の時点から、スリップ締結状態によるトルク伝達が開始される。そして、この摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2の上昇により、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1が低下する。なお、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1は、変速機入力トルクに相当するモータトルクTmoと、摩擦クラッチ93における伝達トルクTcl2と、の差dTmo−cl2に相当する。
そして、変速コントローラ21は、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1が低下するのに伴い、t03の時点で、係合クラッチ83を開放に向けて制御する。すなわち、電動アクチュエータ41の開放側への駆動を開始する。
この電動アクチュエータ41の駆動により、係合クラッチ83は、通常は、t04の時点で開放されるのであるが、このタイムチャートの動作例では、何らかの理由により、係合状態が維持されている。
この状態で、さらに変速制御を続行し、モータトルクTmoの上昇を続け、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2を締結に向けて上昇させると、自動変速機3では、二重ギア噛み込み状態となり、図において点線により囲んで示すように変速機出力トルク(変速G)が低下し続ける。
このため、変速ショックが発生するとともに、自動変速機3の耐久性にも悪影響を与えてしまう。
本実施の形態1は、このような自動変速機3の二重ギア噛みこみ状態による変速ショックの発生及び自動変速機3の耐久性低下の抑制を図るものである。
(実施の形態1の作用)
次に、実施の形態1の車両の変速制御装置の作用を図7のタイムチャートに基づいて説明する。
図7は、図6に示した比較例と同様に、アクセル踏込状態でローギア段からハイギア段へのアップ変速であるドライブアップ変速を実施した際の動作例を示している。
このタイムチャートでは、t11の時点以前では、ローギア段であり、係合クラッチ83を締結し、摩擦クラッチ93は開放している。また、このとき、ドライバが図示を省略したアクセルペダルを踏み込んでおり、モータジェネレータMGは、力行状態に制御されている。
そして、このアクセルペダル(図示省略)の踏み込みにより車速Vが上昇して図3に示す変速線をローギア段からハイギア段側に横切ることにより、t11の時点で、アップ変速判定が成されている。
この変速判定により、摩擦クラッチ93の締結側への動作が開始され、まず、t11の時点からt12の時点にて、摩擦クラッチ93のガタ詰が実行されている。すなわち、摩擦クラッチ93のドリブンプレート94とドライブプレート95との間のガタの分だけ両プレート94,95を相対移動させる。なお、この間は、トルク伝達はなされない。
そして、t12の時点から、摩擦クラッチ93のスリップ締結状態によるトルク伝達が開始される。さらに、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2の上昇に伴って係合クラッチ83の伝達トルクTcl1が低下し、変速コントローラ21は、t13の時点で、係合クラッチ83を開放に向けて制御している。すなわち、電動アクチュエータ41の開放側への駆動を開始している。
ところが、本来、開放動作が完了するt14の時点において、何らかの理由により係合クラッチ83が開放されない場合がある。
このようなケースとして、例えば、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2を、図において一点鎖線により示す傾きで上昇するように制御しているのに対し、トルクのバラツキなどにより、図において実線にて示すようにその上昇が遅れた場合がある。
この場合、t13の時点における係合クラッチ83の伝達トルクTcl1が高過ぎて、電動アクチュエータ41の駆動力で係合を解除できないおそれがある。
このとき、アクセルペダル踏込操作に応じ、モータトルクTmo並びに摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2が上昇されると、比較例で述べたように、変速Gが大きくなる。
それに対し、本実施の形態1では、変速コントローラ21は、t11の時点の変速判定により上限値制限処理を開始している。すなわち、図5のフローチャートに示す処理におけるステップS102〜S105の処理に基づいて、変速時伝達トルク上限値Tcl2max及び変速時入力トルク上限値Tmomaxが設定されている。
よって、モータトルクTmoの上昇は、このタイムチャートに示す例では、t15の時点以降、変速時入力トルク上限値Tmomaxにより制限される。
その結果、このタイムチャートに示す例では、t16の時点で、モータトルクTmoと摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2との差が無くなり、これにより、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1が、ほぼ0となっている。
よって、このタイムチャートに示す例では、t17の時点で、係合クラッチ83の開放動作が開始され、t19の時点で開放動作が完了している。
このように、モータトルクTmoの制限により、係合クラッチ83の開放が促進されるため、係合クラッチ83の開放不良は生じにくい。これにより、この開放不良による変速ショックの発生や、自動変速機3の耐久性低下を抑制できる。
また、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2が変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達したt18の時点から、故障判定用のタイマの計測が開始される。仮に、このタイマの計測開始から、故障判定閾値tlimが経過したt18bの時点でも、係合クラッチ83の係合が解除されない場合は、故障発生判定が成される。
このタイムチャートの例では、係合クラッチ83は、t19の時点で開放されているため、故障発生判定はなされない。
また、t19の時点以降は、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2の上限値は、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxから定常走行における上限値Tnolimに切り換えられる。したがって、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2は、t19の時点から定常走行における上限値Tnolimに向けて上昇している。
一方、仮に、t19の時点で係合クラッチ83の開放が成されない場合、摩擦クラッチ93の伝達トルクtcl2は、t19の時点以降も変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに制限される。
よって、故障により係合クラッチ83が開放されない場合、モータトルクTmoおよび伝達トルクTcl2が各上限値Tmomax,Tcl2maxに維持される。このため、自動変速機3の出力トルクの低下は抑えられ、変速ショックの発生及び自動変速機3の耐久性低下が抑制される。
次に、実施の形態1の効果を説明する。
実施の形態1の車両の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
a)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
原動機としてのモータジェネレータMGから駆動輪14への駆動伝達系に設けられ、電動アクチュエータ41,42の駆動により締結要素(83,93)を締結及び開放させて複数段の変速を行なう自動変速機3と、
この自動変速機3の変速制御を行なう変速コントローラ21と、
を備えた車両の変速制御装置であって、
自動変速機3は、締結要素として係合クラッチ83と、この係合クラッチ83の開放または締結に伴って締結または開放される摩擦クラッチ93と、を備え、
変速コントローラ21は、アクセル踏込状態で係合クラッチ83を開放する一方で摩擦クラッチ93を締結させるドライブアップ変速時に、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2に対し、定常走行時の上限値Tnolimよりも低い値の変速時伝達トルク上限値Tcl2maxを設定する上限値制限処理を実行する上限値制限部(図5のフローチャートの処理を実行する構成)を備えていることを特徴とする。
このように、実施の形態1では、ドライブアップ変速中は、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2が、定常走行時の上限値Tnolimよりも低い変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに制限される。このため、係合クラッチ83が開放されない場合に、アクセル踏込に応じて摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2を上昇させた場合に、定常走行時の上限値Tnolimまで上昇する場合と比較して、二重ギア噛み込み状態となることを抑制できる。よって、二重ギア噛み込み状態となることによる自動変速機3の出力トルク低下が抑えられる。
したがって、このような二重ギア噛み込み状態による自動変速機3の出力トルク低下抑制により、変速ショックの発生及び自動変速機3の耐久性低下が抑制される。
b)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
上限値制限部(図5のフローチャートの処理を実行する構成)は、上限値制限処理の実行時に、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxの設定に加え、自動変速機3の入力トルクに対し、定常走行時の上限値よりも低い値の変速時入力トルク上限値Tmomaxを設定することを特徴とする。
したがって、係合クラッチ83が開放されないままで変速制御を進めた場合に、入力トルク(モータトルクTmo)が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxから乖離して上昇することを抑制できる。
よって、入力トルク(モータトルクTmo)が、変速中に定常走行時の上限値まで上昇する場合と比較して、モータトルクTmoと摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2との差dTmo−cl2、すなわち、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1を小さく抑えることができる。
これにより、実施の形態1では、変速時入力トルク上限値Tmomaxによるモータトルク(入力トルク)Tmoの制限を行わない場合と比較して、係合クラッチ83の開放不良が生じにくくなる。したがって、この開放不良による変速ショックの発生や、自動変速機3の耐久性低下を抑制できる。
c)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
係合クラッチ83の開放状態を検出する開放検出手段としてのスリーブ位置センサ27を備え、
変速コントローラ21は、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに到達後、予め設定された設定時間としての故障判定閾値tlimが経過しても係合クラッチ83が開放されない場合、故障判定を行う故障判定部(ステップS107,S108の処理を実行する構成)を備えていることを特徴とする。
係合クラッチ83を開放する制御を実行しても開放動作が実行されない場合は、故障発生判定を行うことにより、例えば、変速制御の継続中止などの種々の故障発生に伴うフェイルセーフ制御を実施可能となる。
また、伝達トルクTcl2が、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに到達後は、係合クラッチ83の伝達トルクTcl1の変化が抑えられるため、係合クラッチ83が開放される可能性が高い。よって、このように係合クラッチ83が開放する可能性が高い状態となってからの経過時間に基づいて故障発生判定を行うことにより、判定の信頼性が高くなる。
d)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
変速時伝達トルク上限値Tcl2maxは、ドライバ要求トルクTacに、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2のトルクバラツキであるクラッチバラツキトルクdTcl2を加算した値としたことを特徴とする。
したがって、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2にバラツキがある場合、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxへの到達時期が前後する。よって、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxにクラッチバラツキトルクdTcl2を加算した分、上記到達時期の早まりを抑制し、係合クラッチ83が開放動作を行っているのに故障と判定する誤判定を抑制できる。
さらに、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxにクラッチバラツキトルクdTcl2を加算しない場合、このトルクのバラツキにより、ドライバ要求トルクTacに満たない伝達トルクTcl2で制限されるおそれがある。この場合、自動変速機3の出力トルクToutがドライバ要求トルクTacに満たないことから、ドライバに加速不足感を与えるおそれがある。
それに対し、本実施の形態1では、ドライバ要求トルクTacにクラッチバラツキトルクdTcl2を加算した値で制限するため、このバラツキがあっても、ドライバ要求トルクTacを出力することができ、上記違和感を与えないようにすることができる。
e)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
変速時入力トルク上限値Tmomaxは、ドライバ要求トルクTacに、原動機としてのモータジェネレータMGのトルクバラツキ相当分であるモータバラツキトルクdTmoを加算した値としたことを特徴とする。
変速時入力トルク上限値TmomaxにモータバラツキトルクdTmoを加算しない場合、このトルクのバラツキにより、ドライバ要求トルクTacに満たないモータトルクTmoで制限されるおそれがある。この場合、自動変速機3の出力トルクToutがドライバ要求トルクTacに満たないことから、ドライバに加速不足感を与えるおそれがある。
それに対し、本実施の形態1では、ドライバ要求トルクTacにモータバラツキトルクdTmoを加算した値を変速時入力トルク上限値TmomaxとしてモータトルクTmoを制限する。このため、このバラツキがあっても、ドライバ要求トルクTacを出力することができ、上記違和感を与えないようにすることができる。
さらに、ドライバのアクセルペダル操作に応じたドライバ要求トルクTac相当の入力トルク(モータトルクTmo)が自動変速機3に入力された場合に、この入力トルク(モータトルクTmo)と摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2との差dTmo−cl2(係合クラッチ83の伝達トルクTcl1)が、最大でもバラツキ相当の両トルクdTmo,dTcl2の差となる。その結果、係合クラッチ83の開放を、より確実に促進できる。
f)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
係合クラッチ83は、電動アクチュエータ41の押付力による移動に伴い摩擦力を生じさせて入力側と出力側とを同期回転させる同期機構(クラッチギア84(コーン部84b)、カップリングスリーブ86、シンクロナイザリング87)を備えていることを特徴とする。
すなわち、本発明では、係合クラッチ83の開放時には、上限値制限処理によるトルク制御を実行している。そこで、係合クラッチ83が、同期機構を備えていることにより、このようなトルク制御時であっても、回転数制御を行うことなく係合クラッチ83の入出力回転数を同期させて円滑な開放動作を行うことができる。
g)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
原動機としてモータジェネレータMGを備え、
上限値制限処理時の入力トルクの制御対象がモータジェネレータMGの出力トルク(Tmo)であることを特徴とする。
このように、自動変速機3の入力トルクの制御対象がモータジェネレータMGであるため、内燃機関の出力トルク制御を行なうものと比較して、トルク制御を正確に行うことができ、上記a)〜f)の効果をより確実に得ることができる。
(他の実施の形態)
以下に、他の実施の形態の電力変換装置について説明する。
なお、他の実施の形態は、実施の形態1の変形例であるため、実施の形態1と共通する構成には実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点のみ説明する。
(実施の形態2)
実施の形態2の車両の変速制御装置について説明する。
図8は実施の形態2の車両の変速制御装置における上限値制限処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいて、実施の形態1と同じ処理を実行する部分には、実施の形態1のステップと同じ符号を付けて説明を省略する。
このフローチャートに示すように、実施の形態2では、上限値制限処理時に、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2に変速時伝達トルク上限値Tcl2maxのみを設定するようにした例である。したがって、実施の形態1にて示したステップS105における変速時入力トルク上限値Tmomaxの設定を省略している。
次に、実施の形態2におけるドライブアップ変速時の動作例を、図9のタイムチャートに基づいて説明する。
図9は、実施の形態1で説明した図7のタイムチャートにて示したのと同様のドライブアップ変速時の動作例を示している。
このタイムチャートでは、t21の時点以前では、ローギア段であり、係合クラッチ83を締結し、摩擦クラッチ93は開放している。また、このとき、ドライバは図示を省略したアクセルペダルを踏み込んでおり、モータジェネレータMGは、力行状態に制御されている。
このアクセルペダル(図示省略)の踏み込みにより車速Vが上昇し図3に示す変速線をローギア段からハイギア段側に横切ることにより、t21の時点で、アップ変速判定が成される。そして、このアップ変速判定により、摩擦クラッチ93の締結側への動作が開始され、t21の時点からt22の時点で、ガタ詰めが行われている。
また、変速コントローラ21は、t21の時点の変速判定により、上限値制限処理を開始し、ステップS102〜S104の処理に基づいて、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxが設定される。
そして、t22の時点から、摩擦クラッチ93のスリップ締結状態によるトルク伝達が開始され、変速コントローラ21は、t23の時点で、係合クラッチ83を開放に向けて制御している。すなわち、電動アクチュエータ41を、開放側へ駆動させている。
この電動アクチュエータ41の駆動により、係合クラッチ83は、通常は、点線にて示すように、t24の時点付近で開放動作が完了するのであるが、この動作例の場合、t24の時点を過ぎても、締結状態に維持されている。
このとき、ドライバのアクセルペダル(図示省略)の踏み込みに応じ、モータトルクTmoは、変速終了時のドライバ要求トルクTacに向けて上昇される。同時に、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2は、変速終了時の定常走行における上限値Tnolimに向けて上昇される。
ところが、本実施の形態1では、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxが設定されている。このため、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2の上昇は、t25の時点で、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに達し、それ以後は、この変速時伝達トルク上限値Tcl2maxに維持される。
よって、モータトルクTmoが上昇して行くと、t26の時点で、変速時伝達トルク上限値Tcl2maxと交差する。
したがって、モータトルクTmo(変速機入力トルク)と摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2との差dTmo−cl2(=係合クラッチ83の伝達トルクTcl1)の絶対値は、t23の時点を過ぎると徐々に増加していたのが、t25の時点以降は、徐々に減少し、t26の時点で0となる。
したがって、自動変速機3の出力トルクToutは、摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2を制限しない場合は、図において点線により示すように低下を続けるのに対し、本実施の形態2では、t25の時点以降、徐々に増加する。
これにより、実施の形態1においてa)にて説明したように、変速ショックの発生を防止できるとともに、自動変速機3の耐久性低下を抑制できる。
加えて、モータトルクTmo(変速機入力トルク)と摩擦クラッチ93の伝達トルクTcl2との差dTmo−cl2(=係合クラッチ83の伝達トルクTcl1)が0に近付くt26の時点では、係合クラッチ83が開放される可能性が高まる。
以上、本発明の車両の変速制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施の形態では、本発明の車両の変速制御装置を、原動機としてモータジェネレータのみ備えた電気自動車に適用した例を示した。しかし、本発明の車両の変速制御装置は、原動機としてエンジンとモータジェネレータを備えたハイブリッド車両や、原動機としてエンジンのみを備えたエンジン車両にも適用することもできる。よって、実施の形態では、トルク制御対象の原動機としてモータジェネレータを示したが、これに限定されず、エンジンを制御対象とすることもできる。
ここで、原動機としてエンジンと2つのモータジェネレータを備えたハイブリッド車両としては、図10に示すように、実施の形態1にて示した駆動系に、エンジン1、発電用モータジェネレータMG1、動力分配装置2を加えたものとしてもよい。
なお、動力分配装置2は、リングギアRGと、サンギアSGと、ピニオンPGを支持するキャリアPCと、を有するシングルピニオン型遊星歯車により構成されている。リングギアRGには、変速機出力軸7に固定されたギア92に噛み合わされている。キャリアPCには、エンジン出力軸4が接続されている。サンギアSGには、発電用モータジェネレータMG1のモータ出力軸5が接続されている。すなわち、動力分配装置2は、発電用モータジェネレータMG1(サンギアSG)の回転速度と、エンジン1(キャリアPC)の回転速度と、が決まると、リングギアRG(高速段ギア対90のギア92)の回転速度が自動的に決まる無段変速機能を有する。
そして、駆動用モータジェネレータMG2は、発電用モータジェネレータMG1が発電した電力を使って駆動し、変速機入力軸6から自動変速機3を介して変速機出力軸7へ出力する。また、動力分配装置2からの出力トルクと、自動変速機3からの出力トルクとが、変速機出力軸7にて合成される。なお、発電用モータジェネレータMG1は、主としてジェネレータとして発電用に使用するが、走行状況によっては駆動用モータとして使用してもよい。
加えて、実施の形態では、変速機として、ハイギア段とローギア段の2段変速を行う自動変速機を示した。しかし、変速機としては、複数の変速段を有する変速機であれば、3段以上の変速機であってもよい。
また、 実施の形態では、締結要素を締結させるアクチュエータとして、電動のものを示したが、アクチュエータは、電動に限られず、油圧により駆動するものなど他のアクチュエータを用いることができる。
また、実施の形態では、係合クラッチでは、カップリングスリーブが、原動機(モータ)側から入力されるクラッチハブと常時噛み合って、変速機出力軸側のクラッチギアと噛み合い位置と非噛み合い位置とに移動するものとして説明したが、この噛み合い状態は逆とすることもできる。すなわち、カップリングスリーブは、変速機出力軸側のクラッチギアと常時噛み合い、原動機側から入力されるクラッチハブに対して、噛み合い位置と非噛み合い位置とに移動するようにしてもよい。
また、実施の形態では、各上限値を、ドライバ要求駆動トルクに応じて可変とした例を示したが、これに限定されず、車速に応じて可変としたり、一定値を用いたりしてもよい。
さらに、実施の形態では、開放検出手段として、スリーブ位置センサを示したが、これに限定されない。例えば、係合クラッチにおいて、電動アクチュエータの駆動により締結/開放に伴い移動する部材の位置を検出するものであれば、カップリングスリーブ以外の部材の位置を検出してもよい。また、このような部材の位置を検出する以外にも、係合クラッチの入力側と出力側との回転数差に基づいて、両者の差が所定以上となった開放と判定するようにしてもよい。この場合、カップリングスリーブなどの位置を検出するものと比較して、より早期に開放を検出することが可能である。
なお、出力側の回転数は、車速センサの検出値から求めることができる。また、入力側の回転数は、モータ回転数センサが検出するモータ回転数から求めることができる。
関連出願の相互参照
本出願は、2013年3月6日に日本国特許庁に出願された特願2013−043769に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (7)

  1. 原動機から駆動輪への駆動伝達系に設けられ、アクチュエータの駆動により締結要素を締結及び開放させて複数段の変速を行なう変速機と、
    この変速機の変速制御を行なう変速コントローラと、
    を備えた車両の変速制御装置であって、
    前記変速機は、前記締結要素として係合クラッチ及び摩擦クラッチを備え、
    前記変速コントローラは、アクセル踏込状態での前記係合クラッチを開放する一方前記摩擦クラッチを締結させる変速時に、前記摩擦クラッチの伝達トルクに対し、定常走行時の上限値よりも低い値の変速時伝達トルク上限値を設定する上限値制限処理を実行する上限値制限部を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置。
  2. 請求項1に記載された車両の変速制御装置において、
    前記上限値制限部は、前記上限値制限処理の実行時に、前記変速時伝達トルク上限値の設定に加え、前記変速機の入力トルクに対し、定常走行時の上限値よりも低い値の変速時入力トルク上限値を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
  3. 請求項2に記載された車両の変速制御装置において、
    前記係合クラッチの開放状態を検出する開放検出手段を備え、
    前記変速コントローラは、前記摩擦クラッチの伝達トルクが前記変速時伝達トルク上限値に到達後、予め設定された設定時間を経過しても前記係合クラッチが開放されない場合に故障と判定する故障判定部を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置。
  4. 請求項3に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速時伝達トルク上限値は、ドライバ要求トルクに、前記係合クラッチの前記伝達トルクのバラツキ分相当の値を加算した値としたことを特徴とする車両の変速制御装置。
  5. 請求項3または請求項4に記載された車両の変速制御装置において、
    前記変速時入力トルク上限値は、ドライバ要求トルクに、前記原動機のトルクバラツキ相当分の値を加算した値としたことを特徴とする車両の変速制御装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載された車両の変速制御装置において、
    前記係合クラッチは、前記押付力による移動に伴い摩擦力を生じさせて入力側と出力側とを同期回転させる同期機構を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載された車両の変速制御装置において、
    前記原動機としてモータを備え、
    前記上限値制限処理時の前記入力トルクの制御対象が前記モータの出力トルクであることを特徴とする車両の変速制御装置。
JP2015504140A 2013-03-06 2013-12-27 車両の変速制御装置 Pending JPWO2014136364A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013043769 2013-03-06
JP2013043769 2013-03-06
PCT/JP2013/085061 WO2014136364A1 (ja) 2013-03-06 2013-12-27 車両の変速制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2014136364A1 true JPWO2014136364A1 (ja) 2017-02-09

Family

ID=51490904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015504140A Pending JPWO2014136364A1 (ja) 2013-03-06 2013-12-27 車両の変速制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2014136364A1 (ja)
WO (1) WO2014136364A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101836689B1 (ko) 2016-09-01 2018-03-09 현대자동차주식회사 차량의 변속기 제어방법
CN107269775A (zh) * 2017-07-27 2017-10-20 精进电动科技股份有限公司 一种横置车辆驱动总成

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004308841A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 多段式自動変速機の変速制御装置
JP2010159722A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Honda Motor Co Ltd エンジントルクの制御装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3744471B2 (ja) * 2002-06-17 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 自動変速機の変速制御装置
JP2004301143A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Suzuki Motor Corp 車両の変速制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004308841A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 多段式自動変速機の変速制御装置
JP2010159722A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Honda Motor Co Ltd エンジントルクの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014136364A1 (ja) 2014-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5942412B2 (ja) 車両駆動装置
JP2005147312A (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP6056985B2 (ja) 自動変速機の制御装置
WO2014068726A1 (ja) 車両の走行制御装置
JP2010208523A (ja) 車両の動力伝達制御装置
WO2013051128A1 (ja) エンジン始動システム
JP5880779B2 (ja) 車両の変速制御装置
EP2975301A1 (en) Automatic transmission control device
JP5715848B2 (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP2015010670A (ja) 自動変速機制御装置
JP2008075718A (ja) 車両用変速制御装置
WO2014136364A1 (ja) 車両の変速制御装置
JP6070294B2 (ja) 車両の変速制御装置
WO2016159120A1 (ja) 制御装置
JP6239451B2 (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP2013141938A (ja) ハイブリッド車両の発進制御装置
JP5634967B2 (ja) ハイブリッド車両及びその制御方法
JP5379554B2 (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP5930117B2 (ja) 自動変速機の制御装置
KR101878098B1 (ko) 하이브리드 차량용 변속 제어방법
JP6089802B2 (ja) 車両の変速制御装置
JP2011189913A (ja) 車両駆動装置
JP2014173672A (ja) 車両の変速制御装置
JP6209834B2 (ja) 自動変速機の制御装置
JP6459720B2 (ja) 車両用駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160510