JPWO2016104800A1 - 車両用駆動伝達装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る車両用駆動伝達装置1の制御装置30(以下、単に制御装置30と称す)について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動伝達装置1及び制御装置30の概略構成を示す模式図である。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、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。車両用駆動伝達装置1には、駆動力源3と車輪Wとを結ぶ動力伝達経路2に、変速装置TMが備えられている。変速装置TMは、複数の係合装置C1、B1、・・を備えると共に、当該複数の係合装置C1、B1、・・の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される。
以下、本実施形態に係る車両用駆動伝達装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動伝達装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源3として内燃機関ENG及び回転電機MGを備え、これらの内燃機関ENGと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速装置TMを備えており、当該変速装置TMにより、入力軸Iに伝達された内燃機関ENG及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
車両用駆動伝達装置1の油圧制御系は、車両の駆動力源3や専用のモータによって駆動される油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。油圧制御装置PCは、各係合装置C1、B1・・・、SSCなどに対して供給される油圧を調整するための複数のリニアソレノイド弁などの油圧制御弁を備えている。油圧制御弁は、制御装置30から供給される油圧指令の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各係合装置C1、B1・・・、SSCなどに供給する。制御装置30から各リニアソレノイド弁に供給される信号値は電流値とされている。そして、各リニアソレノイド弁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。
次に、車両用駆動伝達装置1の制御を行う制御装置30及び内燃機関制御装置31の構成について、図2を参照して説明する。制御装置30の制御ユニット32〜34及び内燃機関制御装置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41〜45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及び内燃機関制御装置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41〜45の機能が実現される。
車両制御ユニット34は、統合制御部45を備えている。統合制御部45は、内燃機関ENG、回転電機MG、変速装置TM、及び第一係合装置SSC等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う。統合制御部45は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、車輪Wに伝達することが要求されるトルクである車輪要求トルクを算出するとともに、内燃機関ENG及び回転電機MGの運転モードを決定する。ここで、車輪要求トルクは、車輪Wの駆動のために車両用駆動伝達装置1を介して車輪に伝達することが要求されているトルクであって、車両のアクセル開度等の運転者の操作に基づいて決定される。なお、車輪要求トルクが、これ以外に、車両側からの指令、例えば、車両の姿勢制御装置等の車両運動制御部からの指令にも基づいて決定されてもよい。本実施形態では、車輪要求トルクは、変速終了後の入力トルクである変速後入力トルクに対応する出力トルクである変速後出力トルクに合致する。また、本実施形態では、制御装置30は、運転モードとして、回転電機MGのみを駆動力源3として動作させて走行する電動モードと、少なくとも内燃機関ENGを駆動力源3として走行するパラレルモードと、を有する。例えば、アクセル開度が小さく、バッテリの充電量が大きい場合に、運転モードとして電動モードが決定され、それ以外の場合、すなわちアクセル開度が大きい、もしくはバッテリの充電量が小さい場合に、運転モードとしてパラレルモードが決定される。
内燃機関制御装置31は、内燃機関ENGの動作制御を行う内燃機関制御部41を備えている。本実施形態では、内燃機関制御部41は、統合制御部45又は変速制御部43から内燃機関要求トルクが指令されている場合は、内燃機関ENGが内燃機関要求トルクを出力するように制御するトルク制御を行う。
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、統合制御部45又は変速制御部43から回転電機要求トルクが指令されている場合は、回転電機MGが回転電機要求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、変速装置TMの制御を行う変速制御部43と、第一係合装置SSCの制御を行う第一係合制御部44と、を備えている。
第一係合制御部44は、第一係合装置SSCの係合状態を制御する。本実施形態では、第一係合制御部44は、第一係合装置SSCに供給される油圧が、統合制御部45又は変速制御部43から指令された第一係合装置SSCの油圧指令に一致するように、油圧制御装置PCに備えられた各リニアソレノイド弁に供給される信号値を制御する。
変速制御部43は、複数の係合装置C1、B1、・・の係合及び解放を制御して、変速装置TMに形成する変速段を切り替える変速制御を行う。本実施形態では、変速制御部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装置TMに形成させる目標変速段を決定する。そして、変速制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速装置TMに備えられた複数の係合装置C1、B1・・・に供給される油圧を制御することにより、各係合装置C1、B1・・・を係合又は解放して目標とされた変速段を変速装置TMに形成させる。具体的には、変速制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の油圧指令(目標油圧)を伝達し、油圧制御装置PCは、伝達された油圧指令に応じた油圧を各係合装置に供給する。本実施形態では、変速制御部43は、油圧制御装置PCが備えた各リニアソレノイド弁に供給される信号値を制御することにより、各係合装置に供給される油圧を制御するように構成されている。
変速制御部43は、上記したように、係合側制御部46、解放側制御部47、及び入力トルク変更部48を有している。係合側制御部46は、変速比の異なる変速段に切り替える変速を行うために係合する係合装置である係合側係合装置の係合圧を制御する。解放側制御部47は、変速のために解放する係合装置である解放側係合装置の係合圧を制御する。入力トルク変更部48は、変速中に、駆動力源3の側から変速装置の入力軸Iに伝達される入力トルクを変更させる。そして、変速中に、係合側制御部46および解放側制御部47が係合側係合装置および解放側係合装置の係合圧を制御することで、係合側係合装置と解放側係合装置のトルク伝達の分担を変化させる際に、係合側制御部46は、係合側係合装置の係合圧を、一定の変化率又は変化開始時の変化率が当該一定の変化率よりも大きい変化率で変化させる特定係合圧制御を行う(図6参照)。本実施形態では、係合側制御部46は、この特定係合圧制御において、変速の終了後の入力トルクに相当するトルクを車輪W側に伝達できる係合圧まで係合側係合装置の係合圧を変化させる前倒し係合圧変化制御を行う。以下の説明では、係合側制御部46、解放側制御部47、及び入力トルク変更部48を、変速制御部43にまとめて説明する場合がある。
Tinaf=Tinbf×Kbf/Kaf ・・・(1)
更には、滑り係合状態の係合側係合装置及び直結係合状態の解放側係合装置を介して入力軸Iから出力軸O側に伝達されるトルクに対して、駆動力源3から入力軸Iに伝達される入力トルクが不足又は過剰になって入力軸Iの回転速度が変動する。ここで、車輪要求トルクは、変速終了後の入力トルクである変速後入力トルクに対応する、変速の終了後の出力トルク(変速後出力トルク)に合致している。
図5に、比較例のタイムチャートを示す。図5の例では、本実施形態とは異なり、係合側係合装置の油圧指令が、入力トルクの変更に対して位相が遅れて増加されている(時刻T02から時刻T03)。これは、入力トルクの変化に対して油圧指令を追従させるように制御していることによるものである。このため、係合側係合装置の油圧指令は、一定の変化率の直線に対して変化開始時の変化率が小さい弧状(下に凸の弧状)の変化線L3に沿って変化している。これに応じて、係合側係合装置の実際の係合圧も、入力トルクの増加に対して位相が遅れて増加しており、一定の変化率の直線に対して変化開始時の変化率が小さい弧状(下に凸の弧状)の変化線L4に沿って変化している。このような遅れが生じている分だけ、滑り係合状態の係合側係合装置を介して入力軸Iから出力軸O側に伝達されるトルクが、増加されている入力トルクに対して不足しており、出力軸Oに伝達される出力トルクが、車輪要求トルクに対して低下している(時刻T02から時刻T04)。そのため、トルク相中に、車輪要求トルクに対する出力トルクの落ち込みが設定量SPより大きくなっている。従って、運転者に比較的大きいトルク変動を感じさせるおそれがある。出力トルクが車輪要求トルクから乖離してトルクの落ち込みが発生すれば、そのトルク変動が運転者に不快感を与える可能性がある。そこで、設定量SPは、許容できる出力トルクの変動の大きさに応じて予め設定した値とすると好適である。この設定量SPは、車両の特定や性能等に応じて予め設定されるとよい。
図6に、本実施形態のタイムチャートを示す。本実施形態では、変速制御部43は、上記したように、トルク相制御中における、入力トルクの変更と位相を合わせて、係合側係合装置の実際の係合圧が増加するように、係合側係合装置の油圧指令を、入力トルクの変更よりも位相を進めて増加させている(時刻T12から時刻T13)。そのため、入力トルクの増加の位相と、係合側係合装置の実際の係合圧の増加の位相とが合わされている。
位相が合わされているため、増加されている入力トルクに対する、滑り係合状態の係合側係合装置を介して入力軸Iから出力軸O側に伝達されるトルクの不足が抑制されている。
これにより、出力軸Oに伝達される出力トルクにおける、車輪要求トルクに対する低下が抑制されており(時刻T12から時刻T13)、運転者にトルク変動を感じさせることを抑制できる。
変速制御部43は、時刻T11から時刻T12の期間で、プレ相制御を行い、解放側係合装置及び係合側係合装置の係合圧を予め変化させている。
変速制御部43は、時刻T11から時刻T12の期間で、解放側係合装置の油圧指令を完全係合圧から解放側基準圧まで低下させると共に、係合側係合装置の油圧指令をストロークエンド圧まで増加させている。ここで、完全係合圧は、駆動力源から各係合装置に伝達されるトルクが変動しても滑りのない係合状態を維持するために設定される最大限の係合圧(供給油圧、油圧指令)である。なお、係合側係合装置の供給油圧の立ち上がりを速めるため、係合側係合装置の油圧指令が一時的にステップ的に増加されている。解放側基準圧は、解放側係合装置が変速前入力トルクを出力軸O側に伝達可能な係合圧(油圧)に設定されている。
変速制御部43は、プレ相制御の実行後、時刻T12から時刻T14のトルク相制御の期間で、トルク相制御を行っている。
変速制御部43は、トルク相制御の開始後、駆動力源3の制御部から駆動力源3が実際に出力可能な変速後入力トルクの情報を受け取っている(時刻T12)。そして、変速制御部43は、トルク相制御の期間(時刻T12から時刻T14)で、入力トルクを、変速前入力トルクから変速後入力トルクまで、一定の変化率(変化速度)で増加させている。図6に示す例では、変速後入力トルクは、上記式(1)に基づき、変速前後の変速比の変化により、変速前後で出力トルクが変動しないようなトルクに設定されている。また、変速後入力トルクは、駆動力源3が実際に出力可能なトルクに設定されている。本実施形態では、変速制御部43は、トルク相制御の期間(時刻T12から時刻T14)で、目標のトルク変換比(変速比)を変速前のトルク変換比(変速比)から変速後のトルク変換比(変速比)まで一定の変化率で変化させるように構成されている。そして、変速制御部43は、目標のトルク変換比の変化に応じて、駆動力源3の制御部に伝達する駆動力源3の出力トルクの指令を次第に変化させて、駆動力源3の出力トルクを次第に変化させるように構成されている。
変速制御部43は、トルク相制御の開始後(本例では、トルク相制御の終了後)、イナーシャ相制御を開始している(時刻T14)。変速制御部43は、イナーシャ相制御において、解放側係合装置の回転速度差ΔW1を増加させ、係合側係合装置の回転速度差ΔW2を減少させて、入力軸Iの回転速度を変化させる回転変化制御を行う。本実施形態では、変速制御部43は、変速中のイナーシャ相制御において、少なくとも入力トルクを変化させて、入力軸Iの回転速度を変化させるように構成されている。変速制御部43は、入力トルクを変速後入力トルクから変化させて、入力軸Iに回転変化を生じさせるように構成されている。図6に示すアップシフトの場合は、変速制御部43は、入力トルクを変速後入力トルクからイナーシャトルクΔTinだけ低下させて、入力軸Iの回転速度を変速前同期回転速度から変速後同期回転速度まで低下させている(時刻T14から時刻T15)。一方、ダウンシフトの場合は、図示はしていないが、変速制御部43は、入力トルクを変速後入力トルクからイナーシャトルクΔTinだけ増加させて、入力軸Iの回転速度を変速前同期回転速度から変速後同期回転速度まで増加させる。
次に、変速の処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。
まず、変速制御部43は、変速を開始する条件が成立したか否か判定する(ステップ♯01)。変速制御部43は、変速の開始条件が成立した場合(ステップ♯01:Yes)に、上記したように、解放側係合装置及び係合側係合装置の係合圧を予め変化させるプレ相制御を行う(ステップ♯02)。そして、変速制御部43は、プレ相制御の終了後、トルク相制御の開始条件が成立したと判定し(ステップ♯03:Yes)、トルク相制御を開始する。トルク相制御では、変速制御部43は、係合側係合装置および解放側係合装置の係合圧を制御することで、係合側係合装置と解放側係合装置のトルク伝達の分担を変化させる。変速制御部43は、トルク相制御の開始後、駆動力源3の制御部から駆動力源3が実際に出力可能な変速後入力トルクの情報を受け取る(ステップ♯04)。そして、変速制御部43は、トルク相制御の開始後、トルク相制御中に、入力トルクを変速後入力トルクまで変更させる入力トルク変更制御を開始する(ステップ♯05)。また、係合側制御部46は、トルク相制御の開始後、係合側係合装置の係合圧を、一定の変化率又は変化開始時の変化率が当該一定の変化率よりも大きい変化率で変化させる特定係合圧制御を開始する(ステップ♯06)。本実施形態では、変速制御部43は、特定係合圧制御において、入力トルクの変更と位相を合わせて、係合側係合装置の実際の係合圧が増加するように、係合側係合装置の係合圧を変化させる指令値を、入力トルクの変更よりも位相を進めて変化させる前倒し係合圧変化制御を行う。
上記の第1の実施形態において、変速制御部43は、入力トルク変更制御において、トルク相制御中に、入力トルクを変速後入力トルクまで変更させ、入力トルクの変更と位相を合わせて、係合側係合装置の実際の係合圧が増加するように、係合側係合装置の油圧指令を、入力トルクの変更よりも位相を進めて増加させるように構成されている場合を例として説明した。しかし、これに限定されるものではなく、変速制御部43は、変速中に、駆動力源3から変速装置TMに伝達される入力トルクを変更させる入力トルク変更制御を行えば、入力トルク変更制御の実行時期は、変速中のいずれの時期であってもよい。また、変速制御部43は、係合側係合装置の係合圧を変化させる指令値を、入力トルク変更制御による入力トルクの変更よりも位相を進めて変化させれば、位相の進め度合はどのような度合であってもよい。例えば、変速制御部43は、入力トルク変更制御において、イナーシャ相制御中(入力軸Iの回転速度の変化中)に、入力トルクを変速の終了後の入力トルクに相当する変速後入力トルクまで変更させるように構成されてもよい。
まず、変速制御部43は、変速を開始する条件が成立したか否か判定する(ステップ♯21)。変速制御部43は、変速の開始条件が成立した場合(ステップ♯21:Yes)に、上記したように、解放側係合装置及び係合側係合装置の係合圧を予め変化させるプレ相制御を行う(ステップ♯22)。そして、変速制御部43は、プレ相制御の終了後、トルク相制御の開始条件が成立したと判定し(ステップ♯23:Yes)、トルク相制御を開始する。トルク相制御では、変速制御部43は、係合側係合装置および解放側係合装置の係合圧を制御することで、係合側係合装置と解放側係合装置のトルク伝達の分担を変化させる。変速制御部43は、トルク相制御の開始後、駆動力源3の制御部から駆動力源3が実際に出力可能な変速後入力トルクの情報を受け取る(ステップ♯24)。そして、変速制御部43は、トルク相制御の開始後、係合側係合装置の係合圧を、一定の変化率又は変化開始時の変化率が当該一定の変化率よりも大きい変化率で変化させる特定係合圧制御を開始する(ステップ♯25)。
変速制御部43は、係合側係合装置の回転速度差ΔW2が、予め定めた判定速度差以下になった場合(ステップ♯28:Yes)に、係合側係合装置の係合圧を完全係合圧まで増加させて(ステップ♯29)、変速を終了する。
最後に、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。
以下、上記において説明した車両用駆動伝達装置(1)の制御装置(30)の概要について説明する。
2 :動力伝達経路
3 :駆動力源
30 :車両用駆動伝達装置の制御装置(制御装置)
41 :内燃機関制御部
42 :回転電機制御部
43 :変速制御部
45 :統合制御部
46 :係合側制御部
47 :解放側制御部
48 :入力トルク変更部
ENG :内燃機関
I :入力軸
MG :回転電機
O :出力軸
TM :変速装置
W :車輪
Claims (10)
- 駆動力源と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、複数の係合装置を備えると共に当該複数の係合装置の係合の状態に応じて変速比の異なる複数の変速段が選択的に形成される変速装置が設けられた車両用駆動伝達装置を制御対象とする制御装置であって、
変速比の異なる変速段に切り替える変速を行うために係合する前記係合装置である係合側係合装置の係合圧を制御する係合側制御部と、
前記変速のために解放する前記係合装置である解放側係合装置の係合圧を制御する解放側制御部と、
前記変速中に、前記駆動力源の側から前記変速装置の入力軸に伝達される入力トルクを変更させる入力トルク変更部と、を有し、
前記変速中に、前記係合側制御部および前記解放側制御部が前記係合側係合装置および前記解放側係合装置の係合圧を制御することで、前記係合側係合装置と前記解放側係合装置のトルク伝達の分担を変化させる際に、前記係合側制御部は、前記係合側係合装置の係合圧を、一定の変化率又は変化開始時の変化率が前記一定の変化率よりも大きい変化率で変化させる特定係合圧制御を行う車両用駆動伝達装置の制御装置。 - 前記車輪に伝達することが要求されるトルクである車輪要求トルクが一定又は増加している状態で、より変速比の低い変速段に切り替える前記変速であるパワーオンアップシフトを行う場合に、前記入力トルク変更部は、前記入力トルクを増加させる方向に変更させ、前記係合側制御部は、前記特定係合圧制御を行う請求項1に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記トルク伝達の分担の変化中における、前記車輪に伝達することが要求されるトルクである車輪要求トルクに対する、前記車輪に伝達されるトルクである出力トルクの落ち込みが、設定量以下である請求項1又は2に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記係合側制御部は、前記特定係合圧制御において、前記変速の終了後の前記入力トルクに相当するトルクを前記車輪側に伝達できる係合圧まで前記係合側係合装置の係合圧を変化させる請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記トルク伝達の分担の変化は、前記入力軸の回転変化が生じる前に開始される請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記係合側制御部は、前記特定係合圧制御において前記係合側係合装置の係合圧を変化させる指令値を、前記入力トルク変更部による前記入力トルクの変更よりも位相を進めて変化させる請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記入力トルク変更部は、前記トルク伝達の分担が変化している間に、前記駆動力源の側から前記変速装置に伝達される前記入力トルクを変更し、
前記係合側制御部は、前記特定係合圧制御において、前記入力トルクの変更と位相を合わせて前記係合側係合装置の実際の係合圧が変化するように、前記係合側係合装置の係合圧を変化させる指令値を、前記入力トルクの変化よりも位相を進めて変化させる請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。 - 前記入力トルク変更部は、前記入力軸の回転速度の変化中に、前記入力トルクを前記変速の終了後の前記入力トルクに相当するトルクまで変化させる請求項1から7のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記変速中に、少なくとも前記入力トルクを変化させて、前記入力軸の回転速度を変化させる請求項1から8のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
- 前記駆動力源は内燃機関と回転電機とを含み、前記動力伝達経路に沿って、前記内燃機関の側から、前記回転電機、前記変速装置、前記車輪の順に設けられており、
前記係合側制御部は、前記回転電機のみを前記駆動力源として動作させている場合に、前記特定係合圧制御を行う請求項1から9のいずれか一項に記載の車両用駆動伝達装置の制御装置。
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