JPWO2016159124A1 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態に係る車両用駆動装置1を制御するための車両用駆動装置の制御装置30について、図面を参照して説明する。
車両用駆動装置1には、駆動力源Eに駆動連結される入力部材Iと、車輪Wに駆動連結される出力部材Oとを結ぶ動力伝達経路に、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形成される変速装置TMが設けられている。図1及び図2は、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30の概略構成を示す模式図である。図1及び図2に示すように、本実施形態では、入力部材Iに駆動連結される駆動力源Eは、内燃機関ENGとされている。変速装置TMは、各変速段の変速比で入力部材Iの回転を変速して出力部材Oに伝達する。
係合故障判定部44は、複数の係合装置C1、B1・・・の内、対象係合装置と、他の単数又は複数の係合装置C1、B1・・・である非対象係合装置との係合により形成される変速段である対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、変速装置TMに変速段が形成されていないニュートラル状態に移行させると共に内燃機関ENGの回転速度ωeを低下させる際に、対象係合装置の解放を指令すると共に非対象係合装置の係合維持を指令した後、入力部材Iの回転速度ωiの変化に基づいて、対象係合装置の係合故障を判定する。すなわち、係合故障判定部44は、前記対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、変速装置TMに変速段が形成されていないニュートラル状態に変速装置TMを移行させるために非対象係合装置の係合を維持したまま対象係合装置を解放し、更に内燃機関ENGの回転速度ωeを低下させる場合の入力部材Iの回転速度ωiの変化に基づいて、対象係合装置の係合故障を判定する。なお、車両走行中とは、車輪Wが回転中である状態を意味する。同様に、以下、車輪Wの回転中と表現する場合は、車両走行中の状態も意味している。
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、トルクコンバータTCを介して入力部材Iに駆動連結される内燃機関ENGの回転駆動力を、変速装置TMで変速して出力部材Oに伝達する構成となっている。
第二遊星歯車機構PG2の第一サンギヤS2は、第一クラッチC1により第一遊星歯車機構PG1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る。キャリアCA2は、第二クラッチC2により入力部材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、第二ブレーキB2又はワンウェイクラッチFにより非回転部材としてのケースCsに選択的に固定される。ワンウェイクラッチFは、一方向の回転のみを阻止することによりキャリアCA2を選択的にケースCsに固定する。リングギヤR2は、出力部材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、第三クラッチC3により第一遊星歯車機構PG1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るとともに、第一ブレーキB1によりケースCsに選択的に固定される。
回転電機MGは、非回転部材に固定されたステータと、このステータと対応する位置で径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。回転電機MGのロータは、入力部材I及び変速装置TMを介さずに車輪Wに駆動連結されている。本実施形態では、図1に示すように、回転電機MGは、変速装置TMが駆動連結された前輪ではなく、後輪に駆動連結されている。回転電機MGは、直流交流変換を行うインバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、インバータを介してバッテリからの電力供給を受けて力行し、或いは車輪Wから伝達される回転駆動力により発電し、発電された電力は、インバータを介してバッテリに蓄電される。ここで、車輪Wから伝達される回転駆動力には、車輪W及び路面を介して伝達された内燃機関ENGの駆動力も含まれる。
車両用駆動装置1の油圧制御系は、内燃機関ENGによって駆動される機械式オイルポンプMP、及び専用の電動モータ23によって駆動される電動オイルポンプEP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・・・、LC等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・・・及びLC等に供給する。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。
油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁から出力される油圧(信号圧)に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速装置TMが有する複数の係合装置C1、B1・・・及びロックアップクラッチLC等に供給される。
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及び内燃機関制御装置31の構成について、図3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(コンピュータ)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41〜46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41〜46の機能が実現される。
アクセル開度センサSe5は、アクセルペダルの操作量を検出するためのセンサである。制御装置30は、アクセル開度センサSe5の入力信号に基づいてアクセル開度を検出する。
車両制御ユニット34は、統合制御部46を備えている。統合制御部46は、内燃機関ENG、回転電機MG、変速装置TM、及びロックアップクラッチLC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46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の駆動のために要求されているトルクであって、駆動力源E及び第二駆動力源E2の側から車輪W側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、内燃機関ENG及び回転電機MGの運転モードを決定する。運転モードとして、回転電機MGのみの駆動力により走行する電動モードと、少なくとも内燃機関ENGの駆動力により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。
統合制御部46は、車速、変速入力要求トルク、及びシフト位置に基づいて、変速装置TMにおける目標変速段を決定する。ここで、変速入力要求トルクは、変速装置TMの入力部材Iに伝達される駆動力源Eの要求トルクであって、本実施形態では、内燃機関要求トルクとされる。
統合制御部46は、ROM等に格納された変速マップを参照し、車速及び内燃機関要求トルクに基づいて目標変速段を決定する。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いる。車速及び内燃機関要求トルク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、統合制御部46は、変速装置TMにおける新たな目標変速段を決定する。
また、統合制御部46は、運転者によるシフト位置の変更により、アップシフト要求又はダウンシフト要求があった場合に、目標変速段を変更する場合がある。なお、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変更を意味し、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変更を意味する。
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46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。
また、内燃機関制御部41は、統合制御部46などから始動指令があった場合は、スタータ13に電力を供給するリレー回路をオンにするなどして、スタータ13に電力を供給させて内燃機関ENGを回転させると共に、内燃機関ENGへの燃料供給及び点火などを開始して、内燃機関ENGの燃焼を開始させる。
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、統合制御部46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、ロックアップクラッチLCの制御を行うロックアップ制御部45と、を備えている。
ロックアップ制御部45は、ロックアップクラッチLCの係合の状態を制御する。本実施形態では、ロックアップ制御部45は、ロックアップクラッチLCに供給される油圧が、統合制御部46から指令されたロックアップクラッチLC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、変速装置TMが備えた複数の係合装置C1、B1・・・の係合及び解放を制御して、変速装置TMの状態を制御する。
本実施形態では、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、統合制御部46から指令された目標変速段を変速装置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に各係合装置の目標油圧(油圧指令)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(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が備えた各油圧制御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。
本実施形態では、変速制御部43は、車輪Wの回転中に、複数の係合装置C1、B1・・・の全てを解放状態に制御して変速装置TMを駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とするように制御するニュートラル走行制御を行うように構成されている。ニュートラル状態では、変速装置TMにいずれの変速段も形成されておらず、変速装置TMの入力部材Iと出力部材Oとの間で駆動力の伝達を行わない。
係合故障判定部44は、複数の係合装置C1、B1・・・の内、対象係合装置と、他の単数又は複数の係合装置C1、B1・・・である非対象係合装置との係合により形成される変速段である対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、変速装置TMに変速段が形成されていないニュートラル状態に移行させると共に内燃機関ENGの回転速度ωeを低下させる際に、対象係合装置の解放を指令すると共に非対象係合装置の係合維持を指令した後、入力部材Iの回転速度ωiの変化に基づいて、対象係合装置の係合故障を判定する。すなわち、係合故障判定部44は、前記対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、変速装置TMに変速段が形成されていないニュートラル状態に変速装置TMを移行させるために非対象係合装置の係合を維持したまま対象係合装置を解放し、更に内燃機関ENGの回転速度ωeを低下させる場合の入力部材Iの回転速度ωiの変化に基づいて、対象係合装置の係合故障を判定する。
ここで、判定閾値ΔωJは、予め定められた値でもよく、その都度算出された値でもよい。
そこで、本実施形態では、対象係合装置になりえる係合装置は、対象変速段を形成する複数の係合装置の内、対象係合装置以外の係合装置である非対象係合装置の係合により形成される対象外変速段(対象変速段を除く)に、対象変速段よりも変速比が低い変速段があるような係合装置に設定される。対象係合装置と対象変速段は、予め定められていてもよいし、その都度設定されてもよい。
時刻T01まで、パラレルモードとされており、第一ブレーキB1と第一クラッチC1の係合により、第二変速段2ndが形成された通常走行状態で、少なくとも内燃機関ENGの駆動力を車輪Wに伝達して走行している。ロックアップクラッチLCは解放状態にされており、内燃機関ENGの回転速度ωeと入力部材Iの回転速度ωiとには回転速度差が生じている。変速制御部43は、時刻T01で、アクセル開度の減少や、バッテリの充電量の増加などにより、通常走行状態からニュートラル走行状態に移行させると判定している。
本実施形態のように、第二変速段2nd及び第六変速段6thと、対象変速段が複数ある場合において、係合故障判定された場合の変速段の形成について説明する。
係合故障判定部44は、対象変速段が複数あり、対象係合装置が係合故障していると判定した場合は、ニュートラル状態から変速装置TMに変速段を形成させる際に、複数の対象変速段の中で、内燃機関ENGの回転速度ωeが上限制限ωemxを超える対象変速段である超過対象変速段と、内燃機関ENGの回転速度ωeが上限制限ωemxを超えない対象変速段である非超過対象変速段とを判定する。そして、係合故障判定部44は、非超過対象変速段に係る非対象係合装置の係合により形成される変速段の形成を許可し、超過対象変速段に係る非対象係合装置の係合により形成される変速段の形成を禁止する。一方、係合故障判定部44は、対象係合装置が係合故障していないと判定した場合は、ニュートラル状態から変速装置TMに変速段を形成させる際に、全ての変速段の形成を許可するように構成されている。
図7のフローチャートに示すように、係合故障判定部44は、対象係合装置が係合故障しているか、係合故障していないかを判定できておらず判定不定状態の場合(ステップ♯11:Yes)は、ニュートラル状態から、対象変速段よりも変速比が低い変速段であって少なくとも非対象係合装置の係合により形成される変速段である低非対象変速段を変速装置TMに形成させる前(ステップ♯12:Yes)に、低非対象変速段の形成により内燃機関ENGの回転速度ωeが、上限制限ωemxを超える可能性があるか否かを判定する(ステップ♯13)。
時刻T11まで、ニュートラル走行状態とされており、内燃機関ENGが回転停止状態にされている。対象係合装置とされた第一ブレーキB1の油圧指令がゼロにされているが、係合故障しているため、第一ブレーキB1の実際の油圧は、完全係合圧付近に維持されている。このような係合故障は、油圧制御装置PCのリニアソレノイド弁の故障などにより発生する。
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。
或いは、係合故障を判定する際に、対象係合装置に第一ブレーキB1以外のいずれの係合装置が設定されていてもよく、非対象係合装置に第一クラッチC1以外のいずれの係合装置が設定されていてもよく、対象変速段に第二変速段2nd以外のいずれの変速段が設定されていてもよい。
例えば、対象係合装置は、第三クラッチC3とされてもよく、対象変速段は、第三速段3rdと、第五速段5thとの2つの変速段とされてもよく、第三速段3rdが対象変速段とされた場合は、非対象係合装置は、第一クラッチC1とされ、第五速段5thが対象変速段である場合は、非対象係合装置は、第二クラッチC2とされてもよい。
以上で説明した本発明の実施形態は、少なくとも以下の構成を備えている。
駆動力源(E)に駆動連結される入力部材(I)と車輪(W)に駆動連結される出力部材(O)とを結ぶ動力伝達経路に、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形成される変速装置(TM)が設けられた車両用駆動装置(1)の制御装置(30)であって、複数の係合装置(C1、B1・・・)の内、対象係合装置と、他の単数又は複数の係合装置(C1、B1・・・)である非対象係合装置との係合により形成される変速段である対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、変速装置(TM)に変速段が形成されていないニュートラル状態に変速装置(TM)を移行させるために非対象係合装置の係合を維持したまま対象係合装置を解放し、更に駆動力源(E)の回転速度(ωe)を低下させる場合の入力部材(I)の回転速度(ωi)の変化に基づいて、対象係合装置の係合故障を判定する。
上記の構成によれば、低非対象変速段の形成により駆動力源(E)の回転速度(ωe)が、上限制限(ωemx)を超える可能性があると判定された場合は、上限制限(ωemx)を超える可能性のない変速段が形成されるので、対象係合装置が実際に係合故障状態である場合であっても、駆動力源(E)が上限制限(ωemx)を超えることを防止できる。
一方、低非対象変速段の形成により上限制限(ωemx)を超える可能性がないと判定された場合は、低非対象変速段の形成が開始される。非対象係合装置の係合後、駆動力源(E)の回転速度(ωe)が上限制限(ωemx)よりも低く設定された判定閾値(ωJ)を超えた場合は、対象係合装置の係合故障により、対象変速段が形成されたと判定することができる。一方、非対象係合装置の係合後、駆動力源(E)の回転速度(ωe)が判定閾値(ωJ)を超えない場合は、そのまま低非対象変速段を形成させることができる。
30 :車両用駆動装置の制御装置
44 :係合故障判定部
B1 :第一ブレーキ(対象係合装置)
C1 :第一クラッチ(非対象係合装置)
C2 :第二クラッチ(非対象係合装置)
ENG :内燃機関
I :入力部材
MG :回転電機
O :出力部材
TM :変速装置
W :車輪
ωe :内燃機関の回転速度
ωemx :内燃機関の上限制限
ωi :入力部材の回転速度
Claims (6)
- 駆動力源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形成される変速装置が設けられた車両用駆動装置の制御装置であって、
前記複数の係合装置の内、対象係合装置と、他の単数又は複数の係合装置である非対象係合装置との係合により形成される変速段である対象変速段が形成され、かつ車両走行中の状態から、前記変速装置に変速段が形成されていないニュートラル状態に前記変速装置を移行させるために前記非対象係合装置の係合を維持したまま前記対象係合装置を解放し、更に前記駆動力源の回転速度を低下させる場合の前記入力部材の回転速度の変化に基づいて、前記対象係合装置の係合故障を判定する車両用駆動装置の制御装置。 - 前記入力部材の回転速度の変化に加えて、前記出力部材の回転速度にも基づいて前記対象係合装置の係合故障を判定する請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
- 前記係合故障の判定では、前記非対象係合装置の係合を維持したまま前記対象係合装置を解放した後、
前記入力部材の回転速度と前記対象変速段が形成された場合の前記入力部材の回転速度である同期回転速度との回転速度差が、判定閾値以上である状態が継続した場合に、前記対象係合装置が係合故障していないと判定し、
前記入力部材の回転速度と前記同期回転速度との前記回転速度差が、前記判定閾値未満である状態が継続した場合に、前記対象係合装置が係合故障していると判定する請求項1又は2に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記対象変速段は複数あり、
前記対象係合装置が係合故障していると判定した場合は、
前記ニュートラル状態から前記変速装置に変速段を形成させる際に、複数の前記対象変速段の中で、前記駆動力源の回転速度が上限制限を超えない前記対象変速段である非超過対象変速段の中の1つの変速段を形成する請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記対象係合装置が係合故障していると判定した場合であって、
複数の前記対象変速段の中で最も変速比が高い変速段を形成しても前記駆動力源の回転速度が前記上限制限を超えない場合は、
前記ニュートラル状態から前記変速装置に変速段を形成させる際に、全ての変速段の形成を許可する請求項4に記載の車両用駆動装置。 - 前記対象係合装置が係合故障しているか、係合故障していないかを判定できていない場合は、
前記ニュートラル状態から、前記対象変速段よりも変速比が低い変速段であって少なくとも前記非対象係合装置の係合により形成される変速段である低非対象変速段を前記変速装置に形成させる前に、
前記低非対象変速段の形成により前記駆動力源の回転速度が、上限制限を超える可能性があるか否かを判定し、
前記上限制限を超える可能性があると判定した場合は、前記上限制限を超える可能性のない変速段を形成させ、
前記上限制限を超える可能性がないと判定した場合は、前記低非対象変速段の形成を開始し、前記非対象係合装置の係合後、前記駆動力源の回転速度が前記上限制限よりも低く設定された判定閾値を超えた場合は、前記対象係合装置が係合故障していると判定する請求項1から5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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