JPWO2019111457A1 - クラッチ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(3)前記回転制御部は、前記スリーブ制御部により前記スリーブが前記第二方向に移動した場合に、前記スリーブの回転数と前記被係合ギヤの回転数との差が大きくなるよう前記回転電機を制御したのち、再び前記スリーブの回転と前記被係合ギヤの回転とを合わせるように前記回転電機を制御することが好ましい。
(5)前記回転制御部は、前記アクセル開度が前記所定開度以上であれば、前記スリーブの回転数と前記被係合ギヤの回転数との差が所定の回転数範囲内に収まるように前記回転電機を制御することで前記合わせる制御を実行することが好ましい。
(7)前記クラッチ制御装置は、アクセル開速度を取得する取得部と、アクセル操作に基づいて前記車両の駆動源を制御する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記スリーブ制御部による制御中に前記アクセル開速度が所定値以上であれば、前記スリーブと前記被係合ギヤとが噛み合うまで前記駆動源の制御を待機することが好ましい。
(9)前記回転制御部により制御される前記回転電機は、前記他方の回転電機であり、前記第二動力伝達経路には、前記噛み合いクラッチとして、互いに独立したハイ側クラッチ及びロー側クラッチが介装され、前記他方の前記回転電機により、前記ハイ側クラッチ及び前記ロー側クラッチを同期させることが好ましい。
本実施形態のクラッチ制御装置5(以下「制御装置5」という)は、図1に示す車両10に適用され、この車両10に搭載されるトランスアクスル1を制御する。車両10は、エンジン2と走行用のモータ3(電動機,一方の回転電機)と発電用のジェネレータ4(発電機,他方の回転電機)とを装備したハイブリッド車両である。ジェネレータ4はエンジン2に連結され、モータ3の作動状態とは独立して作動可能である。また、車両10にはEVモード,シリーズモード,パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、制御装置5によって、車両状態や走行状態,運転者の要求出力等に応じて択一的に選択され、その種類に応じてエンジン2,モータ3,ジェネレータ4が使い分けられる。
図3は、本実施形態のトランスアクスル1を備えたパワートレイン7のスケルトン図である。図2及び図3に示すように、トランスアクスル1には、互いに平行に配列された六つの軸11〜16が設けられる。以下、クランクシャフト2aと同軸上に接続される回転軸を入力軸11と呼ぶ。
上述したトランスアクスル1では、選択されている走行モードに応じて、三つのドグクラッチ20,30H,30Lの断接状態が制御される。上記した通り、本実施形態では、走行モードの選択、ドグクラッチ20,30H,30Lの断接状態、エンジン2やモータ3等の作動状態を、すべて制御装置5が制御する。以下、これらの制御のうち、ドグクラッチ20,30H,30Lを係合させるときの制御(以下「クラッチ係合制御」と呼ぶ)について詳述する。
図5は、上述したクラッチ係合制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、車両10の走行中であってクラッチを切り替える必要がある場合に制御装置5で実施される。なお、このフローチャートは、いずれのドグクラッチ20,30H,30Lが係合されるときにも実施されるため、スリーブ及びドグギヤの符号を省略して説明する。また、回転を調整するために用いるモータ3及びジェネレータ4を総称して回転電機と呼ぶ。
(1)上述した制御装置5では、車両10の走行中にドグクラッチ20,30を断から接に切り替える場合、スリーブ22,32H,32Lの移動量Dに基づいて、スリーブ22,32H,32Lの歯とドグギヤ16d,11d,15dの歯との衝突(いわゆるギヤブロック)を検知できる。このため、これらの歯にダメージが加わることを回避でき、ギヤブロックによるドグクラッチ20,30の損傷を抑制できる。例えば、ギヤブロックを検知したらクラッチ係合を一旦中断し、再度トライするように構成すれば、スリーブ22,32H,32Lと、これらと噛み合うドグギヤ16d,11d,15dとにダメージを与えずにクラッチ係合を完了させることができる。
(3)特に、スリーブ22,32H,32Lを第二方向に移動させる際に回転数差ΔNを大きくする場合には、出力軸12側の回転の変化に頼ることなく確実にギヤブロックを回避できる。すなわち、一度合わせた回転を意図的にずらすことでスリーブ22,32H,32Lとドグギヤ16d,11d,15dとの位相をずらすことができる。そして、再び回転を合わせる制御を実行しつつスリーブ22,32H,32Lを第一方向に移動させることで静かにクラッチ係合を完了させることができる。
(5)一方、アクセル開度APが大きいときには回転数差ΔNが所定の回転数範囲ΔNp内に収まるように制御され、回転数差ΔNがある状態でスリーブ22,32H,32Lをドグギヤ16d,11d,15dに係合させる。このため、要求出力が大きい場合には、ギヤブロックを回避しつつ動力性能を確保できる。
(6)また、回転数範囲ΔNpが、車速が高いほど広く設定される場合には、より早期にクラッチ係合を完了させることができる。
上述したクラッチ係合制御の内容は一例であって、上述したものに限られない。例えば、アクセル開度APによらず、常にスリーブ回転数Nsとドグギヤ回転数Ndとを同期させてもよい。あるいは、アクセル開度APによらず、常に回転数差ΔNが回転数範囲ΔNpに収まるようにしてもよい。前者の構成にすれば、静かなクラッチ係合を実現でき、後者の構成にすれば、早期にクラッチ係合を完了させることができる。
2 エンジン
3 モータ(電動機,一方の回転電機)
4 ジェネレータ(発電機,他方の回転電機)
5 制御装置(クラッチ制御装置)
5A 回転制御部
5B スリーブ制御部
5C 判定部
5D 取得部
5E 駆動制御部
8 駆動輪
10 車両
11 入力軸(第一軸)
11d ドグギヤ(被係合ギヤ)
13 モータ軸(第一軸)
15 第一カウンタ軸(第二軸)
15d ドグギヤ(被係合ギヤ)
16 第二カウンタ軸(第二軸)
16d ドグギヤ(被係合ギヤ)
20 第一ドグクラッチ(噛み合いクラッチ)
22 スリーブ
30 第二ドグクラッチ(噛み合いクラッチ)
30H ハイ側ドグクラッチ(噛み合いクラッチ)
30L ロー側ドグクラッチ(噛み合いクラッチ)
32H,32L スリーブ
41 アクセル開度センサ(アクセル開度検出部)
45a,45b,45c ストロークセンサ(移動検出部)
51 第一経路(第一動力伝達経路)
52 第二経路(第二動力伝達経路)
53 第三経路(第三動力伝達経路)
AP アクセル開度
APp 所定開度
D 移動量(ストローク量)
Dp 所定量
Nd ドグギヤ回転数
Ns スリーブ回転数
ΔN 回転数差
ΔNp 回転数範囲
Claims (9)
- 少なくとも一つの回転電機と同期して回転することで動力が伝達される第一軸と前記第一軸の動力が伝達される第二軸との動力伝達を断接する噛み合いクラッチを備えた車両のクラッチ制御装置であって、
前記噛み合いクラッチには、前記第一軸及び前記第二軸の一方に対して同期回転しかつ軸方向へ移動可能に設けられたスリーブと、前記第一軸及び前記第二軸の他方に対して相対回転可能に設けられた被係合ギヤと、が設けられ、
前記クラッチ制御装置は、
前記噛み合いクラッチが断状態での前記車両の走行中に、前記スリーブの回転と前記被係合ギヤの回転とを合わせるように前記回転電機を制御する回転制御部と、
前記回転制御部による制御中に、前記スリーブを前記被係合ギヤに係合させるよう第一方向に移動させるスリーブ制御部と、
前記スリーブの移動量を検出する移動検出部と、
前記移動量が予め設定された所定量未満である場合に、前記スリーブと前記被係合ギヤとが噛み合わずに衝突するギヤブロックが生じたと判定する判定部と、を備えた
ことを特徴とする、クラッチ制御装置。 - 前記スリーブ制御部は、前記判定部により前記ギヤブロックが生じたと判定された場合に、前記スリーブを前記第一方向とは逆の第二方向に移動させたのち、前記スリーブを再び前記第一方向に移動させる
ことを特徴とする、請求項1記載のクラッチ制御装置。 - 前記回転制御部は、前記スリーブ制御部により前記スリーブが前記第二方向に移動した場合に、前記スリーブの回転数と前記被係合ギヤの回転数との差が大きくなるよう前記回転電機を制御したのち、再び前記スリーブの回転と前記被係合ギヤの回転とを合わせるように前記回転電機を制御する
ことを特徴とする、請求項2記載のクラッチ制御装置。 - 前記車両には、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部が設けられ、
前記回転制御部は、前記アクセル開度が所定開度未満であれば、前記スリーブの回転と前記被係合ギヤの回転とを同期させることで前記合わせる制御を実行する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のクラッチ制御装置。 - 前記回転制御部は、前記アクセル開度が前記所定開度以上であれば、前記スリーブの回転数と前記被係合ギヤの回転数との差が所定の回転数範囲内に収まるように前記回転電機を制御することで前記合わせる制御を実行する
ことを特徴とする、請求項4記載のクラッチ制御装置。 - 前記回転制御部は、車速が高いほど前記回転数範囲を広く設定する
ことを特徴とする、請求項5記載のクラッチ制御装置。 - アクセル開速度を取得する取得部と、
アクセル操作に基づいて前記車両の駆動源を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記スリーブ制御部による制御中に前記アクセル開速度が所定値以上であれば、前記スリーブと前記被係合ギヤとが噛み合うまで前記駆動源の制御を待機する
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のクラッチ制御装置。 - 前記車両は、二つの前記回転電機とエンジンとを具備し、一方の前記回転電機の動力を前記車両の駆動輪を駆動する出力軸に伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンの動力を前記出力軸に伝達する第二動力伝達経路と、前記エンジンの動力を他方の前記回転電機に伝達する第三動力伝達経路と、を有するハイブリッド車両であり、
前記噛み合いクラッチは、前記第一動力伝達経路及び前記第二動力伝達経路のそれぞれに介装される
ことを特徴とする、請求項7記載のクラッチ制御装置。 - 前記回転制御部により制御される前記回転電機は、前記他方の回転電機であり、
前記第二動力伝達経路には、前記噛み合いクラッチとして、互いに独立したハイ側クラッチ及びロー側クラッチが介装され、
前記他方の前記回転電機により、前記ハイ側クラッチ及び前記ロー側クラッチを同期させる
ことを特徴とする、請求項8記載のクラッチ制御装置。
Applications Claiming Priority (3)
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