KR101320883B1 - 차량용 제어장치 - Google Patents

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KR101320883B1
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고헤이 츠다
요메이 하쿠무라
마사히로 아사이
요이치 다지마
도모카즈 이토
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아이신에이더블류 가부시키가이샤
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Abstract

변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 정확히 판정할 수 있는 차량용 제어장치를 제공한다.
구동력원에 구동연결되는 입력부재와, 차륜에 구동연결되는 출력부재와, 복수의 계합요소를 구비함과 함께 복수의 변속단을 전환 가능하게 구비하는 변속장치를 구비한 차량용 구동장치를 제어대상으로 하고, 복수의 계합요소의 계합 및 해방을 제어함으로써, 토크상(相)(Pt)을 거쳐서 행하여지는 변속단의 전환을 제어하는 차량용 제어장치. 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소에의 공급유압을 피드백제어하는 해방제어수단과, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에서 계합측 요소에의 공급유압을 상승시키는 계합제어수단과, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상을 검출한 것을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 상(相)판정수단을 구비한다.

Description

차량용 제어장치{Vehicle controller}
본 발명은, 구동력원(源)에 구동연결되는 입력부재와, 차륜에 구동연결되는 출력부재와, 입력부재의 회전속도를 각 변속단(段)의 변속비로 변속하여 출력부재에 전달하는 변속장치를 구비한 차량용 구동장치를 제어대상으로 하는 차량용 제어장치에 관한 것이다.
차량용 구동장치에 있어서는, 종래부터, 복수의 계합요소를 구비함과 함께, 이 복수의 계합요소의 계합(係合: engagement) 및 해방(解放: release)을 제어함으로써 복수의 변속단을 전환하여, 입력부재의 회전속도를 각 변속단의 변속비로 변속하여 출력부재에 전달할 수 있도록 구성된 변속장치가 일반적으로 이용되고 있다. 이와 같은 변속장치에서는, 토크(torque)상(相: phase) 및 이너셔(inertia)상(相)의 각 상(相)을 거쳐서, 각 변속단 사이의 전환이 행하여진다. 여기서, 「토크상(相)」은, 변속장치에 있어서의 목표변속단이 변경된 후, 계합되는 계합요소가 전달토크용량을 가지기 시작하는 시점으로부터 입출력 회전속도비(=출력부재의 회전속도에 대한 입력부재의 회전속도의 비(比))가 변동되기 시작하는 시점까지의 기간에 의하여 판단되는 경우가 있고, 「이너셔상(相)」은, 입출력 회전속도비가 변동되기 시작하는 시점(=토크상(相)의 종료시점)으로부터 입출력 회전속도비가 변속 후의 목표변속단의 변속비로 되는 시점까지의 기간에 의하여 판단되는 경우가 있다.
변속장치에 있어서의 이와 같은 변속동작 중에는, 변속쇼크의 저감을 도모하기 위하여, 토크상(相)에 있어서 그 계합요소에 의한 전달토크용량의 변화에 따라서 구동력원으로부터 입력부재를 통하여 변속장치에 입력되는 입력토크가 제어되는 경우가 있다. 이와 같은 제어가 행하여지도록 구성된 차량용 제어장치로서, 하기의 특허문헌 1에는, 구동력원으로서 엔진 및 회전전기(電機: electrical machine)를 구비한 차량용 구동장치에 있어서, (1) 업시프트(upshift)인지 다운시프트(downshift)인지, 및 (2) 엔진 파워온 시인지 엔진 파워오프 시(엔진브레이크 시)인지의 조건의 조합에 따라서, 회전전기에 토크의 추가 또는 흡수를 하도록 제어하는 차량용 제어장치가 기재되어 있다. 이 특허문헌 1의 기재에 의하면, 회전전기에 의한 토크의 추가 또는 흡수에 의하여 출력부재에 전달되는 토크변동이 억제되어, 변속쇼크의 저감을 도모할 수 있다.
일본국 특허공개 2004-316831호 공보
그런데, 변속동작에 수반하는 출력부재의 토크변동은, 계합요소가 전달토크용량을 가지기 시작하는 토크상(相)의 개시 시에 특히 생기기 쉽다. 그로 인하여, 상기와 같이 토크상(相)에 있어서 회전전기의 토크를 제어하는 경우에는, 실제의 토크상(相)의 개시시점을 가능한 한 정확히 판정할 필요가 있다고 할 수 있다. 이 점, 특허문헌 1에 기재된 차량용 제어장치에서는, 토크상(相)의 개시를, 목표변속단의 변경시로부터의 경과시간, 또는 계합측 요소 또는 해방측 요소의 전달토크용량에 근거하여 판정하는 구성으로 되어 있다.
여기서, 변속개시지령의 발령 후의 경과시간에 근거하여 토크상(相)의 개시시점을 판정하는 경우에는, 변속장치의 각 계합요소의 경년(經年)열화나 개체간의 편차 등이 원인이 되어, 토크상(相)의 실제의 개시시점과 그 개시판정의 타이밍이 어긋나 버린다. 또한, 특허문헌 1에서는, 계합측 요소 또는 해방측 요소의 전달토크용량에 근거하여 토크상(相)의 개시시점을 판정하는 것을 강조하고는 있지만, 계합요소의 전달토크용량을 직접 측정할 수는 없기 때문에, 현실적으로는 각 계합요소에의 공급유압의 지령치에 근거하여 전달토크용량을 추정하고 있는 것으로 생각된다. 이 경우, 각 계합요소에 공급되는 작동유(油)의 온도나, 각 계합요소의 경년열화 및 개체간의 편차 등이 원인이 되어, 역시 토크상(相)의 실제의 개시시점과 그 개시판정의 타이밍이 어긋나 버린다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 차량용 제어장치에서는, 어느 경우에도, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 정확히 판정할 수 없었다. 그 결과, 반드시 적절히 변속쇼크의 저감이 도모되고 있다고는 할 수 없었다.
그래서, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 정확히 판정할 수 있는 차량용 제어장치의 실현이 요망된다.
본 발명에 관한, 구동력원에 구동연결되는 입력부재와, 차륜에 구동연결되는 출력부재와, 복수의 계합요소를 구비함과 함께 복수의 변속단을 전환가능하게 구비하여, 상기 입력부재의 회전속도를 각 변속단의 변속비로 변속하여 상기 출력부재에 전달하는 변속장치를 구비한 차량용 구동장치를 제어대상으로 하고, 상기 복수의 계합요소의 계합 및 해방을 제어함으로써, 상기 변속장치에 있어서 적어도 토크상(相)을 거쳐서 행하여지는 변속단의 전환을 제어하는 차량용 제어장치의 특징구성은, 상기 입력부재의 실제의 회전속도와 소정의 목표회전속도 사이의 회전속도의 차(差)인 차(差: differential)회전속도가 확실히 일정하게 되도록, 해방되는 측의 계합요소가 되는 해방측 요소에의 공급유압을 피드백제어하는 해방제어수단과, 상기 차(差)회전속도가 확실히 일정한 상태에서, 계합되는 측의 계합요소가 되는 계합측 요소에의 공급유압을 상승시키는 계합제어수단과, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상(現象: phenomenon)을 검출한 것을 조건으로 하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 상(相)판정수단을 구비한 점에 있다.
다만, 본원에 있어서 「토크상(相)」이란, 변속장치에 있어서의 목표변속단이 변경된 후, 계합측 요소가 전달토크용량을 가지기 시작하는 시점으로부터, 출력부재의 회전속도에 대한 입력부재의 회전속도의 비가, 변동하여 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측이 되는 시점까지의 기간을 말한다.
또한, 「대략 일정」이란, 엄밀히는 다소의 변동을 가지고 있다 하더라도 제어 상에서는 변동되고 있지 않다고 간주할 수 있을 정도로 일정한 것을 말한다.
또한, 「구동연결」은, 2개의 회전요소가 구동력을 전달가능하게 연결된 상태를 가리키며, 이 2개의 회전요소가 일체적으로 회전하도록 연결된 상태, 혹은 이 2개의 회전요소가 1 또는 2 이상의 동력전달부재를 통하여 구동력을 전달가능하게 연결된 상태를 포함하는 개념으로서 이용하고 있다. 이와 같은 동력전달부재로서는, 회전을 동속(同速)으로 또는 변속(變速)하여 전달하는 각종의 부재가 포함되고, 예컨대, 축, 기어기구, 벨트, 체인 등이 포함된다.
상기한 특징구성에 의하면, 해방제어수단에 의한 피드백제어에 의하여 차(差)회전속도가 대략 일정하게 유지된 상태에서, 계합제어수단이 계합측 요소에의 공급유압을 상승시킨다. 계합측 요소가 전달토크용량을 가지기 시작할 때까지는, 해방제어수단에 의한 피드백제어계에 의하여 차(差)회전속도는 대략 일정한 상태를 유지한다. 계합측 요소에의 공급유압이 상승하여, 마침내 계합측 요소가 전달토크용량을 가지기 시작하면 토크상(相)이 실제로 개시되게 되는데, 그때, 계합측 요소에 있어서의 전달토크용량의 증가는, 해방제어수단에 의한 피드백제어계에 대하여 외란(外亂)으로서 작용한다. 즉, 계합측 요소에 있어서의 전달토크용량의 증가에 의하여, 입력부재의 실제의 회전속도가 일시적으로 변화되므로, 차(差)회전속도도 일시적으로 변화된다. 이와 같이, 토크상(相)의 실제의 개시타이밍과 1대1로 대응하여, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도의 일시적인 변화가 생긴다.
그래서 상기한 특징구성에서는, 상(相)판정수단은, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상을 검출한 것을 토크상(相)의 개시의 판정조건으로 한다. 이로써, 실제로는 전달토크용량의 증가를 직접적으로는 측정할 수 없음에도 불구하고, 이 전달토크용량의 증가를 간접적으로 검출하는 것이 가능하게 되어, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 정확히 판정할 수 있는 차량용 제어장치가 실현된다.
여기서, 상기 상(相)판정수단은, 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상인, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도 이상 저하된 것을 검출하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 구성으로 하면 적절하다. 즉, 상기 상(相)판정수단은, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상으로서, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도 이상 저하된 것을 검출대상으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 토크상(相)의 실제의 개시타이밍과 1대1로 대응하여 먼저 최초로 나타나는 현상인, 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도 이상 저하된 것을 검출대상으로 함으로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 극히 정확히 판정할 수 있다.
또한, 상기 상(相)판정수단은, 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상인, 상기 해방측 요소에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치가, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량 이상 저하된 것을 검출하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 구성으로 하면 적절하다. 즉, 상기 상(相)판정수단은, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상으로서, 상기 해방측 요소에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치가, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량 이상 저하된 것을 검출대상으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 수반하여, 해방측 요소에의 공급유압은 차(差)회전속도를 대략 일정하게 하기 위하여 하강되어 가기 때문에, 용이하게 해방측 유압지령치가 소정의 개시판정 변화량 이상 저하된 것을 검출할 수 있다. 그 결과, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 개시를 정확하고도 확실히 판정할 수 있다.
또한, 상기 계합제어수단은, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 지령치인 계합측 유압지령치를, 미리 설정된 일정한 변화율로 상승시키고, 상기 해방제어수단은, 상기 차(差)회전속도를 대략 일정하게 하는 상기 해방측 요소에의 공급유압의 피드백제어를 계속하는 구성으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 계합측 요소에의 공급유압이 대략 일정한 변화율로 상승하여 계합측 요소에 있어서의 전달토크용량도 대략 일정한 변화율로 상승하므로, 해방제어수단의 피드백제어에 의하여 차(差)회전속도를 대략 일정하게 유지하는 것이 용이하게 된다. 또한, 계합측 요소에 있어서의 전달토크용량이 대략 일정한 변화율로 상승하므로, 토크상(相)에 있어서 출력부재의 토크변동을 억제하기 위하여 입력부재에 전달되는 구동력원의 토크제어를 행하는 경우에는, 이 토크제어가 용이하게 된다는 이점도 있다.
또한, 상기 상(相)판정수단은, 상기 해방측 요소에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치가, 상기 해방측 요소에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압에 상당하는 소정의 해방판정치 이하가 된 것의 검출을 조건으로 하여, 토크상(相)이 종료되었다고 더욱 판정하는 구성으로 하면 적절하다.
계합제어수단이 계합측 요소에의 공급유압을 계속하여 상승시키면, 그에 따라서 마침내 해방측 요소에의 공급유압이 소정치 이하까지 저하되어 해방측 요소가 전달토크용량을 가지지 않게 되고, 해방제어수단에 의한 피드백제어계에 의해서는 입력부재의 실제의 회전속도의 변화를 전부 흡수할 수는 없게 된다. 이 시점에 있어서 차(差)회전속도가 제로가 되어, 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로, 출력부재의 회전속도에 대한 입력부재의 회전속도의 비가 변동한다.
그래서 상기한 구성에서는, 해방측 요소가 전달토크용량을 가지지 않게 되는 유압에 상당하는 소정의 해방판정치를 기준으로 하여, 해방측 유압지령치가 이 해방판정치 이하까지 저하된 것의 검출을 토크상(相)의 종료의 판정조건으로 한다. 이로써, 해방제어수단에 의한 피드백제어에 있어서 축차(逐次) 갱신되는 해방측 유압지령치를 이용하여, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 종료를 극히 정확히 판정할 수 있다.
또한, 상기 상(相)판정수단은, 토크상(相)이 개시되었다고 판정된 후에 상기 차(差)회전속도가 저하되어 제로가 된 것의 검출, 및, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 지령치인 계합측 유압지령치가 미리 설정된 소정의 종료판정치 이상이 된 것의 검출 중의 일방 또는 쌍방을 조건으로 하여, 상기 해방측 유압지령치가 상기 해방판정치 이하가 되기 전이더라도 토크상(相)이 종료되었다고 판정하는 구성으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 해방측 유압지령치가 해방판정치까지 저하되는 타이밍에 대략 일치하여 생기는 현상인, 차(差)회전속도가 저하되어 제로가 된 것, 및, 계합측 유압지령치가 미리 설정된 소정의 종료판정치가 된 것 중의 일방 또는 쌍방의 검출을 각각 독립된 토크상(相)의 종료의 판정조건으로 한다. 이로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)의 종료를 정확하고도 확실히 판정할 수 있다.
또한, 상기 목표회전속도는, 상기 출력부재의 회전속도와 변속 전에 있어서의 상기 변속장치의 변속비에 근거하여 도출되는 상기 입력부재의 추정회전속도인 구성으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 출력부재의 회전속도와 변속 전에 있어서의 변속장치의 변속비에 근거하여, 차(差)회전속도를 도출하기 위한 기준이 되는 목표회전속도를 적절히 설정할 수 있다.
또한, 상기 입력부재는, 적어도 상기 구동력원으로서의 회전전기에 구동연결되고, 상기 회전전기가 토크를 출력하고 있는 상태에서 상기 변속장치에 의하여 변속단의 전환이 행하여질 때, 토크상(相)에 있어서, 상기 계합측 요소에의 공급유압을 서서히 상승시키는 변화량에 대응한 변화량으로 상기 회전전기의 토크를 서서히 증가시키는 회전전기 제어수단을 더욱 구비한 구성으로 하면 적절하다.
이 구성에 의하면, 회전전기 제어수단이 계합측 요소에의 공급유압을 서서히 상승시키는 변화량에 대응한 변화량으로 회전전기의 토크를 서서히 상승시킴으로써, 정밀한 제어가 가능한 회전전기에 의한 토크의 추가 또는 흡수에 의하여, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 수반하여 생길 수 있는 출력부재의 토크변동을 억제할 수 있다. 즉, 계합측 요소에의 공급유압의 상승하는 변화량에 대응시켜서 회전전기의 토크를 서서히 증가시키는 것만으로도, 출력부재의 토크변동을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 회전전기의 토크를 용이하게 제어할 수 있어서, 변속쇼크의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
[도 1] 본 실시형태에 관한 차량용 구동장치의 개략구성을 나타내는 모식도이다.
[도 2] 회생 다운시프트가 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이다.
[도 3] 파워온 업시프트가 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이다.
[도 4] 토크상(相) 개시판정처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이다.
[도 5] 토크상(相) 종료판정처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이다.
[도 6] 변속동작 제어처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이다.
본 발명에 관한 차량용 구동장치(1) 및 차량제어유닛(2)의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 차량용 구동장치(1)의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 차량용 구동장치(1)를 탑재한 차량(3)은, 구동력원으로서 엔진(11) 및 회전전기(12)의 쌍방을 구비한 하이브리드 차량으로 되어 있다. 그리고, 차량용 구동장치(1)는, 구동력원으로서의 엔진(11) 및 회전전기(12)에 구동연결되는 입력축(I)과, 차륜(17)에 구동연결되는 출력축(O)과, 복수의 계합요소(C1, B1…)를 구비함과 함께 복수의 변속단을 전환가능하게 구비하고, 입력축(I)의 회전속도를 각 변속단의 변속비로 변속하여 출력축(O)에 전달하는 변속장치(13)를 구비하고 있다. 또한, 차량(3)에는, 차량용 구동장치(1)를 제어대상으로 하고, 복수의 계합요소(C1, B1…)의 계합 및 해방을 제어함으로써, 변속장치(13)에 있어서 적어도 토크상(相)(Pt)(도 2 및 도 3을 참조)을 거쳐서 행하여지는 변속단의 전환을 제어하는 차량제어유닛(2)이 구비되어 있다. 다만, 본 실시형태에 있어서는, 입력축(I) 및 출력축(O)이 각각 본 발명에 있어서의 「입력부재」 및 「출력부재」에 상당하고, 차량제어유닛(2)이 본 발명에 있어서의 「차량용 제어장치」에 상당한다.
이와 같은 구성에 있어서, 본 실시형태에 관한 차량제어유닛(2)은, 입력축(I)의 실제의 회전속도와 소정의 목표회전속도(본 예에서는, 변속 전 추정회전속도(Nb)) 사이의 회전속도의 차인 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록, 해방되는 측의 계합요소가 되는 해방측 요소(Er)에의 공급유압을 피드백제어하는 해방측 유압제어부(29)와, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에서, 계합되는 측의 계합요소가 되는 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 상승시키는 계합측 유압제어부(28)와, 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상을 검출한 것을 조건으로 하여, 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 페이즈(phase)판정부(31)를 구비하는 점에 특징을 가진다. 이로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相: phase)(Pt)의 개시를 정확히 판정하는 것이 가능한 차량제어유닛(2)이 실현되고 있다. 이하, 본 실시형태에 관한 차량용 구동장치(1) 및 차량제어유닛(2)에 대하여, 상세히 설명한다.
1. 차량용 구동장치의 구동전달계의 구성
엔진(11)은, 연료의 연소에 의하여 구동되는 내연기관으로서, 예컨대, 가솔린엔진이나 디젤엔진 등의 공지의 각종 엔진을 이용할 수 있다. 엔진(11)은, 입력클러치(14)를 통하여 입력축(I)에 구동연결되어 있다. 본 예에서는, 엔진(11)의 크랭크샤프트 등의 엔진출력축(Eo)이, 입력클러치(14)를 통하여 입력축(I)에 구동연결되어 있다. 입력축(I)은, 회전전기(12)의 로터(미도시)와 일체 회전하도록 구동연결되어 있다.
회전전기(12)는, 로터와 스테이터(미도시)를 가지고 구성되고, 전력의 공급을 받아서 동력을 발생하는 모터(회전기)로서의 기능과, 동력의 공급을 받아서 전력을 발생하는 제네레이터(발전기)로서의 기능을 발휘하는 것이 가능하게 되어 있다. 그로 인하여, 회전전기(12)는, 미도시된 축전장치와 전기적으로 접속되어 있다. 본 예에서는, 축전장치로서 배터리가 이용되고 있다. 다만, 축전장치로서 커패시터 등을 이용하여도 적절하다. 회전전기(12)는, 배터리로부터 전력의 공급을 받아서 역행(力行)하거나, 혹은, 차륜(17)으로부터 전달되는 구동력에 의하여 발전한 전력을 배터리에 공급하여 축전시킨다. 다만, 이하에서는 회전전기(12)에 의한 발전을 「회생」이라 칭하는 경우가 있다. 또한, 입력축(I)과 일체 회전하는 회전전기(12)의 로터는, 변속장치(13)에 구동연결되어 있다.
변속장치(13)는, 변속비가 상이한 복수의 변속단을 가지는 유단(有段)의 자동변속장치이다. 변속장치(13)는, 이들 복수의 변속단을 형성하기 위하여, 유성기어기구 등의 기어기구와 복수의 계합요소(B1, C1, …)를 구비하고 있다. 본 예에서는, 복수의 계합요소(B1, C1, …)는, 각각 마찰재를 가지고 구성되는 클러치나 브레이크 등의 마찰계합요소이다. 이들 계합요소(B1, C1, …)는, 공급되는 유압을 제어함으로써 그 전달토크용량의 증감을 연속적으로 제어하는 것이 가능한 클러치(브레이크를 포함함, 이하 마찬가지)로 되어 있다. 이와 같은 클러치로서는, 예컨대 습식 다판 클러치 등이 적절히 이용된다. 도 1에는, 복수의 계합요소의 일례로서, 제1 클러치(C1) 및 제1 브레이크(B1)가 모식적으로 나타나 있다. 복수의 계합요소의 계합 또는 해방을 전환함으로써, 기어기구가 가지는 복수의 회전요소의 회전상태가 전환되어, 변속단의 전환이 행하여진다.
변속단의 전환에 있어서는, 변속 전에 있어서 계합하고 있는 계합요소 중의 하나를 해방시킴과 함께, 변속 전에 있어서 해방되어 있는 계합요소 중의 하나를 계합시키는, 소위 바꿔걸기 변속이 행하여진다. 이하의 설명에서는, 일례로서, 제2속 단(段)으로부터 제3속 단으로의 변속(이하, 「2-3 업시프트」라 칭함)이 행하여지는 경우에는, 제1 브레이크(B1)를 해방시킴과 함께 제1 클러치(C1)를 계합시키는 것으로 한다. 이 경우, 제3속 단으로부터 제2속 단으로의 변속(이하, 「3-2 다운시프트」라 칭함)이 행하여지는 경우에는, 제1 클러치(C1)를 해방시킴과 함께 제1 브레이크(B1)를 계합시키게 된다.
변속동작 중에 있어서는, 프리(pre)제어상(相)(Pp), 토크상(相)(Pt), 및 이너셔상(相)(Pi)(도 2 및 도 3을 참조)의 각 상(相)(각 페이즈)을 거쳐서, 각 변속단 사이의 전환이 행하여진다. 여기서, 「프리제어상(相)(Pp)」이란, 변속장치(13)에 있어서 목표변속단이 변경된 시점으로부터, 계합되는 계합요소(예컨대, 3-2 다운시프트 시에 있어서의 제1 브레이크(B1))가 전달토크용량을 가지기 시작하는 시점까지의 기간을 말한다. 또한, 「토크상(相)(Pt)」이란, 계합되는 계합요소(동일하게 제1 브레이크(B1))가 전달토크용량을 가지기 시작하는 시점으로부터, 실(實)기어비(=입출력 회전속도비; 출력축(O)의 회전속도에 대한 입력축(I)의 회전속도의 비, 이하 마찬가지)가 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 향하여 변동하기 시작하는 시점까지의 기간을 말한다. 또한, 「이너셔상(相)(Pi)」이란, 실(實)기어비가 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 향하여 변동하기 시작하는 시점(=토크상(相)(Pt)의 종료시점)으로부터 실(實)기어비가 변속 후의 목표변속단의 변속비가 되는 시점까지의 기간을 말한다. 본 실시형태에 있어서는, 차량제어유닛(2)에 의하여, 변속동작 중의 각 시점에 있어서의 페이즈가 판정됨과 함께, 판정된 페이즈에 따라서 회전전기(12)의 출력토크나 각 계합요소에의 공급유압 등이 제어되는 구성으로 되어 있다. 상세에 대해서는 후술한다.
변속장치(13)는, 각 변속단에 대하여 설정된 소정의 변속비로, 입력축(I)의 회전속도를 변속함과 함께 토크를 변환하여, 출력축(O)에 전달한다. 변속장치(13)로부터 출력축(O)에 전달된 토크는, 디퍼렌셜장치(16)를 통하여 좌우 두 차륜(17)에 분배되어 전달된다. 다만 본 예에서는, 차량용 구동장치(1)는, 입력축(I) 및 출력축(O)이 동축 상에 배치된 1축 구성으로 되어 있다.
2. 차량제어유닛의 구성
다음으로, 본 실시형태에 관한 차량제어유닛(2)의 구성에 대하여 설명한다. 차량용 구동장치(1)의 제어를 행하기 위한 차량제어유닛(2)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 차량용 구동장치(1)의 각 부의 동작제어를 행하는 중핵(中核)부재로서의 기능을 발휘하고 있다. 이 차량제어유닛(2)은, CPU 등의 연산처리장치를 중핵부재로서 구비함과 함께, 이 연산처리장치로부터 데이터를 읽기내기 및 써넣기가 가능하게 구성된 RAM(random access memory)이나, 연산처리장치로부터 데이터를 읽기내기 가능하게 구성된 ROM(read only memory) 등의 기억장치 등을 가지고 구성되어 있다(미도시). 그리고, ROM 등에 기억된 소프트웨어(프로그램) 또는 별도 설치된 연산회로 등의 하드웨어, 혹은 그들 양쪽에 의하여, 차량제어유닛(2)의 각 기능부(21∼36)가 구성된다. 이들 각 기능부(21∼36)는, 서로 정보의 주고받음을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 이 차량용 구동장치(1)는, 각 기능부(21∼36)에 의한 각 기능을 적절히 실현 가능하게 하기 위하여, 차량(3)의 각 부에 설치된 복수의 센서(Se1∼Se4)를 구비하고 있다. 이하에서는, 차량제어유닛(2)의 각 기능부(21∼36)에 대하여, 상세히 설명한다.
엔진 회전속도센서(Se1)는, 엔진출력축(Eo)(엔진(11))의 회전속도를 검출하는 센서이다. 로터 회전센서(Se2)는, 회전전기(12)의 스테이터에 대한 로터의 회전위치를 검출하는 센서이다. 로터 회전센서(Se2)에 의한 로터의 회전위치는, 회전전기(12)를 구동하기 위한 전류지령치나 전류위상을 정밀하게 결정하기 위하여, 극히 높은 정밀도로 검출된다. 이와 같은 로터 회전센서(Se2)로서, 본 실시형태에서는 리졸버(resolver)가 이용되고 있다. 출력축 회전속도센서(Se3)는, 출력축(O)의 회전속도를 검출하는 센서이다. 여기서, 출력축(O)은 디퍼렌셜장치(16)만을 통하여 차륜(17)에 구동연결되어 있으므로, 출력축 회전속도센서(Se3)에 의하여 검출되는 출력축(O)의 회전속도는 차속(車速)에 비례하여 정하여진다. 액셀개도(開度) 검출센서(Se4)는, 액셀페달(18)의 조작량을 검출함으로써 액셀개도를 검출하는 센서이다. 이들 각 센서(Se1∼Se4)에 의한 검출결과를 나타내는 정보는, 차량제어유닛(2)에 출력된다.
엔진제어부(21)는, 엔진(11)의 동작제어를 행하는 기능부이다. 엔진제어부(21)는 엔진제어수단으로서 기능한다. 엔진제어부(21)는, 엔진동작점을 결정하고, 그 엔진동작점에서 엔진(11)을 동작시키도록 제어하는 처리를 행한다. 여기서, 엔진동작점은, 엔진(11)의 제어목표점을 나타내는 제어지령치로서, 회전속도 및 토크에 의하여 정하여진다. 보다 상세히는, 엔진동작점은, 차량요구출력과 최적연비를 고려하여 결정되는 엔진(11)의 제어목표점을 나타내는 지령치로서, 토크지령치와 회전속도지령치에 의하여 정하여진다. 그리고, 엔진제어부(21)는, 엔진동작점에 나타나는 토크 및 회전속도로 동작하도록 엔진(11)의 동작을 제어한다.
목표변속단 결정부(26)는, 변속장치(13)에 있어서의 목표변속단을 결정하는 기능부이다. 목표변속단 결정부(26)는 목표변속단 결정수단으로서 기능한다. 목표변속단 결정부(26)는, 차량(3)의 액셀개도 및 차속에 근거하여 변속장치(13)에 있어서의 목표변속단을 결정한다. 이와 같은 목표변속단을 결정하기 위하여, 목표변속단 결정부(26)는, 미도시된 메모리에 저장된 변속맵(map)을 참조한다. 변속맵은, 액셀개도 및 차속과, 변속장치(13)에 있어서의 목표변속단의 관계를 규정한 맵이다. 변속맵에는 복수의 업시프트라인과 복수의 다운시프트라인이 설정되어 있어서, 차속 및 액셀개도가 변화되어 변속맵 상에서 업시프트라인 또는 다운시프트라인을 넘으면, 목표변속단 결정부(26)는, 변속장치(13)에 있어서의 새로운 목표변속단을 결정하게 된다. 다만, 여기서는, 업시프트란 변속비(=감속비, 이하 마찬가지)가 큰 변속단으로부터 변속비가 작은 변속단으로의 전환을 의미하고, 다운시프트란 변속비가 작은 변속단으로부터 변속비가 큰 변속단으로의 전환을 의미한다. 목표변속단 결정부(26)에 의하여 결정된 목표변속단은, 전환제어부(27)에 출력된다.
전환제어부(27)는, 목표변속단 결정부(26)에 의하여 결정된 목표변속단에 변경이 있었을 경우에, 변속장치(13)에 있어서의 변속단을 전환하는 제어를 행하는 기능부이다. 전환제어부(27)는 전환제어수단으로서 기능한다. 전환제어부(27)는, 새로운 목표변속단에 따라서 복수의 계합요소(C1, B1, …)에의 공급유압을 제어함으로써, 변속장치(13)에 있어서의 변속단을 전환한다. 이때, 전환제어부(27)는, 변속 전에 있어서 계합되어 있던 계합요소 중의 하나를 해방시킴과 함께, 변속 전에 있어서 해방되어 있던 계합요소 중의 하나를 계합시킨다. 예컨대 상술한 바와 같이, 3-2 다운시프트가 행하여지는 경우에는, 전환제어부(27)는, 제1 클러치(C1)를 해방시킴과 함께 제1 브레이크(B1)를 계합시킨다. 이하의 설명에 있어서는, 변속단의 전환에 있어서, 3-2 다운시프트 시의 제1 브레이크(B1)와 같이, 변속단의 전환 후에 계합측인 계합요소를 「계합측 요소(Ee)」라 하고, 3-2 다운시프트 시의 제1 클러치(C1)와 같이, 변속단의 변경 후에 해방측인 계합요소를 「해방측 요소(Er)」라 한다.
목표변속단의 변경에 수반하는 계합측 요소(Ee)의 계합 및 해방측 요소(Er)의 해방은, 전환제어부(27)의 하위의 기능부로서 구비되는 계합측 유압제어부(28) 및 해방측 유압제어부(29)에 의하여 제어된다. 계합측 유압제어부(28)는, 계합되는 측의 계합요소(계합측 요소(Ee))에의 작동유의 공급유압을 제어하는 기능부이다. 계합측 유압제어부(28)는 계합제어수단으로서 기능한다. 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 지령치인 계합측 유압지령치(Ce)를 생성하고, 이 계합측 유압지령치(Ce)를 변속장치(13) 속에 구비된 계합측 요소(Ee)에 대응하는 미도시의 제어밸브로 출력하여, 계합측 유압지령치(Ce)에 따라서 제어밸브의 동작을 제어함으로써, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 제어한다.
계합측 유압제어부(28)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 목표변속단이 변경되어 프리제어상(相)(Pp)이 되면, 계합측 요소(Ee)에 프리차지(precharge) 유압을 공급하여 그 후의 계합동작에 대비시킨다. 그 후, 후술하는 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 된 것을 조건으로 하여, 계합측 유압제어부(28)는, 프리제어상(相)(Pp)으로부터 토크상(相)(Pt)에 걸쳐서 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 상승시킨다. 이때, 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 유압지령치(Ce)를 미리 설정된 일정한 변화율로 상승시킴으로써, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 변화율로 상승시킨다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 계합측 유압제어부(28)는, 이너셔상(相)(Pi)에서는, 입력축(I)의 회전가속도가 소정의 목표회전가속도가 되도록 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 피드백제어한다. 그때, 후술하는 바와 같이 회전전기 제어부(22)는, 변속과정의 종기(終期)(Pie)를 제외하는 이너셔상(相)(Pi)의 대략 전체에 걸쳐서, 회전전기(12)에 의한 입력축(I)에의 입력토크를 후술하는 목표회전가속도 도출부(35)에 의하여 도출되는 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)가 되도록 도출한 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시킨 상태에서, 입력토크를 일정한 값으로 유지하도록 제어한다. 여기서는, 계합측 유압제어부(28)는, 후술하는 입력축 회전속도 도출부(33)에 의하여 도출되는 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)가, 후술하는 목표회전가속도 도출부(35)에 의하여 도출되는 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)가 되도록 계합측 유압지령치(Ce)를 축차 수정하여, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 제어한다.
여기서, 본 실시형태에 있어서 이용되고 있는 제1 브레이크(B1)나 제1 클러치(C1) 등과 같이 마찰재를 구비하여 구성되는 마찰계합요소에서는, 서로 계합되는 두 회전요소(비회전부재를 포함함, 이하 마찬가지) 사이의 회전속도 차나 마찰계합요소의 온도 등에 의하여, 1회의 변속동작 중에 있어서도 마찰재에 있어서의 마찰계수가 일정치가 되지는 않고 불규칙하게 변동될 수 있다. 그로 인하여, 예컨대 계합측 유압지령치(Ce)를 미리 설정한 소정의 변화율로 변화시켰다 하더라도, 현실적으로는 상기 마찰계수의 변화에 의하여 계합측 요소(Ee)에 있어서의 전달토크용량은, 미리 설정한 소정의 변화율에 완전히는 일치하지 않고 불규칙하게 변동하게 된다. 그 결과, 출력축(O)에 전달되는 토크도 변동되어 버릴 가능성이 있다.
이 점, 본 실시형태에서는, 이너셔상(相)(Pi)에 있어서, 후술하는 바와 같이 회전전기 제어부(22)가 회전전기(12)에 의한 입력축(I)에의 입력토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시킨 상태에서 입력토크를 일정한 값으로 유지한다. 여기서, 계합요소에 있어서의 전달토크용량이 일정하게 유지되는 이상(理想)상태에서는, 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)는 일정치로 유지될 것이다. 반대로, 입력축(I)의 실제의 회전속도가 입력토크 변화량(ΔT)에 따른 일정한 시간변화율(회전가속도)로 변화하는 경우에는, 계합요소에 있어서의 전달토크용량은 대략 일정하게 유지될 것이다. 그래서 본 실시형태에 있어서는, 회전전기(12)에 의한 입력축(I)에의 입력토크를 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)에 근거하여 도출되는 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시킨 상태에서, 계합측 유압제어부(28)는, 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)가 목표회전가속도(A0)가 되도록 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 피드백제어한다. 이와 같이 하면, 1회의 변속동작 중에 있어서의 마찰재의 마찰계수가 불규칙한 변동의 영향을 계합측 요소(Ee)에의 공급유압제어에 의하여 흡수하여, 계합측 요소(Ee)의 전달토크용량을 대략 일정하게 유지하는 것이 용이하게 된다. 따라서, 용이하게, 변속동작 중에 있어서의 출력축(O)의 토크변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 이너셔상(相)(Pi)에 있어서의 변속과정의 종기(Pie)에서는, 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 값으로 유지시키도록 계합측 유압지령치(Ce)를 일정한 값으로 고정한다. 다만, 변속과정의 종기(Pie)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가, 후술하는 추정회전속도 도출부(34)에 의하여 도출되는 변속 후 추정회전속도(Na)에 근접한(예컨대 도 2 및 도 3을 참조하여, 변속 전 추정회전속도(Nb)를 기준으로 하여, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 변속 전 추정회전속도(Nb)와 변속 후 추정회전속도(Na) 사이의 회전속도 차의 60∼95% 이상 변화함) 것 등에 의하여 판정할 수 있다. 또한, 계합측 유압제어부(28)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 변속 후 추정회전속도(Na)와 동일하게 되어 실(實)기어비가 변속 후의 목표변속단의 변속비가 되면, 계합측 유압지령치(Ce)를 완전계합압까지 단번에 상승시킨다.
해방측 유압제어부(29)는, 해방되는 측의 계합요소(해방측 요소(Er))에의 작동유의 공급유압을 제어하는 기능부이다. 해방측 유압제어부(29)는 해방제어수단으로서 기능한다. 해방측 유압제어부(29)는, 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치(Cr)를 생성하고, 이 해방측 유압지령치(Cr)를 변속장치(13) 속에 구비된 해방측 요소(Er)에 대응하는 미도시의 제어밸브에 출력하여, 해방측 유압지령치(Cr)에 따라서 제어밸브의 동작을 제어함으로써, 해방측 요소(Er)에의 공급유압을 제어한다.
본 실시형태에서는, 해방측 유압제어부(29)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 계합측 요소(Ee)에의 프리차지 유압의 공급이 완료되면, 프리제어상(相)(Pp)으로부터 토크상(相)(Pt)에 걸쳐서, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압을 피드백제어한다. 여기서는, 해방측 유압제어부(29)는, 후술하는 차(差)회전속도 도출부(32)에 의하여 도출되는 차(差)회전속도(ΔN)가, 미리 정하여진 미소(微小) 슬립(slip)량에 대략 동일한 값을 유지하도록 해방측 유압지령치(Cr)를 축차 수정한다. 또한, 해방측 유압제어부(29)는, 토크상(相)(Pt)의 종료가 판정되면 해방측 유압지령치(Cr)를 저하시켜서 제로로 하고, 이너셔상(相)(Pi)에 있어서는 해방측 유압지령치(Cr)를 그대로 제로로 유지한다.
페이즈판정부(31)는, 변속동작 중의 각 시점에 있어서의 페이즈(상(相))를 판정하는 기능부이다. 페이즈판정부(31)는 상(相)판정수단으로서 기능한다. 페이즈판정부(31)는, 변속동작 중의 각 시점에 있어서의 페이즈가, 프리제어상(相)(Pp), 토크상(相)(Pt), 및 이너셔상(相)(Pi) 중 어느 상태에 있는지를 판정한다. 페이즈판정부(31)에 의하여 판정된 페이즈 상태는, 회전전기 제어부(22), 계합측 유압제어부(28), 및 해방측 유압제어부(29)에 출력되어, 각 상(相)에 있어서의 각 기능부에 의한 제어가 각각 실행된다.
여기서, 「변속동작 중」이란, 변속장치(13)에 있어서 목표변속단이 변경된 시점으로부터, 실(實)기어비가 변속 후의 목표변속단의 변속비가 되는 시점까지의 기간을 말한다. 본 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)(Pt)의 개시 및 종료의 타이밍을 판정함으로써, 변속동작 중의 각 시점에 있어서의 페이즈 상태를 판정하는 구성으로 되어 있다. 즉, 페이즈판정부(31)는, 변속동작의 개시(=변속장치(13)에 있어서 목표변속단이 변경된 시점)로부터 토크상(相)(Pt)의 개시가 판정될 때까지의 기간을 프리제어상(相)(Pp)이라 판정하고, 토크상(相)(Pt)의 개시가 판정되고 나서 토크상(相)(Pt)의 종료가 판정될 때까지의 기간을 토크상(相)(Pt)이라 판정하며, 토크상(相)(Pt)의 종료가 판정되고 나서 변속동작의 종료(=실(實)기어비가 변속 후의 목표변속단의 변속비가 되는 시점)까지의 기간을 이너셔상(相)(Pi)이라 판정한다. 그래서, 다음으로, 페이즈판정부(31)에 의한 토크상(相)(Pt)의 개시 및 종료의 타이밍의 판정방법에 대하여 설명한다.
먼저, 토크상(相)(Pt)의 개시의 타이밍의 판정방법에 대하여 설명한다. 상기한 바와 같이, 프리제어상(相)(Pp)에 있어서, 해방측 유압제어부(29)는, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어를 개시한다. 다만, 이때 입력축(I)의 회전속도는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 변속 전 추정회전속도(Nb)에 대하여 변속 후 추정회전속도(Na)와는 반대방향으로 변화(다운시프트에 있어서는 저하, 업시프트에 있어서는 상승)한다. 이는, 실(實)기어비가 변속 전의 목표변속단의 변속비에 대하여 변속 후의 목표변속단의 변속비와는 반대방향으로 변화하는 것에 대응한다. 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태가 된 후, 계합측 유압제어부(28)는 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 변화율로 상승시킨다. 그동안, 해방측 유압제어부(29)에 의한 상기 피드백제어는 계속하여 상시 행하여지고 있다. 계합측 요소(Ee)에의 공급유압이 스트로크 엔드압(壓)(stroke end pressure) 이하인 상태에서는, 계합측 요소(Ee)가 전달토크용량을 가지는 경우는 없으므로, 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계는 안정되게 유지되어 차(差)회전속도(ΔN)도 대략 일정한 상태를 유지한다. 계합측 요소(Ee)에의 공급유압이 상승하여 마침내 스트로크 엔드압에 도달하면, 계합측 요소(Ee)가 전달토크용량을 가지기 시작하여 토크상(相)(Pt)이 실제로 개시된다.
계합측 요소(Ee)에 있어서의 전달토크용량의 증가는, 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계에 대하여 외란으로서 작용한다. 즉, 계합측 요소(Ee)에 있어서의 전달토크용량의 증가에 의하여, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 변화(다운시프트에 있어서는 상승, 업시프트에 있어서는 저하)하려고 하므로, 차(差)회전속도(ΔN)도 변화(다운시프트 및 업시프트 어느 경우도 모두 저하)하려고 한다. 이와 같이, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압이 피드백제어되고 있는 상태에서는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 상승에 기인하여 차(差)회전속도(ΔN)에 변화가 생긴다. 이와 같은 차(差)회전속도(ΔN)에 변화가 생기는 타이밍은, 토크상(相)(Pt)의 실제의 개시타이밍과 1대1로 대응한다.
그래서, 페이즈판정부(31)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상을 검출한 것을 조건으로 하여, 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정한다. 여기서, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 변화(다운시프트 중에 있어서는 상승, 업시프트 중에 있어서는 저하)하여 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되면, 해방측 유압제어부(29)는, 그 변화를 상쇄하도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압을 피드백제어한다. 이로써 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 더욱 반대방향으로 변화(다운시프트에 있어서는 저하, 업시프트에 있어서는 상승)하여, 차(差)회전속도(ΔN)가 상승하여 다시 원래의 상태로 되돌아간다. 즉, 해방측 유압제어부(29)에 의하여 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압이 피드백제어되고 있기 때문에, 차(差)회전속도(ΔN)는, 도 2 및 도 3에 있어서 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 대략 일정한 상태로부터 일시적으로 저하된 후, 다시 원래의 상태로 되돌아간다. 이 상태에서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압은 계속 상승되므로, 해방측 유압제어부(29)는, 원래로 되돌아간 상태의 차(差)회전속도(ΔN)를 그대로 유지시키고자, 도 2 및 도 3에 있어서 굵은 화살표로 나타내는 바와 같이, 해방측 유압지령치(Cr)를 크게 저하시켜 해방측 요소(Er)에의 공급유압을 크게 저하시킨다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상에는, 차(差)회전속도(ΔN) 자체의 경시(經時)변화와 해방측 유압지령치(Cr)의 경시변화가 포함된다.
그래서, 본 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상으로서,
(1) 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0) 이상 저하된 것,
(2) 해방측 유압지령치(Cr)가, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상 저하된 것
의 2가지 현상을 검출대상으로 하고 있다. 그리고, 페이즈판정부(31)는, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0) 이상 저하된 것의 검출, 및, 해방측 유압지령치(Cr)가, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상 저하된 것의 검출 중 어느 일방을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정한다.
여기서, (1)을 검출대상으로 하는 것은, 이 (1)의 현상이, 토크상(相)(Pt)의 실제의 개시타이밍과 1대1로 대응하여 먼저 최초로 나타나는 현상이기 때문이다. (1)의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정함으로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)(Pt)의 개시를 극히 정확히 판정할 수 있다. 다만, 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0)로서는, 계합측 요소(Ee)에 있어서의 전달토크용량의 증가에 의하여 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계가 영향을 받아서 차(差)회전속도(ΔN)가 저하된 것을 적절히 판정할 수 있을 정도의 값을 설정하여 두면 좋다. 예컨대, 실험 등에 근거하여 미리 설정된 소정의 계수와 차(差)회전속도(ΔN)의 적산(積算)치를 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0)로 할 수 있다. 단, (1)의 현상은 변속동작 중에 있어서 한 번만 나타나는 현상임과 함께, 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계의 작용에 의하여 비교적 조기에 소실되어 버리는 현상이므로, 그 검출에 실패할 가능성이 없다고는 단언할 수 없다. 특히, 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계의 제어응답성을 높게 설정한 경우에는, 차(差)회전속도(ΔN)의 저하폭이 극히 작아져서 이를 검출할 수 없을 가능성이 있다. 이 점, 해방측 유압지령치(Cr)는 상승하지 않고 저하될 뿐이므로, 소정치를 기준으로 하는 해방측 유압지령치(Cr)의 변화량은 1 방향으로 변화하여 증대할 뿐이다. 따라서, 그 검출은 항시 가능하고 실패할 일도 없다. 그래서, (2)를 검출대상으로 하고 이 (2)의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정함으로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)(Pt)의 개시를 정확하고도 확실히 판정할 수 있다.
다음으로, 토크상(相)(Pt)의 종료의 타이밍의 판정방법에 대하여 설명한다. 상기한 바와 같이, 토크상(相)(Pt)의 종료시점은, 실(實)기어비가 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 향하여 변동하기 시작하는 시점이다. 여기서, 토크상(相)(Pt) 중에는 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어가 행하여지고 있어서, 실(實)기어비가 변속 전의 목표변속단의 변속비에 대하여 변속 후의 목표변속단의 변속비와는 반대방향으로 변화되고 있다. 따라서 본 실시형태에서는, 실(實)기어비가 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 변화되어, 마침내 변속 전의 목표변속단의 변속비에 일치함과 함께 변속 전의 목표변속단의 변속비에 대하여 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 향하여 변동하기 시작하는 시점이, 토크상(相)(Pt)의 종료시점이 된다.
해방측 유압제어부(29)가 피드백제어를 계속하여 상시 행하고 있는 상태에서, 계합측 유압제어부(28)가 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 변화율로 계속하여 상승시키면, 마침내 해방측 요소(Er)에의 공급유압이 스트로크 엔드압 이하가 되어 해방측 요소(Er)가 전달토크용량을 가지지 않게 된다. 그러면, 해방측 유압제어부(29)에 의한 피드백제어계에 의해서는 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)의 변화(다운시프트에 있어서는 상승, 업시프트에 있어서는 저하)를 전부 흡수할 수는 없게 된다. 이 시점에 있어서 차(差)회전속도(ΔN)가 제로가 되어, 변속 전의 목표변속단의 변속비보다도 변속 후의 목표변속단의 변속비 측으로 향하여 실(實)기어비가 변동하기 시작한다.
그래서, 페이즈판정부(31)는, 해방측 유압지령치(Cr)가, 해방측 요소(Er)에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압에 상당하는 소정의 해방판정치(Cr1) 이하가 된 것의 검출을 조건으로 하여, 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정한다. 그와 같은 해방판정치(Cr1)로는, 해방측 요소(Er)에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압인 스트로크 엔드압 이하의 유압에 상당하는 값이 설정된다. 본 실시형태에서는, 해방측 요소(Er)에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압의 최대치인 스트로크 엔드압에 상당하는 값이 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 토크상(相)(Pt)에서는 해방측 유압제어부(29)가 피드백제어를 계속하여 상시 행하고 있고, 이로써 해방측 유압지령치(Cr)는 축차 갱신되고 있다. 이 축차 갱신되는 해방측 유압지령치(Cr)를 이용함으로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)(Pt)의 종료를 극히 정확히 판정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정된 후에 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 된 것을 검출한 경우에는, 해방측 유압지령치(Cr)가 해방판정치(Cr1) 이하가 되기 전이더라도 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정한다. 상기와 같이, 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 되는 시점이, 본 실시형태에서는 토크상(相)(Pt)의 종료시점으로 간주되는 시점이기 때문이다. 또한 본 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 계합측 유압지령치(Ce)가 미리 설정된 소정의 종료판정치(Ce1) 이상이 된 것을 검출한 경우에도, 해방측 유압지령치(Cr)가 해방판정치(Cr1) 이하가 되기 전이더라도 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정한다. 이와 같은 종료판정치(Ce1)로는, 해방측 유압지령치(Cr)가 해방판정치(Cr1)가 되는 시점에 있어서의 계합측 유압지령치(Ce)(여기서는, 이를 완전해방시 계합측 유압지령치(Ce2)라 함)의 학습치를 설정하면 적절하다. 이와 같은 학습치는, 예컨대, 미도시된 메모리 등에 기억된 복수의 완전해방시 계합측 유압지령치(Ce2)의 평균치로 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 페이즈판정부(31)는, (A) 해방측 유압지령치(Cr)가 소정의 해방판정치(Cr1) 이하가 된 것의 검출, (B) 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정된 후에 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 된 것의 검출, 및, (C) 계합측 유압지령치(Ce)가 미리 설정된 소정의 종료판정치(Ce1) 이상이 된 것의 검출 중 어느 하나를 조건으로 하여, 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정한다. 이와 같이 함으로써, 변속동작 중에 있어서의 토크상(相)(Pt)의 종료를 정확하고도 확실히 판정할 수 있다.
차(差)회전속도 도출부(32)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)와 소정의 목표회전속도 사이의 회전속도의 차인 차(差)회전속도(ΔN)를 도출하는 기능부이다. 차(差)회전속도 도출부(32)는 차(差)회전속도 도출수단으로서 기능한다. 본 실시형태에서는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)는 입력축 회전속도 도출부(33)에 의하여 도출된다. 또한, 소정의 목표회전속도로서는, 변속 전(목표변속단의 변경 전)에 있어서의 입력축(I)의 추정회전속도(=변속 전 추정회전속도(Nb))가 설정되어 있다. 변속 전 추정회전속도(Nb)는 추정회전속도 도출부(34)에 의하여 도출된다. 본 실시형태에 있어서는, 차(差)회전속도 도출부(32)는, 입력축 회전속도 도출부(33)에 의하여 도출되는 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)로부터, 추정회전속도 도출부(34)에 의하여 도출되는 변속 전 추정회전속도(Nb)를 감산함과 함께, 얻어진 결과의 절대치로서 차(差)회전속도(ΔN)를 도출한다. 차(差)회전속도 도출부(32)로부터 도출된 차(差)회전속도(ΔN)는, 계합측 유압제어부(28), 해방측 유압제어부(29), 및 페이즈판정부(31)에 출력된다.
입력축 회전속도 도출부(33)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)를 도출하는 기능부이다. 입력축 회전속도 도출부(33)는 입력축 회전속도 도출수단으로서 기능한다. 입력축 회전속도 도출부(33)는, 로터 회전센서(Se2)에 의하여 검출되는 로터의 회전위치의 정보에 근거하여, 회전전기(12)의 로터의 실제의 회전속도를 도출함으로써 입력축(I)의 회전속도(NI)를 도출한다. 여기서, 회전전기(12)의 로터에는 입력축(I)가 일체적으로 구동연결되어 있으므로, 회전전기(12)의 로터의 회전속도는 입력축(I)의 회전속도(NI)에 일치한다. 본 실시형태에서는, 상기와 같이 로터 회전센서(Se2)로서 리졸버가 이용되고 있어서, 회전전기(12)의 로터의 회전위치는 극히 높은 정밀도로 검출된다. 따라서, 입력축 회전속도 도출부(33)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)에 대해서도 극히 높은 정밀도로 도출할 수 있도록 되어 있다. 이로써, 차(差)회전속도 도출부(32)도, 극히 높은 정밀도로 차(差)회전속도(ΔN)를 도출할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 입력축 회전속도 도출부(33)는, 또한 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)도 도출하도록 구성되어 있다. 당연히, 입력축 회전속도 도출부(33)는, 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)에 대하여도 극히 높은 정밀도로 도출할 수 있다. 입력축 회전속도 도출부(33)에 의하여 도출된 입력축(I)의 회전속도(NI)는, 페이즈판정부(31), 차(差)회전속도 도출부(32) 등에 출력된다. 또한, 입력축(I)의 회전가속도(A)는, 계합측 유압제어부(28)에 출력된다.
추정회전속도 도출부(34)는, 출력축(O)의 회전속도와 변속장치(13)에서 설정된 목표변속단의 변속비에 근거하여, 입력축(I)의 추정회전속도를 도출하는 기능부이다. 추정회전속도 도출부(34)는 추정회전속도 도출수단으로서 기능한다. 본 실시형태에서는, 추정회전속도 도출부(34)는, 목표변속단의 변경 전에 있어서의 입력축(I)의 추정회전속도인 변속 전 추정회전속도(Nb)와 목표변속단의 변경 후에 있어서의 입력축(I)의 추정회전속도인 변속 후 추정회전속도(Na)를 도출한다. 여기서, 변속 전 추정회전속도(Nb)는, 출력축 회전속도센서(Se3)에 의하여 검출되는 출력축(O)의 회전속도와 변속 전(목표변속단의 변경 전)에 있어서의 변속장치(13)의 목표변속단의 변속비에 근거하여 도출된다. 구체적으로는, 변속 전 추정회전속도(Nb)는, 출력축(O)의 회전속도와 변속 전의 목표변속단의 변속비의 곱셈값으로서 도출된다. 또한, 변속 후 추정회전속도(Na)는, 출력축(O)의 회전속도와 변속 후(목표변속단의 변경 후)에 있어서의 변속장치(13)의 목표변속단의 변속비에 근거하여 도출된다. 구체적으로는, 변속 후 추정회전속도(Na)는, 출력축(O)의 회전속도와 변속 후의 목표변속단의 변속비의 곱셈값으로서 도출된다. 추정회전속도 도출부(34)에 의하여 도출된 변속 전 추정회전속도(Nb) 및 변속 후 추정회전속도(Na)는, 차(差)회전속도 도출부(32) 등에 출력된다.
목표회전가속도 도출부(35)는, 입력축(I)의 회전가속도(=회전속도 변화율)(A)의 목표치인 목표회전가속도(=목표회전속도 변화율)(A0)를 도출하는 기능부이다. 목표회전가속도 도출부(35)는 목표회전가속도 도출수단(목표회전속도 변화율 도출수단)으로서 기능한다. 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)는, 이너셔상(相)(Pi)이 목표시간(TPi)에서 완료될 수 있도록, 변속 후 추정회전속도(Na)와 변속 전 추정회전속도(Nb)에 근거하여 도출된다. 구체적으로는, 목표회전가속도(A0)는, 변속 후 추정회전속도(Na)로부터 변속 전 추정회전속도(Nb)를 감산한 감산치를, 이너셔상(相)(Pi)의 목표시간(TPi)(도 2 및 도 3에 있어서의 시각 T4로부터 T6까지의 시간에 상당)으로 나눗셈한 나눗셈값으로서 도출된다. 이 경우, 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)는 일정한 값이 된다. 목표회전가속도 도출부(35)에 의하여 도출된 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)는, 입력토크 변화량 도출부(36) 및 계합측 유압제어부(28)에 출력된다.
입력토크 변화량 도출부(36)는, 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)를 목표회전가속도(A0)로 하기 위하여 필요한 입력축(I)의 토크의 변화량인 입력토크 변화량(ΔT)을 도출하는 기능부이다. 입력토크 변화량 도출부(36)는 입력토크 변화량 도출수단으로서 기능한다. 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 바와 같이 이너셔상(相)(Pi)의 대략 전체에 걸쳐서, 입력축(I)에의 입력토크가 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소된다. 이 경우, 계합요소에 있어서의 전달토크용량이 일정하게 유지되는 이상(理想)상태에서는, 입력축(I)의 회전가속도(A)는 입력토크 변화량(ΔT)에 따라서 결정되고, 반대로, 입력토크 변화량(ΔT)은 입력축(I)의 회전가속도(A)에 따라서 결정된다. 그래서, 입력토크 변화량 도출부(36)는, 목표회전가속도 도출부(35)에서 도출된 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)에 근거하여 입력토크 변화량(ΔT)을 도출한다. 구체적으로는, 입력축(I)의 회전 이너셔를 기지(旣知)로 하고, 목표회전가속도 도출부(35)에서 도출된 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)와 입력축(I)의 회전 이너셔를 곱셈함으로써, 입력토크 변화량(ΔT)을 도출한다. 입력축(I)의 회전가속도(A)는 일정한 값이므로, 입력토크 변화량(ΔT)도 일정한 값이 된다. 입력토크 변화량 도출부(36)에 의하여 도출된 입력토크 변화량(ΔT)은, 회전전기 제어부(22)에 출력된다.
회전전기 제어부(22)는, 회전전기(12)의 동작제어를 행하는 기능부이다. 회전전기 제어부(22)는 회전전기 제어수단으로서 기능한다. 회전전기 제어부(22)는, 회전전기 동작점을 결정하고, 그 회전전기 동작점에서 회전전기(12)를 동작시키도록 제어하는 처리를 행한다. 여기서, 회전전기 동작점은, 회전전기(12)의 제어목표점을 나타내는 제어지령치로서, 회전속도 및 토크에 의하여 정하여진다. 보다 상세히는, 회전전기 동작점은, 차량 요구출력이나 회생제동시에 있어서의 회생토크, 변속동작 중에 있어서의 출력축(O)에의 전달토크변동 등을 고려하여 결정되는 회전전기(12)의 제어목표점을 나타내는 지령치로서, 토크지령치와 회전속도지령치에 의하여 정하여진다. 그리고, 회전전기 제어부(22)는, 회전전기 동작점에 나타나는 토크 및 회전속도로 동작하도록 회전전기(12)의 동작을 제어한다.
본 실시형태에서는, 차량용 구동장치(1)는, 엔진(11)에 구동연결됨과 함께 구동력원으로서의 회전전기(12)를 구비한 하이브리드 구동장치로 되어 있다. 이와 같은 하이브리드 구동장치에서는, 차량(3)의 주행상태에 따라서 회전전기(12)가 역행(力行) 또는 회생(回生)을 행하고 있는 경우가 많다. 그래서, 이하에서는, 회전전기(12)가 토크(회전방향에 대하여 동일방향의 토크인 구동토크, 또는 회전방향에 대하여 반대방향의 토크인 회생토크)를 출력하고 있는 상태에서 변속장치(13)에 의하여 변속단의 전환이 행하여지는 상황에 있어서 본 발명이 적용되는 경우를 예로 하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 회전전기 제어부(22)는, 토크상(相)(Pt)에 있어서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 변화량에 대응한 변화량으로 회전전기(12)의 토크를 변화시킨다. 도 2는, 회전전기(12)가 회생토크를 출력하여 회생(回生)을 행하고 있는 상태에서 변속장치(13)에 의하여 변속비(=감속비)가 작은 변속단으로부터 변속비가 큰 변속단으로의 전환(이하, 회생 다운시프트라 칭하는 경우가 있음)이 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 회생 다운시프트가 행하여지는 경우에는, 회전전기 제어부(22)는, 토크상(相)(Pt)에 있어서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 변화량에 대응한 변화량으로 입력토크를 증가시킨다. 본 실시형태에서는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압은 일정한 변화율로 서서히 상승되므로, 회전전기 제어부(22)는, 이에 대응시켜서 일정한 변화율로 입력토크를 서서히 증가시킨다. 이 경우, 회생토크는 일정한 변화율로 서서히 감소하게 된다.
한편, 도 3은, 회전전기(12)가 구동토크를 출력하여 역행(力行)을 행하고 있는 상태에서 변속장치(13)에 의하여 변속비(=감속비)가 큰 변속단으로부터 변속비가 작은 변속단으로의 전환(이하, 파워온 업시프트라 칭하는 경우가 있음)이 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 파워온 업시프트가 행하여지는 경우에는, 회전전기 제어부(22)는, 토크상(相)(Pt)에 있어서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 변화량에 대응한 변화량으로 입력토크를 증가시킨다. 본 실시형태에서는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압은 일정한 변화율로 서서히 상승되므로, 회전전기 제어부(22)는, 이에 대응시켜서 일정한 변화율로 입력토크를 서서히 증가시킨다. 이 경우, 구동토크는 일정한 변화율로 서서히 증가하게 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 회전전기 제어부(22)는, 이너셔상(相)(Pi)에 있어서, 입력축(I)에 입력되는 입력토크를 변속단의 전환방향에 따라서 증가 또는 감소시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다. 이때, 회전전기 제어부(22)는, 토크상(相)(Pt)의 종료시점에 있어서의 입력토크의 크기를 기준으로 하여, 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다. 여기서, 회전전기 제어부(22)는, 다운시프트 시에는, 입력축(I)에 입력되는 입력토크를 증가시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다. 예컨대 도 2에 나타내는 회생 다운시프트 시에는, 회전전기(12)로부터 입력축(I)에 입력토크로서 마이너스 토크(회생토크)가 입력되고 있으므로, 회전전기 제어부(22)는, 입력토크를 증가시킴으로써, 회생토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 감소시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다.
한편, 회전전기 제어부(22)는, 업시프트 시에는, 입력축(I)에 입력되는 입력토크를 감소시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다. 예컨대 도 3에 나타내는 파워온 업시프트 시에는, 회전전기(12)로부터 입력축(I)에 입력토크로서 플러스 토크(구동토크)가 입력되고 있으므로, 회전전기 제어부(22)는, 입력토크를 감소시킴으로써, 구동토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 감소시키도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다.
또한, 회전전기 제어부(22)는, 변속과정의 종기(Pie)를 제외하는 이너셔상(相)(Pi)의 대략 전체에 걸쳐서 입력토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시킨 상태에서, 입력토크가 일정한 값으로 유지되도록 회전전기(12)의 토크를 제어한다. 마침내 변속과정의 종기(Pie)가 되면, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압이 일정한 값으로 유지된 상태(계합측 유압지령치(Ce)가 일정한 값으로 고정된 상태)이고, 다음으로 회전전기 제어부(22)는, 입력축 회전속도 도출부(33)에 의하여 도출되는 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)를, 추정회전속도 도출부(34)에 의하여 도출되는 변속 후 추정회전속도(Na)에 동기시키도록 회전전기(12)의 토크를 피드백제어한다. 이와 같이 하면, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)를 매끄럽게 변속 후 추정회전속도(Na)에 근접시켜서, 변속동작의 종료시에 계합측 요소(Ee)를 완전계합상태로 할 때의 변속쇼크의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
3. 차량제어처리의 순서
다음으로, 본 실시형태에 관한 차량제어처리의 내용에 대하여, 도 4∼도 6의 플로차트 및 도 2 및 도 3의 타임차트를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 관한 차량제어처리는, 토크상(相) 개시판정처리, 토크상(相) 종료판정처리, 및 변속동작 제어처리의 각 처리를 포함하여 구성된다. 도 4는 토크상(相) 개시판정처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이고, 도 5는 토크상(相) 종료판정처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이며, 도 6은 변속동작 제어처리의 처리순서를 나타내는 플로차트이다. 또한, 도 2는 회생 다운시프트가 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이고, 도 3은 파워온 업시프트가 행하여지는 경우에 있어서의 타임차트이다. 이하에 설명하는 차량제어처리의 각 순서는, 차량제어유닛(2)의 각 기능부에 의하여 실행된다. 각 기능부가 프로그램에 의하여 구성되는 경우에는, 차량제어유닛(2)이 구비하는 연산처리장치는, 상기한 각 기능부를 구성하는 프로그램을 실행하는 컴퓨터로서 동작한다.
3-1. 토크상 (相) 개시판정처리의 순서
본 실시형태에 관한 토크상(相) 개시판정처리에 있어서는, 먼저 목표변속단 결정부(26)는, 차속 및 액셀개도를 취득한다(스텝 #01). 여기서, 액셀개도는 액셀개도 검출센서(Se4)에 의하여 검출되어 취득되고, 차속은 출력축 회전속도센서(Se3)에 의하여 검출되는 출력축(O)의 회전속도에 소정의 비례계수(일반적으로, 최종감속비)를 곱셈하여 취득된다. 목표변속단 결정부(26)는, 취득한 차속 및 액셀개도에 근거하여 목표변속단을 결정한다(스텝 #02). 이상의 처리는, 목표변속단이 변경되고 있지 않은 동안은(스텝 #03: No) 축차 반복하여 실행된다. 목표변속단에 변경이 있으면(스텝 #03: Yes), 해방측 유압제어부(29)는, 프리제어상(相)(Pp)인 시각(T1)에 있어서, 소정의 차(差)회전속도(ΔN)를 생기게 함과 함께 이 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정하게 되도록, 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어를 개시한다(스텝 #04). 다만, 해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어는, 토크상(相)(Pt)이 종료되는 시각(T4)까지 계속하여 행하여진다.
소정의 차(差)회전속도(ΔN)가 발생하여 대략 일정하게 되면(스텝 #05: Yes), 계합측 유압제어부(28)는, 시각(T2)에 있어서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 스위프(sweep) 업을 개시한다(스텝 #06). 즉, 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 유압지령치(Ce)를 미리 설정된 일정한 변화율로 상승시킴으로써, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 변화율로 상승시킨다. 다만, 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 스위프 업은, 토크상(相)(Pt)이 종료되는 시각(T4)까지 계속하여 행하여진다.
해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어와 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 스위프 업이 병행하여 행하여지고 있는 상태에서는, 페이즈판정부(31)는, 차(差)회전속도 도출부(32)에 의하여 도출되는 차(差)회전속도(ΔN)를 감시함과 함께, 해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 유압지령치(Cr)를 더욱 감시하고 있다. 이 상태에서, 페이즈판정부(31)는, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0) 이상 저하되었는지의 여부를 판정한다(스텝 #07). 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 일시적으로 저하된 것이 검출되고 있지 않은 동안은(스텝 #07: No), 페이즈판정부(31)는, 해방측 유압지령치(Cr)가, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상 저하되었는지의 여부를 판정한다(스텝 #08). 해방측 유압지령치(Cr)의 저하량이 개시판정 변화량(ΔCr0) 미만이라고 판정된 경우에는(스텝 #08: No), 다시 스텝 #07로 되돌아가서 스텝 #07 및 스텝 #08의 처리를 반복하여 실행한다.
그리고, 도 2 및 도 3에 있어서 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0) 이상 저하된 것이 검출되는지(스텝 #07: Yes), 또는, 도 2 및 도 3에 있어서 굵은 화살표로 나타내는 바와 같이 해방측 유압지령치(Cr)가 크게 저하되어 해방측 유압지령치(Cr)의 저하량이 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상이 되었다고 판정된 경우에는(스텝 #08: Yes), 페이즈판정부(31)는, 그 시점(본 예에서는, 시각 T3)에 있어서 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하여(스텝 #09), 토크상(相) 개시판정처리를 종료한다. 다만, 도 2 및 도 3에 있어서는, 시인성(visibility, 視認性)을 고려하여 개시판정 변화량(ΔCr0)을 크게 표시하고 있지만, 실제로는 토크상(相)(Pt)의 개시를 적절히 판정할 수 있을 정도의 값이 설정되고, 개시판정 변화량(ΔCr0)은, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 해방측 유압지령치(Cr)와 비교하여 충분히 작은 값이다.
3-2. 토크상 (相) 종료판정처리의 순서
본 실시형태에 관한 토크상(相) 종료판정처리에 있어서는, 토크상(相) 개시판정처리의 스텝 #04에서 개시된 해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어와, 스텝 #06에서 개시된 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 스위프 업이, 아직 계속하여 실행되고 있다. 도 5의 플로차트에 있어서는, 이를 확인적으로 나타내기 위하여, 토크상(相) 개시판정처리에 있어서의 스텝 #04 및 스텝 #06의 처리블록을 파선으로 나타내고 있다. 토크상(相)(Pt)의 개시의 판정 후, 해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 요소(Er)에의 공급유압의 피드백제어와 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 스위프 업이 병행하여 행하여지고 있는 상태에서는, 페이즈판정부(31)는, 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 유압지령치(Ce), 해방측 유압제어부(29)에 의한 해방측 유압지령치(Cr), 및 차(差)회전속도 도출부(32)에 의하여 도출되는 차(差)회전속도(ΔN)를 감시하고 있다.
이 상태에서, 먼저 페이즈판정부(31)는, 해방측 유압지령치(Cr)가 소정의 해방판정치(Cr1) 이하인지의 여부를 판정한다(스텝 #21). 여기서, 본 실시형태에서는 소정의 해방판정치(Cr1)는, 해방측 요소(Er)에 있어서의 스트로크 엔드압에 상당하는 값으로 설정되어 있다. 해방측 유압지령치(Cr)가 해방판정치(Cr1)보다 크다고 판정된 경우에는(스텝 #21: No), 다음으로 페이즈판정부(31)는, 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 되었는지의 여부를 판정한다(스텝 #22). 차(差)회전속도(ΔN)가 아직 제로가 되지 않았다고 판정된 경우에는(스텝 #22: No), 다음으로 페이즈판정부(31)는, 계합측 유압지령치(Ce)가 미리 설정된 소정의 종료판정치(Ce1) 이상인지의 여부를 판정한다(스텝 #23). 여기서, 본 실시형태에서는 소정의 종료판정치(Ce1)는, 해방측 유압지령치(Cr)가 스트로크 엔드압 상당치(Cr1)가 되는 시점에 있어서의 계합측 유압지령치(Ce)의 학습치로 되어 있다. 계합측 유압지령치(Ce)가 종료판정치(Ce1) 미만이라고 판정된 경우에는(스텝 #23: No), 다시 스텝 #21로 되돌아가서 스텝 #21∼스텝 #23의 처리를 반복하여 실행한다.
그리고, 해방측 유압지령치(Cr)가 해방판정치(Cr1) 이하라 판정되든지(스텝 #21: Yes), 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 되었다고 판정되든지(스텝 #22: Yes), 혹은, 계합측 유압지령치(Ce)가 종료판정치(Ce1) 이상이라고 판정된(스텝 #23: Yes) 경우에는, 페이즈판정부(31)는, 그 시점(본 예에서는, 시각(T4))에 있어서 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하여(스텝 #24), 토크상(相) 종료판정처리를 종료한다. 다만, 도 2 및 도 3에서는, 시각(T4)에 있어서 3가지 판정조건이 모두 동시에 만족된 경우를 예시하고 있다.
3-3. 변속동작 제어처리의 순서
본 실시형태에 관한 변속동작 제어처리에 있어서는, 지금까지 설명한 토크상(相) 개시판정처리 및 토크상(相) 종료판정처리의 결과가 이용된다. 변속동작 제어처리에서는, 먼저 스텝 #09에 있어서 페이즈판정부(31)에 의하여 토크상(相)(Pt)의 개시가 판정되면(스텝 #31: Yes), 회전전기 제어부(22)는, 시각(T3)으로부터 시각(T4)까지의 토크상(相)(Pt)의 전체에 걸쳐서, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 변화량에 대응한 변화량으로 회전전기(12)의 토크를 변화시킨다(스텝 #32). 본 실시형태에서는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압은 일정한 변화율로 상승되므로, 회전전기 제어부(22)는, 이에 대응하여 일정한 변화율로 회전전기(12)의 토크를 변화시킨다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 회생 다운시프트 시에는, 회전전기 제어부(22)는, 일정한 변화율로 회전전기(12)의 회생토크를 감소시킨다. 한편, 도 3에 나타내는 파워온 업시프트 시에는, 회전전기 제어부(22)는, 일정한 변화율로 회전전기(12)의 구동토크를 증가시킨다.
다음으로, 스텝 #24에 있어서 페이즈판정부(31)에 의하여 토크상(相)(Pt)의 종료가 판정되면(스텝 #41: Yes), 목표회전가속도 도출부(35)는, 목표시간(TPi)으로 이너셔상(相)(Pi)이 완료되도록, 변속단의 전환에 따라서 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)를 도출한다(스텝 #42-1). 입력토크 변화량 도출부(36)는, 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)에 근거하여, 입력토크 변화량(ΔT)을 도출한다(스텝 #42-2). 회전전기 제어부(22)는, 시각(T4)에 있어서 입력축(I)에 입력되는 입력토크를 변속단의 전환방향(다운시프트 또는 업시프트)에 따라서 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소시킨다(스텝 #43). 입력축(I)에 입력되는 입력토크가 입력토크 변화량(ΔT)만큼 증가 또는 감소됨으로써, 이너셔상(相)(Pi)이 개시된다. 다만, 도 2에 나타내는 회생 다운시프트 시에는, 회전전기 제어부(22)는, 입력토크를 증가시켜서, 회생토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 감소시킨다. 한편, 도 3에 나타내는 파워온 업시프트시에는, 회전전기 제어부(22)는, 입력토크를 감소시켜서, 구동토크를 소정의 입력토크 변화량(ΔT)만큼 감소시킨다.
토크상(相)(Pt)의 종료가 판정되고 나서 소정의 지연시간이 경과하면(스텝 #44: Yes), 다음으로 계합측 유압제어부(28)는, 입력축(I)의 실제의 회전가속도(A)가 입력축(I)의 목표회전가속도(A0)가 되도록 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 제어한다(스텝 #45). 이 계합측 유압제어부(28)에 의한 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 제어는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)가 변속 후 추정회전속도(Na)에 근접하는 변속과정의 종기(Pie)까지 계속하여 행하여진다. 시각(T5) 이후인 변속과정의 종기(Pie)에서는(스텝 #46: Yes), 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 유압지령치(Ce)를 일정한 값으로 고정하여 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 값으로 유지시킨다(스텝 #47). 그 상태에서, 회전전기 제어부(22)는, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)를, 변속 후 추정회전속도(Na)로 동기시키도록 회전전기(12)의 토크를 피드백제어한다(스텝 #48). 시각(T6)에 있어서 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)와 변속 후 추정회전속도(Na)가 동기되면(스텝 #49: Yes), 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 유압지령치(Ce)를 완전계합압까지 단번에 상승시켜서 계합측 요소를 완전계합상태로 한다(스텝 #50). 이상으로, 변속동작 제어처리를 종료한다.
〔기타의 실시형태〕
(1) 상기한 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상으로서, (1) 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도(ΔN0) 이상 저하된 것, (2) 해방측 유압지령치(Cr)가, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상 저하된 것의 2가지 현상을 검출대상으로 하여, 이들 중 어느 일방의 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 페이즈판정부(31)가, 상기 (1) 및 (2)의 쌍방의 현상을 검출대상으로 하는 경우에 있어서, 이들 쌍방의 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다. 또한, 페이즈판정부(31)가, 상기 (1) 및 (2) 중 어느 일방의 현상만을 검출대상으로 하고, 이 검출대상이 되는 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
(2) 상기한 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압의 상승에 기인하는 차(差)회전속도(ΔN)의 변화에 수반하여 생기는 현상의 하나로서, 해방측 유압지령치(Cr)가, 차(差)회전속도(ΔN)가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량(ΔCr0) 이상 저하된 것을 검출대상으로 하는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 페이즈판정부(31)가, 해방측 유압지령치(Cr)의 시간변화율이 미리 설정된 소정의 판정 역치 이상이 된 것을 검출대상으로 하고, 이 시간변화율이 미리 설정된 소정의 판정 역치 이상이 된 것의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
(3) 상기한 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)는, (A) 해방측 유압지령치(Cr)가 소정의 해방판정치(Cr1) 이하가 된 것의 검출, (B) 토크상(相)(Pt)이 개시되었다고 판정된 후에 있어서의 차(差)회전속도(ΔN)가 저하되어 제로가 된 것의 검출, 및, (C) 계합측 유압지령치(Ce)가 미리 설정된 소정의 종료판정치(Ce1) 이상이 된 것의 검출의 3가지 현상을 검출대상으로 하고, 이들 중 어느 하나의 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 페이즈판정부(31)가 상기 (A)∼(C) 모두를 검출대상으로 하는 경우에 있어서, 이들 모두 또는 어느 2가지 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다. 또한, 페이즈판정부(31)가, 상기 (A)∼(C) 중 어느 2가지 현상을 검출대상으로 하고, 검출대상이 되는 2가지 현상의 일방 또는 쌍방의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다. 혹은, 페이즈판정부(31)가, 상기 (A)∼(C) 중 어느 하나의 현상만을 검출대상으로 하고, 이 검출대상이 되는 현상의 검출을 조건으로 하여 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
(4) 상기한 실시형태에 있어서는, 페이즈판정부(31)가 토크상(相)(Pt)이 종료되었다고 판정하기 위한 판정조건의 하나의 기준을 규정하는 종료판정치(Ce1)가, 해방측 요소(Er)에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압의 최대치인 스트로크 엔드압에 상당하는 값으로 되어 있는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 적어도 해방측 요소(Er)에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압에 상당하는 값이라면 좋고, 종료판정치(Ce1)로서 예컨대 스트로크 엔드압 이하의 유압에 상당하는 값이 설정된 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
(5) 상기한 실시형태에 있어서는, 계합측 유압제어부(28)는, 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 일정한 변화율로 상승시키는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 토크상(相)(Pt)의 개시판정이 되기 전(프리제어상(相)(Pp))과 토크상(相)(Pt)의 개시판정이 된 후(토크상(相)(Pt))에 상이한 변화율로 계합측 요소(Ee)에의 공급유압을 상승시키는 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다. 이 경우, 예컨대 토크상(相)(Pt)에 있어서의 상승율을 프리제어상(相)(Pp)에 있어서의 상승율보다도 크게 설정할 수 있다.
(6) 상기한 실시형태에 있어서는, 차량제어유닛(2)이, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)를 도출하는 입력축 회전속도 도출부(33)와, 입력축(I)의 추정회전속도를 도출하는 추정회전속도 도출부(34)와, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)와 변속 전 추정회전속도(Nb) 사이의 차(差)회전속도(ΔN)를 도출하는 차(差)회전속도 도출부(32)를 구비하고, 계합측 유압제어부(28), 해방측 유압제어부(29), 및 페이즈판정부(31)가, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI), 입력축(I)의 추정회전속도, 및 차(差)회전속도(ΔN)에 근거하여 각종 제어 및 각종 판정을 행하도록 구성된 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 상기 추정회전속도 도출부(34) 대신에, 출력축(O)의 실제의 회전속도에 대한 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI)의 비인 입출력 회전속도비(=실(實)기어비)를 도출하는 입출력 회전속도비 도출수단으로서의 입출력 회전속도비 도출부를 구비함과 함께, 상기 차(差)회전속도 도출부(32) 대신에, 실제의 입출력 회전속도비와 목표변속단의 변경 전의 변속비 사이의 차(差)회전속도비를 도출하는 차(差)회전속도비 도출수단으로서의 차(差)회전속도비 도출부를 구비하는 구성으로 한다. 그리고, 계합측 유압제어부(28), 해방측 유압제어부(29), 및 페이즈판정부(31)가, 입력축(I)의 실제의 회전속도(NI), 실제의 입출력 회전속도비, 및 차(差)회전속도비에 근거하여 각종 제어 및 각종 판정을 행하도록 구성하여도, 실질적으로 동일하다. 따라서, 설령 그와 같은 개변이 이루어졌다 하더라도, 그와 같은 구성은 본 발명의 구성과 균등하여 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(7) 상기한 실시형태에 있어서는, 본 실시형태에 관한 토크상(相) 개시판정처리, 토크상(相) 종료판정처리, 및 변속동작 제어처리의 각 처리가, 회생 다운시프트 또는 파워온 업시프트가 행하여질 시에 실행되는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 복수의 계합요소(C1, B1…)의 계합 및 해방이 제어됨으로써, 변속장치(13)에 있어서 적어도 토크상(相)(Pt)을 거쳐서 변속단의 전환이 행하여지는 경우라면, 예컨대 회생 업시프트나 파워온 다운시프트 등이 행하여질 때에도, 당연히 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
(8) 상기한 실시형태에 있어서는, 차량제어유닛(2)이 그 제어대상으로 하는 차량용 구동장치(1)의 일례로서, 입력축(I)과 일체 회전하는 회전전기(12)의 로터가 변속장치(13)에 그대로 구동연결되어 있는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 적어도 변속비가 상이한 복수의 변속단을 가지는 유단(有段)의 변속장치(13)를 구비한 것이라면, 차량용 구동장치(1)의 구체적 구성은 임의이다. 예컨대 차량제어유닛(2)의 제어대상이 되는 차량용 구동장치(1)를, 회전전기(12)과 변속장치(13) 사이에 토크 컨버터 등의 유체동력전달장치나 클러치 등을 구비한 구성으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
(9) 상기한 실시형태에 있어서는, 차량제어유닛(2)이 그 제어대상으로 하는 차량용 구동장치(1)가, 구동력원으로서 엔진(11) 및 회전전기(12)의 쌍방을 구비한 하이브리드 차량용의 구동장치로 되어 있는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 예컨대 차량제어유닛(2)의 제어대상이 되는 차량용 구동장치(1)를, 구동력원으로서 회전전기(12)만을 구비한 전동차량용의 구동장치나, 구동력원으로서 엔진(11)만을 구비한 엔진차량용의 구동장치 등으로 하는 것도, 본 발명의 적절한 실시형태의 하나이다.
본 발명은, 구동력원에 구동연결되는 입력부재와, 차륜에 구동연결되는 출력부재와, 입력부재의 회전속도를 각 변속단의 변속비로 변속하여 출력부재에 전달하는 변속장치를 구비한 차량용 구동장치를 제어대상으로 하는 차량용 제어장치에 적절히 이용할 수 있다.
1 하이브리드 구동장치(차량용 구동장치)
2 차량제어유닛(차량용 제어장치)
11 엔진(구동력원)
12 회전전기(구동력원)
13 변속장치
17 차륜
22 회전전기 제어부(회전전기 제어수단)
28 계합측 유압제어부(계합제어수단)
29 해방측 유압제어부(해방제어수단)
I 입력축(입력부재)
O 출력축(출력부재)
B1 제1 브레이크(계합요소)
C1 제1 클러치(계합요소)
Ee 계합측 요소
Er 해방측 요소
Pt 토크상(相)
ΔN 차(差)회전속도
Nb 변속 전 추정회전속도(목표회전속도)
Ce 계합측 유압지령치
Cr 해방측 유압지령치
ΔCr0 개시판정 변화량
Ce1 종료판정치
Cr1 해방판정치

Claims (8)

  1. 구동력원(源)에 구동연결되는 입력부재와, 차륜에 구동연결되는 출력부재와, 복수의 계합요소를 구비함과 함께 복수의 변속단(段)을 전환 가능하게 구비하고, 상기 입력부재의 회전속도를 각 변속단의 변속비로 변속하여 상기 출력부재에 전달하는 변속장치를 구비한 차량용 구동장치를 제어대상으로 하며, 상기 복수의 계합요소의 계합(係合: engagement) 및 해방(解放: release)을 제어함으로써, 상기 변속장치에 있어서 적어도 토크상(相)을 거쳐서 행하여지는 변속단의 전환을 제어하는 차량용 제어장치로서,
    상기 입력부재의 실제의 회전속도와 소정의 목표회전속도 사이의 회전속도의 차(差)인 차(差: differential)회전속도가 대략 일정하게 되도록, 해방되는 측의 계합요소가 되는 해방측 요소에의 공급유압을 피드백제어하는 해방제어수단과,
    상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태에서, 계합되는 측의 계합요소가 되는 계합측 요소에의 공급유압을 상승시키는 계합제어수단과,
    상기 계합측 요소에의 공급유압의 상승에 기인하는 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상을 검출한 것을 조건으로 하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 상(相)판정수단
    을 구비하고,
    상기 상(相)판정수단은, 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상인, 상기 해방측 요소에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치가, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태에 있어서의 값을 기준으로 하여 소정의 개시판정 변화량 이상 저하한 것을 검출하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 차량용 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상(相)판정수단은, 상기 차(差)회전속도의 변화에 수반하여 생기는 현상인, 상기 차(差)회전속도가 대략 일정한 상태로부터 소정의 개시판정 차(差)회전속도 이상 저하한 것을 검출하여, 토크상(相)이 개시되었다고 판정하는 차량용 제어장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 계합제어수단은, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 지령치인 계합측 유압지령치를, 미리 설정된 일정한 변화율로 상승시키고,
    상기 해방제어수단은, 상기 차(差)회전속도를 대략 일정하게 하는 상기 해방측 요소에의 공급유압의 피드백제어를 계속하는 차량용 제어장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상(相)판정수단은, 상기 해방측 요소에의 공급유압의 지령치인 해방측 유압지령치가, 상기 해방측 요소에 있어서의 전달토크용량이 제로가 되는 유압에 상당하는 소정의 해방판정치 이하가 된 것의 검출을 조건으로 하여, 토크상(相)이 종료되었다고 더욱 판정하는 차량용 제어장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상(相)판정수단은, 토크상(相)이 개시되었다고 판정된 후에 상기 차(差)회전속도가 저하하여 제로가 된 것의 검출, 및, 상기 계합측 요소에의 공급유압의 지령치인 계합측 유압지령치가 미리 설정된 소정의 종료판정치 이상이 된 것의 검출의 일방 또는 쌍방을 조건으로 하여, 상기 해방측 유압지령치가 상기 해방판정치 이하가 되기 전이더라도 토크상(相)이 종료되었다고 판정하는 차량용 제어장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 목표회전속도는, 상기 출력부재의 회전속도와 변속 전에 있어서의 상기 변속장치의 변속비에 근거하여 도출되는 상기 입력부재의 추정회전속도인 차량용 제어장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력부재는, 적어도 상기 구동력원으로서의 회전전기(回轉電機)에 구동연결되고,
    상기 회전전기가 토크를 출력하고 있는 상태에서 상기 변속장치에 의하여 변속단의 전환이 행하여질 때, 토크상(相)에 있어서, 상기 계합측 요소에의 공급유압을 서서히 상승시키는 변화량에 대응한 변화량으로 상기 회전전기의 토크를 서서히 증가시키는 회전전기 제어수단을 더욱 구비한 차량용 제어장치.
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