WO2014147918A1 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

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良平 豊田
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a shift control device for a vehicle that performs a shift by driving an actuator in accordance with a shift control of a transmission provided in a drive system to switch a fastening element between a fastening state and an open state.
  • the transmission torque with respect to the pressing force of the actuator varies due to variations in manufacturing accuracy and assembly accuracy and wear due to aging. Such variations can be detected and corrected so that the transmission torque with respect to the pressing force is detected and the relationship becomes an ideal characteristic set in advance.
  • the device that synchronizes the input / output rotation of the fastening element by controlling the rotational speed of the prime mover cannot detect the relationship of the transmission torque to the pressing force in the fastening element, the relationship of the transmission torque to the pressing force is learned. It was difficult to correct.
  • An object of the present invention is to provide a shift control device for a vehicle that enables the vehicle.
  • the shift controller that performs the shift control of the transmission is configured such that when the learning control unit learns the relationship between the pressing force and the transmission torque in the engagement element of the transmission, the engagement element When the engine is engaged, a rotational speed obtained by giving a preset differential rotation for learning to the input rotational speed of the fastening element with respect to the output rotational speed of the fastening element after shifting is set as the target rotational speed of the prime mover.
  • a speed change control device for a vehicle is provided, which includes a differential rotation control unit for controlling the rotation speed.
  • the differential rotation control unit determines whether the input rotation speed of the fastening element and the output rotation speed after the shift are The target rotational speed of the prime mover is controlled so as to form a preset differential rotation for learning in between.
  • the fastening element can be switched from the state where the differential rotation for learning has occurred to the synchronously rotated state by the transmission torque generated by the pressing force in the fastening direction of the actuator. Therefore, the learning control unit can learn the relationship between the pressing force and the transmission torque in the fastening element.
  • FIG. 1 is an overall system configuration diagram showing a drive system configuration and a control system configuration of an electric vehicle to which a vehicle shift control device of Embodiment 1 is applied.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating a detailed configuration of a shift control system of the vehicle shift control device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a shift map diagram illustrating an example of an up shift line and a down shift line of an automatic transmission used for shift control executed by a shift controller in the vehicle shift control apparatus of the first embodiment. It is explanatory drawing of the engagement clutch as a fastening element provided in the drive system of the transmission control apparatus of the vehicle of Embodiment 1, Comprising: It is sectional drawing of the principal part.
  • FIG. 1 is an overall system configuration diagram showing a drive system configuration and a control system configuration of an electric vehicle to which a vehicle shift control device of Embodiment 1 is applied.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating a detailed configuration of a shift control system of the vehicle shift control device according to the
  • FIG. 4B is a plan view looking down from above in FIG. 4A for illustrating the operation of an engagement clutch as an engagement element provided in the drive system of the transmission control apparatus for a vehicle according to Embodiment 1; Shows the state.
  • FIG. 4A is a plan view looking down from above in FIG. 4A for illustrating the operation of an engagement clutch as a fastening element provided in the drive system of the transmission control apparatus for a vehicle according to the first embodiment, showing the way of synchronization.
  • FIG. 4B is a plan view looking down from above in FIG. 4A for illustrating the operation of an engagement clutch as a fastening element provided in the drive system of the transmission control apparatus for a vehicle according to the first embodiment, showing the end of synchronization. ing.
  • the target rotational speed determination process and the learning control execution determination process executed with or without the execution of the learning control. It is a flowchart which shows the flow of a process of the structure which performs this. 3 is a flowchart showing details of target speed determination processing executed by a speed change controller of the vehicle speed control apparatus of Embodiment 1; 3 is a flowchart showing a flow of a learning control process executed by a speed change controller of the speed change control device for a vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a characteristic explanatory diagram of a change in characteristics of a pressing force and a transmission torque by learning control in the transmission control apparatus for a vehicle according to the first embodiment. It is a schematic diagram of the characteristic change of pressing force and transmission torque by learning control in the transmission control apparatus for a vehicle in the first embodiment.
  • 3 is a time chart illustrating an operation example during a downshift during deceleration of the speed change control device for a vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a system configuration diagram illustrating a drive system configuration of an electric vehicle to which a vehicle speed change control device according to a second embodiment is applied. 6 is a time chart illustrating an operation example during an upshift during acceleration of the vehicle speed control device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a time chart illustrating an operation example during upshifting during deceleration of the vehicle speed control device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a system configuration diagram illustrating a drive system configuration of an electric vehicle to which a vehicle shift control device of a third embodiment is applied.
  • 12 is a time chart illustrating an operation example during a downshift during deceleration of the transmission control device for a vehicle according to the third embodiment.
  • 10 is a time chart showing an operation example during an upshift during acceleration of the vehicle speed control device of the third embodiment.
  • 10 is a time chart showing an example of an operation at the time of an upshift during deceleration of the transmission control device for a vehicle according to the third embodiment.
  • It is a system block diagram which shows the drive system structure of the hybrid vehicle to which the transmission control apparatus of the vehicle of other embodiment is applied.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing the configuration of a drive system and a control system of an electric vehicle (an example of a vehicle) to which the vehicle shift control device of Embodiment 1 is applied.
  • the drive system configuration and control system configuration will be described below with reference to FIG.
  • the drive system configuration of the electric vehicle includes a motor generator (prime mover) MG, an automatic transmission 3, and drive wheels 14.
  • the motor generator MG is used as a drive motor during power running and is used as a generator during regeneration, and its motor shaft is connected to the transmission input shaft 6 of the automatic transmission 3.
  • the automatic transmission 3 is a constantly meshing stepped transmission that transmits power by one of two gear pairs having different gear ratios, and has a high gear stage (high speed stage) with a small reduction ratio and a low gear stage with a large reduction ratio ( Two-speed transmission having a low speed).
  • the automatic transmission 3 includes a low-side transmission mechanism 8 that realizes a low gear stage and a high-side transmission mechanism 9 that realizes a high gear stage.
  • the transmission input shaft 6 and the transmission output shaft 7 are arranged in parallel.
  • the low-side transmission mechanism 8 is for selecting a low-side transmission path, and is disposed on the transmission output shaft 7.
  • the low-side transmission mechanism 8 is configured to engage / disengage the gear 81 with respect to the transmission output shaft 7 so that the low-speed gear pair 80 (gear 81, gear 82) is drivingly coupled between the transmission input / output shafts 6 and 7.
  • the engagement clutch 83 is configured to release.
  • the low speed gear pair 80 includes a gear 81 rotatably supported on the transmission output shaft 7 and a gear 82 that meshes with the gear 81 and rotates together with the transmission input shaft 6.
  • the high-side transmission mechanism 9 is for selecting a high-side transmission path, and is disposed on the transmission input shaft 6.
  • the high-side speed change mechanism 9 is configured so that the high-speed gear pair 90 (gear 91, gear 92) is frictionally engaged with the transmission input shaft 6 so that the transmission input / output shafts 6 and 7 are coupled to each other. It is constituted by a friction clutch 93 that opens.
  • the high speed gear pair 90 includes a gear 91 rotatably supported on the transmission input shaft 6 and a gear 92 that meshes with the gear 91 and rotates together with the transmission output shaft 7.
  • a gear 11 is fixed to the transmission output shaft 7, and a differential gear device 13 is drivingly coupled to the transmission output shaft 7 through a final drive gear set including the gear 11 and a gear 12 meshing with the gear 11. Yes.
  • the motor power of the motor generator MG that has reached the transmission output shaft 7 passes through the final drive gear set (gears 11 and 12) and the differential gear unit 13 and the left and right drive wheels 14 (in FIG. 1, one drive wheel is shown). Only shown).
  • FIG. 2 shows a detailed configuration of the shift control system of the electric vehicle
  • FIG. 3 shows an example of a shift map used in the shift control. The detailed configuration of the shift control system will be described below with reference to FIGS.
  • the shift control system of the electric vehicle control system includes an engagement clutch 83, a friction clutch 93, a motor generator MG, a shift controller 21, and a motor controller 28.
  • the engagement clutch 83 and the friction clutch 93 are configured to perform shift control of upshift / downshift according to a command from the shift controller 21.
  • the motor generator MG is configured to control motor torque responsiveness according to a command to the motor controller 28 from the shift controller 21 (or the integrated controller 30 (see FIG. 1) that inputs shift information from the shift controller 21).
  • Each of the controllers 21, 28, and 30 is configured by an electronic control device that includes a signal processing device.
  • the engagement clutch 83 is a clutch by synchro meshing engagement, and as shown in FIG. 1, a clutch gear 84 provided on the gear 81, a clutch hub 85 coupled to the transmission output shaft 7, and a coupling sleeve 86. Then, the coupling sleeve 86 is stroke driven by the electric actuator 41 shown in FIG. 2 to be engaged / released.
  • the engagement and release of the engagement clutch 83 are determined by the position of the coupling sleeve 86. Therefore, the speed change controller 21 reads the value of the sleeve position sensor 27 and applies a current to the electric actuator 41 so that the sleeve position becomes the engagement position or the release position (for example, a position servo system by PID control). It has.
  • the coupling sleeve 86 is supported so as to be movable in the axial direction, which is the left-right direction in FIG. 4A, while maintaining a state where it is engaged with a spline portion (not shown) formed on the outer periphery of the clutch hub 85 (see FIG. 1). ing.
  • the axial movement of the coupling sleeve 86 is achieved by driving the electric actuator 41 (see FIG. 2).
  • a spline portion 84 a that can mesh with a spline portion 86 a formed on the inner periphery of the coupling sleeve 86 is formed on the outer periphery of the clutch gear 84. Further, a synchronizer ring 87 is attached to the outer periphery of the tapered cone portion 84b in the clutch gear 84 so as to be movable in the axial direction.
  • the synchronizer ring 87 has a spline portion 87 a that can be engaged with the spline portion 86 a of the coupling sleeve 86 on the outer periphery. Further, the synchronizer ring 87 is configured to be relatively movable in the rotational direction with respect to the key 88 provided on the coupling sleeve 86 by a gap formed by the key groove 87c (see FIG. 4B and the like).
  • both chamfer portions 87b and 86b come into contact as shown in FIG. 4C, and the synchronizer ring 87 further pushes the cone portion 84b to generate a friction torque.
  • the synchronizer ring 87 and the coupling sleeve 86 are synchronized with the clutch gear 84.
  • the synchronization mechanism is provided between the gear 81 and the clutch hub 85, and moves relative to the input side and the output side of the engagement clutch 83 as the coupling sleeve 86 moves in the axial direction.
  • the input side and the output side are rotated synchronously by the frictional force generated. That is, the clutch gear 84, the coupling sleeve 86, and the synchronizer ring 87 constitute a synchronization mechanism.
  • the friction clutch 93 includes a driven plate 94 that rotates together with the gear 91 and a drive plate 95 that rotates together with the transmission input shaft 6. Then, the friction clutch 93 is frictionally engaged / released by driving the slider 96 that applies a pressing force to the plates 94 and 95 by the electric actuator 42 shown in FIG.
  • the transmission torque capacity of the friction clutch 93 is determined by the position of the slider 96, and the slider 96 is a screw mechanism, and is a mechanism that holds the position when the input of the electric actuator 42 is 0 (zero). .
  • the speed change controller 21 reads a value of the slider position sensor 26 and supplies a position servo controller 52 (for example, a position servo system based on PID control) that supplies a current to the electric actuator 42 so as to obtain a slider position where a desired transmission torque capacity can be obtained.
  • the friction clutch 93 rotates integrally with the transmission input shaft 6 shown in FIG. 1 to drive-couple the gear 91 to the transmission input shaft 6 when the clutch friction is engaged, and to disengage the gear 91 and the transmission when the clutch is released. The drive connection of the input shaft 6 is disconnected.
  • motor generator MG is subjected to power running control or regenerative control by motor controller 28 that receives a command output from integrated controller 30 (see FIG. 1). That is, when the motor controller 28 inputs a motor torque command, the motor generator MG is subjected to power running control. When motor controller 28 inputs a regenerative torque command, motor generator MG is regeneratively controlled. In addition, control for changing the response (time constant) of the motor torque to the accelerator opening is performed.
  • the shift controller 21 receives information from the vehicle speed sensor 22, the accelerator opening sensor 23, the brake stroke sensor 24, the front / rear G sensor 25, and the like, and uses the shift map shown in FIG. (Shift, downshift).
  • the shift controller 21 shown in FIGS. 1 and 2 performs learning control for performing learning control of the relationship between the pressing force by the electric actuators 41 and 42 and the transmission torque in the engagement clutch 83 and the friction clutch 93. Department. Further, the shift controller 21 executes an execution determination process for determining whether or not to perform the learning control. When the learning control is performed, the clutches 83 and 93 are engaged. A differential rotation for learning, which will be described later, is formed between the two sides.
  • the first embodiment is characterized in that when the learning control is performed, the rotational speed control of the motor generator MG is executed so as to form this differential rotation for learning. Below, each control is demonstrated in detail.
  • FIG. 5 shows the target rotational speed determination process and the learning control that are executed in accordance with whether or not the learning control is executed in the configuration in which the rotational speed control is executed by the speed change controller 21 of the vehicle speed control apparatus of the first embodiment. It is a flowchart which shows the flow of a process of the structure which performs a determination process.
  • step S101 which is the first step of this process, shift determination is performed. When shifting is performed, the process proceeds to step S102, and when shifting is not performed, step S101 is repeated. This shift determination is made when the vehicle speed V or the requested motor torque crosses the shift line based on the shift map shown in FIG.
  • step S ⁇ b> 102 which proceeds when the shift determination is made, it is determined whether or not the shift determination is made in accordance with the operation of the driver. That is, the learning control is not performed when the shift determination is made according to the driver's operation. Therefore, when it is determined in step S102 that the shift is not accompanied by a driver operation, the process proceeds to step S103 for performing learning control. On the other hand, if it is determined in step S102 that the operation is accompanied by a driver operation, the process proceeds to step S108, and the process proceeds to the next step S109 without performing learning control. Note that, in step S109, which is performed when the learning control is not performed, the synchronization process is executed, and then one process is ended (END).
  • the target rotation speed tNmo2 of the motor generator MG is used for each clutch 83, 93 as a fastening element, and the motor rotation speed after shifting is such that the input rotation speed is the motor rotation speed that is the output rotation speed after shifting.
  • Control is performed so that the number becomes afNmo2. Therefore, in the engagement clutch 83 and the friction clutch 93 as the engagement elements, the rotation speed of the motor rotation speed Nmo2 is controlled so that the input rotation speed is synchronized with the output rotation speed when engaged.
  • the determination as to whether or not the speed change is associated with the driver operation is specifically when the change rate of the accelerator opening is equal to or less than a preset threshold value dTH and is not a shift determination based on a shift operation. It is determined that the shift is not caused by a driver operation.
  • the current accelerator opening change rate is calculated by the following equation (1).
  • Current accelerator opening change rate (accelerator opening thnow-t before current accelerator opening thnow-t time) / t time (1)
  • the learning clutch which will be described later, is connected between the input side and the output side of the clutch to be engaged among the clutches 83 and 93.
  • a process for generating the differential rotation dNmo2 is executed.
  • step S103 the target rotation speed tNmo2 of the motor generator MG for forming the learning differential rotation dNmo2 between the input side and the output side of the engagement element (the engagement target of both clutches 83 and 84) is determined. Then, the process proceeds to step S104.
  • a specific example of the process for determining the target rotation speed tNmo2 in step S103 will be described later.
  • step S104 the inertia phase start determination is performed.
  • the process proceeds to step S105, and when the inertia phase non-start determination is made, the determination in step S104 is repeated.
  • the “inertia phase” is one of phases that occur in the course of shifting, and is a phase that executes control of the transmission input rotational speed. Therefore, the inertia phase starts when the clutch 83, 93 that has been engaged is released.
  • step S105 that proceeds when the inertia phase start determination is made, the rotational speed control, that is, the rotational speed control that sets the motor rotational speed Nmo2 as the target rotational speed tNmo2 is performed, and the process proceeds to step S106. Further, in step S106, it is determined whether or not the motor rotational speed Nmo2 has reached the target rotational speed tNmo2 determined in step S103. If the motor rotational speed Nmo2 has reached the target rotational speed tNmo2, the process proceeds to step S107, and the target rotational speed tNmo2 is reached. If not, the determination in step S106 is repeated.
  • step S107 that proceeds when the motor rotational speed Nmo2 reaches the target rotational speed tNmo2, the learning control is performed, and then one process is ended (END).
  • END A specific example of learning control will be described later.
  • step S102 corresponding to the learning control execution determination unit, when a shift determination is made, it is determined that the learning control is performed when the determination is not accompanied by a driver operation, and the driver operation is performed. In this case, it is determined that the learning control is not performed.
  • the target rotational speed tNmo2 is set as the synchronous rotational speed (S109).
  • the target rotation speed tNmo2 is set to a rotation speed that forms a differential rotation for learning in the fastening element (S103). Further, when the learning control is performed, the motor rotation speed Nmo2 is controlled toward the target rotation speed tNmo2 in accordance with the inertia phase start determination, and the learning control is executed when the target rotation speed tNmo2 is reached.
  • step S103 the flow of processing for setting the target rotational speed tNmo2 in step S103 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • This target rotation speed tNmo2 is set so as to have a learning differential rotation dNmo2 with respect to the post-shift motor rotation speed afNmo2. Therefore, first, in the first step S201, the target rotational speed calculation execution determination is performed. When the target rotational speed calculation execution determination is made, the process proceeds to step S202, and when the calculation non-execution determination is made, step S201 is repeated. In addition, this target rotational speed calculation execution determination is determined as the execution of the calculation when it is determined YES in step S102 (see FIG. 5).
  • step S202 it is determined whether or not the shift determined in step S101 is an upshift. If it is an upshift, the process proceeds to step S203. If it is not an upshift, that is, if it is a downshift, the process proceeds to step S206.
  • step S203 which proceeds in the case of upshifting, it is determined whether or not the motor torque Tmo2 at the time of shifting determination (determination in S101) is greater than zero. That is, it is determined whether or not it is in a power running state. If it is greater than 0 (power running), the process proceeds to step S204, and if it is 0 or less (regeneration), the process proceeds to step S205.
  • a learning differential rotation dNmo2 used to calculate the target rotational speed tNmo2 is calculated, and the process proceeds to step S209, where the target rotational speed tNmo2 is calculated using the learning differential rotation dNmo2.
  • the differential rotation for learning is a differential rotation originally formed between the input side (motor generator MG side) and the output side (drive wheel 14 side) in each of the clutches 83 and 93. In 1, the differential rotation is replaced with the motor rotation speed Nmo2.
  • the motor rotational speed Nmo2 when the learning differential rotation is generated between the input and output of each clutch 83 and 93 and the motor rotational speed when the input and output of each clutch 83 and 93 are synchronized ( after shifting)
  • the difference from the motor rotation speed afNmo2) is set as a learning differential rotation dNmo2.
  • step S204 the learning differential rotation dNmo2 is calculated by the following equation (2-1).
  • dNmo2 dNmo ⁇ 1 (2-1)
  • dNmo (rpm) is a differential rotation reference value set in advance to form a desired differential rotation in each clutch 83, 93 according to each clutch 83, 93 as described above. That is, at the time of upshifting, the friction clutch 93 is engaged, so that the differential rotation in the motor generator MG necessary for forming a desired differential rotation between the input and output of the friction clutch 93 (difference from the post-shift motor rotation speed afNmo2). ) Is set.
  • step S209 which is performed after the learning differential rotation dNmo2 is obtained in step S204, the target rotational speed tNmo2 is calculated using the following calculation formula (3).
  • tNmo2 (motor speed after shifting afNmo2) + dNmo2 (3)
  • the post-shift motor rotation speed afNmo2 is calculated from the current drive shaft rotation speed ⁇ (shifted gear ratio). That is, in a power running state with an upshift, the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed higher than the post-shifting motor rotational speed afNmo2 by adding the positive differential rotation dNmo2 for learning to the post-shifting motor rotational speed afNmo2.
  • step S205 which proceeds when the motor generator MG is in the regenerative state at the time of upshifting, the learning differential rotation dNmo2 is calculated by the following equation (2-2).
  • dNmo2 dNmo ⁇ ( ⁇ 1) (2-2) Therefore, in step S205, the learning differential rotation dNmo2 is set to a negative value. That is, in the regenerative state by upshifting, the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed lower than the post-shift motor rotational speed afNmo2 by subtracting the learning differential rotational speed dNmo2 from the post-shift motor rotational speed afNmo2.
  • step S206 that proceeds when NO determination, that is, downshift is determined in step S202, 0 is determined based on the determination of whether or not the motor torque Tmo2 is greater than 0 (powering), as in step S203. If greater than 0, the process proceeds to step S207. If 0 or less (regeneration), the process proceeds to step S208.
  • step S207 as in step S204, the learning differential rotation dNmo2 is calculated based on the above equation (2-1).
  • step S208 as in step S205, based on the above (2-2). The learning differential rotation dNmo2 is calculated.
  • the learning differential rotation dNmo2 is set to a positive value during power running, and the learning differential rotation dNmo2 is set to a negative value during regeneration. Further, during this downshift, the engagement clutch 83 is engaged, so the differential rotation reference value dNmo shown in the equations (2-1) and (2-2) forms the desired differential rotation in the engagement clutch 83. Is set to differential rotation in the motor generator MG.
  • step S301 learning control execution determination is performed, and when learning control execution determination is made, the process proceeds to step S302, and when non-execution determination is made, step S301 is repeated.
  • this implementation determination of step S301 is determined to be implemented when it is determined YES in step S106 of FIG.
  • step S302 of FIG. 7 it is determined whether or not a preset learning determination time t2 has elapsed from the learning control execution determination time point, and step S302 is repeated until the learning determination time t2 has elapsed.
  • the process proceeds to step S303.
  • the learning control execution determination time is the time when it is determined in step S106 that the motor rotation speed Nmo2 has reached the target rotation speed tNmo2, as described above.
  • the learning determination time t2 is a time required to estimate the relationship between the pressing force and the transmission torque by engaging from the state where the learning differential rotation dNmo2 is formed in the engaging element (both clutches 83 and 93). Is set.
  • the learning determination time t2 is determined by driving the actuators 41 and 42 to the engagement side from the state where the learning differential rotation dNmo2 is generated in the engagement elements (the clutches 83 and 93), and the synchronization is completed. It is set with the time just before starting as a guide.
  • step S303 that proceeds after elapse of the learning determination time t2, the motor rotation speed difference that is the difference between the motor rotation speed Nmo2 after the elapse of the learning determination time t2 and the post-shift motor rotation speed afNmo2, that is, the synchronous rotation speed.
  • dNmo_t2 is calculated.
  • step S303 if the motor rotation speed difference dNmo_t2 is larger than the differential rotation upper limit value limB, the process proceeds to step S305. If the motor rotation speed difference dNmo_t2 is smaller than the differential rotation upper limit value limB, step S304 is performed. Proceed to
  • step S303 it is determined whether or not the motor rotation speed difference dNmo_t2 is smaller than the differential rotation lower limit value limA in step S304, which proceeds when the motor rotation speed difference dNmo_t2 is smaller than the differential rotation upper limit value limB. If the motor rotation speed difference dNmo_t2 is smaller than the differential rotation lower limit value limA, the process proceeds to step S306. If the motor rotation speed difference dNmo_t2 is larger than the differential rotation lower limit value limA, the process proceeds to step S307.
  • the differential rotation upper limit value limB is an upper limit value of an allowable range as the motor rotation speed difference dNmo_t2 after the elapse of the learning determination time t2, and the differential rotation lower limit value limA is the motor after the elapse of the learning determination time t2.
  • the rotation speed difference dNmo_t2 is a lower limit value of the allowable range.
  • step S307 If the motor rotational speed difference dNmo_t2 is settled between the differential rotation upper limit value limB and the differential rotation lower limit value limA based on the above determination, the process proceeds to step S307, and the transmission torque is performed without performing learning control.
  • the characteristic gain gain is maintained at the current value.
  • the transmission torque characteristic gain “gain” is a coefficient for setting the characteristic of the transmission torque generated in each of the clutches 83 and 93 with respect to the pressing force when the electric actuators 41 and 42 are driven.
  • step S305 which proceeds when the motor rotational speed difference dNmo_t2 is larger than the differential rotation upper limit value limB in step S303, the transmission torque characteristic gain gain is multiplied by a coefficient ⁇ (where ⁇ is a coefficient larger than 1).
  • the torque characteristic gain gain is greatly learned and corrected. That is, as shown in FIG. 8, the gain (inclination) of the transmission torque with respect to the pressing force is set larger (suddenly) than before learning with respect to the actuators 41 and 42 that have been engaged and driven, Thereby, learning correction is performed so as to shorten the time required for fastening.
  • step S306 (FIG. 7) by adding a coefficient ⁇ ( ⁇ is a coefficient smaller than 1) to the transfer torque characteristic gain gain. Multiply and correct the learning to reduce the transfer torque characteristic gain gain. That is, with respect to the actuators 41 and 42 that have been engaged in the fastening drive, as shown in FIG. 8, the gain (inclination) of the transmission torque with respect to the pressing force is set smaller (relaxed) than before learning, and the fastening is performed. The learning is corrected so as to increase the time required for.
  • FIG. 9 schematically shows the learning control described above. That is, when the motor rotation speed difference dNmo_t2 after the learning determination time t2 has elapsed from the start of the learning control is between the differential rotation lower limit value limA and the differential rotation upper limit value limB, the transmission torque characteristic gain gain is not changed. Keep the current value. If the motor rotation speed difference dNmo_t2 after the elapse of the learning determination time t2 is smaller than the differential rotation lower limit value limA, the transmission torque for the pressing force of the electric actuators 41 and 42 in the clutches 83 and 93 is corrected to be small.
  • FIG. 10 shows an operation example when a downshift from the high gear stage to the low gear stage is performed during deceleration of the vehicle.
  • the automatic transmission 3 is controlled to the high gear stage, and the motor generator MG is performing regeneration. From this state, the driver does not operate, for example, the vehicle speed V decreases, and the relationship between the vehicle speed V and the required motor torque (motor torque Tmo2) crosses the shift line shown in FIG. The shift start determination is made at this point.
  • the shift controller 21 performs control to shift the automatic transmission 3 from the high gear stage to the low gear stage to release the friction clutch 93 and to engage the engagement clutch 83. Therefore, first, the release of the friction clutch 93 is started at time t11.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG. In executing this learning control, the shift controller 21 first calculates a target rotation speed tNmo2 that forms the learning differential rotation dNmo2 (S103).
  • Rotational speed control of the motor generator MG is executed from time t12 when it is determined that the inertia phase starts with the release of the friction clutch 93 (S105), and the motor rotational speed Nmo2 is controlled toward the target rotational speed tNmo2.
  • the target rotational speed tNmo2 is a learning differential rotation based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S206 ⁇ S208 because this shift is a downshift and the motor torque Tmo2 is negative (regeneration).
  • dNmo2 is set to -dNmo. Therefore, as shown in FIG. 10, the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed that is lower than the post-shift motor rotational speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2.
  • the motor speed Nmo2 is controlled toward the target speed tNmo2 that is lower than the post-shift motor speed afNmo2 by the speed control from the time t12. Then, the engagement clutch 83 starts the engagement operation by driving the electric actuator 41 from the time t13 when the motor rotation speed Nmo2 reaches the target rotation speed tNmo2, and enters the engagement state at the time t15. Note that, after the engagement (engagement) is completed, the engagement clutch 83 is maintained in the engaged state even if the driving of the electric actuator 41 is stopped.
  • learning control is performed in accordance with the engagement operation of the engagement clutch 83 from time t13 (S106 ⁇ S107).
  • this learning control the differential rotation between the motor rotation speed Nmo2 and the post-shift motor rotation speed afNmo2 at the time when the learning determination time t2 has elapsed from the time t13 when the motor rotation speed Nmo2 has reached the target rotation speed tNmo2 (t14).
  • a motor rotation speed difference dNmo_t2 is obtained.
  • This motor speed difference dNmo_t2 corresponds to the differential rotation between the input side and the output side in the engagement clutch 83.
  • the transmission torque characteristic gain gain is corrected based on whether or not the motor rotational speed difference dNmo_t2 is within a preset differential rotation upper limit value limB and differential rotation lower limit value limA.
  • the transmission torque characteristic gain gain in this case sets the transmission torque for the pressing force of the electric actuator 41, and the movement amount characteristic of the coupling sleeve 86 with respect to the command value to the electric actuator 41 is learned and corrected to the appropriate side. .
  • the transmission torque characteristic gain gain is set. Small learning correction. Specifically, the transfer torque characteristic gain gain is multiplied by a coefficient ⁇ less than 1 (S306). As a result, as shown in FIG. 8, the transmission torque with respect to the pressing force is sharply inclined with respect to the transmission torque characteristic gain (inclination) before learning, and the transmission torque with respect to the pressing force is greatly corrected.
  • the vehicle shift control device of Embodiment 1 is Provided in the drive transmission system from the motor generator MG as the prime mover to the drive wheels 14, the engagement clutch 83 and the friction clutch 93 as the fastening elements are fastened and released by driving the electric actuators 41 and 42, and a plurality of speeds are changed.
  • Automatic transmission 3 to perform A shift controller 21 for performing shift control of the automatic transmission 3, A learning control unit that learns and controls the relationship between the pressing force of the electric actuators 41 and 42 and the transmission torque of the fastening elements (respective clutches 83 and 93) that are fastened by the pressing force.
  • a shift control apparatus for a vehicle comprising: During the learning control of the learning control unit, the transmission controller 21 is engaged with the engagement element (the clutches 83 and 93) with respect to the post-shift motor rotation speed afNmo2 that is the output rotation speed after the engagement element is shifted.
  • a differential rotation control unit (configuration for executing the processing of FIG. 5) for controlling the rotation speed by setting a rotation speed obtained by setting a preset differential rotation for learning dNmo2 as the target rotation speed tNmo2 of the motor generator MG. It is characterized by having.
  • the differential rotation control unit engages any of the clutches 83, 93 when the clutches 83, 93 are engaged.
  • the target rotational speed tNmo2 of the motor generator MG is controlled so as to form a preset learning rotational speed dNmo2 between the input rotational speed and the post-shift output rotational speed (afNmo2).
  • one of the clutches 83 and 93 that is engaged as a fastening element is generated by the pressing force in the fastening direction of the one driven by both the actuators 41 and 42 from the state where the differential rotation dNmo2 for learning is generated.
  • the learning control unit can learn the relationship between the pressing force and the transmission torque in each of the clutches 83 and 93 as the fastening elements. By enabling this learning control, variations in the transmission torque of the clutches 83 and 93 can be corrected and the occurrence of shift shock can be suppressed.
  • the vehicle shift control apparatus of the first embodiment is The learning control unit (configuration for executing the process of FIG. 7) is a learning control execution determination unit (step S102 and its determination process) that performs an execution determination so that the learning control is performed at a shift other than the shift that occurs due to the driver's operation.
  • the learning control execution determination unit performs the execution determination so that the learning control is performed at a shift other than the shift accompanying the operation of the driver, so that there is no possibility that the shift time becomes long and the driver feels uncomfortable during the learning control. .
  • the characteristics of the transmission torque with respect to the pressing force are stabilized, and the learning control accuracy is increased.
  • the vehicle shift control device of Embodiment 1 is The differential rotation control unit (the configuration for executing the processing of FIG. 6) sets the target rotation speed tNmo2 to a rotation speed lower than the synchronous rotation speed (post-shift motor rotation speed afNmo2) when the vehicle is shifted in the deceleration state.
  • a differential rotation dNmo2 for learning is formed.
  • the engagement element (both clutch 83) , 93) is a pulling shock that is generated on the vehicle deceleration side.
  • the engagement element (both clutch 83) , 93) is a pulling shock that is generated on the vehicle deceleration side.
  • the rotational speed control of the motor generator MG is executed after opening both the clutches 83 and 93, and the engagement clutch is reached after the motor rotational speed Nmo2 reaches the target rotational speed tNmo2. 83 is fastened. Also by this, the engagement shock of the engagement clutch 83 becomes a pulling shock on the deceleration side, and the uncomfortable feeling given to the driver can be suppressed.
  • the vehicle shift control apparatus of the first embodiment is The differential rotation control unit (configuration that executes the processing of FIG. 6) sets the target rotation speed tNmo2 to a higher rotation speed than the synchronous rotation speed (post-shift motor rotation speed afNmo2) when the vehicle is shifted in the acceleration state.
  • a differential rotation dNmo2 for learning is formed.
  • the learning differential rotation dNmo2 is formed by setting the motor rotation speed Nmo2 on the input side of the engagement element (both clutches 83, 93) to be higher than the post-shift motor rotation speed afNmo2 on the output side, the engagement element (both clutch 83) , 93) at the time of synchronization becomes a thrust shock to the acceleration side. For this reason, at the time of acceleration, the uncomfortable feeling given to the driver can be suppressed as compared with a case where the input side is set to a lower number of turns than the output side and a pulling shock to the deceleration side occurs.
  • the shift control device for a vehicle is The differential rotation control unit (configuration for executing the processing of FIG. 6) is a time until learning differential rotation dNmo2 is synchronized from the state in which learning differential rotation dNmo2 occurs in the engagement element (each clutch 83, 93).
  • the rotation speed is set so that the relationship between the pressing force and the transmission torque can be estimated. Therefore, the relationship between the pressing force and the transmission torque in the engaging element (the clutches 83 and 93) can be reliably learned by the change in the rotational speed at the learning determination time t2.
  • the vehicle shift control device of Embodiment 1 is
  • the fastening element includes an engagement clutch 83, and generates a frictional force in association with the relative movement in the axial direction between the input side and the output side of the engagement clutch 83 in accordance with the pressing force.
  • a synchronizing mechanism (clutch gear 84 (cone portion 84b), coupling sleeve 86, synchronizer ring 87).
  • the transmission torque with respect to the pressing force may vary due to a dimensional error or an assembly error during manufacture. There is sex. Therefore, by executing learning control in the engagement clutch 83 which is a fastening element having such a synchronization mechanism, the transmission torque with respect to the pressing force can be corrected to a desired range, thereby suppressing the shift shock. be able to.
  • the vehicle shift control apparatus of the first embodiment is The prime mover includes a motor generator MG as a motor,
  • the object of the rotational speed control of the differential rotational control unit (configuration for executing the process of FIG. 6) is the rotational speed (target rotational speed tNmo2) of the motor generator MG.
  • the object for which the differential rotation control unit performs the rotational speed control is the motor generator MG, the control of the target rotational speed that forms the differential rotational speed for learning is compared with that for performing the rotational speed control of an internal combustion engine or the like.
  • the effects a) to f) can be obtained more remarkably.
  • the automatic transmission As the automatic transmission, a gear that engages an engagement clutch at a high gear can be used. Therefore, in the second embodiment, as the automatic transmission 203 to which the present invention is applied, the engagement clutch 220 is engaged and the friction clutch 210 is released during the upshift, and the engagement clutch 220 is released and the friction clutch is engaged during the downshift. A structure for fastening 210 will be described.
  • FIG. 11 is an overall system diagram showing a configuration of a drive system of an electric vehicle to which the vehicle shift control device of the second embodiment is applied.
  • the friction clutch 210 is used as a fastening element for transmitting torque from the low speed gear pair 80 to the transmission output shaft 7, and torque is transmitted from the high speed gear pair 90 to the transmission output shaft 7.
  • the engagement clutch 220 is used as a fastening element for performing the above. Since the structures of both clutches 210 and 220 are the same as those of the clutches 83 and 93 described in the first embodiment, they will be described briefly.
  • the friction clutch 210 includes a drive plate 212 provided on a clutch drum 211 that rotates integrally with the gear 81 of the low-speed gear pair 80, a driven plate 214 provided on a clutch hub 213 that rotates integrally with the transmission output shaft 7, It has. It is assumed that the friction clutch 210 is fastened and released by driving the electric actuator 241.
  • the engagement clutch 220 includes a coupling sleeve 222.
  • the coupling sleeve 222 meshes with the spline portion 221a of the clutch hub 221 that rotates integrally with the transmission input shaft 6, and meshes with the spline portion 223a of the clutch gear 223 that rotates integrally with the gear 91 by driving of the electric actuator 242.
  • the rotation speed control, the learning control execution determination, and the differential rotation processing in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 12 shows an operation when an upshift from the low gear stage to the high gear stage is performed during vehicle acceleration.
  • the automatic transmission 3 is controlled to the low gear stage, and the motor generator MG accelerates by the power running operation. From this acceleration state, if the relationship between the vehicle speed V and the required motor torque (motor torque Tmo2) crosses the shift line shown in FIG. (T21).
  • the shift controller 21 performs control to shift the automatic transmission 3 from the low gear stage to the high gear stage to release the friction clutch 210 and to engage the engagement clutch 220. Therefore, first, the friction clutch 210 is released from time t21.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG. In executing this learning control, the transmission controller 21 first calculates a target rotational speed tNmo2 (S103).
  • the learning differential rotation dNmo2 is set to + dNmo based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S203 ⁇ S204.
  • the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed that is higher than the post-shift motor rotational speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2.
  • the shift controller 21 performs control to shift the automatic transmission 3 from the low gear stage to the high gear stage to release the friction clutch 210 and to engage the engagement clutch 220. Therefore, the release of the friction clutch 210 is started at time t31.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG.
  • the speed change controller 21 calculates the target rotational speed tNmo2 (S103), and sets the target motor rotational speed Nmo2 from the point of time t32 when it is determined that the inertia phase starts when the friction clutch 210 is released.
  • Rotational speed control for controlling the rotational speed tNmo2 is executed (S105).
  • the learning differential rotation dNmo2 is set to ⁇ dNmo based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S203 ⁇ S205. Is done. Therefore, as shown in FIG. 13, the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed that is lower than the post-shift motor rotational speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2. Then, at time t33 when the motor rotation speed Nmo2 reaches the target rotation speed tNmo2, the electric actuator 242 of the engagement clutch 220 is driven in the engagement direction to start the engagement operation of the engagement clutch 220, and the learning control is performed.
  • the learning correction can be executed even in the automatic transmission 203 that engages the engagement clutch 220 during the upshift. Therefore, even in the second embodiment, learning control is possible as in the first embodiment, and the effects a) to g) described above are achieved.
  • the engagement clutch 220 is engaged during the upshift during acceleration and deceleration.
  • the same operation as described in the first embodiment is performed.
  • the friction clutch 210 By using the friction clutch 210, the same operation as that of the first embodiment can be performed, and the learning control can be executed.
  • the learning control is executed by performing the same operation as that of the second embodiment with the engagement control target as the friction clutch 93. can do.
  • Embodiment 3 Next, a transmission control apparatus for a vehicle according to Embodiment 3 will be described.
  • the engagement element including the friction clutch and the engagement clutch is shown and the learning control is performed when the engagement clutch is engaged.
  • the learning control is also performed by the friction clutch. Can do.
  • FIG. 14 is an overall system diagram illustrating a configuration of a drive system of an electric vehicle (an example of an electric vehicle) to which the vehicle shift control device of the third embodiment is applied. That is, in the third embodiment, the friction clutch 210 shown in the second embodiment is used as a fastening element for transmitting torque from the low speed gear pair 80 to the transmission output shaft 7, and the high speed gear pair 90 to the transmission is used.
  • the friction clutch 93 shown in the first embodiment is used as a fastening element that transmits torque to the output shaft 7.
  • FIG. 15 shows an operation example when a downshift from the high gear stage to the low gear stage is performed during deceleration of the vehicle.
  • the automatic transmission 3 is controlled to the high gear stage, and the motor generator MG is performing regeneration. From this state, the vehicle speed V decreases without any operation by the driver, and the relationship between the vehicle speed V and the required motor torque (motor torque Tmo2) is determined so as to cross the shift line shown in FIG.
  • the shift start determination is made at time t41.
  • the shift controller 21 opens the friction clutch 93 and fastens the friction clutch 210 to shift the automatic transmission 3 from the high gear stage to the low gear stage. That is, the friction clutch 210 is released from time t51.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG.
  • the speed change controller 21 first calculates the target rotational speed tNmo2 (S103), and the motor rotational speed Nmo2 is determined from the time t42 when it is determined that the inertia phase starts when the friction clutch 93 is released.
  • Rotational speed control for controlling the engine speed toward the target rotational speed tNmo2 is executed (S105).
  • the target rotational speed tNmo2 is a learning difference based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S206 ⁇ S208 because this shift is a downshift and the motor torque Tmo2 is negative (regeneration).
  • the rotation dNmo2 is set to -dNmo. Therefore, as shown in FIG. 15, the target rotation speed tNmo2 is set to a rotation speed that is lower than the post-shift motor rotation speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2.
  • the motor rotation speed Nmo2 is controlled toward the target rotation speed tNmo2 by the rotation speed control from time t42. Then, at the time t43 when the motor rotation speed Nmo2 reaches the target rotation speed tNmo2, the engagement operation of the friction clutch 93 is started and learning control is performed (S106 ⁇ S107).
  • learning control as in the first and second embodiments, based on the motor speed difference dNmo_t2 at the time when the learning determination time t2 has elapsed from the time t43 when the motor speed Nmo2 has reached the target speed tNmo2. And execute.
  • the transmission controller 21 performs a change-over operation to release the friction clutch 210 and to engage the friction clutch 93 from time t52 in order to shift the automatic transmission 3 from the low gear stage to the high gear stage.
  • the clutches 83 and 93 are switched to suppress a decrease in acceleration due to the gear ratio.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG.
  • the speed change controller 21 calculates the target rotational speed tNmo2 (S103), and sets the target motor rotational speed Nmo2 from the point of time t52 when it is determined that the inertia phase starts when the friction clutch 210 is released.
  • the rotational speed is controlled toward the rotational speed tNmo2 (S105).
  • the learning differential rotation dNmo2 is set to + dNmo based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S203 ⁇ S204.
  • the target rotation speed tNmo2 is set to a rotation speed that is higher than the post-shift motor rotation speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2.
  • the speed change controller 21 limits the pressing force of the friction clutch 93 during the rotational speed control until the motor rotational speed Nmo2 reaches the target rotational speed tNmo2.
  • the electric actuator 42 is driven toward complete fastening, and learning control is performed (S106 ⁇ S107). Further, with the execution of the learning control, the speed change controller 21 drives the electric actuator 42 from the output restricted state to complete fastening.
  • the shift controller 21 performs control to shift the automatic transmission 3 from the low gear stage to the high gear stage to release the friction clutch 210 and to engage the friction clutch 93. Therefore, the release of the friction clutch 210 is started at time t61.
  • the shift controller 21 performs learning control based on the processing of steps S101 to S107 in FIG.
  • the speed change controller 21 calculates the target rotational speed tNmo2 (S103), and the motor rotational speed Nmo2 is determined from the time t62 when it is determined that the inertia phase starts when the friction clutch 210 is released.
  • Rotational speed control for controlling the engine speed toward the target rotational speed tNmo2 is executed (S105).
  • the target rotational speed tNmo2 is an upshift and the motor torque Tmo2 is negative (regenerative). Therefore, based on the processing of steps S201 ⁇ S202 ⁇ S203 ⁇ S205, the differential rotation for learning dNmo2 Is set to -dNmo. Therefore, as shown in FIG. 17, the target rotational speed tNmo2 is set to a rotational speed that is lower than the post-shift motor rotational speed afNmo2 by the learning differential rotation dNmo2.
  • the third embodiment it is possible to perform learning control even when the friction clutches 210 and 93 as the engagement elements are engaged, and the pressing force and the transmission torque of the friction clutches 210 and 93 are determined. Can learn the relationship. Therefore, the effects a) to g) described in the first embodiment can be obtained.
  • the engagement / disengagement of both clutches 210 and 93 is switched at the time of shifting, so that a decrease in acceleration due to shifting can be suppressed. This makes it difficult for the driver to feel uncomfortable.
  • the pressing force in the friction clutch 93 is set to a slip state in which the pressing force in the friction clutch 93 is increased to the limit value during the rotation speed control before the start of the learning control, and the motor rotation speed Nmo2 reaches the target rotation speed tNmo2.
  • learning control is started, learning is performed by changing the transmission torque by increasing the pressing force toward complete fastening. For this reason, even in the friction clutch 93, the transmission torque characteristic with respect to the pressing force can be accurately learned based on the transmission torque change accompanying the constant pressing force change.
  • the rotational speed control and the learning control when the friction clutches 93 and 210 are engaged as described in the third embodiment are executed when the friction clutch 93 according to the first embodiment and the friction clutch 210 according to the second embodiment are engaged. can do.
  • the transmission control apparatus for a vehicle according to the present invention can also be applied to a hybrid vehicle including an engine and a motor generator as a prime mover, and an engine vehicle including only an engine as a prime mover. Therefore, in the embodiment, the motor generator is shown as the prime mover for performing the rotation speed control.
  • the present invention is not limited to this, and the engine can be the control target.
  • the drive system shown in the first embodiment includes an engine 1, a power generation motor generator MG 1, and a power distribution device. 2 may be added.
  • the power distribution device 2 is constituted by a single pinion type planetary gear having a ring gear RG, a sun gear SG, and a carrier PC that supports the pinion PG.
  • the ring gear RG is meshed with a gear 92 fixed to the transmission output shaft 7.
  • An engine output shaft 4 is connected to the carrier PC.
  • a motor output shaft 5 of a power generator motor generator MG1 is connected to the sun gear SG.
  • the power distribution device 2 determines the ring gear RG (the gear 92 of the high-speed gear pair 90) when the rotational speed of the power generator motor generator MG1 (sun gear SG) and the rotational speed of the engine 1 (carrier PC) are determined.
  • the drive motor generator MG2 is driven using the power generated by the power generation motor generator MG1, and is output from the transmission input shaft 6 to the transmission output shaft 7 via the automatic transmission 3. Further, the output torque from the power distribution device 2 and the output torque from the automatic transmission 3 are combined by the transmission output shaft 7.
  • the power generation motor generator MG1 is mainly used for power generation as a generator, but may be used as a drive motor depending on a traveling situation.
  • the transmission includes an engagement clutch (dog clutch) and a friction clutch, and a transmission including a friction clutch.
  • the transmission includes only an engagement clutch (dog clutch). May be used.
  • an automatic transmission that performs a two-speed shift between a high gear stage and a low gear stage is shown as a transmission.
  • the transmission may be a transmission having three or more stages as long as the transmission has a plurality of shift stages.
  • the electric actuator is shown as the actuator for fastening the fastening element.
  • the actuator is not limited to electric, and other actuators such as those driven by hydraulic pressure can be used.
  • an actuator that presses a clutch (fastening element) or a synchro (synchronization mechanism) by hydraulic pressure can be used.

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Abstract

原動機の回転数制御を行う際に、締結要素の押付力に対する伝達トルクの関係を検出して、この押付力に対する伝達トルクの関係を学習可能とする車両の変速制御装置を提供する。 自動変速機(3)の変速制御を行う変速コントローラ(21)は、自動変速機(3)の締結要素としての係合クラッチ(83)における押付力と伝達トルクとの関係を学習する学習制御部)の学習制御時には、係合クラッチ(83)の締結の際に、係合クラッチ(83)の変速後の出力回転数としての変速後モータ回転数(afNmo2)に対し、係合クラッチ(83)の入力回転数に、予め設定された学習用差回転(dNmo2)を持たせた回転数をモータジェネレータ(MG)の目標回転数(tNmo2)として回転数制御する差回転制御部(図5の処理を実行する構成)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

車両の変速制御装置
 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締結要素を締結状態と開放状態とに切り換えて変速を行なう車両の変速制御装置に関する。
 従来、原動機から駆動輪に至る駆動伝達系に設けられた変速機の締結要素の締結に際し、原動機の回転数制御を行って、締結要素の入力回転数を、変速後の出力回転数に同期させるようにし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)。
  この従来技術では、ハイギア段からローギア段に移行する変速過渡期に、駆動モータを回転数制御し、変速機入力回転数を上昇させることにより締結要素の入力回転数を変速後の出力回転数に同期させたタイミングで締結要素を締結するようにしている。
特開2010-202124号公報
 上記の締結要素にあっては、製造精度や組付精度のバラツキや経年による摩耗などにより、アクチュエータの押付力に対する伝達トルクにバラツキが生じる。このようなバラツキは、押付力に対する伝達トルクを検出し、その関係が予め設定された理想的な特性となるように学習補正することができる。
  しかしながら、上記のように、原動機の回転数制御により締結要素の入出力回転を同期させる装置では、締結要素における押付力に対する伝達トルクの関係を検出できないため、この押付力に対する伝達トルクの関係を学習補正することが困難であった。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、原動機の回転数制御を行う際に、締結要素の押付力に対する伝達トルクの関係を検出して、この押付力に対する伝達トルクの関係を学習可能とする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、本発明では、変速機の変速制御を行う変速コントローラは、変速機の締結要素における押付力と伝達トルクとの関係を学習する学習制御部の学習制御時には、前記締結要素の締結の際に、前記締結要素の変速後の出力回転数に対し、前記締結要素の入力回転数に、予め設定された学習用差回転を持たせた回転数を前記原動機の目標回転数として回転数制御する差回転制御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、変速機の変速時に学習制御部が学習制御を行う場合には、締結要素の締結の際に、差回転制御部が、締結要素の入力回転数と変速後の出力回転数との間に予め設定された学習用差回転を形成するよう原動機の目標回転数を制御する。
  この場合、締結要素では、学習用差回転が生じた状態から、アクチュエータの締結方向への押付力により生じた伝達トルクにより同期回転状態とすることができる。このため、学習制御部が、締結要素における押付力と伝達トルクとの関係を学習することが可能となる。
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回転数制御を実行する構成において、学習制御の実行の有無に伴って実行する目標回転数決定処理及び学習制御の実施判定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変速コントローラにて実行される目標回転数決定処理の詳細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変速コントローラにて実行される学習制御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における学習制御による押付力と伝達トルクの特性変化の特性説明図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置における学習制御による押付力と伝達トルクの特性変化の模式図である。 実施の形態1の車両の変速制御装置の減速中ダウンシフト時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が適用された電気自動車の駆動系構成を示すシステム構成図である。 実施の形態2の車両の変速制御装置の加速中アップシフト時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減速中アップシフト時の動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態3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を示すシステム構成図である。 実施の形態3の車両の変速制御装置の減速中ダウンシフト時の動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態3の車両の変速制御装置の加速中アップシフト時の動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態3の車両の変速制御装置の減速中アップシフト時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の摩擦締結/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、信号処理装置を備えた電子制御機器により構成される。
 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をストローク駆動させることで、係合/開放する。
 この係合クラッチ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、スリーブ位置が係合位置又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の外周クラッチ歯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の外周クラッチ歯の一方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に押付け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を摩擦締結/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り、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。
 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。
 (学習制御部の構成)
  図1及び図2に示す変速コントローラ21は、上記の変速制御に加え、係合クラッチ83及び摩擦クラッチ93における電動アクチュエータ41,42による押付力と伝達トルクとの関係の学習制御を実行する学習制御部を備えている。さらに、変速コントローラ21では、この学習制御を実施するか否かを判定する実施判定処理を実行し、学習制御の実施時には、両クラッチ83,93において締結動作をさせるものにおいて、その入力側と出力側との間に後述する学習用差回転を形成する。本実施の形態1は、学習制御実施時に、この学習用差回転を形成するようモータジェネレータMGの回転数制御を実行することに特徴を有する。以下に、各制御について詳細に説明する。
 (学習制御実施判定処理)
  図5は、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21にて回転数制御を実行する構成において、学習制御の実行の有無に伴って実行する目標回転数決定処理及び学習制御の実施判定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。
  この処理の最初のステップであるステップS101では、変速判断を行い、変速行う際にはステップS102に進み、変速を行わない場合はステップS101を繰り返す。なお、この変速の判断は、前述した図3に示す変速マップに基づいて、車速Vあるいは要求モータトルクが変速線を横切ることにより行われる。
 図5に戻り、変速判断がなされた場合に進むステップS102では、この変速判断が、ドライバの操作に伴ってなされたものであるか否か判定する。すなわち、ドライバの操作に応じて変速判断が成された場合には、学習制御は実施しない。そこで、ステップS102において、ドライバ操作に伴う変速ではないと判定した場合に学習制御の実施に向けてステップS103に進む。一方、ステップS102にてドライバ操作に伴うものであると判定した場合はステップS108に進んで、学習制御を実施せずに、次のステップS109に進む。なお、学習制御を実施しない場合に進むステップS109では、同期制御を実行した後、1回の処理を終了する(エンド)。
 この同期制御は、モータジェネレータMGの目標回転数tNmo2を、締結要素としての各クラッチ83,93において、入力側回転数が、変速後の出力側回転数となるモータ回転数である変速後モータ回転数afNmo2となるように制御する。したがって、締結要素としての係合クラッチ83及び摩擦クラッチ93では、締結時に、その入力側回転数を出力側回転数に同期させるようモータ回転数Nmo2の回転数を制御する。
  なお、ドライバ操作に伴う変速であるか否かの判定は、具体的には、アクセル開度の変化率が、あらかじめ設定された閾値dTH以下であり、かつ、シフト操作による変速判断ではない場合にドライバ操作に伴う変速ではないと判定する。
 ここで、アクセル開度の変化率の求め方について説明を加える。
  現在のアクセル開度変化率は、以下の式(1)により演算する。
現在のアクセル開度変化率=(現在のアクセル開度thnow-t時間前のアクセル開度thnow-t)/t時間  ・・・(1)
 ドライバ操作に伴う変速ではない場合に進むステップS103~S106では、学習制御を実施する前に、両クラッチ83,93のうち締結するクラッチにおいて、その入力側と出力側との間に後述する学習用差回転dNmo2を生じさせる処理を実行する。すなわち、ステップS103では、締結要素(両クラッチ83,84のうちの締結対象)の入力側と出力側との間に学習用差回転dNmo2を形成するためのモータジェネレータMGの目標回転数tNmo2を決定した後、ステップS104に進む。なお、ステップS103において、目標回転数tNmo2を決定する処理の具体例については後述する。
 続くステップS104では、イナーシャフェーズ開始判定を行い、イナーシャフェーズ開始判定時にステップS105に進み、イナーシャフェーズの非開始判定時にはステップS104の判定を繰り返す。
  ここで、「イナーシャフェーズ」とは、変速の進行途中で発生するフェーズの一つで、変速機入力回転数の制御を実行する相をいう。したがって、イナーシャフェーズは、両クラッチ83,93のうち、締結されていたものの開放が開始された時点で始まる。
 イナーシャフェーズ開始判定時に進むステップS105では、回転数制御、すなわち、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2とする回転数制御を行って、ステップS106に進む。さらに、ステップS106では、モータ回転数Nmo2が、ステップS103にて決定した目標回転数tNmo2に達したか否か判定し、目標回転数tNmo2に到達した場合はステップS107に進み、目標回転数tNmo2に達していない場合には、ステップS106の判定を繰り返す。
 そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達した場合に進むステップS107では、学習制御を実施した後、1回の処理を終了する(エンド)。なお、学習制御の具体例については後述する。
  以上説明したように、学習制御実施判定部に相当するステップS102では、変速判断が成された場合、その判断がドライバの操作に伴うものでない場合に学習制御実施と判定し、ドライバの操作に伴う場合は、学習制御を非実施と判定する。
  さらに、変速に伴うモータジェネレータMGの回転数制御において、学習制御の非実施時には、目標回転数tNmo2を同期回転数とする(S109)。一方、学習制御の実施時には、目標回転数tNmo2を、締結要素において学習用差回転を形成する回転数とする(S103)。
  また、学習制御の実施時には、イナーシャフェーズ開始判定に伴って、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御し、目標回転数tNmo2に到達したら学習制御を実行する。
 (目標回転数の設定)
  次に、ステップS103における目標回転数tNmo2を設定する処理の流れを、図6のフローチャートにより説明する。
  この目標回転数tNmo2は、変速後モータ回転数afNmo2に対して学習用差回転dNmo2を持たせるように設定する。そこで、まず、最初のステップS201では、目標回転数演算実施判定を行い、目標回転数演算実施判定時にはステップS202に進み、演算非実施判定時にはステップS201を繰り返す。なお、この目標回転数演算実施判定は、ステップS102(図5参照)にてYES判定された場合に、演算実施と判定されるものである。
 ステップS202では、ステップS101において変速判定された変速がアップシフトか否か判定し、アップシフトの場合はステップS203に進み、アップシフトではない場合、すなわち、ダウンシフトの場合はステップS206に進む。
 アップシフトの場合に進むステップS203では、変速判断(S101の判断)時のモータトルクTmo2が0よりも大きいか否かを判定する。すなわち、力行状態か否かを判定し、0よりも大(力行)の場合はステップS204に進み、0以下(回生)の場合はステップS205に進む。
 ステップS204及びS205では、それぞれ、目標回転数tNmo2を演算するのに使用する学習用差回転dNmo2を演算し、ステップS209に進んで、学習用差回転dNmo2を用いて目標回転数tNmo2を演算する。
  ここで、学習用差回転は、本来、各クラッチ83,93において入力側(モータジェネレータMG側)と出力側(駆動輪14側)との間に形成する差回転であるが、本実施の形態1では、この差回転をモータ回転数Nmo2に置き換えている。すなわち、各クラッチ83,93の入出力間において上記学習用差回転を生じさせたときのモータ回転数Nmo2と、各クラッチ83,93の入出力を同期させた際のモータ回転数(=変速後モータ回転数afNmo2)との差を学習用差回転dNmo2としている。
 そこで、アップシフト時でモータジェネレータMGが力行状態である場合に進むステップS204では、学習用差回転dNmo2を以下の式(2-1)により演算する。
dNmo2=dNmo×1 ・・・(2-1)
ここで、dNmo(rpm)は、上述のように、各クラッチ83,93に応じ、各クラッチ83,93において所望の差回転を形成するために予め設定された差回転基準値である。すなわち、アップシフト時には、摩擦クラッチ93を締結させるため、この摩擦クラッチ93の入出力間において所望の差回転を形成するのに必要なモータジェネレータMGにおける差回転(変速後モータ回転数afNmo2との差)に設定されている。
 また、ステップS204にて学習用差回転dNmo2を求めた後に進むステップS209では、下記の演算式(3)を用いて目標回転数tNmo2を演算する。
tNmo2=(変速後モータ回転数afNmo2)+dNmo2・・・(3)
 なお、変速後モータ回転数afNmo2は、現在のドライブシャフト回転数×(変速後のギア比)により演算する。
すなわち、アップシフトで力行状態では、目標回転数tNmo2は、変速後モータ回転数afNmo2に正の学習用差回転dNmo2を加算し、変速後モータ回転数afNmo2よりも高い回転数に設定する。
 一方、アップシフト時でモータジェネレータMGが回生状態である場合に進むステップS205では、学習用差回転dNmo2を以下の式(2-2)により演算する。
dNmo2=dNmo×(-1) ・・・(2-2)
  よって、ステップS205では、学習用差回転dNmo2は、負の値に設定される。
すなわち、アップシフトで回生状態では、目標回転数tNmo2は、変速後モータ回転数afNmo2に対して学習用差回転dNmo2を減算し、変速後モータ回転数afNmo2よりも低い回転数に設定する。
 また、ステップS202にて、NO判定すなわちダウンシフトと判定された場合に進むステップS206では、ステップS203と同様に、モータトルクTmo2が0よりも大(力行)か否かの判定に基づいて、0よりも大の場合はステップS207に進み、0以下(回生)の場合はステップS208に進む。
  なお、ステップS207では、ステップS204と同様に、上記式(2-1)に基づいて学習用差回転dNmo2を演算し、ステップS208では、ステップS205と同様に、上記(2-2)に基づいて学習用差回転dNmo2を演算する。すなわち、力行時には学習用差回転dNmo2は正の値に設定され、回生時には学習用差回転dNmo2は負の値に設定される。
  また、このダウンシフト時は、係合クラッチ83を締結させるため、各式(2-1)(2-2)に示した差回転基準値dNmoは、係合クラッチ83において所望の差回転を形成した際のモータジェネレータMGにおける差回転に設定されている。
 (学習制御)
  次に、ステップS107にて実施される学習制御について、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
  ステップS301では、学習制御実施判定を行い、学習制御実施判定時にはステップS302に進み、非実施判定時にはステップS301を繰り返す。なお、このステップS301の実施判定は、図5のステップS106にてYESと判定された場合に、実施と判定されるものである。
 図7のステップS302では、学習制御実施判定時点から、予め設定された学習判定用時間t2が経過したか否か判定し、学習判定用時間t2が経過するまではステップS302を繰り返し、学習判定用時間t2が経過したらステップS303に進む。
  なお、学習制御実施判定時点とは、前述したようにステップS106にてモータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に到達したと判定された時点である。そして、学習判定用時間t2は、締結要素(両クラッチ83,93)において学習用差回転dNmo2が形成された状態からの締結により、押付力と伝達トルクの関係を推定するのに必要な時間に設定されている。具体的には、学習判定用時間t2は、締結要素(各クラッチ83,93)において、学習用差回転dNmo2が生じた状態から、各アクチュエータ41,42を締結側に駆動させて、同期が終了する直前を目安に設定されている。
 学習判定用時間t2の経過後に進むステップS303では、この学習判定用時間t2の経過後におけるモータ回転数Nmo2と、変速後モータ回転数afNmo2、すなわち同期回転数と、の差であるモータ回転数差dNmo_t2を演算する。
 そして、学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2が、予め設定された差回転上限値limBおよび差回転下限値limAの範囲内であるか、この範囲よりも大きいか小さいかを判定する。すなわち、両クラッチ83,93のいずれかを締結させる場合に、その入力側と出力側との間に学習用差回転dNmo2を与えて締結を開始して学習判定用時間t2の経過時間後の差回転がどの程度の範囲内に収まっているかにより学習を行うか否かを判定する。
 具体的には、ステップS303にて、モータ回転数差dNmo_t2が差回転上限値limBよりも大きい場合はステップS305に進み、モータ回転数差dNmo_t2が差回転上限値limBよりも小さい場合にはステップS304に進む。
 さらに、ステップS303にて、モータ回転数差dNmo_t2が差回転上限値limBよりも小さい場合に進むステップS304では、モータ回転数差dNmo_t2が差回転下限値limAよりも小さいか否か判定する。そして、モータ回転数差dNmo_t2が差回転下限値limAよりも小さい場合はステップS306に進み、モータ回転数差dNmo_t2が差回転下限値limAよりも大きい場合はステップS307に進む。
 なお、差回転上限値limBは、学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2として、許容範囲の上限値であり、差回転下限値limAは、学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2として、許容範囲の下限値である。
 上記判定に基づいて、モータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBと差回転下限値limAとの間に治まっている場合は、ステップS307に進んで、学習制御を実施することなく、伝達トルク特性ゲインgainを現在の値に維持する。なお、伝達トルク特性ゲインgainとは、各電動アクチュエータ41,42の駆動時の押付力に対して各クラッチ83,93にて発生する伝達トルクの特性を設定する係数である。
 ステップS303にてモータ回転数差dNmo_t2が差回転上限値limBよりも大きい場合に進むステップS305では、伝達トルク特性ゲインgainに係数α(なお、αは1よりも大きな係数である)を乗じて伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する。すなわち、両アクチュエータ41,42のうち締結駆動を行ったものに対し、図8に示すように、押付力に対する伝達トルクのゲイン(傾き)を、学習前に対して大きく(急に)設定し、これにより、締結に要する時間を短縮するように学習補正する。
 一方、モータ回転数差dNmo_t2が差回転下限値limAよりも小さい場合に進む、ステップS306(図7)では、伝達トルク特性ゲインgainに係数β(なお、βは1よりも小さな係数である)を乗じて伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する。すなわち、両アクチュエータ41,42のうち締結駆動を行ったものに対し、図8に示すように、押付力に対する伝達トルクのゲイン(傾き)を、学習前に対して小さく(緩く)設定し、締結に要する時間を長くするように学習補正する。
 以上説明した学習制御を模式的に表すのが図9である。
  すなわち、学習制御の開始から学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2が差回転下限値limAと差回転上限値limBとの間である場合は、伝達トルク特性ゲインgainは変えることなく現在の値に維持する。
学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さければ、各クラッチ83,93における各電動アクチュエータ41,42の押付力に対する伝達トルクを小さく補正する。
学習判定用時間t2の経過後のモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きければ、各クラッチ83,93における各電動アクチュエータ41,42の押付力に対する伝達トルクを大きく補正する。
 (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10のタイムチャートに基づいて説明する。
  図10は、車両の減速中にハイギア段からローギア段へのダウン変速を実施した場合の動作例を示している。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt11の時点以前は、自動変速機3は、ハイギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、回生を行っている。この状態から、ドライバが操作を行うことなく、例えば、車速Vが低下するなどして、車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が、図3に示す変速線を横切って、t11の時点で変速開始判定が成されている。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をハイギア段からローギア段に変速する制御を実施し、摩擦クラッチ93を開放する一方、係合クラッチ83を締結させる。そこで、まず、t11の時点では、摩擦クラッチ93の開放を開始する。
 また、変速コントローラ21では、このようなドライバの操作によらない変速時には、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、まず、学習用差回転dNmo2を形成する目標回転数tNmo2を演算する(S103)。
 そして、摩擦クラッチ93の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt12の時点から、モータジェネレータMGの回転数制御を実行し(S105)、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御する。
 この場合、目標回転数tNmo2は、この変速がダウンシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が負(回生)であることから、ステップS201→S202→S206→S208の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、-dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図10に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ低い回転数に設定される。
 よって、t12の時点からの回転数制御により、モータ回転数Nmo2が、変速後モータ回転数afNmo2よりも低回転数の目標回転数tNmo2に向けて制御される。そして、係合クラッチ83では、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt13の時点から、電動アクチュエータ41を駆動させて締結動作が開始され、t15の時点で締結状態となる。なお、係合クラッチ83は、締結(係合)完了後は、電動アクチュエータ41の駆動を停止させても、係合状態に維持される。
 また、このt13の時点からの係合クラッチ83の締結動作に伴って学習制御が実施される(S106→S107)。
  この学習制御では、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt13の時点から学習判定用時間t2が経過した時点(t14)の、モータ回転数Nmo2と変速後モータ回転数afNmo2との差回転であるモータ回転数差dNmo_t2を求める。このモータ回転数差dNmo_t2は、係合クラッチ83における入力側と出力側との差回転に相当する。
 そして、このモータ回転数差dNmo_t2が、予め設定された差回転上限値limBと差回転下限値limAとの間に収まっているか否かに基づいて、伝達トルク特性ゲインgainを補正する。この場合の伝達トルク特性ゲインgainは、電動アクチュエータ41の押付力に対する伝達トルクを設定するものであり、電動アクチュエータ41への指令値に対するカップリングスリーブ86の移動量特性が適正側に学習補正される。
 すなわち、t14の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、電動アクチュエータ41の押付力に対して、伝達トルクが高くなり過ぎているため、伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する。具体的には、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じる(S306)。これにより、図8に示すように、押付力に対する伝達トルクは、学習前の伝達トルク特性ゲインgain(傾き)に対して傾きを急にして、押付力に対する伝達トルクを大きく補正することになる。
 これとは逆に、t14の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、電動アクチュエータ41の押付力に対して、伝達トルクが小さ過ぎるため、伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する。具体的には、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じる(S305)。これにより、図8に示すように、押付力に対する伝達トルクは、学習前のgain(傾き)に対して傾きを緩やかにして、押付力に対する伝達トルクを小さく補正する。
 なお、t14の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAと差回転上限値limBとの間であれば、補正は行うことなく現在の伝達トルク特性ゲインgainを維持する。
 次に、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としての係合クラッチ83及び摩擦クラッチ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の変速制御を行う変速コントローラ21と、
電動アクチュエータ41,42の押付力と、この押付力により締結される締結要素(各クラッチ83,93)の伝達トルクと、の関係を学習制御する学習制御部(変速コントローラ21において図7の処理を実行する構成)と、
を備えた車両の変速制御装置であって、
変速コントローラ21は、学習制御部の学習制御時には、締結要素(各クラッチ83,93)の締結の際に、締結要素の変速後の出力回転数である変速後モータ回転数afNmo2に対し、締結要素の入力回転数に、予め設定された学習用差回転dNmo2を持たせた回転数をモータジェネレータMGの目標回転数tNmo2として回転数制御する差回転制御部(図5の処理を実行する構成)を備えていることを特徴とする。
  したがって、自動変速機3の変速時に学習制御部が学習制御を行う場合には、各クラッチ83,93のいずれかの締結の際に、差回転制御部が、各クラッチ83,93のいずれか締結するものの入力回転数と変速後出力回転数(afNmo2)との間に予め設定された学習用差回転dNmo2を形成するようモータジェネレータMGの目標回転数tNmo2を制御する。
  この場合、締結要素として各クラッチ83,93のいずれか締結するもののでは、学習用差回転dNmo2が生じた状態から、両アクチュエータ41,42のいずれか駆動するものの締結方向への押付力により生じた伝達トルクにより同期回転状態とすることができる。このため、学習制御部が、締結要素としての各クラッチ83,93における押付力と伝達トルクとの関係を学習することが可能となる。
  そして、この学習制御を可能とすることにより、各クラッチ83,93の伝達トルクのバラツキを補正し、変速ショックの発生を抑制することができる。
 b)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
学習制御部(図7の処理を実行する構成)は、学習制御を、ドライバの操作に伴い生じる変速時以外の変速時に実施するよう実施判定を行う学習制御実施判定部(ステップS102およびその判定処理結果に基づくステップS301の処理を実行する構成)を備えていることを特徴とする。
  ドライバによるアクセルペダル、ブレーキペダル、シフト操作などの操作に伴う変速時には、変速時間を極力短くしてドライバに違和感を与えないようにするのが好ましい。さらに、このような操作時には、トルク変動なども操作に応じて変化が大きく、押付力に対する伝達トルクの変化に与える影響も大きくなる。
  一方、学習制御を行なうのに伴って、学習用差回転を与えて各アクチュエータ41,42の押付力によって、締結要素としての各クラッチ83,93の伝達トルクを変化させて同期させた場合、変速時間が長くなるおそれがある。また、ドライバの非操作時には、トルク変動なども小さく、押付力に対する伝達トルクへの影響も抑えられる。
  そこで、学習制御実施判定部が、ドライバの操作に伴う変速時以外の変速時に学習制御を行なうよう実施判定を行なうことにより、学習制御時に、変速時間が長くなってドライバに違和感を与えるおそれがなくなる。加えて、押付力に対する伝達トルクの特性が安定し、学習制御精度が高くなる。
 c)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
差回転制御部(図6の処理を実行する構成)は、車両の減速状態での変速時には、目標回転数tNmo2を同期回転数(変速後モータ回転数afNmo2)よりも低い回転数に設定して学習用差回転dNmo2を形成することを特徴とする。
  締結要素(両クラッチ83,93)の入力側であるモータ回転数Nmo2を出力側の変速後モータ回転数afNmo2よりも低い回転数として学習用差回転dNmo2を形成した場合、締結要素(両クラッチ83,93)の同期時の変速ショックは、車両を減速させる側に発生する引きショックとなる。
  このように、減速時には、締結時のショックを減速側の引きショックとして生じさせるため、減速時に、入力側を出力側よりも高回転として加速側への突き上げショックが発生する場合と比較して、ドライバへ与える違和感を抑えることができる。
  加えて、減速時には、図10に示すように、両クラッチ83,93を開放状態としてからモータジェネレータMGの回転数制御を実行し、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達してから係合クラッチ83の締結を行なうようにした。
  これによっても、係合クラッチ83の締結ショックが、減速側の引きショックとなり、ドライバへ与える違和感を抑えることができる。
 d)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
差回転制御部(図6の処理を実行する構成)は、車両の加速状態での変速時には、目標回転数tNmo2を同期回転数(変速後モータ回転数afNmo2)よりも高い回転数に設定して学習用差回転dNmo2を形成することを特徴とする。
  締結要素(両クラッチ83,93)の入力側であるモータ回転数Nmo2を出力側の変速後モータ回転数afNmo2よりも高い回転数として学習用差回転dNmo2を形成した場合、締結要素(両クラッチ83,93)の同期時の変速ショックは、加速側への突き上げショックとなる。このため、加速時に、入力側を出力側よりも低回点数として減速側への引きショックが発生する場合に比べ、ドライバへ与える違和感を抑えることができる。
 e)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
差回転制御部(図6の処理を実行する構成)は、学習用差回転dNmo2を、締結要素(各クラッチ83,93)において学習用差回転dNmo2が生じた状態から同期するまでの時間(学習判定用時間t2)で、押付力と伝達トルクとの関係を推定可能とする回転数に設定することを特徴とする。
  したがって、学習判定用時間t2における回転数変化により、締結要素(各クラッチ83,93)における押付力と伝達トルクとの関係を、確実に学習を実施できる。
 f)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
締結要素は、係合クラッチ83が含まれ、かつ、押付力に応じた係合クラッチ83の入力側と出力側との軸方向の相対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。
  係合クラッチ83の同期機構(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)では、製造時の寸法誤差や組付誤差などにより、押付力に対する伝達トルクにバラつきが生じる可能性がある。
  したがって、このような同期機構を備えた締結要素である係合クラッチ83において学習制御を実施することにより、押付力に対する伝達トルクを所望の範囲に補正することができ、これにより、変速ショックを抑えることができる。
 g)実施の形態1の車両の変速制御装置は、
原動機には、モータとしてのモータジェネレータMGが含まれ、
差回転制御部(図6の処理を実行する構成)の回転数制御の対象がモータジェネレータMGの回転数(目標回転数tNmo2)であることを特徴とする。
  このように、差回転制御部が回転数制御を行なう対象がモータジェネレータMGであるため、内燃機関などの回転数制御を行なうものと比較して、学習用差回転を形成する目標回転数の制御を正確に行うことができ、上記a)~f)の効果をより顕著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。
  実施の形態1では、係合クラッチ83をローギア段で締結させる構造の自動変速機3を示し、ダウン変速時に学習制御を実施した例について説明した。
 自動変速機としては、ハイギア段にて係合クラッチを締結するものを用いることもできる。そこで、実施の形態2では、本願発明を適用する自動変速機203として、アップ変速時に係合クラッチ220を締結するとともに摩擦クラッチ210を開放させ、ダウン変速時に係合クラッチ220を開放するとともに摩擦クラッチ210を締結させる構造のものについて説明する。
 図11は、実施の形態2の車両の変速制御装置を適用した電気自動車の駆動系の構成を示す全体システム図である。
  この実施の形態2では、低速段ギア対80から変速機出力軸7に対してトルク伝達を行う締結要素として摩擦クラッチ210を用い、高速段ギア対90から変速機出力軸7に対してトルク伝達を行う締結要素として係合クラッチ220を用いている。両クラッチ210,220の構造は、実施の形態1にて説明した各クラッチ83,93と同様であるので簡単に説明する。
 摩擦クラッチ210は、低速段ギア対80のギア81と一体回転するクラッチドラム211に設けられたドライブプレート212と、変速機出力軸7と一体回転するクラッチハブ213に設けられたドリブンプレート214と、を備えている。なお、摩擦クラッチ210は、電動アクチュエータ241の駆動により締結及び開放されるものとする。
 係合クラッチ220は、カップリングスリーブ222を備えている。このカップリングスリーブ222は、変速機入力軸6と一体回転するクラッチハブ221のスプライン部221aと噛合し、かつ、電動アクチュエータ242の駆動によりギア91と一体回転するクラッチギア223のスプライン部223aと噛合する。
  なお、実施の形態2における回転数制御、学習制御の実施判定及び差回転処理は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
 実施の形態2の作用を図12、図13のタイムチャートに基づいて説明する。
  図12は、車両加速中に、ローギア段からハイギア段へのアップ変速が行われた場合の動作を示している。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt21の時点以前は、自動変速機3は、ローギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、力行作動により加速を行っている。この加速状態から、ドライバが操作を行うことなく加速に伴う車速Vの上昇などにより、車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が、図3に示す変速線を横切ると変速判定が成される(t21)。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をローギア段からハイギア段に変速する制御を実施し、摩擦クラッチ210を開放する一方、係合クラッチ220を締結させる。そこで、まず、t21の時点から摩擦クラッチ210を開放させる。
 さらに、変速コントローラ21では、この変速に伴って、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、まず、目標回転数tNmo2を演算する(S103)。
 そして、摩擦クラッチ210の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt22の時点から、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御する回転数制御を開始する(S105)。
 このとき、この変速がアップシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が正(力行)であるため、ステップS201→S202→S203→S204の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、+dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図12に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ高い回転数に設定される。
 そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt23の時点で、係合クラッチ220の電動アクチュエータ242が締結方向に駆動され、かつ、学習制御が実施される(S106→S107)。
  この学習制御では、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt23の時点から学習判定用時間t2が経過した時点(t24)の、モータ回転数Nmo2と変速後モータ回転数afNmo2との差回転であるモータ回転数差dNmo_t2を求める。そして、実施の形態1と同様に、このモータ回転数差dNmo_t2に基づいて、学習補正を実行する。
 すなわち、t24の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じて、伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する。
  これとは逆に、t24の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じ、伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する。
  また、モータ回転数差dNmo_t2が、両値limA,limBの間であれば、伝達トルク特性ゲインgainの補正は行わない。
 次に、図13のタイムチャートに基づいて、車両減速中に、ローギア段からハイギア段へのアップ変速が行われた場合の動作を示している。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt31の時点以前は、自動変速機3は、ローギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、回生を行っている。この状態から、ドライバが操作を行うことなく車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が変速線(図3参照)を横切って変速判定が成され、t31の時点で変速開始判定が成されている。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をローギア段からハイギア段に変速する制御を実施し、摩擦クラッチ210を開放する一方、係合クラッチ220を締結させる。そこで、t31の時点で摩擦クラッチ210の開放が開始される。
 さらに、変速コントローラ21では、この変速に伴って、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、目標回転数tNmo2を演算し(S103)、摩擦クラッチ210の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt32の時点から、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御する回転数制御を実行する(S105)。
 このとき、この変速がアップシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が負(回生)であるため、ステップS201→S202→S203→S205の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、-dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図13に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ低い回転数に設定される。
  そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt33の時点で、係合クラッチ220の電動アクチュエータ242が締結方向に駆動されて係合クラッチ220の締結作動が開始され、かつ、学習制御が実施される(S106→S107)。
  この学習制御にあっても、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt33の時点から学習判定用時間t2が経過した時点(t34)のモータ回転数差dNmo_t2に基づいて学習補正を実行する。
 すなわち、t34の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じ、伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する(S306)。
  これとは逆に、t34の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じ、伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する(S305)。
  また、モータ回転数差dNmo_t2が、両値limA,limBの間であれば、伝達トルク特性ゲインgainの補正は行わない。
 以上のように、アップシフト時に係合クラッチ220を締結させる自動変速機203にあっても、学習補正を実行することができる。
  したがって、実施の形態2にあっても、実施の形態1と同様に学習制御が可能となり、上述したa)~g)の効果を奏する。
 なお、実施の形態2では、加速中及び減速中のアップシフト時に係合クラッチ220を締結する場合について説明したが、減速中のダウンシフト時には、実施の形態1にて説明したのと同様の動作を摩擦クラッチ210により行なうことで、実施の形態1と同様の動作を行なって、学習制御を実行することができる。
  また、実施の形態1にあっては、加速中及び減速中のアップシフトの際には、締結制御対象を摩擦クラッチ93として、実施の形態2と同様の動作を行うことで、学習制御を実行することができる。
 (実施の形態3)
  次に、実施の形態3の車両の変速制御装置について説明する。
  実施の形態1,2では、締結要素として摩擦クラッチと係合クラッチとを備えたものを示し、係合クラッチの締結時に学習制御を実施するものを説明したが、学習制御は摩擦クラッチでも行うことができる。
 そこで、実施の形態3では、自動変速機303が、締結要素として2つの摩擦クラッチ210,93を備えたものを示し、その学習制御について説明する。
  図14は、実施の形態3の車両の変速制御装置が適用された電気自動車(電動車両の一例)の駆動系の構成を示す全体システム図である。
  すなわち、実施の形態3では、低速段ギア対80から変速機出力軸7に対してトルク伝達を行う締結要素として実施の形態2に示した摩擦クラッチ210を用い、高速段ギア対90から変速機出力軸7に対してトルク伝達を行う締結要素として実施の形態1に示した摩擦クラッチ93を用いている。両クラッチ210,93は、実施の形態1,2にて説明済みであるため、構成の詳細な説明は省略する。また、実施の形態3における回転数制御、学習制御の実施判定及び差回転処理は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
 次に、実施の形態3の動作例を、図15~図17のタイムチャートにより説明する。
  図15は、車両の減速中にハイギア段からローギア段へのダウン変速を実施した場合の動作例を示している。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt41の時点以前は、自動変速機3は、ハイギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、回生を行っている。この状態から、ドライバが操作を行うことなく、車速Vが低下するなどして、車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が、図3に示す変速線を横切って変速判定が成され、t41の時点で変速開始判定が成されている。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をハイギア段からローギア段に変速するべく、摩擦クラッチ93を開放する一方、摩擦クラッチ210を締結させる。すなわち、t51の時点から摩擦クラッチ210を開放する。
 さらに、変速コントローラ21では、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、まず、目標回転数tNmo2を演算し(S103)、摩擦クラッチ93の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt42の時点から、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御する回転数制御を実行する(S105)。
 また、この場合、目標回転数tNmo2は、この変速がダウンシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が負(回生)であるため、ステップS201→S202→S206→S208の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、-dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図15に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ低い回転数に設定される。
 したがって、t42の時点から回転数制御により、モータ回転数Nmo2は、目標回転数tNmo2に向けて制御される。
  そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt43の時点で、摩擦クラッチ93の締結作動を開始するとともに、学習制御が実施される(S106→S107)。
  この学習制御では、実施の形態1,2と同様に、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt43の時点から、学習判定用時間t2が経過した時点の、モータ回転数差dNmo_t2に基づいて実行する。
 t44の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じ(S306)、電動アクチュエータ41の押付力に対する伝達トルクを小さく学習補正する。
  これとは逆に、t44の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じ(S305)、電動アクチュエータ41の押付力に対して、伝達トルクを大きく学習補正する。
  なお、モータ回転数差dNmo_t2が、両値limA,limBの間であれば、伝達トルク特性ゲインgainの補正は行わない。
 次に、図16に基づいて、車両加速中に、ローギア段からハイギア段へのアップ変速が行われた場合の動作を説明する。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt51の時点以前は、自動変速機3は、ローギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、力行を行っている。この状態から、ドライバが操作を行うことなく、車速Vが上昇するなどして車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が、図3に示す変速線を横切って変速判定が成され、t51の時点で変速開始判定が成されている。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をローギア段からハイギア段に変速するべく、t52の時点から、摩擦クラッチ210を開放する一方、摩擦クラッチ93を締結させる掛け換えを行う。すなわち、加速時には、両クラッチ83,93の掛け換えを行なうことで、変速比伴う加速度低下を抑える。
 さらに、変速コントローラ21では、この変速に伴って、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、目標回転数tNmo2を演算し(S103)、摩擦クラッチ210の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt52の時点から、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて回転数制御する(S105)。
 このとき、この変速がアップシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が正(力行)であるため、ステップS201→S202→S203→S204の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、+dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図16に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ高い回転数に設定される。
  また、このとき、変速コントローラ21は、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達するまでの回転数制御中は、摩擦クラッチ93の押付力を制限する。
 そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt53の時点で、電動アクチュエータ42を完全締結に向けて駆動し、かつ、学習制御が実施される(S106→S107)。また、学習制御の実施に伴って、変速コントローラ21は、電動アクチュエータ42を出力制限状態から完全締結に向けて駆動させる。
 この学習制御にあっても、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt53の時点から、学習判定用時間t2が経過した時点の、モータ回転数Nmo2と変速後モータ回転数afNmo2との差回転であるモータ回転数差dNmo_t2に基づいて学習補正を実行する。
 すなわち、t54の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じ(S306)、伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する。
  これとは逆に、t54の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じ(S305)、伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する。
  なお、モータ回転数差dNmo_t2が、両値limA,limBの間であれば、伝達トルク特性ゲインgainの補正は行わない。
 次に、図17のタイムチャートに基づいて、車両減速中に、ローギア段からハイギア段へのアップ変速が行われた場合の動作について説明する。
  この動作例では、変速開始判断が成されるt61の時点以前は、自動変速機3は、ローギア段に制御され、かつ、モータジェネレータMGは、回生を行っている。この状態から、ドライバが操作を行うことなく、車速Vと要求モータトルク(モータトルクTmo2)との関係が、図3に示す変速線を横切って変速判定が成され、t61の時点で変速開始判定が成されている。
 この場合、変速コントローラ21では、自動変速機3をローギア段からハイギア段に変速する制御を実施し、摩擦クラッチ210を開放する一方、摩擦クラッチ93を締結させる。そこで、t61の時点で、摩擦クラッチ210の開放を開始している。
 さらに、変速コントローラ21では、この変速に伴って、図5のステップS101~S107の処理に基づいて、学習制御を実施する。
  この学習制御を実行するのにあたり、変速コントローラ21は、まず、目標回転数tNmo2を演算し(S103)、摩擦クラッチ210の開放に伴いイナーシャフェーズ開始と判定されたt62の時点から、モータ回転数Nmo2を目標回転数tNmo2に向けて制御する回転数制御を実行する(S105)。
 このとき、目標回転数tNmo2は、この変速がアップシフトであり、かつ、モータトルクTmo2が負(回生)であるため、ステップS201→S202→S203→S205の処理に基づいて、学習用差回転dNmo2は、-dNmoに設定される。よって、目標回転数tNmo2は、図17に示すように、変速後モータ回転数afNmo2よりも、学習用差回転dNmo2だけ低い回転数に設定される。
  そして、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt63の時点で、摩擦クラッチ93の電動アクチュエータ42が締結方向に駆動され、かつ、学習制御が実施される(S106→S107)。
  この学習制御では、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達したt63の時点から、学習判定用時間t2が経過した時点の、モータ回転数Nmo2と変速後のモータ回転数との差回転であるモータ回転数差dNmo_t2に基づいて、学習補正を実行する。
 すなわち、t64の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転下限値limAよりも小さい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1未満の係数βを乗じ、伝達トルク特性ゲインgainを小さく学習補正する(S306)。
  これとは逆に、t64の時点におけるモータ回転数差dNmo_t2が、差回転上限値limBよりも大きい場合は、伝達トルク特性ゲインgainに1よりも大きな係数αを乗じ、伝達トルク特性ゲインgainを大きく学習補正する(S305)。
 以上説明したように、実施の形態3では、締結要素としての摩擦クラッチ210,93の締結時にあっても、学習制御を実施することが可能となり、摩擦クラッチ210,93の押付力と伝達トルクとの関係を学習することができる。よって、実施の形態1にて述べたa)~g)の効果を得ることができる。
 さらに、実施の形態3にあっては、加速中の学習制御実施時には、変速時に、両クラッチ210,93の締結/開放を掛け換えるようにしたため、変速に伴う加速度の低下を抑制できる。これにより、ドライバに違和感を与えにくい。
  加えて、この加速中の学習制御時には、摩擦クラッチ93における押付力を、学習制御開始前の回転数制御中に、制限値まで高めたスリップ状態とし、モータ回転数Nmo2が目標回転数tNmo2に達した後に学習制御を開始してから、完全締結に向けて押付力を高めることによる伝達トルク変化により学習を行なうようにした。
  このため、摩擦クラッチ93にあっても、一定の押付力変化に伴う伝達トルク変化に基づいて、押付力に対する伝達トルク特性を的確に学習することができる。
 なお、実施の形態3にて説明した摩擦クラッチ93,210の締結時の回転数制御及び学習制御は、それぞれ、実施の形態1の摩擦クラッチ93及び実施の形態2の摩擦クラッチ210の締結時に実行することができる。
 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、回転数制御を行う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18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。
  また、実施の形態では、変速機として、係合クラッチ(ドグクラッチ)と摩擦クラッチとを備えたもの、ならびに、摩擦クラッチを備えたものを示したが、係合クラッチ(ドグクラッチ)のみを備えたものを用いてもよい。
  加えて、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。例えば、アクチュエータとして、油圧によって、クラッチ(締結要素)やシンクロ(同期機構)を押し付けるものを用いることができる。また、アクチュエータにより入力部材のストローク量を制御し、その入力部材のストロークにより発生するばね要素の押付力によってクラッチ(締結要素)やシンクロ(同期機構)に押付力を与えるものを用いることができる。
関連出願の相互参照
 本出願は、2013年3月18日に日本国特許庁に出願された特願2013-054600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う変速コントローラと、
     前記アクチュエータの押付力と、この押付力により締結される前記締結要素の伝達トルクと、の関係を学習制御する学習制御部と、
    を備えた車両の変速制御装置であって、
     前記変速コントローラは、前記学習制御部の学習制御時には、前記締結要素の締結の際に、前記締結要素の変速後の出力回転数に対し、前記締結要素の入力回転数に、予め設定された学習用差回転を持たせた回転数を前記原動機の目標回転数として回転数制御する差回転制御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、
     前記学習制御部は、前記学習制御を、ドライバの操作に伴い生じる変速時以外の変速時に実施するよう実施判定を行う学習制御実施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。
  3.  請求項1または請求項2に記載された車両の変速制御装置において、
     前記差回転制御部は、前記車両の減速状態での変速時には、前記入力回転数を前記変速後の出力回転数よりも低い回転数として前記学習用差回転を形成するよう前記目標回転数を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
  4.  請求項1~請求項3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、
     前記差回転制御部は、前記車両の加速状態での変速時には、前記入力回転数を前記変速後の出力回転数よりも高い回転数として前記学習用差回転を形成するよう前記目標回転数を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
  5.  請求項1~請求項4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、
     前記差回転制御部は、前記学習用差回転を、前記締結要素にて前記学習用差回転が生じた状態から同期するまでの時間で、前記押付力と前記伝達トルクとの関係を推定可能とする回転数に設定する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、
     前記締結要素は、係合クラッチが含まれ、かつ、前記押付力に応じた前記締結要素の入力側と出力側との軸方向の相対移動に伴い摩擦力を生じさせて前記入力側と前記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、
     前記原動機には、モータが含まれ、
     前記差回転制御部の回転数制御の対象が前記モータの回転数であることを特徴とする車両の変速制御装置。
PCT/JP2013/085081 2013-03-18 2013-12-27 車両の変速制御装置 WO2014147918A1 (ja)

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