WO2021182601A1 - 制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control device for controlling a vehicle drive device.
- a vehicle drive device equipped with a rotary electric machine as a driving force source for wheels and an automatic transmission in a power transmission path connecting the rotary electric machine and the wheels is used.
- An example of such a vehicle drive device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-339248 (Patent Document 1).
- the automatic transmission transmission device 13, speed reducer 14
- the automatic transmission includes a plurality of engaging elements (clutch C, brake B) thereof. It is configured so that a plurality of shift stages (1st speed and 2nd speed) can be switched by selective engagement.
- the control device is A rotary electric machine is provided as a driving force source for the wheels, and an automatic transmission is provided in a power transmission path connecting the rotary electric machine and the wheels.
- the control target is a vehicle drive device that is connected so as to rotate integrally and the automatic transmission is configured to be able to switch between a plurality of gears by selectively engaging a plurality of engaging elements.
- the release side element which is the engaging element released before and after the upshift shifting, and the engaging element among the plurality of engaging elements which are engaged before and after the upshift shifting.
- a torque phase for changing the torque sharing ratio with the engaging side element is advanced, and then, in the slip-engaged state of the engaging side element, the actual rotation speed of the shift input member is set to the shift ratio of the shift stage before the shift.
- the pre-shift synchronous rotation speed which is the virtual rotation speed of the shift input member, which is determined according to the vehicle speed and the vehicle speed
- the virtual rotation speed of the shift input member which is determined according to the gear ratio and the vehicle speed of the shift stage after the shift.
- the specific upshift shift control is executed.
- the specific upshift shift control With the release side element in a slip-engaged state, the actual rotation speeds of the shift input member and the rotary electric machine are set to be higher than the pre-shift synchronous rotation speed.
- the torque phase is advanced in a state where the actual rotation speeds of the shift input member and the rotary electric machine are higher than the pre-shift synchronous rotation speed. After that, the output torque of the rotary electric machine is reduced to advance the inertia phase.
- the release side element in the slip engagement state is set to the slip engagement state, and the actual rotation speed of the shift input member and the rotary electric machine that rotates integrally with the shift input member is made higher than the synchronous rotation speed before the shift.
- the torque corresponding to the transmission torque of the above can be transmitted from the rotary electric machine side to the wheel side.
- torque corresponding to the transmission torque of each of the release side element and the engagement side element in the slip engagement state can be transmitted from the rotary electric machine side to the wheel side, and further in the inertia phase.
- Torque corresponding to the transmission torque of the engaging side element in the slip-engaged state can be transmitted from the rotary electric machine side to the wheel side.
- the control device 1 is a vehicle drive device control device whose control target is the vehicle drive device 3.
- the vehicle drive device 3 to be controlled by the control device 1 is configured as a drive device (electric vehicle drive device) for driving an electric vehicle (electric vehicle).
- driving connection means a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force (synonymous with torque).
- This concept includes a state in which two rotating elements are connected so as to rotate integrally, and a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force via one or more transmission members.
- Such transmission members include various members (shafts, gear mechanisms, belts, etc.) that transmit rotation at the same speed or at different speeds, and are engaging devices (friction) that selectively transmit rotation and driving force. Engagement devices, meshing engagement devices, etc.) may be included.
- rotary electric machine is used as a concept including any of a motor (motor), a generator (generator), and a motor / generator that functions as both a motor and a generator as required.
- the "released state” means a state in which rotation and torque are not transmitted between the two engaging members of the friction engaging device.
- the “slip engaging state” means a state in which two engaging members of the friction engaging device are engaged so as to transmit torque while having a differential rotation.
- the “engaged state” means a state in which the two engaging members of the friction engaging device are engaged so as to rotate integrally.
- the vehicle drive device 3 includes a rotary electric machine 31 as a driving force source for the wheels W, and an automatic transmission 33 and a differential gear in a power transmission path connecting the rotary electric machine 31 and the wheels W. It includes a device 35. Further, the vehicle drive device 3 includes a shift input member 32, a shift output member 34, and an output member 36 in order to transmit rotation and driving force between the constituent members in the power transmission path.
- the rotary electric machine 31, the shift input member 32, the automatic transmission 33, the shift output member 34, the differential gear device 35, and the output member 36 are provided in the power transmission path in the order described from the side of the rotary electric machine 31. ..
- the rotary electric machine 31 includes a stator fixed to a case (not shown) which is a non-rotating member, and a rotor rotatably supported inside the stator in the radial direction.
- the rotary electric machine 31 receives power from a power storage device (not shown) and powers it, or supplies power generated by the inertial force of the vehicle or the like to the power storage device to store the power.
- the rotor of the rotary electric machine 31 is directly connected so as to rotate integrally with the speed change input member 32.
- the shift input member 32 is composed of, for example, a shaft member (shift input shaft).
- the shift input member 32 is drive-connected to the automatic transmission 33.
- the automatic transmission 33 is configured as a stepped automatic transmission. As shown in FIG. 2, the automatic transmission 33 has a planetary gear mechanism PG and a plurality of engaging elements (clutch C and brake B).
- the planetary gear mechanism PG is configured in a single pinion type, and has three rotating elements of a sun gear S, a carrier CA, and a ring gear R.
- the ring gear R is connected to the rotor of the rotary electric machine 31 via the shift input member 32.
- the carrier CA is connected to the speed change output member 34.
- the sun gear S is selectively connected to the carrier CA via the clutch C, and is selectively connected to the non-rotating member such as a case via the brake B.
- the clutch C and the brake B are hydraulically driven friction engagement devices, and for example, a wet multi-plate clutch, a wet multi-plate brake, or the like can be used.
- the automatic transmission 33 is configured so that a plurality of shift stages can be switched by selectively engaging a plurality of engaging elements (clutch C and brake B).
- the automatic transmission 33 selectively engages one of a plurality of engaging elements (clutch C and brake B) in an engaged state, so that the automatic transmission 33 responds to the engaging elements to be engaged. Form a shift stage.
- the first speed stage (1st) is formed in the engaged state of the brake B and the released state of the clutch C.
- the rotation of the rotary electric machine 31 transmitted to the ring gear R is decelerated and transmitted to the carrier CA, and is output from the speed change output member 34.
- the second speed stage (2nd) is formed in the engaged state of the clutch C and the released state of the brake B.
- the first speed stage (1st) is a deceleration stage
- the second speed stage (2nd) is a direct connection stage.
- the automatic transmission 33 shifts the rotation speed of the shift input member 32 at a gear ratio corresponding to the formed shift stage and transmits the speed to the shift output member 34.
- the "gear ratio" is the ratio of the rotation speed of the shift input member 32 to the rotation speed of the shift output member 34, and is calculated as a value obtained by dividing the rotation speed of the shift input member 32 by the rotation speed of the shift output member 34.
- the speed change output member 34 is composed of, for example, a gear member (output gear).
- the speed change output member 34 is drive-connected to a pair of left and right output members 36 via a differential gear device 35, and further is drive-connected to a pair of left and right wheels W.
- the vehicle drive device 3 can transmit the torque of the rotary electric machine 31 to the wheels W to drive the vehicle.
- the control device 1 that functions as the core that controls the operation of each part of the vehicle drive device 3 includes an integrated control unit 11, a rotary electric machine control unit 12, an engagement control unit 13, and a specific upshift control.
- the unit 14 is provided.
- Each of these functional units is composed of software (program) stored in a storage medium such as a memory, hardware such as a separately provided arithmetic circuit, or both.
- Each functional unit is configured so that information can be exchanged with each other.
- the control device 1 is configured to be able to acquire information on the detection results of various sensors (first sensor 61 to fifth sensor 65) provided in each part of the vehicle on which the vehicle drive device 3 is mounted.
- the first sensor 61 detects the rotation speed of the shift input member 32 and a member (for example, a rotary electric machine 31) that rotates integrally with the shift input member 32.
- the second sensor 62 detects the rotation speed of the shift output member 34 or a member that rotates synchronously with the shift output member 34 (for example, the output member 36 or the wheel W).
- the third sensor 63 detects the amount of operation of the accelerator (accelerator opening degree) included in the vehicle.
- the fourth sensor 64 detects the amount of operation of the brake provided in the vehicle.
- the fifth sensor 65 detects the state of the power storage device (for example, the amount of power stored, the voltage, etc.).
- the integrated control unit 11 integrates various controls (torque control, rotation speed control, engagement control, etc.) performed on the rotary electric machine 31 and the automatic transmission 33 (clutch C, brake B), etc. as the entire vehicle. I do.
- the integrated control unit 11 has sensor detection information (mainly, the accelerator operation amount detected by the third sensor 63, the brake operation amount detected by the fourth sensor 64, and the rotation speed detected by the second sensor 62). Based on the vehicle speed information based on the above), the vehicle required torque required for driving the vehicle (wheel W) is calculated, and the torque required for the rotary electric machine 31 (rotary electric machine required torque) is determined. Further, the integrated control unit 11 determines a target shift stage or the like to be formed by the automatic transmission 33 based on the sensor detection information or the like.
- the rotary electric machine control unit 12 controls the rotary electric machine 31.
- the rotary electric machine control unit 12 can switch between torque control and rotational speed control of the rotary electric machine 31 according to the traveling state of the vehicle.
- the torque control of the rotary electric machine 31 is a control in which a target torque is commanded to the rotary electric machine 31 and the output torque of the rotary electric machine 31 is made to follow the target torque.
- the rotation speed control of the rotary electric machine 31 is a control in which a target rotation speed is commanded to the rotary electric machine 31 and an output torque is determined so that the rotation speed of the rotary electric machine 31 follows the target rotation speed.
- the engagement control unit 13 controls the engagement state of a plurality of engagement elements (clutch C, brake B) provided in the automatic transmission 33.
- the engagement control unit 13 cooperates with the hydraulic control device 51 to form a target shift stage in which the engagement state of each of the plurality of engagement elements (clutch C, brake B) is determined by the integrated control unit 11. Control to do.
- the engagement control unit 13 controls so that only the brake B is engaged when the target gear is the first gear, and the clutch C when the target gear is the second gear. Only are controlled to be engaged (see FIG. 3).
- the hydraulic control device 51 includes a hydraulic control valve (linear solenoid valve, etc.) for adjusting the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied from the oil pump (not shown).
- the hydraulic control device 51 adjusts the opening degree of the hydraulic control valve according to the hydraulic command from the engagement control unit 13, so that the hydraulic hydraulic oil corresponding to the hydraulic command is applied to each engaging element (clutch C, brake). Supply to B).
- the specific upshift control unit 14 executes the specific upshift shift control when performing the upshift shift.
- the upshift shift is a shift from the pre-shift gear, which is the gear before the shift, to the post-shift gear, which is the post-shift gear and has a smaller gear ratio than the pre-shift gear.
- the gear ratio of the first gear is larger than 1
- the gear ratio of the second gear is 1
- the gear from the first gear to the second gear is an upshift gear.
- the engaging element (release side element) released before and after the upshift shift is the brake B, and the engaging element (engagement) to be engaged.
- the side element) is the clutch C.
- the virtual rotation speed (synchronous rotation speed) of the shift input member 32 determined according to the gear ratio and the vehicle speed of the shift stage formed in the automatic transmission 33 is set before and after the upshift shift. descend. More specifically, the synchronous rotation speed obtained by multiplying the rotation speed of the shift output member 34, which is determined in proportion to the vehicle speed, by the gear ratio, decreases before and after the upshift shift.
- the second synchronous rotation speed Nsin2 in the second speed which is the shift stage after the shift, is lower than the first synchronous rotation speed Nsin1 in the first speed, which is the shift stage before the shift (FIG. 8). reference).
- the first synchronous rotation speed Nsync1 corresponds to the “pre-shift synchronous rotation speed”
- the second synchronous rotation speed Nsyn2 corresponds to the “post-shift synchronous rotation speed”.
- the specific upshift control unit 14 of the present embodiment sets the brake B, which was in the engaged state at the time of forming the first speed stage, into the slip-engaged state in advance to increase the rotational speed of the rotary electric machine 31 and then upshifts. Performs specific upshift shift control to shift gears.
- the specific upshift control unit 14 may unconditionally execute the specific upshift shift control when performing the upshift shift, but the specific upshift shift control is executed when the following conditions are further satisfied. It may be configured.
- An additional condition is that the output torque Tm of the rotary electric machine 31 before the start of the upshift shift is near the upper limit of the torque that the rotary electric machine 31 can output (upper limit torque Tap; see FIG. 8).
- the upper limit torque Tap of the rotary electric machine 31 decreases as the rotation speed increases when the rotation speed of the rotary electric machine 31 is equal to or higher than a specified value. Therefore, depending on the relationship between the rotational speed of the rotary electric machine 31 and the output torque before the start of the upshift shift, the output torque Tm of the rotary electric machine 31 at that time may be near the upper limit torque Tap.
- the margin for further increasing the output torque Tm of the rotary electric machine 31 is small. Then, the decrease in the transmission torque to the wheel W due to the upshift shift may not be compensated by the increase in the output torque Tm of the rotary electric machine 31. For example, in FIG. 6, such an inconvenience occurs when the operating point of the vehicle is in the region indicated by hatching (here, in particular, on the 1-2 UP line in the region).
- the specific upshift shift control unit 14 the difference between the output torque Tm of the rotary electric machine 31 and the upper limit torque Tap of the rotary electric machine 31 before the start of the upshift shift is the wheel W due to the upshift shift.
- the specific upshift shift control may be executed.
- FIG. 8 assumes an example in which an upshift shift is performed at the operating point A in FIG.
- the specific upshift shift control first, the oil pressure of the brake B, which is an element on the release side, is reduced (step # 01, times T01 to T03). As a result, the transmission torque of the brake B is reduced, and the brake B is in a slip-engaged state. Then, by putting the brake B in the slip-engaged state, the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 is made higher than the first synchronous rotation speed Nsin1 (T02 to T03).
- the clutch C which is an engaging side element, is precharged with hydraulic oil, and the hydraulic servo of the clutch C and the oil passage are filled with oil (# 02, T01 to T03).
- the series of processing up to this point is pre-phase Pp.
- the transmission torque to the wheel W is also reduced according to the amount of the reduction. From this point of view, it is preferable that the amount of decrease in the oil pressure of the brake B ⁇ P is as small as possible. On the other hand, if the amount of decrease in oil pressure ⁇ P of the brake B is not large to some extent, the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 becomes less than or equal to the first synchronous rotation speed Nsin1 too early as the torque phase Pt progresses. Therefore, it is not preferable.
- the amount of decrease in oil pressure ⁇ P (amount of decrease in transmission torque) of the brake B in the pre-phase Pp is set so that the brake B is in the released state. More specifically, after the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 increases due to the brake B being in the slip engagement state, the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 becomes the first in the torque phase Pt described later.
- the amount of increase in the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 is set so that the time required to decrease to the synchronous rotation speed Nsync1 is longer than the time required for the release control of the brake B. Then, the amount of decrease in oil pressure ⁇ P (amount of decrease in transmission torque) of the brake B is set so that the amount of increase in the actual rotation speed Nin of the set shift input member 32 is realized.
- the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 gradually increases over a certain period of time (T02 to T03).
- the time from when the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 and the first synchronous rotation speed Nsyn1 start to have a difference rotation until the difference rotation becomes maximum is the subsequent torque phase Pt (T03 to T04). ) Is set to be longer than the time.
- the time for raising the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 is preferably 1.5 times or more longer than the time of the torque phase Pt, and more preferably 2 times or more longer.
- the time for raising the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 can be set to, for example, about three times the time for the torque phase Pt.
- the oil pressure of the brake B is lowered at a constant rate of change and the clutch C is in a state where the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 is higher than the first synchronous rotation speed Nsync1.
- the oil pressure is increased at a constant rate of change (# 03, T03 to T04).
- the ratio of the increase rate of the oil pressure of the clutch C to the decrease rate of the oil pressure of the brake B is set to be equal to the ratio of the gear ratio of the first speed to the gear ratio of the second speed.
- the wheel-equivalent transmission torque of the brake B in the slip-engaged state of the brake B in the pre-phase Pp, the wheel-equivalent transmission torque of the brake B and the wheel-equivalent transmission torque of the clutch C while the torque phase Pt is in progress. Can be equal to the sum of and. Therefore, the upshift shift can be performed while maintaining the transmission torque to the wheel W constant.
- the wheel-equivalent transmission torque of the brake B is a value obtained by converting the transmission torque of the brake B into the torque transmitted to the wheels W
- the wheel-equivalent transmission torque of the clutch C is the transmission torque of the clutch C. Is a value obtained by converting the torque transmitted to the wheel W.
- the wheel-equivalent transmission torque of the brake B is obtained by multiplying the actual transmission torque of the brake B by the cumulative gear ratio of the power transmission path from the brake B to the wheel W.
- the wheel-equivalent transmission torque of the clutch C is obtained by multiplying the actual transmission torque of the clutch C by the cumulative gear ratio of the power transmission path from the clutch C to the wheel W.
- the torque phase Pt progresses and the torque sharing ratio of the clutch C, which is an engaging side element, increases, the actual rotation speed Nin of the shift input member 32, which has increased in the slip-engaged state of the brake B, gradually decreases. .. Therefore, it is determined whether or not the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 is equal to or less than the first synchronous rotation speed Nsync1 during the torque phase Pt (# 04). Eventually, when it is determined that the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 becomes equal to or less than the first synchronous rotation speed Nsync (# 04: Yes, T04), the torque phase Pt is terminated and the process shifts to the inertia phase Pi.
- the oil pressure of the brake B is lowered to zero, and the oil pressure of the clutch C is held at the oil pressure at the end of the torque phase Pt to maintain the slip engagement state of the clutch C while increasing the wheel transmission torque.
- the output torque Tm of the rotary electric machine 31 is lowered to lower the actual rotation speed Nin of the speed change input member 32 (# 05, T04 to T05).
- the actual rotation speed Nin of the shift input member 32 gradually decreases from the first synchronous rotation speed Nsin1 to the second synchronous rotation speed Nsin2.
- the rotation speed threshold value Nth is set based on the second synchronous rotation speed Nsync2. For example, it is preferable to set the rotation speed threshold Nth to a rotation speed higher than the second synchronous rotation speed Nsync2 by a predetermined setting difference rotation speed.
- the rotation speed of the rotary electric machine 31 drops to the second synchronous rotation speed Nsync2, so that the upper limit torque Tap itself is higher than that before the upshift shift, which is a size commensurate with the vehicle required torque.
- the output torque Tm of the rotary electric machine 31 can be output without any problem.
- the configuration in which the automatic transmission 33 has one single pinion type planetary gear mechanism PG and two engaging elements has been described as an example.
- the automatic transmission 33 may have, for example, a configuration having a double pinion type planetary gear mechanism PG, or a configuration having a combination of a plurality of planetary gear mechanism PGs.
- the automatic transmission 33 may be configured to have three or more engaging elements.
- the number of shift stages that can be formed by the automatic transmission 33 is not limited to two, and may be configured so that three or more shift stages can be formed.
- the automatic transmission 33 selectively puts one of the plurality of engaging elements into the engaged state to form a shift stage according to the engaged elements to be engaged.
- the configuration to be used has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, the automatic transmission 33 selectively puts two or more of the plurality of engaging elements into the engaging state, thereby combining the engaging elements to be engaged. It may be configured to form a shift stage according to the above.
- the engaging elements (clutch C, brake B) are hydraulically driven has been described as an example.
- the engaging element (clutch C, brake B) may be an electromagnetically driven type, an electrically driven type, or the like without being limited to such a configuration.
- a configuration in which the rotary electric machine 31 and the speed change input member 32 are directly connected to rotate integrally has been described as an example.
- the rotary electric machine 31 and the speed change input member 32 are connected via an engaging device such as a clutch, and the rotary electric machine 31 and the speed change input are input in the engaged state of the engaging device.
- the member 32 may be integrally rotatable.
- the drive device for the hybrid vehicle may be controlled by the control device 1 without being limited to such a configuration.
- the drive device for the hybrid vehicle is, in addition to the vehicle drive device 3 having the above-described configuration, an input member that is driven and connected to the internal combustion engine, and an internal combustion engine separation provided between the input member and the rotary electric machine 31. It is good to have a clutch.
- the drive device preferably has the following configurations.
- a rotary electric machine (31) is provided as a driving force source for the wheels (W), and an automatic transmission (33) is provided in a power transmission path connecting the rotary electric machine (31) and the wheels (W).
- the speed change input member (32), which is an input member of the machine (33), and the rotary electric machine (31) are connected so as to rotate integrally, and the automatic transmission (33) has a plurality of engaging elements (C, B).
- the control target is the vehicle drive device (3), which is configured so that a plurality of gears can be switched by the selective engagement of the above.
- the releasing side element (B), which is the engaging element released before and after the upshift shift, and the plurality of engaging elements (C). , B) the torque phase (Pt) that changes the torque sharing ratio with the engaging side element (C), which is the engaging element that is engaged before and after the upshift shift, is advanced, and then the engagement is performed.
- the shift input determines the actual rotation speed (Nin) of the shift input member (32) according to the shift ratio and the vehicle speed of the shift stage (1st) before the shift.
- the virtual rotation speed of the shift input member (32) determined according to the gear ratio and the vehicle speed of the shift stage (2nd) after the shift from the pre-shift synchronous rotation speed (Nsync1) which is the virtual rotation speed of the member (32).
- the specific upshift shift control is executed.
- the actual rotation speed (Nin) of the shift input member (32) and the rotary electric machine (31) is made higher than the pre-shift synchronous rotation speed (Nsync1).
- the torque phase (Pt) is advanced in a state where the actual rotation speed (Nin) of the shift input member (32) and the rotary electric machine (31) is higher than the pre-shift synchronous rotation speed (Nsync1).
- the output torque (Tm) of the rotary electric machine (31) is reduced to advance the inertia phase (Pi).
- the actual rotation speed (Nin) of the shift input member (32) and the rotary electric machine (31) that rotates integrally with the shift input member (32) with the release side element (B) in a slip-engaged state is set to the pre-shift synchronous rotation speed (Nsync1).
- the torque corresponding to the transmission torque of the release side element (B) in the slip-engaged state can be transmitted from the rotary electric machine (31) side to the wheel (W) side.
- torque corresponding to the transmission torque of each of the release side element (B) and the engagement side element (C) in the slip engagement state is applied from the rotary electric machine (31) side to the wheel (Pt).
- the difference between the output torque (Tm) of the rotary electric machine (31) and the upper limit torque (Tup) of the rotary electric machine (31) before the start of the upshift shift is the upshift shift. It is preferably executed when it is smaller than the increase in the output torque (Tm) of the rotary electric machine (31) required to compensate for the decrease in the transmission torque to the wheel (W) due to the above.
- the slip engagement state of the release side element (B) is realized by reducing the transmission torque of the release side element (B) before the start of the torque phase (Pt).
- the progress of the torque phase (Pt) is performed by gradually increasing the transmission torque of the engaging side element (C) and gradually decreasing the transmission torque of the release side element (B).
- the amount of decrease in the transmission torque of the release side element (B) before the start of the torque phase (Pt) is such that the actual rotation speed (Nin) that rises in the slip engagement state of the release side element (B) is the torque.
- the release side element (B) is set to be in the released state before the speed is reduced to the pre-shift synchronous rotation speed (Nsync1) again due to the progress of the phase (Pt).
- the value obtained by converting the transmission torque of each of the plurality of engaging elements (C, B) into the torque transmitted to the wheel (W) is used as the wheel conversion transmission torque.
- the rotary electric machine (31) is passed through the release side element (B) and the engagement side element (C). It is possible to appropriately suppress a large decrease in the torque transmitted from the) side to the wheel (W) side.
- control device should be able to exert at least one of the above-mentioned effects.
- Control device 3 Vehicle drive device 14 Specific upshift control unit 31 Rotating electric machine 32 Shift input member 33 Automatic transmission C Clutch (engagement element, engagement side element) B brake (engagement element, release side element) W Wheel Nin Actual rotation speed of shift input member Nsync1 First synchronous rotation speed (synchronous rotation speed before shift) Nsyn2 2nd synchronous rotation speed (synchronous rotation speed after shifting) Tm Output torque of rotary electric machine Up Upper limit torque of rotary electric machine Pt Torque phase Pi Inertia phase
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Abstract
解放側要素(B)をスリップ係合状態として変速入力部材の実回転速度(Nin)を変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高くし、その状態でトルク相(Pt)を進行させ、その後、係合側要素(C)のスリップ係合状態で回転電機のトルク(Tm)を低下させてイナーシャ相(Pi)を進行させる。
Description
本発明は、車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。
車輪の駆動力源としての回転電機を備えるとともに、回転電機と前記車輪とを結ぶ動力伝達経路に自動変速機を備えた車両用駆動装置が利用されている。このような車両用駆動装置の一例が、特開平6-339248号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1の車両用駆動装置(電気自動車の駆動装置)において、自動変速機(変速装置13,減速装置14)は、複数の係合要素(クラッチC,ブレーキB)を備えており、それらの選択的係合によって複数の変速段(1速,2速)を切替可能に構成されている。
ところで、特許文献1のような駆動装置において、仮に駆動力源の出力トルクが一定のままでアップシフト変速を行おうとすれば、当該アップシフト変速の前後で変速比が小さくなる分、車輪に伝達されるトルクが減少する。このため、その車輪伝達トルクの低下を補填するように、当該アップシフト変速時に駆動力源の出力トルクを増加させることが考えられる。
しかし、駆動力源の状態によっては必ずしも直ちに出力トルクを増加させることができるとは限らない。そしてそのような場合には、駆動力源が出力トルクを増加させることができる状態となるのを待たなければならないため、車輪に伝達されるトルクがアップシフト変速による変速比の変化に相当する分減少し、乗員に加速の停滞を感じさせる可能性があった。
そこで、駆動力源の状態によらずに、車輪に伝達されるトルクが大きく低下するのを抑制しつつアップシフト変速を行えるようにすることが望まれる。
本開示に係る制御装置は、
車輪の駆動力源としての回転電機を備えるとともに、前記回転電機と前記車輪とを結ぶ動力伝達経路に自動変速機を備え、前記自動変速機の入力部材である変速入力部材と前記回転電機とが一体回転するように連結され、前記自動変速機が複数の係合要素の選択的係合によって複数の変速段を切替可能に構成された車両用駆動装置を制御対象とし、
変速前の変速段である変速前変速段から、変速後の変速段であって前記変速前変速段よりも変速比が小さい変速後変速段へのアップシフト変速を行う場合に、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で解放される前記係合要素である解放側要素と、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で係合される前記係合要素である係合側要素とのトルク分担比を変更するトルク相を進行させ、その後、前記係合側要素のスリップ係合状態で、前記変速入力部材の実回転速度を、前記変速前変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速前同期回転速度から前記変速後変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速後同期回転速度まで低下させるイナーシャ相を進行させる制御装置であって、
前記アップシフト変速を行う場合に特定アップシフト変速制御を実行し、
前記特定アップシフト変速制御において、
前記解放側要素をスリップ係合状態として、前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度を、前記変速前同期回転速度よりも高くし、
前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度が前記変速前同期回転速度よりも高い状態で前記トルク相を進行させ、
その後、前記回転電機の出力トルクを低下させて、前記イナーシャ相を進行させる。
車輪の駆動力源としての回転電機を備えるとともに、前記回転電機と前記車輪とを結ぶ動力伝達経路に自動変速機を備え、前記自動変速機の入力部材である変速入力部材と前記回転電機とが一体回転するように連結され、前記自動変速機が複数の係合要素の選択的係合によって複数の変速段を切替可能に構成された車両用駆動装置を制御対象とし、
変速前の変速段である変速前変速段から、変速後の変速段であって前記変速前変速段よりも変速比が小さい変速後変速段へのアップシフト変速を行う場合に、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で解放される前記係合要素である解放側要素と、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で係合される前記係合要素である係合側要素とのトルク分担比を変更するトルク相を進行させ、その後、前記係合側要素のスリップ係合状態で、前記変速入力部材の実回転速度を、前記変速前変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速前同期回転速度から前記変速後変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速後同期回転速度まで低下させるイナーシャ相を進行させる制御装置であって、
前記アップシフト変速を行う場合に特定アップシフト変速制御を実行し、
前記特定アップシフト変速制御において、
前記解放側要素をスリップ係合状態として、前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度を、前記変速前同期回転速度よりも高くし、
前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度が前記変速前同期回転速度よりも高い状態で前記トルク相を進行させ、
その後、前記回転電機の出力トルクを低下させて、前記イナーシャ相を進行させる。
この構成によれば、解放側要素をスリップ係合状態として変速入力部材及びそれと一体回転する回転電機の実回転速度を変速前同期回転速度よりも高くすることで、スリップ係合状態の解放側要素の伝達トルクに応じたトルクを回転電機側から車輪側に伝達することができる。また、その後のトルク相においても、スリップ係合状態の解放側要素及び係合側要素のそれぞれの伝達トルクに応じたトルクを回転電機側から車輪側に伝達することができ、さらにイナーシャ相においても、スリップ係合状態の係合側要素の伝達トルクに応じたトルクを回転電機側から車輪側に伝達することができる。その際、解放側要素及び係合側要素の伝達トルクをそれぞれ適切に制御することで、車輪に伝達されるトルクの大幅な低下を抑制することができる。このように、特定アップシフト変速制御を実行することで、駆動力源の状態によらずに、車輪に伝達されるトルクが大きく低下するのを抑制しつつアップシフト変速を行うことができる。
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。この制御装置1は、車両用駆動装置3を制御対象とする車両用駆動装置用制御装置である。制御装置1による制御対象となる車両用駆動装置3は、本実施形態では、電気自動車(電動車両)を駆動するための駆動装置(電動車両用駆動装置)として構成されている。
以下の説明において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、1つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれても良い。
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いる。
また、摩擦係合装置の状態に関して、「解放状態」は、摩擦係合装置の2つの係合部材間で回転及びトルクが伝達されない状態を意味する。「スリップ係合状態」は、摩擦係合装置の2つの係合部材が差回転を有しつつトルクを伝達するように係合している状態を意味する。「係合状態」は、摩擦係合装置の2つの係合部材が一体回転するように係合されている状態を意味する。
図1に示すように、車両用駆動装置3は、車輪Wの駆動力源としての回転電機31を備えるとともに、回転電機31と車輪Wとを結ぶ動力伝達経路に自動変速機33と差動歯車装置35とを備えている。また、車両用駆動装置3は、前記動力伝達経路において各構成部材間での回転及び駆動力を伝達するため、変速入力部材32と変速出力部材34と出力部材36とを備えている。回転電機31、変速入力部材32、自動変速機33、変速出力部材34、差動歯車装置35、及び出力部材36は、前記動力伝達経路において、回転電機31の側から記載の順に設けられている。
回転電機31は、非回転部材であるケース(図示せず)に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータとを含む。回転電機31は、蓄電装置(図示せず)から電力の供給を受けて力行し、或いは、車両の慣性力等によって発電した電力を蓄電装置に供給して蓄電させる。回転電機31のロータは、変速入力部材32と一体回転するように、直接、連結されている。変速入力部材32は、例えば軸部材(変速入力軸)で構成されている。変速入力部材32は、自動変速機33に駆動連結されている。
自動変速機33は、有段自動変速機として構成されている。図2に示すように、自動変速機33は、遊星歯車機構PGと、複数の係合要素(クラッチC及びブレーキB)とを有する。遊星歯車機構PGは、シングルピニオン型に構成されており、サンギヤS、キャリヤCA、及びリングギヤRの3つの回転要素を有する。リングギヤRは、変速入力部材32を介して回転電機31のロータに連結されている。キャリヤCAは、変速出力部材34に連結されている。サンギヤSは、クラッチCを介してキャリヤCAと選択的に連結されるとともに、ブレーキBを介してケース等の非回転部材と選択的に連結される。クラッチC及びブレーキBは、油圧駆動式の摩擦係合装置であり、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等を用いることができる。
自動変速機33は、複数の係合要素(クラッチC及びブレーキB)の選択的係合によって、複数の変速段を切替可能に構成されている。本実施形態では、自動変速機33は、複数の係合要素(クラッチC及びブレーキB)のうちの1つを選択的に係合状態とすることで、係合される係合要素に応じた変速段を形成する。
具体的には、図3及び図4に示すように、ブレーキBの係合状態かつクラッチCの解放状態で、第1速段(1st)が形成される。第1速段(1st)では、リングギヤRに伝達された回転電機31の回転が減速されてキャリヤCAに伝達され、変速出力部材34から出力される。また、クラッチCの係合状態かつブレーキBの解放状態で、第2速段(2nd)が形成される。第2速段(2nd)では、クラッチCが係合されることにより遊星歯車機構PGの3つの回転要素が一体回転する状態となり、リングギヤRに伝達された回転電機31の回転がそのままキャリヤCAに伝達され、変速出力部材34から出力される。このように、本実施形態では、第1速段(1st)は減速段となっており、第2速段(2nd)は直結段となっている。
自動変速機33は、変速入力部材32の回転速度を、形成された変速段に応じた変速比で変速して変速出力部材34に伝達する。なお、「変速比」は、変速出力部材34の回転速度に対する変速入力部材32の回転速度の比であり、変速入力部材32の回転速度を変速出力部材34の回転速度で除算した値として算出される。変速出力部材34は、例えばギヤ部材(出力ギヤ)で構成されている。
変速出力部材34は、差動歯車装置35を介して左右一対の出力部材36に駆動連結され、さらに左右一対の車輪Wに駆動連結されている。これにより、車両用駆動装置3は、回転電機31のトルクを車輪Wに伝達させて車両を走行させることができる。
車両用駆動装置3の各部の動作制御を行う中核として機能する制御装置1は、図5に示すように、統合制御部11、回転電機制御部12、係合制御部13、及び特定アップシフト制御部14を備えている。これらの各機能部は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方によって構成されている。各機能部は、互いに情報の受け渡しを行うことが可能に構成されている。また、制御装置1は、車両用駆動装置3が搭載された車両の各部に備えられた各種センサ(第一センサ61~第五センサ65)の検出結果の情報を取得可能に構成されている。
第一センサ61は、変速入力部材32及び当該変速入力部材32と一体回転する部材(例えば、回転電機31)の回転速度を検出する。第二センサ62は、変速出力部材34又は当該変速出力部材34と同期回転する部材(例えば、出力部材36や車輪W)の回転速度を検出する。第三センサ63は、車両が備えるアクセルの操作量(アクセル開度)を検出する。第四センサ64は、車両が備えるブレーキの操作量を検出する。第五センサ65は、蓄電装置の状態(例えば、蓄電量や電圧等)を検出する。
統合制御部11は、回転電機31及び自動変速機33(クラッチC,ブレーキB)等に対して行われる各種の制御(トルク制御、回転速度制御、係合制御等)を車両全体として統合する制御を行う。統合制御部11は、センサ検出情報(主に、第三センサ63に検出されるアクセルの操作量、第四センサ64により検出されるブレーキの操作量、及び第二センサ62により検出される回転速度に基づく車速の情報)に基づいて、車両(車輪W)の駆動のために要求される車両要求トルクを算出するとともに、回転電機31に対して要求するトルク(回転電機要求トルク)を決定する。また、統合制御部11は、これらのセンサ検出情報等に基づいて、自動変速機33が形成すべき目標変速段等を決定する。
回転電機制御部12は、回転電機31を制御する。回転電機制御部12は、車両の走行状態に応じて回転電機31のトルク制御と回転速度制御とを切り替えることが可能である。回転電機31のトルク制御は、回転電機31に目標トルクを指令し、回転電機31の出力トルクをその目標トルクに追従させる制御である。回転電機31の回転速度制御は、回転電機31に目標回転速度を指令し、回転電機31の回転速度をその目標回転速度に追従させるように出力トルクを決定する制御である。
係合制御部13は、自動変速機33に備えられる複数の係合要素(クラッチC,ブレーキB)の係合の状態を制御する。係合制御部13は、油圧制御装置51と連係して、複数の係合要素(クラッチC,ブレーキB)のそれぞれの係合の状態を、統合制御部11によって決定された目標変速段を形成するように制御する。係合制御部13は、目標変速段が第1速段である場合にはブレーキBのみを係合状態とするように制御するとともに、目標変速段が第2速段である場合にはクラッチCのみを係合状態とするように制御する(図3を参照)。
油圧制御装置51は、オイルポンプ(図示せず)から供給される作動油の油圧を調整するための油圧制御弁(リニアソレノイド弁等)を備えている。油圧制御装置51は、係合制御部13からの油圧指令に応じて油圧制御弁の開度を調整することで、当該油圧指令に応じた油圧の作動油を各係合要素(クラッチC,ブレーキB)へ供給する。
特定アップシフト制御部14は、アップシフト変速を行う場合に、特定アップシフト変速制御を実行する。ここで、アップシフト変速は、変速前の変速段である変速前変速段から、変速後の変速段であって変速前変速段よりも変速比が小さい変速後変速段への変速である。本実施形態では、第1速段の変速比は1よりも大きく、第2速段の変速比は1であり、第1速段から第2速段への変速がアップシフト変速となる。また、複数の係合要素(クラッチC,ブレーキB)のうち、アップシフト変速の前後で解放される係合要素(解放側要素)がブレーキBであり、係合される係合要素(係合側要素)がクラッチCである。
アップシフト変速では、自動変速機33において形成されている変速段の変速比と車速とに応じて定まる変速入力部材32の仮想的な回転速度(同期回転速度)が、当該アップシフト変速の前後で低下する。より具体的には、車速に比例して定まる変速出力部材34の回転速度に変速比を乗算して得られる同期回転速度が、当該アップシフト変速の前後で低下する。ここでは、変速前の変速段である第1速段における第1同期回転速度Nsyn1に対して、変速後の変速段である第2速段における第2同期回転速度Nsyn2が低くなる(図8を参照)。なお、本実施形態では、第1同期回転速度Nsyn1が「変速前同期回転速度」に相当し、第2同期回転速度Nsyn2が「変速後同期回転速度」に相当する。
このような場合に仮に回転電機31の出力トルクTmを一定としたままでアップシフト変速を行うと、当該アップシフト変速の前後で車輪Wへの伝達トルクが減少する。このため、その減少分を、回転電機31の出力トルクTmを増加させることで補償することが考えられる。しかし、回転電機31や蓄電装置の状態によっては、回転電機31の出力トルクTmを必要なだけ増加させることができない場合がある。
そこで、本実施形態の特定アップシフト制御部14は、第1速段の形成時に係合状態とされていたブレーキBを予めスリップ係合状態として回転電機31の回転速度を上昇させてからアップシフト変速を行う、特定アップシフト変速制御を実行する。特定アップシフト制御部14は、アップシフト変速を行う場合に無条件に特定アップシフト変速制御を実行しても良いが、以下の条件をさらに満足する場合に特定アップシフト変速制御を実行するように構成されても良い。追加の条件は、アップシフト変速の開始前における回転電機31の出力トルクTmが、当該回転電機31が出力可能なトルクの上限(上限トルクTup;図8を参照)付近であることである。
回転電機31の上限トルクTupは、当該回転電機31の回転速度が規定値以上では、回転速度が高くなるに従って低くなることが知られている。このため、アップシフト変速の開始前における回転電機31の回転速度と出力トルクとの関係によっては、その時点における回転電機31の出力トルクTmが上限トルクTup付近となっている場合がある。回転電機31の出力トルクTmが上限トルクTup付近であると、当該回転電機31の出力トルクTmをそこからさらに増加させるだけの余裕代が小さいことになる。そうすると、アップシフト変速による車輪Wへの伝達トルクの減少分を回転電機31の出力トルクTmの増加で補償できない場合が生じ得る。例えば図6において、車両の動作点がハッチングで示した領域(ここでは特に、当該領域における1-2UP線上)にある場合に、そのような不都合が生じる。
このような事情を考慮し、特定アップシフト制御部14は、アップシフト変速の開始前における回転電機31の出力トルクTmと当該回転電機31の上限トルクTupとの差が、アップシフト変速による車輪Wへの伝達トルクの減少分を補償するために必要な回転電機31の出力トルクTmの増加分よりも小さい場合に、特定アップシフト変速制御を実行するように構成されても良い。
以下、特定アップシフト制御部14を中核として実行される特定アップシフト変速制御の処理内容について、図7及び図8を参照して説明する。なお、図8は、図6における動作点Aでアップシフト変速を行う場合の例を想定している。特定アップシフト変速制御では、まず、解放側要素であるブレーキBの油圧が低下される(ステップ#01、時刻T01~T03)。これにより、ブレーキBの伝達トルクが減少して、当該ブレーキBがスリップ係合状態となる。そして、ブレーキBをスリップ係合状態とすることで、変速入力部材32の実回転速度Ninを第1同期回転速度Nsyn1よりも高くする(T02~T03)。また、その間、係合側要素であるクラッチCへの作動油のプリチャージを行い、クラッチCの油圧サーボや油路への油の充填を行う(#02、T01~T03)。ここまでの一連の処理が、プレ相Ppである。
ところで、プレ相PpにおいてブレーキBの油圧を低下させて伝達トルクを減少させると、その減少量に応じて車輪Wへの伝達トルクも減少する。この観点からは、ブレーキBの油圧低下量ΔPは極力小さい方が好ましい。その一方で、ブレーキBの油圧低下量ΔPはある程度大きくないと、トルク相Ptの進行に伴って過度に早期に変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1以下となってしまうため好ましくない。ブレーキBが未だスリップ係合しているうちに変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1以下となると、ブレーキBを介して車輪W側から回転電機31側にトルクが伝達される状態となって車輪Wに伝達されるトルクの変動が大きくなるからである。
これらの事情を勘案し、本実施形態では、ブレーキBのスリップ係合状態で上昇した変速入力部材32の実回転速度Ninがトルク相Ptの進行によって第1同期回転速度Nsyn1まで再度低下する以前にブレーキBが解放状態となるように、プレ相PpにおけるブレーキBの油圧低下量ΔP(伝達トルクの減少量)が設定されている。より具体的には、ブレーキBをスリップ係合状態としたことにより変速入力部材32の実回転速度Ninが上昇した後、後述するトルク相Ptにおいて、変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1まで低下するのに要する時間が、ブレーキBの解放制御に要する時間よりも長くなるように、変速入力部材32の実回転速度Ninの上昇量が設定される。そして、当該設定された変速入力部材32の実回転速度Ninの上昇量が実現されるように、ブレーキBの油圧低下量ΔP(伝達トルクの減少量)が設定されている。
本実施形態では、変速入力部材32の実回転速度Ninは、一定以上の時間をかけて緩やかに上昇していく(T02~T03)。本実施形態では、変速入力部材32の実回転速度Ninと第1同期回転速度Nsyn1とが差回転を持ち始めてからその差回転が最大となるまでの時間が、その後のトルク相Pt(T03~T04)の時間よりも長くなるように設定されている。変速入力部材32の実回転速度Ninを持ち上げる時間は、トルク相Ptの時間を基準として1.5倍以上長いことが好ましく、2倍以上長いことがより好ましい。変速入力部材32の実回転速度Ninを持ち上げる時間は、例えばトルク相Ptの時間の3倍程度に設定することができる。
プレ相Ppに続くトルク相Ptでは、変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1よりも高い状態で、ブレーキBの油圧が一定の変化率で低下されるとともに、クラッチCの油圧が一定の変化率で上昇される(#03、T03~T04)。これにより、トルク相Ptが進行するにつれて、クラッチCの伝達トルクが漸増されるとともにブレーキBの伝達トルクが漸減され、ブレーキBとクラッチCとのトルク分担比が変更される。
ブレーキBの油圧の減少率に対するクラッチCの油圧の上昇率の比は、第2速の変速比に対する第1速の変速比の比に等しくなるように設定されることが好ましい。このようにすれば、プレ相PpにおけるブレーキBのスリップ係合状態でのブレーキBの車輪換算伝達トルクと、トルク相Ptの進行中におけるブレーキBの車輪換算伝達トルクとクラッチCの車輪換算伝達トルクとの合計とを同等とすることができる。よって、車輪Wへの伝達トルクを一定に維持したまま、アップシフト変速を行うことができる。
なお、ブレーキBの車輪換算伝達トルクは、当該ブレーキBの伝達トルクを車輪Wに伝達されるトルクに換算して得られる値であり、クラッチCの車輪換算伝達トルクは、当該クラッチCの伝達トルクを車輪Wに伝達されるトルクに換算して得られる値である。具体的には、ブレーキBの車輪換算伝達トルクは、ブレーキBの実伝達トルクに当該ブレーキBから車輪Wまでの動力伝達経路の累積変速比を乗算して得られる。また、クラッチCの車輪換算伝達トルクは、クラッチCの実伝達トルクに当該クラッチCから車輪Wまでの動力伝達経路の累積変速比を乗算して得られる。
トルク相Ptの進行に伴い、係合側要素であるクラッチCのトルク分担割合が大きくなると、ブレーキBのスリップ係合状態で上昇した変速入力部材32の実回転速度Ninが、次第に低下してくる。そこで、トルク相Ptの間、変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1以下となったか否かが判定される(#04)。やがて変速入力部材32の実回転速度Ninが第1同期回転速度Nsyn1以下となったと判定されると(#04:Yes、T04)、トルク相Ptを終了してイナーシャ相Piに移行する。
その後、イナーシャ相Piにおいて、ブレーキBの油圧をゼロまで低下させるとともに、クラッチCの油圧をトルク相Ptの終了時の油圧に保持してクラッチCのスリップ係合状態を維持させつつ車輪伝達トルクを確保する。加えて、回転電機31の出力トルクTmを低下させて、変速入力部材32の実回転速度Ninを引き下げる(#05、T04~T05)。これにより、変速入力部材32の実回転速度Ninは、第1同期回転速度Nsyn1から第2同期回転速度Nsyn2に向けて次第に低下していく。
本実施形態では、イナーシャ相Piの間、変速入力部材32の実回転速度Ninが所定の回転速度閾値Nth以下となったか否かが判定される(#06)。なお、回転速度閾値Nthは、第2同期回転速度Nsyn2に基づいて設定される。例えば予め定められた設定差回転速度分だけ第2同期回転速度Nsyn2よりも高い回転速度を回転速度閾値Nthに設定すると好適である。変速入力部材32の実回転速度Ninが回転速度閾値Nth以下となると(#06:Yes、T05)、回転電機31の出力トルクTmが再度上限トルクTup付近まで増加される(#07)。なお、アップシフト変速後は回転電機31の回転速度が第2同期回転速度Nsyn2まで低下するので、上限トルクTup自体がアップシフト変速前に比べて高くなっており、車両要求トルクに見合う大きさの回転電機31の出力トルクTmを問題なく出力させることができる。
その後、変速入力部材32の実回転速度Ninが第2同期回転速度Nsyn2以下となったか否かが判定される(#08)。変速入力部材32の実回転速度Ninが第2同期回転速度Nsyn2以下となると(#08:Yes、T06)、クラッチCの油圧が上昇されてクラッチCが係合状態とされ(#09)、アップシフト変速が完了する。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、アップシフト変速を行う場合において、アップシフト変速の開始前における回転電機31の出力トルクTmが当該回転電機31の上限トルクTup付近であることを条件に特定アップシフト変速制御を実行する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、アップシフト変速を行う場合に無条件に特定アップシフト変速制御を実行しても良い。
(1)上記の実施形態では、アップシフト変速を行う場合において、アップシフト変速の開始前における回転電機31の出力トルクTmが当該回転電機31の上限トルクTup付近であることを条件に特定アップシフト変速制御を実行する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、アップシフト変速を行う場合に無条件に特定アップシフト変速制御を実行しても良い。
(2)上記の実施形態では、自動変速機33が1つのシングルピニオン型の遊星歯車機構PGと2つの係合要素(クラッチC,ブレーキB)とを有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、自動変速機33の具体的構成な構成は適宜変更することができる。自動変速機33は、例えばダブルピニオン型の遊星歯車機構PGを有する構成であっても良いし、複数の遊星歯車機構PGを組み合わせて有する構成であっても良い。或いは、自動変速機33が、3つ以上の係合要素を有して構成されても良い。また、自動変速機33が形成可能な変速段の数についても、2つには限定されず、3つ以上の変速段を形成可能に構成されていても良い。
(3)上記の実施形態では、自動変速機33が複数の係合要素のうちの1つを選択的に係合状態とすることで、係合される係合要素に応じた変速段を形成する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、自動変速機33が複数の係合要素のうちの2つ以上を選択的に係合状態とすることで、係合される係合要素の組み合わせに応じた変速段を形成する構成であっても良い。
(4)上記の実施形態では、係合要素(クラッチC,ブレーキB)が油圧駆動式である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、係合要素(クラッチC,ブレーキB)は、電磁駆動式や電動駆動式等であっても良い。
(5)上記の実施形態では、回転電機31と変速入力部材32とが直接連結されることによって一体回転する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、回転電機31と変速入力部材32とがクラッチ等の係合装置を介して連結され、当該係合装置の係合状態で回転電機31と変速入力部材32とが一体回転可能な構成であっても良い。
(6)上記の実施形態では、制御装置1による制御対象が電気自動車用の駆動装置である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、ハイブリッド車両用の駆動装置を制御装置1による制御対象としても良い。この場合、ハイブリッド車両用の駆動装置は、上述した構成の車両用駆動装置3に加え、内燃機関に駆動連結される入力部材と、入力部材と回転電機31との間に設けられる内燃機関切離クラッチとを備えると良い。
(7)上述した各実施形態(上記の実施形態及びその他の実施形態を含む;以下同様)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係る駆動装置は、好適には、以下の各構成を備える。
以上をまとめると、本開示に係る駆動装置は、好適には、以下の各構成を備える。
車輪(W)の駆動力源としての回転電機(31)を備えるとともに、前記回転電機(31)と前記車輪(W)とを結ぶ動力伝達経路に自動変速機(33)を備え、前記自動変速機(33)の入力部材である変速入力部材(32)と前記回転電機(31)とが一体回転するように連結され、前記自動変速機(33)が複数の係合要素(C,B)の選択的係合によって複数の変速段を切替可能に構成された車両用駆動装置(3)を制御対象とし、
変速前の変速段である変速前変速段(1st)から、変速後の変速段であって前記変速前変速段(1st)よりも変速比が小さい変速後変速段(2nd)へのアップシフト変速を行う場合に、複数の前記係合要素(C,B)のうち前記アップシフト変速の前後で解放される前記係合要素である解放側要素(B)と、複数の前記係合要素(C,B)のうち前記アップシフト変速の前後で係合される前記係合要素である係合側要素(C)とのトルク分担比を変更するトルク相(Pt)を進行させ、その後、前記係合側要素(C)のスリップ係合状態で、前記変速入力部材(32)の実回転速度(Nin)を、前記変速前変速段(1st)の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材(32)の仮想的な回転速度である変速前同期回転速度(Nsyn1)から前記変速後変速段(2nd)の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材(32)の仮想的な回転速度である変速後同期回転速度(Nsyn2)まで低下させるイナーシャ相(Pi)を進行させる制御装置(1)であって、
前記アップシフト変速を行う場合に特定アップシフト変速制御を実行し、
前記特定アップシフト変速制御において、
前記解放側要素(B)をスリップ係合状態として、前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)を、前記変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高くし、
前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)が前記変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高い状態で前記トルク相(Pt)を進行させ、
その後、前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)を低下させて、前記イナーシャ相(Pi)を進行させる。
変速前の変速段である変速前変速段(1st)から、変速後の変速段であって前記変速前変速段(1st)よりも変速比が小さい変速後変速段(2nd)へのアップシフト変速を行う場合に、複数の前記係合要素(C,B)のうち前記アップシフト変速の前後で解放される前記係合要素である解放側要素(B)と、複数の前記係合要素(C,B)のうち前記アップシフト変速の前後で係合される前記係合要素である係合側要素(C)とのトルク分担比を変更するトルク相(Pt)を進行させ、その後、前記係合側要素(C)のスリップ係合状態で、前記変速入力部材(32)の実回転速度(Nin)を、前記変速前変速段(1st)の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材(32)の仮想的な回転速度である変速前同期回転速度(Nsyn1)から前記変速後変速段(2nd)の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材(32)の仮想的な回転速度である変速後同期回転速度(Nsyn2)まで低下させるイナーシャ相(Pi)を進行させる制御装置(1)であって、
前記アップシフト変速を行う場合に特定アップシフト変速制御を実行し、
前記特定アップシフト変速制御において、
前記解放側要素(B)をスリップ係合状態として、前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)を、前記変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高くし、
前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)が前記変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高い状態で前記トルク相(Pt)を進行させ、
その後、前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)を低下させて、前記イナーシャ相(Pi)を進行させる。
この構成によれば、解放側要素(B)をスリップ係合状態として変速入力部材(32)及びそれと一体回転する回転電機(31)の実回転速度(Nin)を変速前同期回転速度(Nsyn1)よりも高くすることで、スリップ係合状態の解放側要素(B)の伝達トルクに応じたトルクを回転電機(31)側から車輪(W)側に伝達することができる。また、その後のトルク相(Pt)においても、スリップ係合状態の解放側要素(B)及び係合側要素(C)のそれぞれの伝達トルクに応じたトルクを回転電機(31)側から車輪(W)側に伝達することができ、さらにイナーシャ相(Pi)においても、スリップ係合状態の係合側要素(C)の伝達トルクに応じたトルクを回転電機(31)側から車輪(W)側に伝達することができる。その際、解放側要素(B)及び係合側要素(C)の伝達トルクをそれぞれ適切に制御することで、車輪(W)に伝達されるトルクの大幅な低下を抑制することができる。このように、特定アップシフト変速制御を実行することで、駆動力源の状態によらずに、車輪(W)に伝達されるトルクが大きく低下するのを抑制しつつアップシフト変速を行うことができる。
一態様として、
前記特定アップシフト変速制御は、前記アップシフト変速の開始前における前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)と当該回転電機(31)の上限トルク(Tup)との差が、前記アップシフト変速による前記車輪(W)への伝達トルクの減少分を補償するために必要な前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)の増加分よりも小さい場合に実行されることが好ましい。
前記特定アップシフト変速制御は、前記アップシフト変速の開始前における前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)と当該回転電機(31)の上限トルク(Tup)との差が、前記アップシフト変速による前記車輪(W)への伝達トルクの減少分を補償するために必要な前記回転電機(31)の出力トルク(Tm)の増加分よりも小さい場合に実行されることが好ましい。
このような場合には、アップシフト変速に伴う車輪(W)への伝達トルクの減少を回転電機(31)の出力トルク(Tm)を増加させることによって補償しようとしても、回転電機(31)の出力トルク(Tm)の増加が当該回転電機(31)の上限トルク(Tup)によって制限されるため所期の目的を達成できない。そこで、そのような場合に特定アップシフト変速制御を実行する構成とすることで、上限トルク(Tup)との関係で回転電機(31)の出力トルク(Tm)の増加代が不足している場合であっても、車輪(W)に伝達されるトルクが大きく低下するのを抑制しつつアップシフト変速を行うことができる。
一態様として、
前記特定アップシフト変速制御では、前記解放側要素(B)のスリップ係合状態は、前記トルク相(Pt)の開始前に、前記解放側要素(B)の伝達トルクを減少させることにより実現され、
前記トルク相(Pt)の進行は、前記係合側要素(C)の伝達トルクを漸増させるとともに前記解放側要素(B)の伝達トルクを漸減させることにより行われ、
前記トルク相(Pt)の開始前における前記解放側要素(B)の伝達トルクの減少量は、前記解放側要素(B)のスリップ係合状態で上昇する前記実回転速度(Nin)が前記トルク相(Pt)の進行によって前記変速前同期回転速度(Nsyn1)まで再度低下する以前に前記解放側要素(B)が解放状態となるように設定されていることが好ましい。
前記特定アップシフト変速制御では、前記解放側要素(B)のスリップ係合状態は、前記トルク相(Pt)の開始前に、前記解放側要素(B)の伝達トルクを減少させることにより実現され、
前記トルク相(Pt)の進行は、前記係合側要素(C)の伝達トルクを漸増させるとともに前記解放側要素(B)の伝達トルクを漸減させることにより行われ、
前記トルク相(Pt)の開始前における前記解放側要素(B)の伝達トルクの減少量は、前記解放側要素(B)のスリップ係合状態で上昇する前記実回転速度(Nin)が前記トルク相(Pt)の進行によって前記変速前同期回転速度(Nsyn1)まで再度低下する以前に前記解放側要素(B)が解放状態となるように設定されていることが好ましい。
この構成によれば、トルク相(Pt)の進行に伴って過度に早期に変速入力部材(32)の実回転速度(Nin)が変速前同期回転速度(Nsyn1)以下となるのを回避することができる。よって、解放側要素(B)を介して車輪(W)側から回転電機(31)側にトルクが伝達される状態となって車輪(W)に伝達されるトルクの変動が大きくなるのを、適切に回避することができる。
一態様として、
前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)と前記変速前同期回転速度(Nsyn1)とが差回転を持ち始めてからその差回転が最大となるまでの時間が、前記トルク相(Pt)の時間よりも長くなるように設定されていることが好ましい。
前記変速入力部材(32)及び前記回転電機(31)の実回転速度(Nin)と前記変速前同期回転速度(Nsyn1)とが差回転を持ち始めてからその差回転が最大となるまでの時間が、前記トルク相(Pt)の時間よりも長くなるように設定されていることが好ましい。
この構成によれば、解放側要素(B)をスリップ係合状態とすることによる加速度の低下を、車両の運転者に感じさせにくくすることができる。
一態様として、
複数の前記係合要素(C,B)のそれぞれの伝達トルクを前記車輪(W)に伝達されるトルクに換算した値を車輪換算伝達トルクとして、
前記トルク相(Pt)の開始前における前記解放側要素(B)のスリップ係合状態での前記解放側要素(B)の車輪換算伝達トルクと、前記トルク相(Pt)の進行中における前記解放側要素(B)の車輪換算伝達トルクと前記係合側要素(C)の車輪換算伝達トルクとの合計と、が同等であることが好ましい。
複数の前記係合要素(C,B)のそれぞれの伝達トルクを前記車輪(W)に伝達されるトルクに換算した値を車輪換算伝達トルクとして、
前記トルク相(Pt)の開始前における前記解放側要素(B)のスリップ係合状態での前記解放側要素(B)の車輪換算伝達トルクと、前記トルク相(Pt)の進行中における前記解放側要素(B)の車輪換算伝達トルクと前記係合側要素(C)の車輪換算伝達トルクとの合計と、が同等であることが好ましい。
この構成によれば、トルク相(Pt)の開始前からトルク相(Pt)の進行中の全体に亘って、解放側要素(B)及び係合側要素(C)を介して回転電機(31)側から車輪(W)側に伝達されるトルクが大きく低下するのを適切に抑制することができる。
本開示に係る制御装置は、上述した各効果のうち、少なくとも1つを奏することができれば良い。
1 制御装置
3 車両用駆動装置
14 特定アップシフト制御部
31 回転電機
32 変速入力部材
33 自動変速機
C クラッチ(係合要素、係合側要素)
B ブレーキ(係合要素、解放側要素)
W 車輪
Nin 変速入力部材の実回転速度
Nsyn1 第1同期回転速度(変速前同期回転速度)
Nsyn2 第2同期回転速度(変速後同期回転速度)
Tm 回転電機の出力トルク
Tup 回転電機の上限トルク
Pt トルク相
Pi イナーシャ相
3 車両用駆動装置
14 特定アップシフト制御部
31 回転電機
32 変速入力部材
33 自動変速機
C クラッチ(係合要素、係合側要素)
B ブレーキ(係合要素、解放側要素)
W 車輪
Nin 変速入力部材の実回転速度
Nsyn1 第1同期回転速度(変速前同期回転速度)
Nsyn2 第2同期回転速度(変速後同期回転速度)
Tm 回転電機の出力トルク
Tup 回転電機の上限トルク
Pt トルク相
Pi イナーシャ相
Claims (5)
- 車輪の駆動力源としての回転電機を備えるとともに、前記回転電機と前記車輪とを結ぶ動力伝達経路に自動変速機を備え、前記自動変速機の入力部材である変速入力部材と前記回転電機とが一体回転するように連結され、前記自動変速機が複数の係合要素の選択的係合によって複数の変速段を切替可能に構成された車両用駆動装置を制御対象とし、
変速前の変速段である変速前変速段から、変速後の変速段であって前記変速前変速段よりも変速比が小さい変速後変速段へのアップシフト変速を行う場合に、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で解放される前記係合要素である解放側要素と、複数の前記係合要素のうち前記アップシフト変速の前後で係合される前記係合要素である係合側要素とのトルク分担比を変更するトルク相を進行させ、その後、前記係合側要素のスリップ係合状態で、前記変速入力部材の実回転速度を、前記変速前変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速前同期回転速度から前記変速後変速段の変速比と車速とに応じて定まる前記変速入力部材の仮想的な回転速度である変速後同期回転速度まで低下させるイナーシャ相を進行させる制御装置であって、
前記アップシフト変速を行う場合に特定アップシフト変速制御を実行し、
前記特定アップシフト変速制御において、
前記解放側要素をスリップ係合状態として、前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度を、前記変速前同期回転速度よりも高くし、
前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度が前記変速前同期回転速度よりも高い状態で前記トルク相を進行させ、
その後、前記回転電機の出力トルクを低下させて、前記イナーシャ相を進行させる、制御装置。 - 前記特定アップシフト変速制御は、前記アップシフト変速の開始前における前記回転電機の出力トルクと当該回転電機の上限トルクとの差が、前記アップシフト変速による前記車輪への伝達トルクの減少分を補償するために必要な前記回転電機の出力トルクの増加分よりも小さい場合に実行される、請求項1に記載の制御装置。
- 前記特定アップシフト変速制御では、前記解放側要素のスリップ係合状態は、前記トルク相の開始前に、前記解放側要素の伝達トルクを減少させることにより実現され、
前記トルク相の進行は、前記係合側要素の伝達トルクを漸増させるとともに前記解放側要素の伝達トルクを漸減させることにより行われ、
前記トルク相の開始前における前記解放側要素の伝達トルクの減少量は、前記解放側要素のスリップ係合状態で上昇する前記実回転速度が前記トルク相の進行によって前記変速前同期回転速度まで再度低下する以前に前記解放側要素が解放状態となるように設定されている、請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記変速入力部材及び前記回転電機の実回転速度と前記変速前同期回転速度とが差回転を持ち始めてからその差回転が最大となるまでの時間が、前記トルク相の時間よりも長くなるように設定されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
- 複数の前記係合要素のそれぞれの伝達トルクを前記車輪に伝達されるトルクに換算した値を車輪換算伝達トルクとして、
前記トルク相の開始前における前記解放側要素のスリップ係合状態での前記解放側要素の車輪換算伝達トルクと、前記トルク相の進行中における前記解放側要素の車輪換算伝達トルクと前記係合側要素の車輪換算伝達トルクとの合計と、が同等である、請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020043000 | 2020-03-12 | ||
JP2020-043000 | 2020-03-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021182601A1 true WO2021182601A1 (ja) | 2021-09-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/009995 WO2021182601A1 (ja) | 2020-03-12 | 2021-03-12 | 制御装置 |
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Country | Link |
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WO (1) | WO2021182601A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-03-12 WO PCT/JP2021/009995 patent/WO2021182601A1/ja active Application Filing
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