JP7626075B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部に自動変速機が配置された車両が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４－０７３７０５号公報

自動変速機によるパワーオフアップシフト変速中においてイナーシャ相の進行が停滞すると、イナーシャ相が終了するまでに時間を要し、結果的に変速時間が長期化する。このため、パワーオフアップシフト変速において係合に向けて制御される係合装置の係合圧を増大させることにより、イナーシャ相の進行を促進することが考えられる。しかしながら係合装置の係合圧を増大させると、その係合圧が自動変速機の出力軸に伝達されて変速ショックが発生するおそれがある。

そこで本発明は、パワーオフアップシフト変速での変速時間の長期化と変速ショックの発生とを抑制する車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に配置される共に複数の係合装置のうちの所定の係合装置の解放と係合とによってギヤ段を変更する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、前記自動変速機によるパワーオフアップシフト変速中においてイナーシャ相の進行が停滞しているか否かを判定する判定部と、前記判定部で肯定判定がなされた場合、前記判定部で否定判定がなされた場合よりも、前記パワーオフアップシフト変速において係合に向けて制御される前記係合装置の係合圧を増大させ、且つ前記電動機のトルクを低下させる制御部と、を備えた車両の制御装置によって達成できる。

本発明によれば、パワーオフアップシフト変速での変速時間の長期化と変速ショックの発生とを抑制する車両の制御装置を提供できる。

図１は、車両の概略構成図である。 図２は、自動変速機で成立するギヤ段とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を示した図である。 図３は、ＥＣＵが実行する変速遅延抑制制御の一例を示したフローチャートである。

［車両の概略構成］
図１は、車両１の概略構成図である。車両１には、エンジン１０から駆動輪１３までの動力伝達経路に、Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、トルクコンバータ１８、及び自動変速機１９が順に設けられている。車両１は、走行動力源としてエンジン１０及びモータ１５を備えたハイブリッド車両である。エンジン１０は、例えばＶ型６気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、直列型のガソリンエンジンであってもよいしディーゼルエンジンであってもよい。モータ１５は電動機の一例である。Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、トルクコンバータ１８、及び自動変速機１９は、変速ユニット１１内に設けられている。変速ユニット１１と左右の駆動輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

Ｋ０クラッチ１４は、同動力伝達経路上のエンジン１０とモータ１５との間に設けられている。Ｋ０クラッチ１４は、油圧の供給に応じて、解放状態、スリップ状態、及び係合状態の何れかに切り替えられる。詳細には、Ｋ０クラッチ１４が解放状態の場合に油圧供給により、スリップ状態又は係合状態となり、エンジン１０とモータ１５との動力伝達が接続される。また、Ｋ０クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を遮断する。尚、スリップ状態とは、Ｋ０クラッチ１４のエンジン１０側の係合要素とモータ１５側の係合要素とが所定の回転速度差を有して摺接している状態である。係合状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が連結しエンジン１０とモータ１５とが同じ回転速度となっている状態である。解放状態とは、Ｋ０クラッチ１４の双方の係合要素が離間した状態である。

モータ１５は、インバータ１７を介してバッテリ１６に接続されている。モータ１５は、バッテリ１６からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能し、更にエンジン１０や駆動輪１３からの動力伝達に応じてバッテリ１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ１５とバッテリ１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。

インバータ１７は、後述するＥＣＵ１００によって制御され、バッテリ１６からの直流電圧を交流電圧に変換し、またはモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ１５がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ１７はバッテリ１６の直流電圧を交流電圧に変換してモータ１５に供給される電力を調整する。モータ１５が発電する回生運転の場合、インバータ１７はモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１６に供給される電力を調整する。

トルクコンバータ１８は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。自動変速機１９は、ギヤ段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段変速機である。自動変速機１９は、動力伝達経路上のモータ１５と駆動輪１３の間に設けられている。トルクコンバータ１８を介して、モータ１５と自動変速機１９の入力軸１９ａとが連結されている。自動変速機１９の出力軸１９ｂは、ディファレンシャル１２に連結されている。トルクコンバータ１８には、油圧の供給を受けて係合状態となってモータ１５と自動変速機１９とを直結するロックアップクラッチ２０が設けられている。尚、トルクコンバータ１８は必ずしも設けられている必要はない。

変速ユニット１１には、更にオイルポンプ２１と油圧制御機構２２とが設けられている。オイルポンプ２１で発生した油圧は、油圧制御機構２２を介して、Ｋ０クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０にそれぞれ供給されている。油圧制御機構２２には、Ｋ０クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。

ハイブリッド車両１には、同車両の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、車両の制御装置の一例であり、後述する判定部及び制御部を機能的に実現する。

ＥＣＵ１００は、エンジン１０及びモータ１５の駆動を制御する。具体的にはＥＣＵ１００は、エンジン１０のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン１０のトルクや回転速度を制御する。ＥＣＵ１００は、インバータ１７を制御してモータ１５とバッテリ１６との間での電力の授受量を調整することで、モータ１５の回転速度やトルクを制御する。またＥＣＵ１００は、油圧制御機構２２の制御を通じて、Ｋ０クラッチ１４やロックアップクラッチ２０、自動変速機１９の駆動制御を行う。

ＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ７１、クランク角センサ７２、モータ回転速度センサ７３、７４、及び７５からの信号が入力される。クランク角センサ７２は、エンジン１０のクランクシャフトの回転速度を検出する。モータ回転速度センサ７３は、モータ１５の出力軸の回転速度を検出する。入力軸回転速度センサ７４は、入力軸１９ａの回転速度を検出する。出力軸回転速度センサ７５は、出力軸１９ｂの回転速度を検出する。

ＥＣＵ１００は、モータモード及びハイブリッドモードの何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を解放し、モータ１５の動力により走行する。ハイブリッドモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を係合状態に切り替えて少なくともエンジン１０の動力により走行する。尚、ハイブリッドモードでは、モータ１５を回生運転させてエンジン１０のみの動力で走行するモード、及びモータ１５を力行運転させてエンジン１０及びモータ１５の双方を走行動力源として走行するモードを含む。走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ１６の充電状態などに基づいて行われる。

自動変速機１９は、１組又は複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、その係合装置によって複数のギヤ段が択一的に成立する。自動変速機１９は、係合装置の係合と解放との切替えにより変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う。係合装置は、エンジン１０からの動力を受ける入力軸１９ａと駆動輪１３に動力を伝達する出力軸１９ｂとの間で回転とトルクとを伝達する油圧式の係合装置である。

係合装置は、油圧制御機構２２内のソレノイドバルブ等の調圧によりトルク容量、即ち係合圧が変化して係合又は解放するクラッチＣやブレーキＢである。係合圧は係合装置の摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧する油圧によって定まる。入力軸１９ａと出力軸１９ｂとの間で差回転速度差を生じることなくトルクを伝達するためには、そのトルクに対して各係合装置にて受け持つ必要がある伝達トルク分が得られる係合圧が必要になる。

図２は、自動変速機１９で成立するギヤ段とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を示した図である。「○」は係合状態、「空欄」は解放状態を示す。自動変速機１９におけるギヤ段としては、クラッチＣ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）及びブレーキＢ（Ｂ１、Ｂ２）のそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて前進８段の各ギヤ段が成立する。尚、共に係合装置であるクラッチＣとブレーキＢとを区別する必要が無い場合、特に区別せずにクラッチと総称する場合がある。また、ハイギヤ段を形成する係合装置は、ローギヤ段からハイギヤ段へのアップシフト時には係合に向けて制御され（以下、係合側クラッチと称する）、ハイギヤ段からローギヤ段へのダウンシフト時には解放に向けて制御される（以下、解放側クラッチと称する）。ローギヤ段を形成する係合装置は、アップシフト時は解放側クラッチに相当し、ダウンシフト時には係合側クラッチに相当する。

［変速遅延抑制制御］
図３は、ＥＣＵ１００が実行する変速遅延抑制制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、イグニッションがオンの状態で所定の周期ごとに繰り返し実行される。ＥＣＵ１００は、自動変速機１９によるパワーオフアップシフト変速中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。パワーオフアップシフト変速とは、アクセル操作量が低下することに伴ってアップシフトする変速である。ステップＳ１でＮｏの場合には本制御を終了する。

ステップＳ１でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００はイナーシャ相中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。イナーシャ相とは、入力軸１９ａが変速後の変速段での同期回転数に向けて変化する期間である。具体的には、現在の入力軸１９ａの回転速度と変速後の入力軸１９ａの回転速度との差回転速度が所定範囲外であれば、イナーシャ相中と判定される。この差回転速度が所定範囲内であれば、イナーシャ相が終了したものと判定される。尚、変速後の入力軸１９ａの回転速度は、変速後の出力軸１９ｂの回転速度と同期したものとして算出され、具体的には、出力軸回転速度センサ７５により検出された出力軸１９ｂの回転速度に変速後の変速段の変速比（ギヤ比）を乗じることにより算出される。

ステップＳ２でＹｅｓの場合、イナーシャ相の進行が停滞しているか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、入力軸回転速度センサ７４により検出される入力軸１９ａの回転速度の変化率が所定範囲内の場合に、入力軸１９ａの回転速度が低下せずにイナーシャ相の進行が停滞していると判定される。入力軸１９ａの回転速度の変化率が所定範囲外の場合に、入力軸１９ａの回転速度が低下してイナーシャ相は進行しているものと判定される。尚、このような入力軸１９ａの回転速度の低下の停滞は、Ｋ０クラッチ１４が係合したハイブリッドモードでの走行中に生じやすい傾向がある。ハイブリットモードで走行中にエンジン１０によるフリクショントルクのみでは、入力軸１９ａの回転速度が低下しにくいからである。ステップＳ３は、判定部が実行する処理の一例である。

ステップＳ３でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００はモータ１５のトルクを低下させるモータトルクダウン処理の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４でＮｏの場合には、ＥＣＵ１００はイナーシャ相の停滞時間が所定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５でＮｏの場合には本制御は終了する。

ステップＳ５でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は係合側クラッチの係合圧を増大させ（ステップＳ６）、モータトルクダウン処理を実行する（ステップＳ７）。係合側クラッチの係合圧の増圧は、係合側クラッチに供給される油圧指令値を通常値よりも所定値だけ増大することにより実現できる。モータトルクダウン処理は、モータ１５への要求トルクを所定量だけ低下させることにより実現できる。係合側クラッチの係合圧の増大により、イナーシャ相の進行が促進され変速時間の長期化を抑制することができる。また、モータ１５のトルクを低下させることにより、入力軸１９ａの回転速度の低下を促進しつつ、出力軸１９ｂに伝達されるトルクも低下して変速ショックの発生を抑制することができる。ステップＳ６及びＳ７は、制御部が実行する処理の一例である。

尚、係合側クラッチへの油圧指令値が増大してから実際に係合側クラッチに供給される油圧が増大するまでには時間差がある。この時間差を考慮して、ステップＳ６を実行してから時間差を空けてステップＳ７を実行してもよい。また、ハイブリッドモードで走行中にモータ１５が回生運転している場合には、モータトルクダウン処理によりモータ１５の回生トルクを増大させることにより、イナーシャ相の進行を促進してもよい。また、ハイブリッドモードで走行中の場合には、モータトルクダウン処理の実行によりエンジン１０の回転数がアイドル回転数以下となった場合には、モータトルクダウン処理を停止してもよい。

ステップＳ４でＹｅｓの場合、ＥＣＵ１００はモータ１５のトルクダウン量を所定量だけ増大する（ステップＳ８）。これにより入力軸１９ａの回転速度の低下を更に促進しつつ、出力軸１９ｂに伝達されるトルクも抑制することができる。

ステップＳ３でＮｏの場合、ＥＣＵ１００はモータトルクダウン処理の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ９でＮｏの場合には本制御を終了する。ステップＳ９でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００はモータ１５のトルクダウン量を維持する（ステップＳ１０）。これによりイナーシャ相の進行の停滞の解消後も、必要以上にモータ１５のトルクが低下して、入力軸１９ａの回転速度が不必要に低下することを抑制できる。尚、ステップＳ１０ではモータ１５のトルクダウン量を減少させてもよい。

ステップＳ２でＮｏの場合、即ちイナーシャ相が終了してトルク相が開始された場合、ＥＣＵ１００はモータトルクダウン処理の実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１でＮｏの場合には本制御を終了する。ステップＳ１１でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００はモータ１５のトルクダウン量を徐々に減少させる（ステップＳ１２）。このようにイナーシャ相が終了すると、モータ１５のトルクを通常値にまで復帰させることができ、車両１の減速度合のばらつきを抑制することができる。

上記実施例ではステップＳ５でＹｅｓと判定されることがステップＳ６及びＳ７の実行条件として要求されるが、これに限定されない。例えばステップＳ５を実行せずにステップＳ６及びＳ７を実行してもよい。これにより早期にイナーシャ相の進行を促進することができる。また、上記実施例ではステップＳ４でＮｏと判定されることがステップＳ６及びＳ７の実行条件として要求されるが、これに限定されない。例えばステップＳ４及びＳ８を実行せずに、モータトルクダウン処理を実行してもよい。この場合、既にモータトルクダウン処理の実行中である場合には一定のトルクダウン量でモータトルクダウン処理が継続される。

上記実施例では、単一のＥＣＵ１００により車両１を制御する場合を例示したが、これに限定されず、例えばエンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ、モータ１５を制御するモータＥＣＵ等の複数のＥＣＵによって、上述した制御を実行してもよい。

上記実施例の車両１はハイブリッド車両であるがこれに限定されない。例えば、走行動力源としてモータのみを搭載した電気自動車であってもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 車両
１０ エンジン
１３ 駆動輪
１４ Ｋ０クラッチ
１５ モータ（電動機）
１９ 自動変速機
１９ａ 入力軸
１９ｂ 出力軸
１００ ＥＣＵ（判定部、制御部）

Claims (1)

1. 電動機と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に配置される共に複数の係合装置のうちの所定の係合装置の解放と係合とによってギヤ段を変更する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、
   前記自動変速機によるパワーオフアップシフト変速中においてイナーシャ相の進行が停滞しているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で肯定判定がなされた場合、前記判定部で否定判定がなされた場合よりも、前記パワーオフアップシフト変速において係合に向けて制御される前記係合装置の係合圧を増大させ、且つ前記電動機のトルクを低下させる制御部と、を備えた車両の制御装置。
   

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