JP2015189323A - Vehicle power transmission mechanism control device - Google Patents
Vehicle power transmission mechanism control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015189323A JP2015189323A JP2014067785A JP2014067785A JP2015189323A JP 2015189323 A JP2015189323 A JP 2015189323A JP 2014067785 A JP2014067785 A JP 2014067785A JP 2014067785 A JP2014067785 A JP 2014067785A JP 2015189323 A JP2015189323 A JP 2015189323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- motor
- sowc
- state
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
この発明は、車両の走行のための動力を伝達する機構を制御する装置に関し、特にセレクタブルワンウェイクラッチを備えている動力伝達機構の制御装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for controlling a mechanism for transmitting power for traveling of a vehicle, and more particularly to a control apparatus for a power transmission mechanism including a selectable one-way clutch.
セレクタブルワンウェイクラッチ(以下、SOWCと記す)を備えた車両用の変速機が特許文献1に記載されている。そのSOWCは、互いに対向して配置された一対のリングを有し、一方のリングには、他方のリングに向けて突き出すストラットが設けられるとともに、他方のリングにはそのストラットの先端部が入り込んで係合するポケットが設けられている。そのストラットは、一方のリングに形成された貫通孔の内部に収容され、その貫通孔に前記一方のリングの背面側(前記他方のリングに対向する面とは反対側)から差し込まれる突出歯によってスプリングを介して前記ポケット側に押し出されるように構成されている。また、各リングの間には、ストラットを貫通させる窓孔を備えたセレクタープレートが所定角度回転するように配置されている。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228667 describes a vehicle transmission provided with a selectable one-way clutch (hereinafter referred to as SOWC). The SOWC has a pair of rings arranged opposite to each other, and one ring is provided with a strut that protrudes toward the other ring, and the other ring has a leading end of the strut inserted therein. Engaging pockets are provided. The strut is accommodated in a through hole formed in one ring, and the protruding teeth inserted into the through hole from the back side of the one ring (the side opposite to the surface facing the other ring). It is configured to be pushed out to the pocket side through a spring. A selector plate having a window hole through which the strut passes is disposed between the rings so as to rotate by a predetermined angle.
ストラットが前記スプリングの弾性力によって他方のリング側に押圧されている状態で、セレクタープレートが回転してその窓孔が前記貫通孔(すなわちストラット)に回転方向で一致することにより、ストラットが前記他方のリング側に突き出し、当該他方のリングに形成されているポケットに係合する。セレクタープレートは、他方のリングの正面に接触することによる摩擦力によって回転させられる。また、ストラットがポケットに係合している状態で、前記突出歯が後退することにより、ストラットはポケット側に押圧されなくなるが、ストラットとポケットとの間の摩擦力によってストラットはポケットに係合した状態を維持する。突出歯が後退することによりセレクタープレートを他方のリングに押し付ける荷重が低下する。これに対して前記一方のリングとセレクタープレートとの間にはセレクタープレートを回転させるスプリングが配置されているので、突出歯が後退することによりセレクタープレートが弾性力で回動させられ、その窓孔がストラットの位置に対してずれる。すなわち、ストラットはセレクタープレートによって貫通孔の内部に押し込められ、ポケットから離脱し、その結果、SOWCは解放状態に切り替わる。 In a state where the strut is pressed to the other ring side by the elastic force of the spring, the selector plate rotates and its window hole coincides with the through-hole (that is, the strut) in the rotation direction. It protrudes to the ring side of the ring and engages with a pocket formed in the other ring. The selector plate is rotated by frictional force caused by contacting the front surface of the other ring. In addition, when the projecting teeth are retracted while the strut is engaged with the pocket, the strut is not pressed to the pocket side, but the strut is engaged with the pocket by the frictional force between the strut and the pocket. Maintain state. The load that presses the selector plate against the other ring decreases as the protruding teeth move backward. On the other hand, since a spring for rotating the selector plate is arranged between the one ring and the selector plate, the selector plate is rotated by an elastic force when the protruding teeth are retracted, and the window hole Deviates from the strut position. That is, the strut is pushed into the through hole by the selector plate and is released from the pocket, and as a result, the SOWC is switched to the released state.
特許文献1に記載されたSOWCは、いわゆる噛み合いクラッチであり、ストラットがポケットに係合している状態では、両者の間に摩擦力が作用し、ストラットの動きが制約される。そのSOWCをブレーキとして使用し、そのブレーキを迅速に解放する場合、SOWCによって回転を止められている部材に所定のモータによって、上記の摩擦力を解消するようにトルクを作用させることが考えられる。そのモータトルクは、SOWCを確実に解放させるために、ある程度大きいトルクすることがあるが、こうすると必要以上に電力を消費する可能性がある。また、モータトルクが過大であれば、SOWCによって回転が止められていた部材を急激に回転させたり、それに伴ってショックが生じるなどの可能性がある。これとは反対にモータトルクをゆっくり増大させれば、電力消費量やモータトルクが過大になることが回避もしくは抑制される半面、SOWCの解放に時間が掛かって制御応答性が悪化し、あるいは車両にあってはドライバビリティが悪化する可能性がある。 The SOWC described in Patent Document 1 is a so-called meshing clutch. In a state where the strut is engaged with the pocket, a frictional force acts between the two and the movement of the strut is restricted. When the SOWC is used as a brake and the brake is quickly released, it is conceivable that a torque is applied to a member whose rotation is stopped by the SOWC by a predetermined motor so as to eliminate the frictional force. The motor torque may be increased to some extent in order to reliably release the SOWC, but this may consume more power than necessary. Further, if the motor torque is excessive, there is a possibility that the member whose rotation has been stopped by the SOWC is suddenly rotated or a shock is caused accordingly. On the other hand, if the motor torque is slowly increased, excessive power consumption and motor torque can be avoided or suppressed, while the SOWC release takes time and the control responsiveness deteriorates. In this case, drivability may be deteriorated.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、セレクタブルワンウェイクラッチを特に遅れを生じさせることなく確実に解放させることのできる車両用動力伝達機構の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a vehicle power transmission mechanism capable of reliably releasing a selectable one-way clutch without causing a delay. It is what.
上記の目的を達成するために、この発明は、複数の回転要素によって差動作用を生じる差動機構にエンジンとモータとが連結され、相対回転可能な第1部材と第2部材との正逆いずれか一方向のみの相対回転を規制する係合状態と前記第1部材と前記第2部材との正逆両方向の相対回転を許容する解放状態とに切り替わる係合機構を有するセレクタブルワンウェイクラッチが、前記複数の回転要素のうち前記エンジンが連結された回転要素とは異なる他の回転要素と所定の固定部との間に設けられた車両用動力伝達機構の制御装置であって、前記係合機構を係合状態から解放状態に切り替える場合に前記モータによって前記他の回転要素に前記セレクタブルワンウェイクラッチによって回転が規制されている方向とは反対方向のトルクを与えるとともに、そのモータのトルクを予め定めた目標値まで増大させ、かつそのモータのトルクを増大させ始めた初期の増大率を前記モータのトルクが前記目標値に近づいた終期の増大率より大きくしたことを特徴とするものである。 To achieve the above object, according to the present invention, an engine and a motor are connected to a differential mechanism that generates a differential action by a plurality of rotating elements, and the first member and the second member that can rotate relative to each other are reversed. A selectable one-way clutch having an engagement mechanism that switches between an engagement state that restricts relative rotation in only one direction and a release state that allows relative rotation in both forward and reverse directions of the first member and the second member. A control device for a vehicle power transmission mechanism provided between a predetermined rotating portion and another rotating element different from the rotating element to which the engine is coupled among the plurality of rotating elements, the engaging mechanism When switching the engagement state from the engagement state to the release state, a torque in a direction opposite to the direction in which the rotation is restricted by the selectable one-way clutch is applied to the other rotation element by the motor. At the same time, the torque of the motor is increased to a predetermined target value, and the initial increase rate at which the motor torque has started to increase is made larger than the increase rate at the end when the torque of the motor approaches the target value. It is characterized by.
この発明によれば、セレクタブルワンウェイクラッチを係合状態から解放状態に切り替える場合、係合機構に掛かっている荷重を減少させるために、モータによって前記他の回転要素にいわゆる解放方向のトルクを付与する。そして、モータトルクは、当初、大きい増大率で増大させ、目標値に近いトルクになった終期にはトルクの増大率を低下させる。その結果、目標値に達するまでの時間が短くなるとともに、モータトルクを目標値に過不足なく一致させることができ、したがってセレクタブルワンウェイクラッチを確実に解放させることができるとともに、電力の不必要な消費や前記他の回転要素の回転数が急激に、また過剰に増大することを防止もしくは抑制することができる。 According to the present invention, when the selectable one-way clutch is switched from the engaged state to the released state, so-called release direction torque is applied to the other rotating elements by the motor in order to reduce the load applied to the engagement mechanism. . The motor torque is initially increased at a large increase rate, and the torque increase rate is reduced at the end when the torque is close to the target value. As a result, the time to reach the target value is shortened, the motor torque can be matched with the target value without excess or deficiency, and therefore the selectable one-way clutch can be reliably released and unnecessary power consumption is achieved. In addition, it is possible to prevent or suppress the rotational speed of the other rotational elements from increasing rapidly and excessively.
この発明はハイブリッド車における動力伝達機構を対象とする制御装置に適用することができるので、先ず、その動力伝達機構の例を説明する。図1は、複軸式の2モータタイプのハイブリッド車における動力伝達機構を模式的に示しており、駆動力源として、エンジン(Eng)1と、この発明におけるモータに相当する発電機能のある第1のモータ(MG1)2と、発電機能のある第2のモータ(MG2)3とを備えている。第1モータ2は、主として、エンジン1の回転数の制御およびエンジン1のクランキングを行い、この発明における差動機構に相当する動力分割機構4にエンジン1と共に連結されている。
Since the present invention can be applied to a control device intended for a power transmission mechanism in a hybrid vehicle, first, an example of the power transmission mechanism will be described. FIG. 1 schematically shows a power transmission mechanism in a double-shaft two-motor type hybrid vehicle. As a driving force source, an engine (Eng) 1 and a power generation function corresponding to the motor in the present invention are shown. 1 motor (MG1) 2 and a second motor (MG2) 3 having a power generation function. The
動力分割機構4は、図1に示す例では、サンギヤ5およびキャリヤ6ならびにリングギヤ7を回転要素とするシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成され、この発明における他の回転要素に相当するサンギヤ5に第1モータ2のロータが連結され、キャリヤ6にエンジン1の出力軸(クランクシャフト)が連結され、リングギヤ7が出力要素となっている。リングギヤ7に出力部材として出力ギヤ8が取り付けられており、その出力ギヤ8がカウンタドリブンギヤ9に噛み合っている。カウンタドリブンギヤ9が取り付けられているカウンタシャフト10には、カウンタドリブンギヤ9より小径のカウンタドライブギヤ11が取り付けられ、そのカウンタドライブギヤ11がデファレンシャル12におけるリングギヤ13に噛み合っている。このデファレンシャル12から左右の駆動輪14に駆動トルクを出力するようになっている。
In the example shown in FIG. 1, power split mechanism 4 is constituted by a single pinion type planetary gear mechanism having
第2モータ3は、主として、走行のための駆動力源として機能し、そのロータ軸に取り付けられたドライブギヤ15が前記カウンタドリブンギヤ9に噛み合っている。このドライブギヤ15はカウンタドリブンギヤ9より小径のギヤであり、したがってドライブギヤ15およびカウンタドリブンギヤ9は減速機構を構成している。
The
そして、前記第1モータ2が連結されているサンギヤ5とこの発明における所定の固定部に相当するケーシング16との間にセレクタブルワンウェイクラッチ(以下、SOWCと記す)17が設けられている。このSOWC17は解放状態では正逆いずれの方向の相対回転も可能にしてトルクを伝達することがなく、係合状態では正逆いずれか一方のみの相対回転を規制(もしくは阻止)してその相対回転方向のトルクを伝達しかつこれとは反対方向には相対回転を可能にしてトルクを伝達しないように構成されたクラッチである。ここで、正回転とは、エンジン1の回転方向と同方向の回転であり、逆回転(もしくは負回転)とは、エンジン1の回転方向とは反対方向の回転である。なお、SOWC17の具体的な構成は後述する。
A selectable one-way clutch (hereinafter referred to as SOWC) 17 is provided between the
上記の第1モータ2と第2モータ3とは、図示しない蓄電装置やインバータなどのコントローラユニットに接続されるとともに、相互に電力を授受できるように電気的に接続されている。また、これらの蓄電装置やコントローラユニットあるいはSOWC17などを制御するための電子制御装置(ECU)18が設けられている。この電子制御装置18は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、車速やアクセル開度、エンジン回転数ならびに推定出力トルク、各モータ2,3の回転数ならびにトルク、SOWC17の動作状態などの検出信号がデータとして入力され、そのデータに基づいて演算を行って各モータ2,3やSOWC17の制御のための指令信号を出力するように構成されている。
The
図2は、上記の動力分割機構4を構成している遊星歯車機構についての共線図であり、(a)はハイブリッドモード(HVモードもしくはパワースプリットモード)での前進状態を示しており、エンジン1が駆動状態になっていることによりキャリヤ6が正回転し、また前進走行していることによりリングギヤ7が正回転している。そして、SOWC17は解放状態になっていてサンギヤ5およびこれに連結されている第1モータ2は正逆いずれの方向にも回転することができ、図2の(a)の状態では、第1モータ2は正回転しつつ発電機として機能している。すなわち、第1モータ2は負方向(図2の(a)における下向き)のトルクを出力し、これによりエンジン1の回転数を燃費効率の良好な回転数に制御している。その第1モータ2で発生した電力は第2モータ3に供給されて第2モータ3がモータとして機能し、走行のための駆動力を出力する。
FIG. 2 is a collinear diagram of the planetary gear mechanism that constitutes the power split mechanism 4, and (a) shows a forward state in the hybrid mode (HV mode or power split mode). The
図2の(c)は、サンギヤ5の正回転をSOWC17によって止めて、エンジン1の駆動力で前進走行し、もしくはこれに第2モータ3の駆動力を加えて前進走行している状態(いわゆるパラレルモード)を示している。この状態ではエンジン回転数(キャリヤ6の回転数)よりもリングギヤ7の回転数が大きくなってリングギヤ7からトルクが出力される。第2モータ3をモータとして動作させれば、その駆動力が、リングギヤ7から出力される駆動力に付加されてデファレンシャル12を介して駆動輪14に伝達される。またこの場合、第1モータ2がサンギヤ5と共に固定されて通電が止められている(オフ状態になっている)から、高車速で走行する際の燃費が良好になる。
FIG. 2C shows a state in which the forward rotation of the
図2の(b)は上記の(a)に示す状態と(c)に示す状態との間で切り替える過渡状態(遷移状態)を示し、第1モータ2がモータとして機能してサンギヤ5を逆回転方向に回転させている。したがって、SOWC17を係合させてもSOWC17にトルクは掛からない。
FIG. 2B shows a transition state (transition state) for switching between the state shown in FIG. 2A and the state shown in FIG. 2C. The
図3は、この発明で対象とすることのできる動力伝達機構の他の例を示す模式図であり、上述した図1に示す構成にオーバードライブ(O/D)機構19を追加して設け、そのオーバードライブ機構19をSOWC17によって選択的にロックするように構成した例である。オーバードライブ機構19は、ここに示す例ではサンギヤ20およびキャリヤ21ならびにリングギヤ22を回転要素とするダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。キャリヤ21に前述した動力分割機構4におけるキャリヤ6が連結され、したがってこれらのキャリヤ6,21にエンジン1の出力トルクが伝達されるようになっている。また、サンギヤ20に動力分割機構4におけるサンギヤ5が連結され、したがってこれらのサンギヤ5,20に第1モータ2のトルクが伝達されるように構成されている。さらに、リングギヤ22とケーシング16との間に前述したSOWC17が配置され、リングギヤ22の所定方向の回転をSOWC17によって規制(阻止)してオーバードライブ状態を設定するように構成されている。したがって、動力分割機構4を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構とオーバードライブ機構19を構成しているダブルピニオン型遊星歯車機構とは、それぞれの回転要素が上記のように連結されることにより、いわゆる四要素の複合遊星歯車機構を構成し、この複合遊星歯車機構がこの発明における差動機構に相当している。他の構成は、図1に示す構成と同様であるから、図3に図1と同様の参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the power transmission mechanism that can be the subject of the present invention. An overdrive (O / D)
図4は、上記の複合遊星歯車機構についての共線図であり、(a)はハイブリッドモード(HVモードもしくはパワースプリットモード)での前進状態を示しており、エンジン1が駆動状態になっていることによりキャリヤ6が正回転し、また前進走行していることによりリングギヤ7が正回転している。そして、SOWC17は解放状態になっていて各サンギヤ5もしくはリングギヤ22およびこれらを回転させることのできる第1モータ2は正逆いずれの方向にも回転することができ、図4の(a)の状態では、第1モータ2は正回転しつつ発電機として機能している。すなわち、第1モータ2は負方向(図4の(a)における下向き)のトルクを出力し、これによりエンジン1の回転数を燃費効率の良好な回転数に制御している。その第1モータ2で発生した電力は第2モータ3に供給されて第2モータ3がモータとして機能し、走行のための駆動力を出力する。
FIG. 4 is a collinear diagram of the above-described compound planetary gear mechanism. FIG. 4A shows a forward state in a hybrid mode (HV mode or power split mode), and the engine 1 is in a driving state. As a result, the
図4の(c)は、リングギヤ22の正回転をSOWC17によって止めて、エンジン1の駆動力で前進走行し、もしくはこれに第2モータ3の駆動力を加えて前進走行している状態を示している。オーバードライブ機構19ではリングギヤ22が正回転方向に回転しないように固定された状態でキャリヤ21に正回転方向のトルクが入力されるから、サンギヤ20は逆回転する。動力分割機構4ではそのサンギヤ5がオーバードライブ機構19におけるサンギヤ20と一体となって逆回転する。したがって、動力分割機構4ではサンギヤ5が逆回転している状態でキャリヤ6にエンジン1のトルクが入力されるから、出力要素であるリングギヤ7がキャリヤ6(すなわちエンジン1)より高回転数で回転する。すなわち、オーバードライブ状態となる。なお、この状態で第2モータ3をモータとして動作させれば、その駆動力が、リングギヤ7から出力される駆動力に付加されてデファレンシャル12を介して駆動輪14に伝達される。なお、このオーバードライブ状態では、リングギヤ22と共に第1モータ2が固定されてオフ状態に制御されるから、高車速で走行する際の燃費が良好になる。
FIG. 4C shows a state in which the forward rotation of the
図4の(b)は上記の図4の(a)に示す状態と図4の(c)に示す状態との間で切り替える過渡状態(遷移状態)を示し、第1モータ2がモータとして機能してサンギヤ5もしくはリングギヤ22を逆回転方向に回転させている。その回転数はリングギヤ22が逆回転する回転数であり、したがってSOWC17の係合制御をしてもSOWC17の後述するストラットにトルクは掛からない。
FIG. 4B shows a transient state (transition state) for switching between the state shown in FIG. 4A and the state shown in FIG. 4C, and the
ここでSOWC17の構成について説明する。この発明で対象とする動力伝達機構では、前述した特許文献1に記載されたSOWCや米国特許出願公開第2010/0252384号に記載されているSOWCなどを採用することができ、さらには図5および図6に模式的に示すように構成されたSOWC17を採用することができる。これら図5および図6はそのSOWC17における係合機構23を示しており、第1クラッチ板24は全体として円板状に形成されており、この第1クラッチ板24に対向して円板状をなす第2クラッチ板25が配置されている。これらの各クラッチ板24,25のいずれか一方のクラッチ板がこの発明における第1部材に相当し、いずれか他方のクラッチ板がこの発明における第2部材に相当しており、これら各クラッチ板24,25は相対回転できるように保持されている。例えば一方のクラッチ板24(25)が前述したケーシング16に取り付けられ、他方のクラッチ板25(24)が図1に示すサンギヤ5に連結され、あるいは図3に示すリングギヤ22に連結されている。
Here, the configuration of the
第1クラッチ板24の正面で回転中心から半径方向で外側にずれた箇所すなわち外周側の所定箇所に、回転方向に長い凹部が形成され、この凹部が収容部26となっている。また、第2クラッチ板25の第1クラッチ板24に対する対向面のうち前記収容部26と同一の半径位置に収容部26とほぼ同形状の凹部であるポケット27が形成されている。収容部26には、断面形状が収容部26の形状とほぼ等しい板状の係合片(以下、ストラットと言う)28が収容されている。そのストラット28はその長さ方向の中央部に、第1クラッチ板24の半径方向に向けて設けられた支持ピン29を中心にして揺動するように収容部26の内部に配置されている。収容部26の深さは、その支持ピン29を境にして異なっており、収容部26のうち図5での上側半分はストラット28の厚さ程度の深さ、あるいはそれより僅かに深い程度の深さであり、これとは反対の図5での下側半分は、ストラット28の厚さより深く、ストラット28が支持ピン29を中心にして揺動できるように構成されている。
A concave portion that is long in the rotational direction is formed at a position that is shifted outward in the radial direction from the center of rotation on the front surface of the first
収容部26のうち深さの浅い部分には、ストラット28の一端部側を収容部26から押し出す方向に弾性力を作用させるスプリング30が配置されている。また、収容部26のうち深さの深い部分には、ストラット28の他端部側を収容部26から押し出す方向に押圧するアクチュエータ31が配置されている。このアクチュエータ31はストラット28の他端部側に押圧力を付与できるものであればよく、油圧ピストンなどの油圧式アクチュエータや電磁力で推力を発生するソレノイドなどの電磁式アクチュエータを採用することができる。したがって、ストラット28はアクチュエータ31がストラット28の他端部を押圧していない状態では、一端部がスプリング30に押圧されて収容部26から突出し、これとは反対にアクチュエータ31がストラット28の他端部を押圧している状態ではストラット28がスプリング30を圧縮する方向に支持ピン29を中心にして回動し、ストラット28の全体が収容部26の内部に収まるように構成されている。なお、アクチュエータ31による押圧力を緩和し、あるいはアクチュエータ31がストラット28の一端部を押圧している状態でのストラット28の揺動を許容するなどのために、アクチュエータ31とストラット28の一端部との間にバネなどの適宜の弾性部材を介在させてもよい。また、以下の説明ではアクチュエータ31をOFF制御することによりアクチュエータ31がストラット28の他端部を押圧して係合機構23が解放状態になり、またON制御することによりアクチュエータ31がストラット28の他端部の押圧を解除して係合機構23が係合状態になるように構成されている例について説明する。
A
第2クラッチ板25に形成されたポケット27は、上述したように収容部26から突出したストラット28の一端部を入り込ませて係合させる部分である。したがって、係合機構23は、ストラット28の一端部を第2クラッチ板25側に突き出させた状態で、第1クラッチ板24に図5の上向きのトルクが作用し、あるいは第2クラッチ板25に図5の下向きのトルクが作用すると、ストラット28が収容部26とポケット27との間に噛み込まれて各クラッチ板24,25を回転方向に一体化するように連結する。すなわち、第1クラッチ板24の第2クラッチ板25に対する図5における上方向に向けた相対回転、言い換えれば、第2クラッチ板25の第1クラッチ板24に対する図5における下方向に向けた相対回転が規制される。この規制される回転方向は、前述した図1や図3に示す動力伝達機構においては正回転方向である。このようにして前述したサンギヤ5あるいはリングギヤ22の正回転を規制(もしくは阻止)している状態が係合機構23もしくはSOWC17の係合状態である。この状態で逆回転方向(負回転方向)のトルクがいずれかのクラッチ板24,25に作用すると、すなわち第1クラッチ板24に図5での下向きのトルクが作用し、あるいは第2クラッチ板25に図5での上向きのトルクが作用すると、ストラット28の表面が第2クラッチ板25におけるポケット27の開口端のエッジ部分で押され、ストラット28がスプリング30の弾性力に抗して収容部26に押し込められる。すなわち、ストラット28による係合が解除され、各クラッチ板24,25が相対回転する。
As described above, the
そして、アクチュエータ31がストラット28の他端部を押圧すると、ストラット28が前記スプリング30を圧縮しつつ、その一端部を収容部26に入り込ませる方向に回動し、ストラット28が収容部26の内部に収まる。したがって、各クラッチ板24,25を繋ぐ部材が存在しなくなるので、各クラッチ板24,25は正逆いずれの方向にも相対回転することができる。この状態が係合機構23あるいはSOWC17の解放状態である。
When the
このように係合状態と解放状態とは、アクチュエータ31が動作することにより切り替わるから、アクチュエータ31の動作状態もしくは動作量を検出することにより、その検出結果に基づいて、係合状態および解放状態の判定を行うことができる。その検出を行うためのストロークセンサ32が設けられている。このストロークセンサ32は従来知られている適宜のセンサであってよく、例えばアクチュエータ31の動作量に応じて変化する静電容量や電気抵抗によってストロークを検出する形式のセンサや光学的にストロークを検出する形式のセンサなどであってよい。また、ストロークを検出することに替えて、アクチュエータ31の前進端と後退端とで信号を出力するいわゆるON/OFFセンサであってもよい。
As described above, the engaged state and the released state are switched by the operation of the
上述したSOWC17はいわゆる噛み合いクラッチであるから、係合してトルクを伝達している状態では上記のストラット28が第1クラッチ板24における収容部26と第2クラッチ板25におけるポケット27との間に挟み込まれてストラット28の回動もしくは揺動を阻害する摩擦力が生じている。そこで上記の動力伝達機構を対象としたこの発明に係る制御装置は、以下に説明する制御を実行するように構成されている。図7はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンはSOWC17が係合状態で車両が走行している場合あるいはエンジン1が動作している場合に所定の短時間ごとに繰り返し実行される。ステップS1ではSOWC17を解放することの判断が成立したか否かが判断される。図1に示す構成の動力伝達機構を備えたハイブリッド車では、SOWC17を係合させてサンギヤ5の正回転を止めている場合には、エンジン1の駆動力もしくはエンジン1の駆動力に第2モータ3の駆動力を加えた駆動力で走行している。この駆動状態はパラレルモードと称される。これに対してSOWC17を解放した駆動状態は前述した図2の(a)に示すHVモードもしくはパワースプリットモードであり、実質的な変速比が上記のパラレルモードより大きくなる。このようにそれぞれの走行モードに応じて車両の加速性能あるいは動力性能が異なるので、各走行モードはアクセル開度で表すことのできる駆動要求量や車速に応じて予め定めておくことができる。そして、HVモードはSOWC17を解放し、パラレルモードではSOWC17を係合させるから、SOWC17の解放の判断は走行モードの判断で代替でき、あるいは走行モードの判断に基づいて行うことができる。これは、図3に示す動力伝達装置を備えた車両においても同様である。したがって、ステップS1の判断は、その駆動要求量や車速ならびに予め用意したマップなどに基づいて行うことができる。
Since the
駆動要求量や車速などで表される走行状態が走行モードを変更するほどには変化していない場合にはステップS1で否定的に判断される。その場合は、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に例えばアクセルペダル(図示せず)が踏み込まれるなどのことによって駆動要求量が増大すると、ステップS1で肯定的に判断される。この場合、SOWC17あるいは前述した係合機構23を解放状態に切り替えるために、負差回転を生じさせる制御が開始される。すなわちトルク遷移制御が開始される(ステップS2)。このトルク遷移制御は、SOWC17が受け持っていたトルクを次第にモータで受け持たせるための制御である。前述した図1あるいは図3に示す動力伝達機構においては、第1モータ2を逆回転方向に回転させるトルクを次第に増大させる制御であり、逆回転し始めた後はモータとして出力するトルクを次第に増大させる制御である。
If the driving state represented by the drive request amount or the vehicle speed has not changed enough to change the driving mode, a negative determination is made in step S1. In that case, the process returns without performing any particular control. On the other hand, if the requested amount of driving increases, for example, by depressing an accelerator pedal (not shown), an affirmative determination is made in step S1. In this case, in order to switch the
このトルク遷移制御を開始した当初のトルクの変化レート(単位時間当たりのトルクの増大量)は、第1モータ2のトルクが目標値に近づいてそのトルクの変化を停止する直前での変化レートより大きくする。これは、第1モータ2のトルクを次第に増大させる過程で回転数の変化が生じない間はトルクを迅速に変化させるためである。なお、変化レートを大きくする期間は、設計上、適宜に設定してよい。その変化レートは、制御のいわゆるオーバーシュートによってエンジン1などの回転部材の回転数を急激に変化させたり、あるいはそれに伴ってショックが生じたりしないように設定され、例えば実験やシミュレーションなどによって予め求めておくことができる。
The initial torque change rate at which the torque transition control is started (the amount of increase in torque per unit time) is greater than the change rate immediately before the torque of the
このようにして変化させた第1モータ2のトルクがエンジン1が出力するトルクに基づいてサンギヤ5もしくはリングギヤ22および第1モータ2に作用するトルク、すなわち第1モータ2で受け持つ反力トルクとほぼ等しくなったか否かが判断される(ステップS3)。エンジン1のトルクは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにおいてはスロットル開度や燃料噴射量に基づいて推定することができ、またエンジントルクに基づいてサンギヤ5もしくはリングギヤ22に作用する正回転方向のトルクは、前述した図2や図4に示すように、動力分割機構4やオーバードライブ機構19を構成する遊星歯車機構のギヤ比に基づいて幾何学的な解析によって求めることができる。
The torque of the
第1モータ2のトルクがエンジン推定トルク反力に達しないことによりステップS3で否定的に判断された場合には、ステップS2での制御を継続する。これとは反対に第1モータ2のトルクがエンジン推定トルク反力に達してステップS3で肯定的に判断された場合には、第1モータ2のトルクを変化させるトルク変化レートを、上記のステップS2で設定した変化レートより小さくする(ステップS4)。第1モータ2のトルクがエンジン推定トルク反力とほぼ等しくなった後に第1モータ2のトルクが変化すると、エンジン1の回転数が変化し始める。その変化が急速であれば、慣性力が大きくなり、ショックなどの違和感の要因となる。そこで、ステップS4ではそのようなショックや違和感を回避もしくは抑制するために、第1モータ2のトルク変化レートを小さくしたのである。したがって、そのトルク変化レートは、エンジン1などの回転部材の回転数の変化およびそれに伴う慣性力がショックや違和感とならないように実験やシミュレーションなどによって予め定めておくことができる。
When the negative torque is determined in step S3 because the torque of the
第1モータ2のトルクが更に変化することに伴ってサンギヤ5もしくはリングギヤ22の正回転方向の回転数が減少し、あるいは逆回転方向(負回転方向)の回転数が次第に増大する。その変化をSOWC17における変化として説明すると、前記ストラット28を挟み込んで互いに連結されている各クラッチ板24,25の間に作用しているトルク(すなわちSOWC17で伝達しているトルク)が次第に小さくなり、ついには「0」になる。この状態が上記のステップS3の判断が成立した状態であり、第1モータ2のトルクが小さい変化レートで更に変化することにより各クラッチ板24,25の間に相対回転が生じ始める。その回転方向は、図5において第1クラッチ板24が第2クラッチ板25に対して下方向に回転する方向であり、あるいは図5において第2クラッチ板25が第1クラッチ板24に対して上方向に回転する方向である。このような相対回転が「負差回転」である。この負差回転が生じている状態が前述した図2の(b)に共線図で示す状態、および図4の(b)に共線図で示す状態である。この負差回転が生じているか否か、すなわちSOWC17に生じている相対回転の回転数が「0」より小さいか否か(負方向の相対回転が生じているか否か)が判断される(ステップS5)。
As the torque of the
前述したサンギヤ5もしくはリングギヤ22の回転を止めているSOWC17は、いわゆる噛み合い式のクラッチ機構であってもサンギヤ5もしくはリングギヤ22のいわゆる逆回転(負回転)を可能にするクラッチ機構であるから、上記の負差回転を生じさせることができるのであり、その負差回転が生じることにより、SOWC17あるいはその係合機構23(特にストラット28)にはトルクが掛からなくなる。そこで、ステップS5で否定的に判断された場合にはステップS4の制御を継続し、これとは反対にステップS5で肯定的に判断された場合には、サンギヤ5もしくはリングギヤ22の正回転の規制を解除する判定(ロックoff判定)を成立させ、また前述したアクチュエータ31をOFF制御(Act.off)する(ステップS6)。なお、ロックoff判定は、SOWC17もしくは係合機構23を解放する制御の開始もしくは許可のための判定であり、例えば所定の制御フラグをONにする制御である。より具体的には、その時点における負差回転の回転数変化率とアクチュエータ31が実際にオフ動作するまでの無駄時間(遅れ時間)とからその無駄時間内での回転数の変化量を求め、その回転数の変化量を負差回転の後述する目標値から減じた回転数を閾値とし、負差回転の回転数がその閾値に達したことによりロックoff判定を成立させる。また、アクチュエータ31のOFF制御は前述したように、アクチュエータ31によってストラット28の他端部を第2クラッチ板25側に押圧させる制御であり、したがってストラット28には、第2クラッチ板25側に突出していた一端部を収容部26側に移動させる回転力が作用する。
The
上記のステップS6の制御に続けて、もしくはステップS6の制御と並行して、前記負差回転の回転数(すなわちロックoff回転数)を所定の目標値に維持する制御が実行される(ステップS7)。この制御は、係合機構23を確実に解放状態に切り替えることと車両に対する他の要求との両立を図るための制御である。その目標値は、エンジン回転数が自立回転を継続できる回転数以上になること、要求されている駆動力を得られること、NV特性が特には悪化しないこと、共振などの強度低下の要因を生じさせないこと、燃料や電力の消費率を悪化させないこと、電力収支や発熱あるいは回転数などの点でハイブリッド駆動システムに悪影響が生じないこと、前述した負差回転の回転数が外乱によって正側に変化したとしても負差回転の回転数が負の状態にとどまれることなどのいずれかもしくは全てを考慮して実験あるいはシミュレーションなどに基づいて予め決められる。また、エンジン1が自立回転を継続できる回転数は、エンジン1の温度(エンジン水温)や補機類の動作の状態によって異なる場合もあるので、これらをも考慮して上記の目標値を定めてもよい。さらに、負差回転の回転数をその目標値に維持する時間はエンジントルクの変動による回転数の変動などの外乱要因があった場合であっても前記ストラット28をポケット27から確実に脱出させることのできる時間(すなわち係合状態から解放状態に切り替わるのに十分な時間)であり、設計上、予め定めておくことができる。
Subsequent to the control in step S6 or in parallel with the control in step S6, control for maintaining the rotation speed of the negative differential rotation (that is, the lock-off rotation speed) at a predetermined target value is executed (step S7). ). This control is a control for ensuring that the engagement mechanism 23 is switched to the released state and other demands on the vehicle. The target value causes the engine speed to be higher than the speed at which the self-sustaining rotation can be continued, the required driving force can be obtained, the NV characteristics are not particularly deteriorated, and the strength decreases such as resonance. Not to deteriorate the consumption rate of fuel and power, to have no adverse effect on the hybrid drive system in terms of power balance, heat generation or rotation speed, etc., the rotation speed of the above-mentioned negative differential rotation changes to the positive side due to disturbance Even in such a case, it is determined in advance based on experiments or simulations in consideration of any or all of the fact that the negative rotation speed remains in a negative state. In addition, the number of revolutions at which the engine 1 can continue to rotate independently may vary depending on the temperature of the engine 1 (engine water temperature) and the state of operation of the auxiliary machinery. Also good. Further, the time for maintaining the rotation speed of the negative differential rotation at the target value is to ensure that the
ついで、アクチュエータ31の動作量(例えばストローク量)が係合機構23を完全に解放させる動作量に達したか否か、すなわちストロークが完了したか否かが判断される(ステップS8)。これは、前述したストロークセンサ32による検出信号に基づいて判断することができる。このステップS8で否定的に判断された場合には、係合機構23が解放状態に切り替わっていないことになるので、ステップS7の制御を継続する。これとは反対にステップS8で肯定的に判断された場合には、動力伝達機構の制御が、SOWC17を解放状態にして実行される制御に移行させられる(ステップS9)。例えばHVモードに切り替えられてエンジン1および各モータ2,3の制御が実行され、サンギヤ5もしくはリングギヤ22および第1モータ2の回転数がその時点の車速やアクセル開度、前述した各遊星歯車機構のギヤ比などに基づいて求められる目標回転数に制御される。
Next, it is determined whether or not the operation amount (for example, the stroke amount) of the
上述した図7に示す制御を実行した場合の前記負差回転の回転数および第1モータ2のトルク(MGトルク)の変化の一例を図8に示してある。SOWC17を係合させて走行している状態でSOWC17を解放状態に切り替える判断が成立すると(t1 時点)、前述したトルク遷移制御が開始されて第1モータ2のトルクが大きい変化レートで前述したように変化させられる(t2 時点)。その第1モータ2のトルクがエンジン推定反力トルクとほぼ等しくなると、第1モータ2のトルクの変化レートが小さいレートに変更される(t3 時点)。なお、このt3 時点は、エンジン推定トルク反力を中心にした所定のトルクの範囲を予め定め、第1モータ2のトルクがそのトルク範囲に入った時点とすることができる。
FIG. 8 shows an example of changes in the negative differential rotation speed and the torque (MG torque) of the
第1モータ2のトルクがエンジン推定反力トルクを上回ると、第1モータ2およびサンギヤ5もしくはリングギヤ22が逆回転方向(負回転方向)に次第に回転し始める。SOWC17では各クラッチ板24,25がストラット28を介した連結を解除する方向に相対回転し始める。そして、その回転数が前述したロックoff判定のための閾値に達すると(t4 時点)、係合機構23すなわちSOWC17を解放させるようにアクチュエータ31が制御される。その後、負差回転の回転数が前述した目標値(ロックoff維持目標回転数)に達すると、その目標値に維持される。
When the torque of the
その状態でアクチュエータ31が動作し続けるので、係合機構23が解放状態に向けて次第に切り替わり、その結果、アクチュエータ31の動作(ストローク)が完了したことがストロークセンサ32の検出信号に基づいて判断されると(t5 時点)、動力伝達機構の制御内容がSOWC17を解放した状態で実行される制御に移行させられる(t6 時点)。具体的にはHVモードでの制御が開始される。すなわち、第1モータ2およびサンギヤ5もしくはリングギヤ22が正回転させられるとともに、第1モータ2が発電機として機能させられて負のトルクを発生する。
Since the
以上、具体的に説明したように、この発明に係る制御装置によれば、SOWC17に所定の負差回転を生じさせるように第1モータ2のトルクを目標値にまで増大させる場合、トルクの増大初期は単位時間当たりのトルクの増大量である変化レートを大きくし、第1モータ2のトルクが目標値に近づいた終期には変化レートを小さくするので、第1モータ2のトルクが目標値に達する時間、すなわちSOWC17を係合状態から解放状態に切り替えるのに要する時間が短くなる。また、第1モータ2は、SOWC17を開放させるためには、最大で目標値のトルクを出力すればよいので、第1モータ2が必要以上に電力を消費することを防止もしくは抑制することができる。さらに、第1モータ2のトルクが目標値に達する時点では第1モータ2のトルクがゆっくり変化しているので、第1モータ2のトルクが目標値を大きく超えるなどの制御のオーバーショートが生じにくく、この点でも電力の不必要な消費を防止もしくは抑制することができるとともに、前述したサンギヤ5やリングギヤ22が急激に大きく回転することを防止もしくは抑制することができる。
As specifically described above, according to the control device of the present invention, when the torque of the
1…エンジン(Eng)、 2…第1のモータ(MG1)、 3…第2のモータ(MG2)、 4…動力分割機構、 5…サンギヤ、 6…キャリヤ、 7…リングギヤ、 8…出力ギヤ、 9…カウンタドリブンギヤ、 16…ケーシング、 17…セレクタブルワンウェイクラッチ(SOWC)、 18…電子制御装置(ECU)、 19…オーバードライブ(O/D)機構、 20…サンギヤ、 21…キャリヤ、 22…リングギヤ、 23…係合機構、 24…第1クラッチ板、 25…第2クラッチ板、 26…収容部、 27…ポケット、 28…係合片(ストラット)、 29…支持ピン、 30…スプリング、 31…アクチュエータ、 32…ストロークセンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (Eng), 2 ... 1st motor (MG1), 3 ... 2nd motor (MG2), 4 ... Power split mechanism, 5 ... Sun gear, 6 ... Carrier, 7 ... Ring gear, 8 ... Output gear, DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記係合機構を係合状態から解放状態に切り替える場合に前記モータによって前記他の回転要素に前記セレクタブルワンウェイクラッチによって回転が規制されている方向とは反対方向のトルクを与えるとともに、そのモータのトルクを予め定めた目標値まで増大させ、かつそのモータのトルクを増大させ始めた初期の増大率を前記モータのトルクが前記目標値に近づいた終期の増大率より大きくしたことを特徴とする車両用動力伝達機構の制御装置。 Engagement in which the engine and the motor are coupled to a differential mechanism that generates a differential action by a plurality of rotating elements, and the relative rotation of the first member and the second member that can be rotated relative to each other is restricted in only one direction. A selectable one-way clutch having an engagement mechanism that switches between a state and a disengaged state that allows relative rotation of the first member and the second member in both the forward and reverse directions. In the control device for a vehicle power transmission mechanism provided between another rotating element different from the rotating element and the predetermined fixing portion,
When the engagement mechanism is switched from the engaged state to the released state, the torque is applied to the other rotating element in the direction opposite to the direction in which the rotation is restricted by the selectable one-way clutch. The initial increase rate at which the torque of the motor has started to increase is made larger than the increase rate at the end when the torque of the motor approaches the target value. Control device for power transmission mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014067785A JP2015189323A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Vehicle power transmission mechanism control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014067785A JP2015189323A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Vehicle power transmission mechanism control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015189323A true JP2015189323A (en) | 2015-11-02 |
Family
ID=54424220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014067785A Withdrawn JP2015189323A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Vehicle power transmission mechanism control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015189323A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9783192B2 (en) | 2014-04-25 | 2017-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle |
| US9884614B2 (en) | 2014-04-25 | 2018-02-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle |
| JP2019093913A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Transmission control device |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014067785A patent/JP2015189323A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9783192B2 (en) | 2014-04-25 | 2017-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle |
| US9884614B2 (en) | 2014-04-25 | 2018-02-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle |
| JP2019093913A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Transmission control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6307974B2 (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| CN107249947B (en) | hybrid vehicle | |
| JP6308001B2 (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| US9718459B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| JP6229588B2 (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| JP5884897B2 (en) | Drive control apparatus for hybrid vehicle | |
| CN103328293B (en) | Vehicle drive device | |
| JP6344030B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| JP6194845B2 (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| US9682697B2 (en) | Control system for hybrid vehicle | |
| US20130103234A1 (en) | Method and apparatus for driveline noise control in a hybrid powertrain | |
| CN105473406A (en) | Hybrid vehicle | |
| JP5907155B2 (en) | Control device for hybrid drive | |
| JP2013141959A (en) | Driving device for vehicle | |
| JP6070451B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| JP2005282600A (en) | Parallel hybrid vehicle | |
| JP2015189323A (en) | Vehicle power transmission mechanism control device | |
| JP2015020488A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| JP2015202788A (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| JP6145968B2 (en) | Hybrid system | |
| JP2015196473A (en) | Control device for power transmission mechanism for vehicle | |
| JP2019093913A (en) | Transmission control device | |
| JP2018158630A (en) | Power transmission device for hybrid vehicle | |
| JP6146273B2 (en) | Power transmission control device | |
| JP2019162979A (en) | Control device for hybrid vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160517 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20160912 |