JP2018090155A - 車両の変速制御装置および変速制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速ショックを適切に低減することができる車両の変速制御装置および変速制御方法を提供すること。【解決手段】複数の駆動源からの動力を変速機で変速して出力する車両の変速制御装置であって、変速の判断に用いられる情報が入力される入力部と、変速時に、前記複数の駆動源のうち、一方の駆動源の出力トルクを固定するとともに、他方の駆動源の出力トルクを低減することで、前記複数の駆動源から前記変速機に入力されるトルクを目標トルクまで低減させる制御部と、を備える車両の変速制御装置。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の変速制御装置および変速制御方法に関する。

従来より、内燃機関および電動機を駆動源とし、駆動源と車輪との間に変速機を備える車両が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載のものは、変速機での変速時に、内燃機関および電動機のトルクを低減することで、変速ショックの低減を図っている。

特開２０１０−１４３３６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、内燃機関および電動機という、種類および応答性の異なった複数の駆動源を同時に制御するものであるため、制御が複雑になり、適切なトルク低減が行われず、変速時に変速ショックが発生する可能性があった。

本発明の目的は、変速ショックを適切に低減することができる車両の変速制御装置および変速制御方法を提供することである。

本発明に係る車両の変速制御装置は、複数の駆動源からの動力を変速機で変速して出力する車両の変速制御装置であって、変速の判断に用いられる情報が入力される入力部と、変速時に、前記複数の駆動源のうち、一方の駆動源の出力トルクを固定するとともに、他方の駆動源の出力トルクを低減することで、前記複数の駆動源から前記変速機に入力されるトルクを目標トルクまで低減させる制御部と、を備える。

また、本発明に係る車両の変速制御方法は、複数の駆動源からの動力を変速機で変速して出力する車両の変速制御方法であって、変速の判断に用いられる情報に基づく変速時に、前記複数の駆動源のうち、一方の駆動源の出力トルクを固定するとともに、他方の駆動源の出力トルクを低減することで、前記複数の駆動源から前記変速機に入力されるトルクを目標トルクまで低減させる。

本発明によれば、変速ショックを適切に低減することができる。

本発明に係る車両を示す概略図 制御装置および周辺の構成要素を示すブロック図 変速制御の流れを示すフローチャート

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。

まず、図１を参照して、車両１の全体構成について説明する。図１に示すように、車両１は、エンジン１０と、第１クラッチ２０と、モータ・ジェネレータ３０と、第２クラッチ４０と、変速機５０とを備えている。そして、変速機５０の出力側に、プロペラシャフト、デファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して、駆動輪が動力伝達可能に連結されている。

エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン１０の出力回転数（以下、「エンジン回転数」という。）および出力トルク（以下、「エンジントルクＴＥ」という。）は、アクセル開度に基づいて制御装置６０（後述する）によって燃料噴射量が制御されることにより、制御される。

第１クラッチ２０は、エンジン１０とモータ・ジェネレータ３０との間に介装されている。第１クラッチ２０は、制御装置６０からの第１クラッチ制御指令に基づいて、完接状態、完断状態、スリップ状態のいずれかの状態に制御される。

モータ・ジェネレータ３０は、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルを巻き付けた一般的な同期型モータ・ジェネレータである。モータ・ジェネレータ３０には、制御装置６０からの制御指令に基づいて、インバータ３１により作り出された三相交流が印加される。これにより、モータ・ジェネレータ３０の出力回転数（以下、「モータ回転数」という。）および出力トルク（以下、「モータトルクＴＭ」という。）が制御される。

モータ・ジェネレータ３０は、バッテリ３２からの電力の供給を受けて回転する電動機として機能することができる。また、モータ・ジェネレータ３０は、ロータがエンジン１０または駆動輪から回転エネルギを受ける場合に、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能することもできる。

第２クラッチ４０は、モータ・ジェネレータ３０と変速機５０との間に介装されている。第２クラッチ４０は、制御装置６０からの第２クラッチ制御指令に基づいて、完接状態、完断状態、スリップ状態のいずれかの状態に制御される。

変速機５０は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることで成立する複数の変速段を有する、有段変速機である。変速機５０は、アクセル開度および車速に基づいて決定される制御装置６０からの変速制御指令に基づいて、摩擦係合要素の締結または開放を行うことで、アップシフトまたはダウンシフトを実行する。

制御装置６０は、エンジン１０の制御、第１クラッチ２０の断接制御、モータ・ジェネレータ３０の制御、第２クラッチ４０の断接制御、および変速機５０の変速制御を行う。変速制御装置６０は、少なくとも１つのＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）を備えている。具体的には、例えば、制御装置６０は、エンジン１０を制御するＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、モータ・ジェネレータ３０を制御するＨＣＵ（ハイブリッド・コントロール・ユニット）、変速機５０を制御するＴＣＭ（トランスミッション・コントロール・モジュール）等、各要素を制御するＥＣＵを別個に備えている。なお、制御装置６０は、エンジン１０、第１クラッチ２０、モータ・ジェネレータ３０、第２クラッチ４０および変速機５０を統括して制御する単一のＥＣＵからなるものでもよい。

このような車両１において、第１クラッチ２０および第２クラッチ４０が係合され、変速機５０において所定の変速段が成立している場合、車両１はエンジン１０およびモータ・ジェネレータ３０を駆動源とする走行状態（以下、「ＨＥＶ走行状態」という。）となる。また、上述のＨＥＶ走行状態から、第１クラッチ２０を開放すると、車両１はモータ・ジェネレータ３０を駆動源とする走行状態（以下、「ＥＶ走行状態」という。）となる。

車両１において、変速機５０の入力側に駆動源（エンジン１０、モータ・ジェネレータ３０）からの駆動力が入力されている状態で、変速機５０をアップシフトさせる際には、以下の現象が発生する。すなわち、変速に伴って変速機５０の出力側の回転数がほとんど変化しないのに対し、入力側の回転数が変速比変化分だけ低下することから、この変化分の回転イナーシャが変速ショックとなって現れる。

そこで、本発明では、変速機５０をアップシフトさせる際に、駆動源から変速機５０へ入力されるトルクを低減することで、変速ショックを低減させる。駆動源から変速機５０へ入力されるトルクを低減する具体的な制御内容については後述する。

次に、図２のブロック図を参照して、本発明に係る制御装置６０および周辺の構成要素について説明する。

制御装置６０には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０１からの信号と、車両１の速度を検出する車速センサ１０２からの信号とが入力される入力部６１が設けられている。

また、制御装置６０には、エンジン１０、第１クラッチ２０、モータ・ジェネレータ３０、第２クラッチ４０および変速機５０の制御に用いられる各種情報を記憶する記憶部６２が設けられている。

また、制御装置６０には、入力部６１に入力されたアクセル開度センサ１０１および車速センサ１０２からの信号と、記憶部６２に記憶されている各種情報とに基づいて、エンジン１０、第１クラッチ２０、モータ・ジェネレータ３０、第２クラッチ４０および変速機５０を制御する制御部６３が設けられている。

特に、制御部６３は、変速機５０での変速時に、駆動源から変速機５０へ入力されるトルクの低減を要求するトルクダウン要求を行う。そして、制御装置６０は、このトルクダウン要求を満足するように、エンジン１０、モータ・ジェネレータ３０の少なくとも一方に対して、出力トルクを低減させる制御信号を送信する。

続いて、図３のフローチャートを参照して、本発明において実行される、変速時のトルクダウン制御について説明する。図３に示す処理は、第１クラッチ２０および第２クラッチ４０が係合されたＨＥＶ走行状態において、変速機５０での変速が行われ、駆動源に対してトルクダウン要求がされた場合に実行される。

まず、ステップＳ１で、制御装置６０は、記憶部６２に記憶されているトルクダウン量に基づいて、トルクダウン後の目標トルクＴＴを演算する。記憶部６２には、変速態様に応じて、複数のトルクダウン量が記憶されている。具体的には、例えば、低速段でのアップシフトは、ギヤ比率が大きく、運転者が変速ショックを感じやすい。そこで、そのような場合には、トルクダウン量は大きめに設定されている。

続くステップＳ２で、制御装置６０は、目標トルクＴＴが現時点でのエンジントルクＴＥ_ＮＯＷ以上か否かを判断する。

ステップＳ２で、目標トルクＴＴが現時点でのエンジントルクＴＥ_ＮＯＷ以上であると判断された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。

そして、ステップＳ３で、制御装置６０は、エンジントルクＴＥをＴＥ_ＮＯＷに固定する。具体的には、制御装置６０は、エンジン１０の燃料噴射量を固定する。

続くステップＳ４で、制御装置６０は、モータトルクＴＭを、ＴＴ＝ＴＥ_ＮＯＷ＋ＴＭとなるように低減させる。

一方、ステップＳ２で目標トルクＴＴが現時点でのエンジントルクＴＥ_ＮＯＷ以上でないと判断された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ５に進む。

そして、ステップＳ５で、制御装置６０は、モータトルクＴＭをゼロに固定する。なお、この場合の「ゼロ」とは、モータ・ジェネレータ３０の内部抵抗に相当するトルクをモータ・ジェネレータ３０に発生させることをいう。具体的には、制御装置６０は、モータ・ジェネレータ３０を無負荷状態で回転させる。

続くステップＳ６で、制御装置６０は、エンジントルクＴＥを、ＴＴ＝ＴＥとなるように低減させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、変速時に、トルクダウン要求がされた場合、エンジンおよびモータの一方のトルクを固定し、他方を低減する。これにより、エンジンおよびモータの両方のトルクを同時に制御するのに比べ、制御の対象が一つになり、制御内容が単純化されるとともに、要求トルクに短時間で合わせることができる。そのため、変速機に入力されるトルクを短時間で適切に低減することができ、変速ショックを低減することができる。

また、本実施形態によれば、目標トルクＴＴと現時点でのエンジントルクＴＥ_ＮＯＷの大小を比較し、ＴＴがＴＥ_ＮＯＷ以上である場合には、エンジントルクＴＥをＴＥ_ＮＯＷに固定するとともに、モータトルクＴＭを低減させて、目標トルクＴＴを達成する。

これにより、応答性の高いモータトルクの制御のみによってトルクダウンを実行することができ、トルクダウンの応答性が向上する。そのため、変速ショックを低減しつつ、変速時間を短縮することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、目標トルクＴＴと現時点でのエンジントルクＴＥ_ＮＯＷの大小を比較し、ＴＴがＴＥ_ＮＯＷ以上でない場合には、モータトルクＴＭをゼロに固定するとともに、エンジントルクＴＥを低減させて、目標トルクＴＴを達成する。

これにより、バッテリ３２の電力消費を抑制しつつ、トルクダウンを実行することができる。

なお、上記の実施形態では、目標トルクと現時点のエンジントルクとの大小関係に応じてエンジンおよびモータのいずれのトルクを固定するかを決定したが、エンジンおよびモータのいずれのトルクを固定するかの判断はこれに限定されない。

例えば、バッテリ電圧が低い場合、モータトルクの応答性は低下する。そこで、バッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧が低い場合には、モータトルクを固定してエンジントルクを低減するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、変速機として、複数の摩擦係合要素を有する有段変速機を例に挙げて説明を行ったが、変速機の種類はこれに限定されない。本発明は、ＤＣＴ（デュアル・クラッチ・トランスミッション）、ＣＶＴ（無段変速機）等による変速時にも適用が可能である。

また、上記の実施形態では、エンジンと電動機を駆動源として備えるものを例に挙げて説明を行ったが、駆動源の種類はこれに限定されない。本発明は、例えば、形式、出力等が異なる複数の電動機を駆動源とするものにも適用が可能である。

本発明に係る車両の変速制御装置および変速制御方法は、変速時間の短縮と変速ショックの低減の両立が求められる車両の変速制御装置として有用である。

１ 車両
１０ エンジン
２０ 第１クラッチ
３０ モータ・ジェネレータ
３１ インバータ
３２ バッテリ
４０ 第２クラッチ
５０ 変速機
６０ 制御装置
６１ 入力部
６２ 記憶部
６３ 制御部
１０１ アクセル開度センサ
１０２ 車速センサ

Claims (4)

1. 複数の駆動源からの動力を変速機で変速して出力する車両の変速制御装置であって、
   変速の判断に用いられる情報が入力される入力部と、
   変速時に、前記複数の駆動源のうち、一方の駆動源の出力トルクを固定するとともに、他方の駆動源の出力トルクを低減することで、前記複数の駆動源から前記変速機に入力されるトルクを目標トルクまで低減させる制御部と、を備える
   車両の変速制御装置。
2. 前記目標トルクが変速開始時の前記一方の駆動源の出力トルク以上である場合、前記一方の駆動源の出力トルクを変速開始時の出力トルクに固定するとともに、前記他方の駆動源の出力トルクを低減する、
   請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記目標トルクが変速開始時の前記一方の駆動源の出力トルク以上でない場合、前記他方の駆動源の出力トルクをゼロに固定するとともに、前記一方の駆動源の出力トルクを低減する、
   請求項１に記載の車両の変速制御装置。
4. 複数の駆動源からの動力を変速機で変速して出力する車両の変速制御方法であって、
   変速の判断に用いられる情報に基づく変速時に、前記複数の駆動源のうち、一方の駆動源の出力トルクを固定するとともに、他方の駆動源の出力トルクを低減することで、前記複数の駆動源から前記変速機に入力されるトルクを目標トルクまで低減させる
   車両の変速制御方法。

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