制御装置
【課題】第二係合装置の係合部材間の回転速度差に基づいて、第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う際に、回転速度の検出値に重畳される振動による判定精度の低下を抑制できる制御装置の実現。
【解決手段】内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、車輪の順に設けられた車両用駆動装置を制御する制御装置は、第一係合装置の係合状態で内燃機関と車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置の回転速度差に基づいて、直結係合判定を行う直結係合判定部を備え、直結係合判定部は、回転速度の検出値に表れる車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる制御装置。
【解決手段】内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、車輪の順に設けられた車両用駆動装置を制御する制御装置は、第一係合装置の係合状態で内燃機関と車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置の回転速度差に基づいて、直結係合判定を行う直結係合判定部を備え、直結係合判定部は、回転速度の検出値に表れる車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のような車両用駆動装置として、例えば、下記の特許文献1、2に記載された装置が既に知られている。特許文献1の技術では、内燃機関と回転電機との間の動力伝達経路にダンパが備えられている。
また、特許文献2の技術では、第一係合装置を係合して内燃機関の始動を行っている間は、第二係合装置を滑り係合状態に制御し、内燃機関の始動が完了した後に、第二係合装置を直結係合状態に移行するような始動動制御が行われている。特許文献2の技術では、特許文献2の段落0076に記載されているように、第二係合装置の係合部材間の回転速度差が0近傍である状態が所定時間継続した場合に、第二係合装置の伝達トルク容量を、直結係合状態を維持できる伝達トルク容量まで増加させるように構成されている。
【0003】
しかしながら、特許文献1のように、内燃機関と回転電機がダンパを介して駆動連結された車両用駆動装置において、特許文献2に記載された方法で内燃機関の始動制御を行った場合、第一係合装置の係合が完了したときに生じるトルクショックなどにより、内燃機関と回転電機との間に軸ねじれ振動が励起される恐れがある。このような軸ねじれ振動が生じると、第一係合装置の回転電機側の係合部材の回転速度の検出値に振動が重畳される。これにより、第二係合装置の係合部材間の回転速度差の検出値が振動し、第二係合装置の伝達トルク容量を増加させるタイミングに誤差が生じる恐れがあった。
【0004】
第二係合装置の伝達トルク容量を増加させるタイミングに誤差が生じると、第二係合装置の係合部材間の回転速度差が十分減少していない状態で、伝達トルク容量が増加され、第二係合装置の係合によるトルクショックが生じる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−51484号公報
【特許文献2】特開2007−99141号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、第二係合装置の係合部材間の回転速度差に基づいて、第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う際に、回転速度の検出値に重畳される振動による判定精度の低下を抑制できる制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置の特徴構成は、前記第一係合装置の解放状態且つ前記第二係合装置の係合状態で前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から、前記第一係合装置の係合状態で前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、前記第二係合装置の滑り係合状態で行い、その後前記第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、前記第二係合装置の前記回転電機側の係合部材である第一係合部材の回転速度と、前記第二係合装置の前記車輪側の係合部材である第二係合部材の回転速度との回転速度差に基づいて、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う直結係合判定部を備え、前記直結係合判定部は、前記第一係合部材と前記第二係合部材との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる点にある。
【0008】
なお、本願において「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ている。
【0009】
上記の特徴構成によれば、第一係合装置の解放状態で回転電機と車輪との間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置の係合状態で内燃機関と車輪との間で駆動力が伝達される状態へ移行させるに際して、第二係合装置が滑り係合状態となっているので、第一係合装置を係合することによるトルクショックが車輪に伝達されることを抑制できる。また、第一係合装置を係合することによるトルクショックに起因して、第二係合装置の各係合部材の回転速度の検出値に車両用駆動装置の共振周波数の振動が重畳しやすくなる。上記の特徴構成によれば、第二係合装置が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行う際に、第一係合部材の回転速度及び第二係合部材の回転速度の少なくとも一方の検出値に表れる車両用駆動装置の共振周波数の振動が低減された回転速度が用いられる。よって、第一係合部材の回転速度と第二係合部材の回転速度との回転速度差に重畳する車両用駆動装置の共振周波数の振動を低減することができる。従って、第一係合装置を係合した後に第二係合装置を滑り係合状態から直結係合状態に移行させる際に、振動が低減された回転速度差に基づいて、直結係合判定が行われるので、判定精度を向上させることができ、第二係合部材の係合によるトルクショックが生じることを抑制できる。
【0010】
ここで、前記第一係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記内燃機関と前記回転電機との間に設けられたダンパと前記車両用駆動装置の車体への取付部材とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第一弾性系に起因する共振の周波数である構成とすると好適である。
【0011】
第一係合部材の回転速度の検出値には、上記の第一弾性系に起因する共振周波数の振動が重畳しやすい。上記の構成によれば、第一弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減した回転速度が用いられるので、第一係合部材の回転速度の検出値に重畳した振動を効果的に低減することができる。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができる。
【0012】
また、前記第二係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記車両用駆動装置の車体への取付部材と前記第二係合装置と前記車輪との間に設けられた車軸とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第二弾性系に起因する共振の周波数であると好適である。
【0013】
第二係合部材の回転速度の検出値には、上記の第二弾性系に起因する共振周波数の振動が重畳しやすい。上記の構成によれば、第二弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減した回転速度が用いられるので、第二係合部材の回転速度の検出値に重畳した振動を効果的に低減することができる。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができる。
【0014】
また、前記直結係合判定部は、バンドストップフィルタを用いて、前記所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出すると好適である。
【0015】
この構成によれば、バンドストップフィルタを用いているので、効果的に、所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出することができる。
【0016】
また、前記直結係合判定部は、前記第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行うと好適である。
【0017】
第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させる際に、第一係合装置を介して伝達されるトルクに変動が生じやすく、このトルク変動によって、第一係合部材の回転速度と第二係合部材の回転速度の検出値に、車両用駆動装置の共振周波数の振動が重畳しやすくなる。しかし本発明の構成によれば、このような振動を低減し、高精度に第二係合装置が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行なうことができる。従って、第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に第二係合装置を滑り係合状態から直結係合状態に移行させる際にも、第二係合部材の係合によるトルクショックが生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態に係る直結係合判定部の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係る始動制御の処理を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の弾性系のモデルを示す図である。
【図6】本発明の実施形態とは異なる比較例の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図7】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図8】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図9】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図10】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図11】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図12】本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図13】本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明に係る制御装置30の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の概略構成を示す模式図である。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。この図に示すように、車両用駆動装置1を搭載した車両は、車両の駆動力源として内燃機関であるエンジンEと回転電機MGを備えたハイブリッド車両とされている。車両用駆動装置1には、エンジンEと車輪Wとを結ぶ動力伝達経路2に、エンジンEの側から、第一係合装置CL1、回転電機MG、第二係合装置CL2、の順に設けられている。ここで、第一係合装置CL1は、その係合状態に応じて、エンジンEと回転電機MGとの間の駆動連結を断接する。また、第二係合装置CL2は、その係合状態に応じて、回転電機MGと車輪Wとの間の駆動連結を断接する。本実施形態に係わる車両用駆動装置1には、回転電機MGと車輪Wとの間の動力伝達経路2に変速機構TMが備えられている。そして、第二係合装置CL2は、変速機構TMに備えられた複数の係合装置の中の1つとされている。
【0020】
ハイブリッド車両には、車両用駆動装置1を制御対象とする制御装置30が備えられている。本実施形態に係わる制御装置30は、回転電機MGの制御を行う回転電機制御ユニット32と、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2の制御を行う動力伝達制御ユニット33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御ユニット34と、を有している。また、ハイブリッド車両には、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31も備えられている。
【0021】
制御装置30は、図2及び図3に示すように、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置CL2の回転電機MG側の係合部材である第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1と、第二係合装置CL2の車輪W側の係合部材である第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2との回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの判定である直結係合判定を行う直結係合判定部47を備えている。
そして、直結係合判定部47は、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる点に特徴を有している。
以下、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
【0022】
1.車両用駆動装置1の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
【0023】
エンジンEは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンEのクランクシャフト等のエンジン出力軸Eoが、第一係合装置CL1を介して、回転電機MGに駆動連結された入力軸Iと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンEは、摩擦係合要素である第一係合装置CL1を介して回転電機MGに選択的に駆動連結される。また、エンジン出力軸Eoには、ダンパDPが備えられており、エンジンEの間欠的な燃焼による出力トルク及び回転速度の変動を減衰して、車輪W側に伝達可能に構成されている。
【0024】
回転電機MGは、非回転部材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、を有している。この回転電機MGのロータは、入力軸I及び中間軸Mと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、入力軸I及び中間軸MにエンジンE及び回転電機MGの双方が駆動連結される構成となっている。回転電機MGは、直流交流変換を行うインバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、インバータを介してバッテリからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電した電力を、インバータを介してバッテリに蓄電する。
【0025】
駆動力源が駆動連結される中間軸Mには、変速機構TMが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の係合装置とを備えている。本実施形態では、複数の係合装置の中の一つが、直結係合判定部47により直結係合状態となったかを否か判定される第二係合装置CL2とされる。この変速機構TMは、各変速段の変速比で、中間軸Mの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Oへ伝達する。変速機構TMから出力軸Oへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置DFを介して左右二つの車軸AXに分配されて伝達され、各車軸AXに駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速機構TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力軸Oの回転速度に対する中間軸Mの回転速度の比であり、本願では中間軸Mの回転速度を出力軸Oの回転速度で除算した値である。すなわち、中間軸Mの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力軸Oの回転速度になる。また、中間軸Mから変速機構TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速機構TMから出力軸Oに伝達されるトルクになる。
【0026】
本例では、変速機構TMの複数の係合装置(第二係合装置CL2を含む)、及び第一係合装置CL1は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素である。これらの摩擦係合要素は、供給される油圧を制御することによりその係合圧を制御して伝達トルク容量の増減を連続的に制御することが可能とされている。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。
【0027】
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
【0028】
各摩擦係合要素は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合要素の油圧シリンダに供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合要素は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合要素は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。
【0029】
本実施形態において、係合状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じている状態であり滑り係合状態と直結係合状態とが含まれる。解放状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
【0030】
2.油圧制御系の構成
車両用駆動装置1の油圧制御系は、機械式や電動式の油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TM、並びに第一係合装置CL1や第二係合装置CL2の各摩擦係合要素等に供給される。
【0031】
3.制御装置の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及びエンジン制御装置31の構成について、図2を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等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り、制御装置30の各機能部41〜47などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜47の機能が実現される。
【0032】
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se3を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置30及びエンジン制御装置31に入力される。制御装置30及びエンジン制御装置31は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。
入力回転速度センサSe1は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、回転電機制御ユニット32は、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度(角速度)、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。出力回転速度センサSe2は、出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御ユニット33は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて出力軸Oの回転速度(角速度)を検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、動力伝達制御ユニット33は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて車速を算出する。エンジン回転速度センサSe3は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe3の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度(角速度)を検出する。
【0033】
3−1.エンジン制御装置31
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行うエンジン制御部41を備えている。本実施形態では、エンジン制御部41は、車両制御ユニット34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、エンジン制御装置31は、エンジン始動要求があった場合は、エンジンEの燃焼開始が指令されたと判定して、エンジンEへの燃料供給及び点火を開始するなどして、エンジンEの燃焼を開始する制御を行う。
【0034】
3−2.動力伝達制御ユニット33
動力伝達制御ユニット33は、変速機構TMの制御を行う変速機構制御部43と、第一係合装置CL1の制御を行う第一係合装置制御部44と、エンジンEを始動させるための制御であるエンジン始動制御中に第二係合装置CL2の制御を行う第二係合装置制御部45と、を備えている。
【0035】
3−2−1.変速機構制御部43
変速機構制御部43は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。変速機構制御部43は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた複数の係合装置に供給される油圧を制御することにより、各係合装置を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各係合装置に供給する。
【0036】
3−2−2.第一係合装置制御部44
第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の係合状態を制御する。本実施形態では、第一係合装置制御部44は、車両制御ユニット34から指令された指令圧に基づいて、油圧制御装置PCを介して第一係合装置CL1に供給される油圧を制御する。
【0037】
3−2−3.第二係合装置制御部45
第二係合装置制御部45は、エンジン始動制御中に第二係合装置CL2の係合状態を制御する。本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の一つとされる。本実施形態では、第二係合装置制御部45は、車両制御ユニット34から指令された指令圧に基づいて、油圧制御装置PCを介して第二係合装置CL2に供給される油圧を制御する。
【0038】
3−3.回転電機制御ユニット32
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から回転電機要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令された回転電機要求トルクを出力トルク指令値に設定し、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から目標回転速度が指令されている場合は、回転電機MGの回転速度が目標回転速度に一致するように、フィードバック的に出力トルク指令値を変化させ、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御する回転速度制御を行う。
【0039】
3−4.車両制御ユニット34
車両制御ユニット34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
【0040】
車両制御ユニット34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、中間軸M側から出力軸O側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御ユニット34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、第一係合装置CL1の指令圧、及び第二係合装置CL2の指令圧を算出し、それらを他の制御ユニット32、33及びエンジン制御装置31に指令して統合制御を行う機能部である。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、エンジン始動制御を行う始動制御部46、及び第二係合装置CL2の直結係合判定を行う直結係合判定部47を備えている。
以下、始動制御部46及び直結係合判定部47について詳細に説明する。
【0041】
3−4−1.始動制御部46
本実施形態では、直結係合判定部47の処理はエンジン始動制御中に実行されるため、まず、直結係合判定部47の処理の前提となる始動制御部46によるエンジン始動制御について、図4に示すタイムチャートを参照して説明する。本実施形態では、始動制御部46は、第一係合装置CL1を係合させる第一係合制御を実行することにより、回転電機MGのトルクをエンジンEに伝達してエンジンEの回転を上昇させ、エンジンEを始動させる。すなわち、本実施形態におけるエンジン始動制御には、第二係合装置CL2の滑り係合中に第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させる制御である第一係合装置係合制御を含んでいる。
すなわち、この始動制御部46は、第一係合制御を実行する機能部である第一係合制御部を含むと共に、エンジンE、回転電機MG、第一係合装置CL1、第二係合装置CL2などを統合して、エンジンEの始動制御を実行する機能部である。
【0042】
始動制御部46は、第一係合装置CL1が解放状態であって、回転電機MGが回転駆動されている状態から、第一係合装置CL1を係合させて、エンジンEの回転速度を上昇させる。
また、本実施形態では、始動制御部46は、エンジン始動制御中に、第二係合装置CL2が係合部材間に回転速度差Δωを有しつつ、トルクを伝達する滑り係合状態となるように制御する出力側スリップ制御の実行を指令する。第二係合装置CL2が滑り係合状態に制御されることにより、第一係合装置CL1の係合及びエンジンEの始動により生じるトルクショックが、第二係合装置CL2から車輪W側に伝達されないようにすることができる。
【0043】
始動制御部46は、エンジンEが燃焼を停止しており、回転電機MGが回転している状態で、アクセル開度が増加する、又はバッテリの充電量が低下するなどして、エンジンEの始動条件が成立した場合に、一連のエンジン始動制御を開始する(時刻t01)。
【0044】
本実施形態では、車両制御ユニット34は、第一係合装置CL1が解放状態である場合は、回転電機要求トルクに、車両要求トルクの値を設定する。
本実施形態では、始動制御部46は、エンジン始動制御を開始した場合に、出力側スリップ制御を開始する。すなわち、始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態である場合は、滑り係合状態にするため、第二係合装置CL2に供給される油圧の指令圧を減少させる。図4に示す例では、第二係合装置CL2の指令圧を、完全係合圧からステップ的に減少させた後、連続的に次第に減少させている。ここで、完全係合圧とは、駆動力源から第二係合装置CL2に伝達されるトルクが変動しても滑りのない係合状態を維持できる油圧である。
なお、本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の1つであり、変速段に応じて設定される。
【0045】
始動制御部46は、第二係合装置CL2の係合部材間に回転速度差が生じた場合に、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定し、第二係合装置CL2の指令圧の減少を終了するとともに、第二係合装置CL2における回転電機MG側の係合部材(第一係合部材50)の回転速度(第一回転速度ω1)を車輪側の係合部材(第二係合部材51)の回転速度(第二回転速度ω2)より高くする制御を開始する。
【0046】
本実施形態では、始動制御部46は、第一回転速度ω1と第二回転速度ω2との回転速度差Δωが所定値以上になった場合に、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定する。そして、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定された場合に、回転電機MGの回転速度を目標回転速度に一致させるように、回転電機MGの出力トルクを調整する回転速度制御を回転電機制御ユニット32に開始させる。目標回転速度は、第二回転速度ω2より所定値だけ高く設定される。ここで、第二回転速度ω2は、出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)を中間軸M(回転電機MG)側の回転速度相当に換算した回転速度であり、出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)に変速機構TMの変速比Rを乗算した回転速度となる。よって、第二回転速度ω2と回転電機MGの回転速度(第一回転速度ω1)との回転速度差Δωが、第二係合装置CL2の回転速度差相当となる。
【0047】
本実施形態では、始動制御部46は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に制御している間に、車両要求トルクに応じて、第二係合装置CL2の指令圧を設定するように構成されている。これにより、第二係合装置CL2が滑り係合状態である場合にも、第二係合装置CL2のスリップトルクにより、車両要求トルクに相当するトルクを車輪W側に伝達することができる。本実施形態では、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定されてから第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定されるまで(時刻t02から時刻t04まで)の期間は、第二係合装置CL2の指令圧を車両要求トルクに応じて設定するトルク容量制御を実行する。そして、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定されてから第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定されるまで(時刻t04から時刻t05まで)の期間は、第二係合装置CL2の指令圧を、車両要求トルクに応じて設定された値に対して回転電機MGの回転速度変化に応じた補正を加えた値に設定する容量決定制御を実行する。
【0048】
また、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定した場合に、第一係合装置CL1の係合を開始する(時刻t02)。本実施形態では、始動制御部46は、第一係合装置CL1に供給される油圧の指令圧を増加させる。指令圧の増加により第一係合装置CL1の伝達トルク容量が増加し、当該伝達トルク容量のトルクが第一係合装置CL1からエンジンE側に伝達されると、エンジンの回転速度が上昇を開始する。
始動制御部46は、エンジンの回転速度が燃焼開始速度まで上昇した場合に、エンジン制御装置31に指令して、エンジンEの燃焼(点火)を開始させる(時刻t03)。エンジンの回転速度が、回転電機MGの回転速度まで上昇して、第一係合装置CL1の回転速度差がなくなった場合(時刻t04)に、第一係合装置CL1は直結係合状態になる。始動制御部46は、第一係合装置CL1の回転速度差が所定値以下まで減少した場合に、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定して、第一係合装置CL1の指令圧を完全係合圧まで次第に増加させるスイープアップ制御を開始する(時刻t04)。
また、始動制御部46は、第一係合装置CL1が直結係合状態となったと判定した場合に、車両要求トルクに基づいて設定したエンジン要求トルクを、エンジン制御装置31に指令し、エンジンEのトルク制御を開始する(時刻t04)。
第一係合装置CL1が直結係合状態になると、エンジンEの出力トルクが、エンジンE側から回転電機MG側に伝達されるようになる。このエンジンEの出力トルクの伝達に対して、回転電機MGの回転速度を目標回転速度に維持するために、回転電機MGの出力トルクがフィードバック的に低下している(時刻t04から時刻t05)。
【0049】
始動制御部46は、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定した後、回転電機の目標回転速度を次第に減少させ、回転電機MGの回転速度を第二回転速度ω2まで低下させる。
直結係合判定部47は、後述するように、第二係合装置CL2の回転速度差Δωが所定値以下まで減少した場合に、第二係合装置CL2が直結係合状態となったと判定する(時刻t05)。
始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定された場合に、第二係合装置CL2の指令圧を完全係合圧まで次第に増加させるスイープアップ制御を開始する(時刻t05)。また、始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定された場合に、車両要求トルクに基づいて設定した回転電機要求トルクを、回転電機制御ユニット32に指令し、回転電機MGのトルク制御を開始する(時刻t05)。始動制御部46は、回転電機要求トルクを、エンジン要求トルクと回転電機要求トルクの合計が車両要求トルクに一致するように設定する。
そして、始動制御部46は、第二係合装置CL2の指令圧が完全係合圧まで増加された場合に、一連の始動制御を終了する(時刻t06)。
【0050】
3−4−2.直結係合判定部47
次に、直結係合判定部47について詳細に説明する。
直結係合判定部47は、上記したように、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置CL2の回転電機MG側の第一係合部材50の第一回転速度ω1と、第二係合装置CL2の車輪W側の第二係合部材51の第二回転速度ω2との回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの判定である直結係合判定を行う機能部である。
直結係合判定部47は、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる。
【0051】
本実施形態では、直結係合判定部47は、上記したエンジン始動制御のように、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定を行うように構成されている。
また、本実施形態では、直結係合判定部47は、第一係合装置CL1を解放状態から滑り係合状態とし、当該滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定を行うように構成されている。
【0052】
3−4−2−1.車両用駆動装置1の弾性系
まず、車両用駆動装置1の弾性系について説明する。図5に、車両用駆動装置1の弾性系のモデルを示す。
上記のように、エンジン始動制御中に直結係合判定部47が直結係合判定を行う際には、第一係合装置CL1は直結係合状態であり、第二係合装置CL2は滑り係合状態である。
このため、車両用駆動装置1の動力伝達経路2の弾性系は、第二係合装置CL2に対して回転電機MG側と車輪W側とで別の弾性系になる。
第二係合装置CL2の回転電機MG側の弾性系(以下、入力弾性系と称す)は、エンジンの慣性モーメントと回転電機の慣性モーメントとを有し、エンジンの慣性モーメントと回転電機の慣性モーメントとの間が弾性を有するダンパDPなどにより連結された、2慣性の軸ねじれ振動の弾性系にモデル化できる。
一方、第二係合装置CL2の車輪Wの弾性系(以下、出力弾性系と称す)は、車輪Wを介して車軸AXに作用する車両の慣性モーメントと変速機構の慣性モーメントとを有し、車両の慣性モーメントと変速機構の慣性モーメントとの間が弾性を有する車軸AXなどにより連結された、2慣性の軸ねじれ振動の弾性系にモデル化できる。
【0053】
また、車両用駆動装置1は、円筒状の駆動装置ケースCSを備えており、駆動装置ケースCSは、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、入力軸I、中間軸M、及び係合装置CL1、CL2などの回転部材を内部に収容すると共に回転可能に支持している。また、駆動装置ケースCSは、回転速度センサSe1、Se2を内部に収容すると共に回転速度センサSe1、Se2の非回転部材側を支持している。
駆動装置ケースCSは、弾性を有するブッシュなどの取付部材52を介して車体BDに取り付けられている。よって、駆動装置ケースCSは、中間軸Mなどの車両用駆動装置1の回転部材と同軸周りに、車体BDに対して軸ねじれ振動を生じる弾性系(以下、ケース弾性系と称す)にモデル化できる。
【0054】
各軸ねじれ振動の弾性系は、各部材の慣性モーメントの大きさ、ねじりばね定数の大きさに応じて定まる共振周波数を有する。よって、各軸ねじれ振動の弾性系の共振周波数は通常、互いに異なる周波数となる。
例えば、第二係合装置CL2に対して回転電機MG側の入力弾性系は、次式(1)で表せるような共振周波数f1を有する。
f1=1/(2π)×√(Kdp×(1/Je+1/Jm)) ・・・(1)
ここで、Kdpは、ダンパDPのねじりばね定数であり、Jeは、エンジンの慣性モーメントであり、Jmは、回転電機MGの慣性モーメントである。
【0055】
よって、第二係合装置CL2の回転電機MG側の第一回転速度ω1には、入力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が生じやすくなる。
また、第二係合装置CL2に対して車輪W側の第二回転速度ω2には、出力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が生じやすくなる。
【0056】
回転速度センサSe1、Se2の非回転部材側は、駆動装置ケースCSに固定されているため、駆動装置ケースCSが軸ねじれ振動した場合、各回転速度センサSe1、Se2の検出値に当該軸ねじれ振動が重畳する。よって、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて検出される第一回転速度ω1には、ケース弾性系の共振周波数の振動が生じやすくなる。また、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて検出される第二回転速度ω2にも、ケース弾性系の共振周波数の振動が生じやすくなる。
【0057】
3−4−2−2.エンジン始動制御中の共振振動
エンジン始動制御中は、エンジンEの始動、係合装置CL1、CL2の係合及び解放に伴いトルクショックが生じやすい。このトルクショックにより、車両用駆動装置1の各弾性系に、各弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起されやすくなる。
図6に、エンジンの回転速度の上昇開始(時刻t11)から第二係合装置CL2の直結係合(時刻t15)までのエンジン始動制御中のタイムチャートの例を示している。
第一係合装置CL1の直結係合及びエンジンEの始動などにより、入力弾性系にトルクショックが伝達され、入力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、入力回転速度センサSe1により検出される中間軸Mの回転速度(入力回転速度ωin)に、当該共振周波数の振動が重畳している(時刻t12以降)。
また、エンジン始動制御により、駆動装置ケースCSが支持しているエンジンE及び回転電機MGなどの非回転部材にトルクショックが伝達され、ケース弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、出力回転速度センサSe2により検出される出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)及び入力回転速度センサSe1により検出される中間軸Mの回転速度(入力回転速度ωin)に、同じ共振周波数であって同じ振幅の振動が重畳している。
【0058】
また、図6の例には示されていないが、第二係合装置CL2の伝達トルク容量の変化などにより、出力弾性系にトルクショックが伝達され、出力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、出力回転速度センサSe2により検出される出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)に、当該共振周波数の振動が重畳する。
【0059】
従って、入力回転速度センサSe1により検出される入力回転速度ωinには、入力弾性系の共振周波数及びケース弾性系の共振周波数の振動が重畳する。すなわち、入力回転速度ωinには、入力弾性系及びケース弾性系を合わせた弾性系(以下、第一弾性系と称す)の共振周波数の振動が重畳する。
また、出力回転速度センサSe2により検出される出力回転速度ωoutには、出力弾性系の共振周波数及びケース弾性系の共振周波数の振動が重畳する。すなわち、出力回転速度ωoutには、出力弾性系及びケース弾性系を合わせた弾性系(以下、第二弾性系と称す)の共振周波数の振動が重畳する。
【0060】
3−4−2−3.共振振動による誤判定
本実施形態では、直結係合判定部47は、出力回転速度ωoutに変速機構TMの変速比Rを乗算して、中間軸M側の回転速度相当に換算した回転速度(第二回転速度ω2)と、入力回転速度ωin(第一回転速度ω1)との回転速度差Δωに基づいて直結係合判定を行うように構成されている。
このため、図6の例に示すように、変速機構TMの変速比Rが1より大きい(例えば、R=3)場合は、第二回転速度ω2は、出力回転速度ωoutより大きくなる。エンジン始動制御は、低車速で行われる頻度が高いため、変速機構TMの変速比は、1より大きく設定される頻度が高くなる。
このため、図6の例に示すように、出力回転速度ωoutに重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅が増幅されて、第二回転速度ω2の振動の振幅となる。従って、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅よりも大きくなっている。
【0061】
このように、図6に示す例では、第一回転速度ω1には、比較的大きい振幅の入力弾性系の共振振動が重畳し、第二回転速度ω2には、比較的大きい振幅のケース弾性系の共振振動が重畳している。
本実施形態に係わる直結係合判定部47とは異なり、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に対して共振周波数の振動を低減させていない回転速度を用いて、直結係合判定を行うように構成した比較例の場合は、図6の例に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している振動により、回転速度差Δωが振動している。このため、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻t13)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t15)よりもかなり前に、直結係合状態になったと誤判定されている(時刻t14)。
【0062】
3−4−2−4.共振振動に対する直結係合判定部47
この共振振動による直結係合の誤判定を抑制するため、本実施形態に係わる直結係合判定部47は、直結係合判定を行うに際して、上記したように、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いるように構成されている。
本実施形態では、第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1の検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数は、エンジンEと回転電機MGとの間に設けられたダンパDPと車両用駆動装置1の車体BDへの取付部材52とを少なくとも含む車両用駆動装置1の第一弾性系に起因する共振の周波数である。
第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2の検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数は、車両用駆動装置1の車体BDへの取付部材52と第二係合装置CL2と車輪Wとの間に設けられた車軸AXとを少なくとも含む車両用駆動装置1の第二弾性系に起因する共振の周波数である。
【0063】
図3に、振動を低減させる対象係合部材を、第一係合部材50及び第二係合部材51の双方とした場合の直結係合判定部47の構成を示す。
図3に示す実施形態では、直結係合判定部47は、上記したように、入力回転速度ωinの値を、第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1として設定し、出力回転速度ωoutに変速比Rを乗算した値を、第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2として設定するように構成されている。
【0064】
本実施形態では、直結係合判定部47は、バンドストップフィルタを用いて、所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出するように構成されている。なお、バンドストップフィルタは、ノッチフィルタ、バンドカットフィルタとも称される。
図3に示す実施形態では、直結係合判定部47は、第一回転速度ω1に対して所定の周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、フィルタ後第一回転速度ω1_fltを算出する第一バンドストップフィルタ60と、第二回転速度ω2に対して所定の周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、フィルタ後第二回転速度ω2_fltを算出する第二バンドストップフィルタ61と、を備えている。
【0065】
第一バンドストップフィルタ60のフィルタ周波数帯域は、入力弾性系及びケース弾性系を合わせた第一弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている。第二バンドストップフィルタ61のフィルタ周波数帯域は、出力弾性系及びケース弾性系を合わせた第二弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている。
なお、各バンドストップフィルタ60、61のフィルタ周波数帯域は、各弾性系が有する複数の異なる共振周波数に対応して複数の異なる周波数帯域に設定されても良く、或いは、振幅が最大になる1つの共振周波数に対応した1つの周波数帯域に設定されても良い。各バンドストップフィルタ60、61の周波数帯域が、複数の異なる周波数帯域に設定される場合は、各バンドストップフィルタ60、61が、各周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタを複数備えるように構成されてもよい。
【0066】
そして、図3に示す実施形態では、直結係合判定部47に備えられた判定部62は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltとフィルタ後第二回転速度ω2_fltとの回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行うように構成されている。
直結係合判定は、例えば、回転速度差Δωの大きさが所定閾値以下になった場合に、直結係合状態になったと判定するように構成することができる。直結係合判定部47の判定結果は、始動制御部46など他の機能部の処理に用いられる。
以下で、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1のみである場合、第二回転速度ω2のみである場合、及び第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2の双方である場合の各制御挙動を説明する。
【0067】
3−4−2−5.第一回転速度ω1の振動低減
まず、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1のみである場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第一バンドストップフィルタ60のみを備え、第二バンドストップフィルタ61を備えないように構成されている。よって、直結係合判定部47は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltと第二回転速度ω2の回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0068】
<入力弾性系の振動低減>
図7に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。この例は、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい弾性系の共振周波数の振動を低減するように構成された場合である。なお、図7は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0069】
図7の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動のみが低減され、ケース弾性系の共振周波数の振動が低減されていない回転速度となる。
図7に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい入力弾性系の共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻23)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t25)の直前(時刻t24)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。
また、この場合は、フィルタ後第一回転速度ω1_flt及び第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動が同位相で振動しているため、これらの回転速度差Δωの振幅が大きくなることを抑制できている。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができている。すなわち、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動を双方とも低減せずに、入力側弾性系の共振振動のみを低減することによっても、直結係合判定の精度を向上することができている。
【0070】
<入力弾性系及びケース弾性系の振動低減>
図8に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域、及びケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。なお、図8は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0071】
図8の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動及びケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻33)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t35)の直前(時刻t34)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。
【0072】
3−4−2−6.第二回転速度ω2の振動低減
次に、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第二回転速度ω2のみである場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第二バンドストップフィルタ61のみを備え、第一バンドストップフィルタ60を備えないように構成されている。よって、直結係合判定部47は、第一回転速度ω1とフィルタ後第二回転速度ω2_fltの回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0073】
<ケース弾性系の振動低減>
図9に、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。なお、図9は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0074】
図9の例に示すように、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減された回転速度となる。
図9に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、2番目に振幅が大きい共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミング(時刻t44)が、図6の比較例と比べて、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t45)に近づいている。すなわち、直結係合状態の判定タイミングの誤判定を抑制できている。
また、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅より、変速比Rが乗算されて増幅された分だけ大きくなっている。よって、ケース弾性系の共振振動の低減を、第一回転速度ω1に対して行うよりも、第二回転速度ω2に対して行う方が、効果的にケース弾性系の共振振動を低減することができる。
【0075】
3−4−2−7.第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2の振動低減
次に、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2である場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第一バンドストップフィルタ60及び第二バンドストップフィルタ61を備えるように構成されている。よって、直結係合判定部47は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltとフィルタ後第二回転速度ω2_fltの回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0076】
<入力弾性系及びケース弾性系の振動低減>
図10に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さており、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さている場合の制御挙動の例を示す。なお、図10は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0077】
図10の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動のみが低減され、ケース弾性系の共振周波数の振動が低減されていない回転速度となる。また、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
図10に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい共振振動及び2番目に振幅が大きい共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻53)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t55)の直前(時刻t54)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。また、上記の図7から図9の例に比べ、更に直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに近づけることができている。
【0078】
上記したように、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、変速比Rが乗算されて増幅されていないため、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅より小さくなっている。よって、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の低減を行わなくても、回転速度差Δωの振幅を大幅に低減し、直結係合判定の判定精度を向上することができる。また、第一回転速度ω1に対して、ケース弾性系の共振振動の低減を行う処理を行っていないため、演算負荷の増加を抑制できる。よって、演算負荷の増加を抑制しつつ、効果的に判定精度を向上することができる。
【0079】
<全弾性系の振動低減>
図11に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域、及びケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さており、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さている場合の制御挙動の例を示す。なお、図11は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0080】
図11の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動及びケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。また、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
このため、回転速度差Δωの振動が、図6に示した比較例の場合と比べ、ほぼゼロまで低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻63)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t65)の直前(時刻t64)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。また、上記の図7から図10の例に比べても、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに最も近づけることができている。
【0081】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【0082】
(1)上記の実施形態においては、変速機構TMの複数の係合装置の中の1つが、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、車両用駆動装置1は、図12に示すように、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路に更に係合装置を備え、当該係合装置が、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされるように構成されてもよい。或いは、図12に示す車両用駆動装置1において、変速機構TMが備えられないように構成されてもよい。
【0083】
或いは、車両用駆動装置1は、図13に示すように、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路に更にトルクコンバータTCを備え、トルクコンバータTCの入出力部材間を直結係合状態にするロックアップクラッチが、エンジン始動制御中に滑り係合状態又は解放状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされるように構成されてもよい。
【0084】
(2)上記の実施形態においては、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2が油圧により制御される係合装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の一方又は双方は、油圧以外の駆動力、例えば、電磁石の駆動力、サーボモータの駆動力など、により制御される係合装置であってもよい。
【0085】
(3)上記の実施形態においては、変速機構TMが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速機構TMが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置にされるように構成されてもよい。この場合も、変速機構TMに備えられた係合装置が、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされ、或いは変速機構TMとは別に設けられた係合装置が第二係合装置CL2とされてもよい。
【0086】
(4)上記の実施形態において、制御装置30は、複数の制御ユニット32〜34を備え、これら複数の制御ユニット32〜34が分担して複数の機能部41〜47を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、制御装置30は、上述した複数の制御ユニット32〜34を任意の組み合わせで統合又は分離した制御装置として備えるようにしてもよく、複数の機能部41〜47の分担も任意に設定することができる。
【0087】
(5)上記の実施形態において、第二係合装置CL2の第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1が、入力回転速度ωin(中間軸Mの回転速度)に設定され、第二係合装置CL2の第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2が、出力回転速度ωout(出力軸Oの回転速度)に変速機構TMの変速比Rを乗算した回転速度に設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一係合部材50と中間軸Mとの間に入力側ギア機構が介在し、第二係合部材51と出力軸Oとの間に出力側ギア機構が介在する場合には、直結係合判定部47は、入力回転速度ωinを入力側ギア機構の変速比で除算した回転速度を第一回転速度ω1に設定し、出力回転速度ωoutに出力側ギア機構の変速比を乗算した回転速度を第二回転速度ω2に設定するように構成されてもよい。この場合も、出力側ギア機構の変速比に入力側ギア機構の変速比を乗算した値が、変速機構TMの変速比Rになる。
【0088】
(6)上記の実施形態において、中間軸Mに備えられた入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて、第一回転速度ω1が設定される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二係合装置CL2の第一係合部材50と一体回転する各部材のいずれかの回転速度を検出する回転速度センサの入力信号に基づいて、第一回転速度ω1が設定されるように構成されてもよい。
【0089】
(7)上記の実施形態において、出力軸Oに備えられた出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて、第二回転速度ω2が設定される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二係合装置CL2の第二係合部材51と一体回転する各部材のいずれかの回転速度を検出する回転速度センサの入力信号に基づいて、第二回転速度ω2が設定されるように構成されてもよい。
【0090】
(8)上記の実施形態において、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定は、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるエンジン始動制御の際に行われる場合を例として説明した。またこの際、第一係合装置CL1の滑り係合中にエンジンEの燃焼(点火)を開始する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定は、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときであれば、どのような制御を行うときに行われてもよい。例えば、エンジン始動制御でも、第一係合装置CL1を直結係合した後にエンジンEの燃焼(点火)を行う場合にも、同様に実施できる。また、車両用駆動装置1がエンジン始動用のスタータモータを備える場合には、当該スタータモータによるエンジンEの始動制御と共に第二係合装置CL2を滑り係合状態に移行させてから第一係合装置CL1を係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を直結係合状態へ移行させるときに、上述した直結係合判定を行うように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、エンジンEが既に始動されている状態で、行われてもよい。すなわち、エンジンEの運転中に、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、第一係合装置CL1を解放状態から滑り係合状態へ移行させてから第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させた後に、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、エンジン始動制御などの制御を開始する前に、第二係合装置CL2が滑り係合状態である場合は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に維持したままで、第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
【0091】
(9)上記の実施形態において、エンジンEと回転電機MGとの間の動力伝達経路にダンパDPが備えられ、直結係合判定部47が低減する共振周波数の振動の要因となる第一弾性系にダンパDPが少なくとも含まれる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、エンジンEと回転電機MGとの間の動力伝達経路にダンパDPが備えられず、直結係合判定部47が低減する共振周波数の振動の要因となる第一弾性系にダンパDPが含まれず、入力軸I及びエンジン出力軸Eoが少なくとも含まれるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0093】
ω1 :第一回転速度(第一係合部材の回転速度)
ω2 :第二回転速度(第二係合部材の回転速度)
ω1_flt:フィルタ後第一回転速度
ω2_flt:フィルタ後第二回転速度
Δω :回転速度差
ωin :入力回転速度
ωout :出力回転速度
1 :車両用駆動装置
2 :動力伝達経路
30 :制御装置
31 :エンジン制御装置
32 :回転電機制御ユニット
33 :動力伝達制御ユニット
34 :車両制御ユニット
41 :エンジン制御部
42 :回転電機制御部
43 :変速機構制御部
44 :第一係合装置制御部
45 :第二係合装置制御部
46 :始動制御部
47 :直結係合判定部
50 :第一係合部材
51 :第二係合部材
52 :取付部材
60 :第一バンドストップフィルタ
61 :第二バンドストップフィルタ
62 :判定部
AX :車軸
BD :車体
CL1 :第一係合装置
CL2 :第二係合装置
CS :駆動装置ケース
DF :出力用差動歯車装置
DP :ダンパ
Eo :エンジン出力軸
I :入力軸
O :出力軸
M :中間軸
E :エンジン(内燃機関)
MG :回転電機
TM :変速機構
PC :油圧制御装置
R :変速比
Se1 :入力回転速度センサ
Se2 :出力回転速度センサ
Se3 :エンジン回転速度センサ
W :車輪
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のような車両用駆動装置として、例えば、下記の特許文献1、2に記載された装置が既に知られている。特許文献1の技術では、内燃機関と回転電機との間の動力伝達経路にダンパが備えられている。
また、特許文献2の技術では、第一係合装置を係合して内燃機関の始動を行っている間は、第二係合装置を滑り係合状態に制御し、内燃機関の始動が完了した後に、第二係合装置を直結係合状態に移行するような始動動制御が行われている。特許文献2の技術では、特許文献2の段落0076に記載されているように、第二係合装置の係合部材間の回転速度差が0近傍である状態が所定時間継続した場合に、第二係合装置の伝達トルク容量を、直結係合状態を維持できる伝達トルク容量まで増加させるように構成されている。
【0003】
しかしながら、特許文献1のように、内燃機関と回転電機がダンパを介して駆動連結された車両用駆動装置において、特許文献2に記載された方法で内燃機関の始動制御を行った場合、第一係合装置の係合が完了したときに生じるトルクショックなどにより、内燃機関と回転電機との間に軸ねじれ振動が励起される恐れがある。このような軸ねじれ振動が生じると、第一係合装置の回転電機側の係合部材の回転速度の検出値に振動が重畳される。これにより、第二係合装置の係合部材間の回転速度差の検出値が振動し、第二係合装置の伝達トルク容量を増加させるタイミングに誤差が生じる恐れがあった。
【0004】
第二係合装置の伝達トルク容量を増加させるタイミングに誤差が生じると、第二係合装置の係合部材間の回転速度差が十分減少していない状態で、伝達トルク容量が増加され、第二係合装置の係合によるトルクショックが生じる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−51484号公報
【特許文献2】特開2007−99141号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、第二係合装置の係合部材間の回転速度差に基づいて、第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う際に、回転速度の検出値に重畳される振動による判定精度の低下を抑制できる制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置の特徴構成は、前記第一係合装置の解放状態且つ前記第二係合装置の係合状態で前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から、前記第一係合装置の係合状態で前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、前記第二係合装置の滑り係合状態で行い、その後前記第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、前記第二係合装置の前記回転電機側の係合部材である第一係合部材の回転速度と、前記第二係合装置の前記車輪側の係合部材である第二係合部材の回転速度との回転速度差に基づいて、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う直結係合判定部を備え、前記直結係合判定部は、前記第一係合部材と前記第二係合部材との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる点にある。
【0008】
なお、本願において「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ている。
【0009】
上記の特徴構成によれば、第一係合装置の解放状態で回転電機と車輪との間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置の係合状態で内燃機関と車輪との間で駆動力が伝達される状態へ移行させるに際して、第二係合装置が滑り係合状態となっているので、第一係合装置を係合することによるトルクショックが車輪に伝達されることを抑制できる。また、第一係合装置を係合することによるトルクショックに起因して、第二係合装置の各係合部材の回転速度の検出値に車両用駆動装置の共振周波数の振動が重畳しやすくなる。上記の特徴構成によれば、第二係合装置が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行う際に、第一係合部材の回転速度及び第二係合部材の回転速度の少なくとも一方の検出値に表れる車両用駆動装置の共振周波数の振動が低減された回転速度が用いられる。よって、第一係合部材の回転速度と第二係合部材の回転速度との回転速度差に重畳する車両用駆動装置の共振周波数の振動を低減することができる。従って、第一係合装置を係合した後に第二係合装置を滑り係合状態から直結係合状態に移行させる際に、振動が低減された回転速度差に基づいて、直結係合判定が行われるので、判定精度を向上させることができ、第二係合部材の係合によるトルクショックが生じることを抑制できる。
【0010】
ここで、前記第一係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記内燃機関と前記回転電機との間に設けられたダンパと前記車両用駆動装置の車体への取付部材とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第一弾性系に起因する共振の周波数である構成とすると好適である。
【0011】
第一係合部材の回転速度の検出値には、上記の第一弾性系に起因する共振周波数の振動が重畳しやすい。上記の構成によれば、第一弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減した回転速度が用いられるので、第一係合部材の回転速度の検出値に重畳した振動を効果的に低減することができる。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができる。
【0012】
また、前記第二係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記車両用駆動装置の車体への取付部材と前記第二係合装置と前記車輪との間に設けられた車軸とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第二弾性系に起因する共振の周波数であると好適である。
【0013】
第二係合部材の回転速度の検出値には、上記の第二弾性系に起因する共振周波数の振動が重畳しやすい。上記の構成によれば、第二弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減した回転速度が用いられるので、第二係合部材の回転速度の検出値に重畳した振動を効果的に低減することができる。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができる。
【0014】
また、前記直結係合判定部は、バンドストップフィルタを用いて、前記所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出すると好適である。
【0015】
この構成によれば、バンドストップフィルタを用いているので、効果的に、所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出することができる。
【0016】
また、前記直結係合判定部は、前記第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行うと好適である。
【0017】
第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させる際に、第一係合装置を介して伝達されるトルクに変動が生じやすく、このトルク変動によって、第一係合部材の回転速度と第二係合部材の回転速度の検出値に、車両用駆動装置の共振周波数の振動が重畳しやすくなる。しかし本発明の構成によれば、このような振動を低減し、高精度に第二係合装置が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行なうことができる。従って、第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に第二係合装置を滑り係合状態から直結係合状態に移行させる際にも、第二係合部材の係合によるトルクショックが生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態に係る直結係合判定部の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係る始動制御の処理を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の弾性系のモデルを示す図である。
【図6】本発明の実施形態とは異なる比較例の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図7】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図8】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図9】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図10】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図11】本発明の実施形態に係わる制御装置の制御挙動を説明するタイムチャートである。
【図12】本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図13】本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明に係る制御装置30の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の概略構成を示す模式図である。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。この図に示すように、車両用駆動装置1を搭載した車両は、車両の駆動力源として内燃機関であるエンジンEと回転電機MGを備えたハイブリッド車両とされている。車両用駆動装置1には、エンジンEと車輪Wとを結ぶ動力伝達経路2に、エンジンEの側から、第一係合装置CL1、回転電機MG、第二係合装置CL2、の順に設けられている。ここで、第一係合装置CL1は、その係合状態に応じて、エンジンEと回転電機MGとの間の駆動連結を断接する。また、第二係合装置CL2は、その係合状態に応じて、回転電機MGと車輪Wとの間の駆動連結を断接する。本実施形態に係わる車両用駆動装置1には、回転電機MGと車輪Wとの間の動力伝達経路2に変速機構TMが備えられている。そして、第二係合装置CL2は、変速機構TMに備えられた複数の係合装置の中の1つとされている。
【0020】
ハイブリッド車両には、車両用駆動装置1を制御対象とする制御装置30が備えられている。本実施形態に係わる制御装置30は、回転電機MGの制御を行う回転電機制御ユニット32と、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2の制御を行う動力伝達制御ユニット33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御ユニット34と、を有している。また、ハイブリッド車両には、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31も備えられている。
【0021】
制御装置30は、図2及び図3に示すように、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置CL2の回転電機MG側の係合部材である第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1と、第二係合装置CL2の車輪W側の係合部材である第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2との回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの判定である直結係合判定を行う直結係合判定部47を備えている。
そして、直結係合判定部47は、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる点に特徴を有している。
以下、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
【0022】
1.車両用駆動装置1の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
【0023】
エンジンEは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンEのクランクシャフト等のエンジン出力軸Eoが、第一係合装置CL1を介して、回転電機MGに駆動連結された入力軸Iと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンEは、摩擦係合要素である第一係合装置CL1を介して回転電機MGに選択的に駆動連結される。また、エンジン出力軸Eoには、ダンパDPが備えられており、エンジンEの間欠的な燃焼による出力トルク及び回転速度の変動を減衰して、車輪W側に伝達可能に構成されている。
【0024】
回転電機MGは、非回転部材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、を有している。この回転電機MGのロータは、入力軸I及び中間軸Mと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、入力軸I及び中間軸MにエンジンE及び回転電機MGの双方が駆動連結される構成となっている。回転電機MGは、直流交流変換を行うインバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、インバータを介してバッテリからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電した電力を、インバータを介してバッテリに蓄電する。
【0025】
駆動力源が駆動連結される中間軸Mには、変速機構TMが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の係合装置とを備えている。本実施形態では、複数の係合装置の中の一つが、直結係合判定部47により直結係合状態となったかを否か判定される第二係合装置CL2とされる。この変速機構TMは、各変速段の変速比で、中間軸Mの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Oへ伝達する。変速機構TMから出力軸Oへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置DFを介して左右二つの車軸AXに分配されて伝達され、各車軸AXに駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速機構TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力軸Oの回転速度に対する中間軸Mの回転速度の比であり、本願では中間軸Mの回転速度を出力軸Oの回転速度で除算した値である。すなわち、中間軸Mの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力軸Oの回転速度になる。また、中間軸Mから変速機構TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速機構TMから出力軸Oに伝達されるトルクになる。
【0026】
本例では、変速機構TMの複数の係合装置(第二係合装置CL2を含む)、及び第一係合装置CL1は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素である。これらの摩擦係合要素は、供給される油圧を制御することによりその係合圧を制御して伝達トルク容量の増減を連続的に制御することが可能とされている。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。
【0027】
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
【0028】
各摩擦係合要素は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合要素の油圧シリンダに供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合要素は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合要素は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。
【0029】
本実施形態において、係合状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じている状態であり滑り係合状態と直結係合状態とが含まれる。解放状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
【0030】
2.油圧制御系の構成
車両用駆動装置1の油圧制御系は、機械式や電動式の油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TM、並びに第一係合装置CL1や第二係合装置CL2の各摩擦係合要素等に供給される。
【0031】
3.制御装置の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及びエンジン制御装置31の構成について、図2を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等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り、制御装置30の各機能部41〜47などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜47の機能が実現される。
【0032】
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se3を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置30及びエンジン制御装置31に入力される。制御装置30及びエンジン制御装置31は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。
入力回転速度センサSe1は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、回転電機制御ユニット32は、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度(角速度)、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。出力回転速度センサSe2は、出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御ユニット33は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて出力軸Oの回転速度(角速度)を検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、動力伝達制御ユニット33は、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて車速を算出する。エンジン回転速度センサSe3は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe3の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度(角速度)を検出する。
【0033】
3−1.エンジン制御装置31
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行うエンジン制御部41を備えている。本実施形態では、エンジン制御部41は、車両制御ユニット34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、エンジン制御装置31は、エンジン始動要求があった場合は、エンジンEの燃焼開始が指令されたと判定して、エンジンEへの燃料供給及び点火を開始するなどして、エンジンEの燃焼を開始する制御を行う。
【0034】
3−2.動力伝達制御ユニット33
動力伝達制御ユニット33は、変速機構TMの制御を行う変速機構制御部43と、第一係合装置CL1の制御を行う第一係合装置制御部44と、エンジンEを始動させるための制御であるエンジン始動制御中に第二係合装置CL2の制御を行う第二係合装置制御部45と、を備えている。
【0035】
3−2−1.変速機構制御部43
変速機構制御部43は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。変速機構制御部43は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた複数の係合装置に供給される油圧を制御することにより、各係合装置を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各係合装置に供給する。
【0036】
3−2−2.第一係合装置制御部44
第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の係合状態を制御する。本実施形態では、第一係合装置制御部44は、車両制御ユニット34から指令された指令圧に基づいて、油圧制御装置PCを介して第一係合装置CL1に供給される油圧を制御する。
【0037】
3−2−3.第二係合装置制御部45
第二係合装置制御部45は、エンジン始動制御中に第二係合装置CL2の係合状態を制御する。本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の一つとされる。本実施形態では、第二係合装置制御部45は、車両制御ユニット34から指令された指令圧に基づいて、油圧制御装置PCを介して第二係合装置CL2に供給される油圧を制御する。
【0038】
3−3.回転電機制御ユニット32
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から回転電機要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令された回転電機要求トルクを出力トルク指令値に設定し、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から目標回転速度が指令されている場合は、回転電機MGの回転速度が目標回転速度に一致するように、フィードバック的に出力トルク指令値を変化させ、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御する回転速度制御を行う。
【0039】
3−4.車両制御ユニット34
車両制御ユニット34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
【0040】
車両制御ユニット34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、中間軸M側から出力軸O側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御ユニット34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、第一係合装置CL1の指令圧、及び第二係合装置CL2の指令圧を算出し、それらを他の制御ユニット32、33及びエンジン制御装置31に指令して統合制御を行う機能部である。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、エンジン始動制御を行う始動制御部46、及び第二係合装置CL2の直結係合判定を行う直結係合判定部47を備えている。
以下、始動制御部46及び直結係合判定部47について詳細に説明する。
【0041】
3−4−1.始動制御部46
本実施形態では、直結係合判定部47の処理はエンジン始動制御中に実行されるため、まず、直結係合判定部47の処理の前提となる始動制御部46によるエンジン始動制御について、図4に示すタイムチャートを参照して説明する。本実施形態では、始動制御部46は、第一係合装置CL1を係合させる第一係合制御を実行することにより、回転電機MGのトルクをエンジンEに伝達してエンジンEの回転を上昇させ、エンジンEを始動させる。すなわち、本実施形態におけるエンジン始動制御には、第二係合装置CL2の滑り係合中に第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させる制御である第一係合装置係合制御を含んでいる。
すなわち、この始動制御部46は、第一係合制御を実行する機能部である第一係合制御部を含むと共に、エンジンE、回転電機MG、第一係合装置CL1、第二係合装置CL2などを統合して、エンジンEの始動制御を実行する機能部である。
【0042】
始動制御部46は、第一係合装置CL1が解放状態であって、回転電機MGが回転駆動されている状態から、第一係合装置CL1を係合させて、エンジンEの回転速度を上昇させる。
また、本実施形態では、始動制御部46は、エンジン始動制御中に、第二係合装置CL2が係合部材間に回転速度差Δωを有しつつ、トルクを伝達する滑り係合状態となるように制御する出力側スリップ制御の実行を指令する。第二係合装置CL2が滑り係合状態に制御されることにより、第一係合装置CL1の係合及びエンジンEの始動により生じるトルクショックが、第二係合装置CL2から車輪W側に伝達されないようにすることができる。
【0043】
始動制御部46は、エンジンEが燃焼を停止しており、回転電機MGが回転している状態で、アクセル開度が増加する、又はバッテリの充電量が低下するなどして、エンジンEの始動条件が成立した場合に、一連のエンジン始動制御を開始する(時刻t01)。
【0044】
本実施形態では、車両制御ユニット34は、第一係合装置CL1が解放状態である場合は、回転電機要求トルクに、車両要求トルクの値を設定する。
本実施形態では、始動制御部46は、エンジン始動制御を開始した場合に、出力側スリップ制御を開始する。すなわち、始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態である場合は、滑り係合状態にするため、第二係合装置CL2に供給される油圧の指令圧を減少させる。図4に示す例では、第二係合装置CL2の指令圧を、完全係合圧からステップ的に減少させた後、連続的に次第に減少させている。ここで、完全係合圧とは、駆動力源から第二係合装置CL2に伝達されるトルクが変動しても滑りのない係合状態を維持できる油圧である。
なお、本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の1つであり、変速段に応じて設定される。
【0045】
始動制御部46は、第二係合装置CL2の係合部材間に回転速度差が生じた場合に、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定し、第二係合装置CL2の指令圧の減少を終了するとともに、第二係合装置CL2における回転電機MG側の係合部材(第一係合部材50)の回転速度(第一回転速度ω1)を車輪側の係合部材(第二係合部材51)の回転速度(第二回転速度ω2)より高くする制御を開始する。
【0046】
本実施形態では、始動制御部46は、第一回転速度ω1と第二回転速度ω2との回転速度差Δωが所定値以上になった場合に、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定する。そして、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定された場合に、回転電機MGの回転速度を目標回転速度に一致させるように、回転電機MGの出力トルクを調整する回転速度制御を回転電機制御ユニット32に開始させる。目標回転速度は、第二回転速度ω2より所定値だけ高く設定される。ここで、第二回転速度ω2は、出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)を中間軸M(回転電機MG)側の回転速度相当に換算した回転速度であり、出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)に変速機構TMの変速比Rを乗算した回転速度となる。よって、第二回転速度ω2と回転電機MGの回転速度(第一回転速度ω1)との回転速度差Δωが、第二係合装置CL2の回転速度差相当となる。
【0047】
本実施形態では、始動制御部46は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に制御している間に、車両要求トルクに応じて、第二係合装置CL2の指令圧を設定するように構成されている。これにより、第二係合装置CL2が滑り係合状態である場合にも、第二係合装置CL2のスリップトルクにより、車両要求トルクに相当するトルクを車輪W側に伝達することができる。本実施形態では、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定されてから第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定されるまで(時刻t02から時刻t04まで)の期間は、第二係合装置CL2の指令圧を車両要求トルクに応じて設定するトルク容量制御を実行する。そして、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定されてから第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定されるまで(時刻t04から時刻t05まで)の期間は、第二係合装置CL2の指令圧を、車両要求トルクに応じて設定された値に対して回転電機MGの回転速度変化に応じた補正を加えた値に設定する容量決定制御を実行する。
【0048】
また、始動制御部46は、第二係合装置CL2が滑り係合状態になったと判定した場合に、第一係合装置CL1の係合を開始する(時刻t02)。本実施形態では、始動制御部46は、第一係合装置CL1に供給される油圧の指令圧を増加させる。指令圧の増加により第一係合装置CL1の伝達トルク容量が増加し、当該伝達トルク容量のトルクが第一係合装置CL1からエンジンE側に伝達されると、エンジンの回転速度が上昇を開始する。
始動制御部46は、エンジンの回転速度が燃焼開始速度まで上昇した場合に、エンジン制御装置31に指令して、エンジンEの燃焼(点火)を開始させる(時刻t03)。エンジンの回転速度が、回転電機MGの回転速度まで上昇して、第一係合装置CL1の回転速度差がなくなった場合(時刻t04)に、第一係合装置CL1は直結係合状態になる。始動制御部46は、第一係合装置CL1の回転速度差が所定値以下まで減少した場合に、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定して、第一係合装置CL1の指令圧を完全係合圧まで次第に増加させるスイープアップ制御を開始する(時刻t04)。
また、始動制御部46は、第一係合装置CL1が直結係合状態となったと判定した場合に、車両要求トルクに基づいて設定したエンジン要求トルクを、エンジン制御装置31に指令し、エンジンEのトルク制御を開始する(時刻t04)。
第一係合装置CL1が直結係合状態になると、エンジンEの出力トルクが、エンジンE側から回転電機MG側に伝達されるようになる。このエンジンEの出力トルクの伝達に対して、回転電機MGの回転速度を目標回転速度に維持するために、回転電機MGの出力トルクがフィードバック的に低下している(時刻t04から時刻t05)。
【0049】
始動制御部46は、第一係合装置CL1が直結係合状態になったと判定した後、回転電機の目標回転速度を次第に減少させ、回転電機MGの回転速度を第二回転速度ω2まで低下させる。
直結係合判定部47は、後述するように、第二係合装置CL2の回転速度差Δωが所定値以下まで減少した場合に、第二係合装置CL2が直結係合状態となったと判定する(時刻t05)。
始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定された場合に、第二係合装置CL2の指令圧を完全係合圧まで次第に増加させるスイープアップ制御を開始する(時刻t05)。また、始動制御部46は、第二係合装置CL2が直結係合状態になったと判定された場合に、車両要求トルクに基づいて設定した回転電機要求トルクを、回転電機制御ユニット32に指令し、回転電機MGのトルク制御を開始する(時刻t05)。始動制御部46は、回転電機要求トルクを、エンジン要求トルクと回転電機要求トルクの合計が車両要求トルクに一致するように設定する。
そして、始動制御部46は、第二係合装置CL2の指令圧が完全係合圧まで増加された場合に、一連の始動制御を終了する(時刻t06)。
【0050】
3−4−2.直結係合判定部47
次に、直結係合判定部47について詳細に説明する。
直結係合判定部47は、上記したように、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときに、第二係合装置CL2の回転電機MG側の第一係合部材50の第一回転速度ω1と、第二係合装置CL2の車輪W側の第二係合部材51の第二回転速度ω2との回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの判定である直結係合判定を行う機能部である。
直結係合判定部47は、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる。
【0051】
本実施形態では、直結係合判定部47は、上記したエンジン始動制御のように、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定を行うように構成されている。
また、本実施形態では、直結係合判定部47は、第一係合装置CL1を解放状態から滑り係合状態とし、当該滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定を行うように構成されている。
【0052】
3−4−2−1.車両用駆動装置1の弾性系
まず、車両用駆動装置1の弾性系について説明する。図5に、車両用駆動装置1の弾性系のモデルを示す。
上記のように、エンジン始動制御中に直結係合判定部47が直結係合判定を行う際には、第一係合装置CL1は直結係合状態であり、第二係合装置CL2は滑り係合状態である。
このため、車両用駆動装置1の動力伝達経路2の弾性系は、第二係合装置CL2に対して回転電機MG側と車輪W側とで別の弾性系になる。
第二係合装置CL2の回転電機MG側の弾性系(以下、入力弾性系と称す)は、エンジンの慣性モーメントと回転電機の慣性モーメントとを有し、エンジンの慣性モーメントと回転電機の慣性モーメントとの間が弾性を有するダンパDPなどにより連結された、2慣性の軸ねじれ振動の弾性系にモデル化できる。
一方、第二係合装置CL2の車輪Wの弾性系(以下、出力弾性系と称す)は、車輪Wを介して車軸AXに作用する車両の慣性モーメントと変速機構の慣性モーメントとを有し、車両の慣性モーメントと変速機構の慣性モーメントとの間が弾性を有する車軸AXなどにより連結された、2慣性の軸ねじれ振動の弾性系にモデル化できる。
【0053】
また、車両用駆動装置1は、円筒状の駆動装置ケースCSを備えており、駆動装置ケースCSは、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、入力軸I、中間軸M、及び係合装置CL1、CL2などの回転部材を内部に収容すると共に回転可能に支持している。また、駆動装置ケースCSは、回転速度センサSe1、Se2を内部に収容すると共に回転速度センサSe1、Se2の非回転部材側を支持している。
駆動装置ケースCSは、弾性を有するブッシュなどの取付部材52を介して車体BDに取り付けられている。よって、駆動装置ケースCSは、中間軸Mなどの車両用駆動装置1の回転部材と同軸周りに、車体BDに対して軸ねじれ振動を生じる弾性系(以下、ケース弾性系と称す)にモデル化できる。
【0054】
各軸ねじれ振動の弾性系は、各部材の慣性モーメントの大きさ、ねじりばね定数の大きさに応じて定まる共振周波数を有する。よって、各軸ねじれ振動の弾性系の共振周波数は通常、互いに異なる周波数となる。
例えば、第二係合装置CL2に対して回転電機MG側の入力弾性系は、次式(1)で表せるような共振周波数f1を有する。
f1=1/(2π)×√(Kdp×(1/Je+1/Jm)) ・・・(1)
ここで、Kdpは、ダンパDPのねじりばね定数であり、Jeは、エンジンの慣性モーメントであり、Jmは、回転電機MGの慣性モーメントである。
【0055】
よって、第二係合装置CL2の回転電機MG側の第一回転速度ω1には、入力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が生じやすくなる。
また、第二係合装置CL2に対して車輪W側の第二回転速度ω2には、出力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が生じやすくなる。
【0056】
回転速度センサSe1、Se2の非回転部材側は、駆動装置ケースCSに固定されているため、駆動装置ケースCSが軸ねじれ振動した場合、各回転速度センサSe1、Se2の検出値に当該軸ねじれ振動が重畳する。よって、入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて検出される第一回転速度ω1には、ケース弾性系の共振周波数の振動が生じやすくなる。また、出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて検出される第二回転速度ω2にも、ケース弾性系の共振周波数の振動が生じやすくなる。
【0057】
3−4−2−2.エンジン始動制御中の共振振動
エンジン始動制御中は、エンジンEの始動、係合装置CL1、CL2の係合及び解放に伴いトルクショックが生じやすい。このトルクショックにより、車両用駆動装置1の各弾性系に、各弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起されやすくなる。
図6に、エンジンの回転速度の上昇開始(時刻t11)から第二係合装置CL2の直結係合(時刻t15)までのエンジン始動制御中のタイムチャートの例を示している。
第一係合装置CL1の直結係合及びエンジンEの始動などにより、入力弾性系にトルクショックが伝達され、入力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、入力回転速度センサSe1により検出される中間軸Mの回転速度(入力回転速度ωin)に、当該共振周波数の振動が重畳している(時刻t12以降)。
また、エンジン始動制御により、駆動装置ケースCSが支持しているエンジンE及び回転電機MGなどの非回転部材にトルクショックが伝達され、ケース弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、出力回転速度センサSe2により検出される出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)及び入力回転速度センサSe1により検出される中間軸Mの回転速度(入力回転速度ωin)に、同じ共振周波数であって同じ振幅の振動が重畳している。
【0058】
また、図6の例には示されていないが、第二係合装置CL2の伝達トルク容量の変化などにより、出力弾性系にトルクショックが伝達され、出力弾性系の共振周波数の軸ねじれ振動が励起される。これにより、出力回転速度センサSe2により検出される出力軸Oの回転速度(出力回転速度ωout)に、当該共振周波数の振動が重畳する。
【0059】
従って、入力回転速度センサSe1により検出される入力回転速度ωinには、入力弾性系の共振周波数及びケース弾性系の共振周波数の振動が重畳する。すなわち、入力回転速度ωinには、入力弾性系及びケース弾性系を合わせた弾性系(以下、第一弾性系と称す)の共振周波数の振動が重畳する。
また、出力回転速度センサSe2により検出される出力回転速度ωoutには、出力弾性系の共振周波数及びケース弾性系の共振周波数の振動が重畳する。すなわち、出力回転速度ωoutには、出力弾性系及びケース弾性系を合わせた弾性系(以下、第二弾性系と称す)の共振周波数の振動が重畳する。
【0060】
3−4−2−3.共振振動による誤判定
本実施形態では、直結係合判定部47は、出力回転速度ωoutに変速機構TMの変速比Rを乗算して、中間軸M側の回転速度相当に換算した回転速度(第二回転速度ω2)と、入力回転速度ωin(第一回転速度ω1)との回転速度差Δωに基づいて直結係合判定を行うように構成されている。
このため、図6の例に示すように、変速機構TMの変速比Rが1より大きい(例えば、R=3)場合は、第二回転速度ω2は、出力回転速度ωoutより大きくなる。エンジン始動制御は、低車速で行われる頻度が高いため、変速機構TMの変速比は、1より大きく設定される頻度が高くなる。
このため、図6の例に示すように、出力回転速度ωoutに重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅が増幅されて、第二回転速度ω2の振動の振幅となる。従って、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅よりも大きくなっている。
【0061】
このように、図6に示す例では、第一回転速度ω1には、比較的大きい振幅の入力弾性系の共振振動が重畳し、第二回転速度ω2には、比較的大きい振幅のケース弾性系の共振振動が重畳している。
本実施形態に係わる直結係合判定部47とは異なり、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に対して共振周波数の振動を低減させていない回転速度を用いて、直結係合判定を行うように構成した比較例の場合は、図6の例に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している振動により、回転速度差Δωが振動している。このため、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻t13)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t15)よりもかなり前に、直結係合状態になったと誤判定されている(時刻t14)。
【0062】
3−4−2−4.共振振動に対する直結係合判定部47
この共振振動による直結係合の誤判定を抑制するため、本実施形態に係わる直結係合判定部47は、直結係合判定を行うに際して、上記したように、第一係合部材50と第二係合部材51との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いるように構成されている。
本実施形態では、第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1の検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数は、エンジンEと回転電機MGとの間に設けられたダンパDPと車両用駆動装置1の車体BDへの取付部材52とを少なくとも含む車両用駆動装置1の第一弾性系に起因する共振の周波数である。
第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2の検出値に表れる車両用駆動装置1の共振周波数は、車両用駆動装置1の車体BDへの取付部材52と第二係合装置CL2と車輪Wとの間に設けられた車軸AXとを少なくとも含む車両用駆動装置1の第二弾性系に起因する共振の周波数である。
【0063】
図3に、振動を低減させる対象係合部材を、第一係合部材50及び第二係合部材51の双方とした場合の直結係合判定部47の構成を示す。
図3に示す実施形態では、直結係合判定部47は、上記したように、入力回転速度ωinの値を、第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1として設定し、出力回転速度ωoutに変速比Rを乗算した値を、第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2として設定するように構成されている。
【0064】
本実施形態では、直結係合判定部47は、バンドストップフィルタを用いて、所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出するように構成されている。なお、バンドストップフィルタは、ノッチフィルタ、バンドカットフィルタとも称される。
図3に示す実施形態では、直結係合判定部47は、第一回転速度ω1に対して所定の周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、フィルタ後第一回転速度ω1_fltを算出する第一バンドストップフィルタ60と、第二回転速度ω2に対して所定の周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、フィルタ後第二回転速度ω2_fltを算出する第二バンドストップフィルタ61と、を備えている。
【0065】
第一バンドストップフィルタ60のフィルタ周波数帯域は、入力弾性系及びケース弾性系を合わせた第一弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている。第二バンドストップフィルタ61のフィルタ周波数帯域は、出力弾性系及びケース弾性系を合わせた第二弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている。
なお、各バンドストップフィルタ60、61のフィルタ周波数帯域は、各弾性系が有する複数の異なる共振周波数に対応して複数の異なる周波数帯域に設定されても良く、或いは、振幅が最大になる1つの共振周波数に対応した1つの周波数帯域に設定されても良い。各バンドストップフィルタ60、61の周波数帯域が、複数の異なる周波数帯域に設定される場合は、各バンドストップフィルタ60、61が、各周波数帯域の振動を低減するバンドストップフィルタを複数備えるように構成されてもよい。
【0066】
そして、図3に示す実施形態では、直結係合判定部47に備えられた判定部62は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltとフィルタ後第二回転速度ω2_fltとの回転速度差Δωに基づいて、第二係合装置CL2が直結係合状態となったか否かの直結係合判定を行うように構成されている。
直結係合判定は、例えば、回転速度差Δωの大きさが所定閾値以下になった場合に、直結係合状態になったと判定するように構成することができる。直結係合判定部47の判定結果は、始動制御部46など他の機能部の処理に用いられる。
以下で、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1のみである場合、第二回転速度ω2のみである場合、及び第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2の双方である場合の各制御挙動を説明する。
【0067】
3−4−2−5.第一回転速度ω1の振動低減
まず、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1のみである場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第一バンドストップフィルタ60のみを備え、第二バンドストップフィルタ61を備えないように構成されている。よって、直結係合判定部47は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltと第二回転速度ω2の回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0068】
<入力弾性系の振動低減>
図7に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。この例は、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい弾性系の共振周波数の振動を低減するように構成された場合である。なお、図7は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0069】
図7の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動のみが低減され、ケース弾性系の共振周波数の振動が低減されていない回転速度となる。
図7に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい入力弾性系の共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻23)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t25)の直前(時刻t24)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。
また、この場合は、フィルタ後第一回転速度ω1_flt及び第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動が同位相で振動しているため、これらの回転速度差Δωの振幅が大きくなることを抑制できている。よって、直結係合判定の判定精度を向上することができている。すなわち、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動を双方とも低減せずに、入力側弾性系の共振振動のみを低減することによっても、直結係合判定の精度を向上することができている。
【0070】
<入力弾性系及びケース弾性系の振動低減>
図8に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域、及びケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。なお、図8は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0071】
図8の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動及びケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻33)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t35)の直前(時刻t34)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。
【0072】
3−4−2−6.第二回転速度ω2の振動低減
次に、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第二回転速度ω2のみである場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第二バンドストップフィルタ61のみを備え、第一バンドストップフィルタ60を備えないように構成されている。よって、直結係合判定部47は、第一回転速度ω1とフィルタ後第二回転速度ω2_fltの回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0073】
<ケース弾性系の振動低減>
図9に、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定されている場合の制御挙動の例を示す。なお、図9は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0074】
図9の例に示すように、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減された回転速度となる。
図9に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、2番目に振幅が大きい共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミング(時刻t44)が、図6の比較例と比べて、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t45)に近づいている。すなわち、直結係合状態の判定タイミングの誤判定を抑制できている。
また、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅より、変速比Rが乗算されて増幅された分だけ大きくなっている。よって、ケース弾性系の共振振動の低減を、第一回転速度ω1に対して行うよりも、第二回転速度ω2に対して行う方が、効果的にケース弾性系の共振振動を低減することができる。
【0075】
3−4−2−7.第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2の振動低減
次に、振動を低減させる処理が行われる対象係合部材の回転速度が、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2である場合の制御挙動について説明する。
すなわち、直結係合判定部47は、第一バンドストップフィルタ60及び第二バンドストップフィルタ61を備えるように構成されている。よって、直結係合判定部47は、フィルタ後第一回転速度ω1_fltとフィルタ後第二回転速度ω2_fltの回転速度差Δωに基づいて、直結係合判定を行うように構成されている。
【0076】
<入力弾性系及びケース弾性系の振動低減>
図10に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さており、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さている場合の制御挙動の例を示す。なお、図10は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0077】
図10の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動のみが低減され、ケース弾性系の共振周波数の振動が低減されていない回転速度となる。また、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
図10に示すように、第一回転速度ω1及び第二回転速度ω2に重畳している共振振動の内、最も振幅が大きい共振振動及び2番目に振幅が大きい共振振動を低減することができている。このため、回転速度差Δωの振幅が、図6に示した比較例の場合と比べ、大幅に低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻53)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t55)の直前(時刻t54)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。また、上記の図7から図9の例に比べ、更に直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに近づけることができている。
【0078】
上記したように、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅は、変速比Rが乗算されて増幅されていないため、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振振動の振幅より小さくなっている。よって、第一回転速度ω1に重畳しているケース弾性系の共振振動の低減を行わなくても、回転速度差Δωの振幅を大幅に低減し、直結係合判定の判定精度を向上することができる。また、第一回転速度ω1に対して、ケース弾性系の共振振動の低減を行う処理を行っていないため、演算負荷の増加を抑制できる。よって、演算負荷の増加を抑制しつつ、効果的に判定精度を向上することができる。
【0079】
<全弾性系の振動低減>
図11に、第一バンドストップフィルタ60の周波数帯域が、入力弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域、及びケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さており、第二バンドストップフィルタ61の周波数帯域が、ケース弾性系の共振周波数を含む所定の周波数帯域に設定さている場合の制御挙動の例を示す。なお、図11は、図6の場合と同様のエンジン始動制御中の挙動を示している。
【0080】
図11の例に示すように、フィルタ後第一回転速度ω1_fltは、第一回転速度ω1に重畳している共振振動の内、入力弾性系の共振周波数の振動及びケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。また、フィルタ後第二回転速度ω2_fltは、第二回転速度ω2に重畳しているケース弾性系の共振周波数の振動が低減されている回転速度となる。
このため、回転速度差Δωの振動が、図6に示した比較例の場合と比べ、ほぼゼロまで低減している。よって、直結係合状態になったと判定されるタイミングが、第二係合装置CL2の回転速度差が減少し始めた後(時刻63)、第二係合装置が実際に直結係合状態になるタイミング(時刻t65)の直前(時刻t64)になっている。すなわち、図6の比較例と比べて、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに大幅に近づけることができ、誤判定を抑制できている。また、上記の図7から図10の例に比べても、直結係合状態の判定タイミングを、実際の直結係合のタイミングに最も近づけることができている。
【0081】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【0082】
(1)上記の実施形態においては、変速機構TMの複数の係合装置の中の1つが、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、車両用駆動装置1は、図12に示すように、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路に更に係合装置を備え、当該係合装置が、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされるように構成されてもよい。或いは、図12に示す車両用駆動装置1において、変速機構TMが備えられないように構成されてもよい。
【0083】
或いは、車両用駆動装置1は、図13に示すように、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路に更にトルクコンバータTCを備え、トルクコンバータTCの入出力部材間を直結係合状態にするロックアップクラッチが、エンジン始動制御中に滑り係合状態又は解放状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされるように構成されてもよい。
【0084】
(2)上記の実施形態においては、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2が油圧により制御される係合装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の一方又は双方は、油圧以外の駆動力、例えば、電磁石の駆動力、サーボモータの駆動力など、により制御される係合装置であってもよい。
【0085】
(3)上記の実施形態においては、変速機構TMが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速機構TMが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置にされるように構成されてもよい。この場合も、変速機構TMに備えられた係合装置が、エンジン始動制御中に滑り係合状態に制御され、直結係合判定部47による直結係合判定の対象となる第二係合装置CL2とされ、或いは変速機構TMとは別に設けられた係合装置が第二係合装置CL2とされてもよい。
【0086】
(4)上記の実施形態において、制御装置30は、複数の制御ユニット32〜34を備え、これら複数の制御ユニット32〜34が分担して複数の機能部41〜47を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、制御装置30は、上述した複数の制御ユニット32〜34を任意の組み合わせで統合又は分離した制御装置として備えるようにしてもよく、複数の機能部41〜47の分担も任意に設定することができる。
【0087】
(5)上記の実施形態において、第二係合装置CL2の第一係合部材50の回転速度である第一回転速度ω1が、入力回転速度ωin(中間軸Mの回転速度)に設定され、第二係合装置CL2の第二係合部材51の回転速度である第二回転速度ω2が、出力回転速度ωout(出力軸Oの回転速度)に変速機構TMの変速比Rを乗算した回転速度に設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一係合部材50と中間軸Mとの間に入力側ギア機構が介在し、第二係合部材51と出力軸Oとの間に出力側ギア機構が介在する場合には、直結係合判定部47は、入力回転速度ωinを入力側ギア機構の変速比で除算した回転速度を第一回転速度ω1に設定し、出力回転速度ωoutに出力側ギア機構の変速比を乗算した回転速度を第二回転速度ω2に設定するように構成されてもよい。この場合も、出力側ギア機構の変速比に入力側ギア機構の変速比を乗算した値が、変速機構TMの変速比Rになる。
【0088】
(6)上記の実施形態において、中間軸Mに備えられた入力回転速度センサSe1の入力信号に基づいて、第一回転速度ω1が設定される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二係合装置CL2の第一係合部材50と一体回転する各部材のいずれかの回転速度を検出する回転速度センサの入力信号に基づいて、第一回転速度ω1が設定されるように構成されてもよい。
【0089】
(7)上記の実施形態において、出力軸Oに備えられた出力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて、第二回転速度ω2が設定される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二係合装置CL2の第二係合部材51と一体回転する各部材のいずれかの回転速度を検出する回転速度センサの入力信号に基づいて、第二回転速度ω2が設定されるように構成されてもよい。
【0090】
(8)上記の実施形態において、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定は、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるエンジン始動制御の際に行われる場合を例として説明した。またこの際、第一係合装置CL1の滑り係合中にエンジンEの燃焼(点火)を開始する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、振動を低減させた回転速度を用いた直結係合判定は、第一係合装置CL1の解放状態且つ第二係合装置CL2の係合状態で回転電機MGと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態から、第一係合装置CL1の係合状態でエンジンEと車輪Wとの間で駆動力が伝達される状態への移行を、第二係合装置CL2の滑り係合状態で行い、その後第二係合装置CL2を直結係合状態に移行させるときであれば、どのような制御を行うときに行われてもよい。例えば、エンジン始動制御でも、第一係合装置CL1を直結係合した後にエンジンEの燃焼(点火)を行う場合にも、同様に実施できる。また、車両用駆動装置1がエンジン始動用のスタータモータを備える場合には、当該スタータモータによるエンジンEの始動制御と共に第二係合装置CL2を滑り係合状態に移行させてから第一係合装置CL1を係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を直結係合状態へ移行させるときに、上述した直結係合判定を行うように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、エンジンEが既に始動されている状態で、行われてもよい。すなわち、エンジンEの運転中に、第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させてから第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、第一係合装置CL1を解放状態から滑り係合状態へ移行させてから第二係合装置CL2を直結係合状態から滑り係合状態へ移行させた後に、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
また、上述した直結係合判定は、エンジン始動制御などの制御を開始する前に、第二係合装置CL2が滑り係合状態である場合は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に維持したままで、第一係合装置CL1を解放状態から係合状態へ移行させ、その後第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させるときに、当該判定が行われるように構成されてもよい。
【0091】
(9)上記の実施形態において、エンジンEと回転電機MGとの間の動力伝達経路にダンパDPが備えられ、直結係合判定部47が低減する共振周波数の振動の要因となる第一弾性系にダンパDPが少なくとも含まれる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、エンジンEと回転電機MGとの間の動力伝達経路にダンパDPが備えられず、直結係合判定部47が低減する共振周波数の振動の要因となる第一弾性系にダンパDPが含まれず、入力軸I及びエンジン出力軸Eoが少なくとも含まれるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0093】
ω1 :第一回転速度(第一係合部材の回転速度)
ω2 :第二回転速度(第二係合部材の回転速度)
ω1_flt:フィルタ後第一回転速度
ω2_flt:フィルタ後第二回転速度
Δω :回転速度差
ωin :入力回転速度
ωout :出力回転速度
1 :車両用駆動装置
2 :動力伝達経路
30 :制御装置
31 :エンジン制御装置
32 :回転電機制御ユニット
33 :動力伝達制御ユニット
34 :車両制御ユニット
41 :エンジン制御部
42 :回転電機制御部
43 :変速機構制御部
44 :第一係合装置制御部
45 :第二係合装置制御部
46 :始動制御部
47 :直結係合判定部
50 :第一係合部材
51 :第二係合部材
52 :取付部材
60 :第一バンドストップフィルタ
61 :第二バンドストップフィルタ
62 :判定部
AX :車軸
BD :車体
CL1 :第一係合装置
CL2 :第二係合装置
CS :駆動装置ケース
DF :出力用差動歯車装置
DP :ダンパ
Eo :エンジン出力軸
I :入力軸
O :出力軸
M :中間軸
E :エンジン(内燃機関)
MG :回転電機
TM :変速機構
PC :油圧制御装置
R :変速比
Se1 :入力回転速度センサ
Se2 :出力回転速度センサ
Se3 :エンジン回転速度センサ
W :車輪
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
前記第一係合装置の解放状態且つ前記第二係合装置の係合状態で前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から、前記第一係合装置の係合状態で前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、前記第二係合装置の滑り係合状態で行い、その後前記第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、前記第二係合装置の前記回転電機側の係合部材である第一係合部材の回転速度と、前記第二係合装置の前記車輪側の係合部材である第二係合部材の回転速度との回転速度差に基づいて、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う直結係合判定部を備え、
前記直結係合判定部は、前記第一係合部材と前記第二係合部材との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる制御装置。
【請求項2】
前記第一係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記内燃機関と前記回転電機との間に設けられたダンパと前記車両用駆動装置の車体への取付部材とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第一弾性系に起因する共振の周波数である請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記第二係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記車両用駆動装置の車体への取付部材と前記第二係合装置と前記車輪との間に設けられた車軸とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第二弾性系に起因する共振の周波数である請求項1又は2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記直結係合判定部は、バンドストップフィルタを用いて、前記所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出する請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記直結係合判定部は、前記第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項1】
内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、前記内燃機関の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
前記第一係合装置の解放状態且つ前記第二係合装置の係合状態で前記回転電機と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態から、前記第一係合装置の係合状態で前記内燃機関と前記車輪との間で駆動力が伝達される状態への移行を、前記第二係合装置の滑り係合状態で行い、その後前記第二係合装置を直結係合状態に移行させるときに、前記第二係合装置の前記回転電機側の係合部材である第一係合部材の回転速度と、前記第二係合装置の前記車輪側の係合部材である第二係合部材の回転速度との回転速度差に基づいて、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う直結係合判定部を備え、
前記直結係合判定部は、前記第一係合部材と前記第二係合部材との少なくとも一方である対象係合部材の回転速度として、当該対象係合部材の回転速度の検出値に対して当該検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数を含む所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を用いる制御装置。
【請求項2】
前記第一係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記内燃機関と前記回転電機との間に設けられたダンパと前記車両用駆動装置の車体への取付部材とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第一弾性系に起因する共振の周波数である請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記第二係合部材の回転速度の検出値に表れる前記車両用駆動装置の共振周波数は、前記車両用駆動装置の車体への取付部材と前記第二係合装置と前記車輪との間に設けられた車軸とを少なくとも含む前記車両用駆動装置の第二弾性系に起因する共振の周波数である請求項1又は2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記直結係合判定部は、バンドストップフィルタを用いて、前記所定の周波数帯域の振動を低減させた回転速度を算出する請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記直結係合判定部は、前記第一係合装置を滑り係合状態から直結係合状態へ移行させた後に、前記第二係合装置が直結係合状態となったか否かの判定を行う請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2013−23022(P2013−23022A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−158187(P2011−158187)
【出願日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【出願人】(000100768)アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【出願人】(000100768)アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Fターム(参考)】
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