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公開番号2021055698
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019177056
出願日20190927
発明の名称動力伝達制御装置
出願人アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類F16H 61/04 20060101AFI20210312BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】変速中ではない場合にシンクロ機構のトルク特性情報の補正を行なうことができる動力伝達制御装置を得る。
【解決手段】動力伝達制御装置は、モータジェネレータのトルクを制御するモータジェネレータ制御部と、第1シャフトの軸方向に沿った可動部材の移動量とクラッチ機構の摩擦力によって伝達されるトルクとの関係を示すトルク特性情報に基づいて、動力遮断状態から動力伝達状態になるようにシンクロ機構を制御する変速制御部と、クラッチ機構が第1ギヤ段を選択している状態において動力遮断状態から動力伝達状態になるようにシンクロ機構を制御し、当該制御の結果生じる車両の挙動を検出する学習制御部と、学習制御部によって検出された車両の挙動に基づいて、トルク特性情報を補正する補正部と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
車両に設けられたモータジェネレータと、
前記モータジェネレータと前記車両に設けられた車輪との間に設けられた変速機と、
を備え、
前記変速機は、
回転可能な第1シャフトと、
前記第1シャフトと平行に設けられ回転可能な第2シャフトと、
前記第1シャフトに対して回転可能に前記第1シャフトに設けられた第1ギヤと、前記第2シャフトに設けられ前記第1ギヤと噛み合い前記第2シャフトと一体に回転する第2ギヤと、を有した第1ギヤ段と、
前記第1シャフトに対して回転可能に前記第1シャフトに設けられた第3ギヤと、前記第2シャフトに設けられ前記第3ギヤと噛み合い前記第2シャフトと一体に回転する第4ギヤと、を有し、ギヤ比が前記第1ギヤ段よりも小さい第2ギヤ段と、
前記第1シャフトと前記第3ギヤとの間に介在し前記第1シャフトの回転数と前記第3ギヤの回転数とを近づける摩擦力を発生する動力伝達状態と、前記摩擦力を発生しない動力遮断状態と、に切り替わるシンクロ機構と、
前記第1シャフトと前記第1ギヤとの間の回転の伝達状態および前記第1シャフトと前記第3ギヤとの間の回転の伝達状態を切り替えることにより、前記第1ギヤ段と前記第2ギヤ段とのうち一方を、前記モータジェネレータから出力される動力を前記車輪に伝達するギヤ段として選択するクラッチ機構と、
を備え、前記第1シャフトと前記第2シャフトとのうち一方が前記モータジェネレータと接続され他方が前記車輪に接続され、
前記シンクロ機構は、
前記第3ギヤに設けられ前記第3ギヤと一体に回転する第1コーン面と、
前記第1コーン面に押し付けられることにより前記第1コーン面との間で前記摩擦力を発生する第2コーン面を有したシンクロナイザリングと、
前記第2コーン面を前記第1コーン面に押し付ける押付位置と、前記第2コーン面を前記第1コーン面に押し付けない非押付位置との間で前記第1シャフトの軸方向に沿って移動可能に設けられるとともに、前記第1シャフトと一体に回転する押付部材と、
を有した、動力伝達装置、を制御する動力伝達制御装置であって、
前記モータジェネレータのトルクを制御するモータジェネレータ制御部と、
前記第1シャフトの前記軸方向に沿った前記押付部材の移動量と前記摩擦力によって伝達可能なトルクとの関係を示すトルク特性情報に基づいて、前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御するシンクロ機構制御部と、
前記変速機の変速を行なう変速制御の実行中ではなくかつ前記クラッチ機構が前記第1ギヤ段を選択している状態において前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御し、当該制御の結果生じる前記車両の挙動を検出する学習制御部と、
前記学習制御部によって検出された前記車両の挙動に基づいて、前記トルク特性情報を補正する補正部と、
を備えた動力伝達制御装置。
続きを表示(約 670 文字)【請求項2】
前記学習制御部は、前記車両が加速している状態で前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御する場合、前記シンクロ機構が伝達するトルクによる前記車両の加速度の低下が抑制されるように、前記モータジェネレータの力行トルクを増大させる、請求項1に記載の動力伝達制御装置。
【請求項3】
前記学習制御部は、前記車両が減速している状態で前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御する場合、前記シンクロ機構が伝達するトルクによる前記車両の減速度の低下が抑制されるように、前記モータジェネレータの回生トルクを増大させる、請求項1に記載の動力伝達制御装置。
【請求項4】
前記学習制御部は、前記車両が減速している状態で前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御する場合、前記シンクロ機構が伝達するトルクによる前記車両の減速度の低下が抑制されるように、前記車輪を制動するブレーキを制御する、請求項1に記載の動力伝達制御装置。
【請求項5】
前記補正部は、前記車両の挙動を示す物理量が第1閾値以上である場合には、前記トルク特性情報中の前記トルクに対して既定量の補正を行なう、請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の動力伝達制御装置。
【請求項6】
前記補正部は、前記物理量が前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満である場合には、前記トルク特性情報を補正しない、請求項5に記載の動力伝達制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、動力伝達制御装置に関する。
続きを表示(約 7,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、シンクロ機構によって二つの同期対象の回転の同期を行なって変速を行なう変速機と、変速機を制御する制御装置と、を備える動力伝達システムが知られている。シンクロ機構では、一方のコーン面を他方のコーン面に対して移動させることにより二つのコーン面を接触させる。このとき、接触した二つのコーン面間でトルクが伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特表2015−525331号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この種の動力伝達システムでは、コーン面の移動量と二つのコーン面で伝達されるトルクとの関係が、コーン面の摩耗や各部の経年劣化等によって変化する。このため、制御装置が、当該関係を示すトルク特性情報を変速時に補正する。この種の動力伝達システムでは、変速時以外にもシンクロ機構のトルク特性情報の補正が行えれば有意義である。
【0005】
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、変速中ではない場合にシンクロ機構のトルク特性情報の補正を行なうことができる動力伝達制御装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態の動力伝達制御装置は、動力伝達装置を制御する動力伝達制御装置である。前記動力伝達装置は、車両に設けられたモータジェネレータと、前記モータジェネレータと前記車両に設けられた車輪との間に設けられた変速機と、を備える。前記変速機は、回転可能な第1シャフトと、前記第1シャフトと平行に設けられ回転可能な第2シャフトと、前記第1シャフトに対して回転可能に前記第1シャフトに設けられた第1ギヤと、前記第2シャフトに設けられ前記第1ギヤと噛み合い前記第2シャフトと一体に回転する第2ギヤと、を有した第1ギヤ段と、前記第1シャフトに対して回転可能に前記第1シャフトに設けられた第3ギヤと、前記第2シャフトに設けられ前記第3ギヤと噛み合い前記第2シャフトと一体に回転する第4ギヤと、を有し、ギヤ比が前記第1ギヤ段よりも小さい第2ギヤ段と、前記第1シャフトと前記第3ギヤとの間に介在し前記第1シャフトの回転数と前記第3ギヤの回転数とを近づける摩擦力を発生する動力伝達状態と、前記摩擦力を発生しない動力遮断状態と、に切り替わるシンクロ機構と、前記第1シャフトと前記第1ギヤとの間の回転の伝達状態および前記第1シャフトと前記第3ギヤとの間の回転の伝達状態を切り替えることにより、前記第1ギヤ段と前記第2ギヤ段とのうち一方を前記モータジェネレータから出力される動力を前記車輪に伝達するギヤ段として選択するクラッチ機構と、を備え、前記第1シャフトと前記第2シャフトとのうち一方が前記モータジェネレータと接続され他方が前記車輪に接続される。前記シンクロ機構は、前記第3ギヤに設けられ前記第3ギヤと一体に回転する第1コーン面と、前記第1コーン面に押し付けられることにより前記第1コーン面との間で前記摩擦力を発生する第2コーン面を有したシンクロナイザリングと、前記第2コーン面を前記第1コーン面に押し付ける押付位置と、前記第2コーン面を前記第1コーン面に押し付けない非押付位置との間で前記第1シャフトの軸方向に沿って移動可能に設けられるとともに、前記第1シャフトと一体に回転する可動部材と、を有する。前記動力伝達制御装置は、前記モータジェネレータのトルクを制御するモータジェネレータ制御部と、前記第1シャフトの前記軸方向に沿った前記押付部材の移動量と前記摩擦力によって伝達可能なトルクとの関係を示すトルク特性情報に基づいて、前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御するシンクロ機構制御部と、前記変速機の変速を行なう変速制御の実行中ではなくかつ前記クラッチ機構が前記第1ギヤ段を選択している状態において前記動力遮断状態から前記動力伝達状態になるように前記シンクロ機構を制御し、当該制御の結果生じる前記車両の挙動を検出する学習制御部と、前記学習制御部によって検出された前記車両の挙動に基づいて、前記トルク特性情報を補正する補正部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態によれば、例えば、変速中ではない場合にシンクロ機構のトルク特性情報の補正を行なうことができる動力伝達制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、実施形態の車両の概略的構成を示した例示的な図である。
図2は、実施形態の車両の概略的構成を示した例示的なブロック図である。
図3は、実施形態のコーントルクマップを示した例示的な図である。
図4は、実施形態の車両の変速動作の一例を示した例示的なタイミングチャートである。
図5は、実施形態の制御装置が実行するコーントルク学習処理の例示的なフローチャートである。
図6は、実施形態のコーントルク学習処理における車両の動作の一例を示した例示的なタイミングチャートであって、車両の加速時のタイミングチャートである。
図7は、実施形態のコーントルク学習処理における車両の動作の一例を示した例示的なタイミングチャートであって、車両の減速時のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。なお、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために用いられており、順番や優先度を示すものではない。
【0010】
図1は、本実施形態の車両1の概略的構成を示した例示的な図である。図1に示されるように、車両1は、走行用駆動源としてのモータジェネレータ11、変速機12、駆動輪としての車輪13L,13R、従動輪としての車輪(不図示)、およびブレーキ16等を備えている。車両1は、モータジェネレータ11の動力を変速機12を介して車輪13L,13Rに伝達して当該車輪13L,13Rを回転させることにより、走行する。また、車両1は、ブレーキ16によって車輪13L,13Rを制動することにより、停止する。
【0011】
モータジェネレータ11は、シャフト11aと、ケース11bと、を有している。シャフト11aは、第1回転中心Ax1回りに回転可能にケース11bに支持されている。ケース11bは、車両1の車体(不図示)に支持されている。ケース11b内には、シャフト11aと一体に回転するロータ(不図示)と、ロータの外周を囲んだステータ(不図示)と、が収容されている。モータジェネレータ11は、電圧(電流)が印加されることにより、シャフト11aに第1回転中心Ax1回りのトルク(動力)を付与する。車輪13L,13Rの動力としてのモータジェネレータ11のトルクは、力行トルクである。力行トルクは、出力トルクとも称される。また、モータジェネレータ11の回生時にモータジェネレータ11によって回生(発電)された電力は、バッテリ(不図示)に供給される。回生時のモータジェネレータ11のトルクは、回生トルクである。回生トルクは、ブレーキトルクとも称される。なお、以下の説明で特に断わらない場合には、モータジェネレータ11のトルクは、力行トルクである。モータジェネレータ11は、変速機12とともに、動力伝達装置17を構成している。
【0012】
変速機12は、入力側となるモータジェネレータ11と、出力側となる車輪13L,13Rと、の間に設けられている。変速機12は、モータジェネレータ11と結合された状態で、車体に支持されている。
【0013】
変速機12は、インプットシャフト21と、アウトプットシャフト22と、複数のギヤ段30と、ギヤ接続機構23と、ケース24と、を有している。インプットシャフト21、アウトプットシャフト22、複数のギヤ段30、およびギヤ接続機構23は、ケース24内に収容されている。ケース24は、車体に支持されている。インプットシャフト21は、第1シャフトの一例であり、アウトプットシャフト22は、第2シャフトの一例である。
【0014】
インプットシャフト21とアウトプットシャフト22とは、互いに離間し、かつ平行に配置されている。インプットシャフト21は、第1回転中心Ax1回りに回転可能にケース24に支持され、アウトプットシャフト22は、第2回転中心Ax2回りに回転可能にケース24に支持されている。第1回転中心Ax1および第2回転中心Ax2は、回転軸とも称される。
【0015】
インプットシャフト21は、モータジェネレータ11のシャフト11aと接続されており、当該シャフト11aと一体に、すなわち連動して回転する。以後、車両1の前進時のインプットシャフト21の回転方向を正回転方向と称する。なお、シャフト11aとインプットシャフト21とは直接接続されていなくてもよく、ギヤや、カップリング、ベルト等の別の回転伝達部材が介在してもよい。また、シャフト11aの回転速度とインプットシャフト21の回転速度とは、同じでなくてもよい。
【0016】
複数のギヤ段30は、それぞれ、常時噛み合い式のギヤ段であり、インプットシャフト21とアウトプットシャフト22とに渡って設けられている。複数のギヤ段30は、互いにギヤ比(減速比)が異なる。ギヤ段30は、変速段やギヤ対とも称される。
【0017】
複数のギヤ段30は、第1速ギヤ段31と、第2速ギヤ段32と、を含む。第1速ギヤ段31と第2速ギヤ段32とは、インプットシャフト21の第1回転中心Ax1の軸方向に互いに間隔を空けて配置されている。第2速ギヤ段32のギヤ比は、第1速ギヤ段31のギヤ比よりも小さい。第1速ギヤ段31は、第1ギヤ段の一例であり、第2速ギヤ段32は、第2ギヤ段の一例である。第1速ギヤ段31は、ローギヤとも称され、第2速ギヤ段32は、ハイギヤとも称される。
【0018】
第1速ギヤ段31は、互いに噛み合うドライブギヤ33およびドリブンギヤ34を有し、第2速ギヤ段32は、互いに噛み合うドライブギヤ35およびドリブンギヤ36を有している。ドライブギヤ33は、第1ギヤの一例であり、ドリブンギヤ34は、第2ギヤの一例であり、ドライブギヤ35は、第3ギヤの一例であり、ドリブンギヤ36は、第4ギヤの一例である。
【0019】
ドライブギヤ33,35は、インプットシャフト21と相対回転可能にベアリング(不図示)を介してインプットシャフト21に支持されており、第1回転中心Ax1回りに回転する。また、ドライブギヤ33,35は、第1回転中心Ax1の軸方向への移動が制限されている。
【0020】
また、第1速ギヤ段31のドライブギヤ33とインプットシャフト21との間には、ワンウェイクラッチ37が設けられている。ワンウェイクラッチ37は、ドライブギヤ33に対するインプットシャフト21の正回転方向への相対回転を禁止している。よって、ワンウェイクラッチ37は、インプットシャフト21からドライブギヤ33へ正回転方向への回転を伝達することができる。また、ワンウェイクラッチ37は、インプットシャフト21に対するドライブギヤ33の正回転方向への相対回転を許容している。このようなワンウェイクラッチ37を介してインプットシャフト21からドライブギヤ33にモータジェネレータ11の動力が伝達され、当該動力によってインプットシャフト21とドライブギヤ33とが正回転方向に回転する。正回転方向は、第1回転方向の一例である。
【0021】
ドリブンギヤ34,36は、アウトプットシャフト22に固定され、アウトプットシャフト22と一体に第2回転中心Ax2回りに回転する。
【0022】
また、アウトプットシャフト22には、ファイナルギヤ38が設けられている。ファイナルギヤ38は、アウトプットシャフト22に固定され、アウトプットシャフト22と一体に第2回転中心Ax2回りに回転する。ファイナルギヤ38は、ディファレンシャルギヤ39のケースに設けられたデフリングギヤ39aと噛み合っている。ディファレンシャルギヤ39は、ドライブシャフト40L,40Rを介して各車輪13L,13Rと接続されている。
【0023】
ギヤ接続機構23は、クラッチ機構41と、シンクロ機構42と、を有している。クラッチ機構41とシンクロ機構42とは、互いに別に設けられている。すなわち、クラッチ機構41とシンクロ機構42とは、互いに独立して動作可能に設けられている。
【0024】
クラッチ機構41は、第1速ギヤ段31のドライブギヤ33と第2速ギヤ段32のドライブギヤ35との間に設けられている。すなわち、クラッチ機構41は、ドライブギヤ35のドライブギヤ33側に配置されている。一方、シンクロ機構42は、ドライブギヤ35に対してドライブギヤ33の反対側に配置されている。すなわち、ドライブギヤ35が、クラッチ機構41とシンクロ機構42との間に配置されている。
【0025】
クラッチ機構41は、ドグクラッチ機構として構成され、インプットシャフト21と、第1速ギヤ段31のドライブギヤ33および第2速ギヤ段32のドライブギヤ35との接続状態(結合状態)および遮断状態(非結合状態)を選択的に切り替える。すなわち、クラッチ機構41は、インプットシャフト21とドライブギヤ33,35との間の回転の伝達状態を切り替える。
【0026】
クラッチ機構41は、ハブ43と、スリーブ44と、を有している。また、上述のワンウェイクラッチ37もクラッチ機構41に含まれる。なお、ワンウェイクラッチ37はクラッチ機構41に含まれないと定義してもよい。ハブ43は、インプットシャフト21に結合され、インプットシャフト21と一体に第1回転中心Ax1回りに回転する。スリーブ44は、スプライン結合によってハブ43と結合され、ハブ43と一体に第1回転中心Ax1回りに回転するとともに、ハブ43に対してインプットシャフト21の軸方向に移動可能である。すなわち、スリーブ44は、インプットシャフト21と一体に第1回転中心Ax1回りに回転するとともに、インプットシャフト21に対してインプットシャフト21の軸方向に移動可能である。
【0027】
スリーブ44は、第1速ギヤ段31のドライブギヤ33と第2速ギヤ段32のドライブギヤ35との間に位置されている。
【0028】
スリーブ44は、複数の歯44aと、複数の歯44bと、を有している。複数の歯44aは、スリーブ44のドライブギヤ33側の端部(図1では右側の端部)に設けられ、第1回転中心Ax1回りに互いに並べられている。複数の歯44aは、ドライブギヤ33に設けられた複数の歯33aと噛み合い可能である。複数の歯33aは、ドライブギヤ33
のスリーブ44側の部分(図1では左側の部分)に設けられ、ドライブギヤ33と一体に回転する。複数の歯44bは、スリーブ44のドライブギヤ35側の端部(図1では左側の端部)に設けられ、第1回転中心Ax1回りに互いに並べられている。複数の歯44bは、ドライブギヤ35に設けられた複数の歯35aと噛み合い可能である。複数の歯35aは、ドライブギヤ35のスリーブ44側の部分(図1では右側の部分)に設けられ、ドライブギヤ35と一体に回転する。歯33a,35a,44a,44bは、ドグ歯として構成されている。歯33aは、第1歯の一例であり、歯35aは、第2歯の一例であり、歯44aは、第3歯の一例であり、歯44bは、第4歯の一例である。
【0029】
スリーブ44は、インプットシャフト21に対してインプットシャフト21の軸方向に移動可能である。詳細には、スリーブ44は、第1速噛合位置(不図示)と、非噛合位置(図1)と、第2速噛合位置(不図示)とに移動可能に設けられている。
【0030】
非噛合位置(図1)は、スリーブ44の歯44aとドライブギヤ33の歯33aとが噛み合わずかつスリーブ44の歯44bとドライブギヤ35の歯35aとが噛み合わない位置である。第1速噛合位置は、非噛合位置よりもドライブギヤ33側(図1では右側)の位置であって、スリーブ44の歯44aとドライブギヤ33の歯33aとが噛み合う位置である。第2速噛合位置は、非噛合位置よりもドライブギヤ35側(図1では左側)の位置であって、スリーブ44の歯44bとドライブギヤ35の歯35aとが噛み合う位置である。すなわち、スリーブ44は、非噛合位置では、ドライブギヤ33およびドライブギヤ35と結合されず、第1速噛合位置では、ドライブギヤ33と結合され、第2速噛合位置では、ドライブギヤ35と結合される。非噛合位置は、中立位置とも称される。
(【0031】以降は省略されています)

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