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JP2020070906A - Control device and control method - Google Patents

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JP2020070906A
JP2020070906A JP2018206999A JP2018206999A JP2020070906A JP 2020070906 A JP2020070906 A JP 2020070906A JP 2018206999 A JP2018206999 A JP 2018206999A JP 2018206999 A JP2018206999 A JP 2018206999A JP 2020070906 A JP2020070906 A JP 2020070906A
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JP
Japan
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engine
clutch
rotation speed
torque
output
Prior art date
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Pending
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JP2018206999A
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Japanese (ja)
Inventor
修一 矢作
Shuichi Yahagi
修一 矢作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

To effectively improve the control accuracy of differential rotation control at clutch replacement.SOLUTION: A control device comprises: an engine rotation number sensor 90 for acquiring an engine rotational speed: input shaft rotation number sensors 93, 94 for acquiring output rotational speeds of clutches 21, 22; and a differential rotation control part 120 for controlling the drive of an engine 10 so that the engine rotational speed coincides with the clutch output rotational speeds within a period in which the clutches 21, 22 are switched to connection states from disconnection states at a gear change of an automatic transmission 30. The differential rotation control part 120 has a control part 130 for generating the target torque of the engine on the basis of a differential rotational speed between the engine rotational speed and the clutch output rotational speeds, and a disturbance observer 130 for correcting a torque command value to the engine 10 by calculating a disturbance torque estimation value, and adding the calculated disturbance torque estimation value to the target torque.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、制御装置及び、制御方法に関し、特に、エンジンの動力がクラッチ装置を介して自動変速機に伝達される動力伝達装置の制御装置及び、制御方法に関する。   The present disclosure relates to a control device and a control method, and more particularly to a control device and a control method for a power transmission device in which power of an engine is transmitted to an automatic transmission via a clutch device.

例えば、特許文献1には、二個のクラッチを有するデュアルクラッチ式の自動変速機が開示されている。一般的に、この種の自動変速機においては、変速機を自動的にシフトアップ又はシフトダウンさせる変速制御時に、一方のクラッチを接から断に切り替えつつ、他方のクラッチを断から接に切り替えるクラッチ架け替えが行われるようになっている。   For example, Patent Document 1 discloses a dual clutch type automatic transmission having two clutches. Generally, in this type of automatic transmission, a clutch that switches one clutch from contact to disengagement while switching the other clutch from disengagement to contact during gear shift control for automatically shifting up or down the transmission. It is supposed to be replaced.

特開2017−155827号公報JP, 2017-155827, A

ところで、クラッチ架け替え時には、エンジン回転数を、断から接に切り替わるクラッチの出力回転数と一致させるように、これらの差回転数に基づいてエンジントルクを適切に制御する差回転制御を行うことが望ましい。このような差回転制御の制御精度を向上するには、エンジンに対する制御入力に外乱トルクの影響を反映させる必要がある。   By the way, when the clutch is replaced, it is possible to perform differential rotation control for appropriately controlling the engine torque based on these differential rotation speeds so that the engine rotational speed matches the output rotation speed of the clutch that switches from disconnected to closed. desirable. In order to improve the control accuracy of such differential rotation control, it is necessary to reflect the influence of the disturbance torque on the control input to the engine.

しかしながら、外乱トルクを求めるには、演算式に車両の走行抵抗トルクや、ギヤ段により変化するイナーシャパラメータ、クラッチトルク等を含める必要がある。このため、外乱トルクを容易に求めるができず、差回転制御の制御精度が低下するといったおそれがある。特にクラッチトルクを得るには、クラッチ特性を知る必要があるが、クラッチ摩擦係数には温度変化や経年劣化等により変動が発生する。   However, in order to obtain the disturbance torque, it is necessary to include the running resistance torque of the vehicle, the inertia parameter that changes depending on the gear stage, the clutch torque, etc. in the arithmetic expression. Therefore, the disturbance torque cannot be easily obtained, and the control accuracy of the differential rotation control may decrease. In particular, in order to obtain the clutch torque, it is necessary to know the clutch characteristics, but the clutch friction coefficient fluctuates due to temperature changes, deterioration over time, and the like.

本開示の技術は、クラッチ架け替え時における差回転制御の制御精度を効果的に向上させることを目的とする。   The technique of the present disclosure aims to effectively improve the control accuracy of the differential rotation control when the clutch is replaced.

本開示の装置は、エンジンの動力がクラッチを介して自動変速機に伝達される動力伝達装置の制御装置であって、前記エンジンの回転速度を取得するエンジン回転速度取得手段と、前記クラッチの出力回転速度を取得するクラッチ出力回転速度取得手段と、前記自動変速機の変速時に前記クラッチが断状態から接状態に切り替わるまでの期間に、前記回転速度が前記出力回転速度と一致するように前記エンジンの駆動を制御する差回転制御部と、を備え、前記差回転制御部は、前記回転速度と前記出力回転速度との差回転速度に基づいて前記エンジンの目標トルクを生成する制御部と、外乱トルク推定値を演算すると共に、演算した前記外乱トルク推定値を前記目標トルクに加算することにより、前記エンジンへのトルク指令値を補正する外乱オブザーバとを有することを特徴とする。   A device of the present disclosure is a control device of a power transmission device in which power of an engine is transmitted to an automatic transmission through a clutch, and an engine rotation speed acquisition unit that acquires a rotation speed of the engine, and an output of the clutch. A clutch output rotation speed acquisition unit that acquires a rotation speed, and the engine so that the rotation speed matches the output rotation speed during a period until the clutch is switched from a disengaged state to a contact state during shifting of the automatic transmission. A differential rotation control unit for controlling the drive of the differential rotation control unit, the differential rotation control unit generating a target torque of the engine based on a differential rotation speed between the rotation speed and the output rotation speed; A torque command value to the engine is corrected by calculating a torque estimated value and adding the calculated disturbance torque estimated value to the target torque. And having a observer.

また、前記外乱オブザーバは、前記差回転速度と、前記エンジンの出力トルクとに基づいて、前記外乱トルク推定値を演算することが好ましい。   Further, it is preferable that the disturbance observer calculates the disturbance torque estimated value based on the differential rotation speed and the output torque of the engine.

本開示の方法は、エンジンの動力がクラッチを介して自動変速機に伝達される動力伝達装置の制御方法であって、前記自動変速機の変速時に前記クラッチが断状態から接状態に切り替わるまでの期間に、前記エンジンの回転速度が前記クラッチの出力回転速度と一致するように前記エンジンの駆動を制御する差回転制御を行う際に、前記回転速度と前記出力回転速度との差回転速度に基づいて前記エンジンの目標トルクを制御により生成すると共に、外乱オブザーバにより演算した外乱トルク推定値を前記目標トルクに加算することにより、前記エンジンへのトルク指令値を補正することを特徴とする。   The method of the present disclosure is a method for controlling a power transmission device in which power of an engine is transmitted to an automatic transmission through a clutch, and is used until the clutch is switched from a disengaged state to a contact state during gear shifting of the automatic transmission. During the period, when performing the differential rotation control for controlling the drive of the engine so that the rotational speed of the engine matches the output rotational speed of the clutch, based on the differential rotational speed between the rotational speed and the output rotational speed. The torque command value for the engine is corrected by generating the target torque of the engine by control and adding the disturbance torque estimated value calculated by the disturbance observer to the target torque.

本開示の技術によれば、クラッチ架け替え時における差回転制御の制御精度を効果的に向上させることができる。   According to the technique of the present disclosure, it is possible to effectively improve the control accuracy of the differential rotation control when the clutch is replaced.

本実施形態に係る車両に搭載された動力伝達装置を示す模式的な構成図である。It is a typical block diagram which shows the power transmission device mounted in the vehicle which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る差回転制御部の模式的な機能構成図である。It is a schematic functional block diagram of the differential rotation control part which concerns on this embodiment. 第1クラッチが接から断、第2クラッチが断か接に切り替えられるクラッチ架け替え時における各種状態量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of various state quantities at the time of a clutch re-switching which a 1st clutch is switched to a contact disengagement and a 2nd clutch is switched to a contact disengagement.

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る制御装置及び、制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, a control device and a control method according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are designated by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1は、本実施形態に係る車両1に搭載された動力伝達装置を示す模式的な構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a power transmission device mounted on a vehicle 1 according to the present embodiment.

車両1には、駆動力源の一例であるエンジン10が搭載されている。エンジン10のクランクシャフト11は、デュアルクラッチ装置20を介して、変速機構30(自動変速機)の第1及び第2変速機入力軸31,32に接続されている。変速機構30の変速機出力軸33には、何れも図示しない左右駆動輪にデファレンシャルギヤ装置等を介して連結されたプロペラシャフトが接続されている。   An engine 10, which is an example of a driving force source, is mounted on the vehicle 1. The crankshaft 11 of the engine 10 is connected to the first and second transmission input shafts 31, 32 of the transmission mechanism 30 (automatic transmission) via the dual clutch device 20. The transmission output shaft 33 of the speed change mechanism 30 is connected to a propeller shaft that is connected to left and right drive wheels (not shown) via a differential gear device or the like.

デュアルクラッチ装置20は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を有する。   The dual clutch device 20 has a first clutch 21 and a second clutch 22.

第1クラッチ21は、例えば、湿式多板クラッチであって、クランクシャフト11と一体回転するクラッチハブ23と、第1変速機入力軸31と一体回転する第1クラッチドラム24と、複数枚の第1クラッチプレート25と、第1クラッチプレート25を圧接する第1ピストン26と、第1油圧室26Aとを備えている。   The first clutch 21 is, for example, a wet multi-plate clutch, and includes a clutch hub 23 that integrally rotates with the crankshaft 11, a first clutch drum 24 that integrally rotates with the first transmission input shaft 31, and a plurality of first clutches. The 1st clutch plate 25, the 1st piston 26 which press-contacts the 1st clutch plate 25, and the 1st hydraulic chamber 26A are provided.

第1クラッチ21は、コントロールユニット100からの指令に応じて不図示の作動油回路から第1油圧室26Aに供給される作動油の圧力(作動油圧)によって第1ピストン26が出力側(図1の右方向)にストローク移動すると、第1クラッチプレート25が圧接されて、トルクを伝達する接状態(締結状態)となる。一方、コントロールユニット100からの指令に応じて第1油圧室26Aの作動油圧が解放されると、第1ピストン26が図示しないリターンスプリングの付勢力によって入力側(図1の左方向)にストローク移動することで、第1クラッチ21はトルク伝達(動力伝達)を遮断する断状態となる。   In the first clutch 21, in response to a command from the control unit 100, the first piston 26 is output (see FIG. 1) by the pressure (operating oil pressure) of the operating oil supplied to the first hydraulic chamber 26A from an operating oil circuit (not shown). When the stroke is moved to the right), the first clutch plate 25 is brought into pressure contact with each other to be in a contact state (fastened state) in which torque is transmitted. On the other hand, when the operating hydraulic pressure in the first hydraulic chamber 26A is released in response to a command from the control unit 100, the first piston 26 is stroke-moved to the input side (leftward in FIG. 1) by the urging force of a return spring (not shown). By doing so, the first clutch 21 is in a disengaged state that interrupts torque transmission (power transmission).

第2クラッチ22は、例えば、湿式多板クラッチであって、クラッチハブ23と、第2変速機入力軸32と一体回転する第2クラッチドラム27と、複数枚の第2クラッチプレート28と、第2クラッチプレート28を圧接する第2ピストン29と、第2油圧室29Aとを備えている。   The second clutch 22 is, for example, a wet multi-plate clutch, and includes a clutch hub 23, a second clutch drum 27 that rotates integrally with the second transmission input shaft 32, a plurality of second clutch plates 28, and a second clutch plate 28. A second piston 29 that press-contacts the two-clutch plate 28 and a second hydraulic chamber 29A are provided.

第2クラッチ22は、コントロールユニット100からの指令に応じて不図示の作動油回路から第2油圧室29Aに供給される作動油圧によって第2ピストン29が出力側(図1の右方向)にストローク移動すると、第2クラッチプレート28が圧接されて、トルクを伝達する接状態(締結状態)となる。一方、コントロールユニット100からの指令に応じて第2油圧室29Aの作動油圧が解放されると、第2ピストン29が図示しないリターンスプリングの付勢力によって入力側(図1の左方向)にストローク移動することで、第2クラッチ22はトルク伝達を遮断する断状態となる。   In the second clutch 22, the second piston 29 is stroked to the output side (to the right in FIG. 1) by the hydraulic pressure supplied to the second hydraulic chamber 29A from the hydraulic oil circuit (not shown) in response to a command from the control unit 100. When moved, the second clutch plate 28 is brought into pressure contact with it and brought into a contact state (fastened state) for transmitting torque. On the other hand, when the operating hydraulic pressure of the second hydraulic chamber 29A is released in response to the command from the control unit 100, the second piston 29 is stroke-moved to the input side (leftward in FIG. 1) by the urging force of the return spring (not shown). By doing so, the second clutch 22 is in a disengaged state in which torque transmission is interrupted.

変速機構30は、入力側に配置された副変速部40と、出力側に配置された主変速部50とを備えている。また、変速機構30は、副変速部40に設けられた第1変速機入力軸31及び第2変速機入力軸32と、主変速部50に設けられた変速機出力軸33と、これら各軸31〜33に並行に配置された副軸34とを備えている。第1変速機入力軸31は、第2変速機入力軸32を軸方向に貫通する中空軸内に相対回転自在に挿入されている。   The speed change mechanism 30 includes an auxiliary speed change unit 40 arranged on the input side and a main speed change unit 50 arranged on the output side. The transmission mechanism 30 includes a first transmission input shaft 31 and a second transmission input shaft 32 provided in the sub transmission unit 40, a transmission output shaft 33 provided in the main transmission unit 50, and each of these shafts. 31 to 33 and a counter shaft 34 arranged in parallel. The first transmission input shaft 31 is relatively rotatably inserted into a hollow shaft that penetrates the second transmission input shaft 32 in the axial direction.

副変速部40には、第1スプリッタギヤ対41と、第2スプリッタギヤ対42とが設けられている。第1スプリッタギヤ対41は、第1変速機入力軸31に一体回転可能に設けられた第1入力主ギヤ43と、副軸34に一体回転可能に設けられて、第1入力主ギヤ43と常時歯噛する第1入力副ギヤ44とを備えている。第2スプリッタギヤ対42は、第2変速機入力軸32に一体回転可能に設けられた第2入力主ギヤ45と、副軸34に一体回転可能に設けられて、第2入力主ギヤ45と常時歯噛する第2入力副ギヤ46とを備えている。   The sub-transmission unit 40 is provided with a first splitter gear pair 41 and a second splitter gear pair 42. The first splitter gear pair 41 includes a first input main gear 43 that is integrally rotatably provided on the first transmission input shaft 31, and a first input main gear 43 that is integrally rotatably provided on the sub shaft 34. It is provided with a first input auxiliary gear 44 that constantly bites. The second splitter gear pair 42 includes a second input main gear 45 that is integrally rotatable with the second transmission input shaft 32, and a second input main gear 45 that is integrally rotatable with the sub shaft 34. The second input auxiliary gear 46 that constantly bites is provided.

主変速部50には、複数の出力ギヤ対51と、複数のシンクロメッシュ機構55とが設けられている。各出力ギヤ対51は、副軸34に一体回転可能に設けられた出力副ギヤ52と、出力軸33に相対回転自在に設けられると共に、出力副ギヤ52と常時歯噛する出力主ギヤ53とを備えている。各シンクロメッシュ機構55は、何れも図示しないスリーブやシンクロナイザリング、ドグギヤ等を備えて構成されている。   The main transmission unit 50 is provided with a plurality of output gear pairs 51 and a plurality of synchromesh mechanisms 55. Each output gear pair 51 includes an output sub gear 52 that is integrally rotatable with the sub shaft 34, and an output main gear 53 that is relatively rotatably provided with the output shaft 33 and that constantly meshes with the output sub gear 52. Is equipped with. Each synchromesh mechanism 55 includes a sleeve, a synchronizer ring, a dog gear, and the like, which are not shown.

シンクロメッシュ機構55の作動は、コントロールユニット100によって制御されており、車両1の走行状態やエンジン10の運転状態等に応じて、変速シフタ85がシンクロメッシュ機構55のスリーブをシフト移動させることにより、変速機出力軸33と出力主ギヤ53とを選択的に係合状態(ギヤイン状態)又は非係合状態(ニュートラル状態)に切り替えるようになっている。なお、出力ギヤ対51やシンクロメッシュ機構55の個数、配列パターン等は図示例に限定されものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   The operation of the synchromesh mechanism 55 is controlled by the control unit 100, and the shift shifter 85 shifts the sleeve of the synchromesh mechanism 55 according to the running state of the vehicle 1, the operating state of the engine 10, and the like. The transmission output shaft 33 and the output main gear 53 are selectively switched to an engaged state (gear-in state) or a non-engaged state (neutral state). Note that the number of output gear pairs 51 and the synchromesh mechanism 55, the arrangement pattern, and the like are not limited to the illustrated examples, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present disclosure.

本実施形態において、副変速部40は、第1スプリッタギヤ対41のギヤ比が第2スプリッタギヤ対42よりも小さく設定されている。すなわち、第2クラッチ22を締結して第2スプリッタギヤ対42から主変速部50に駆動力を伝達する場合には、低速側(奇数段)とすることができ、第1クラッチ21を締結して第1スプリッタギヤ対41から主変速部50に駆動力を伝達する場合には、高速側(偶数段)とすることができるように構成されている。   In the present embodiment, in the auxiliary transmission unit 40, the gear ratio of the first splitter gear pair 41 is set smaller than that of the second splitter gear pair 42. That is, when the second clutch 22 is engaged and the driving force is transmitted from the second splitter gear pair 42 to the main transmission unit 50, the low speed side (odd number stage) can be set and the first clutch 21 is engaged. When the driving force is transmitted from the first splitter gear pair 41 to the main transmission unit 50, the high speed side (even number stage) can be set.

エンジン回転数センサ90(エンジン回転速度取得手段の一例)は、クランクシャフト11からエンジン10の単位時間当たりの回転数(以下、エンジン回転速度ω)を取得する。アクセル開度センサ91は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジン10の燃料噴射量Q(噴射指示値)を取得する。車速センサ92は、変速機出力軸33(又は、プロペラシャフト)から車両1の車速Vを取得する。第1入力軸回転数センサ93(クラッチ出力回転速度取得手段の一例)は、第1クラッチ21に接続された第1変速機入力軸31の単位時間当たりの回転数(以下、第1クラッチ出力回転速度ω)を取得する。第2入力軸回転数センサ94(クラッチ出力回転速度取得手段の一例)は、第2クラッチ22に接続された第2変速機入力軸32の単位時間当たりの回転数(以下、第2クラッチ出力回転速度ω)を取得する。これら各種センサ類90〜94のセンサ値は、電気的に接続されたコントロールユニット100に出力される。 The engine rotation speed sensor 90 (an example of an engine rotation speed acquisition unit) acquires the rotation speed (hereinafter, engine rotation speed ω e ) of the engine 10 from the crankshaft 11 per unit time. The accelerator opening sensor 91 acquires a fuel injection amount Q (injection instruction value) of the engine 10 according to a depression amount of an accelerator pedal (not shown). The vehicle speed sensor 92 acquires the vehicle speed V of the vehicle 1 from the transmission output shaft 33 (or the propeller shaft). The first input shaft rotation speed sensor 93 (an example of a clutch output rotation speed acquisition unit) is a rotation speed per unit time of the first transmission input shaft 31 connected to the first clutch 21 (hereinafter, referred to as first clutch output rotation speed). Obtain the velocity ω 1 ). The second input shaft rotation speed sensor 94 (an example of a clutch output rotation speed acquisition unit) is a rotation speed per unit time of the second transmission input shaft 32 connected to the second clutch 22 (hereinafter, referred to as second clutch output rotation speed). Obtain the velocity ω 2 ). The sensor values of these various sensors 90 to 94 are output to the control unit 100 electrically connected.

コントロールユニット100は、エンジン10、デュアルクラッチ装置20、変速機構30等の各種制御を行うもので、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。   The control unit 100 performs various controls of the engine 10, the dual clutch device 20, the speed change mechanism 30, and the like, and includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, and an output. It is configured with ports and the like.

また、コントロールユニット100は、自動変速制御部110と、差回転制御部120とを一部の機能要素として有する。これらの機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット100に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   Further, the control unit 100 has an automatic shift control unit 110 and a differential rotation control unit 120 as a part of functional elements. In the present embodiment, these functional elements are described as being included in the control unit 100, which is an integral piece of hardware, but any one of them may be provided in a separate piece of hardware.

自動変速制御部110は、エンジン10の運転状態や車両1の走行状態等に基づいて、変速機構30を適切な変速段にシフトアップ又はシフトダウンさせる自動変速制御を実行する。より詳しくは、コントロールユニット100のメモリには、燃料噴射量Q及び車速Vに基づいて参照される不図示のシフトチェンジマップが格納されている。自動変速制御部100は、アクセル開度センサ91及び車速センサ92から入力される各センサ値に基づいてシフトチェンジマップを参照することにより適切な変速段を特定し、デュアルクラッチ装置20及び、変速シフタ85を作動させることにより、変速機構30を適切な変速段にシフトチェンジさせる。   The automatic shift control unit 110 executes automatic shift control for shifting the transmission mechanism 30 up or down to an appropriate shift stage based on the operating state of the engine 10, the running state of the vehicle 1, and the like. More specifically, the memory of the control unit 100 stores a shift change map (not shown) that is referred to based on the fuel injection amount Q and the vehicle speed V. The automatic shift control unit 100 specifies an appropriate shift stage by referring to the shift change map based on the sensor values input from the accelerator opening sensor 91 and the vehicle speed sensor 92, and determines the dual clutch device 20 and the shift shifter. By operating 85, the speed change mechanism 30 is shifted to an appropriate shift speed.

自動変速制御部110は、現在のギヤ段を奇数段から偶数段にシフトアップする場合には、主変速部50の現在確立されている動力伝達経路を維持(現ギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構55を結合状態に維持)しつつ、第2クラッチ22を接から断、第1クラッチ21を断か接に切り替えるクラッチ架け替えのみを行う。同様に、自動変速制御部110は、現在のギヤ段を偶数段から奇数段にシフトダウンする場合には、主変速部50の現在確立されている動力伝達経路を維持しつつ、第1クラッチ21を接から断、第2クラッチ22を断か接に切り替えるクラッチ架け替えのみを行う。   When shifting the current gear from the odd gear to the even gear, the automatic gear shift control unit 110 maintains the power transmission path currently established in the main gear shift unit 50 (the synchromesh mechanism corresponding to the current gear gear). The second clutch 22 is disengaged from the first clutch 21 and the first clutch 21 is disengaged from the first clutch 21 while maintaining 55 in the engaged state. Similarly, when shifting the current gear stage from the even-numbered stage to the odd-numbered stage, the automatic shift control unit 110 maintains the currently established power transmission path of the main transmission unit 50 while maintaining the first clutch 21. Is disengaged and the second clutch 22 is disengaged or engaged.

一方、自動変速制御部110は、現在のギヤ段を偶数段から奇数段にシフトアップする場合には、次のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構55を結合状態にして、予め主変速部50に次のギヤ段の動力伝達経路を確立させるプレシフトを行いつつ、第1クラッチ21を接から断、第2クラッチ22を断か接に切り替えるクラッチ架け替えを行う。同様に、自動変速制御部110は、現在のギヤ段を奇数段から偶数段にシフトダウンする場合には、次のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構55を結合状態にして、予め主変速部50に次のギヤ段の動力伝達経路を確立させるプレシフトを行いつつ、第2クラッチ22を接から断、第1クラッチ21を断か接に切り替えるクラッチ架け替えを行う。   On the other hand, when shifting the current gear from the even gear to the odd gear, the automatic gear shift control unit 110 puts the synchromesh mechanism 55 corresponding to the next gear gear into the coupled state and preliminarily connects the main gear shift unit 50 to the main gear shift unit 50. While performing the pre-shift for establishing the power transmission path of the next gear, the clutch re-switching for switching the first clutch 21 from the contact state and the second clutch 22 to the contact state is performed. Similarly, when shifting the current gear from the odd gear to the even gear, the automatic gear shift control unit 110 sets the synchromesh mechanism 55 corresponding to the next gear gear to the coupled state, and the main gear shift unit 50 in advance. During the pre-shift for establishing the power transmission path of the next gear stage, the clutch is switched so that the second clutch 22 is disengaged and the first clutch 21 is disengaged.

差回転制御部120は、自動変速制御によるクラッチ架け替え時に、エンジン回転速度ωと、断から接に切り替えられる第1又は第2クラッチ21,22のクラッチ出力回転速度ωとの実差回転速度Δω(=ω−ω)が目標差回転速度Δωrefとなるように、エンジン回転速度ωを低下させる差回転制御を実行する。以下、差回転制御の詳細を、第1クラッチ21が接から断、第2クラッチ22が断から接に切り替えられるクラッチ架け替え時を一例に説明する。 The differential rotation control unit 120 sets the engine rotation speed ω e and the clutch output rotation speeds ω 1 and ω 2 of the first or second clutches 21 and 22 that are switched from the disengaged state to the closed state when the clutch is switched by the automatic shift control. Differential rotation control is executed to reduce the engine rotational speed ω e so that the actual differential rotational speed Δω (= ω e −ω 1 , ω 2 ) becomes the target differential rotational speed Δω ref . Hereinafter, the details of the differential rotation control will be described by way of an example when switching the clutch in which the first clutch 21 is disengaged and the second clutch 22 is switched from disengagement to contact.

図2は、本実施形態に係る差回転制御部120の模式的な機能構成図である。   FIG. 2 is a schematic functional configuration diagram of the differential rotation control unit 120 according to the present embodiment.

同図に示すように、差回転数制御部120は、PID(比例積分微分)制御部130と、外乱オブザーバ140と、減算器150と、加算器160とを備えている。   As shown in the figure, the differential rotation speed control unit 120 includes a PID (proportional integral derivative) control unit 130, a disturbance observer 140, a subtractor 150, and an adder 160.

PID制御部130には、減算器150にて目標差回転速度Δωrefから実差回転速度Δωを減算して得られる偏差e(=Δωref−Δω)が入力される。PID制御部130は、入力される偏差eに対して、比例(P)、積分(I)、微分(D)の各処理を加えてエンジン10への目標トルクuを生成する。なお、これらのPIDゲインは、自動調整機構により最適値が決定されるように構成してもよい。 The deviation e (= Δω ref −Δω) obtained by subtracting the actual differential rotation speed Δω from the target differential rotation speed Δω ref by the subtractor 150 is input to the PID control unit 130. The PID control unit 130 adds each process of proportional (P), integral (I), and derivative (D) to the input deviation e to generate the target torque u for the engine 10. Note that these PID gains may be configured so that the optimum values are determined by an automatic adjustment mechanism.

外乱オブザーバ140は、エンジントルクTeや実差回転速度Δωの変動に基づいて外乱トルク推定値T^dを求めると共に、制御量への外乱の影響を打ち消すように、PID制御部130から出力される目標トルクuを補正するフィードバック制御を実行する。以下、外乱トルク推定値T^dの演算手順について説明する。   The disturbance observer 140 obtains the disturbance torque estimated value T ^ d based on the fluctuation of the engine torque Te and the actual difference rotation speed Δω, and outputs from the PID control unit 130 so as to cancel the influence of the disturbance on the control amount. Feedback control for correcting the target torque u is executed. Hereinafter, the calculation procedure of the disturbance torque estimated value T ^ d will be described.

外乱トルク推定値T^dの基本推定式は、次式(1)で示される。   The basic estimation formula of the disturbance torque estimated value T ^ d is shown by the following formula (1).

Figure 2020070906

但し、Te:エンジントルク
Ie:エンジンイナーシャ
τ:任意の設定値
s:ラプラス演算子
Figure 2020070906

However, Te: engine torque
Ie: Engine inertia
τ: Any set value
s: Laplace operator

一方、エンジン回転速度ωからの外乱トルク推定値T^dの伝達関数は、次式(2)で示される。 On the other hand, the transfer function of the estimated disturbance torque value T ^ d from the engine rotation speed ω e is expressed by the following equation (2).

Figure 2020070906
Figure 2020070906

数式(1)に数式(2)を代入すると、微分を用いない次式(3)が得られる。   By substituting the equation (2) into the equation (1), the following equation (3) that does not use differentiation is obtained.

Figure 2020070906
Figure 2020070906

外乱オブザーバ140は、数式(3)に、エンジン回転数センサ90及び第2入力軸回転数センサ94の各センサ値から得られる実差回転速度Δω(=ω−ω)と、エンジン回転数センサ90及びアクセル開度センサ91の各センサ値から得られるエンジントルクTeとを代入することにより、外乱トルク推定値T^dを推定する。推定された外乱トルク推定値T^dは、加算器160にて目標トルクuに加算されることにより、エンジン10へのトルクの指令値であるトルク指令値Te_cmd(=u+T^d)が外乱の影響を打ち消す方向に補正されるように構成されている。 The disturbance observer 140 uses the equation (3) to calculate the actual rotational speed difference Δω (= ω e −ω 2 ) obtained from the sensor values of the engine speed sensor 90 and the second input shaft speed sensor 94, and the engine speed. The disturbance torque estimated value T ^ d is estimated by substituting the engine torque Te obtained from the sensor values of the sensor 90 and the accelerator opening sensor 91. The estimated disturbance torque estimated value T ^ d is added to the target torque u by the adder 160, so that the torque instruction value Te_cmd (= u + T ^ d) that is the instruction value of the torque to the engine 10 is the disturbance. It is configured to be corrected in a direction to cancel the influence of.

このように、外乱オブザーバ140によって、外乱トルク推定値T^dを走行抵抗トルクや、ギヤ段により変化するイナーシャパラメータ、クラッチトルクを含まない上記数式(3)に基づいて演算することで、外乱トルク推定値T^dを容易に推定できるようになり、差回転制御の制御精度を確実に向上することが可能になる。また、差回転制御の制御精度が向上することで、第2クラッチ22が断か接に切り替わる際の接続ショック(変速ショック)や、第2クラッチ22が断か接に切り替わるまでの切り替え時間(半クラッチ状態が継続することによるクラッチ滑り時間)の増長を効果的に抑制することが可能になる。   Thus, the disturbance torque estimated value T ^ d is calculated by the disturbance observer 140 based on the above equation (3) that does not include the running resistance torque, the inertia parameter that changes depending on the gear stage, and the above equation (3). The estimated value T ^ d can be easily estimated, and the control accuracy of the differential rotation control can be reliably improved. Further, because the control accuracy of the differential rotation control is improved, the connection shock (shift shock) when the second clutch 22 is switched to the disengaged state or the switching time (half the disengagement of the second clutch 22 to the disengaged state). It is possible to effectively suppress the increase in the clutch slip time) due to the continued clutch state.

次に、図3に基づいて、本実施形態に係るクラッチ架け替え時の各種状態量の変化について説明する。   Next, changes in various state quantities when the clutch is replaced according to the present embodiment will be described based on FIG.

図3は、第1クラッチ21が接から断、第2クラッチ22が断か接に切り替えられるクラッチ架け替え時における各種状態量の変化を模式的に示す図であり、(A)は、エンジン回転速度ω、第1クラッチ出力回転速度ω及び、第2クラッチ出力回転速度ωの変化を、(B)は、エンジントルクTe、第1クラッチ出力トルクT及び、第2クラッチ出力トルクTの変化をそれぞれ示している。クラッチ出力トルクT,Tはドライバが要求するトルクを発生している。例えば、ドライバ要求トルクは、ドライバが操作している不図示のアクセルペダルの踏み込み量とエンジン回転速度ωから決定される。 FIG. 3 is a diagram schematically showing changes in various state quantities at the time of switching clutches in which the first clutch 21 is disengaged and the second clutch 22 is switched to disengaged, and FIG. The changes in the speed ω e , the first clutch output rotational speed ω 1 and the second clutch output rotational speed ω 2 are shown in (B) as engine torque Te, first clutch output torque T 1 and second clutch output torque T 2 changes are shown respectively. The clutch output torques T 1 and T 2 generate the torque required by the driver. For example, the driver request torque is determined from the depression amount of an accelerator pedal (not shown) operated by the driver and the engine rotation speed ω e .

クラッチ架け替えを開始する前の時刻T0においては、第1クラッチ21は完全な締結状態にあるので、エンジン回転速度ωと、第1クラッチ出力回転速度ωとは同じ回転速度となる。一方、第2クラッチ出力回転速度ωは、第1クラッチ21と第2クラッチ22とが副軸34等を介して所定のギヤ比をもって結合されているので、第1クラッチ出力回転速度ωよりも低い回転速度となっている。 At time T0 before starting the clutch replacement, since the first clutch 21 is in the completely engaged state, the engine rotation speed ω e and the first clutch output rotation speed ω 1 are the same rotation speed. On the other hand, the second clutch output rotational speed ω 2 is lower than the first clutch output rotational speed ω 1 because the first clutch 21 and the second clutch 22 are connected with a predetermined gear ratio via the auxiliary shaft 34 and the like. Also has a low rotation speed.

時刻T1において、自動変速制御部110により自動変速制御が開始されると、第1油圧室26Aの作動油圧が解放されることで、第1クラッチ21は断作動を開始し、第2油圧室29Aに作動油圧が供給されることで、第2クラッチ22は接作動を開始する。すなわち、時刻T1以降、第1クラッチ出力トルクTは徐々に減少し、第2クラッチ出力トルクTは徐々に増加する。 At time T1, when the automatic shift control unit 110 starts the automatic shift control, the hydraulic pressure in the first hydraulic chamber 26A is released, so that the first clutch 21 starts the disengagement operation and the second hydraulic chamber 29A. When the hydraulic pressure is supplied to the second clutch 22, the second clutch 22 starts the contact operation. That is, after time T1, the first clutch output torque T 1 decreases gradually and a second clutch output torque T 2 are gradually increased.

時刻T2において、第2クラッチ出力トルクTがエンジントルクTと略一致すると、エンジン回転速度ωと第2クラッチ出力回転速度ωとの実差回転速度Δω(=ω−ω)が目標差回転速度Δωrefとなるように、エンジン回転速度ωを低下させる差回転制御が開始される。この際、エンジン10に出力されるトルク指令値Te_cmdは、実差回転速度Δωと目標差回転速度Δωrefとの偏差eからPID制御により生成される目標トルクuに、外乱オブザーバ140で推定される外乱トルク推定値T^dを加算することにより、外乱の影響を打ち消す方向に補正される。これにより、図中破線Aで示すような、エンジン回転速度ωが急激に低下することで生じる変速ショックや、図中破線Bで示すような、エンジン回転速度ωが第2クラッチ出力回転速度ωに一致するまでに時間を要することで生じるクラッチ滑り時間の増長等が効果的に抑止されるようになる。 At time T2, the second clutch output torque T 2 is substantially coincident with the engine torque T e, the engine rotational speed omega e and the actual rotational speed difference Δω between the second clutch output rotational speed ω 2 (= ω e -ω 2 ) The differential rotation control for decreasing the engine rotational speed ω e is started so that the target rotational speed Δω ref becomes the target differential rotational speed Δω ref . At this time, the torque command value T e — cmd output to the engine 10 is estimated by the disturbance observer 140 to the target torque u generated by the PID control from the deviation e between the actual difference rotation speed Δω and the target difference rotation speed Δω ref. The disturbance torque estimated value T ^ d is added to correct the influence of the disturbance. Thus, as shown in broken line in the drawing A, and shift shock generated by the engine rotational speed omega e is rapidly reduced, as shown by the broken line B in FIG engine speed omega e second clutch output rotational speed It is possible to effectively suppress the increase of the clutch slip time, which is caused by the time required to match ω 2 .

時刻T3において、エンジン回転速度ωと第2クラッチ出力回転速度ωとが一致し、第2クラッチ22が完全な締結状態に切り替わると、差回転制御は終了する。 At time T3, when the engine rotation speed ω e and the second clutch output rotation speed ω 2 match and the second clutch 22 is switched to the completely engaged state, the differential rotation control ends.

以上説明した本実施形態によれば、クラッチ架け替え時にエンジン回転速度ωをクラッチ出力回転速度ωと一致させる差回転制御を行う際に、エンジン回転速度ωとクラッチ出力回転速度ωとの実差回転速度Δωに基づいてエンジン10の目標トルクuをPID制御により生成すると共に、外乱オブザーバ140で推定した外乱トルク推定値T^dを目標トルクuに加算することにより、エンジン10へのトルク指令値Te_cmd(u+T^d)が外乱の影響を打ち消す方向に補正されるように構成されている。また、外乱オブザーバ140は、走行抵抗トルクやギヤ段により変化するイナーシャパラメータを含まない上記数式(3)に、実差回転速度Δω及びエンジントルクTeを代入することにより、外乱トルク推定値T^dを容易に推定できるように構成されている。 According to the present embodiment described above, when performing the differential rotation control for matching the engine rotation speed ω e with the clutch output rotation speeds ω 1 and ω 2 when the clutch is replaced, the engine rotation speed ω e and the clutch output rotation speed are The target torque u of the engine 10 is generated by PID control based on the actual rotational speed difference Δω between ω 1 and ω 2, and the disturbance torque estimated value T ^ d estimated by the disturbance observer 140 is added to the target torque u. Thus, the torque command value T e — cmd (u + T̂d) for the engine 10 is corrected so as to cancel the influence of the disturbance. Further, the disturbance observer 140 substitutes the actual differential rotation speed Δω and the engine torque Te into the above equation (3) that does not include the inertia parameter that changes depending on the running resistance torque and the gear stage, thereby estimating the disturbance torque value T ^ d. Is configured to be easily estimated.

これにより、差回転制御の制御精度を確実に向上することが可能となり、クラッチ21,22が断か接に切り替わる際の変速ショック、さらには、クラッチ21,22が断か接に切り替わるまでのクラッチ滑り時間の増長を効果的に抑制することができる。   As a result, it is possible to reliably improve the control accuracy of the differential rotation control, the shift shock when the clutches 21 and 22 are switched to the disengaged state, and the clutch until the clutches 21 and 22 are switched to the disengaged state or the engaged state. It is possible to effectively suppress the increase in slip time.

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and may be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.

例えば、上記実施形態では、エンジン10と変速機構30との間の動力を断接するクラッチは、デュアルクラッチ装置20を一例に説明したが、シングルクラッチ装置やAT等のクラッチ架替による変速装置であってもよい。また、上記実施形態では、湿式クラッチを対象として説明したが、乾式クラッチでもよく、さらには、多板クラッチ又は単板クラッチの何れであってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the clutch that connects and disconnects the power between the engine 10 and the speed change mechanism 30 has been described by taking the dual clutch device 20 as an example. May be. Further, in the above-described embodiment, the wet clutch is described, but a dry clutch may be used, and further, either a multi-plate clutch or a single-plate clutch may be used.

また、各クラッチ21,22のクラッチ出力回転速度ωは、入力軸回転数センサ93,94により取得するものとして説明したが、車速センサ92のセンサ値に変速機構30のギヤ比を乗じることにより取得してもよい。 The clutch output rotational speeds ω 1 and ω 2 of the clutches 21 and 22 are described as being acquired by the input shaft rotational speed sensors 93 and 94, but the sensor ratio of the vehicle speed sensor 92 is set to the gear ratio of the transmission mechanism 30. You may acquire by multiplying.

1 車両
10 エンジン
11 クランクシャフト
20 デュアルクラッチ装置
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
30 変速機構
31 第1変速機入力軸
32 第2変速機入力軸
90 エンジン回転数センサ(エンジン回転速度取得手段)
91 アクセル開度センサ
92 車速センサ
93 第1入力軸回転数センサ(クラッチ出力回転速度取得手段)
94 第2入力軸回転数センサ(クラッチ出力回転速度取得手段)
100 コントロールユニット
110 自動変速制御部
120 差回転制御部
130 PID制御部
140 外乱オブザーバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 vehicle 10 engine 11 crankshaft 20 dual clutch device 21 first clutch 22 second clutch 30 transmission mechanism 31 first transmission input shaft 32 second transmission input shaft 90 engine speed sensor (engine speed acquisition means)
91 accelerator opening sensor 92 vehicle speed sensor 93 first input shaft rotation speed sensor (clutch output rotation speed acquisition means)
94 Second input shaft rotation speed sensor (clutch output rotation speed acquisition means)
100 Control Unit 110 Automatic Shift Control Unit 120 Differential Rotation Control Unit 130 PID Control Unit 140 Disturbance Observer

Claims (3)

エンジンの動力がクラッチを介して自動変速機に伝達される動力伝達装置の制御装置であって、
前記エンジンの回転速度を取得するエンジン回転速度取得手段と、
前記クラッチの出力回転速度を取得するクラッチ出力回転速度取得手段と、
前記自動変速機の変速時に前記クラッチが断状態から接状態に切り替わるまでの期間に、前記回転速度が前記出力回転速度と一致するように前記エンジンの駆動を制御する差回転制御部と、を備え、
前記差回転制御部は、前記回転速度と前記出力回転速度との差回転速度に基づいて前記エンジンの目標トルクを生成する制御部と、外乱トルク推定値を演算すると共に、演算した前記外乱トルク推定値を前記目標トルクに加算することにより、前記エンジンへのトルク指令値を補正する外乱オブザーバとを有する
ことを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
A control device for a power transmission device in which engine power is transmitted to an automatic transmission through a clutch,
Engine rotation speed acquisition means for acquiring the rotation speed of the engine,
Clutch output rotation speed acquisition means for acquiring the output rotation speed of the clutch,
A differential rotation control unit that controls driving of the engine so that the rotation speed matches the output rotation speed during a period until the clutch switches from a disengaged state to a contact state when shifting the automatic transmission. ,
The differential rotation control unit calculates a disturbance torque estimated value with a control unit that generates a target torque of the engine based on a differential rotation speed between the rotation speed and the output rotation speed, and the calculated disturbance torque estimation. A disturbance observer that corrects the torque command value to the engine by adding a value to the target torque.
前記外乱オブザーバは、前記差回転速度と、前記エンジンの出力トルクとに基づいて、前記外乱トルク推定値を演算する
請求項1に記載の動力伝達装置の制御装置。
The control device for a power transmission device according to claim 1, wherein the disturbance observer calculates the disturbance torque estimated value based on the differential rotation speed and an output torque of the engine.
エンジンの動力がクラッチを介して自動変速機に伝達される動力伝達装置の制御方法であって、
前記自動変速機の変速時に前記クラッチが断状態から接状態に切り替わるまでの期間に、前記エンジンの回転速度が前記クラッチの出力回転速度と一致するように前記エンジンの駆動を制御する差回転制御を行う際に、前記回転速度と前記出力回転速度との差回転速度に基づいて前記エンジンの目標トルクを制御により生成すると共に、外乱オブザーバにより演算した外乱トルク推定値を前記目標トルクに加算することにより、前記エンジンへのトルク指令値を補正する
ことを特徴とする動力伝達装置の制御方法。
A method for controlling a power transmission device, in which engine power is transmitted to an automatic transmission through a clutch,
Differential rotation control is performed to control the drive of the engine so that the rotation speed of the engine matches the output rotation speed of the clutch during the period from the disengaged state to the engaged state during shifting of the automatic transmission. When performing, by generating the target torque of the engine based on the rotational speed difference between the rotational speed and the output rotational speed by control, and adding the disturbance torque estimated value calculated by the disturbance observer to the target torque. A method for controlling a power transmission device, comprising: correcting a torque command value for the engine.
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