JP2003269604A - ハイブリッド車両の駆動力制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両の駆動力制御装置Info
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Abstract
クラッチの締結度合いを制御することができるハイブリ
ッド車両の駆動力制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン2とモータ・ジェネレータ3と
を動力源とし、これらと駆動輪Wとの間にロックアップ
クラッチを備えたトルクコンバータ5を介して自動変速
機6が配設され、車両の動力源の切り替えおよびロック
アップクラッチ4の係合度合いを制御するECU13を
備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置1である。回
生量決定情報により検索される目標回生量に見合ったロ
ックアップクラッチ4の目標すべり率をフリクショント
ルク情報からフィードフォワード制御により算出し、こ
の目標すべり率と実すべり率との差分をフィードバック
制御して、実際のすべり率を調整する。
Description
・ジェネレータを動力源とし、これらと駆動輪との間に
ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを介し
て自動変速機が配設されたハイブリッド車両であって、
回生時におけるロックアップクラッチの締結度合いを制
御するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。
とを動力源とし、車両の走行エネルギーの一部を前記モ
ータ・ジェネレータにより電気エネルギーに変換して蓄
電装置に蓄えて(いわゆる回生処理を行って)、燃費の
向上を図るものがある。この種のハイブリッド車両とし
ては、動力源と駆動輪との間にロックアップクラッチを
備えたトルクコンバータを設けて、該ロックアップクラ
ッチにより動力源と駆動輪間の動力の伝達効率を調整す
るものがある。
アップクラッチをモータ・ジェネレータに締結すると、
駆動輪の走行エネルギーを直接モータ・ジェネレータに
伝達することができる。しかし、駆動源でのトルク変動
も駆動輪に直接伝達されてしまうため、騒音や振動等が
発生してしまいドライバビリティが悪化してしまう。従
って、これらを抑えつつ高い回生効率が得られるように
ロックアップクラッチの係合状態を制御することが重要
である。
ックアップクラッチの油圧を制御して回生処理を行うも
のが提案されている。例えば、特開平2001−170
903号公報には、ロックアップクラッチの係合状態を
制御する手段を有し、回生効率が最大となるようにロッ
クアップクラッチの係合状態(油圧)をフィードバック
して制御するものが開示されている。
リッド車両には様々な走行状態(例えばブレーキ作動の
有無、気筒休止の有無など)が存在し、この走行状態に
応じて回生可能な電力量(回生量)は異なっている。し
たがって、走行状態が切り替わると、回生量が大幅に変
動する場合がある。この回生量を得るためのロックアッ
プクラッチの締結度合い(制御油圧)も大きく変動する
ため、上述のようにフィードバック制御でロックアップ
クラッチの油圧を制御するのみでは、その大幅な変動に
追従させるようにロックアップクラッチの油圧を制御す
ることが困難である。このため、回生効率を十分に高く
することができないという問題があった。
たもので、走行状態が変化しても高い回生効率が得られ
るようにロックアップクラッチの油圧を制御することが
できるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供するこ
とを目的とする。
に、請求項1に記載した発明は、エンジン(例えば、後
述する実施の形態におけるエンジン2)とモータ・ジェ
ネレータ(例えば、後述する実施の形態におけるモータ
・ジェネレータ3)とを動力源とし、これら動力源と駆
動輪(例えば、後述する実施の形態における駆動輪W)
との間にロックアップクラッチ(例えば、後述する実施
の形態におけるロックアップクラッチ4)を備えたトル
クコンバータ(例えば、後述する実施の形態におけるト
ルクコンバータ5)を介して自動変速機(例えば、後述
する実施の形態における自動変速機6)が配設され、車
両の動力源の切り替えおよびロックアップクラッチのす
べり率を油圧により制御する制御手段(例えば、後述す
る実施の形態におけるECU13)を備えたハイブリッ
ド車両の駆動力制御装置(例えば、後述する実施の形態
におけるハイブリッド車両の駆動力制御装置1)であっ
て、前記制御手段は、車両の走行状態に応じて得られる
回生量決定情報により目標回生量を検索し、該目標回生
量に見合った回生トルクにフリクショントルク情報によ
り検索されるフリクショントルクを加味して必要トルク
を求め、この必要トルクを保持可能なベース油圧を算出
して、このベース油圧にロックアップクラッチの油圧を
制御して、ロックアップクラッチの目標すべり率を得る
フィードフォワード制御を行い、目標すべり率と実すべ
り率との差分に基づいて、ロックアップクラッチの油圧
をフィードバック制御することを特徴とするハイブリッ
ド車両の駆動力制御装置である。
て得られる回生量決定情報により目標回生量が検索され
るので、車両の走行状態が変化した場合であっても高い
回生効率が得られるように回生量を設定することができ
る。そして、車両の走行状態に応じて検索した前記回生
トルクに、走行状態の変化などにより動力源で発生する
前記フリクショントルクを加味して必要トルクを求める
ため、騒音や振動を抑えてドライバビリティを良好に維
持しつつ必要な回生量が得られるトルクを求めることが
できる。
ス油圧を算出して、このベース油圧にロックアップクラ
ッチの油圧を制御して、ロックアップクラッチの目標す
べり率を得るフィードフォワード制御するため、走行状
態に応じて適切な係合状態となるようにロックアップク
ラッチを制御することができる。また、走行状態が変動
してもそれに応じて適切なベース油圧を得ることができ
る。このベース油圧でロックアップクラッチの目標すべ
り率をフィードフォワード制御するため、走行状態が変
動してもその変動にベース油圧を追従させて目標すべり
率を制御することができる。
分に基づいて、ロックアップクラッチの油圧をフィード
バック制御することにより、回生効率をさらに高めるよ
うに制御することができる。したがって、走行状態が変
化しても高い回生効率が得られるようにロックアップク
ラッチの油圧を制御することができる。
リ残容量(SOC)、自動変速機のギヤポジション(G
P)、エアコン作動の有無、エンジン回転数、ブレーキ
作動状況などがある。また、フリクショントルク情報と
しては、気筒休止の有無、燃料遮断(フューエルカッ
ト)の有無、エンジン回転数、エアコン作動の有無(エ
アコンの負荷条件)、エンジン冷却水の温度などがあ
る。特に、前記フリクショントルク情報は、減速時のフ
ューエルカット、気筒休止、エアコンの負荷条件を含む
ことが好ましい。
るハイブリッド車両の駆動力制御装置を図面と共に説明
する。図1は本発明の実施の形態におけるハイブリッド
車両の駆動力制御装置1を示す概略構成図である。
ン2とモータ・ジェネレータ3とが直列に接続されてい
る。これらの動力源と車輪W,Wの間にはロックアップ
クラッチ4を備えたトルクコンバータ5を介して自動変
速機6が配設され、該自動変速機6は前記動力源に接続
されている。また、自動変速機6と車輪W、Wの間には
デファレンシャルギア8が介装されている。トルクコン
バータ5の入力側にはモータ・ジェネレータ3の回転軸
が接続され、トルクコンバータ5の出力側には自動変速
機6の入力軸10が接続されている。また、前記ロック
アップクラッチ4の係合状態を制御するための制御油圧
を供給可能なオイルポンプ12と、ECU13とが設け
られている。
クの伝達を行うものである。前記トルクコンバータ5
は、モータ・ジェネレータ3の回転軸9に連結されたフ
ロントカバー5aと、これに一体に設けられたポンプイ
ンペラ5bと、フロントカバー5aとポンプインペラ5
bとの間でポンプインペラ5bに対向配置されたタービ
ンランナ5cと、ポンプインペラ5bとタービンランナ
5cとの間に配置されたステータ5dとを備えて構成さ
れている。
バー5aとの間には、フロントカバー5aの内面に対向
配置され、フロントカバー5aに係合可能なロックアッ
プクラッチ4が備えられている。そして、フロントカバ
ー5aおよびポンプインペラ5bにより形成される容器
内に作動油が封入されている。
5aに対して係合状態の制御が可能にされており、ロッ
クアップクラッチ4の係合が解除された状態(すなわ
ち、非係合状態)でポンプインペラ5bがフロントカバ
ー5aと一体に回転すると作動油の螺旋流が発生し、こ
の作動油の螺旋流がタービンランナ5cに作用して回転
駆動力を発生させ、作動油を介してトルクコンバータ5
の出力軸5eにトルクが伝達される。また、ロックアッ
プクラッチ4が直結状態にされると、フロントカバー5
aからタービンランナ5cへと、作動油を介さず直接に
出力軸5eに回転駆動力が伝達される。
いは、ロックアップクラッチ4の作動油圧を制御するこ
とにより可変にされており、ロックアップクラッチ4を
介してフロントカバー5aからタービンランナ5cへと
伝達される回転駆動力は任意に変更可能とされている。
なお、ロックアップクラッチ4の作動油圧は、オイルポ
ンプ12との間に設けられた油圧回路(図示せず)によ
り制御可能にされている。
の間に設けられ変速比を変更可能なギヤトレーン(図示
せず)と、該ギヤトレーンの動力伝達ギヤを変更するた
めのクラッチ(図示せず)を作動させるための油圧回路
(図示せず)を備えて構成されている。この変速機6の
変速動作は、ECU13が、例えば運転者から入力され
るシフト操作や車両の運転状態に応じて、前記油圧回路
を制御し前記クラッチを駆動することにより実行され
る。また、オイルポンプ12は、蓄電装置(図示せず)
からの電力供給により駆動される。
に、各種センサ21〜28が接続され、これらのセンサ
21〜28により取得した情報に基づいて、車両の動力
源の切り替えやロックアップクラッチ4の係合度合いを
制御できるようにしている。本実施の形態においては、
エンジン2の状態(気筒休止の有無、フューエルカット
の有無)を検出するエンジン状態検出センサ21と、ア
クセルペダルの踏み込み量検出センサ22と、ブレーキ
の作動検出センサ23と、回生電力が充電されるバッテ
リの残容量(SOC)検出センサ24と、エアコン作動
検出センサ25と、ロックアップクラッチ4の作動油温
度を検出する作動油温度検出センサ26と、自動変速機
6のギヤポジション(GP)を検出する変速段検出セン
サ27と、トルクコンバータすべり率(ETR)を検出
するすべり率検出センサ28とを備えている。本実施の
形態においては、上述したセンサ21〜28により目標
回生量を検索するための回生量決定情報と、フリクショ
ントルクを検索するためのフリクショントルク情報とが
ECU13に入力される。これについては、詳細を後述
する。
駆動力制御装置1において回生制動を行う場合について
図2を用いて説明する。図2は図1の駆動力制御装置1
にて回生制動を行う場合におけるロックアップクラッチ
4のメインフローである。まず、同図のステップS20
に示したように、回生処理が行える状態かどうか(回生
が許可される状態であるかどうか)を判定し、判定結果
が「YES」である場合はステップS30に進み、判定
結果が「NO」である場合は一連の処理を終了する。
0に示したように、車両の走行状態に応じた目標回生量
の検索を行う。目標回生量の検索は、詳細を後述する回
生量決定情報に基づいて行われる。
記目標回生量に見合った回生トルクを検索するととも
に、動力源であるエンジンでのフリクショントルクを検
索して、回生トルクにフリクショントルクを加味して必
要トルク(エンジン2とモータ・ジェネレータ3端での
トルク)を算出する。フリクショントルクの検索は、詳
細を後述するフリクショントルク情報に基づいて行われ
る。
前記必要トルクに基づいてロックアップクラッチ4のベ
ース油圧を算出して、ロックアップクラッチ4の油圧が
ベース油圧となるようにフィードフォワード制御を行
う。
に、前記目標すべり率(目標ETR)と実すべり率(実
ETR)との差分に基づいて、ロックアップクラッチ4
の油圧をフィードバック制御することによりロックアッ
プクラッチ4の係合度合いを調整する。
いて、図3〜図10を用いてより詳細に説明する。図3
は図2のステップS30で示したECU13における目
標回生量検索処理のサブフローである。この処理におい
ては、上述したセンサ21〜28からの情報に基づい
て、目標回生量を検索するための回生量決定情報をEC
U13に入力する。すなわち、ステップS31に示した
ように、回生量決定情報である自動変速機6のギアポジ
ション(GP)や、エンジン2の回転数、ブレーキの作
動有無、エアコンの作動有無等をECU13に入力す
る。ECU13は、各回生量決定情報に応じた回生量の
テーブルを保持していて、ステップS32に示したよう
に、これらのテーブルにより目標回生量の読み出しを行
う。
あるブレーキ作動状態におけるテーブルから目標回生量
を読み出す場合について図4に示す。図4(a)は、ブ
レーキOFF時におけるエンジン回転数とこれに対応し
た回生量との関係を示すテーブルであり、図4(b)
は、ブレーキON時におけるエンジン回転数とこれに対
応した回生量との関係を示すテーブルである。これらの
関係は、ギヤポジション(GP)ごとに求められてお
り、図4においてラインA〜Dはギヤポジションが2速
〜5速にある状態を示している。図4(a)において
は、ギヤポジションが4速の場合(ラインC)に、入力
されたエンジン回転数から目標回生量を読み出す場合が
示されている。これと同様にして、他の回生量決定情報
についても、それぞれに対応したテーブルが保持されて
おり、入力された回生量決定情報に応じた目標回生量が
検索される。このようにして、走行状態に応じて適切な
回生量を決定することができる。
検索を行う。図5は図2のステップS40で示した回生
トルクとフリクショントルクの検索処理を示すサブフロ
ーである。この処理においては、上述したセンサ21〜
28の情報に基づいて、フリクショントルクを検索する
ためのフリクショントルク情報をECU13に入力す
る。すなわち、ステップS41に示したように、フリク
ショントルク情報であるエンジン回転数、気筒休止の有
無、フューエルカットの有無、エアコンの作動有無等を
ECU13に入力する。ECU13は、各フリクション
トルク情報に応じたフリクショントルクのテーブルを保
持していて(図6(c)参照)、ステップS42に示し
たように、これらのテーブルから前記フリクショントル
ク情報に応じたエンジンフリクショントルクを読み出
す。そして、上述のように得られた目標回生量(図6
(a)参照)を回生トルクに変換して(図6(b)参
照)、ステップS43に示したように、この回生トルク
に前記エンジンフリクショントルクを加味して必要トル
クを求める(図6(d)参照)。
説明する。図6(a)は、ギヤポジションごとのエンジ
ン回転数と回生量との関係を示すテーブルであり、図6
(b)は前記回生量を回生トルクに変換したテーブルで
ある。これらの図においてラインA〜Dは、ギヤポジシ
ョンが2速〜5速にある場合に対応している。本実施の
形態においては、ギヤポジションが4速の場合のライン
Cが回生トルクとして検索される。
一つである気筒休止の有無に対応した、エンジン回転数
とエンジンフリクショントルクとの関係を示すテーブル
である。同図において、ラインEは気筒休止を行ってい
る場合であり、ラインFは気筒休止を行っていない場合
である。そして、図6(d)は、エンジン回転数と必要
トルクとの関係を示すテーブルである。この必要トルク
は、図6(b)の回生トルクに図6(c)のフリクショ
ントルクを加味したものである。図6(d)のラインG
は、ギヤポジションが4速の場合(図6(b)のライン
C)であって、気筒休止を行っていない場合(図6
(c)のラインF)について示している。このようにし
て、騒音や振動を抑えてドライバビリティを良好に維持
するとともに、必要な回生量が得られるトルクを求める
ことができる。なお、同様にして、他のフリクショント
ルク情報についても、各フリクショントルク情報に対応
したテーブルが保持されており、これらのテーブルから
走行状態に適合するフリクショントルクを決定すること
ができる。
油圧の検索を行う。図7は図2のロックアップクラッチ
(L/C)4のベース油圧の検索処理を示すサブフロー
である。同図のステップS51は図8で示されるよう
に、前記必要トルク(エンジン2とモータ・ジェネレー
タ3端でのトルク)がαとして定まる。このαから、ロ
ックアップクラッチ4のベース油圧を求める際、ロック
アップクラッチ4の係合度合い(ギヤポジションや車速
により変化するスリップ率)による変化を考慮して、補
正項Hとして補正する。この補正を行うことにより、ロ
ックアップクラッチ4の目標トルク容量はα’となる。
記目標トルク容量α’に応じたベース油圧を図8から検
索する。図8は目標トルク容量とベース油圧との関係を
示すテーブルである。このテーブルにおいて、ラインI
〜Kは作動油の温度が60度、70度、80度の場合に
対応している。同図には、作動油の温度が60度のライ
ンIにおいて、前記目標トルク容量α’からベース油圧
βを算出する場合を示している。こうして算出されたベ
ース油圧に基づいてロックアップクラッチ4の油圧をフ
ィードフォワード制御するのである。
切な係合状態となるようにロックアップクラッチ4を制
御することができる。また、走行状態が変動してもそれ
に応じたベース油圧が得られ、このベース油圧でロック
アップクラッチ4を制御するため、走行状態が変動して
も高い回生効率が得られるようにロックアップクラッチ
4の油圧を制御することができる。
クラッチ4の油圧をフィードバック制御する。図9は図
2のステップS60で示したロックアップクラッチ4の
フィードバック制御処理を示すサブフローである。そし
て、図10は、図9の処理内容を示すブロック図であ
る。本実施の形態においては、前記フィードバック制御
を、トルクコンバータすべり率(ETR)により行う。
このすべり率は、以下の式(1)のように定義される。
り、Neはエンジン2の回転軸9の回転数である。前記
すべり制御を行うにあたり、目標すべり率を算出してお
き、実際のすべり率との差分をとる。そして、図9のス
テップS61に示したように、目標すべり率と実際のす
べり率との差分を求めて、PI(比例、積分)制御を行
う。すなわち、ステップS61に示したように、目標す
べり率と実すべり率の差分にPIゲインを乗じた値をフ
ィードバック項とする。そして、ステップS62に示し
たように、ロックアップクラッチ4のベース油圧とフィ
ードバック項との和を、ロックアップクラッチ4の油圧
指令値とする。これにより、さらに高い回生効率が得ら
れるようにロックアップクラッチ4の制御の精度を高め
ることができる。なお、フィードバック制御処理を行う
前に、ロックアップクラッチ4の油圧はフィードフォワ
ード制御されているため、フィードバック制御での制御
は比較的微調整で済む。このため、従来と異なり、走行
状態が変動した場合であっても、その変動に追従して適
切な制御を行うことができる。なお、実施の形態におい
ては、PI制御を用いたがこれに限らず、必要に応じて
P(比例)制御やPID(比例、積分、微分)制御に変
更してもよい。
るハイブリッド車両の駆動力制御装置においては、走行
状態が変化しても高い回生効率が得られるようにロック
アップクラッチの油圧を制御することができる。なお、
本発明の内容は、実施の形態に限られるものではなく、
例えば自動変速機はAT(有段変速機)であってもCV
T(無段変速機)であってもよい。
れば、車両の走行状態が変化した場合であっても高い回
生効率が得られるように回生量を設定することができ
る。また、騒音や振動を抑えてドライバビリティを良好
に維持しつつ必要な回生量が得られるトルクを求めるこ
とができる。そして、走行状態に応じて適切な係合状態
となるようにロックアップクラッチを制御することがで
き、ロックアップクラッチを走行状態の変動に十分追従
させることができる。加えて、フィードバック制御する
ことにより、さらに制御の精度を高めることができる。
したがって、走行状態が変化しても高い回生効率が得ら
れるようにロックアップクラッチの油圧を制御すること
ができる。
ッド車両の駆動力制御装置を示す構成図である。
う場合のロックアップクラッチの制御を示すメインフロ
ーである。
である。
索処理を示すサブフローを示す工程図である。
油圧の検索処理を示すサブフローである。
バック制御処理を示すサブフローである。
Claims (2)
- 【請求項1】 エンジンとモータ・ジェネレータとを動
力源とし、これら動力源と駆動輪との間にロックアップ
クラッチを備えたトルクコンバータを介して自動変速機
が配設され、車両の動力源の切り替えおよびロックアッ
プクラッチのすべり率を油圧により制御する制御手段を
備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、 前記制御手段は、 車両の走行状態に応じて得られる回生量決定情報により
目標回生量を検索し、 該目標回生量に見合った回生トルクにフリクショントル
ク情報により検索されるフリクショントルクを加味して
必要トルクを求め、 この必要トルクを保持可能なベース油圧を算出し、この
ベース油圧にロックアップクラッチの油圧を制御して、
ロックアップクラッチの目標すべり率を得るフィードフ
ォワード制御を行い、 目標すべり率と実すべり率との差分に基づいて、ロック
アップクラッチの油圧をフィードバック制御することを
特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。 - 【請求項2】 前記フリクショントルク情報は、減速時
のフューエルカット、気筒休止、エアコンの負荷条件を
含むことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車
両の駆動力制御装置。
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