JP2010083417A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 駆動トルク目標値に応じた発進クラッチのトルク容量基本目標値を演算し、モータを回転数制御しているときには、モータトルク相当値がトルク基本容量目標値より小さいときにはトルク容量基本目標値より大きな値をトルク容量目標値とし、モータトルク相当値がトルク容量基本目標値より大きいときにはトルク容量基本目標値よりも小さな値をトルク容量目標値とするようにした。
【選択図】 図5
Description
図1は、実施例1のハイブリッド車両の駆動系と制御系の構成を示す図である。
まず、駆動系の構成について説明する。
実施例1のハイブリッド車両は駆動系の構成として、第1駆動源としてのモータ1、第2駆動源としてのエンジン2、駆動輪19へ伝達する駆動トルク、回転数を変更する変速機5、エンジン2とモータ1との間に介在する第1クラッチ3、モータ1と変速機5との間に介在する発進クラッチとしての第2クラッチ4を備えている。
エンジン2は希薄燃焼可能なエンジンであり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御する。
変速機5から出力したトルクは、ファイナルギヤ20を介して駆動輪19に伝達する。
次に、制御系の構成について説明する。
実施例1のハイブリッド車両は駆動系の構成として、アクセルペダル開度APOを検出するアクセルセンサ10、エンジン回転数ωEを検出するエンジン回転数センサ11、第2クラッチ4の入力軸回転数ωCL2iを検出する入力軸回転数センサ6、第2クラッチ4の出力軸回転数ωoを検出する出力軸回転数センサ7、クラッチ油温TempCL2を検出するクラッチ油温センサ12、バッテリ充電状態SOCを管理するバッテリコントローラ18、運バー他8を制御してモータ1をモータトルク指令値TM *に応じて制御するモータコントローラ17、エンジン2をエンジントルク指令値TE *に応じて制御するエンジンコントローラ16、第1クラッチ3および第2クラッチ4をクラッチ電流指令値ICL1 *,ICL2 *に応じて制御するクラッチコントローラ15、変速指令値に応じて変速機5を制御する変速機コントローラ14、各センサからの情報に応じて指令値を演算する統合コントローラ13を備える。
モータコントローラ17は、モータ1のモータトルクTMが統合コントローラ13からのモータトルク指令値TM *となるように、インバータ8に電流値指令値を出力して、モータ1への供給電流を制御する。
統合コントローラ13は、アクセルセンサ10からアクセルペダル開度APO情報、エンジンコントローラ16からエンジン回転数ωE情報、クラッチコントローラ15から入力軸回転数ωCL2i情報と出力軸回転数ωo情報とクラッチ油温TempCL2情報を入力し、各コントローラへ出力する指令値を演算する。
図2は統合コントローラ13の制御ブロック図である。
統合コントローラ13は、駆動トルク目標値演算部21、駆動トルク配分演算部22、第2クラッチトルク容量基本目標値演算部23、スリップ量目標値演算部24、入力軸回転数目標値演算部25、回転数制御モータトルク目標値演算部26、回転数制御第2クラッチトルク容量目標値演算部27、締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値演算部28、第2クラッチトルク容量指令値演算部29、第2クラッチ電流指令値演算部30、第1クラッチトルク容量指令値演算部31、第1クラッチ電流指令値演算部32、モータトルク指令値演算部33を有する。
駆動トルク目標値演算部21は、アクセルペダル開度APO情報と車体速度Vsp情報とを入力し、第2クラッチ4の出力軸4oにおける駆動トルク目標値Td *を演算する。図3は駆動トルク目標値Td *のマップである。駆動トルク目標値Td *は、図3に示すように車体速度Vspが大きくなるほど駆動トルク目標値Td *を小さく、またアクセルペダル開度APOが大きいほど駆動トルク目標値Td *を大きく設定する。
なお、車体速度Vspはクラッチコントローラ15から入力した出力軸回転数ωoと変速機コントローラ14から入力した変速比から求めることができる。
駆動トルク配分演算部22は、駆動トルク目標値Td *を入力し、モータトルク基本目標値TM_base *、エンジントルク基本目標値TE_base *を演算する。モータトルク基本目標値TM_base *、エンジントルク基本目標値TE_base *は第1クラッチ3、第2クラッチ4の締結状況や車両状態に応じて設定する。
第2クラッチトルク容量基本目標値演算部23は、駆動トルク目標値Td *を入力し、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *を演算する。第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *は、例えば次の式(1)によって求める。
スリップ量目標値演算部24は、第1クラッチ制御モードフラグfCL1、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *、クラッチ油温TempCL2、エンジン始動時モータ配分トルクTENG_startを入力し、スリップ量目標値ωCL2_slp *を演算する。
1) EVモード(fCL1==0)の場合
これにより、クラッチ油温TempCL2が高いとき、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *が大きいときにはスリップ量目標値ωCL2_slp *を小さい設定することによりクラッチ油温の過度な上昇を抑制している。
これにより、第1クラッチ3を締結しているときには、第1クラッチ3側から入力する外乱によって入力軸4iの回転数が低下しても第2クラッチ4が急に完全締結することを防止する。これにより加速変動を生じることなくエンジン2を始動させることができる。なお、上記の完全締結とは第2クラッチ4の入力軸4iと出力軸4oとの回転数が略同一となる状態を意味し、以下ではスリップ状態に対して単に締結ともいう。
入力軸回転数目標値演算部25は、スリップ量目標値ωCL2_slp *、出力軸回転数ωoを入力し、入力軸回転数目標値ωCL2i *を演算する。入力軸回転数目標値ωCL2i *は、次の式(4)によって求める。
回転数制御モータトルク目標値演算部26では、入力軸回転数目標値ωCL2i *、入力軸回転数ωCL2iを入力し、回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *を演算する。回転数制御モータトルク目標値演算部26では、入力軸回転数ωCL2iが入力軸回転数目標値ωCL2i *となるようにモータ1のトルク目標値を演算している。これにより第2クラッチ4をスリップ制御するときに、第2クラッチ4のスリップ量を一定としている。
回転数制御第2クラッチトルク容量目標値演算部27では、回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *、エンジントルク基本目標値TE_base *を入力し、回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *を演算する。
位相補償部40では、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *を入力し、第2クラッチトルク容量F/F指令値TCL2_FF *を演算する。第2クラッチトルク容量F/F指令値TCL2_FF *は、例えば次の式(6)のように位相補償フィルタGFF(s)を用いて演算し、この式(6)は双一次変換等によって離散化して得られた漸化式を用いて算出する。
エンジントルク推定値演算部41では、エンジントルク基本目標値TE_base *を入力し、エンジントルク推定値TE_estを演算する。エンジントルク推定値TE_estは、次の式(7)を用いて算出する。
第2クラッチトルク容量補正目標値演算部42は、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2_base *、エンジントルク推定値TE_estを入力し、第2クラッチトルク容量補正目標値TCL2_t *を演算する。第2クラッチトルク容量補正目標値TCL2_t *は、次の式(8), (9)を用いて算出する。
第2クラッチトルク容量規範値演算部43は、第2クラッチトルク容量補正目標値TCL2_t *を入力し、第2クラッチトルク容量規範値TCL2_ref *を演算する。第2クラッチトルク容量規範値TCL2_ref *は、次の式(10)を用いて算出する。
加減算部44は、第2クラッチトルク容量規範値TCL2_ref *、回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *を入力し、第2クラッチトルク容量規範値TCL2_ref *と回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *の偏差を演算する。
第2クラッチトルク容量F/B目標値演算部45は、第2クラッチトルク容量規範値TCL2_ref *と回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *との偏差を入力し、第2クラッチトルク容量F/B指令値TCL2_FB *を演算する。第2クラッチトルク容量F/B指令値TCL2_FB *は次の式(11)を用いて算出する。
加算部46は、第2クラッチトルク容量F/F指令値TCL2_FF *、第2クラッチトルク容量F/B指令値TCL2_FB *を入力し、回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *を演算する。回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *は、第2クラッチトルク容量F/F指令値TCL2_FF *と第2クラッチトルク容量F/B指令値TCL2_FB *を加算して算出する。
締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値演算部28は、駆動トルク目標値Td *、第2クラッチトルク容量指令値前回値TCL2_z1 *を入力し、締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_OFF *を演算する。締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_OFF *は、第2クラッチ4が締結状態、開放状態もしくは締結状態からスリップ状態へ移行するときのトルク容量目標値であり、モータ1の回転数制御を行っていないときのトルク容量目標値である。
1) 第2クラッチが締結状態である場合
1-1) TCL2_z1 < Td * × Ksafeであるとき
第2クラッチトルク容量指令値演算部29では、回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *、締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_OFF *、第2クラッチ制御モードCL2MODEを入力し、第2クラッチトルク容量指令値TCL2 *を演算する。
ステップS21では、第1クラッチ制御モードfCL1が「fCL1==0」であるか否かを判断し、「fCL1==0」であるときにはステップS22へ、「fCL1==0」でないときにはステップS25へ移行する。
ステップS23では、第2クラッチ制御モードCL2MODEを締結モード(CL2MODE=1)として処理を終了する。
ステップS24では、第2クラッチ制御モードCL2MODEをスリップモード(CL2MODE=2)として処理を終了する。
ステップS26では、駆動トルク目標値Td *が「Td *<0」であるか否かを判断し、「Td *<0」であるときにはステップS27へ移行し、「Td *<0」でないときにはステップs24へ移行する。
ステップS28では、第2クラッチ前回制御モードCL2MODE_z1が「CL2MODE_z1==1」であるか否かを判断し、「CL2MODE_z1==1」であるときにはステップS23へ移行し、「CL2MODE_z1==1」でないときにはステップS29へ移行する。
第2クラッチ電流指令値演算部30では、第2クラッチトルク容量指令値TCL2 *を入力し、第2クラッチ電流指令値ICL2 *を演算する。図7(a)はクラッチトルク容量に対するクラッチ油圧のマップ、図7(b)はクラッチ油圧に対するソレノイドバルブに供給される電流のマップである。第2クラッチ電流指令値ICL2 *は、図7(a)を用いて第2クラッチトルク容量指令値TCL2 *に応じたクラッチ油圧を算出し、図7(b)を用いて算出したクラッチ油圧に応じた電流の値を第2クラッチ電流指令値ICL2 *として算出する。
第1クラッチトルク容量指令値演算部31は、第1クラッチ制御モードfCL1、第2クラッチ4のスリップ量ωCL2_slp、スリップ量目標値ωCL2_slp *を入力し、第1クラッチトルク容量指令値TCL1 *を演算する。第1クラッチトルク容量指令値TCL1 *は、次の式(18),(19)によって算出される。
1)第1クラッチ3が締結モード(fCL1==1)であって、第2クラッチ4のスリップ量ωCL2_slpがスリップ量目標値ωCL2_slp *以上(ωCL2_slp≧ωCL2_slp *)である場合
第1クラッチ電流指令値演算部32では、第1クラッチトルク容量指令値TCL1 *を入力し、第1クラッチ電流指令値ICL1 *を演算する。第1クラッチ電流指令値ICL1 *は、図7(a)を用いて第1クラッチトルク容量指令値TCL1 *に応じたクラッチ油圧を算出し、図7(b)を用いて算出したクラッチ油圧に応じた電流の値を第1クラッチ電流指令値ICL1 *として算出する。
モータトルク指令値演算部33では、第2クラッチ制御モードCL2MODE、モータトルク基本目標値TM_base *、回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ONを入力し、モータトルク指令値TM *を演算する。
1)回転数制御中(CL2MODE==2)のとき
次に統合コントローラ13において行われる第1クラッチ3、第2クラッチ4、モータ1の制御の処理について説明する。図8は、統合コントローラ13において行われる処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS3では、駆動トルク目標値Td *を演算して、ステップS4へ移行する。
ステップS4では、第1クラッチ制御モードfCL1を設定して、ステップS5へ移行する。
ステップS6では、駆動トルク目標値Td *を、モータトルク基本目標値TM_base *とエンジントルク基本目標値TE_base *に配分して、ステップS7へ移行する。
ステップS9では、入力軸回転数目標値ωCL2i *を演算して、ステップS10へ移行する。
ステップS11では、回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *を演算して、ステップS14へ移行する。
ステップS13では、締結/開放時第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_OFF *を演算して、ステップS14へ移行する。
ステップS15では、第1クラッチトルク容量指令値TCL1 *を演算して、ステップS16へ移行する。
ステップS17では、モータトルク指令値TM *を演算して、ステップS18へ移行する。
スリップ回転数制御を行うときには、図8のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS14→ステップS15→ステップS16→ステップS17→ステップS18→ENDと移行する。
第2クラッチ4はソレノイドバルブによって調圧したクラッチ油圧によって、摩擦材の押圧力を調整することによりトルク容量を制御している。しかし、第2クラッチトルク容量TCL2の制御精度を十分に確保することができない。
図9に示すように、第2クラッチトルク容量目標値TCL2 *に対して第2クラッチトルク容量TCL2が大きくなりモータ1への負荷が大きくなるためモータトルクTMが高くなり、運転者の所望する加速度よりも高くなってしまう。
そこで回転数制御モータトルク目標値TM_FB_ON *に応じて第2クラッチトルク容量目標値TCL2 *を設定することとした。
そして、モータ1を回転制御しているときには、第2クラッチトルク容量目標値TCL2 *を回転数制御第2クラッチトルク容量目標値TCL2_FB_ON *として第2クラッチ4を制御することとした。
図10に示すように、第2クラッチトルク容量目標値TCL2 *に対して第2クラッチトルク容量TCL2がほぼ一致する。このとき、モータ1への負荷が適正になるため、モータトルクTMが駆動トルク目標値Td *に応じた大きさとなり、運転者の所望する加速度を得ることができる。
HEV走行モードの場合には、第2クラッチトルク容量TCL2を制御することにより、モータ1から出力軸4o側へ伝達するトルク(駆動トルクTd)と、出力軸4oからモータ1およびエンジン2側へ伝達するトルク(負荷)とを制御していることとなる。
なお、上述の論理により第2クラッチ4を制御すると、モータ1の制御を特に変更することなく自動的にモータトルクTMは変更するため、第2クラッチ4の制御とモータ1の制御との干渉を回避することができる。
モータ1を回転数制御しているときには、第2クラッチトルク容量TCL2によってモータトルクTMを制御することができる。そのため、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2 *を駆動トルク目標値Td *とすることで、駆動トルクTdを駆動トルク目標値Td *に近づけることができ、運転者の所望する加速性能を得ることができる。
次に実施例1のハイブリッド車両のクラッチ制御装置の効果について以下に列記する。
モータ1を回転数制御しているときには、第2クラッチトルク容量TCL2によってモータトルクTMを制御することができる。そのため、第2クラッチトルク容量基本目標値TCL2 *を駆動トルク目標値Td *とすることで、駆動トルクTdを駆動トルク目標値Td *に近づけることができ、運転者の所望する加速性能を得ることができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
2 エンジン
3 第1クラッチ
4 第2クラッチ(発進クラッチ)
4i 入力軸(発進クラッチ入力軸)
4o 出力軸(発進クラッチ出力軸)
6 入力軸回転数センサ(入力軸回転数検出手段)
7 出力軸回転数センサ(出力軸回転数検出手段)
13 統合コントローラ
15 クラッチコントローラ(発進クラッチ制御手段、第1クラッチ制手段)
21 駆動トルク目標値演算部(駆動トルク目標値演算手段)
22 駆動トルク配分演算部(エンジントルク目標値演算手段)
23 第2クラッチトルク容量基本目標値演算部(トルク容量基本目標値演算手段)
25 入力軸回転数目標値演算部(入力軸回転数目標値演算手段)
26 回転数制御モータトルク目標値演算部(モータトルク演算手段)
27 回転制御第2クラッチトルク容量目標値演算部(トルク容量目標値演算手段)
Claims (3)
- 駆動源としてのモータと、
前記モータと駆動輪と動力伝達経路の間に設けられたクラッチである発進クラッチとを備え、
前記発進クラッチを接続し、前記モータのみを駆動源として走行するモータ走行モードで走行可能な車両の制御装置において、
前記発進クラッチの駆動輪側の回転軸である発進クラッチ出力軸の駆動トルク目標値を演算する駆動トルク目標値演算手段と、
前記駆動トルク目標値に応じた前記発進クラッチのトルク容量基本目標値を演算するトルク容量基本目標値演算手段と、
前記発進クラッチの前記モータ側の回転軸である発進クラッチ入力軸の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記発進クラッチの駆動輪側の回転軸である発進クラッチ出力軸の出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記出力軸回転数に応じて、前記発進クラッチ入力軸の入力軸回転数目標値を演算する入力軸回転数目標値演算手段と、
前記入力軸回転数が前記入力軸回転数目標値と一致するように前記モータを制御する回転数制御を行う際のモータの出力トルクに相当するモータトルク相当値を演算するモータトルク演算手段と、
前記モータトルク相当値に応じて前記モータを制御するモータ制御手段と、
前記モータ走行モードにおいて前記モータを回転数制御している場合に、前記モータトルク相当値が前記トルク容量基本目標値より小さいときには前記トルク容量基本目標値より大きな値を前記発進クラッチのトルク容量目標値とし、前記モータトルク相当値が前記トルク容量基本目標値より大きいときには前記トルク容量基本目標値よりも小さな値を前記発進クラッチのトルク容量目標値とするトルク容量目標値演算手段と、
前記モータを回転数制御している場合に、前記トルク容量目標値に応じて前記発進クラッチを制御する発進クラッチ制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置において、
前記モータに加えて更に、前記モータの回転軸に対して接続可能に設けられたエンジンと、
前記エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算手段と、
を設け、
前記トルク容量目標値演算手段は、前記モータの回転軸に対して前記エンジンを接続し、前記モータと前記エンジンとを駆動源として走行するハイブリッド走行モードにおいて、前記モータを回転数制御している場合に、前記モータトルク相当値が前記トルク基本目標値から前記エンジントルクを差し引いた値より小さいときには前記トルク容量基本目標値より大きな値を前記トルク容量目標値とし、前記モータトルク相当値が前記トルク容量基本目標値から前記エンジントルクを差し引いた値より大きいときには前記トルク容量基本目標値よりも小さな値を前記トルク容量目標値とすることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両のクラッチ制御装置において、
前記トルク容量基本目標値演算手段は、前記駆動トルク目標値を前記トルク容量基本目標値として演算することを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ制御装置。
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