JP2012096650A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 クラッチをスリップ制御すると共に、クラッチのモータ側回転数がクラッチの駆動輪側回転数よりも所定量高い回転数となるようにモータを回転数制御するモータ回転数制御走行モードと、クラッチをスリップ制御すると共に、前記クラッチのモータ側回転数が前記クラッチの駆動輪側回転数よりも所定量高い回転数となるようにエンジンを回転数制御するエンジン回転数制御走行モードと、クラッチをスリップ制御しているときに車両停止状態と判定されたときは、指令油圧を低下させる車両停止時伝達トルク容量補正手段と、モータ回転数制御走行モードのときは、車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を許可し、エンジン回転数制御走行モードのときは、前記車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を禁止する補正許可・禁止判断手段と、を備えた。
【選択図】 図11
Description
次に、WSC走行モードの詳細について説明する。WSC走行モードとは、エンジンEが作動した状態を維持している点に特徴があり、ドライバ要求トルク変化に対する応答性が高い。具体的には、第1クラッチCL1を完全締結し、第2クラッチCL2をドライバ要求トルクに応じた伝達トルク容量TCL2としてスリップ制御し、エンジンE及び/又はモータジェネレータMGの駆動力を用いて走行する。
次に、MWSC走行モード領域を設定した理由について説明する。推定勾配が所定勾配(g1もしくはg2)より大きいときに、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態もしくは微速発進状態に維持しようとすると、平坦路に比べて大きな駆動力が要求される。自車両の荷重負荷に対向する必要があるからである。
第2クラッチCL2のスリップによる発熱を回避する観点から、バッテリSOCに余裕があるときはEV走行モードを選択することも考えられる。このとき、EV走行モード領域からWSC走行モード領域に遷移したときにはエンジン始動を行う必要があり、モータジェネレータMGはエンジン始動用トルクを確保した状態で駆動トルクを出力するため、駆動トルク上限値が不要に狭められる。
また、EV走行モードにおいてモータジェネレータMGにトルクだけを出力し、モータジェネレータMGの回転を停止もしくは極低速回転すると、インバータのスイッチング素子にロック電流が流れ(電流が1つの素子に流れ続ける現象)、耐久性の低下を招くおそれがある。
また、1速でエンジンEのアイドル回転数に相当する下限車速VSP1よりも低い領域(VSP2以下の領域)において、エンジンE自体は、アイドル回転数より低下させることができない。このとき、WSC走行モードを選択すると、第2クラッチCL2のスリップ量が大きくなり、第2クラッチCL2の耐久性に影響を与えるおそれがある。
そこで、エンジンEを作動させたまま、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を運転者の要求駆動力に制御しつつ、モータジェネレータMGの回転数が第2クラッチCL2の出力回転数よりも所定回転数高い目標回転数にフィードバック制御するMWSC走行モードを設定した。
1)エンジンEが作動状態であることからモータジェネレータMGにエンジン始動分の駆動トルクを残しておく必要が無く、モータジェネレータMGの駆動トルク上限値を大きくすることができる。具体的には、要求駆動力軸で見たときに、EV走行モードの領域よりも高い要求駆動力に対応できる。
2)モータジェネレータMGの回転状態を確保することでスイッチング素子等の耐久性を向上できる。
3)アイドル回転数よりも低い回転数でモータジェネレータMGを回転することから、第2クラッチCL2のスリップ量を小さくすることが可能となり、第2クラッチCL2の耐久性の向上を図ることができる。
上述のように、WSC走行モードが選択された状態で、運転者がブレーキペダルを踏み込み、車両停止状態となった場合、第2クラッチCL2にはクリープトルク相当の伝達トルク容量が設定され、エンジンEに直結されたモータジェネレータMGがアイドル回転数を維持するように回転数制御が実行される。駆動輪は車両停止によって回転数がゼロであるから、第2クラッチCL2にはアイドル回転数相当のスリップ量が発生する。この状態が長く継続すると、第2クラッチCL2の耐久性が低下するおそれがあることから、運転者によってブレーキペダルが踏まれ、車両停止状態が維持されている場合には、第2クラッチCL2を解放することが望ましい。
図11は実施例1の車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を表すフローチャートである。
ステップS1では、補正開始条件が成立したか否かを判断し、成立しているときはステップS2に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する(補正許可・禁止判断手段に相当)。ここで、補正開始条件は、ブレーキペダルON,アクセルペダル開度がゼロ、車速ゼロ,WSC走行モード中(すなわち、モータジェネレータMGは回転数制御が行われ、第2クラッチCL2にはクリープトルク相当の伝達トルク容量が設定された状態)、及び他のコントローラ等で判定された停止判定フラグオン等である。尚、ゼロとは、センサ検出値として概ねゼロと認識できる値であればよい。
ステップS4では、フィードバック禁止タイマ値がフィードバック禁止時間以上か否かを判断し、YESの場合はステップS6に進み、NOの場合はステップS5に進む。すなわち、このタイマがカウントアップされている間はフィードバック制御量が出力されることはない。
ステップS8では、フィードバック応答タイマ値が応答時間以上か否かを判断し、YESの場合はステップS9に進み、NOの場合はステップS16に進む。すなわち、このタイマがカウントアップされている間は目標MGトルクと実MGトルクとの偏差が生じている限り、指令油圧として低くなる値が出力される。
ステップS11では、追従判定タイマをカウントアップする。
ステップS12では、追従判定タイマ値が追従時間以上か否かを判定し、YESの場合はステップS13へ進み、NOの場合はステップS16に進む。すなわち、第2クラッチCL2が伝達トルク容量を持っていれば、指令油圧を低下したときに、実MGトルクも追従して変化するはずである。よって、目標MGトルクと実MGトルクとが追従していると考えられる範囲に追従時間以上ある場合には、第2クラッチCL2は、未だ完全解放状態ではないことを意味する。
ステップS13では、各タイマ値をクリアする。すなわち、次回の制御周期において、再度ステップ状に指令油圧を低下するための準備をする。
ステップS15では、戻り判定タイマ値が戻り時間以上か否かを判断し、YESのときはステップS17に進み、NOのときはステップS10に進む。すなわち、フィードバック制御によって指令油圧を低下させたときにモータジェネレータMGの負荷が低下したのであれば、実MGトルクは目標MGトルクに戻るはずである。一方、第2クラッチCL2が解放状態になっていれば、いくら指令油圧を低下しても実MGトルクは目標MGトルクに戻ることはない。すなわち、既に第2クラッチCL2は完全解放したことを意味している。この時点における指令油圧が終了指令油圧である。
ステップS17では、プリチャージ処理を実行する。プリチャージ処理とは、指令油圧を十分に低下(終了指令油圧)させても実MGトルクが目標MGトルクに向けて変化してこない場合に、第2クラッチCL2に生じたピストンロスストロークを解消するための処理である。図12は実施例1のプリチャージ量マップであり、図13は実施例1のプリチャージ時間マップであり、図14は実施例1のオフセット量マップである。プリチャージとは、所定時間の間、指令油圧として高い値を出力するものであり、ピストンがストロークしている間は、実油圧はさほど上昇しない。また、オフセット量とはプリチャージ後に所定のトルク発生勾配で指令油圧を上昇するための基点となる値であり、この基点から予め設定されたトルク発生勾配で指令油圧を上昇する値が演算される。
ステップS18では、補正後供給油圧設定処理を実行し、補正後指令油圧を設定する。補正後供給油圧設定処理とは、第2クラッチCL2に伝達トルク容量を持ち始めるぎりぎりの値(もしくは、若干の伝達トルク容量を持った状態)に指令油圧を補正する処理である。図15は実施例1の油圧戻し量マップであり、図16は実施例1の安全オフセット量マップである。
図17は実施例1の車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を表すタイムチャートである。初期条件は、WSC走行モードが選択され、ブレーキペダルが踏み込まれた状態で、アクセルペダルはオフ状態、車両停止状態、モータISC制御が継続的に実施されているものとする。
時刻t1において、補正開始条件が成立していると判定されると、指令油圧がステップ減算量に応じて低下し、目標MGトルクもステップ減算量に応じて低下する。このとき、フィードバック禁止タイマのカウントアップが開始される。
時刻t2において、フィードバック禁止タイマ値が禁止時間に到達すると、フィードバック応答タイマのカウントアップが開始されると共に、フィードバック制御量の加算が開始される。このとき、目標MGトルクと実MGトルクとの偏差はほぼ収束しているため、フィードバック制御量としてはほとんど出力されることがない。
時刻t4において、追従判定タイマ値が追従時間に到達すると、第2クラッチCL2の伝達トルク容量はまだ確保されており、解放されていないと判断して各タイマ値をリセットし、更にステップ減算量に応じた指令油圧の低下及び目標MGトルクの低下が行われ、フィードバック禁止タイマのカウントアップが開始される。
(1)車両の駆動力を出力するエンジンE及びモータジェネレータMG(モータ)と、モータジェネレータMGと駆動輪との間に介装され指令油圧に基づいて伝達トルク容量を発生する第2クラッチCL2(クラッチ)と、第2クラッチCL2をスリップ制御すると共に、第2クラッチCL2のモータジェネレータ側の回転数が第2クラッチCL2の駆動輪側の回転数よりも所定量高い回転数となるようにモータジェネレータMGを回転数制御するモータISC制御によるWSC走行モード(モータ回転数制御走行モード)と、第2クラッチCL2をスリップ制御すると共に、第2クラッチCL2のモータジェネレータ側の回転数が第2クラッチCL2の駆動輪側の回転数よりも所定量高い回転数となるようにエンジンEを回転数制御するエンジンISC制御によるWSC走行モード(エンジン回転数制御走行モード)と、車両停止状態を判定するステップS1(車両停止状態判定手段)と、第2クラッチCL2をスリップ制御しているときに車両停止状態と判定されたときは、指令油圧を低下させる車両停止時伝達トルク容量補正制御処理(車両停止時伝達トルク容量補正手段)と、モータISC制御によるWSC走行モードのときは、車両停止時伝達トルク容量補正制御処理による指令油圧の低下を許可し、エンジンISC制御によるWSC走行モードのときは、車両停止時伝達トルク容量補正制御処理による指令油圧の低下を禁止するステップS1,S16(補正許可・禁止判断手段)と、を備えた。
エンジンEの回転数制御によってWSC走行モードを達成している場合には、車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を禁止し、モータジェネレータMGの回転数制御によってWSC走行モードを達成している場合には、車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を許可することで、エンジントルク変動に伴う影響を受けることなく補正することができ、精度の高い伝達トルク容量の補正を行うことができる。また、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を小さくすることができ、クラッチプレートの発熱や劣化等を抑制することができる。
すなわち、このモード遷移によって、エンジン側では回転数制御からトルク制御に切り換えられる。このとき、点火タイミングや吸入空気量の変更が行われるため、これらの応答遅れによって適切なトルク変動を検知できないおそれがある。そこで、所定時間経過後、エンジン側での制御が切り換わった後に車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を実行することで、精度の高い伝達トルク容量の補正を行うことができる。
すなわち、このモード遷移によって、エンジン側ではトルク制御から回転数制御に切り換えられる、このとき、点火タイミングや吸入空気量の変更が行われると、エンジン負荷に変動を起こすため、第2クラッチCL2の変化によるMGトルクの変化なのか、エンジン負荷の変化によるMGトルクの変化なのかが理解できない。よって、この場合は即座に車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を禁止することで、誤った補正を回避することができる。
このように、モータジェネレータMGの実トルクを検出することで、第2クラッチCL2が完全解放状態となる油圧(実MGトルクが変化しなくなる油圧である終了指令油圧)を確認し、その油圧より高い油圧に、補正後指令油圧を設定することで、発進時に伝達トルク容量の発生までラグが生じることなく、また、締結ショック等を回避することができる。
このように、ステップ状に減算することで、静的な状態での実MGトルクの変化等を短時間で達成することができ、早期に補正後指令油圧を設定することができる。よって、第2クラッチCL2の無駄なスリップを回避することができる。また、完全解放状態となる油圧を確認し、その油圧より高い油圧に設定することで、発進時に伝達トルク容量の発生までのラグが生じることが無く、また、締結ショック等を回避することができる。
これにより、単に指令油圧に対して実油圧が十分に低下していないことに起因して実MGトルクが目標MGトルクに追従していないのか、第2クラッチCL2の完全解放によって追従していないのかを判別することができ、精度良く指令油圧を補正することができる。
よって、クラッチピストンのロスストロークを素早く解消することができ、早期に補正後指令油圧を設定することができる。特に、フィードバック制御量が加算されている場合、ロスストローク量は大きいため、この場合、特に有効である。
よって、ピストンストローク速度を適切に管理することができ、また、第2クラッチCL2が伝達トルク容量を持ち始めるときに急激なトルク変化を抑制することができ、締結ショックを回避することができる。
すなわち、変化量ΔTMGが大きいときは、ステップ減算量だけ低下させたときに、ある程度まで伝達トルク容量を持っていたが、それ以降解放されたことを意味し、前回の指令油圧では高すぎるから、大きく減算補正する。一方、変化量ΔTMGが小さいときは、ステップ状に低下させたときに、すぐに伝達トルク容量が無くなり、前回の指令油圧は適正な値に近い値であるから、小さく減算補正する。このように、変化量ΔTMGに基づいて油圧戻し量を設定することで、最適な補正後指令油圧を設定することができる。
油温が低いときは油の粘性が高く、制御性が悪いため、伝達トルク容量を確保するために大きな安全オフセット量を設定することで、適切な伝達トルク容量を確保することができる。
また、実施例1ではWSC走行モードのときに車両停止時伝達トルク容量補正制御処理を行ったが、他のスリップ制御時、すなわちモータジェネレータが回転数制御されているときであれば、同様に適用できる。
CL1 第1クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第2クラッチ
AT 自動変速機
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 インバータ
4 バッテリ
5 第1クラッチコントローラ
6 第1クラッチ油圧ユニット
7 ATコントローラ
8 第2クラッチ油圧ユニット
9 ブレーキコントローラ
10 統合コントローラ
24 ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部
Claims (10)
- 車両の駆動力を出力するエンジン及びモータと、
前記モータと駆動輪との間に介装され指令油圧に基づいて伝達トルク容量を発生するクラッチと、
前記クラッチをスリップ制御すると共に、前記モータを前記クラッチのモータ側の回転数が前記クラッチの駆動輪側回転数よりも所定量高い目標モータ回転数となるように前記モータを回転数制御するモータ回転数制御走行モードと、
前記クラッチをスリップ制御すると共に、前記エンジンを前記クラッチのモータ側の回転数が前記クラッチの駆動輪側の回転数よりも所定量高い目標エンジン回転数となるように前記エンジンを回転数制御するエンジン回転数制御走行モードと、
車両停止状態を判定する車両停止状態判定手段と、
前記クラッチをスリップ制御しているときに車両停止状態と判定されたときは、前記指令油圧を低下させる車両停止時伝達トルク容量補正手段と、
前記モータ回転数制御走行モードのときは、前記車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を許可し、前記エンジン回転数制御走行モードのときは、前記車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を禁止する補正許可・禁止判断手段と、
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、
前記補正許可・禁止判断手段は、前記エンジン回転数制御走行モードから前記モータ回転数制御走行モードに遷移したときは、所定時間経過後に前記車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を許可することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両の制御装置において、
前記補正許可・禁止判断手段は、前記モータ回転数制御走行モードから前記エンジン回転数制御走行モードに遷移したときは、即座に前記車両停止時伝達トルク容量補正手段による指令油圧の低下を禁止することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし3いずれか1つに記載の車両の制御装置において、
前記モータの実トルクを検出するトルク検出手段を設け、
前記車両停止時伝達トルク容量補正手段は、前記指令油圧を初期指令油圧から前記モータの実トルクが変化しなくなる油圧である終了指令油圧まで低下させた後、前記初期指令油圧以下であって、かつ、前記終了指令油圧よりも高い補正後指令油圧を設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項4に記載の車両の制御装置において、
前記車両停止時伝達トルク容量補正手段は、前記指令油圧を初期指令油圧からステップ状に所定量低下させた指令油圧のときに前記モータの実トルクが変化しなくなったときは、前記初期指令油圧以下であって、かつ、前記ステップ状に所定量低下させた指令油圧よりも高い補正後指令油圧を設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項5に記載の車両の制御装置において、
前記指令油圧に基づいて前記モータの目標トルクを演算する目標トルク演算手段を設け、
前記車両停止時伝達トルク容量補正手段は、前記ステップ状に所定量低下させた指令油圧のときに前記モータの実トルクが変化しなくなったときは、前記目標トルクと前記実トルクとの偏差に応じて更に指令油圧を低下させることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項5または6に記載の車両の制御装置において、
前記車両停止時伝達トルク容量補正手段は、前記モータの実トルクが変化しなくなったときは、前記初期指令油圧よりも高いプリチャージ指令油圧を所定時間継続した後に、前記補正後指令油圧を設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項7に記載の車両の制御装置において、
前記車両停止時伝達トルク容量補正手段は、前記プリチャージ指令油圧を所定時間継続した後、前記補正後指令油圧を設定する前に、前記プリチャージ指令油圧よりも低い所定指令油圧に低下させてから徐々に指令油圧を上昇させることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項8に記載の車両の制御装置において、
前記補正後指令油圧は、前記モータの実トルク変化量に基づいて設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項5ないし9いずれか1つに記載の車両の制御装置において、
油温が低い場合、油温が高い場合に比べ、前記補正後指令油圧は高く設定することを特徴とする車両の制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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