JP2015101328A - ハイブリッド車両の変速制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換え及びパワーオンアップシフト変速が同時に要求された場合に、エンジンクラッチの接合及び変速を同時に行うハイブリッド車両の変速制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、トルクフェーズである変速準備区間以内の所定の基準時点以前であれば、エンジンクラッチを接合してロックアップさせるとともに解放側変速要素のリリース油圧を補償しながら同時に変速を行い、前記エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が前記基準時点後であれば、イナーシャフェーズである実変速区間の開始後にエンジンクラッチを接合してロックアップさせると共に、結合側変速要素のアプライ油圧を補償しながら同時に変速を行うことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両の変速制御方法に係り、より詳しくは、自動変速機またはＤＣＴ（Ｄｕａｌ Ｃｌｕｔｃｈ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を用いるＴＭＥＤ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）方式のハイブリッド車両においてＥＶモードからＨＥＶモードへ切り換える途中でパワーオンアップシフト変速を行う技術に関する。

ＴＭＥＤ方式のハイブリッド車両は、エンジンとモーターとの連結のためにエンジンクラッチを備え、ＥＶ走行中にＨＥＶモードへ切り換えるためには、エンジンを始動し、エンジンクラッチを結合して、エンジンの動力を変速機側へ供給できるようにしなければならない。

ここで、エンジンクラッチを備えるＴＭＥＤ方式のハイブリッド車両において、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換えが行われている間に、運転者が加速ペダルを踏んだ状態で上位変速段への変速が行われるパワーオンアップシフト変速操作が同時に発生する状況になると、従来は、制御の複雑性により、ＥＶからＨＥＶへの切り換えとパワーオンアップシフト変速とのうちいずれか一方を先行させ、次いで他方を行うようにしている（例えば特許文献２を参照）。

図１は従来の技術に係る、エンジンクラッチの接合と変速とが同時に必要な場合に、エンジンクラッチを先に接合し、変速を後で実行するようにする状況を示すグラフである。図１は、エンジンオン要求信号が発生してエンジンが始動した後、上位変速段に目標変速段が設置される状況になると、未だエンジンクラッチが接合されていない状態なので、エンジンクラッチが接合されてロックアップ（ＬＯＣＫ ＵＰ）されるまで変速を禁止する変速禁止ビット（ＢＩＴ）を活性化し、変速禁止ビットが不活性化されると、実際変速を行うようにする実変速進行ビットを活性化して変速を完了するようにすることを説明している。

上述したような制御方法は、エンジンクラッチの接合と変速とを分離して行うことにより、制御の複雑性を回避することはできるが、変速がエンジンクラッチの接合後に遅延することにより、駆動輪におけるトルク増大が遅延して車両の加速感が低下し、また変速が即座に行われず遅延することにより車両のＮＶＨの面で違和感を生じる。

一方、図２は従来のエンジンクラッチの接合と変速とが同時に必要な場合に、まず変速を行い、次いでエンジンクラッチを接合するようにする状況を示すグラフである。図２は、上位変速段に目標変速段が設定される状況が先に発生し、その後エンジンオン要求信号が発生してエンジンが始動すると、まず実変速進行ビットを活性化し、変速禁止ビットを不活性状態にして変速を先に実施し、変速が完了して実変速進行ビットが不活性化されると、それ以後エンジンクラッチを接合してロックアップさせることを説明している。

上述したような制御方法は、変速を先に行って車両の駆動輪におけるトルク増大を迅速に実現することはできるものの、モーターの回転数別の最大トルクが制限されているため、エンジンクラッチが結合するまで、運転者の要求を満足すべきトルクを駆動輪に提供することができないので、変速とエンジンクラッチの接合とによる車両の駆動輪におけるトルク段差が発生して加速線形性が低下し、エンジンクラッチの接合後に変速と同様に加速遅延が発生するうえ、変速中にエンジンが無駄にオンされている状況となることにより、燃費も低下する。

前述の発明の背景となる技術として説明した事項は、本発明の背景に関する理解増進のためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に既に知られている従来の技術に該当することを認めるものと受け入れてはならない。

韓国特許公開第１０−２０１０−００６４６４５ 特開２０１２−２５２２８号公報

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＴＭＥＤ方式のハイブリッド車両においてＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換えされる場合のように、エンジンクラッチの接合及びパワーオンアップシフト変速を同時に行われなければならない状況で、エンジンクラッチの接合及び変速を同時に行うことにより、車両の加速感及び変速感を向上させ、且つ運転者の要求に対する迅速な車両応答性を提供することを可能にした、ハイブリッド車両の変速制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法は、ＥＶ走行中にパワーオンアップシフト変速要求が発生し、それにより車両の実質的な変速を開始することが可能な状況であるとともに、エンジンオン要求が発生した状況であるか否かを判断する進入条件判断段階と、
エンジン及びモーターの回転数が同期化されると、現時点が変速準備区間内の所定の基準時点以前であるか否かを判断する基準時点判断段階と、
基準時点判断段階で現時点が基準時点以前であると判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のリリース油圧を、エンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するリリース補償段階と、
基準時点判断段階で現時点が基準時点後であると判断された場合には、実変速が開始したか否かを判断する実変速判断段階と、
実変速判断段階で実際変速が開始したと判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のアプライ油圧を、エンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するアプライ補償段階と、を含んでなることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法は、
ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換え、及びパワーオンアップシフト変速が同時に要求された場合に、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、トルクフェーズ（ｔｏｒｑｕｅ ｐｈａｓｅ）である変速準備区間以内の所定の基準時点以前であれば、エンジンクラッチを接合してロックアップさせるとともに、解放側変速要素のリリース油圧を補償しながら同時に変速を行い、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が基準時点後であれば、イナーシャフェーズ（ｉｎｅｒｔｉａ ｐｈａｓｅ）である実変速区間の開始後に、エンジンクラッチを接合してロックアップさせると共に、結合側変速要素のアプライ油圧を補償しながら同時に変速を行うことを特徴とする。

本発明は、ＴＭＥＤ方式のハイブリッド車両においてＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換えがなされるように、エンジンクラッチの接合及びパワーオンアップシフト変速が同時に行われなければならない状況で、エンジンクラッチの接合及び変速が同時に行われるようにすることにより、車両の加速感及び変速感を向上させ且つ運転者要求への速い車両応答性を提供することができる。

従来の技術に係る、エンジンクラッチの接合と変速とが同時に必要な場合に、エンジンクラッチを先に接合し、変速を後で実行するようにする状況を示すグラフである。 従来のエンジンクラッチの接合と変速とが同時に必要な場合に、まず変速を行い、次いでエンジンクラッチを接合するようにする状況を示すグラフである。 本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法の実施例を示すフローチャートである。 本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法を説明するグラフである。

図３は、本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法の実施例を示すフローチャートであり、図４は、本発明に係るハイブリッド車両の変速制御方法を説明するグラフである。
図３、４に示すように、本発明のハイブリッド車両の変速制御方法の実施例は、
ＥＶ走行中にパワーオンアップシフト変速要求が発生し、それにより車両の実質的な変速を開始することが可能な状況であるとともに、エンジンオン要求が発生した状況であるか否かを判断する進入条件判断段階（Ｓ１０）と、
エンジン及びモーターの回転数が同期化されると、現時点が変速準備区間内の所定の基準時点以前であるか否かを判断する基準時点判断段階（Ｓ２０）と、
基準時点判断段階（Ｓ２０）で現時点が基準時点以前であると判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のリリース油圧を、エンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するリリース補償段階（Ｓ３０）と、
基準時点判断段階（Ｓ２０）で現時点が基準時点後であると判断された場合には、実変速が開始したか否かを判断する実変速判断段階（Ｓ４０）と、
実変速判断段階（Ｓ４０）で実際変速が開始したと判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のアプライ油圧をエンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するアプライ補償段階（Ｓ５０）と、を含んで構成される。

すなわち、本発明は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換え及びパワーオンアップシフト変速が同時に要求された場合に、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、トルクフェーズである変速準備区間以内の所定の基準時点以前であれば、エンジンクラッチを接合してロックアップさせるとともに、解放側変速要素のリリース油圧を補償しながら同時に変速を行い、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が基準時点後であれば、イナーシャフェーズである実変速区間の開始後にエンジンクラッチを接合してロックアップさせると共に、結合側変速要素のアプライ油圧を補償しながら同時に変速を行う。

進入条件判断段階（Ｓ１０）で、ハイブリッド車両をＥＶ走行中にＨＥＶモードへ切り換えるためには、エンジンのオン要求が発生するので、エンジンオン要求が発生した状況は、結局、エンジンを変速機及びモーターに連結するエンジンクラッチを接合してＨＥＶモードへ切り換えるためのものである。

よって、前述したように、エンジンオン要求を判断するとともに、運転者が加速ペダルを踏むにつれて上位変速段への変速が要求されるパワーオンアップシフト変速要求を判断し、それにより実質的に変速が行われ得る状況と判断されて実質的な変速を開始することが可能な状況になると、以後の本発明に係る制御によって、エンジンクラッチの結合とパワーオンアップシフト変速とを同時に行う条件が満たされたと判断する。

すなわち、進入条件判断段階（Ｓ１０）では、パワーオンアップシフト変速要求の発生有無、前述したような変速要求に応えて実際変速が可能な状態になったか否か、及びエンジンオン要求が発生した状況であるか否かを判断し、全ての条件が満たされた場合に次の段階に移行する。

この際、本発明では、前述したようにＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換えのためのエンジンクラッチの結合と、パワーオンアップシフト変速と、が同時に要求された場合にも、従来のように変速禁止ビットを活性化することなく、後述する方法によって、そのまま変速とエンジンクラッチの結合とを同時にに行うことができる。

進入条件判断段階（Ｓ１０）で全ての条件が満たされると、基準時点判断段階（Ｓ２０）を行う。
基準時点判断段階（Ｓ２０）は、エンジン及びモーターの回転数が同期化されることを前提として開始され、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点以後は、リリース補償段階（Ｓ３０）を行うか、アプライ補償段階（Ｓ５０）を行うかを選択する基準となる。

すなわち、エンジン及びモーターの回転数が同期化される時点が、基準時点以前である場合にのみリリース補償段階（Ｓ３０）を行い、それ以外の場合にはアプライ補償段階（Ｓ５０）を行う。

基準時点判断段階（Ｓ２０）における基準時点は、変速要素のトルクのみ変化するトルクフェーズである変速準備区間の総時間の５０％以上９０％以下が経過した範囲で設定されることが好ましい。

すなわち、本発明において、変速は、図４に示すように、変速準備区間、実変速区間及び変速仕上げ区間で順次かつ連続的に構成されているが、ここで、変速準備区間は、自動変速機またはＤＣＴに従前結合していて、解除される変速要素と、新しく結合される変速要素と、で反力トルクのみ変化するトルクフェーズであり、実変速区間は、実際回転速度比が変化するイナーシャフェーズであり、基準時点としてはトルクフェーズの開始後約５０％〜９０％経過した時点を設定する。

前述したような変速過程と、エンジン及びモーターの回転数の同期化によるエンジンクラッチ接合過程と、は同時に行われるが、大体において、各過程の開始時点は完全には同一でなく、その所要期間も異なるので、本発明では、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、変速においてどの区間に該当するかによって後述のように制御方法を異ならせるのである。

本発明において、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、変速準備区間内の基準時点以前である場合には、エンジンクラッチを締結してロックアップさせるための油圧を印加すると共に、リリース補償段階（Ｓ３０）を行うが、リリース補償段階（Ｓ３０）では、リリース油圧を、エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数、及びモーター回転数の勾配に応じて予め設定されたデータマップから得られる補償値で補償する。

すなわち、エンジンクラッチを締結する油圧を印加しながら、これと共に、エンジンクラッチの結合による変化に対応するために必要な解放側変速要素のリリース油圧を、予め多数の実験及び解析によって、エンジンクラッチの結合による変化が反映されたデータマップから補償値を得て制御することにより、安定した変速制御が行われるようにし、既存のコントローラー学習機能をそのまま適用しても外的要因による問題が発生しないようにしたものである。

一方、エンジンの回転数とモーターの回転数とが同期化された時点が基準時点後である場合には、実変速判断段階（Ｓ４０）を介して、実変速が開始したか否かを判断した後、実変速区間内でアプライ補償段階（Ｓ５０）を行う。

アプライ補償段階（Ｓ５０）では、アプライ油圧を、エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数、及びモーター回転数の勾配に応じて予め設定されたデータマップから得られる補償値で補償する。これは、リリース変速要素の場合と同様に、アプライ変速要素のアプライ油圧を、エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数、及びモーター回転数の勾配に応じて予め設定されたデータマップを用いて補償することにより、安定した変速制御が行われるようにし、既存のコントローラー学習機能をそのまま適用しても、外的要因による問題が発生しないようにした。

本発明において、モーターの回転数とエンジンの回転数との同期化時点が変速準備区間の基準時点以前である場合にはリリース油圧を補償制御し、その後の実変速区間では、アプライ油圧を補償制御するようにした理由は、変速準備区間では、主に変速過程に影響を及ぼす因子がリリース油圧であり、実変速区間では、アプライ油圧が主に変速過程に影響を及ぼすためである。

参考として、図４において、Ａは、エンジンの回転数とモーターの回転数との同期化時点が変速準備区間の基準時点以前であって、リリース油圧を補償することを「Ａ’」で表示したものであり、Ｂは、エンジンの回転数とモーター回転数との同期化時点が基準時点後であって、実変速区間にアプライ油圧を補償することを「Ｂ’」で表示したものである。

一方、前述したような変速とエンジンクラッチの結合制御とを同時に行いながら、その制御の基準となるエンジン目標回転数を設定する際に、変速準備区間中には現在の変速段に換算した回転数をエンジン目標回転数として定め、実変速区間中には変速機の入力トルクと変速機の出力速度別に勾配を定めてエンジン目標回転数を定め、実変速区間後には目標変速段に換算した回転数をエンジン目標回転数として定めることにより、制御が行われるようにすることが、より実質的なエンジン目標回転数の設定方法になるであろう。

参考として、本実施例では変速機のメカニズムを、自動変速機の油圧により作動する変速要素を基準として説明することにより、リリース油圧とアプライ油圧で表現したが、乾式クラッチを用いるＤＣＴなどでは、解放側クラッチの伝達トルクと結合側クラッチの伝達トルクとで表現することができるであろう。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

Ｓ１０ 進入条件判断段階
Ｓ２０ 基準時点判断段階
Ｓ３０ リリース補償段階
Ｓ４０ 実変速判断段階
Ｓ５０ アプライ補償段階

Claims (7)

1. ＥＶ走行中にパワーオンアップシフト変速要求が発生し、それにより車両の実質的な変速を開始することが可能な状況であるとともに、エンジンオン要求が発生した状況であるか否かを判断する進入条件判断段階と、
   エンジン及びモーターの回転数が同期化されると、現時点が変速準備区間内の所定の基準時点以前であるか否かを判断する基準時点判断段階と、
   前記基準時点判断段階で現時点が前記基準時点以前であると判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のリリース油圧を、前記エンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するリリース補償段階と、
   前記基準時点判断段階で現時点が前記基準時点後であると判断された場合には、実変速が開始したか否かを判断する実変速判断段階と、
   前記実変速判断段階で実際変速が開始したと判断された場合には、エンジンクラッチ結合油圧を印加するとともに、変速要素のアプライ油圧を前記エンジンクラッチ結合油圧を考慮して補償するアプライ補償段階とを含んでなることを特徴とするハイブリッド車両の変速制御方法。
2. 前記リリース補償段階では、前記リリース油圧を、前記エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数及びモーター回転数の勾配に応じて予め設定されたデータマップから得られる補償値で補償する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変速制御方法。
3. 前記アプライ補償段階では、前記アプライ油圧を、前記エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数、及びモーター回転数の勾配に応じて予め設定されたデータマップから得られる補償値で補償する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変速制御方法。
4. 前記変速準備区間中は、現在変速段に換算した回転数をエンジン目標回転数として定め、
   実変速区間中は、変速機の入力トルクと変速機の出力速度別に勾配を定めてエンジン目標回転数を定め、
   前記実変速区間後には、目標変速段に換算した回転数をエンジン目標回転数として定め、それにより制御が行われるようにする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変速制御方法。
5. 前記基準時点判断段階における前記基準時点は、変速要素のトルクのみ変化するトルクフェーズである前記変速準備区間の総時間の５０％以上９０％以下が経過した範囲で設定される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変速制御方法。
6. ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換え及びパワーオンアップシフト変速が同時に要求された場合に、エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が、トルクフェーズである変速準備区間以内の所定の基準時点以前であれば、エンジンクラッチを接合してロックアップさせるとともに、解放側変速要素のリリース油圧を補償しながら同時に変速を行い、前記エンジン及びモーターの回転数が同期化された時点が前記基準時点後であれば、イナーシャフェーズである実変速区間の開始後にエンジンクラッチを接合してロックアップさせると共に、結合側変速要素のアプライ油圧を補償しながら同時に変速を行うことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御方法。
7. 前記リリース油圧及び前記アプライ油圧は、エンジンクラッチ結合油圧、モーター回転数、及びモーター回転数の勾配に応じて予めそれぞれ設定されたデータマップから得られる補償値で補償することを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両の変速制御方法。

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