JP2015150916A - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと電動モータと無段変速機とを搭載し、これらを制御してエンジンと電動モータと両方の駆動で車両を走行可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle that is equipped with an engine, an electric motor, and a continuously variable transmission, and that can control these to drive the vehicle by driving both the engine and the electric motor.
従来のハイブリッド車両としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。
この特許文献1に記載のハイブリッド車両では、エンジンと、このエンジンの出力軸に結合された無段変速機と、この無段変速機の出力軸に結合されたクラッチと、このクラッチの出力軸側に結合された駆動輪と、この駆動輪側に結合された電動モータと、車両の運転状態に応じてエンジンおよび電動モータの出力制御、クラッチの締結/解放の制御、および無段変速機の変速制御を行う制御手段と、を備え、電気自動車(EV)モードとハイブリッド(HEV)モードとの間で切り替え可能である。上記EVモードでは、エンジンを停止してクラッチを解放して、電動モータで力行および回生を行うようにしている。
As a conventional hybrid vehicle, for example, a vehicle described in
In the hybrid vehicle described in
しかしながら、上記従来のハイブリッド車両にあっては、EVモードでの走行中における無段変速機の変速制御については全く考慮されていないため、以下の問題点がある。
すなわち、EVモード(エンジン停止かつクラッチ解放)で車両を発進した後、車両の運転点がEV領域からHEV領域に移ると、停止していたエンジンを再始動してクラッチを締結することによりHEVモードに切り替わる。
この場合、まず、上記EVモードで発進するときは、エンジンが停止しているので無段変速機のセカンダリ回転数、したがってクラッチの無段変速機側の回転数がゼロであるのに対して、クラッチの駆動輪側の回転数は車速の上昇に伴って高くなる。この結果、車速の上昇に伴ってクラッチの無段変速機側回転数と駆動輪側回転数との乖離、すなわちこれら間の回転数差が増大していくことになる。
However, the conventional hybrid vehicle has the following problems because no consideration is given to the shift control of the continuously variable transmission during traveling in the EV mode.
That is, after starting the vehicle in the EV mode (engine stop and clutch release), when the operating point of the vehicle moves from the EV region to the HEV region, the stopped engine is restarted and the clutch is engaged, thereby enabling the HEV mode. Switch to
In this case, first, when starting in the EV mode, since the engine is stopped, the secondary rotational speed of the continuously variable transmission, and hence the rotational speed of the continuously variable transmission side of the clutch is zero. The rotational speed of the drive wheel side of the clutch increases as the vehicle speed increases. As a result, as the vehicle speed increases, the difference between the continuously variable transmission side rotational speed and the driving wheel side rotational speed of the clutch, that is, the rotational speed difference therebetween increases.
このようなクラッチの無段変速機側回転数と駆動輪側回転数との乖離は、 高速走行中でのEVモードからHEVモードへの切り替わり時に大きくなる。
このため、上記乖離、したがって上記回転数差が大きい状態のままクラッチを締結させる場合、クラッチの締結速度が速いと大きな締結ショックが発生してしまい、ドライバに不快感を与えてしまう。逆にクラッチの締結速度が遅いと、締結ショックを緩和できるもののEVも度からHEVモードへの切り替え時間が不要に長くなってしまいドライバに不安感あるいは違和感を与えてしまう。この結果、従来のハイブリッド車両にあっては、EVモードからHEVモードへの切り替わり時にクラッチの締結ショックと締結時間の長大化との両方を同時に満足させることができなかった。
Such a divergence between the continuously variable transmission side rotational speed and the driving wheel side rotational speed of the clutch becomes large when the EV mode is switched to the HEV mode during high speed traveling.
For this reason, in the case where the clutch is engaged with the above-mentioned deviation, and thus the difference in the rotational speed, a large engagement shock occurs when the engagement speed of the clutch is high, resulting in discomfort to the driver. On the other hand, if the clutch engagement speed is low, the engagement shock can be alleviated, but the EV also has an unnecessarily long switching time to the HEV mode, giving the driver a sense of insecurity or discomfort. As a result, the conventional hybrid vehicle cannot satisfy both the engagement shock of the clutch and the lengthening of the engagement time at the same time when the EV mode is switched to the HEV mode.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、EVモードからHEVモードへの切り替え時に、クラッチの無段変速機側の回転数と駆動輪側の回転数との回転数差が大きい場合であっても、クラッチの締結ショックとクラッチの締結時間の不要な長引きの両方を同時に抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and the object of the present invention is to determine the rotational speed of the continuously variable transmission side and the rotational speed of the drive wheel side of the clutch when switching from the EV mode to the HEV mode. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle that can simultaneously suppress both the clutch engagement shock and unnecessary lengthening of the clutch engagement time even when the rotational speed difference is large.
この目的のため本発明によるハイブリッド車両の制御装置は、エンジンが停止され、かつクラッチが開放されたEVモード中に、クラッチの無段変速機側の推測回転数と駆動輪側の実回転数と減算値の絶対値が所定回転数差より大きくなるか否かを判定し、減算値の絶対値が所定回転数差より大きくなると判定した場合には、運転点がEV領域であってもエンジンを再始動し、クラッチを解放状態のままセカンダリ回転数が前記出力軸を超えるようにエンジン回転数と無段変速機の変速比のうちの少なくとも一方を制御することを特徴とする。 For this purpose, the hybrid vehicle control apparatus according to the present invention provides an estimated rotational speed on the continuously variable transmission side of the clutch and an actual rotational speed on the drive wheel side during the EV mode in which the engine is stopped and the clutch is released. When it is determined whether or not the absolute value of the subtraction value is greater than the predetermined rotation speed difference, and it is determined that the absolute value of the subtraction value is greater than the predetermined rotation speed difference, the engine is operated even if the operating point is in the EV region. The engine is restarted, and at least one of the engine speed and the gear ratio of the continuously variable transmission is controlled so that the secondary speed exceeds the output shaft while the clutch is disengaged.
本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、EVモードからHEVモードへの切り替え時に、クラッチの無段変速機側の回転数と駆動輪側の回転数との回転数差が大きい場合であっても、クラッチの締結ショックとクラッチの締結時間の不要な長引きの両方を同時に抑制することができる。 In the hybrid vehicle control device of the present invention, when the EV mode is switched to the HEV mode, the difference between the rotational speed of the continuously variable transmission side of the clutch and the rotational speed of the drive wheel side is large. However, both the clutch engagement shock and the unnecessary lengthening of the clutch engagement time can be suppressed at the same time.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
図1は、実施例1の制御装置が搭載されたハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図である。図1のハイブリッド車両は、エンジン(内燃機関)1および電動モータ2を動力源として搭載され、エンジン1は、スタータモータ3により始動する。エンジン1は、Vベルト式の無段変速機4等を介して駆動輪5に適宜切り離し可能に駆動結合する。
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a drive system and an overall control system of a hybrid vehicle on which the control device of
無段変速機(CVT)4のバリエータVRは、プライマリプーリ6と、セカンダリプーリ7と、これらプーリ6,7間に掛け渡したVベルト8(無端可撓部材)とからなるVベルト式無段変速機構である。尚、Vベルト8は複数のエレメントを無端ベルトによって束ねる構成を採用したが、チェーン方式等であってもよく特に限定しない。プライマリプーリ6はトルクコンバータT/Cを介してエンジン1のクランクシャフトに結合し、セカンダリプーリ7はクラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次介して駆動輪5に結合する。
The variator VR of the continuously variable transmission (CVT) 4 is a V-belt type continuously variable motor comprising a
なお、本実施例にあっては、動力伝達経路を断接する要素(クラッチやブレーキ等)を総称してクラッチと記載する。図1は、動力伝達経路を概念的に示すものであり、図2に示すように後述する副変速機31内に設けられたハイクラッチH/C,リバースブレーキR/B及びローブレーキL/Bを、総称してクラッチCLと記載している。クラッチCLが締結状態のとき、エンジン1からの動力はトルクコンバータT/Cを経てプライマリプーリ6へ入力され、その後Vベルト8、セカンダリプーリ7、クラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次経て駆動輪5に達し、ハイブリッド車両の走行に供される。
In this embodiment, elements (such as a clutch and a brake) that connect and disconnect the power transmission path are collectively referred to as a clutch. FIG. 1 conceptually shows a power transmission path. As shown in FIG. 2, a high clutch H / C, a reverse brake R / B, and a low brake L / B provided in an
エンジン動力伝達中、プライマリプーリ6のプーリV溝幅を小さくしつつ、セカンダリプーリ7のプーリV溝幅を大きくすることで、Vベルト8とプライマリプーリ6との巻き掛け円弧径を大きくすると同時にセカンダリプーリ7との巻き掛け円弧径を小さくする。これにより、バリエータVRはHigh側プーリ比(High側変速比)へのアップシフトを行う。High側変速比へのアップシフトを限界まで行った場合、変速比は最高変速比に設定される。
While the engine power is being transmitted, the pulley V groove width of the
逆にプライマリプーリ6のプーリV溝幅を大きくしつつ、セカンダリプーリ7のプーリV溝幅を小さくすることで、Vベルト8とプライマリプーリ6との巻き掛け円弧径を小さくすると同時にセカンダリプーリ7との巻き掛け円弧径を大きくする。これにより、バリエータVRはLow側プーリ比(Low側変速比)へのダウンシフトを行う。Low側変速比へのダウンシフトを限界まで行った場合、変速は最低変速比に設定される。
Conversely, the pulley V groove width of the
バリエータVRは、プライマリプーリ6の回転数を検出するプライマリ回転数センサ6aと、セカンダリプーリ7の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ7aとを有し、これら両回転数センサにより検出された回転数に基づいて実変速比を算出し、この実変速比が目標変速比となるように各プーリの油圧制御等が行われる。
The variator VR has a primary rotational speed sensor 6a for detecting the rotational speed of the
電動モータ2は減速ギヤ組11およびファイナルギヤ組11を介して駆動輪5に常時結合され、この電動モータ2は、バッテリ12の電力によりインバータ13を介して駆動される。
インバータ13は、バッテリ12の直流電力を交流電力に変換して電動モータ2へ供給すると共に、電動モータ2への供給電力を加減することにより、電動モータ2を駆動力制御および回転方向制御する。
The
The
なお電動モータ2は、上記のモータ駆動のほかに発電機としても機能し、回生制動の用にも供する。この回生制動時はインバータ13が、電動モータ2に回生制動力分の発電負荷をかけることにより、電動モータ2を発電機として作用させ、電動モータ2の発電電力をバッテリ12に蓄電する。
The
実施例1のハイブリッド車両は、クラッチCLを解放すると共にエンジン1を停止させた状態で電動モータ2を駆動することで、電動モータ2の動力のみがファイナルギヤ組11を経て駆動輪5に達し、電動モータ2のみによるEVモードで走行を行う。この間、クラッチCLを解放することで、停止状態のエンジン1及びバリエータVRのフリクションを低減し、EVモードでの走行中における無駄な電力消費を抑制する。
In the hybrid vehicle of the first embodiment, by driving the
上記のEVモードによる走行状態において、エンジン1をスタータモータ3により始動させると共にクラッチCLを締結させると、エンジン1からの動力がトルクコンバータT/C、プライマリプーリ6、Vベルト8、セカンダリプーリ7、クラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次経て駆動輪5に達するようになり、ハイブリッド車両はエンジン1および電動モータ2によるHEVモードで走行する。
When the
ハイブリッド車両を上記の走行状態から停車させる、もしくは、この停車状態に保つに際しては、駆動輪5と共に回転するブレーキディスク14をキャリパ15により挟圧して制動することで目的を達する。キャリパ15は、運転者が踏み込むブレーキペダル16の踏力に応動する負圧式ブレーキブースタ17による倍力下で、ブレーキペダル踏力対応のブレーキ液圧を出力するマスタシリンダ18に接続されている。マスタシリンダ18により発生したブレーキ液圧によりキャリパ15を作動させてブレーキディスク14の制動を行う。ハイブリッド車両はEVモードおよびHEVモードのいずれにおいても、運転者がアクセルペダル19を踏み込んで指令する駆動力指令に応じたトルクで車輪5を駆動し、運転者の要求に応じた駆動力をもって走行する。
When the hybrid vehicle is stopped from the above running state or kept in this stopped state, the
ハイブリッドコントローラ21は、ハイブリッド車両の走行モード選択と、エンジン1の出力制御と、電動モータ2の回転方向制御および出力制御と、バリエータVRの変速制御と、副変速機31の変速制御及びクラッチCLの締結、解放制御と、バッテリ12の充放電制御とを実行する。このとき、ハイブリッドコントローラ21は、対応するエンジンコントローラ22、モータコントローラ23、変速機コントローラ24、およびバッテリコントローラ25を介してこれら制御を行う。
The hybrid controller 21 selects the travel mode of the hybrid vehicle, the output control of the
ハイブリッドコントローラ21には、ブレーキペダル16を踏み込む制動時にOFFからONに切り替わる常開スイッチであるブレーキスイッチ26からの信号と、アクセルペダル踏み込み量(アクセルペダル開度)APOを検出するアクセルペダル開度センサ27からの信号とが入力される。ハイブリッドコントローラ21は更に、エンジンコントローラ22、モータコントローラ23、変速機コントローラ24、およびバッテリコントローラ25との間で、内部情報のやり取りを行う。なお、ハイブリッドコントローラ21、エンジンコントローラ22、モータコントローラ23、変速機コントローラ24は、本発明の制御手段に相当する。
The hybrid controller 21 includes an accelerator pedal opening sensor that detects a signal from the
エンジンコントローラ22は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答して、エンジン1を出力制御し、モータコントローラ23は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答してインバータ13を介し電動モータ2の回転方向制御および出力制御を行う。変速機コントローラ24は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答し、エンジン駆動される機械式オイルポンプO/P(もしくはポンプ用モータに駆動される電動式オイルポンプEO/P)からのオイルを媒体として、バリエータVR(Vベルト式無段変速機構VR)の変速制御および副変速機31の変速制御及びクラッチCLの締結、解放制御を行う。バッテリコントローラ25は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答し、バッテリ12の充放電制御を行う。
The
図2(a)は、実施例1のハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図であり、図2(b)は、実施例1のハイブリッド車両の駆動系における無段変速機4に内蔵された副変速機31内におけるクラッチCL(具体的には、H/C, R/B, L/B)の締結論理図である。図2(a)に示すように、副変速機31は、複合サンギヤ31s-1および31s-2と、インナピニオン31pinと、アウタピニオン31poutと、リングギヤ31rと、ピニオン31pin, 31poutを回転自在に支持したキャリア31cとからなるラビニョオ型プラネタリギヤ組で構成する。
FIG. 2 (a) is a schematic system diagram showing the hybrid vehicle drive system and its overall control system of the first embodiment, and FIG. 2 (b) is a continuously variable transmission in the hybrid vehicle drive system of the first embodiment. 4 is an engagement logic diagram of a clutch CL (specifically, H / C, R / B, L / B) in the
複合サンギヤ31s-1および31s-2のうち、サンギヤ31s-1は入力回転メンバとして作用するようセカンダリプーリ7に結合し、サンギヤ31s-2はセカンダリプーリ7に対し同軸に配置するが自由に回転し得るようにする。
Of the composite sun gears 31s-1 and 31s-2, the
サンギヤ31s-1にインナピニオン31pinを噛合させ、このインナピニオン31pinおよびサンギヤ31s-2をそれぞれアウタピニオン31poutに噛合させる。
アウタピニオン31poutはリングギヤ31rの内周に噛合させ、キャリア31cを出力回転メンバとして作用するようファイナルギヤ組9に結合する。
キャリア31cとリングギヤ31rとをクラッチCLであるハイクラッチH/Cにより適宜結合可能となし、リングギヤ31rをクラッチCLであるリバースブレーキR/Bにより適宜固定可能となし、サンギヤ31s-2をクラッチCLであるローブレーキL/Bにより適宜固定可能となす。
The inner pinion 31pin is engaged with the
The outer pinion 31pout meshes with the inner periphery of the
The
副変速機31は、ハイクラッチH/C、リバースブレーキR/BおよびローブレーキL/Bを、図2(b)に○印により示す組み合わせで締結させ、それ以外を図2(b)に×印で示すように解放させることにより前進第1速、第2速、後退の変速段を選択することができる。ハイクラッチH/C、リバースブレーキR/BおよびローブレーキL/Bを全て解放すると、副変速機31は動力伝達を行わない中立状態であり、この状態でローブレーキL/Bを締結すると、副変速機31は前進第1速選択(減速)状態となり、ハイクラッチH/Cを締結すると、副変速機31は前進第2速選択(直結)状態となり、リバースブレーキR/Bを締結すると、副変速機31は後退選択(逆転)状態となる。
In the
図2(a)の無段変速機4は、全てのクラッチCL(H/C, R/B, L/B)を解放して副変速機31を中立状態にすることで、バリエータVR(セカンダリプーリ7)と駆動輪5との間を切り離すことができる。
The continuously
図2(a)の無段変速機4は、エンジン駆動される機械式オイルポンプO/Pもしくはポンプ用モータに駆動される電動式オイルポンプEO/Pからのオイルを作動媒体として制御されるもので、変速機コントローラ24がライン圧ソレノイド35、ロックアップソレノイド36、プライマリプーリ圧ソレノイド37-1、セカンダリプーリ圧ソレノイド37-2、ローブレーキ圧ソレノイド38、ハイクラッチ圧&リバースブレーキ圧ソレノイド39およびスイッチバルブ41を介し、バリエータVRの当該制御を以下のように制御する。
なお、変速機コントローラ24には、図1につき前述した信号に加えて、車速VSPを検出する車速センサ32からの信号、および車両加減速度Gを検出する加速度センサ33からの信号を入力する。
The continuously
In addition to the signals described above with reference to FIG. 1, the
ライン圧ソレノイド35は、変速機コントローラ24からの指令に応動し、機械式オイルポンプO/Pからのオイルを車両要求駆動力対応のライン圧PLに調圧する。また、機械式オイルポンプO/Pとライン圧ソレノイド35との間には電動式オイルポンプEO/Pが接続されており、変速機コントローラ24からの指令に応動してポンプ吐出圧を供給する。
The
ロックアップソレノイド36は、変速機コントローラ24からのロックアップ指令に応動し、ライン圧PLを適宜トルクコンバータT/Cに向かわせることで、トルクコンバータT/Cを所要に応じて入出力要素間が直結されたロックアップ状態にする。
The
プライマリプーリ圧ソレノイド37-1は、変速機コントローラ24からのVR変速比指令に応動してライン圧PLをプライマリプーリ圧に調圧し、これをプライマリプーリ6へ供給することにより、プライマリプーリ6のV溝幅と、セカンダリプーリ7のV溝幅とを、VR変速比が変速機コントローラ24からの指令に一致するよう制御して変速機コントローラ24からのVR変速比指令を実現する。
The primary pulley pressure solenoid 37-1 adjusts the line pressure PL to the primary pulley pressure in response to the VR gear ratio command from the
セカンダリプーリ圧ソレノイド37-2は、変速機コントローラ24からのクランプ力指令に応じてライン圧PLをセカンダリプーリ圧に調圧し、これをセカンダリプーリ7に供給することにより、セカンダリプーリ7がVベルト8をスリップしないよう挟圧する。
ローブレーキ圧ソレノイド38は、変速機コントローラ24が副変速機31の第1速選択指令を発しているとき、ライン圧PLをローブレーキ圧としてローブレーキL/Bに供給することによりこれを締結させ、第1速選択指令を実現する。
The secondary pulley pressure solenoid 37-2 adjusts the line pressure PL to the secondary pulley pressure in response to a clamp force command from the
The low
ハイクラッチ圧&リバースブレーキ圧ソレノイド39は、変速機コントローラ24が副変速機31の第2速選択指令または後退選択指令を発しているとき、ライン圧PLをハイクラッチ圧&リバースブレーキ圧としてスイッチバルブ41に供給する。
The high clutch pressure & reverse
実施例1の電動式オイルポンプEO/Pの最大吐出能力は、機械式オイルポンプO/Pに比べて小さく設定されており、バリエータVRを変速させる程度の吐出能力は有しておらず、変速比を維持する程度の吐出能力、もしくは潤滑油を供給する程度の吐出能力を確保することで、電動式オイルポンプEO/Pのモータ及びポンプの小型化を図っている。 The maximum discharge capacity of the electric oil pump EO / P in Example 1 is set smaller than that of the mechanical oil pump O / P, and does not have the discharge capacity to shift the variator VR. The motor and pump of the electric oil pump EO / P are miniaturized by ensuring the discharge capacity that maintains the ratio or the discharge capacity that supplies lubricating oil.
第2速選択指令時はスイッチバルブ41が、ソレノイド39からのライン圧PLをハイクラッチ圧としてハイクラッチH/Cに向かわせ、これを締結することで副変速機31の第2速選択指令を実現する。
後退選択指令時はスイッチバルブ41が、ソレノイド39からのライン圧PLをリバースブレーキ圧としてリバースブレーキR/Bに向かわせ、これを締結することで副変速機31の後退選択指令を実現する。
At the time of the second speed selection command, the
At the time of the reverse selection command, the
上記のように構成されたハイブリッド車両において、EVモード、HEVモード、EVモード回生、HEVモード回生の各領域を示す領域マップについて図3に基づいて説明する。
図3にあって、横軸に車速(VSP)を、縦軸上方にアクセル開度(APO)を、縦軸下方にブレーキ力(BRK)を表す。なお、縦軸ゼロは、アクセルペダルもブレーキペダルも踏み込まれていない状態である。このゼロ位置から上方に行くにつれてアクセル開度APOが大きくなり、ゼロ位置から下方に行くにしたがってブレーキ力BRKが大きくなる。
In the hybrid vehicle configured as described above, a region map showing each region of the EV mode, HEV mode, EV mode regeneration, and HEV mode regeneration will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, the horizontal axis represents the vehicle speed (VSP), the vertical axis represents the accelerator opening (APO), and the vertical axis represents the brake force (BRK). A vertical axis of zero indicates a state where neither the accelerator pedal nor the brake pedal is depressed. The accelerator opening APO increases as it goes upward from the zero position, and the brake force BRK increases as it goes downward from the zero position.
図3において、ブレーキペダルがほとんど踏み込まれていない状態で、アクセル開度APOが小さく(たとえばAPOが1/8以下)、かつ車速が低い場合には、EVモード領域であり、車速VSPが低くかつアクセル開度APOが所定開度以上の場合、またアクセル開度APOに関わらず車速VSPが第1所定速度以上である場合にはHEVモード領域である。なお、このHEV領域にあって、車速VSPが第1所定速度より高い車速ではこの車速とアクセル開度APOの大きさによって副変速機31の1速−2速間の変速が行われ、その変速線を図3に1-2変速として示す。 In FIG. 3, when the accelerator pedal opening APO is small (for example, APO is 1/8 or less) and the vehicle speed is low in a state where the brake pedal is hardly depressed, the EV mode region is set and the vehicle speed VSP is low. When the accelerator opening APO is equal to or greater than the predetermined opening, and when the vehicle speed VSP is equal to or higher than the first predetermined speed regardless of the accelerator opening APO, the HEV mode region is set. In the HEV region, when the vehicle speed VSP is higher than the first predetermined speed, a shift between the first speed and the second speed of the sub-transmission 31 is performed according to the speed of the vehicle and the accelerator opening APO. The lines are shown as 1-2 shifts in FIG.
一方、ブレーキペダルが踏み込まれたときは、車両にブレーキ力BRKを作用させるが、このブレーキ力BRKが所定ブレーキ力より小さく、かつ車速が低い場合にはブレーキディスク14のみによる機械式ブレーキのみを作動させてブレーキ力を得るメカブレーキ領域とし、ブレーキ力BRKが小さく、かつ車速VSPが第2所定車速より大きくなると、電動モータ2を発電機として機能させるEV回生領域とし、その他の領域、すなわち所定ブレーキ力が所定ブレーキ力以上の場合、また所定ブレーキ力の大きさにかかわらず車速VSPが第3車速以上の場合には、HEV回生領域とする。ここで、所定ブレーキ力以上となると、ブレーキスイッチ26がオンになることで、上記領域の判定を行う。
On the other hand, when the brake pedal is depressed, the brake force BRK is applied to the vehicle. When the brake force BRK is smaller than the predetermined brake force and the vehicle speed is low, only the mechanical brake using only the
なお、図3中には矢印が複数記載されているが、これらは本実施例で実行されるEVモードからHEVモードへの切り替わりの例をそれぞれ示すものである。
すなわち、アクセルペダル19を踏み込んだりアクセルペダル19を実質解放(アクセル開度1/8より十分に低い開度)してコースティング(惰性)したりしているEVモードによる走行中にHEVモードによる力行状態へ移行する場合を示している。
In FIG. 3, a plurality of arrows are described, and these show examples of switching from the EV mode to the HEV mode executed in this embodiment.
In other words, while driving in the EV mode where the
ここで、クラッチCLは、EVモードでの走行中は解放状態にあり、上記のようなEVモードからHEVモードへの切り替え時には無段変速機側と駆動輪側との間を滑らせながらたがいに押圧されて締結し、HEVモードでの走行にあっては締結状態を維持する。 Here, the clutch CL is in a disengaged state while traveling in the EV mode. When switching from the EV mode to the HEV mode as described above, the clutch CL slides between the continuously variable transmission side and the drive wheel side. It is pressed and fastened, and the fastened state is maintained when traveling in the HEV mode.
HEVモードによる走行中にアクセルペダル19を解放してコースティング(惰性)走行へ移行した場合や、HEVモードによる力行状態からブレーキペダル16を踏み込んで車両を制動する場合、電動モータ2による回生制動によって車両の運動エネルギーを電力に変換し、これをバッテリ12に蓄電しておくことでエネルギー効率の向上を図る(HEV回生状態)。ところでHEVモードのまま回生制動(HEV回生状態)を行うときは、クラッチCLが締結状態であるため、エンジン1の逆駆動力(エンジンブレーキ)分および無段変速機4のフリクション分だけ回生制動エネルギーの低下を招くこととなり、エネルギー回生効率が悪い。
When the
そのため、HEVモードによる走行中に回生制動が開始され、所定車速VSP1を下回ると、クラッチCLの解放によりエンジン1およびバリエータVRを駆動輪5から切り離してEVモードによる走行へと移行する。これによりEV回生状態とし、エンジン1および無段変速機4によるフリクションを低減し、その分だけエネルギー回生量を稼げるようにする。
なお、図3の領域マップは、基本的なものであって、電動モータ2をベースとしており、このベースの上に無段変速機4の状態に応じて後述するように可変となる。
Therefore, when regenerative braking is started during traveling in the HEV mode and falls below the predetermined vehicle speed VSP1, the
Note that the region map in FIG. 3 is basic and is based on the
次に、ハイブリッドコントローラ21、エンジンコントローラ22、モータコントローラ23、および変速機コントローラ24、バッテリコントローラ25にて実行されるEVモードからHEVモードへの移行時における制御について、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
Next, the control at the time of transition from the EV mode to the HEV mode executed by the hybrid controller 21, the
ステップS1では、ハイブリッド車両がEVモードでの力走あるいは回生を行っている状態であるか否かを判定する。この判定結果がYESであれば、ステップS2に進み、NOであればSTARTに戻る。 In step S1, it is determined whether or not the hybrid vehicle is in a state of power running or regeneration in the EV mode. If the determination result is YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process returns to START.
ステップS2では、プライマリ回転数センサ6aおよびセカンダリ回転数センサ7aからプライマリ回転数およびセカンダリ回転数、また車速センサ32から車速VSPをそれぞれ読み込む。続いて、ステップS3に進む。
In step S2, the primary speed and the secondary speed are read from the primary speed sensor 6a and the secondary speed sensor 7a, and the vehicle speed VSP is read from the
ステップS3では、まず、クラッチCLのセカンダリ回転数を予測する。このセカンダリ回転数の予測は、エンジン1が始動されて吹きあがったときの予測回転数と無段変速機4の変速比とからの演算により算出される。エンジン1が始動されて吹きあがったときの予測回転数は、過去の実績から予め設定しておき、また無段変速機4の変速比は、プライマリ回転数センサ6aで検出したプライマリ回転数と、セカンダリ回転数センサ7aで検出したセカンダリプーリ7の回転数とに基づいて実変速比を算出したり、エンジン停止時の変速固定のホールド値を用いたり、あるいはプーリの回転の連れ回りから求める。また、クラッチCLの出力軸回転数OutREVを、車速VSPとファイナルギヤ組9や減速ギヤ組11のギヤ比とから算出する。
In step S3, first, the secondary rotational speed of the clutch CL is predicted. The prediction of the secondary rotational speed is calculated by calculation from the predicted rotational speed when the
このようにして予測した予測セカンダリ回転数SecREV-Estから上記出力軸回転数OutRefを減算し、この減算値の絶対値が所定回転数差より大きいか否かを判定する。ここで、所定回転数差は、エンジン1の回転数および無段変速機4の変速比をクラッチCLの同期制御することなくクラッチCLの締結を行った場合に、締結ショックが過大になる、あるいは締結時間が過度に長大化するといった問題が生じない限界の回転数差であって、実験により予め求めておく。この判定結果がYESであればステップS4へ進み、NOであればステップS1に戻る。
The output shaft rotational speed OutRef is subtracted from the predicted secondary rotational speed SecREV-Est predicted as described above, and it is determined whether or not the absolute value of the subtracted value is larger than a predetermined rotational speed difference. Here, the predetermined rotational speed difference is that the engagement shock becomes excessive when the clutch CL is engaged without synchronously controlling the rotation speed of the
ステップS4では、EVモードでの走行中であるにも関わらず、スタータモータ3を回転させ燃料噴射を行うことでエンジン1を再始動させる。その後、電動式オイルポンプEO/Pを始動させて圧油を無段変速機4に供給する。続いて、ステップS5に進む。
In step S4, the
ステップS5では、プライマリ回転数センサ6aで検出したプライマリ回転数と、セカンダリ回転数センサ7aで検出したセカンダリプーリ7の回転数とに基づいて実変速比を算出し、この実変速比とエンジン1の実回転数とからクラッチCLの実セカンダリ回転数を算出し、この実セカンダリ回転数から実出力軸回転数を減算する。この減算値が0より大きくなったとき、言い換えると実セカンダリ回転数が実出力軸回転数を上回ったか否かを判定する。この判定結果がYESであればステップS6に進み、NOであればステップS8に進む。
In step S5, an actual speed ratio is calculated based on the primary speed detected by the primary speed sensor 6a and the speed of the
ステップS6では、実セカンダリ回転数が実出力軸回転数を上回ったと判定されたのでクラッチCLの締結を指示し、クラッチCLを締結する。
続いて、ステップS7へ進む。
In step S6, since it is determined that the actual secondary rotational speed has exceeded the actual output shaft rotational speed, the clutch CL is instructed and the clutch CL is engaged.
Then, it progresses to step S7.
ステップS7では、ステップS8でスリップ状態にあるクラッチCLを完全締結させる。この結果、車両は、HEVモードでの力行あるいは回生での走行となる。続いてステップS1に戻る。 In step S7, the clutch CL in the slip state in step S8 is completely engaged. As a result, the vehicle is driven by power running or regeneration in the HEV mode. Then, it returns to step S1.
ステップS8では、セカンダリ回転数が出力軸回転数を超えるように、クラッチCLの無段変速機4の変速制御を開始し、この無段変速機4の変速制御をエンジン1の回転数制御と共に実行する。また、クラッチCLを滑らせながら締結に向かわせる。このスリップ領域では、エンジン1の回転がリニアに上昇するように制御するのが望ましい。続いて、ステップS1に戻る。
In step S8, the shift control of the continuously
上記EVモードからHEVモードへの切り替え制御の一例につき、図5に示すタイムチャートに基づいて説明する。
同図において、横軸には時間を、縦軸には上から順に走行モード、無段変速機の状態モード、イグニッションスイッチのオン・オフ、インヒビタスイッチのポジション、ブレーキスイッチのオン・オフ、アクセルprダル開度APO、車速VSP、エンジン1の停止・稼動、電動モータ2のトルク、エンジン回転数EngREV、無段変速機のプライマリ回転数PriREV、セカンダリ回転数SecREV、出力軸回転数OutREV、無段変速機4のプライマリ油圧P_priおよびセカンダリ油圧P_sec、無段変速機4の変速比DRatioを、それぞれ取っている。
An example of switching control from the EV mode to the HEV mode will be described based on the time chart shown in FIG.
In this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the running mode, continuously variable transmission state mode, ignition switch on / off, inhibitor switch position, brake switch on / off, accelerator pr. Dull opening APO, vehicle speed VSP,
最初、エンジン1および電動モータ2の両方が停止し車速が0の停車状態にあって、時刻t0でイグニッションスイッチをオンにする。このイグニッションスイッチをオンにするときは、無段変速機4のセレクトレバーはP位置、ブレーキペダルは踏み込んでいる。したがって、インヒビタスイッチはPの信号を、ブレーキスイッチはオンの信号を出力している。ドライバがセレクトレバーをP、R、N、Dの順に前進走行位置であるD位置に移動させ、時刻t1にブレーキペダルを開放すると、アクセルペダルを踏み込んでいなくとも、電動モータ2が駆動回転を始める。
Initially, both the
続いて、時刻t2でアクセルペダルを踏み込むとアクセル開度APOが大きくなり、電動モータ2が発生するトルクおよび回転数が増大する。なお、これまでの期間にあっては、無段変速機4はアイドルストップ状態あるいはコーストストップ状態にある。そして、時刻t2でのアクセルペダルの踏み込みにより、車両が発進し、時刻t3の直前でその車速VSP、したがってクラッチCLの出力軸側回転数OutREVも増大する結果、推定セカンダリ回転数SecREVとの回転数差の絶対値が所定回転数差より大きくなるので、時刻t3でエンジン1が再始動される。また、電動オイルポンプEO/Pも稼動開始し、無段変速機4に圧油を供給しはじめる。
Subsequently, when the accelerator pedal is depressed at time t2, the accelerator opening APO increases, and the torque and the rotational speed generated by the
時刻t4では、プライマリプーリへプライマリ圧P_priを、セカンダリプーリへセカンダリ圧P_secを供給する。このとき、無段変速機4の変速比は最Lowに維持しておく。その後、時刻t5までに、エンジン1および無段変速機4を稼動状態にしておく。このとき、電動モータ2の出力トルクが一定となり、エンジン1も稼動しているので、車速VSPは次第に増加していく。
この結果、プライマリプーリのプライマリ回転数PriREV、セカンダリプーリのセカンダリ回転数SecREVと、エンジン回転数EngREVが立ち上がる。したがって、無段変速機4のアイドルストップ状態は時刻t6で終える。
At time t4, the primary pressure P_pri is supplied to the primary pulley, and the secondary pressure P_sec is supplied to the secondary pulley. At this time, the gear ratio of the continuously
As a result, the primary rotational speed PriREV of the primary pulley, the secondary rotational speed SecREV of the secondary pulley, and the engine rotational speed EngREV rise. Therefore, the idle stop state of continuously
時刻t6を過ぎたところでクラッチCLのガタ詰めを行うためクラッチCL(ここでは、ローブレーキ)にその分の油圧P_Low/Bを短時間供給し、その後、この圧を序所に高めていき、クラッチCLをスリップ状態へ持っていく。このスリップ状態を保ちながら、時刻t7から無段変速機4の変速制御を行う。この変速制御はプライマリプーリやセカンダリプーリに供給する油圧を制御することで行う。この制御はまた、エンジン1の回転がリニアに立ち上がるようにすることが望ましい。
このようにして、セカンダリ回転数が出力軸回転数を超えるまでスリップ制御、エンジン1の回転数制御、無段変速機4の変速制御を行う。なお、この期間はHEVモードでの走行となる。また、このスリップ制御中は、電動モータ2の出力トルクを減少させて行く。
After time t6, the clutch CL (here, the low brake) is supplied with the corresponding hydraulic pressure P_Low / B for a short time in order to pack back the clutch CL, and then this pressure is increased to the beginning. Take CL to slip. Shift control of the continuously
In this way, slip control,
セカンダリ回転数が出力軸回転数を超える時刻t8で、電動モータ2の出力トルクを0とし、かつクラッチCLを完全締結し、エンジン1のみの駆動モードに移行する。
図5の各要素の回転数を表す線のうち、点線は本実施例の制御を用いない従来技術の場合を示し、これと比較すると、本実施例ではエンジン1の始動とクラッチCLの締結の早期化を図れることがわかる。
At time t8 when the secondary rotation speed exceeds the output shaft rotation speed, the output torque of the
Of the lines representing the rotational speeds of the elements shown in FIG. 5, the dotted line shows the case of the prior art that does not use the control of the present embodiment. Compared with this, in this embodiment, the
上記の説明から分かるように、本実施例のハイブリッド車両の制御装置においては、EVモード中に、クラッチCLの無段変速機4側の推測回転数と駆動輪5側の実回転数と減算値の絶対値が所定回転数差より大きくなるか否かを判定する。減算値の絶対値が所定回転数差より大きくなると判定した場合には、運転点がEV領域であってもエンジン1を再始動し、クラッチCLを解放状態のままセカンダリ回転数が前記出力軸を超えるようにエンジン回転数と無段変速機4の変速比のうちの少なくとも一方を制御するようにした。
したがって、本実施例のハイブリッド車両の制御装置では、上記モード切り替えにあって上記回転数差が大きくなる場合であっても、クラッチCLの締結ショックを緩和でき、また締結時間が過大となることを抑制できるという効果を得ることができる。この結果、ドライバに不快感、違和感、不安感を与えることがない。
As can be seen from the above description, in the hybrid vehicle control device of the present embodiment, during the EV mode, the estimated rotational speed on the continuously
Therefore, in the hybrid vehicle control device of the present embodiment, the engagement shock of the clutch CL can be alleviated and the engagement time becomes excessive even when the mode change is performed and the speed difference becomes large. The effect that it can suppress can be acquired. As a result, the driver does not feel uncomfortable, uncomfortable or uneasy.
すなわち、回転数差をなくしてからクラッチCLを完全締結させるとき、セカンダリ回転数が出力軸回転数と同期(略一致)するように無段変速機4をアップシフトし、回転同期したらクラッチCLを締結するようにした場合、回転数差が大きいため回転同期するまでに時間がかかりEVモードからHEVモードへの切り替え時間が不要に長くなるといった問題を解決できる。
また、EVモード中の無段変速機4の変速比が最Lowに近いほど回転同期のためのアップシフト時間が不要に長くなるといった問題も解決できる。
また、急激な締結や過度の滑りがなくなるので、クラッチCLの耐久性も向上する。また、加速時のラグを得ることができる。さらに、所定の駆動力を確保できるといったメリットもある。
That is, when the clutch CL is completely engaged after eliminating the rotational speed difference, the continuously
Moreover, the problem that the upshift time for rotation synchronization becomes unnecessarily long as the gear ratio of the continuously
Further, since there is no sudden engagement or excessive slip, the durability of the clutch CL is also improved. Moreover, the lag at the time of acceleration can be obtained. Further, there is an advantage that a predetermined driving force can be secured.
以上のように、本発明の給電装置を上記のように構成した各実施例に基づき、説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しないかぎり、設計変更や変形例は本発明に含まれる。 As described above, the power feeding device of the present invention has been described based on the respective embodiments configured as described above, but the present invention is not limited to these examples, and unless it departs from the gist of the present invention. Design changes and modifications are included in the present invention.
たとえば、上記クラッチCLの滑り制御中に、エンジン1の回転数制御と無段変速機4の変速制御を同時に行ったが、これに限られず、それらのどちらか一方だけをフィードバック制御するようにしてもよい。
また、セカンダリ回転数センサに代えて、エンジン1の回転数と無段変速機4の変速比からセカンダリ回転数を求めたり、車速センサは車輪センサから求めたりするなど、変形するようにしてもよい。
For example, during the slip control of the clutch CL, the rotation speed control of the
Further, instead of the secondary rotational speed sensor, the secondary rotational speed may be obtained from the rotational speed of the
CL クラッチ
E/OP 電動オイルポンプ
VR バリエータ
1 エンジン
2 電動モータ
3 スタータモータ
4 無段変速機
5 駆動輪
22 エンジンコントローラ(制御手段)
23 モータコントローラ(制御手段)
24 変速機コントローラ(制御手段)
26 ハイブリッドコントローラ(制御手段)
32 車速センサ
CL clutch
E / OP electric oil pump
VR variator
1 engine
2 Electric motor
3 Starter motor
4 Continuously variable transmission
5 Drive wheels
22 Engine controller (control means)
23 Motor controller (control means)
24 Transmission controller (control means)
26 Hybrid controller (control means)
32 Vehicle speed sensor
Claims (3)
該エンジンの出力軸に連結された無段変速機と、
該無段変速機の出力軸に連結されたクラッチと、
該クラッチの出力軸に連結された駆動輪と、
前記クラッチの出力軸に連結されて前記駆動輪を駆動可能な電動モータと、
運転状態に応じて前記エンジンの始動および稼働と、前記無段変速機の変速と、前記電動モータの始動および稼働と、前記クラッチの締結および解放と、を制御する制御手段と、
を備えたハイブリッド車両において、
前記制御手段は、前記エンジンが停止され、かつ前記クラッチが開放されたEVモード中に、前記クラッチの無段変速機側の推測回転数と駆動輪側の実回転数と減算値の絶対値が所定回転数差より大きくなるか否かを判定し、前記減算値の絶対値が前記所定回転数差より大きくなると判定した場合には、運転点がEV領域であっても前記エンジンを再始動し、前記クラッチを解放状態のまま前記セカンダリ回転数が前記出力軸を超えるように前記エンジン回転数と前記無段変速機の変速比のうちの少なくとも一方を制御するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 Engine,
A continuously variable transmission coupled to the output shaft of the engine;
A clutch coupled to the output shaft of the continuously variable transmission;
A drive wheel connected to the output shaft of the clutch;
An electric motor connected to the output shaft of the clutch and capable of driving the drive wheels;
Control means for controlling start and operation of the engine, shifting of the continuously variable transmission, start and operation of the electric motor, and engagement and disengagement of the clutch according to an operating state;
In a hybrid vehicle equipped with
In the EV mode in which the engine is stopped and the clutch is disengaged, the control means has an absolute value of an estimated rotational speed on the continuously variable transmission side of the clutch, an actual rotational speed on the drive wheel side, and a subtraction value. When it is determined whether or not the difference between the predetermined rotational speeds is greater than the predetermined rotational speed difference and it is determined that the absolute value of the subtraction value is greater than the predetermined rotational speed difference, the engine is restarted even if the operating point is in the EV range. The hybrid is characterized in that at least one of the engine speed and the gear ratio of the continuously variable transmission is controlled so that the secondary speed exceeds the output shaft with the clutch released. Vehicle control device.
前記推定セカンダリ回転数はあらかじめ設定した前記エンジンの始動時の吹き上がり回転数および前記無段変速機の変速比から推測することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
The control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the estimated secondary rotational speed is estimated from a preset rotational speed at startup of the engine and a gear ratio of the continuously variable transmission.
前記所定回転数差は、前記同期制御を行うことなく前記切り替えの指令から所定時間後に前記クラッチを締結した場合に前記クラッチの所定以上の締結ショックの発生、および前記クラッチの所定以上の締結時間となる時間であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the control apparatus of the hybrid vehicle of Claim 1 or Claim 2,
The difference between the predetermined rotational speeds is the occurrence of an engagement shock exceeding a predetermined value when the clutch is engaged after a predetermined time from the switching command without performing the synchronization control, and an engagement time exceeding the predetermined value of the clutch. A hybrid vehicle control device characterized by the following:
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