JP2018002081A - Vehicle shift control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る実施形態は車両の変速制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vehicle shift control device.
シフトアップ方向への変速中に駆動輪に伝達されるトルクの瞬断をモータトルクにより補償し、もってトルク抜けなどに起因する運転者の違和感を防止して加速フィーリングを向上させるハイブリッド車両の制御装置が知られている。 Hybrid vehicle control that improves acceleration feeling by compensating for momentary interruption of torque transmitted to the drive wheels during shift-up direction with motor torque, thereby preventing driver discomfort due to torque loss etc. The device is known.
このハイブリッド車両の制御装置は、シフトアップ方向への変速にともなうクラッチの切断によってエンジンから駆動輪へのトルク伝達が一時的に中止されたとき、モータを運転し、モータトルクを駆動輪に伝達してトルクを補償する。ハイブリッド車両の制御装置は、次変速段を介して伝達されるエンジントルクと補償トルクとを略一致させてトルク抜けを防止する(例えば、特許文献1参照)。 This hybrid vehicle control device operates the motor and transmits the motor torque to the drive wheels when torque transmission from the engine to the drive wheels is temporarily stopped due to the disengagement of the clutch accompanying the shift in the upshift direction. To compensate for torque. The control device for the hybrid vehicle prevents the torque from being lost by making the engine torque and the compensation torque transmitted through the next gear position substantially coincide with each other (see, for example, Patent Document 1).
近年、ハイブリッド車両の一形態として有段変速の変速機を備えるハイブリッド車両が提案されている。有段変速の変速機を備えるハイブリッド車両は、変速時にエンジンから駆動輪に至る動力伝達経路がクラッチで切断されるため、トルク抜けが生じる。 In recent years, a hybrid vehicle including a stepped transmission has been proposed as one form of a hybrid vehicle. In a hybrid vehicle equipped with a step-variable transmission, the power transmission path from the engine to the drive wheels is disconnected by a clutch at the time of shifting, and thus torque loss occurs.
そこで、従来のハイブリッド車両の制御装置は、次変速段に切り替わる瞬間において、モータトルクによる補償を行っている。 Therefore, the conventional control device for a hybrid vehicle performs compensation by the motor torque at the moment of switching to the next shift stage.
ところが、有段変速の変速機を備えるハイブリッド車両は、電動機の力行トルクで走行する、いわゆるEV走行や、エンジントルクを電動機の力行トルクで補助する、いわゆるモーターアシストを行う場合がある一方で、減速時に電動機に入力される回生トルクを用いて回生発電したり、エンジントルクを用いて電動機で発電したりしている。 However, a hybrid vehicle equipped with a step-variable transmission may perform so-called EV traveling that travels with the power running torque of the electric motor or so-called motor assist that assists the engine torque with the power running torque of the electric motor. Sometimes, regenerative power is generated using regenerative torque input to the electric motor, or electric power is generated by the electric motor using engine torque.
そして、走行中において、モーターアシストが行われるのか、エンジントルクを用いて発電するのか、換言すると電動機が力行トルクを出力しているのか、回生トルクを出力しているのかについては、アクセル開度や蓄電池の充電率に左右されてしまうため、一定ではない。 Then, whether the motor assist is performed, the engine torque is used to generate electric power during driving, in other words, whether the electric motor outputs power running torque or regenerative torque, Since it depends on the charging rate of the storage battery, it is not constant.
電動機が回生発電あるいはエンジントルクを用いる発電を行っている場合、つまり電動機が回生トルクを出力している場合には、変速機を変速するべくクラッチが切断される瞬間、電動機は車両を減速する側に駆動されていることになる。このような状況で、エンジントルクを補助(補償)するよう電動機の力行トルクを上昇させると、総トルク(エンジントルク+電動機トルク)が急激に減少し、ひいては運転者に違和感を与えることになる。 If the motor is performing regenerative power generation or power generation using engine torque, that is, if the motor is outputting regenerative torque, the motor will decelerate the vehicle at the moment when the clutch is disengaged to shift the transmission. It will be driven to. In such a situation, if the power running torque of the electric motor is increased so as to assist (compensate) the engine torque, the total torque (engine torque + motor torque) is rapidly reduced, and thus the driver feels uncomfortable.
そこで、本発明は、変速開始時のトルク変動を軽減して運転者の違和感を抑える車両の変速制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle speed change control device that reduces torque fluctuation at the start of speed change and suppresses a driver's uncomfortable feeling.
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置は、駆動輪の回生トルクを用いて回生発電し、かつ蓄電池の電力を用いて前記駆動輪の力行トルクを発生させる電動機と、エンジンが発生させるエンジントルクを駆動輪へ伝達する変速機と、前記エンジンと前記変速機との間で前記エンジントルクを伝達したり遮断したりするクラッチと、前記電動機の力行トルク、前記クラッチの切断および接続、および前記変速機の変速を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電動機が回生発電を行っている最中に前記変速機を変速させる場合には、前記電動機の回生トルクを減少させ、前記クラッチの切断を開始した後、前記変速機の変速を開始する。 In order to solve the above-described problem, a vehicle shift control apparatus according to an embodiment of the present invention provides an electric motor that generates regenerative power using regenerative torque of a drive wheel and generates power running torque of the drive wheel using electric power of a storage battery. A transmission for transmitting engine torque generated by the engine to drive wheels, a clutch for transmitting or blocking the engine torque between the engine and the transmission, a power running torque of the motor, and the clutch And a control unit that controls shifting of the transmission, and the control unit is configured to change the speed of the transmission while the motor is performing regenerative power generation. The regenerative torque is reduced and the clutch is disengaged, and then the transmission is started to shift.
本発明によれば、変速開始時のトルク変動を軽減して運転者の違和感を抑える車両の変速制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gear shift control apparatus of the vehicle which reduces the torque fluctuation at the time of a gear shift start and suppresses a driver | operator's uncomfortable feeling can be provided.
以下、本発明に係る車両の変速制御装置の実施形態について図1から図6を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a vehicle shift control device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置のシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle shift control device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る車両の変速制御装置1は、車両2に搭載されている。
As shown in FIG. 1, a vehicle
車両2は、内燃機関としてのエンジン5と電動機7とを動力源として備えるハイブリッド車(HEV、hybrid electric vehicle)である。
The
エンジン5は、クラッチ9および変速機11を介して駆動輪12にエンジントルクTeを伝達する。電動機7は、変速機11を介して駆動輪12に力行トルクTpを伝達する。駆動輪12は、変速機11を介して電動機7に回生トルクTrを伝達する。
The
クラッチ9は、エンジン5と変速機11との間でエンジントルクTeを伝達したり遮断したりする。
The clutch 9 transmits and interrupts the engine torque Te between the
クラッチ9の接続時には、クラッチ9を介してエンジン5と変速機11とが連結される。この場合、エンジントルクTeは、変速機11の所定の変速段を介して駆動輪12に伝達される。
When the clutch 9 is connected, the
クラッチ9の切断時には、エンジン5と変速機11との連結が解除される。この場合、エンジントルクTeは駆動輪12に伝達されず、電動機7の力行トルクTpが駆動輪12に伝達され、または駆動輪12の回生トルクTrが電動機7に伝達される。クラッチ9の接続および遮断は、アクチュエータ(図示省略)によって行われる。
When the clutch 9 is disengaged, the connection between the
変速機11は、有段(多段)のマニュアル変速機をベースにしている。変速機11の変速は、アクチュエータ(図示省略)によって行われる。変速機11を変速させる際にはクラッチ9を切断するため、エンジン5から変速機11へ伝達されるエンジントルクTeは、一時的に遮断される。
The
電動機7は、蓄電池15の電力を用いて駆動輪12の力行トルクTpを発生させる一方、駆動輪12の回生トルクTrを用いて回生発電する。また、電動機7は、エンジントルクTeを用いて発電することもできる。
The electric motor 7 generates the power running torque Tp of the
蓄電池15は、例えばリチウムイオン蓄電池である。蓄電池15は、インバーター16を介して電動機7に接続されている。インバーター16は、蓄電池15の直流電力を交流電力に変換して電動機7を運転する一方、電動機7が発電している場合には、発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電池15に充電する。
The
車両2は、エンジン5および電動機7の運転状態、およびクラッチ9の接続または切断の状態に応じて、走行モードを切り替える。例えばモータ走行モードでは、車両2は、クラッチ9を切断し、エンジン5を停止させてエンジントルクTeの出力を中止し、電動機7を運転して力行トルクTpを発生させ、変速機11を介して電動機7の力行トルクTpを駆動輪12に伝達して走行する。エンジン走行モードでは、車両2は、電動機7を停止させて力行トルクTpの出力を中止し、クラッチ9を接続し、エンジン5を運転してエンジントルクTeを発生させ、クラッチ9および変速機11を介してエンジントルクTeを駆動輪12に伝達して走行する。モータ・エンジン走行モードでは、車両2は、クラッチ9を接続し、エンジン5を運転し、かつ電動機7を運転し、エンジントルクおよび電動機7の力行トルクTpを駆動輪12に伝達して走行する。なお、電動機7は、オルタネーターとしても機能し、減速時に駆動輪12の回生トルクTrを用いて回生発電する。
The
本実施形態に係る車両の変速制御装置1は、駆動輪12の回生トルクTrを用いて回生発電し、かつ蓄電池15の電力を用いて駆動輪12の力行トルクTpを発生させる電動機7と、エンジン5が発生させるエンジントルクTeを駆動輪12へ伝達する変速機11と、エンジン5と変速機11との間でエンジントルクTeを伝達したり遮断したりするクラッチ9と、電動機7の力行トルクTp、クラッチ9の切断および接続、および変速機11の変速を制御する制御部18と、を備えている。
The vehicle
また、変速制御装置1は、車両2の車速を検出する車速検出器21と、運転者によって操作されるアクセル(図示省略)の操作量を検出するアクセル開度検出器22と、を備えている。
The
制御部18は、いわゆるエンジンコントロールユニット(Engine Control Unit、ECU)である。
The
制御部18は、エンジン5の燃料噴射量や噴射時期などを制御してエンジン5を運転する。また、制御部18は、変速機11のアクチュエータを駆動して変速を行い、この変速制御に連動させてクラッチ9のアクチュエータを駆動してクラッチ9の切断と接続とを行って、変速機11を自動変速機として機能させる。
The
また、制御部18は、インバーター16を介して蓄電池15の充電と放電とを制御し、蓄電池15の充電率(State of Charge、SOC)を予め定められる範囲に管理する。
Moreover, the
つまり、制御部18は、エンジン5の運転、電動機7の運転、変速機11の変速、クラッチ9の切断および接続を連携させて、走行モードの切替制御を行う。
That is, the
各種制御を行うため、制御部18には、車速検出器21の検出信号、アクセル開度検出器22の検出信号、エンジン回転速度の検出信号(図示省略)など、各種センサ類の検出信号が入力される。また、制御部18には、電動機7の力行トルクTp、および回生トルクTrの測定値が入力される。さらに、制御部18には、蓄電池15に接続されている電流検出器、電圧検出器、温度検出器で検出される充放電電流値、電圧値、蓄電池温度が入力される。制御部18は、これら充放電電流値、電圧値、蓄電池温度に基づいて蓄電池15の充電率SOCを算出する。
In order to perform various controls, detection signals from various sensors such as a detection signal from the
ところで、電動機7が回生発電、またはエンジントルクTeを用いる発電を行っている場合、つまり、電動機7が回生トルクTrを出力している場合には、変速機11を変速するべくクラッチ9が切断される瞬間、電動機7は車両2を減速する側に駆動されていることになる。このような状況で、エンジントルクTeを補助(補償)するよう電動機7の力行トルクTpを上昇させると、総トルク(エンジントルクTe+電動機トルクTp、Tr)が急激に減少し、ひいては運転者に違和感を与えることになる。
By the way, when the electric motor 7 is performing regenerative power generation or power generation using the engine torque Te, that is, when the electric motor 7 is outputting the regenerative torque Tr, the clutch 9 is disengaged to shift the
図2は、従来の変速制御のタイミングチャートである。 FIG. 2 is a timing chart of conventional shift control.
図2に示すように、従来の変速制御では、電動機7が回生発電している最中、つまり電動機7が回生トルクTr(負のトルク)を出力している最中にクラッチ9を切断する際に(図中、タイミングA)、総トルク(エンジントルクTe+電動機トルクTp、Tr)が減少し、負側に振れている。この現象は、電動機7の力行トルクTpを立ち上げるスピードよりもクラッチ9を切断するスピードの方が速いために生じてしまう。 As shown in FIG. 2, in the conventional shift control, when the electric motor 7 is regenerating power, that is, when the electric motor 7 is outputting the regenerative torque Tr (negative torque), the clutch 9 is disengaged. (Timing A in the figure), the total torque (engine torque Te + motor torques Tp, Tr) decreases and swings to the negative side. This phenomenon occurs because the speed at which the clutch 9 is disengaged is faster than the speed at which the power running torque Tp of the electric motor 7 is raised.
クラッチ9が切断されると、総トルクは電動機トルクと等価になる。つまり、従来の変速制御は、電動機7が回生トルクTrを出力している状態でクラッチ9が切断されると(図2中の破線領域)、総トルクが急激に減少し、ひいては車両に引き込み感を生じて運転者に違和感を与えてしまう。 When the clutch 9 is disengaged, the total torque is equivalent to the motor torque. That is, in the conventional shift control, when the clutch 9 is disengaged in a state where the electric motor 7 outputs the regenerative torque Tr (the broken line area in FIG. 2), the total torque is rapidly reduced, and thus the feeling of being drawn into the vehicle. Will cause the driver to feel uncomfortable.
そこで、制御部18は、変速開始時のトルク変動を軽減可能な変速制御を行う。本実施形態に係る変速制御を詳細に説明する。
Therefore, the
図3は、本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置の変速制御のフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart of the shift control of the vehicle shift control apparatus according to the embodiment of the present invention.
図4は、本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置の変速制御のタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart of the shift control of the vehicle shift control apparatus according to the embodiment of the present invention.
図5は、本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置の変速制御における変速マップの一例である。 FIG. 5 is an example of a shift map in the shift control of the shift control apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention.
図6は、本発明の実施形態に係る車両の変速制御装置の変速制御におけるトルクマップの一例である。 FIG. 6 is an example of a torque map in shift control of the vehicle shift control apparatus according to the embodiment of the present invention.
図3および図4に示すように、本実施形態に係る車両の変速制御装置1の制御部18は、電動機7が回生発電を行っている最中に変速機11を変速させる場合には、電動機7の回生トルクTrを減少させ、クラッチ9の切断を開始した後、変速機11の変速を開始する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、制御部18は、車速とアクセル開度との関係に基づいて変速機11の変速を許可し、電動機7の回生トルクTrを減少させる過程で、回生トルクTrの減少分に相当するエンジントルクTeを減少させる。
Further, the
さらに、制御部18は、電動機7の回生トルクTrを実質的に零値に減少させた後、車速とアクセル開度との関係に基づいて電動機7の力行トルクTpを増加させる。
Further, the
さらにまた、制御部18は、クラッチ9が切断されている最中には、電動機7の力行トルクTpで駆動輪12を駆動させる。
Furthermore, the
また、制御部18は、変速機11の変速が完了した後、電動機7の力行トルクTpを減少させ、力行トルクTpの減少分に相当するエンジントルクTeを増加させる
In addition, after the shift of the
具体的には、制御部18は、車速検出器21の検出信号およびアクセル開度検出器22の検出信号を取得し、ひいては車速およびアクセル開度を取得する(ステップS1)。
Specifically, the
次いで、制御部18は、車速およびアクセル開度を変速マップ(図5)に照合し、変速機11の変速を許可するか否かを判断する(ステップS2)。変速機11の変速を許可した場合には、変速を開始してステップS3以降を実施する。変速機11の変速を許可しない場合には(図4中、タイミングA)、変速機11の変速段を保ったまま変速制御を繰り返す。
Next, the
なお、図5は、変速マップの一例である。変速マップは、アクセル開度と車速との関係で予め設定されている。例えば、アクセル開度10%で車両2を加速すると車速10キロメートル/時に達すると第1段から第2段への変速が許可される。
FIG. 5 is an example of a shift map. The shift map is set in advance in relation to the accelerator opening and the vehicle speed. For example, when the
制御部18は、変速機11の変速を許可した場合には(ステップS2 Yes)、電動機7による回生発電を停止させる(ステップS3)。電動機7の回生発電を停止させることによって、電動機7の回生トルクTrは減少し、やがて零値に達する。このとき、電動機7の回生トルクTrを減少させる過程で、回生トルクTrの減少分に相当するエンジントルクTeを減少させる(図4中、タイミングAからタイミングB)。
When the shift of the
次いで、制御部18は、クラッチ9を切断して変速機11の変速を実行する(ステップS4、図4中、タイミングB)。
Next, the
変速機11の変速を実行する過程において、制御部18は、電動機7の回生トルクTrを実質的に零値に減少させた後、車速とアクセル開度との関係(図6のトルクマップ)に基づいて電動機7の力行トルクTpを増加させる。
In the process of executing the shift of the
図6は、トルクマップの一例である。トルクマップは、アクセル開度と車速との関係で予め設定されている。制御部18は、例えば、アクセル開度10%、かつ車速0キロメートル/時には、総トルク(エンジントルクTe+電動機トルクTp、Tr)が300ニュートンメートルになるようエンジン5および電動機7の運転を制御する。
FIG. 6 is an example of a torque map. The torque map is preset in relation to the accelerator opening and the vehicle speed. For example, the
また、制御部18は、クラッチ9が切断されている最中、つまり、変速機11の変速が行われている最中には、電動機7の力行トルクTpで駆動輪12を駆動させる(図4中、タイミングCからタイミングD)。これにより、変速機11の円滑な変速を実行できる。
Further, the
さらに、制御部18は、変速機11の変速が完了した後、電動機7の力行トルクTpを減少させ、力行トルクTpの減少分に相当するエンジントルクTeを増加させる(図4中、タイミングD以降)。これにより、総トルク(エンジントルクTe+電動機トルクTp、Tr)の変動を抑制できる。
Further, after the shift of the
本実施形態に係る変速制御装置1は、電動機7の回生トルクTrを減少させてから(図4中、タイミングAからタイミングB)、クラッチ9を切断するため、変速時の引き込み感がなくなり、運転者の違和感を防止することができる。なお、クラッチ9を切断する(図4中、タイミングB)前までに回生トルクTrを零値まで減少させておく必要はない。つまり、クラッチ9を切断する前までに、僅かでも回生トルクTrを減少させておくことで、引込み感を軽減し、運転者の違和感を軽減することができる。
The
本実施形態に係る変速制御装置1は、電動機7が回生発電を行っている最中に変速機11を変速させる場合には、電動機7の回生トルクTrを減少させ、クラッチ9の切断を開始した後、変速機11の変速を開始するため、変速時の総トルクの変化を低減し、ひいては運転者の違和感を抑制できる。
The
また、本実施形態に係る変速制御装置1は、電動機7の回生トルクTrを減少させる過程で、回生トルクTrの減少分に相当するエンジントルクTeを減少させるため、変速時の総トルクの変化を確実に低減し、ひいては運転者の違和感をより抑制できる。
Further, the speed
さらに、本実施形態に係る変速制御装置1は、本実施形態に係る変速制御装置1は、電動機7の回生トルクTrを実質的に零値に減少させた後、車速とアクセル開度との関係に基づいて電動機7の力行トルクTpを増加させるため、変速における違和感を抑制し、かつ運転者のアクセル操作に追従する加速を実現できる。
Furthermore, the speed
さらにまた、本実施形態に係る変速制御装置1は、クラッチ9が切断されている最中には、電動機7の力行トルクTpで駆動輪12を駆動させるため、変速機11の円滑な変速を実行できる。
Furthermore, the speed
また、本実施形態に係る変速制御装置1は、変速機11の変速が完了した後、電動機7の力行トルクTpを減少させ、力行トルクTpの減少分に相当するエンジントルクTeを増加させるため、変速後の総トルクの変動を抑制できる。
In addition, the
したがって、本発明に係る変速制御装置1によれば、変速開始時のトルク変動を軽減して運転者の違和感を抑えることができる。
Therefore, according to the
1…変速制御装置、2…車両、5…エンジン、7…電動機、9…クラッチ、11…変速機、12…駆動輪、15…蓄電池、16…インバーター、18…制御部、21…車速検出器、22…アクセル開度検出器。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
エンジンが発生させるエンジントルクを駆動輪へ伝達する変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間で前記エンジントルクを伝達したり遮断したりするクラッチと、
前記電動機の力行トルク、前記クラッチの切断および接続、および前記変速機の変速を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電動機が回生発電を行っている最中に前記変速機を変速させる場合には、前記電動機の回生トルクを減少させ、前記クラッチの切断を開始した後、前記変速機の変速を開始する車両の変速制御装置。 An electric motor that regenerates power using the regenerative torque of the drive wheels and generates power running torque of the drive wheels using the power of the storage battery;
A transmission for transmitting engine torque generated by the engine to the drive wheels;
A clutch that transmits and shuts off the engine torque between the engine and the transmission;
A power running torque of the electric motor, disconnection and connection of the clutch, and a control unit that controls a shift of the transmission, and
In the case of shifting the transmission while the electric motor is performing regenerative power generation, the control unit decreases the regenerative torque of the electric motor, starts disengagement of the clutch, and then shifts the transmission. The shift control device for the vehicle that starts the operation.
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