JP2018193004A - Vehicular control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と、回転電機と、変速機とを備える車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device including an internal combustion engine, a rotating electrical machine, and a transmission.
内燃機関を搭載する車両では、その内燃機関の運転状況によって、例えば、駆動系のねじり共振により、所謂、こもり音が発生するなどの不都合が生じる場合がある。こもり音発生のような不都合を解消するために、こもり音が発生する内燃機関の運転領域から変速比を変更する車両の制御装置が、特許文献1に開示されている。 In a vehicle equipped with an internal combustion engine, inconveniences such as so-called booming noise may occur due to, for example, the torsional resonance of the drive system, depending on the operating state of the internal combustion engine. In order to eliminate the inconvenience such as the generation of a booming noise, a vehicle control device that changes the gear ratio from the operating range of the internal combustion engine in which the booming noise is generated is disclosed in Patent Document 1.
しかしながら、この特許文献1に記載のような車両の制御装置にあっては、不都合を回避するために一律に変速比を変更すると、内燃機関の回転数が上がり過ぎて、燃費が悪化するなどの不都合が発生する場合がある。 However, in the vehicle control apparatus as described in Patent Document 1, if the gear ratio is uniformly changed to avoid inconvenience, the rotational speed of the internal combustion engine increases excessively, resulting in deterioration of fuel consumption. Inconvenience may occur.
そこで、本発明は、内燃機関の回転数に応じて、変速機の変速または代替の制御を採用して、内燃機関の運転領域を変更することのできる車両の制御装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can change the operating range of an internal combustion engine by adopting a shift of the transmission or an alternative control according to the rotational speed of the internal combustion engine. Yes.
上記課題を解決する車両の制御装置の発明の一態様は、内燃機関と、回転電機と、変速機とを備える車両に搭載される制御装置であって、前記内燃機関が予め設定されている低トルク領域で運転される際に、前記変速機の変速により該低トルク領域外での運転に移行させる場合の機関回転数が予め設定されている設定範囲内のときには当該変速機の変速を実行し、前記機関回転数が前記設定範囲外のときには前記回転電機の回生により該低トルク領域外での運転に移行させるように構成されている。 One aspect of the invention of a vehicle control device that solves the above problems is a control device that is mounted on a vehicle including an internal combustion engine, a rotating electrical machine, and a transmission, and the internal combustion engine is preset. When operating in the torque range, when the engine speed is within the preset range when shifting to operation outside the low torque range by shifting the transmission, the transmission is shifted. When the engine speed is outside the set range, the operation is shifted to the operation outside the low torque region by regeneration of the rotating electrical machine.
このように本発明の一態様によれば、内燃機関を設定低トルク領域外で運転させるために変速機を変速すると機関回転数が設定範囲外に変動する場合、回転電機の回生により該低トルク領域外での運転に移行させる制御処理が実行される。 Thus, according to one aspect of the present invention, when the speed of the transmission is changed to operate the internal combustion engine outside the set low torque region, when the engine speed fluctuates outside the set range, the low torque is generated by regeneration of the rotating electrical machine. Control processing for shifting to operation outside the region is executed.
したがって、変速機の変速のみで内燃機関の燃費悪化などの不都合を発生させることなく、運転状況に応じて回転電機の回生を行うことによって、内燃機関の設定低トルク領域外での運転でも燃費を向上させる(回収する)ことができる。 Therefore, by regenerating the rotating electrical machine according to the driving situation without causing inconvenience such as deterioration of the fuel consumption of the internal combustion engine only by the shift of the transmission, the fuel consumption can be reduced even when the internal combustion engine is operated outside the set low torque range. It can be improved (recovered).
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図7は本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1-7 is a figure which shows the control apparatus of the vehicle which concerns on one Embodiment of this invention.
図1において、車両10は、内燃機関型のエンジン11と共に1つの回転電機12を動力源として搭載して走行する、所謂、1モータ型のハイブリッド車に構築されている。エンジン11および回転電機12の回転動力は、動力伝達装置13を介して多段の自動変速機14に伝達されることによって、適宜に変速されて不図示のデファレンシャル装置を介して駆動輪を回転駆動させるようになっている。ここで、回転電機12は、インバータ16を介してバッテリ17内の蓄電電力を供給されることにより電動機(モータ)として機能して回転駆動力を出力する。
In FIG. 1, a
この車両10は、ECU21が各種センサ群の検出情報や各種パラメータに基づいてメモリ22内に格納されている制御プログラムを実行することによって、各部の駆動が統括制御されるようになっている。このECU21は、センサ群として、例えば、エンジン11の回転数を検出する速度センサ25と、車両10の走行速度を検出する車速センサ26と、ドライバによるアクセルペダル19の踏込量を検出するアクセル開度センサ27とが検出情報を受け取り可能に接続されている。
In the
ECU21は、例えば、取得する各種センサ群の検出情報に基づいて各種パラメータに従う制御処理を実行するようになっている。例えば、ECU21は、速度センサ25の検出するエンジン回転数(機関回転数)や、車速センサ26の検出する車両10の走行速度や、アクセル開度センサ27の検出するドライバによる加速要求(アクセルペダル19の踏込量)などに基づいて要求トルクを求める。このECU21は、その要求トルクを動力源から出力するのに最適な高燃費&高出力の最適運転条件を、図6に示すようなマップを参照するなどして決定するようになっている。
For example, the
このとき、ECU21は、エンジン11の回転駆動力および回転電機12の回転駆動力の一方または双方を適宜に選択調整して、上述の要求トルクを最適運転条件で出力するように各部の駆動を調整する制御処理を実行する。また、ECU21は、回転電機12にバッテリ17から電力供給して電動機として駆動させるのに加えて、減速時や滑走時の駆動輪の回転力やエンジン11の回転駆動力により回転電機12を発電機として駆動させることにより、インバータ16を介してバッテリ17に回生電力を蓄電させる制御処理を実行するようになっている。
At this time, the ECU 21 appropriately selects and adjusts one or both of the rotational driving force of the
ところで、車両10は、図2に示すように、エンジン11、回転電機12、動力伝達装置13および自動変速機14を繋げる動力伝達経路において、各内部構造や連結箇所でのギア列の各ギアGの噛合い歯Tが互いに歯面Ts同士を突き当てる噛み合い状態で回転する。これにより、例えば、図2中の矢印方向へ回転動力を伝達する際に、その噛合い歯Tの歯面Ts同士が突き当たる歯打ち音が発生する場合がある。この歯打ち音は、異音として、車室内のドライバなどの乗員に不快感を与えてしまう場合がある。
By the way, as shown in FIG. 2, the
特に、低負荷&低回転数の駆動領域において、例えば、エンジン11の爆発一次トルク変動では、図3(a)に破線で示すように、伝達トルクの平均値は一定である。しかしながら、微小時間におけるギアGの噛合い歯Tの歯面Ts同士が接触して伝達するトルクでは、図3(a)に実線で示すように、エンジン11のピストンの上下動に応じて変動している。このため、その伝達トルクがマイナス側に変化するタイミングには、図3(b)に示すように、ギアGの噛合い歯Tの歯面Ts同士の回転変位に差(ガタ)が生じる領域が発生して、離隔した後に再度接触して突き当たる状態に復帰する状況が発生する場合がある。この場合、そのギアGの噛合い歯Tの歯面Ts同士が突き当たる歯打ち音が発生してしまうことになる。
In particular, in the low load & low rotational speed driving region, for example, in the case of the explosion primary torque fluctuation of the
詳細には、エンジン11が、例えば、図4のマップに示すように、エンジントルク(Nm)が低トルク領域かつエンジン回転数(rpm)が低回転数領域で駆動する場合に、所謂、歯打ち領域HAで駆動することになる。この場合、図5に示すように、図3で説明するギアGの噛合い歯Tの歯面Ts同士の離隔と突き当たりが変動トルクの一定周期に繰り返されて、回転動力の伝達方向に瞬間的に高トルクとなる突き当たりが発生する度に歯打ち音TNという異音が発生してしまう。
More specifically, for example, when the
そこで、ECU21は、例えば、図6に示すエンジントルク(Nm)およびエンジン回転数(rpm)をパラメータとして燃費を等高線で示すマップを参照することにより、要求トルクを出力するエンジン11の最適駆動条件を決定する際に、その歯打ち音の発生を回避する制御処理を実行するようになっている。すなわち、ECU21は、低負荷&低回転数で歯打ち音の発生のない図6中に破線で示す燃費等の好適な領域FE内で駆動条件をシフトさせる駆動制御処理を実行するようになっている。
Therefore, the
具体的には、自動変速機14の変速段(変速比)も変動要素の1つであるが、ECU21は、例えば、エンジン回転数が1000rpmでの走行中に、変速処理では図6中の矢印Aに示すように900rpm以下に低下して燃費が悪化する方向に変移してしまう場合には、回生電力量を増加してトルクアップTUさせるように回生処理を実行する。
Specifically, although the gear stage (speed ratio) of the
さらに、ECU21は、同様に、例えば、エンジン回転数が2000rpm以上での走行中に、変速処理では図6中の矢印Bに示すように2500rpm以上に上昇する場合には、エンジン11の摩擦等の各種抵抗負担により燃費が悪化する方向に変移してしまうことから、回生電力量を増加してトルクアップTUさせるように回生処理を実行する。
Furthermore, the
また、ECU21は、例えば、エンジン回転数が1500rpm付近での走行中の場合に、変速処理では図6中の矢印Cに示すように1000rpmから2500rpm程度の低負荷&低回転数の低燃費領域FE(図6に破線で図示)内で済むときには、燃費向上(燃費悪化の少ない)の変速処理を実行する。
Further, for example, when the
なお、ECU21は、例えば、エンジン回転数が1500rpm付近での走行中の場合でも、自動変速機14の変速処理による変速比が大きく、変速処理ではエンジン回転数が1000rpm以下に低下したり2500rpm以上に上昇する場合には、燃費が悪化する方向への変移であることから、回生電力量を増加してトルクアップさせるように回生処理を実行する。
Note that the
ここで、ECU21は、上述の変速処理において、エンジン回転数を考慮してアップシフトあるいはダウンシフトのいずれを実行するか判断して、変速制御処理を実行することになる。また、このとき、ECU21は、自動変速機14の変速段を切り換える際における車両10の走行状況やエンジン11の駆動状況では、所謂、変速ショックが発生するか否か確認して、予め設定されている許容閾値以上の振動等が発生する場合には、回生処理を優先して実行する。
Here, the
そして、ECU21は、メモリ22内の制御プログラムに従って要求トルクを算出してエンジン11を駆動させる制御処理を実行する際に、図7のフローチャートに示す制御処理により、低負荷&低回転数で駆動する際に歯打ち音が発生することを回避する処理を実行するようになっている。
The
ECU21は、まずは、車両10の走行状況などの各種検出情報等に応じて取得したエンジン11の要求トルクを出力するのに最適な駆動条件として、図6のマップを参照してエンジン回転数やエンジントルクを算出するなどして導出する(ステップS11)。次いで、ECU21は、そのエンジン11の駆動条件が図4のマップに破線で示す低負荷&低回転数の歯打ち領域HAに含まれるか否か確認して(ステップS12)、含まれない場合には、そのままエンジン11を駆動する制御処理に戻る。
First, the
ステップS12において、エンジン11の駆動条件が図4の歯打ち領域HAに含まれることを確認したECU21は、その歯打ち領域HA外に移行させる際に変化するエンジン回転数やエンジントルクを算出する(ステップS13)。次いで、ECU21は、その変更エンジン回転数や変更エンジントルクに回生処理で移行させる際に悪化する燃料消費率を算出し(ステップS14)、また、その変更エンジン回転数や変更エンジントルクに変速処理で移行させる際に悪化する燃料消費率を算出する(ステップS15)。
In step S12, the
この後に、ECU21は、その回生処理で悪化する燃料消費率は、変速処理で悪化する燃料消費率よりも悪化率が小さいか否か確認して(ステップS16)、悪化率が小さい場合には、回生処理を実施して回生発電量を増加させることにより、エンジン回転数やエンジントルクを上昇させつつ(ステップS17)、エンジン11の駆動制御処理に戻る。
Thereafter, the
ステップS16において、回生処理による燃料消費率の悪化率が変速処理の悪化率よりも小さくないことを確認したECU21は、変速処理による自動変速機14の変速段の切換で、許容閾値を超える変速ショックが発生しないか確認して(ステップS18)、超える変速ショックが発生する場合にはステップS17に進んで、回生発電量を増加させる回生処理を実行しつつエンジン11の駆動制御処理に戻る。
In step S16, the
また、ステップS18において、変速処理による変速ショックが許容閾値未満であることを確認したECU21は、変速処理を採用して自動変速機14の変速段の切換制御処理を実行することにより、エンジン回転数やエンジントルクを上昇させつつ(ステップS19)、エンジン11の駆動制御処理に戻る。
In step S18, the
この移行処理の実行により、動力伝達経路から歯打ち音が発生する低負荷&低回転数の歯打ち領域HA内にエンジン11の駆動条件が位置する場合に、その歯打ち領域HA外に移行するようにエンジン回転数やエンジントルクの駆動条件が変更される。
When the driving condition of the
このように、本実施形態のECU21においては、自動変速機14の変速処理による燃費悪化率が小さく、また、歯打ち音の発生を回避するのと同時に、許容閾値以上の大きな変速ショックの発生のない駆動条件の場合には、その変速処理を実行する。その一方で、燃費悪化率が変速処理よりも小さく歯打ち音の発生を回避可能であったり、許容閾値以上の大きな変速ショックの発生がある変速処理となる場合には、回生電力を増加する回生処理を選択実行する。
As described above, in the
したがって、自動変速機14の変速処理だけでなく、燃費悪化や変速ショック発生の有無に応じて、回生処理という代替制御処理も選択実行することができ、歯打ち音(異音)による不快感を車両10のドライバ等に感じさせてしまうことを未然に防止することができる。
Therefore, not only the shift process of the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
10……車両
11……エンジン(内燃機関)
12……回転電機
13……動力伝達装置
14……自動変速機
16……インバータ
17……バッテリ
19……アクセルペダル
21……ECU(制御装置)
22……メモリ
25……速度センサ
26……車速センサ
27……アクセル開度センサ
10 ...
12 …… Rotating
22 ……
Claims (1)
前記内燃機関が予め設定されている低トルク領域で運転される際に、
前記変速機の変速により該低トルク領域外での運転に移行させる場合の機関回転数が予め設定されている設定範囲内のときには当該変速機の変速を実行し、
前記機関回転数が前記設定範囲外のときには前記回転電機の回生により該低トルク領域外での運転に移行させる、車両の制御装置。 A control device mounted on a vehicle including an internal combustion engine, a rotating electrical machine, and a transmission,
When the internal combustion engine is operated in a preset low torque region,
When the engine speed in the case of shifting to the operation outside the low torque region by the shift of the transmission is within a preset setting range, the shift of the transmission is executed,
A control device for a vehicle, wherein when the engine speed is outside the set range, the operation is shifted to the operation outside the low torque region by regeneration of the rotating electrical machine.
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