JP2019093930A - Control device and control method for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and control method of a hybrid vehicle.
ハイブリッド車両の制御装置および制御方法としては従来、特許文献1に記載のものが知られている。このハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、始動用モータを備えるエンジンと駆動用モータとを動力源とするハイブリッド車両において、駆動用モータのみを動力源として駆動するモータ走行モード、駆動用モータとエンジンを併用するいわゆるハイブリッド走行モード等の走行モードを有している。
また、特許文献2に記載のものも知られている。このハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、駆動用モータのみを動力源として駆動するモータ走行モードから駆動用モータとエンジンを併用するいわゆるハイブリッド走行モードに遷移する際に、エンジンの始動ショックが駆動輪に伝達することを防ぐためにモータと駆動輪との間に介在するクラッチをスリップさせている。
Conventionally, as a control device and control method of a hybrid vehicle, the one described in Patent Document 1 is known. In the control device and control method of this hybrid vehicle, in a hybrid vehicle using an engine having a start motor and a drive motor as a power source, a motor travel mode in which only the drive motor is driven as a power source, a drive motor and an engine And a driving mode such as a so-called hybrid driving mode.
Moreover, the thing of
上記特許文献1にあっては、エンジン始動用モータを備えるため、エンジン始動用として駆動用モータの出力を確保する必要は無く、駆動用モータの全出力を駆動力として使用することが可能となる。一方で、たとえば駆動用モータが最大出力状態でエンジンを始動するような場合に、上記特許文献2のようにクラッチをスリップ制御するための駆動用モータのトルクを出力できないので、クラッチをスリップさせることができない恐れがある。
このため、クラッチをスリップ状態に遷移できないままエンジンのトルクが急激に加算され、急激な駆動力の上昇が駆動輪に伝わってしまい、乗員に不快なショックを与えてしまう恐れがあった。
According to Patent Document 1 described above, since the motor for starting the engine is provided, it is not necessary to secure the output of the drive motor for starting the engine, and the entire output of the drive motor can be used as the driving force. . On the other hand, for example, when the drive motor starts the engine in the maximum output state, the torque of the drive motor for slip control of the clutch can not be output as in
For this reason, the torque of the engine is rapidly added without the clutch being able to shift to the slip state, and a rapid increase in driving force is transmitted to the drive wheels, which may cause an unpleasant shock to the occupant.
本発明のハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、駆動用モータと自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第2クラッチが締結状態で、かつ駆動用モータが最大出力状態において、モータ走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替え時のエンジンの始動に伴い、第2クラッチを締結状態からスリップ状態へ遷移させるときには、第2クラッチの伝達トルク容量を所定値だけ低下させるようにした。 According to the control device and control method of the hybrid vehicle of the present invention, the second clutch capable of connection and disconnection provided between the drive motor and the output shaft of the automatic transmission is in the engaged state, and the drive motor is at the maximum output state. When the second clutch is transitioned from the engaged state to the slip state with the start of the engine at the time of switching from the motor travel mode to the hybrid travel mode, the transfer torque capacity of the second clutch is reduced by a predetermined value.
よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、駆動用モータと自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第2クラッチの伝達トルク容量を所定値だけ低下させるようにしたので、第2クラッチの入力側にエンジントルクが加算されると、駆動用モータの回転数が上昇し、第2クラッチの入出力軸間に差回転が生じて、スリップ状態へと遷移したことになり、エンジン始動によるショックが駆動輪に伝達されることがなく、乗員に不快なショックを与えることを抑制できる。 Therefore, in the control device and control method of the hybrid vehicle according to the present invention, the transfer torque capacity of the disconnectable second clutch provided between the drive motor and the output shaft of the automatic transmission is reduced by a predetermined value. Therefore, when engine torque is added to the input side of the second clutch, the number of rotations of the drive motor increases, and differential rotation occurs between the input and output shafts of the second clutch, causing a transition to the slip state. As a result, shock due to engine start is not transmitted to the drive wheels, and it is possible to suppress giving an unpleasant shock to the occupant.
〔実施例1〕
図1は、実施例1の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
Example 1
FIG. 1 is an entire system diagram showing a rear-wheel drive hybrid vehicle of a first embodiment.
まず、構成を説明する。
フロントエンジン・リアホイール駆動式ハイブリッド車両のパワートレインにおいては、通常の後輪駆動車と同様に始動用モータ14を備えるエンジン1の車両前後方向後方に駆動用モータとしてのモータ/ジェネレータ3、自動変速機5をタンデムに配置している。モータ/ジェネレータ3は、モータ(駆動機)として作用したり、ジェネレータ(発電機)として作用したりするものである。
First, the configuration will be described.
In a powertrain of a front engine / rear wheel drive hybrid vehicle, a motor /
このモータ/ジェネレータ3および始動用モータ14を備えるエンジン1間に、より詳しくは、モータ/ジェネレータ3の入力軸3aとエンジンの出力軸1aとの間に第1クラッチ2を介挿し、この第1クラッチ2によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ3間を切り離し可能に結合する。ここで第1クラッチ2は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
More specifically, the
モータ/ジェネレータ3および自動変速機5の出力軸5a間に、より詳しくは、自動変速機5の入力軸5aと自動変速機5の出力軸5bとの間に第2クラッチ4を介挿し、この第2クラッチ4によりモータ/ジェネレータ3および自動変速機5の出力軸5a間を切り離し可能に結合する。第2クラッチ4も第1クラッチ2と同様に伝達トルク容量を連続的に変更可能な湿式多板クラッチで構成している。自動変速機5では、自動変速機5内部の複数の摩擦要素の締結・開放の組み合わせにより伝動系路(変速段)を決定し、入力軸5aからの回転を選択変速段に応じた変速比で変速して出力軸5bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置11により、ドライブシャフト12を介して左右後輪の駆動輪6へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
More specifically, a
The output rotation is distributed and transmitted by the
ハイブリッド車両は、制御系の装置として、エンジン制御装置としてのエンジンコントローラ7、第1クラッチ制御装置としての第1クラッチコントローラ8、モータ制御装置としてのモータコントローラ9、自動変速機制御装置としての自動変速機コントローラ10と、これらコントローラを統括する車両制御コントローラ13を有している。
各コントローラは、CANにより接続されており、情報交換可能となっている。
車両制御コントローラ13は、各種車両情報(車速、エンジン回転数、モータ回転数、アクセル開度、ブレーキスイッチ等)を受信または、直接検知し、これらの情報からエンジン1の始動/停止要求、目標エンジントルク、第1クラッチ2の締結/開放要求、モータ3の目標トルクまたは目標回転数、第2クラッチ4の締結/開放要求そして変速段などを算出し、CANを介して、各コントローラへ出力する。
エンジンコントローラ7は、始動用モータ14の始動/停止要求、エンジン1の始動/停止要求、目標エンジントルクを受信し、これらの指令値に基づいて、始動用モータ14およびエンジン1を制御する。
第1クラッチコントローラ8は、第1クラッチ2の締結/開放要求を受信し、指令値に基づいて、第1クラッチを制御する。
モータコントローラ9は、目標トルクまたは目標回転数を受信し、これらの指令値に基づいて、モータ/ジェネレータ3を制御する。
自動変速機コントローラ10は、第2クラッチ4の締結/開放要求および変速段を受信し、これらの指令値に基づいて、自動変速機5を制御する。
The hybrid vehicle includes an engine controller 7 as an engine control device, a
Each controller is connected by CAN and can exchange information.
The
The engine controller 7 receives the start / stop request for the
The
The motor controller 9 receives the target torque or the target rotation number, and controls the motor /
The
次に作用を説明する。
上記のパワートレインにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられるモータ走行(EV走行)モードが要求される場合、第1クラッチ2を開放し、第2クラッチ4を締結し、自動変速機5を動力伝達状態にする。この状態でモータ/ジェネレータ3を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ3からの出力回転のみが変速機入力軸5aに達することとなり、自動変速機5が当該入力軸5aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して自動変速機5の出力軸5bより出力する。自動変速機5の出力軸5bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置11、ドライブシャフト12を経て後輪である駆動輪6に至り、車両をモータ/ジェネレータ3のみによってEV走行させることができる。
Next, the operation will be described.
In the above power train, when the motor travel (EV travel) mode to be used at low load and low vehicle speed including the start from the stop state is required, the
高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV走行)モードが要求される場合、第1クラッチ2および第2クラッチ4をともに締結し、自動変速機5を動力伝達状態にする。この状態では、始動用モータ14により始動されたエンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ3からの出力回転の双方が変速機入力軸5aに達することとなり、自動変速機5が当該入力軸5aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、自動変速機5の出力軸5bより出力する。自動変速機5の出力軸5bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置11、ドライブシャフト12を経て後輪としての駆動輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ3の双方によってHEV走行させることができる。かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ3を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ3のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。
When a hybrid travel (HEV travel) mode to be used during high speed travel or heavy load travel is required, the
さらに、エンジン1またはモータ/ジェネレータ3の少なくとも一方を動力源として走行するスリップ走行(SLIP走行)モードがある。このモードは、特にEV走行モードからHEV走行モードに遷移する場合に用いられ、第1クラッチ2および/または第2クラッチ4を開放状態あるいは締結状態からスリップ締結を経由して締結状態へと移行することで、始動用モータ14によるエンジン始動を行う。
Furthermore, there is a slip travel (SLIP travel) mode in which travel is performed using at least one of the engine 1 and the motor /
図2は、実施例1のモータ走行(EV走行)モードからスリップ走行(SLIP走行)モードへ遷移する時の処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing when transitioning from the motor travel (EV travel) mode to the slip travel (SLIP travel) mode of the first embodiment.
ステップS1では、各種車両情報(車速、エンジン回転数、モータ回転数、アクセル開度、ブレーキスイッチ等)を各コントローラより入手し、主にアクセル開度や車速などの情報を用いて、ドライバーの求める車両要求駆動トルクを算出する。
ステップS2では、前記ステップS1で算出された車両要求駆動トルクをモータ/ジェネレータ3単体で出力することが可能か否か、すなわち、EV走行モードを保持することが可能か否かを判定する。
具体的には、式(1)に示すように、駆動トルクとしてモータ/ジェネレータ3が出力可能なトルク上限値(Tm_max[N・m])が車両要求駆動トルク(Ttgt[N・m])以上であるか否かを判定する。
Tm_max ≧ Ttgt ・・・(1)
または、受信した図示しないバッテリの出力パワーと必要な電力を比較し、出力パワーが不足しているか否かを判定してもよい。
モータ/ジェネレータ3が出力可能なトルク上限値(Tm_max[N・m])が車両要求駆動トルク(Ttgt[N・m])以上である、すなわちYESの場合は、ステップS3へ進み、NOの場合には、ステップS9へ進む。
ステップS3では、エンジン1は停止状態を維持するため、エンジンの始動要求=OFFと判定し、指令値として保持する。
ステップS4では、目標エンジントルクを算出する。具体的には、エンジン1は停止状態を維持するため、目標エンジントルクを算出する必要はなく、ここでは、'0'トルクと算出する。
ステップS5では、モータ/ジェネレータ3にて、車両要求駆動トルクを出力するため、モータ/ジェネレータ3の目標モータ/ジェネレータトルクを算出し、指令値として保持する。
ステップS6では、第1クラッチ2は開放状態を維持するため、第1クラッチ開放要求を、指令値として保持する。
ステップS7では、第2クラッチ4を締結保持するよう、言い換えると、モータ/ジェネレータ3による駆動トルクを駆動輪6へ伝達させつつ、急な外力によってスリップ状態へと遷移することがないように、第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)を算出する。具体的には、式(2)に示すように、実際に発生しているモータ/ジェネレータ3のトルク(Tm)に所定のトルク(Tα)を上乗せした値とする。
Tcl2 = Tm + Tα ・・・(2)
ステップS8では、各保持された指令値を各コントローラへ出力する。
In step S1, various vehicle information (vehicle speed, engine speed, motor rotation speed, accelerator opening degree, brake switch, etc.) is obtained from each controller, and the driver obtains it using information mainly on the accelerator opening degree and vehicle speed. Calculate the vehicle request driving torque.
In step S2, it is determined whether it is possible to output the vehicle request driving torque calculated in step S1 by the motor /
Specifically, as shown in the equation (1), the torque upper limit value (Tm_max [N · m]) that the motor /
Tm_max T Ttgt (1)
Alternatively, the received output power of the battery (not shown) may be compared with the required power to determine whether the output power is insufficient.
The torque upper limit value (Tm_max [N · m]) that the motor /
In step S3, in order to maintain the stopped state, the engine 1 determines that the engine start request = OFF, and holds it as a command value.
In step S4, a target engine torque is calculated. Specifically, in order to maintain the stopped state of the engine 1, it is not necessary to calculate the target engine torque, and here, it is calculated as a '0' torque.
In step S5, the target motor / generator torque of the motor /
In step S6, in order to maintain the release state of the
In step S7, the
Tcl2 = Tm + Tα (2)
In step S8, each held command value is output to each controller.
ステップS9では、ステップS2にて、モータ/ジェネレータ3のみでは車両要求駆動トルクを出力できないと判定されたため、エンジン1を併用して車両要求駆動トルクを出力するように、エンジン始動要求=ONと判定し、指令値として保持する。
ステップS10では、ステップS1で算出された車両要求トルクを出力するため、目標エンジントルクを算出し、指令値として保持する。
ステップS11では、第2クラッチ4をSLIP走行モードへ遷移させる、すなわち、第2クラッチ4の出力側回転数に対して、一定値以上の入力側回転数を生成・保持するように、モータ/ジェネレータ3の目標モータ/ジェネレータ回転数を算出し、指令値として保持する。
ステップS12では、第1クラッチ2への指令値、第2クラッチ4への指令値を算出し、保持する。ここでは、便宜的に1つの処理ブロックとしているが、詳細は、後述する。
また、同様に、ステップS8にて、各保持された指令値を各コントローラへ出力する。
In step S9, it is determined in step S2 that the vehicle request drive torque can not be output only by the motor /
In step S10, in order to output the vehicle required torque calculated in step S1, the target engine torque is calculated and held as a command value.
In step S11, the motor / generator is caused to transition the
In step S12, the command value for the
Similarly, in step S8, each held command value is output to each controller.
図3は、実施例1のモータ走行(EV走行)モードからスリップ走行(SLIP走行)モードへ遷移する時の処理の流れの一部詳細を示すフローチャートである。
すなわち、図2のステップS12の詳細を示している。
ステップ121では、式(3)に示すように、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)の差分が、あらかじめ実験等によって任意に設定された所定の回転数(Nth1)より大きいか否かを判定する。ここで、所定の回転数(Nth1)は、第2クラッチ4の応答遅れを考慮した、第2クラッチ4の軽噛み遷移判定差回転数としている。
(Nm − Ne) > Nth1 ・・・(3)
モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)の差分が、所定の回転数(Nth1)より大きい、すなわちYESの場合は、ステップS122へ進み、NOの場合には、ステップS124へ進む。
ステップS122では、第1クラッチ2は開放状態を維持するため、第1クラッチ開放要求を、指令値として保持する。
ステップS123では、第2クラッチ4を締結保持するように、ステップS7と同様に式(2)を用いて、第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)を算出する。
ステップS124では、式(4)に示すように、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)の差分が、あらかじめ実験等によって任意に設定された所定の回転数(Nth2)より大きいか否かを判定する。ここで、所定の回転数(Nth2)は、第1クラッチ2の締結移行判定回転差を示しており、Nth2<Nth1なる関係を有し、また、第1クラッチ2の応答遅れを考慮して、第1クラッチ2が締結開始した際に、Ne>Nmとなるように設定する。
(Nm − Ne) > Nth2 ・・・(4)
モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)の差分が、所定の回転数(Nth2)より大きい、すなわちYESの場合は、ステップS125へ進み、NOの場合には、ステップS127へ進む。
ステップS125では、第1クラッチ2は開放状態を維持するため、第1クラッチ開放要求を、指令値として保持する。
ステップS126では、ステップ121にてNOと判定、すなわち、第2クラッチ4を軽噛み状態へ遷移させるように判定されたときの処理であり、第2クラッチ4の伝達トルク容量を算出する。具体的には、式(5)に示すように、実際に発生しているモータ/ジェネレータ3のトルクから所定のトルク(Tβ)を減じた値とする。本処理部の詳細については、後述する。
Tcl2 = Tm ― Tβ ・・・(5)
ステップS127では、ステップ124にてNOと判定、すなわち、第1クラッチ2を締結移行するように判定されたため、第1クラッチ締結要求を、指令値として保持する。
ステップS128では、ステップS124にてNOと判定、すなわち、第1クラッチ2を締結移行することで、第2クラッチ4の入力側には、に、エンジン1のトルクが加算されることになる。その結果、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)が上昇することで、第2クラッチ4がスリップ状態へ遷移される。このとき、第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)が、車両要求駆動トルク(Ttgt)となるため、式(6)のように、第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)を算出し、指令値として保持する。
Tcl2 = Ttgt ・・・(6)
FIG. 3 is a flowchart showing a part of the flow of processing when transitioning from the motor travel (EV travel) mode to the slip travel (SLIP travel) mode of the first embodiment.
That is, details of step S12 of FIG. 2 are shown.
In step 121, as shown in equation (3), the difference between the number of rotations (Nm) of motor /
(Nm-Ne)> Nth 1 (3)
If the difference between the number of revolutions (Nm) of motor /
In step S122, in order to maintain the release state of the
In step S123, the transmission torque capacity (Tcl2) of the
In step S124, as shown in equation (4), the difference between the number of rotations (Nm) of motor /
(Nm-Ne)> Nth2 (4)
If the difference between the number of revolutions (Nm) of motor /
In step S125, in order to maintain the release state of the
Step S126 is a process performed when the determination in step 121 is NO, that is, when it is determined that the
Tcl2 = Tm-Tβ (5)
In step S127, since the determination in step 124 is NO, that is, it is determined to engage and shift the
In step S128, the torque of the engine 1 is added to the input side of the
Tcl2 = Ttgt (6)
ステップS126の第2クラッチ4の伝達トルク容量算出について説明する。
第2クラッチ4を締結状態からスリップ状態(軽噛み状態)に遷移させるとは、言い換えると、下記2つの条件を満足することである。
条件1:第2クラッチ4の出力側回転数(No)の変化率(No')を一定とする。
条件2:第2クラッチ4の入力側に直結したモータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)
の変化率(Nm')を上げる。
まず、条件1について説明する。
対象となる第2クラッチ4における状態遷移前(締結状態)の回転運動式を式(7)、状態遷移後(軽噛み状態)の回転運動方程式を式(8)に示している。
ここで、各変数は、モータ/ジェネレータ3のイナーシャ(Jm)、第2クラッチ4の出力側から駆動輪6までのイナーシャ(Jo)、モータ/ジェネレータ3の粘性(Cm)、第2クラッチ4の出力側から駆動輪6までの粘性(Co)、状態遷移前(締結状態)の第2クラッチ4の出力側回転数変化率(No_b')、状態遷移後(軽噛み状態)の第2クラッチ4の出力側回転数変化率(No_a')を表している。
(Jm+Jo)* No_b'= Tm −(Cm+Co)*No ・・・(7)
Jo* No_a' = Tcl2−Co*No ・・・(8)
ここで、条件1が成立するには、No_b'= No_a'を満たすことになるので、式(7)、式(8)を用いて整理すると、式(9)となる。
Tcl2=[Jo/(Jm+Jo)] *Tm−[Jo/(Jm+Jo)]*Cm*No
+[Jm/(Jm+Jo)]*Co*No ・・・(9)
ここで、Jm≪Joなる関係にあることから、式(10)、式(11)が導かれる。
[Jo/(Jm+Jo)]≒1 ・・・(10)
[Jm/(Jm+Jo)]≒0 ・・・(11)
これら、式(10)、式(11)を、式(9)に適用すると、式(12)が導かれ、これを満たす第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)とすることで、条件1が成立することになる。
Tcl2=Tm−Cm*No ・・・(12)
また、式(5)、式(12)を比較すると、所定のトルク(Tβ)は、式(13)のように算出される。
Tβ=Cm*No ・・・(13)
The calculation of the transmission torque capacity of the
Transitioning the second clutch 4 from the engaged state to the slip state (light engagement state) means, in other words, satisfying the following two conditions.
Condition 1: The change rate (No ') of the output side rotational speed (No) of the
Condition 2: Number of revolutions of motor /
Increase the change rate (Nm ') of
First, Condition 1 will be described.
The rotational motion equation before the state transition (engaged state) in the
Here, each variable is the inertia (Jm) of the motor /
(Jm + Jo) * No_b '= Tm- (Cm + Co) * No (7)
Jo * No_a '= Tcl2-Co * No (8)
Here, in order to satisfy the condition 1, No_b ′ = No_a ′ is satisfied. Therefore, when the expression (7) and the expression (8) are used for arrangement, the expression (9) is obtained.
Tcl2 = [Jo / (Jm + Jo)] * Tm- [Jo / (Jm + Jo)] * Cm * No
+ [Jm / (Jm + Jo)] * Co * No (9)
Here, from the relationship of Jm << Jo, the equations (10) and (11) are derived.
[Jo / (Jm + Jo)] ≒ 1 (10)
[Jm / (Jm + Jo)] ≒ 0 (11)
By applying the equation (10) and the equation (11) to the equation (9), the equation (12) is derived, and the transmission torque capacity (Tcl2) of the
Tcl2 = Tm-Cm * No (12)
Moreover, when Formula (5) and Formula (12) are compared, predetermined torque (T (beta)) is calculated like Formula (13).
Tβ = Cm * No (13)
つぎに、条件2について説明する。
対象となるモータ/ジェネレータ3における状態遷移前(第2クラッチ締結状態)の回転運動式を式(14)、状態遷移後(第2クラッチ軽噛み状態)の回転運動方程式を式(15)に示している。
ここで、未定義の変数としては、状態遷移前のモータ/ジェネレータ3の回転数の変化率(Nm_a')、状態遷移後のモータ/ジェネレータ3の回転数の変化率(Nm_b')、第1クラッチ2の伝達トルク容量(Tcl1)を表している。また、このとき、式(4)の条件にて、スリップ状態へ遷移させることから、状態遷移後はNe>Nmとなっており、モータ/ジェネレータ3に対して第1クラッチ2の伝達トルク容量は、正トルクとなる。
(Jm+Jo)*Nm_b'=Tm−(Cm+Co)*Nm ・・・(14)
Jm*Nm_a'= Tm+Tcl1−Tcl2−Cm*Nm ・・・(15)
ここで、条件2が成立するには、No_b'< No_a'を満たすことになるので、式(14)、式(15)を用いて整理すると、式(16)となる。
Tcl2<[Jm/(Jm+Jo)]*Tm+Tm−Tcl1+[Jo/(Jm+Jo)]
*Cm*Nm−[Jm/(Jm+Jo)]*Co*Nm ・・・(16)
ここで、式(16)に式(10)、式(11)を代入すると、式(17)となり、これを満たす2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)とすることで、条件2が成立することになる。
Tcl2<Tm−Cm*Nm+Tcl1 ・・・(17)
ここで、式(17)の左辺に、式(12)の右辺を代入すると、式(18)となる。
Tm−Cm*No<Tm−Cm*Nm+Tcl1 ・・・(18)
ここで、No≒Nmと考えられるので、式(18)は式(19)に変換できる。
Tm−Cm*Nm<Tm−Cm*Nm+Tcl1 ・・・(19)
式(19)は、第1クラッチ2の伝達トルク容量(Tcl1)分だけ、右辺の方が大きくなるため、明らかに成立することになる。すなわち、条件1を満たすための式(12)にて算出される第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)と設定することで、同時に条件2を満たすための式(17)も成立することになる。
このように、第2クラッチ4を締結状態からスリップ状態に遷移させるための第2クラッチ4の伝達トルク容量(Tcl2)、ひいては所定のトルク(Tβ)を算出することができる。
Next,
Equation (14) shows the rotational motion equation before the state transition (second clutch engaged state) in the target motor /
Here, as the undefined variables, the change rate (Nm_a ') of the rotation speed of the motor /
(Jm + Jo) * Nm_b '= Tm- (Cm + Co) * Nm (14)
Jm * Nm_a '= Tm + Tcl1-Tcl2-Cm * Nm (15)
Here, in order to satisfy the
Tcl2 <[Jm / (Jm + Jo)] * Tm + Tm-Tcl1 + [Jo / (Jm + Jo)]
* Cm * Nm- [Jm / (Jm + Jo)] * Co * Nm (16)
Here, when the equation (10) and the equation (11) are substituted into the equation (16), the equation (17) is obtained, and the
Tcl2 <Tm-Cm * Nm + Tcl1 (17)
Here, when the right side of equation (12) is substituted for the left side of equation (17), equation (18) is obtained.
Tm-Cm * No <Tm-Cm * Nm + Tcl1 (18)
Here, since it is considered that No N Nm, equation (18) can be converted to equation (19).
Tm-Cm * Nm <Tm-Cm * Nm + Tcl1 (19)
The equation (19) clearly holds because the right side becomes larger by the transfer torque capacity (Tcl1) of the
As described above, it is possible to calculate the transfer torque capacity (Tcl2) of the
図4は、比較例のモータ走行(EV走行)モードからスリップ走行(SLIP走行)モードへ遷移する時のタイムチャートである。
3つのタイムチャートの横軸は、時刻を示し、一番上は車両加速度の変化、2番目はモータ/ジェネレータ3のトルク(二点鎖線)、第2クラッチ4の伝達トルク容量(実線)等のトルク情報の変化、3番目はエンジン1の回転数(破線)、モータ/ジェネレータ3の回転数(実線)等の回転数情報の変化を示している。
また、時刻t1までは、EV走行モードで車両は走行しており、時刻t1以降は、SLIP走行モードにてエンジン1の始動を伴って、走行している。
FIG. 4 is a time chart when transitioning from the motor travel (EV travel) mode of the comparative example to the slip travel (SLIP travel) mode.
The horizontal axes of the three time charts indicate the time, the top indicates the change in vehicle acceleration, the second indicates the torque of motor / generator 3 (two-dot chain line), the transfer torque capacity of second clutch 4 (solid line), etc. The third change indicates the change of the rotational speed information such as the rotational speed of the engine 1 (broken line) and the rotational speed of the motor / generator 3 (solid line).
In addition, the vehicle travels in the EV travel mode until time t1, and travels with the start of the engine 1 in SLIP travel mode after time t1.
時刻t1までに、ドライバーのアクセル操作等によって車両を加速させようとするが、モータ/ジェネレータ3が最大出力状態となるため、モータ/ジェネレータ3のみで、車両要求駆動トルクを出力できないと時刻t1で判断され、エンジン1の始動が開始される。
また、時刻t1まで、第2クラッチ4としては、モータ/ジェネレータ3による駆動トルクを駆動輪6に伝達させつつ、外力によってスリップ状態へ遷移することがないよう、モータ/ジェネレータ3のトルクに所定のトルク(Tα)が加算された伝達トルク容量にて、締結状態が保持されている。
By time t1, the vehicle is to be accelerated by the driver's accelerator operation or the like, but since motor /
In addition, as the
時刻t1以降、始動用モータ14によってエンジン1は始動され、エンジン回転数はモータ/ジェネレータ3の回転数と同期すべく、回転上昇していく。
時刻t1以降も、第2クラッチ4としては、モータ/ジェネレータ3による駆動トルクを駆動輪6に伝達させつつ、外力によってスリップ状態へ遷移することがないよう、モータ/ジェネレータ3のトルクに所定のトルク(Tα)が加算された伝達トルク容量にて、締結状態が保持されている。
時刻t3では、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)との差が所定の回転数(Nth2)以下、すなわち、同期状態と判定されて、第1クラッチ2の締結移行判定がなされ、第1クラッチ2は開放状態から締結状態へ移行するように制御される。
時刻t4では、第1クラッチ2の締結指令に伴って、第1クラッチ2が締結を開始した時刻となる。
このとき、第2クラッチ4は締結状態であるため、第2クラッチ4の入力側に、具体的には、モータ/ジェネレータ3に第1クラッチ2の伝達トルクが伝達され始めることで、モータ/ジェネレータ3の回転数が上昇していく。
一方、第2クラッチ4は一定値以上の伝達トルク容量を有した締結状態であるため、モータ/ジェネレータ3の回転数と同様に駆動輪6の回転数も上昇していき、その結果として、車両が加速ショックを発生し、乗員に不快なショックを与えることになってしまうことになる。
After time t1, the engine 1 is started by the starting
Also after time t1, the
At time t3, the difference between the number of revolutions (Nm) of motor /
At time t4, in accordance with the engagement command of the
At this time, since the
On the other hand, since the
図5は、実施例1のモータ走行(EV走行)モードからスリップ走行(SLIP走行)モードへ遷移する時のタイムチャートである。
図4と同様に、3つのタイムチャートの横軸は、時刻を示し、一番上は車両加速度の変化、2番目はモータ/ジェネレータ3のトルク(二点鎖線)、第2クラッチ4の伝達トルク容量(実線)等のトルク情報の変化、3番目はエンジン1の回転数(破線)、モータ/ジェネレータ3の回転数(実線)等の回転数情報の変化を示している。
また、時刻t1までは、EV走行モードで車両は走行しており、時刻t1以降は、SLIP走行モードにてエンジン1の始動を伴って、走行している。
FIG. 5 is a time chart when transitioning from the motor travel (EV travel) mode of the first embodiment to the slip travel (SLIP travel) mode.
Similar to FIG. 4, the horizontal axes of the three time charts indicate time, the top indicates the change of the vehicle acceleration, the second indicates the torque of the motor / generator 3 (two-dot chain line), and the transmission torque of the
In addition, the vehicle travels in the EV travel mode until time t1, and travels with the start of the engine 1 in SLIP travel mode after time t1.
時刻t1までに、ドライバーのアクセル操作等によって車両を加速させようとするが、モータ/ジェネレータ3が最大出力状態となるため、モータ/ジェネレータ3のみで、車両要求駆動トルクを出力できないと時刻t1で判断され、エンジン1の始動が開始される。
また、時刻t1まで、第2クラッチ4としては、モータ/ジェネレータ3による駆動トルクを駆動輪6に伝達させつつ、外力によってスリップ状態へ遷移することがないよう、モータ/ジェネレータ3のトルクに所定のトルク(Tα)が加算された伝達トルク容量にて、締結状態が保持されている。
By time t1, the vehicle is to be accelerated by the driver's accelerator operation or the like, but since motor /
In addition, as the
時刻t1以降、始動用モータ14によってエンジン1は始動され、エンジン回転数はモータ/ジェネレータ3の回転数と同期すべく、回転上昇していく。
時刻t2では、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)との差が所定の回転数(Nth1)以下、すなわち、第2クラッチ4を軽噛み状態へ遷移させるように判定される。
その結果、モータ/ジェネレータ3のトルクから式(13)に示すモータ/ジェネレータ3の粘性項にあたる所定のトルク(Tβ)が減算された伝達トルク容量に第2クラッチ4は制御され、締結状態から軽噛み状態へと遷移していく。
なお、所定のトルク(Tβ)が減算された第2クラッチ4の伝達トルク容量は、例えば、軽噛み状態へ遷移前のモータ/ジェネレータ3のトルクとしてもよい。
これによって、駆動力を保持しつつ、第2クラッチ4の入力側に外力(回転方向に対して正のトルク成分)が加われば、容易にスリップ状態へ遷移す軽噛み状態を生成できる。
時刻t3では、さらにエンジン1の回転数が上昇し、モータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)とエンジン1の回転数(Ne)との差が所定の回転数(Nth2)以下、すなわち、同期状態と判定されて、第1クラッチ2の締結移行判定がなされ、第1クラッチ2は開放状態から締結状態へ移行するように制御される。
時刻t4では、第1クラッチ2の締結指令に伴って、第1クラッチ2が締結を開始した時刻となる。
このとき、エンジン1の回転数(Ne)はモータ/ジェネレータ3の回転数(Nm)より大きく、第1クラッチ2の伝達トルク容量はモータ/ジェネレータ3の回転方向に対して、正トルクとして作用する。
ここで、第2クラッチ4は軽噛み状態であるため、第1クラッチ2の締結に伴って第2クラッチ4の入力側、具体的には、モータ/ジェネレータ3に第1クラッチ2の伝達トルクが伝達され始めることで、モータ/ジェネレータ3の回転数が上昇し、第2クラッチ4がスリップ状態(SLIP走行モード)へと遷移する。
これによって、第1クラッチ2の締結によるエンジン1のトルクが第2クラッチ4の出力側、すなわち駆動輪6に伝達されることを抑制でき、結果として、乗員に不快な加速ショックを与えることなく走行することができる。
After time t1, the engine 1 is started by the starting
At time t2, a difference between the number of revolutions (Nm) of motor /
As a result, the
The transmission torque capacity of the second clutch 4 from which the predetermined torque (Tβ) is subtracted may be, for example, the torque of the motor /
As a result, if an external force (a positive torque component with respect to the rotational direction) is applied to the input side of the
At time t3, the number of revolutions of engine 1 further increases, and the difference between the number of revolutions (Nm) of motor /
At time t4, in accordance with the engagement command of the
At this time, the number of revolutions (Ne) of engine 1 is larger than the number of revolutions (Nm) of motor /
Here, since the
As a result, transmission of the torque of the engine 1 due to the engagement of the
次に、効果を説明する。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置および制御方法にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1)モータ/ジェネレータ3と自動変速機5の出力軸間に設けられた断接可能な第2クラッチ4が締結状態で、かつモータ/ジェネレータ3が最大出力状態において、モータ走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替え時のエンジン1の始動に伴い、第2クラッチ4を締結状態からスリップ状態(SLIP走行モード)へ遷移させるときには、第2クラッチ4の伝達トルク容量を所定値だけ低下させるようにした、すなわち、第2クラッチ4の伝達トルク容量を軽噛み状態へ遷移前のモータ/ジェネレータ3のトルクとした。
よって、駆動力を保持しつつ、第2クラッチ4の入力側に外力(回転方向に対して正のトルク成分)が加われば、容易にスリップ状態(SLIP走行モード)へ遷移する軽噛み状態を生成できるので、第1クラッチ2の締結に伴って第2クラッチ4の入力側、具体的には、モータ/ジェネレータ3に第1クラッチ2の伝達トルクが伝達され始めることで、モータ/ジェネレータ3の回転数が上昇し、第2クラッチ4がスリップ状態(SLIP走行モード)へと遷移し、第1クラッチ2の締結によるエンジン1のトルクが第2クラッチ4の出力側、すなわち駆動輪6に伝達されることを抑制でき、結果として、乗員に不快な加速ショックを与えることなく走行することができる。
Next, the effects will be described.
The control device and control method of the hybrid vehicle according to the first embodiment have the following effects.
(1) Hybrid travel from the motor travel mode with the connectable
Therefore, if an external force (a positive torque component with respect to the rotational direction) is applied to the input side of the
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
Other Embodiments
As mentioned above, although the present invention has been described based on the embodiments, the specific configuration of each invention is not limited to the embodiments, and even if there is a design change or the like within the scope of the invention, Included in the invention.
1 エンジン
1a エンジンの出力軸
2 第1クラッチ
3 モータ/ジェネレータ(駆動用モータ)
3a モータ/ジェネレータの入力軸
4 第2クラッチ
5 自動変速機
5a 自動変速機の入力軸
5b 自動変速機の出力軸
6 駆動輪
7 エンジンコントローラ(エンジン制御装置)
8 第1クラッチコントローラ(第1クラッチ制御装置)
9 モータコントローラ(駆動用モータ制御装置)
10 自動変速機コントロー(自動変速機制御装置)
11 ディファレンシャルギヤ装置
12 ドライブシャフト
13 車両制御装置
1
3a Motor /
8 1st clutch controller (1st clutch control device)
9 Motor controller (drive motor controller)
10 Automatic transmission control (automatic transmission control device)
11
Claims (4)
該エンジンを制御するエンジン制御装置と、
前記エンジンの出力軸に連結する入力軸を有する駆動用モータと、
該駆動用モータを制御するモータ制御装置と、
前記駆動用モータの回転を伝達する入力軸を有する自動変速機と、
該自動変速機を制御する自動変速機制御装置と、
前記駆動用モータとエンジンの間に設けられた断接可能な第1クラッチと、
前記駆動用モータと自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第2クラッチと、
前記自動変速機の出力軸と連結する駆動輪とを備え、
前記第1クラッチを開放し、前記エンジンを停止し、前記第2クラッチを締結し、前記駆動用モータのモータトルクにより走行するモータ走行モードと、
前記第1クラッチを締結し、前記第2クラッチを締結し、前記駆動用モータとエンジンのトルクにより走行するハイブリッド走行モードと、を有し、
前記第2クラッチが締結状態で、かつ駆動用モータが最大出力状態において、前記モータ走行モードから前記ハイブリッド走行モードへの切り替え時の前記エンジンの始動に伴い、前記第2クラッチを締結状態からスリップ状態へ遷移させるときには、前記第2クラッチのトルク容量を所定値だけ低下させる、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An engine comprising a starting motor;
An engine control device for controlling the engine;
A drive motor having an input shaft connected to an output shaft of the engine;
A motor control device for controlling the drive motor;
An automatic transmission having an input shaft for transmitting the rotation of the drive motor;
An automatic transmission control device for controlling the automatic transmission;
A disconnectable first clutch provided between the drive motor and the engine;
A disconnectable second clutch provided between the drive motor and an output shaft of an automatic transmission;
A drive wheel connected to an output shaft of the automatic transmission;
A motor travel mode in which the first clutch is released, the engine is stopped, the second clutch is engaged, and travel is performed by the motor torque of the drive motor;
And a hybrid travel mode in which the first clutch is engaged, the second clutch is engaged, and the drive motor and the torque of the engine drive.
With the engine started at the time of switching from the motor travel mode to the hybrid travel mode with the second clutch in the engaged state and the drive motor in the maximum output state, the second clutch is slipped from the engaged state To shift the torque capacity of the second clutch by a predetermined value,
A control device of a hybrid vehicle characterized in that.
前記所定値だけ低下させた前記第2クラッチのトルク容量は、前記第2クラッチがスリップ状態へ遷移する前の駆動用モータのトルクとする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the control device for a hybrid vehicle according to claim 1,
A control device of a hybrid vehicle, wherein the torque capacity of the second clutch reduced by the predetermined value is a torque of a drive motor before the second clutch shifts to a slip state.
該エンジンを制御するエンジン制御装置と、
前記エンジンの出力軸に連結する入力軸を有する駆動用モータと、
該駆動用モータを制御するモータ制御装置と、
前記駆動用モータの回転を伝達する入力軸を有する自動変速機と、
該自動変速機を制御する自動変速機制御装置と、
前記駆動用モータとエンジンの間に設けられた断接可能な第1クラッチと、
前記駆動用モータと自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第2クラッチと、
前記自動変速機の出力軸と連結する駆動輪とを備え、
前記第1クラッチを開放し、前記エンジンを停止し、前記第2クラッチを締結し、前記駆動用モータのモータトルクにより走行するモータ走行モードと、
前記第1クラッチを締結し、前記第2クラッチを締結し、前記駆動用モータとエンジンのトルクにより走行するハイブリッド走行モードと、を有し、
前記第2クラッチが締結状態で、かつ駆動用モータが最大出力状態において、前記モータ走行モードから前記ハイブリッド走行モードへの切り替え時の前記エンジンの始動に伴い、前記第2クラッチを締結状態からスリップ状態へ遷移させるときには、前記第2クラッチのトルク容量を所定値だけ低下させる、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 An engine comprising a starting motor;
An engine control device for controlling the engine;
A drive motor having an input shaft connected to an output shaft of the engine;
A motor control device for controlling the drive motor;
An automatic transmission having an input shaft for transmitting the rotation of the drive motor;
An automatic transmission control device for controlling the automatic transmission;
A disconnectable first clutch provided between the drive motor and the engine;
A disconnectable second clutch provided between the drive motor and an output shaft of an automatic transmission;
A drive wheel connected to an output shaft of the automatic transmission;
A motor travel mode in which the first clutch is released, the engine is stopped, the second clutch is engaged, and travel is performed by the motor torque of the drive motor;
And a hybrid travel mode in which the first clutch is engaged, the second clutch is engaged, and the drive motor and the torque of the engine drive.
With the engine started at the time of switching from the motor travel mode to the hybrid travel mode with the second clutch in the engaged state and the drive motor in the maximum output state, the second clutch is slipped from the engaged state To shift the torque capacity of the second clutch by a predetermined value,
And controlling the hybrid vehicle.
前記所定値だけ低下させた前記第2クラッチのトルク容量は、前記第2クラッチがスリップ状態へ遷移する前の駆動用モータのトルクとする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 In the control method of a hybrid vehicle according to claim 3,
A control method of a hybrid vehicle, wherein the torque capacity of the second clutch lowered by the predetermined value is a torque of a drive motor before the second clutch makes a transition to a slip state.
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---|---|---|---|---|
JP2010070138A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for hybrid vehicle |
JP2016199170A (en) * | 2015-04-10 | 2016-12-01 | 日産自動車株式会社 | Control device for hybrid vehicle |
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2017
- 2017-11-24 JP JP2017225355A patent/JP2019093930A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010070138A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for hybrid vehicle |
JP2016199170A (en) * | 2015-04-10 | 2016-12-01 | 日産自動車株式会社 | Control device for hybrid vehicle |
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