JP2023023213A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両に関し、特に、動力源として内燃機関と回転電機を備えた車両に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a vehicle, and more particularly to a vehicle provided with an internal combustion engine and a rotating electrical machine as power sources.
動力源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達経路に、動力の伝達および遮断を切換可能な発進クラッチを備えた車両が知られている。たとえば、特開2011-94756号公報(特許文献1)には、良好な応答性とショックの低減を成立するため、発進クラッチの入力軸回転速度が目標入力軸回転速度になるよう、発進クラッチのトルク容量(伝達トルク容量)と入力トルクを制御することが開示されている。 2. Description of the Related Art A vehicle is known that includes a starting clutch capable of switching between transmission and cutoff of power in a power transmission path that transmits power from a power source to drive wheels. For example, in Japanese Patent Laying-Open No. 2011-94756 (Patent Document 1), in order to achieve good responsiveness and reduction of shock, the input shaft rotation speed of the starting clutch is adjusted to the target input shaft rotation speed. Controlling torque capacity (transmitted torque capacity) and input torque is disclosed.
特許文献1では、発進クラッチの入力軸回転速度が目標入力軸回転速度になるよう、発進クラッチのトルク容量と入力トルクを制御している。発進クラッチでスリップ状態(半係合状態)のとき、車両の駆動力は、発進クラッチのトルク容量に依存するので、トルク容量が変化することにより駆動力が変化し、ドライバビリティが悪化する懸念がある。したがって、発進クラッチがスリップ状態のとき、発進クラッチの入力軸回転速度を所定値に維持するには、動力源の出力トルクを制御することが望ましい。
In
特許文献1には、動力源として、内燃機関に加えてモータが設けられた動力源を用いてもよい旨が記載されている。動力源として内燃機関とモータを備えた、所謂、ハイブリッド車両では、内燃機関の出力トルク(エンジントルク)に加えてモータの入出力トルク(モータトルク)が発進クラッチに入力される。ハイブリッド車両においては、モータに電力を供給するバッテリの状態等によって、モータトルクが制限される場合がある。モータトルクが制限されると、主にエンジントルクによって、動力源の出力トルクを制御することになる。
動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の応答性は、異なる。たとえば、発進クラッチが油圧クラッチ(油圧式摩擦係合装置)の場合、油圧クラッチの作動油温度によって、伝達トルク容量の応答性が変化し、作動油温度が低下すると、その応答性が低下する。発進クラッチがスリップ状態のとき、発進クラッチの入力軸回転速度を所定値に維持するには、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量が一致するよう制御することが望ましい。動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の応答性の差異により、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量に乖離が生じた場合、比較的応答性の高いモータトルクを制御することにより、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量を一致させることができる。しかし、モータトルクが制限されると、モータトルクを用いて動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量を一致させることが困難になる。この結果、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の乖離が大きくなり、内燃機関の回転速度(発進クラッチの入力軸回転速度)が低下して、エンジンストールが生じたり、内燃機関の回転速度が上昇して、スリップ量が過大となり発進クラッチの耐久性が悪化したりする懸念がある。 The responsiveness of the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch are different. For example, when the starting clutch is a hydraulic clutch (hydraulic friction engagement device), the responsiveness of the transmission torque capacity changes depending on the hydraulic fluid temperature of the hydraulic clutch, and the responsiveness decreases as the hydraulic fluid temperature decreases. When the starting clutch is in a slipping state, it is desirable to control the output torque of the power source and the transfer torque capacity of the starting clutch to match in order to maintain the rotational speed of the input shaft of the starting clutch at a predetermined value. To control a motor torque with relatively high responsiveness when a discrepancy occurs between the output torque of a power source and the transmission torque capacity of a starting clutch due to the difference in responsiveness between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch. Thus, the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch can be matched. However, when the motor torque is limited, it becomes difficult to match the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch using the motor torque. As a result, the divergence between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch becomes large, and the rotation speed of the internal combustion engine (rotational speed of the input shaft of the starting clutch) decreases, causing engine stalls and the rotation of the internal combustion engine. There is a concern that the speed will increase and the slip amount will become excessive and the durability of the starting clutch will deteriorate.
本開示の目的は、動力源として内燃機関と回転電機を備えた車両において、回転電機の入出力トルクが制限された際、発進クラッチのスリップ制御中に、内燃機関の回転速度が大きく変化することを抑止することである。 An object of the present disclosure is to prevent the rotation speed of the internal combustion engine from significantly changing during slip control of the starting clutch when the input and output torque of the rotating electric machine is limited in a vehicle that includes an internal combustion engine and a rotating electric machine as power sources. is to deter
本開示の車両は、内燃機関と回転電機を含む動力源と、動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた発進クラッチと、動力源と発進クラッチを制御する制御装置と、を備えた車両である。制御装置は、発進クラッチを半係合状態に制御するスリップ制御中に、回転電機の入出力トルクが制限されている場合、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が、回転電機の入出力トルクが制限されていない場合に比較して、小さくなるよう制御する。 A vehicle of the present disclosure includes a power source including an internal combustion engine and a rotating electric machine, a starting clutch provided in a power transmission path between the power source and drive wheels, and a control device that controls the power source and the starting clutch. It is a vehicle equipped with When the input/output torque of the rotary electric machine is limited during slip control for controlling the starting clutch to be in a half-engaged state, the control device controls the rate of change of the output torque of the power source and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch. is controlled to be smaller than when the input/output torque of the rotary electric machine is not limited.
この構成によれば、回転電機の入出力トルクが制限され、比較的応答性の高い回転電機の入出力トルクを用いて、動力源の出力トルク制御できない場合には、発進クラッチを半係合状態に制御するスリップ制御中、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率は、回転電機の入出力トルクが制限されていない場合に比較して、小さくなるよう制御される。動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が小さくされるので、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の乖離を小さくすることができ、内燃機関の回転速度が大きく変化することを抑止することができる。 According to this configuration, the input/output torque of the rotary electric machine is limited, and when the output torque of the power source cannot be controlled using the input/output torque of the rotary electric machine with relatively high responsiveness, the starting clutch is placed in the half-engaged state. During the slip control, the rate of change in the output torque of the power source and the rate of change in the transmission torque capacity of the starting clutch are controlled to be smaller than when the input/output torque of the rotary electric machine is not limited. . Since the rate of change of the output torque of the power source and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch are reduced, the difference between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch can be reduced, and the rotational speed of the internal combustion engine can be reduced. can be prevented from changing significantly.
好ましくは、制御装置は、回転電機の入出力トルクが制限されており、かつ、発進クラッチの応答性が低い場合に、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が小さくなるよう制御してもよい。 Preferably, when the input/output torque of the rotary electric machine is limited and the responsiveness of the starting clutch is low, the control device reduces the rate of change of the output torque of the power source and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch. You may control so that it may become small.
たとえば、発進クラッチの係合を開始するまでに、発進クラッチのストロークが必要なほど、発進クラッチの作動油圧を低下させた場合など、発進クラッチの応答性が低い場合には、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の応答性の差異が大きくなり、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の乖離が大きくなる可能性が高い。この構成によれば、回転電機の入出力トルクが制限されており、かつ、発進クラッチの応答性が低い場合に、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が、小さくなるよう制御される。したがって、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の応答性の差異が大きく、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の乖離が大きくなる可能性があるとき、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が小さくされるので、動力源の出力トルクと発進クラッチの伝達トルク容量の乖離を小さくすることができ、内燃機関の回転速度が大きく変化することを抑止することができる。発進クラッチの応答性が低くない場合は、動力源の出力トルクの変化率および発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が小さくなるよう制御されないので、ドラビリの悪化を抑止できる。 For example, when the responsiveness of the starting clutch is low, such as when the operating oil pressure of the starting clutch is lowered to the extent that the stroke of the starting clutch is required before the starting clutch starts to engage, the output torque of the power source There is a high possibility that the difference between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch will increase. According to this configuration, when the input/output torque of the rotary electric machine is limited and the responsiveness of the starting clutch is low, the rate of change of the output torque of the power source and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch are controlled to be small. Therefore, when there is a large difference in responsiveness between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch, and there is a possibility that the divergence between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch becomes large, the output torque of the power source and the change rate of the transmission torque capacity of the starting clutch are reduced, the difference between the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch can be reduced, and the rotation speed of the internal combustion engine can be greatly changed. can be deterred. If the responsiveness of the starting clutch is not low, control is not performed so that the rate of change in the output torque of the power source and the rate of change in the transmission torque capacity of the starting clutch are not reduced, so deterioration of drivability can be suppressed.
本開示によれば、動力源として内燃機関と回転電機を備えた車両において、回転電機の入出力トルクが制限された際、発進クラッチのスリップ制御中に、内燃機関の回転速度が大きく変化することを抑止することができる。 According to the present disclosure, in a vehicle that includes an internal combustion engine and a rotating electrical machine as power sources, when the input and output torque of the rotating electrical machine is limited, the rotational speed of the internal combustion engine changes significantly during slip control of the starting clutch. can be deterred.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態に係る車両1の全体構成を示す図である。車両1は、動力源として、内燃機関10、およびモータジェネレータ(以下、「MG」と称する。)30を備えたハイブリッッド車両である。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a
内燃機関10は、たとえば、火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関10は、圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)であってもよい。MG30は、回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を埋め込んだIPM(Interior Permanent Magnet)同期電動機である。MG30のロータ軸は、K0クラッチ20を介して内燃機関10のクランク軸(出力軸)に接続される。また、MG30のロータ軸は、発進クラッチ40を介して自動変速機50の入力軸に接続される。MG30は、電動機(モータ)として動作するとともに、発電機(ジェネレータ)として動作する。
K0クラッチ20は、油圧式摩擦係合装置(油圧クラッチ)であり、内燃機関10のクランク軸とMG30のロータ軸の間の動力を、遮断あるいは伝達する。K0クラッチ20が係合されることにより、内燃機関10のクランク軸とMG30のロータ軸の間で動力伝達が可能になる。K0クラッチ20が開放されることにより、内燃機関10のクランク軸とMG30のロータ軸の間の動力伝達が遮断される。
The
K0クラッチ20が係合されているとき、MG30が電動機として動作すると、内燃機関10の出力トルクに加えてMG30の出力トルクが、発進クラッチ40の入力軸に入力され、内燃機関10の出力トルクにMG30の出力トルクが加算され、駆動輪70を駆動することが可能になる。K0クラッチ20が係合されているとき、内燃機関10のクランク軸を介してMG30を駆動することにより、MG30は発電機として動作する。また、MG30は、駆動輪70から入力される被駆動力(制動力)によって、回生発電を行うこともできる。なお、内燃機関10が停止しているとき、K0クラッチ20を介して、MG30の出力トルクで内燃機関10をクランキングして、内燃機関10を始動することができる。K0クラッチ20を開放した状態で、MG30の出力トルクのみで車両1を走行させることも可能である。
When the
発進クラッチ40は、油圧式摩擦係合装置(油圧クラッチ)であり、MG30のロータ軸と自動変速機50の入力軸の間の動力を、遮断あるいは伝達する。発進クラッチ40が係合されることにより、MG30のロータ軸と自動変速機50の入力軸との間で動力伝達が可能になる。発進クラッチ40が開放されることにより、MG30のロータ軸と自動変速機50の入力軸との間の動力伝達が遮断される。発進クラッチ40の作動油圧を制御することにより、発進クラッチ40を半係合状態として、発進クラッチ40をスリップ状態にすることができる。また、発進クラッチ40の作動油圧を制御することにより、発進クラッチ40の伝達トルク容量が制御できる。
The starting
自動変速機50は、遊星歯車式の多段自動変速機であり、複数の摩擦係合要素の係合および解放の組み合わせを制御することにより、各変速段を達成する。自動変速機50の出力軸は、プロペラシャフトを介してディファレンシャルギヤ60に接続されている。ディファレンシャルギヤ60は、ドライブシャフトを介して駆動輪70に接続されている。
The
PCU(Power Control Unit)80は、蓄電装置90から受ける直流電力を、MG30を駆動するための交流電力に変換する。また、PCU80は、MG30により発電(回生)された交流電力を、蓄電装置90を充電するための直流電力に変換する。PCU80は、たとえば、インバータと、インバータに供給される直流電圧を蓄電装置90の電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
PCU (Power Control Unit) 80 converts DC power received from
蓄電装置90は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置90は、MG30が発電した電力を受けて充電される。そして、蓄電装置90は、その蓄えられた電力をPCU80へ供給し、MG30が駆動される。
蓄電装置90には、監視ユニット91が設けられる。監視ユニット91には、蓄電装置90の電圧、入出力電流および温度をそれぞれ検出する電圧センサ、電流センサおよび温度センサ(いずれも図示せず)が含まれる。監視ユニット91は、各センサの検出値(蓄電装置90の電圧、入出力電流および温度)をBAT-ECU(Electronic Control Unit)110に出力する。
A
車両1は、HV-ECU100と、BAT-ECU110と、E/G-ECU120とを備える。各ECUは、図示しない、CPU(Central Processing Unit)、メモリおよび入出力バッファを含み、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。
HV-ECU100は、内燃機関10を制御するための指令をE/G-ECU120に出力するとともに、MG30を制御するための指令をPCU80に出力する。また、HV-ECU100は、K0クラッチ20、発進クラッチ40、および自動変速機50を制御する。
HV-
BAT-ECU110は、監視ユニット91から出力された各センサの検出値に基づいて、蓄電装置90のSOC(State Of Charge)を算出し、HV-ECU100に出力する。
BAT-
E/G-ECU120は、HV-ECU100の指令に基づき、内燃機関10の出力を制御する。なお、HV-ECU100の指令に基づき、E/G-ECU120で、K0クラッチ20、発進クラッチ40、および自動変速機50を制御してもよく、K0クラッチ20、発進クラッチ40、および自動変速機50を制御する新たなECU(駆動ECU)を設けてもよい。これら各ECUが、本開示の「制御装置」に相当する。
E/G-
アクセル開度センサ101は、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度APを検出する。なお、アクセル開度センサ101に代えて、内燃機関10のスロットル開度を検出するスロットル開度センサであってもよい。エンジン回転速度センサ102は、内燃機関の回転速度NEを検出する。油温センサ103は、発進クラッチ40の作動油の温度である、作動油温Toを検出する。
An
車両1において、たとえば、K0クラッチ20を係合し、内燃機関10の出力トルク(エンジントルク)とMG30の入出力トルク(モータトルク)を用いて発進を行う場合、発進クラッチ40のスリップ制御を行う。図2は、発進時におけるタイムチャートである。K0クラッチ20を係合し、内燃機関10がアイドル状態で車両1が停止しているとき、発進クラッチ40は開放されている。この状態で、時刻t1において、アクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度APの大きさに応じた要求駆動力Fdtが設定される。要求駆動力Fdtが設定されると、要求駆動力Fdtを、自動変速機50の変速比およびディファレンシャルギヤ60の減速比で除算した(割り算した)値に、駆動輪70の半径を乗算することにより、目標トルクTtを算出する。目標トルクTtから、蓄電装置90のSOCに基づく目標モータトルクTmt(蓄電装置90から放電するときに正の値)を減じることにより、目標エンジントルクTetを算出する。動力源としての内燃機関10およびMG30の目標出力トルクTdt(=Tet+Tmt)は、目標トルクTtとなる。また、発進クラッチ40のスリップ制御中は、発進クラッチ40の目標伝達トルク容量Tctを、目標トルクTtに設定する。
In the
K0クラッチ20が係合され、内燃機関10がアイドル状態で車両1が停止しており、発進クラッチ40が開放されている状態で、時刻t1においてアクセルベダルが踏み込まれると、図2の中段に示すように、目標トルクTtが立ち上がる。そして、動力源の出力トルクTdが目標トルクTt(=目標出力トルクTdt)になるよう、エンジントルクTeを目標エンジントルクTetに制御し、モータトルクTmを目標モータトルクTmtに制御する。また、発進クラッチ40の伝達トルク容量Tcが、目標トルクTtに一致するように制御される。これにより、発進クラッチ40が半係合でスリップ状態となり、図2の下段に示すように、自動変速機50の入力軸回転速度Ni(発進クラッチ40の出力軸回転速度)が上昇する。
When the
動力源の出力トルクTd(エンジントルクTeとモータトルクTmの加算値)の応答性と発進クラッチ40の伝達トルク容量Tcの応答性は異なる。図2に示す例では、伝達トルク容量Tcの応答性が、出力トルクTdの応答性より低い。このため、破線で示す出力トルクTd(=Te+Tm)より遅れて、伝達トルク容量Tcが立ち上がる。図2において、伝達トルク容量Tcは、寒冷地における伝達トルク容量Tcの変化を示している。二点鎖線で示す伝達トルク容量Tcは、発進クラッチ40の作動油温が低温の場合を示しており、一点鎖線は、暖機完了後、作動油温が上昇した場合の伝達トルク容量Tcを示している。
The responsiveness of the output torque Td (the sum of the engine torque Te and the motor torque Tm) of the power source and the responsiveness of the transmission torque capacity Tc of the starting
動力源の出力トルクTdおよび発進クラッチ40の伝達トルク容量Tcが、目標トルクTtに一致するように制御される。しかし、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの応答性が異なるため、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcには、図2で示す斜線部の差が生じる。本実施の形態では、図2に斜線部で示した差を解消するため、モータトルクTmを制御(増減)して、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcが一致するように制御する。図2に示す例では、斜線部のトルク分だけ、目標モータトルクTmtを負方向に補正することにより、出力トルクTdを伝達トルク容量Tcに一致させる。たとえば、エンジン回転速度NEの変化量ΔNEがゼロになるよう、モータトルクTmをフィードバック制御することにより、出力トルクTdが伝達トルク容量Tcに一致するように制御する。(図2の場合、斜線部に相当する負トルクが発生するようMG30を制御する。)これにより、図2の下段に実線で示すように、エンジン回転速度NEは、所定の値に維持される(エンジン回転速度NEの変化量ΔNEがほぼゼロに維持される)。自動変速機50の入力軸回転速度Ni(発進クラッチ40の出力軸回転速度)が上昇し(車両1の車速が上昇し)、発進クラッチ40のスリップ量(エンジン回転速度NEと入力軸回転速度Niの差)が減少して、時刻t2において、エンジン回転速度NEと入力軸回転速度Niが一致すると、発進クラッチ40のスリップ制御が終了し、発進クラッチ40は完全係合する。
The output torque Td of the power source and the transmission torque capacity Tc of the starting
たとえば、蓄電装置90の温度が高い場合、蓄電装置90を劣化から保護するため、蓄電装置90の充放電電力(充放電電流)が制限される場合がある。蓄電装置90の充放電電力が制限されている場合、モータトルクTmも制限されるため、モータトルクTmのフィードバック制御を用いて、出力トルクTdが伝達トルク容量Tcに一致するように制御することが難しくなり、エンジン回転速度NEが変化する。特に、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの乖離が大きい場合、エンジン回転速度NEの変化量ΔNEが大きくなる。たとえば、図2の中段に一点鎖線で示すように、作動油温が上昇し、伝達トルク容量Tcの応答性が比較的高い場合は、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの乖離は、左斜線部のように比較的小さいため、下段の一点鎖線で示すように、エンジン回転速度NEの上昇量(変化量ΔNE)は小さい。しかし、作動油温が低いときには、図2の中段に二点鎖線で示すように、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの乖離は、左斜線部に右斜線部が加わり大きくなり、下段の二点鎖線で示すように、エンジン回転速度NEの上昇量(変化量ΔNE)が大きくなる。
For example, when the temperature of
エンジン回転速度NEの上昇量が大きいと、発進クラッチ40のスリップ量が過大になり、発進クラッチ40の耐久性が悪化する懸念がある。なお、伝達トルク容量Tcの応答性が、出力トルクTdの応答性より高い(速い)場合には、エンジン回転速度NEの下降量が大きくなり、エンジンストールが生じる可能性がある。
If the amount of increase in the engine rotation speed NE is large, the slip amount of the starting
本実施の形態では、モータトルクTmが制限されており、MG30の入出力トルクが制限される場合、出力トルクTdおよび伝達トルク容量Tcの変化率を、小さくすることにより、エンジン回転速度NEが大きく変化することを抑止する。
In the present embodiment, the motor torque Tm is limited, and when the input/output torque of the
図3は、本実施の形態において、HV-ECU100で実行される処理の概略を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両1の走行中(車両1のシステムON(イグニッションON)からシステムOFF(イグニッションOFF)まで)、所定期間毎に繰り返し処理される。ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10において、発進クラッチ40のスリップ制御中であるか否かを判定する。たとえば、K0クラッチ20が係合状態で、かつ、車速が所定値以下のとき、スリップ制御中であると判定する。発進クラッチ40のスリップ制御中でなく、S10で否定判定されると、今回のルーチンを終了する。S10で肯定判定されると、S11に進む。
FIG. 3 is a flow chart showing an outline of the processing executed by HV-
S11では、蓄電装置90の充電電力Winあるいは放電電力Woutが制約されているか否かを判定する。たとえば、監視ユニット91で検出した蓄電装置90の温度が第1所定温度より高く、蓄電装置90の保護の観点から、充電電力Winおよび放電電力Woutが制限されている場合、蓄電装置90の温度が第2所定温度より低く蓄電装置90からの放電電力Woutに制約がある場合、等に、充電電力Winあるいは放電電力Woutが制約されていると判定する。S11で肯定判定されると、S12へ進む。S11で否定判定されると、今回のルーチンを終了する。
In S11, it is determined whether charging power Win or discharging power Wout of
充電電力Winが制約されていると、MG30の発電電力が制限されるので、MG30の負トルク(入力トルク)が制限される。放電電力Woutが制約されていると、MG30への供給電力が制限されるので、MG30の正トルク(出力トルク)が制限される。したがって、MG30の入出力トルク(モータトルクTm)が制限されている場合、S11で肯定判定される。
When charging power Win is restricted, the generated power of
S12では、油温センサ103で検出した、発進クラッチ40の作動油の温度である作動油温Toが所定値α以下か否かを判定する。所定値αは、予め実験等により設定される。所定値αは、作動油の粘度が高く発進クラッチ40の応答性が低下して、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの応答性の差が大きなるため、モータトルクTmが制限されると、モータトルクTmのフィードバック制御を用いても、エンジン回転速度NEの変化量ΔNEが許容できない大きさになる作動油の温度である。作動油温Toが所定値αを超えている場合、S12で否定判定され、今回のルーチンを終了する。作動油温Toが所定値α以下の場合、S12で肯定判定され、S13へ進む。
In S12, it is determined whether or not the working oil temperature To, which is the temperature of the working oil of the starting
S13では、作動油温Toに基づいて、車両1の駆動力Fdの変化率の上限値である駆動力上限変化率ΔFdLを算出する。作動油温Toをパラメータとした、駆動力上限変化率ΔFdLの算出マップが、メモリに記憶されており、マップ検索を行うことにより、作動油温Toに基づいて駆動力上限変化率ΔFdLを算出する。駆動力上限変化率ΔFdLは、モータトルクTmのフィードバック制御が行われなくとも、エンジン回転速度NEの変化量ΔNEが所定値以下になる値であり、予め実験等により求められ、作動油温Toが低いほど小さい値に設定される。
In S13, a driving force upper limit rate of change ΔFdL, which is the upper limit of the rate of change of the driving force Fd of the
続くS14では、アクセル開度センサ101で検出したアクセル開度APに基づいて、エンジン回転速度NEの許容変化量ΔNEaを算出する。運転者の加速意図がある場合、発進クラッチ40の耐久性が悪化しない範囲のスリップ量であれば、変化量ΔNEが大きくなり、エンジン回転速度NEが上昇しても、運転者が違和感を感じることなく、ドライバビリティが向上する。したがって、アクセル開度APが大きいときには、エンジン回転速度NEの上昇を許容し、ドライバビリティを向上するため、アクセル開度APに基づいて許容変化量ΔNEaを算出する。許容変化量ΔNEaは、予め実験等によって求められ、アクセル開度APが大きいほど大きな値に設定される。
In the following S14, based on the accelerator opening AP detected by the
続くS15では、S13で算出した駆動力上限変化率ΔFdLを、S14で算出した許容変化量ΔNEaを用いて補正し、目標駆動力上限変化率ΔFdTを算出する。たとえば、駆動力上限変化率ΔFdLによる変化量ΔNEが、許容変化量ΔNEaより小さい場合、駆動力上限変化率ΔFdLを増大補正し、目標駆動力上限変化率ΔFdTを得る。駆動力上限変化率ΔFdLによる変化量ΔNEが、許容変化量ΔNEaより大きい場合、駆動力上限変化率ΔFdLを目標駆動力上限変化率ΔFdTとする。 In subsequent S15, the driving force upper limit change rate ΔFdL calculated in S13 is corrected using the allowable change amount ΔNEa calculated in S14 to calculate the target driving force upper limit change rate ΔFdT. For example, when the change amount ΔNE due to the driving force upper limit change rate ΔFdL is smaller than the allowable change amount ΔNEa, the driving force upper limit change rate ΔFdL is increased and corrected to obtain the target driving force upper limit change rate ΔFdT. When the change amount ΔNE due to the driving force upper limit change rate ΔFdL is larger than the allowable change amount ΔNEa, the driving force upper limit change rate ΔFdL is set as the target driving force upper limit change rate ΔFdT.
S16において、目標駆動力上限変化率ΔFdTに基づいて、目標トルクTtの上限値Ttuを設定する。上限値Ttuは、車両1の駆動力Fdの変化率が目標上限変化率ΔFdtを超えないよう、目標トルクTtの上限をガードする値である。目標トルクTtは、アクセル開度APに応じた要求駆動力Fdtに基づいて算出されるが、目標トルクTtの上限を上限値Ttuでガードすることにより、車両1の駆動力Fdの変化率が目標上限変化率ΔFdtを超えないようにして、エンジン回転速度NEが大きく変化することを抑止する。たとえば、前回のルーチンで算出した目標トルクTt(前回値)に、目標上限変化率ΔFdに対応する目標トルクTtの変化率(目標トルク変化率ΔTt)を加算した値を、上限値Ttuに設定することができる。(上限値Ttu=目標トルクTt(前回値)+目標トルク変化率ΔTt)
S17では、目標トルクTtを、S16で設定した上限値Ttuでガードする。アクセル開度APに応じた要求駆動力Fdtに基づいて算出した目標トルクTtが、上限値Ttuを越える場合、目標トルクTtを上限値Ttuに書き換える。(Tt=Ttu)目標トルクTtが上限値Ttu以下のときには、目標トルクTtの書き換えは行わない。また、今回算出した目標トルクTtを、目標トルクTt(前回値)としてメモリに記憶したあと、今回のルーチンを終了する。
At S16, an upper limit value Ttu of the target torque Tt is set based on the target driving force upper limit change rate ΔFdT. The upper limit value Ttu is a value that guards the upper limit of the target torque Tt so that the change rate of the driving force Fd of the
At S17, the target torque Tt is guarded by the upper limit value Ttu set at S16. When the target torque Tt calculated based on the required driving force Fdt corresponding to the accelerator opening AP exceeds the upper limit value Ttu, the target torque Tt is rewritten to the upper limit value Ttu. (Tt=Ttu) When the target torque Tt is equal to or lower than the upper limit value Ttu, the target torque Tt is not rewritten. Also, after the target torque Tt calculated this time is stored in the memory as the target torque Tt (previous value), the current routine ends.
図4は、本実施の形態における、発進時のタイムチャートである。K0クラッチ20を係合し、内燃機関10がアイドル状態で車両1が停止しており、発進クラッチ40が開放されている状態で、時刻t1において、アクセルペダルを踏み込むと、目標トルクTtが増大する。目標トルクTtの増大に伴い、動力源の出力トルクTdが目標トルクTtになるよう、エンジントルクTeを目標エンジントルクTetに制御し、モータトルクTmを目標モータトルクTmtに制御する。また、発進クラッチ40の伝達トルク容量Tcが、目標トルクTtに一致するように制御される。これにより、発進クラッチ40が半係合でスリップ状態となり、図4の下段に示すように、自動変速機50の入力軸回転速度Ni(発進クラッチ40の出力軸回転速度)が上昇する。
FIG. 4 is a time chart at the time of starting in this embodiment. When the
MG30の入出力トルク(モータトルクTm)が制限されており(S11で肯定判定)、発進クラッチ40の応答性が低いとき(S12で肯定判定)、目標トルクTtの上限値Ttuが設定され(S13~S16)、目標トルクTtが上限値Ttuでガードされ、目標トルクTtの変化率が制限される。このため、図4の中段に示すように、目標トルクTtの増加勾配が小さくなる。したがって、出力トルクTdおよび伝達トルク容量Tcの変化率が小さくなり、出力トルクTdおよび伝達トルク容量Tcの増加勾配が小さくなる。これにより、発進クラッチ40の応答性が低い場合であっても、出力トルクTdと伝達トルク容量Tcの乖離が小さくなるとともに、出力トルクTdの増加勾配が小さくなるので、図4の下段に示すように、エンジン回転速度NEの上昇量(変化量ΔNE)を小さくすることができる。また、アクセル開度APが大きいほど大きな値に設定される許容変化量ΔNEaにより、運転者の加速意図に応じて駆動力上限変化率ΔFdLを補正し、上限値Ttuを設定しているので、発進クラッチ40の耐久性が悪化しない範囲のスリップ量を許容し、エンジン回転速度NEの上昇を許容するので、加速性能が向上し、ドライバビリティを向上できる。
When the input/output torque (motor torque Tm) of the
本実施の形態では、S12において、発進クラッチ40の応答性が低いことを、作動油温Toに基づいて判定していた。しかし、この判定に代えて、あるいは、加えて、発進クラッチ40の係合を開始するまでに、発進クラッチ40のストロークが必要なほど、発進クラッチ40の作動油圧を低下させたことを、作動油圧から判定するようにしてもよい。また、S12を廃止し、S11で肯定判定された場合、S13に進むようにしてもよい。
In the present embodiment, in S12, it is determined based on the operating oil temperature To that the response of the starting
本実施の形態では、S14において、アクセル開度APに基づいて、エンジン回転速度NEの許容変化量ΔNEaを算出していた。しかし、アクセル開度APの変化量(変化率)に基づいて、許容変化量ΔNEaを算出してもよい。この場合、アクセル開度APの変化量が大きいほど、許容変化量ΔNEaが大きな値に設定される。また、S14およびS15を廃止し、目標駆動力上限変化率ΔFdTを算出することなく、上限値Ttuを求めるようにしてもよい。この場合、上限値Ttuは、駆動力上限変化率ΔFdLに基づいて算出すればよい。 In the present embodiment, in S14, the allowable amount of change ΔNEa of the engine rotation speed NE is calculated based on the accelerator opening AP. However, the allowable amount of change ΔNEa may be calculated based on the amount of change (rate of change) of the accelerator opening AP. In this case, the allowable change amount ΔNEa is set to a larger value as the change amount of the accelerator opening AP increases. Further, S14 and S15 may be eliminated, and the upper limit value Ttu may be obtained without calculating the target driving force upper limit change rate ΔFdT. In this case, the upper limit value Ttu may be calculated based on the driving force upper limit change rate ΔFdL.
(変形例)
上記実施の形態では、S13~S17において、作動油温Toをパラメータとして算出した、駆動力上限変化率ΔFdLに基づいて、目標トルクTtの上限値Ttuを設定することにより、出力トルクTdの変化率、および、伝達トルク容量Tcの変化率が小さくなるよう制御していた。しかし、駆動力上限変化率ΔFdLおよび上限値Ttuを算出することなく、目標トルクTtの変化率を制限して、出力トルクTdの変化率、および、伝達トルク容量Tcの変化率が小さくなるよう制御してもよい。
(Modification)
In the above embodiment, in S13 to S17, the upper limit value Ttu of the target torque Tt is set based on the driving force upper limit rate of change ΔFdL, which is calculated using the hydraulic oil temperature To as a parameter. , and the rate of change of the transmission torque capacity Tc is controlled to be small. However, without calculating the driving force upper limit rate of change ΔFdL and the upper limit value Ttu, the rate of change of the target torque Tt is limited, and the rate of change of the output torque Td and the rate of change of the transmission torque capacity Tc are controlled to be small. You may
図5は、変形例において、HV-ECU100で実行される処理の概略を示すフローチャートである。このフローチャートは、図3のフローチャートのS13~S17を、S30に置き換えたものであり、S12で肯定判定されると、S30の処理を実行する。
FIG. 5 is a flow chart showing an overview of the process executed by HV-
S30では、作動油温Toとアクセル開度APを用いて、マップ検索を行うことにより、目標トルクTtの変化率の上限値を算出する。図6は、目標トルク上限変化率ΔTtuの算出マップの例を示す図である。このマップは、モータトルクTmが制限されている状態で、発進クラッチ40のスリップ制御中に、「エンジン回転速度NEの変化量ΔNEが許容範囲内に収まり、かつ、ドライバビリティ(加速感)を満足できる」目標トルクTtの変化率を、作動油温Toとアクセル開度APをパラメータとして、実験等により求め、求めた目標トルクTtの変化率を、目標トルク上限変化率ΔTtuとして設定したものである。伝達トルク容量Tcの応答性は、作動油温Toが低いほど低く、アクセル開度APが大きいほど加速感を高めた方がドライバビリティを向上できるので、作動油温Toが低くアクセル開度APが小さいほど、目標トルク上限変化率ΔTtuは小さく設定される傾向になる。
In S30, the upper limit value of the change rate of the target torque Tt is calculated by searching a map using the hydraulic oil temperature To and the accelerator opening AP. FIG. 6 is a diagram showing an example of a map for calculating the target torque upper limit change rate ΔTtu. This map shows that when the motor torque Tm is limited and the slip control of the starting
続く、S31では、目標トルクTtの変化量(傾き)である目標トルク変化率ΔTtを、目標トルク上限変化率ΔTtuで制限する。前回の目標トルクTtと今回の目標トルクTtの偏差から目標トルク変化率ΔTtを算出し、目標トルク変化率ΔTuが目標トルク上限変化率ΔTtuを超えている場合、目標トルク変化率ΔTuが目標トルク上限変化率ΔTtu内に収まるように、今回の目標トルクTtを減少補正する。 Subsequently, in S31, the target torque change rate ΔTt, which is the change amount (inclination) of the target torque Tt, is limited by the target torque upper limit change rate ΔTtu. The target torque change rate ΔTt is calculated from the difference between the previous target torque Tt and the current target torque Tt. When the target torque change rate ΔTu exceeds the target torque upper limit change rate ΔTtu, the target torque change rate ΔTu exceeds the target torque upper limit. The current target torque Tt is decreased and corrected so as to be within the rate of change ΔTtu.
この変形例においても、MG30の入出力トルク(モータトルクTm)が制限されており、発進クラッチ40の応答性が低いとき、目標トルクTtの変化率(目標トルク変化率ΔTt)が制限され、出力トルクTdおよび伝達トルク容量Tcの変化率が小さくなるので、エンジン回転速度NEの上昇量を小さくすることができる。
Also in this modification, the input/output torque (motor torque Tm) of the
上記実施の形態では、伝達トルク容量Tcの応答性が出力トルクTdの応答性より遅い(低い)例を説明した。しかし、本開示は、伝達トルク容量Tcの応答性が出力トルクTdの応答性より速い(高い)場合であっても、適用できる。たとえば、発進クラッチ40の作動油温Toが低い時には、伝達トルク容量Tcの応答性が出力トルクTdの応答性より低いが、作動油温Toが所定温度βまで昇温すると、伝達トルク容量Tcと出力トルクTdの応答性がほぼ等しくなり、作動油温度Toが更に上昇して粘度が低くなると、伝達容量Tcの応答性が出力トルクTdの応答性より高くなるような車両にも適用できる。図7は、変形例において、このような車両における、目標トルク上限変化率ΔTtuの算出マップの例を示す図である。伝達トルク容量Tcと出力トルクTdの応答性がほぼ等しくなる所定温度βにおいて、目標上限変化率ΔTtuは最も大きく設定される。作動油温Toが、所定温度βから低下するにつれて、また、所定温度βから上昇するにつれて、目標上限変化率ΔTtuが小さな値になる。作動油温Toが所定温度βより高い領域おいては、発進クラッチ40のスリップ制御中に、MG30の入出力トルクが制限されている場合、出力トルクTdの変化率および伝達トルク容量Tcの変化率が、MG30の入出力トルクが制限されていない場合に比較して、小さくなるよう制御されることにより、エンジンストールが生じることを抑制できる。
In the above embodiment, an example has been described in which the responsiveness of the transmission torque capacity Tc is slower (lower) than the responsiveness of the output torque Td. However, the present disclosure is applicable even when the responsiveness of the transmission torque capacity Tc is faster (higher) than the responsiveness of the output torque Td. For example, when the operating oil temperature To of the starting
本開示における実施態様を例示すると、次のような態様を例示できる。
1)内燃機関(10)と回転電機(30)を含む動力源(10、30)と、内燃機関(10)と回転電機(30)との動力伝達を遮断する遮断クラッチ(20)と、動力源(10、30)と駆動輪(70)との間の動力伝達経路に設けられた発進クラッチ(40)と、動力源(10、30)と遮断クラッチ(20)と発進クラッチ(40)を制御する制御装置(100)と、を備えた車両であって、制御装置(100)は、遮断クラッチ(20)が接続され、かつ、発進クラッチ(40)を半係合状態に制御するスリップ制御中に、回転電機(30)の入出力トルクが制限されている場合、動力源(20、30)の出力トルクの変化率および発進クラッチ(40)の伝達トルク容量の変化率が、回転電機(30)の入出力トルクが制限されていない場合に比較して、小さくなるよう制御する、車両。
Exemplifying embodiments in the present disclosure, the following aspects can be exemplified.
1) A power source (10, 30) including an internal combustion engine (10) and a rotating electrical machine (30), a disconnecting clutch (20) for cutting off power transmission between the internal combustion engine (10) and the rotating electrical machine (30), and power A starting clutch (40) provided in a power transmission path between a power source (10, 30) and a drive wheel (70), a power source (10, 30), a disconnecting clutch (20) and a starting clutch (40) a control device (100) for controlling slip control, wherein the control device (100) connects the disconnecting clutch (20) and controls the starting clutch (40) to a semi-engaged state; When the input and output torque of the rotary electric machine (30) is limited, the rate of change of the output torque of the power source (20, 30) and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch (40) 30) is controlled to be smaller than when the input/output torque of 30) is not limited.
2)1において、回転電機(30)と電力を授受する蓄電装置(90)を更に備え、制御装置(100)は、蓄電装置(90)の入力電力および出力電力が制限されているとき、回転電機(30)の入出力トルクが制限されている場合であると判定する。 2) In 1, a power storage device (90) that exchanges electric power with the rotating electric machine (30) is further provided, and the control device (100) controls rotation when the input power and output power of the power storage device (90) are limited. It is determined that the input/output torque of the electric machine (30) is limited.
3)1または2において、制御装置(100)は、アクセル開度に基づいて目標トルクを算出し、動力源(20、30)の出力トルクおよび発進クラッチ(40)の伝達トルク容量が目標トルクになるよう制御するとともに、蓄電装置(90)の入力電力および出力電力が制限されており、かつ、動力源(20、30)の出力トルクと発進クラッチ(30)の伝達トルク容量の大きさのズレが所定値以上の場合、動力源(20、30)の出力トルクの変化率および発進クラッチ(30)の伝達トルク容量の変化率が小さくなるよう制御する。 3) In 1 or 2, the control device (100) calculates the target torque based on the accelerator opening, and the output torque of the power source (20, 30) and the transmission torque capacity of the starting clutch (40) reach the target torque. In addition, the input electric power and output electric power of the power storage device (90) are limited, and the difference between the output torque of the power source (20, 30) and the transmission torque capacity of the starting clutch (30) is equal to or greater than a predetermined value, control is performed so that the rate of change in the output torque of the power sources (20, 30) and the rate of change in the transmission torque capacity of the starting clutch (30) are reduced.
4)3において、発進クラッチ(40)は油圧クラッチであり、制御装置(100)は、発進クラッチ(40)の作動油温が所定値以下のとき、動力源(20、30)の出力トルクと発進クラッチ(30)の伝達トルク容量の大きさのズレが所定値以上であると判定する。 4) In 3, the starting clutch (40) is a hydraulic clutch, and the control device (100) controls the output torque of the power source (20, 30) when the operating oil temperature of the starting clutch (40) is below a predetermined value. It is determined that the deviation of the transmission torque capacity of the starting clutch (30) is equal to or greater than a predetermined value.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1 車両、10 内燃機関、20 K0クラッチ、30 モータジェネレータ(MG)、40 発進クラッチ、50 自動変速機、60 ディファレンシャルギヤ、70 駆動輪、80 PCU、90 蓄電装置、91 監視ユニット、100 HV-ECU、101 アクセル開度センサ、102 エンジン回転速度センサ、103 油温センサ、110 BAT-ECU、120 E/G-ECU。 1 vehicle, 10 internal combustion engine, 20 K0 clutch, 30 motor generator (MG), 40 starting clutch, 50 automatic transmission, 60 differential gear, 70 driving wheel, 80 PCU, 90 power storage device, 91 monitoring unit, 100 HV-ECU , 101 accelerator opening sensor, 102 engine speed sensor, 103 oil temperature sensor, 110 BAT-ECU, 120 E/G-ECU.
Claims (6)
前記動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた発進クラッチと、
前記動力源と前記発進クラッチを制御する制御装置と、を備えた車両であって、
前記制御装置は、前記発進クラッチを半係合状態に制御するスリップ制御中に、前記回転電機の入出力トルクが制限されている場合、前記動力源の出力トルクの変化率および前記発進クラッチの伝達トルク容量の変化率が、前記回転電機の入出力トルクが制限されていない場合に比較して、小さくなるよう制御する、車両。 a power source including an internal combustion engine and a rotating electrical machine;
a starting clutch provided in a power transmission path between the power source and the drive wheels;
A vehicle comprising the power source and a control device that controls the starting clutch,
During slip control for controlling the starting clutch to be in a half-engaged state, the control device controls the rate of change of the output torque of the power source and the transmission of the starting clutch when the input/output torque of the rotating electrical machine is limited. A vehicle that controls a rate of change in torque capacity to be smaller than when the input/output torque of the rotating electric machine is not limited.
前記制御装置は、アクセル操作量に基づいて目標トルクを算出し、前記動力源の出力トルクおよび前記発進クラッチの伝達トルク容量が前記目標トルクになるよう制御するとともに、前記発進クラッチの作動油の温度である作動油温と前記アクセル操作量とに基づいて、前記目標トルクの変化率の上限値を設定することにより、前記動力源の出力トルクの変化率および前記発進クラッチの伝達トルク容量の変化率を制御する、請求項2に記載の車両。 The starting clutch is a hydraulic friction engagement device,
The control device calculates a target torque based on the accelerator operation amount, controls the output torque of the power source and the transmission torque capacity of the starting clutch so that they become the target torque, and controls the temperature of the operating oil of the starting clutch. By setting the upper limit value of the rate of change of the target torque based on the hydraulic oil temperature and the accelerator operation amount, the rate of change of the output torque of the power source and the rate of change of the transmission torque capacity of the starting clutch are 3. The vehicle of claim 2, which controls the
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