JP5228340B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンおよびモータジェネレータにより駆動力を得るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle drive device that obtains drive force from an engine and a motor generator.
従来ハイブリッド車両においては、イナーシャフェーズ中に自動変速機の入力回転数が目標回転数となるように、モータジェネレータを回転フィードバック制御して変速ショックを低減する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら上記従来技術にあっては、回転フィードバック制御によってモータジェネレータの実回転数を目標回転数に追従させていたため、エンジントルクに対しモータジェネレータのトルクが小さいと、モータジェネレータのトルクのみでは目標回転数に追従できないという問題があった。 However, in the above prior art, the actual rotational speed of the motor generator is made to follow the target rotational speed by the rotational feedback control. Therefore, if the torque of the motor generator is smaller than the engine torque, the target rotational speed can be obtained only by the torque of the motor generator. There was a problem that could not follow.
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、エンジントルクに対しモータジェネレータのトルクが小さい場合であっても、目標回転数への追従性を確保した車両用駆動装置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 drive a vehicle that ensures follow-up to the target rotational speed even when the torque of the motor generator is smaller than the engine torque. It is to provide a control device for the apparatus.
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンに接続されたモータジェネレータと、入力軸において前記モータジェネレータと接続され、摩擦締結要素の締結により所定の変速段を達成する有段自動変速機と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、変速指示に基づいて、変速時における前記有段自動変速機の目標入力軸回転数を算出する目標回転数算出手段と、変速時における前記モータジェネレータの出力トルクを、前記入力軸の回転数が前記目標入力軸回転数に追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、変速時における前記モータジェネレータの出力トルクのフィードバック制御の際に、前記エンジンのアクセル開度相当の出力トルクを、前記入力軸の回転数が前記目標入力軸回転数に追従する側にフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、を有することとした。
In order to achieve the above object, in the present invention, a motor generator connected to an engine, a stepped automatic transmission that is connected to the motor generator at an input shaft and achieves a predetermined shift speed by fastening a friction engagement element; In a control apparatus for a hybrid vehicle comprising: a target rotational speed calculating means for calculating a target input shaft rotational speed of the stepped automatic transmission at the time of shifting based on a shift instruction; and an output torque of the motor generator at the time of shifting Feedback control means for performing feedback control so that the rotational speed of the input shaft follows the target input shaft rotational speed, and during the feedback control of the output torque of the motor generator at the time of shifting, the accelerator opening of the engine a substantial torque output side rotation speed of the input shaft to follow the target input shaft rotational speed Feedforward control means for feed-forward control, was to have.
よって、エンジントルクに対しモータジェネレータのトルクが小さい場合であっても、目標回転数への追従性を確保した車両用駆動装置の制御装置を提供できる。 Therefore, even if the torque of the motor generator is smaller than the engine torque, it is possible to provide a control device for a vehicle drive device that ensures followability to the target rotational speed.
以下、本発明の車両用駆動装置の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for realizing a control device for a vehicle drive device according to the present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings.
[システム構成]
図1は本願ハイブリッド車両のシステム図である。本願ハイブリッド車両は、エンジンE、モータジェネレータMG、始動クラッチCL1、自動変速機AT、左後輪RL(駆動輪)、右後輪RR(駆動輪)を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
[System configuration]
FIG. 1 is a system diagram of the hybrid vehicle of the present application. The hybrid vehicle of the present application includes an engine E, a motor generator MG, a start clutch CL1, an automatic transmission AT, a left rear wheel RL (drive wheel), and a right rear wheel RR (drive wheel). Note that FL is the left front wheel and FR is the right front wheel.
エンジンEはガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。 The engine E is a gasoline engine or a diesel engine, and based on a control command from the engine controller 1, the valve opening of the throttle valve and the like are controlled.
始動クラッチCL1はエンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装され、始動クラッチコントローラ5からの制御指令に基づき始動クラッチ油圧ユニット6によって締結・開放制御される。
The start clutch CL1 is interposed between the engine E and the motor generator MG, and is engaged / released by the start clutch
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、出力軸であるロータは、自動変速機ATの入力軸INに連結されている。駆動の際はモータコントローラ2からの制御指令に基づき、パワーコントロールユニット3のインバータ3Aによって制御される。
The motor generator MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator, and a rotor that is an output shaft is connected to an input shaft IN of an automatic transmission AT. At the time of driving, it is controlled by the
このモータジェネレータMGは、バッテリ4(蓄電装置)からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として機能する。また、外力により回転している際には発電機として機能し、バッテリ4を充電することも可能である。 The motor generator MG functions as an electric motor that is driven to rotate by receiving power supplied from the battery 4 (power storage device). Further, when rotating by an external force, it functions as a generator and can charge the battery 4.
パワーコントロールユニット3は、インバータ3A、強電回路3b、DC/DCコンバータ3cから構成される。インバータ3Aは半導体スイッチング素子であり、バッテリ4の直流を三相交流に変換してモータジェネレータMGへ出力するとともに、モータジェネレータMGからの三相交流を直流に変換してバッテリ4へ出力する。
The
強電回路3bは、バッテリ4、インバータ3A、DC/DCコンバータ3cとの間に配設され、内部に備えたリレーにより電力の流通を遮断する。DC/DCコンバータ3cは、バッテリ4の電圧を降圧して補機バッテリ25(照明、表示、補機類等の電源)に電力を供給する。
The high-
自動変速機ATは車速やアクセル開度等に応じて変速段を自動的に変更する有段変速機であり、入力軸INを介してモータジェネレータMGのロータと接続し、出力軸OUTを介して左右後輪RL,RRに接続する。 The automatic transmission AT is a stepped transmission that automatically changes the gear position according to the vehicle speed, the accelerator opening, etc., and is connected to the rotor of the motor generator MG via the input shaft IN and via the output shaft OUT. Connect to left and right rear wheels RL, RR.
[走行モード]
本願ハイブリッド車両は始動クラッチCL1の締結・開放状態に応じてEVモード(モータジェネレータMGの駆動力のみで走行)、およびHEVモード(モータジェネレータMGおよびエンジンEの駆動力を併用)の2走行モードを有する。
[Driving mode]
The hybrid vehicle of the present application has two driving modes, EV mode (running only with the driving force of the motor generator MG) and HEV mode (using driving force of the motor generator MG and the engine E) according to the engagement / release state of the start clutch CL1. Have.
(EVモード)
始動クラッチCL1が開放状態にある場合、エンジンEの駆動力は自動変速機ATには伝達されず、車両はモータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するEVモードとなる。
(EV mode)
When the starting clutch CL1 is in the released state, the driving force of the engine E is not transmitted to the automatic transmission AT, and the vehicle enters an EV mode in which only the power of the motor generator MG runs.
(HEVモード)
始動クラッチCL1が締結状態にある場合、エンジンEの駆動力はモータジェネレータMGおよび始動クラッチCL1を介して自動変速機ATに伝達され、モータジェネレータMGに加えてエンジンEの駆動力を併用するHEVモードとなる。
(HEV mode)
When the starting clutch CL1 is in the engaged state, the driving force of the engine E is transmitted to the automatic transmission AT via the motor generator MG and the starting clutch CL1, and the HEV mode uses the driving force of the engine E in addition to the motor generator MG. It becomes.
なお、HEVモードにあっては、モータジェネレータMGが発生する駆動力T(MG)の大小および符号によってさらにモードが細分化される。 In the HEV mode, the mode is further subdivided according to the magnitude and sign of driving force T (MG) generated by motor generator MG.
(エンジン走行モード)
駆動力T(MG)がゼロであればエンジンEの駆動力によってのみ走行するエンジン走行モードとなる。
(Engine driving mode)
If the driving force T (MG) is zero, the engine traveling mode is established in which traveling is performed only by the driving force of the engine E.
(モータアシスト走行モード)
モータジェネレータMGから自動変速機ATに入力される駆動力T(MG)が正の値であれば、モータジェネレータMGとエンジンEの駆動力を併用して走行するモータアシスト走行モードとなる。
(Motor assisted travel mode)
If the driving force T (MG) input from the motor generator MG to the automatic transmission AT is a positive value, the motor assist traveling mode is set in which the driving force of the motor generator MG and the engine E is used in combination.
(走行発電モード)
モータジェネレータMGから自動変速機ATに入力される駆動力T(MG)が負の値、すなわちモータジェネレータMGがトルクを発生せずエンジンEまたは車両イナーシャによって回され、外部のトルクを消費している場合、モータジェネレータMGは発電機として機能する。これによりバッテリ4を充電する。
車両が加速状態または定速走行状態にあればモータジェネレータMGはエンジンEによって回され、車両が減速状態にあればモータジェネレータMGは車両イナーシャによって回され、発電を行う。
(Running power generation mode)
The driving force T (MG) input from the motor generator MG to the automatic transmission AT is a negative value, that is, the motor generator MG does not generate torque but is rotated by the engine E or vehicle inertia and consumes external torque. In this case, the motor generator MG functions as a generator. Thereby, the battery 4 is charged.
If the vehicle is in an acceleration state or a constant speed traveling state, motor generator MG is rotated by engine E, and if the vehicle is in a deceleration state, motor generator MG is rotated by vehicle inertia to generate power.
[制御構成]
本願ハイブリッド車両はエンジンコントローラ1、モータコントローラ2、パワーコントロールユニット3、バッテリ4、ATコントローラ7、統合コントローラ10を有し、それぞれ情報交換可能なCAN通信線11を介して接続されている。
[Control configuration]
The hybrid vehicle of the present application includes an engine controller 1, a
エンジンコントローラ1にはエンジン回転数センサ12からのエンジン回転数情報が入力され、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令等に応じてエンジン動作点(Ne:エンジン回転数,Te:エンジントルク)を制御する。エンジン回転数NeはCAN通信線11を介して統合コントローラ10へ出力される。
The engine speed information from the
モータコントローラ2はモータジェネレータMGのロータ回転位置(レゾルバ13により検出)、および目標モータジェネレータトルク指令(統合コントローラ10において演算)等に基づき、モータジェネレータMGのモータ動作点(モータジェネレータ回転数N、モータジェネレータトルクTm)を制御する指令をパワーコントロールユニット3へ出力する。
The
また、モータコントローラ2はバッテリ4の充電状態を示すバッテリSOCを監視する。このバッテリSOCはモータジェネレータMGの制御情報に用いられるとともに、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
Further, the
ATコントローラ7は、アクセル開度センサ16、車速センサ17と自動変速機ATに設けられた油圧センサ18からのセンサ情報、および統合コントローラ10からの第2クラッチ制御指令に基づき、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装された第2クラッチCL2(自動変速機AT内の摩擦締結要素)の締結・開放制御指令を自動変速機ATに出力する。なお、アクセル開度APOと車速VSPの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
The
統合コントローラ10は車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うものである。モータ回転数センサ21、第2クラッチ出力回転数センサ22、第2クラッチ締結トルクセンサ23からそれぞれモータ回転数Nm、第2クラッチ出力回転数N2ouT、第2クラッチ締結トルクTCL2が入力されるとともに、CAN通信線11を介して得られた情報が入力される。
The integrated
これらの入力情報に基づき、統合コントローラ10はエンジンコントローラ1、モータコントローラ2、始動クラッチコントローラ5、およびATコントローラ7へ指令を出力し、それぞれエンジンE、モータジェネレータMG、始動クラッチCL1および自動変速機AT内の摩擦締結要素である第2クラッチCL2を制御する。
Based on these input information, the
[自動変速機の構成]
図2は自動変速機ATのスケルトン図である。自動変速機ATは、回転要素としてフロント、ミッド、リアのプラネタリーギアG1,G2,G3を有する。各プラネタリーギアG1,G2、G3はそれぞれ回転要素としてサンギアS1,S2,S3、キャリアPC1,PC2,PC3、リングギアR1,R2,R3を有する。
[Configuration of automatic transmission]
FIG. 2 is a skeleton diagram of the automatic transmission AT. The automatic transmission AT has front, mid, and rear planetary gears G1, G2, and G3 as rotating elements. Each planetary gear G1, G2, G3 has sun gears S1, S2, S3, carriers PC1, PC2, PC3, and ring gears R1, R2, R3 as rotating elements, respectively.
なお、INはモータジェネレータMGのみ、または、エンジンE及びモータジェネレータMGからダンパーを介して回転駆動トルクが入力されるインプットシャフトであり、OUTは自動変速機ATを経過して左右後輪RL,RRに回転駆動トルクを出力するアウトプットシャフトである。 Note that IN is the motor generator MG only, or an input shaft to which rotational driving torque is input from the engine E and the motor generator MG via a damper, and OUT is the left and right rear wheels RL, RR after passing through the automatic transmission AT. This is an output shaft that outputs a rotational drive torque to the shaft.
前進5速後退1速の変速段を決める締結要素として、インプットクラッチC1と、ハイ&ローリバースクラッチC2と、ダイレクトクラッチC3と、リバースブレーキB1と、フロントブレーキB2と、ローコーストブレーキB3と、フォワードブレーキB4と、ファーストワンウェイクラッチF1と、サードワンウェイクラッチF2と、フォワードワンウェイクラッチF3と、を備えている。 As an engagement element that determines the shift speed of the fifth forward speed and the first reverse speed, the input clutch C1, the high & low reverse clutch C2, the direct clutch C3, the reverse brake B1, the front brake B2, the low coast brake B3, the forward A brake B4, a first one-way clutch F1, a third one-way clutch F2, and a forward one-way clutch F3 are provided.
インプットクラッチC1は、開放時にフロントリングギアR1をインプットシャフトINに接続し、締結時にフロントリングギアR1とミッドリングギアR2とをインプットシャフトINに接続する。ハイ&ローリバースクラッチC2は、締結によりミッドサンギアS2とリアサンギアS3とを接続する。ダイレクトクラッチC3は、締結によりリアサンギアS3とリアキャリアPC3を接続する。 The input clutch C1 connects the front ring gear R1 to the input shaft IN when released, and connects the front ring gear R1 and the mid ring gear R2 to the input shaft IN when engaged. High & low reverse clutch C2 connects mid sun gear S2 and rear sun gear S3 when engaged. The direct clutch C3 connects the rear sun gear S3 and the rear carrier PC3 when engaged.
リバースブレーキB1は、締結によりリアキャリアPC3をトランスミッションケースTCに固定する。フロントブレーキB2は、締結によりフロントサンギアS1をトランスミッションケースTCに固定する。ローコーストブレーキB3は、締結によりミッドサンギアS2をトランスミッションケースTCに固定する。フォワードブレーキB4は、締結によりミッドサンギアS2をトランスミッションケースTCに固定する。 The reverse brake B1 fixes the rear carrier PC3 to the transmission case TC by fastening. The front brake B2 fixes the front sun gear S1 to the transmission case TC by fastening. The low coast brake B3 fixes the mid sun gear S2 to the transmission case TC by fastening. Forward brake B4 fixes mid sun gear S2 to transmission case TC by fastening.
ファーストワンウェイクラッチF1はミッドサンギアS2に対してリアサンギアS3の正転方向(=エンジンEと同一回転方向)の回転をフリー、逆転を固定する。サードワンウェイクラッチF2は、フロントサンギアS1の正転方向をフリー、逆転を固定する。フォワードワンウェイクラッチF3は、ミッドサンギアS2の正転方向をフリー、逆転を固定する。 The first one-way clutch F1 is free to rotate in the forward rotation direction (= the same rotation direction as the engine E) of the rear sun gear S3 with respect to the mid sun gear S2, and fixes reverse rotation. The third one-way clutch F2 frees the forward rotation direction of the front sun gear S1 and fixes the reverse rotation. The forward one-way clutch F3 frees the forward rotation direction of the mid sun gear S2 and fixes the reverse rotation.
なお、アウトプットシャフトOUTはミッドキャリアPC2に直結されている。フロントキャリアPC1とリアリングギアR3とは第1メンバM1により直結されている。ミッドリングギアR2とリアキャリアPC3とは第2メンバM2により直結されている。 The output shaft OUT is directly connected to the mid carrier PC2. The front carrier PC1 and the rear ring gear R3 are directly connected by the first member M1. Mid ring gear R2 and rear carrier PC3 are directly connected by second member M2.
[イナーシャフェーズ領域制御ブロック]
図3は自動変速機ATのイナーシャフェーズ領域において統合コントローラ10内で実行されるエンジンEおよびモータジェネレータMGの制御ブロック図である。
[Inertia phase area control block]
FIG. 3 is a control block diagram of the engine E and the motor generator MG executed in the
トルク制御/回転制御判定部110は、運転者からの変速指示に基づきトルク制御を行うか回転数制御を行うかどうかを判定し、判定結果を出力する。
The torque control / rotation
目標回転生成部120は判定結果に基づき自動変速機ATの目標入力軸回転数を演算し、回転フィードバック制御部130は目標入力軸回転数に基づきモータジェネレータMGの出力トルクを演算する。
The target
FF(フィードフォワード)トルク生成部140は判定結果に基づきエンジントルクを演算し、回転制御中クラッチ油圧制御部150は自動変速機AT内の摩擦締結要素である第2クラッチCL2の締結トルクを演算する。
An FF (feed forward)
図4はFFトルク生成部140におけるエンジンの要求トルクとFF(フィードフォワード)出力のマップである。このマップは変速種(2−3アップシフト等の変速)ごとに設けられ、エンジントルクのFF出力を適切に設定する。
FIG. 4 is a map of engine required torque and FF (feed forward) output in the
[イナーシャフェーズトルク制御処理]
図5はイナーシャフェーズにおけるエンジンおよびモータジェネレータのトルク制御処理の流れを示すフローチャートである。
[Inertia phase torque control processing]
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of torque control processing of the engine and the motor generator in the inertia phase.
エンジントルクに対しモータジェネレータのトルクが小さい場合、モータジェネレータのトルクのみでは目標回転数に追従できない。 When the torque of the motor generator is smaller than the engine torque, the target rotational speed cannot be followed only by the torque of the motor generator.
本実施例では、このような場合であってもフィードフォワード制御によりエンジントルクを低下させ、エンジントルクにより大まかなトルクプロフィールを作成してモータジェネレータトルクでフィードバック制御する。これにより、変速機ATの目標入力軸回転数への追従性を確保した車両用駆動装置の制御装置を提供するものである。以下、各ステップにつき説明する。 In this embodiment, even in such a case, the engine torque is reduced by feedforward control, a rough torque profile is created by the engine torque, and feedback control is performed by the motor generator torque. This provides a control device for a vehicle drive device that ensures follow-up to the target input shaft speed of the transmission AT. Hereinafter, each step will be described.
ステップS101ではイナーシャフェーズに移行したかどうかが判断され、YESであればステップS102へ移行し、NOであれば制御を終了する。 In step S101, it is determined whether or not the phase has shifted to the inertia phase. If YES, the flow proceeds to step S102, and if NO, the control is terminated.
ステップS102ではモータジェネレータMGを回転数制御とし、ステップS103へ移行する。 In step S102, the motor generator MG is controlled to rotate, and the process proceeds to step S103.
ステップS103では目標入力軸回転数の変化率を第1ランプ勾配αとし、ステップS104へ移行する。 In step S103, the change rate of the target input shaft speed is set to the first ramp gradient α, and the process proceeds to step S104.
ステップS104ではエンジントルクのフィードフォワード制御を行い、変速種に合わせてエンジントルクを低下させてステップS104へ移行する。 In step S104, engine torque feed-forward control is performed, and the engine torque is reduced in accordance with the shift type, and the process proceeds to step S104.
ステップS105では目標入力軸回転数の実際値>初期目標回転数であるかどうかが判断され、YESであればステップS105を繰り返し、NOであればステップS106へ移行する。
この初期目標回転数は目標入力軸回転数の変化率を切り替える閾値であって、目標入力軸回転数の最終値に対し、一定の差回転(目標切り替え判定差回転)分だけ大きく設定されている。
したがって、目標入力軸回転数の実際値が初期目標回転数を下回った場合、目標入力軸回転数の実際値と最終値との差回転が目標切り替え判定差回転以下となる。
In step S105, it is determined whether or not the actual value of the target input shaft rotational speed> the initial target rotational speed. If YES, step S105 is repeated, and if NO, the process proceeds to step S106.
This initial target rotational speed is a threshold value for switching the rate of change of the target input shaft rotational speed, and is set larger by a certain differential rotational speed (target switching determination differential rotational speed) than the final value of the target input shaft rotational speed. .
Therefore, when the actual value of the target input shaft rotational speed is less than the initial target rotational speed, the differential rotation between the actual value of the target input shaft rotational speed and the final value is equal to or less than the target switching determination differential rotation.
ステップS106では目標入力軸回転数=一定値とし、ステップS107へ移行する。 In step S106, the target input shaft speed is set to a constant value, and the process proceeds to step S107.
ステップS107では実入力軸回転数>トルク復帰判定閾値であるかどうかが判断され、YESであればステップS107を繰り返し、NOであればステップS108へ移行する。
このトルク復帰判定閾値は、エンジントルクをアクセル開度に復帰させるか否かの判定閾値であり、目標入力軸回転数の最終値に対し、一定の差回転(トルク復帰判定差回転)分だけ大きく設定されている。
したがって、入力軸回転数の実際値がトルク復帰判定閾値を下回った場合、実入力軸回転数の実際値と最終値との差回転がトルク復帰判定閾値以下となる。
なお、このトルク復帰判定閾値は、ステップS105の初期目標回転数よりも大きく設定されている。
In step S107, it is determined whether or not the actual input shaft rotational speed> the torque return determination threshold value. If YES, step S107 is repeated, and if NO, the process proceeds to step S108.
This torque return determination threshold value is a threshold value for determining whether or not to return the engine torque to the accelerator opening, and is larger by a certain differential rotation (torque return determination differential rotation) than the final value of the target input shaft rotation speed. Is set.
Therefore, when the actual value of the input shaft speed falls below the torque return determination threshold, the differential rotation between the actual value of the actual input shaft speed and the final value is equal to or less than the torque return determination threshold.
The torque return determination threshold is set to be larger than the initial target rotational speed in step S105.
ステップS108ではエンジントルクのフィードフォワード制御を終了し、エンジントルクをアクセル開度相当に戻してステップS109へ移行する。 In step S108, the engine torque feed-forward control is ended, the engine torque is returned to the accelerator opening degree, and the process proceeds to step S109.
ステップS109では、実入力軸回転数が目標入力軸回転数に達してからの経過時間≧目標切り替え判定時間であるかどうかが判断され、YESであればステップS110へ移行し、NOであればステップS109を繰り返す。 In step S109, it is determined whether or not the elapsed time after the actual input shaft speed reaches the target input shaft speed is equal to or greater than the target switching determination time. If YES, the process proceeds to step S110. If NO, the process proceeds to step S110. S109 is repeated.
ステップS110では目標入力軸回転数の変化率を第2ランプ勾配βに設定し、ステップS111へ移行する。 In step S110, the change rate of the target input shaft speed is set to the second ramp gradient β, and the process proceeds to step S111.
ステップS111では実入力軸回転数=目標入力軸回転数最終値となったかどうかが判断され、YESであれば制御を終了し、NOであればステップS111を繰り返す。 In step S111, it is determined whether or not the actual input shaft speed = the final value of the target input shaft speed. If YES, the control is terminated, and if NO, step S111 is repeated.
[イナーシャフェーズ中トルク制御の経時変化]
図6はイナーシャフェーズにおけるエンジンおよびモータジェネレータのトルク制御のタイムチャートである。
[Change in torque control during inertia phase over time]
FIG. 6 is a time chart of torque control of the engine and the motor generator in the inertia phase.
(時刻t1)
時刻t1においてイナーシャフェーズに移行し、モータジェネレータMGの制御がトルク制御から回転数制御に移行する。これ以後、時刻t7まで第2クラッチCL2(自動変速機AT内の摩擦締結要素)の締結トルクは一定に保たれる。
また、目標入力軸回転数変化率が第1ランプ勾配αとなって、目標入力軸回転数が一定の割合で低下する。
さらに、エンジントルクのフィードフォワードが開始され、変速種に応じてマップを参照し(図4参照)、エンジントルクおよびモータジェネレータトルクも低下する。
(Time t1)
At time t1, the phase shifts to the inertia phase, and the control of the motor generator MG shifts from the torque control to the rotation speed control. Thereafter, the engagement torque of the second clutch CL2 (the friction engagement element in the automatic transmission AT) is kept constant until time t7.
Further, the target input shaft rotational speed change rate becomes the first ramp gradient α, and the target input shaft rotational speed decreases at a constant rate.
Furthermore, feed forward of engine torque is started, the map is referred to according to the shift type (see FIG. 4), and the engine torque and motor generator torque are also reduced.
(時刻t2)
時刻t2において目標入力軸回転数の実際値が初期目標回転数以下となり、目標入力軸回転数が一定値となる。
運転者が変速レスポンスを感知しやすくするためにはイナーシャフェーズ初期の回転数変化率が大きいほうがよく、変速ショック低減のためにはイナーシャフェーズ完了時の回転数変化率が小さいほうがよい。
したがって、時間とともにこの目標入力軸回転数の変化率が小さくなるよう設定することで、変速レスポンスとショック低減の両立を図る。
(Time t2)
At time t2, the actual value of the target input shaft rotational speed becomes equal to or less than the initial target rotational speed, and the target input shaft rotational speed becomes a constant value.
In order to make it easier for the driver to sense the shift response, it is better that the rotation rate change rate at the initial stage of the inertia phase is larger, and in order to reduce the shift shock, it is better that the rotation rate change rate at the completion of the inertia phase is smaller.
Therefore, by setting the change rate of the target input shaft rotational speed to decrease with time, both shift response and shock reduction are achieved.
(時刻t3)
時刻t3において目標入力軸回転数の最終値と実入力軸回転数との差がトルク復帰判定差回転数以下となり、エンジントルクのフィードフォワード制御が終了する。これによりエンジントルクはアクセル開度相当値に復帰する。
エンジントルクの応答遅れを考慮してエンジントルクの復帰タイミングを早めに設定することで、変速機入力軸INの実回転数が最終目標回転数に対しアンダーシュートすることを回避する。
(Time t3)
At time t3, the difference between the final value of the target input shaft speed and the actual input shaft speed becomes equal to or less than the torque return determination differential speed, and the engine torque feedforward control ends. As a result, the engine torque returns to the value corresponding to the accelerator opening.
By considering the engine torque response delay and setting the engine torque return timing earlier, it is possible to avoid undershooting the actual rotational speed of the transmission input shaft IN with respect to the final target rotational speed.
(時刻t4)
時刻t4において実入力軸回転数が目標入力軸回転数に達する。ほぼ同時にモータジェネレータトルクがアクセル開度相当値に復帰する。
(Time t4)
At time t4, the actual input shaft speed reaches the target input shaft speed. At substantially the same time, the motor generator torque returns to the accelerator opening equivalent value.
(時刻t5)
時刻t5において実入力軸回転数が目標入力軸回転数に達してからの時間(時刻t4からの経過時間)が目標切り替え判定時間を経過し、目標入力軸回転数が第2ランプ勾配βで低下する。 時刻t2において目標入力軸回転数は一定値となっており、実入力軸回転数が目標入力軸回転数に達してから一定時間経過すれば第2クラッチCL2のスリップ状態は十分確保されたと判断可能である。
したがって、目標入力時回転数を所定時間維持することで、実入力軸回転数が目標入力軸回転数に対しアンダーシュートすることを回避する。これにより、アンダーシュートにより第2クラッチCL2の相対回転がゼロになってスリップ制御不能状態となることを防止できる。
また、この第2ランプ勾配βは、時刻t1〜t2間の第1ランプ勾配αよりも小さく設定されている。このため、時間とともにこの目標入力軸回転数の変化率が小さくなるよう設定され、変速レスポンスの体感性向上と変速ショック低減を両立がさらに図られる。
(Time t5)
The time after the actual input shaft rotational speed reaches the target input shaft rotational speed at time t5 (the elapsed time from time t4) has passed the target switching determination time, and the target input shaft rotational speed decreases with the second ramp gradient β. To do. At time t2, the target input shaft speed is a constant value, and it can be determined that the slip state of the second clutch CL2 is sufficiently secured if a certain time has elapsed after the actual input shaft speed reaches the target input shaft speed. It is.
Therefore, by maintaining the target input rotation speed for a predetermined time, it is possible to avoid undershooting the actual input shaft rotation speed with respect to the target input shaft rotation speed. As a result, it is possible to prevent the relative rotation of the second clutch CL2 from becoming zero due to the undershoot and the slip control from being disabled.
The second ramp gradient β is set to be smaller than the first ramp gradient α between times t1 and t2. For this reason, the change rate of the target input shaft rotational speed is set so as to decrease with time, and it is possible to further improve the sensitivity of the shift response and reduce the shift shock.
(時刻t6)
時刻t6において実入力軸回転数=目標入力軸回転数最終値となる。
(Time t6)
At time t6, the actual input shaft speed = the final value of the target input shaft speed.
(時刻t7)
時刻t7においてイナーシャフェーズが終了して第2クラッチCL2が完全締結され、モータジェネレータMGが回転数制御からトルク制御に移行する。
(Time t7)
At time t7, the inertia phase ends, the second clutch CL2 is completely engaged, and the motor generator MG shifts from the rotational speed control to the torque control.
[実施例1の効果]
(1)エンジンE(第1駆動源)と、モータジェネレータMG(第2駆動源)と、摩擦締結要素の締結により所定の変速段を達成する有段の自動変速機ATとを備える車両用駆動装置の制御装置において、運転者の要求駆動力に基づき、変速時における自動変速機ATの目標入力軸回転数を算出する目標回転数生成部120(目標回転数算出手段)と、変速時におけるエンジンEの出力トルクを、この目標入力軸回転数に基づきフィードフォワード制御するフィードフォワードトルク生成部140と、変速時におけるモータジェネレータMGの出力トルクをフィードバック制御することにより、自動変速機ATの入力軸回転数を目標入力軸回転数に追従するよう制御するフィードバック制御部130とを有することとした。
[Effect of Example 1]
(1) A vehicle drive including an engine E (first drive source), a motor generator MG (second drive source), and a stepped automatic transmission AT that achieves a predetermined shift stage by fastening a friction engagement element. In the control device of the apparatus, a target rotational speed generation unit 120 (target rotational speed calculation means) that calculates a target input shaft rotational speed of the automatic transmission AT at the time of shifting based on a driver's requested driving force, and an engine at the time of shifting A
これにより、エンジントルクに対しモータジェネレータのトルクが小さい場合であっても、エンジントルクにより大まかなトルクプロフィールを作成し、モータジェネレータトルクでフィードバック制御することで、変速機ATの目標入力軸回転数への追従性を確保した車両用駆動装置の制御装置を提供することができる。 Thus, even when the torque of the motor generator is smaller than the engine torque, a rough torque profile is created based on the engine torque, and feedback control is performed with the motor generator torque, so that the target input shaft rotation speed of the transmission AT is achieved. It is possible to provide a control device for a vehicle drive device that ensures the following ability.
(2)目標回転数生成部120は、目標入力軸回転数を算出する際、時間とともにこの目標入力軸回転数の変化率が小さくなるよう設定することとした。
(2) When calculating the target input shaft speed, the
運転者が変速レスポンスを感知しやすくするためにはイナーシャフェーズ初期の回転数変化率が大きいほうがよく、変速ショック低減のためにはイナーシャフェーズ完了時の回転数変化率が小さいほうがよい。したがって、時間とともにこの目標入力軸回転数の変化率が小さくなるよう設定することで、変速レスポンスの体感性向上と変速ショック低減を両立することができる。 In order to make it easier for the driver to sense the shift response, it is better that the rotation rate change rate at the initial stage of the inertia phase is larger, and in order to reduce the shift shock, it is better that the rotation rate change rate at the completion of the inertia phase is smaller. Therefore, by setting the change rate of the target input shaft rotational speed to decrease with time, it is possible to achieve both improvement in the sensitivity of the shift response and reduction of the shift shock.
(3)目標回転数生成部120は、変速完了時の最終目標回転数よりも高い初期目標回転数までは第1ランプ勾配αで目標入力軸回転数を変化させ、目標入力軸回転数が初期目標回転数に達した際、この目標入力時回転数を所定時間維持した後、第2ランプ勾配βで目標入力軸回転数を最終目標回転数まで変化させることとした。
(3) The target rotational
目標入力時回転数を所定時間維持することにより、実入力軸回転数が目標入力軸回転数に対しアンダーシュートすることを回避し、アンダーシュートにより第2クラッチCL2の相対回転がゼロになってスリップ制御不能状態となることを防止できる。 By maintaining the target input speed for a predetermined time, the actual input shaft speed is prevented from undershooting the target input shaft speed, and the undershoot causes the relative rotation of the second clutch CL2 to become zero and slips. It is possible to prevent an uncontrollable state.
(4)目標回転数生成部120は、変速種に応じて初期目標回転数を設定することとした。これにより、変速種に応じて初期目標回転数を適切に設定することができる。
(4) The target rotational
(5)フィードフォワードトルク生成部140は、自動変速機ATの入力軸回転数と最終目標回転数とが所定の回転数差となった際、フィードフォワード制御を終了することとした。
(5) The feedforward
エンジントルクの応答遅れを考慮してエンジントルクの復帰タイミングを早めに設定することで、変速機入力軸INの実回転数が最終目標回転数に対しアンダーシュートすることを回避できる。 By considering the engine torque response delay and setting the engine torque return timing early, it is possible to avoid undershooting the actual rotational speed of the transmission input shaft IN with respect to the final target rotational speed.
(6)フィードフォワードトルク生成部140は、エンジンEの出力トルクを変速種に応じて設定することとした。
(7)フィードフォワードトルク生成部140は、エンジンEの出力トルクを目標入力軸回転数の変化率に応じて設定することとした。
(8)フィードフォワードトルク生成部140は、エンジンEの出力トルクを運転者の駆動力要求に応じて設定することとした。
(6) The feedforward
(7) The feedforward
(8) The
(6)、(7)、(8)では、各パラメータに応じてエンジントルクを適切に設定することができる。 In (6), (7), and (8), the engine torque can be appropriately set according to each parameter.
(他の実施例)
以上、本発明の車両用駆動装置の制御装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
(Other examples)
As mentioned above, although the control apparatus of the vehicle drive device of this invention has been demonstrated based on the Example, it is not restricted to this Example about a concrete structure, The invention which concerns on each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the gist of the present invention.
本願実施例1では変速機ATの目標入力軸回転数を第1ランプ勾配で低減させ、実入力軸回転数が初期目標回転数に達した後に目標回転数を一定値に維持した後、第2ランプ勾配で低減させたが、一定値に維持することなく、初期目標回転数に達した後直ちに第2ランプ勾配で目標入力軸回転数を低減させることとしてもよい。 In the first embodiment of the present application, the target input shaft rotational speed of the transmission AT is reduced by the first ramp gradient, and after the actual input shaft rotational speed reaches the initial target rotational speed, the target rotational speed is maintained at a constant value, Although it is reduced by the ramp gradient, the target input shaft rotational speed may be reduced by the second ramp slope immediately after reaching the initial target rotational speed without maintaining a constant value.
また、本願実施例1ではアップシフト時の制御を示したが、ダウンシフトであっても同様の制御を行うことで、変速機ATの目標入力軸回転数への追従性を確保できる。 Further, in the first embodiment of the present invention, the control at the time of upshift is shown, but the followability to the target input shaft speed of the transmission AT can be ensured by performing the same control even at the downshift.
E エンジン
CL1 始動クラッチ
MG モータジェネレータ
AT 自動変速機
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 パワーコントロールユニット
4 バッテリ
6 始動クラッチ油圧ユニット
7 ATコントローラ
10 統合コントローラ
E Engine CL1 Start clutch MG Motor generator AT Automatic transmission 1
Claims (5)
入力軸において前記モータジェネレータと接続され、摩擦締結要素の締結により所定の変速段を達成する有段自動変速機と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
変速指示に基づいて、変速時における前記有段自動変速機の目標入力軸回転数を算出する目標回転数算出手段と、
変速時における前記モータジェネレータの出力トルクを、前記入力軸の回転数が前記目標入力軸回転数に追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
変速時における前記モータジェネレータの出力トルクのフィードバック制御の際に、前記エンジンのアクセル開度相当の出力トルクを、前記入力軸の回転数が前記目標入力軸回転数に追従する側にフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A motor generator connected to the engine;
A stepped automatic transmission that is connected to the motor generator at an input shaft and achieves a predetermined shift stage by fastening a friction engagement element;
In a hybrid vehicle control device comprising:
Target rotational speed calculation means for calculating a target input shaft rotational speed of the stepped automatic transmission at the time of shifting based on a shift instruction;
Feedback control means for feedback-controlling the output torque of the motor generator at the time of shifting so that the rotational speed of the input shaft follows the target input shaft rotational speed;
During feedback control of the output torque of the motor generator at the time of shifting, the output torque corresponding to the accelerator opening of the engine is feedforward controlled so that the rotational speed of the input shaft follows the target input shaft rotational speed. Feedforward control means;
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
前記目標回転数算出手段は、前記目標入力軸回転数を算出する際に、時間とともにこの目標入力軸回転数の変化率が小さくなるよう設定すること
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 target rotational speed calculation means sets the change rate of the target input shaft rotational speed to decrease with time when calculating the target input shaft rotational speed.
前記目標回転数算出手段は、
前記目標入力軸回転数の変速完了時における最終目標回転数に対し所定の回転数差を有する初期目標回転数までは第1ランプ勾配で前記目標入力軸回転数を変化させ、
前記目標入力軸回転数が前記初期目標回転数に達した際、この目標入力時回転数を所定時間維持した後、第2ランプ勾配で前記目標入力軸回転数を前記最終目標回転数まで変化させること
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 2,
The target rotational speed calculation means includes
The target input shaft rotational speed is changed with a first ramp gradient up to an initial target rotational speed having a predetermined rotational speed difference with respect to a final target rotational speed at the completion of shifting of the target input shaft rotational speed,
When the target input shaft rotational speed reaches the initial target rotational speed, after maintaining the target input rotational speed for a predetermined time, the target input shaft rotational speed is changed to the final target rotational speed with a second ramp gradient. A control apparatus for a hybrid vehicle characterized by the above.
前記フィードフォワード制御手段は、前記有段自動変速機の入力軸回転数と前記最終目標回転数とが所定の回転数差となった際、前記フィードフォワード制御を終了すること
を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device according to any one of claims 1 to 3,
The feedforward control means terminates the feedforward control when the input shaft rotational speed of the stepped automatic transmission and the final target rotational speed become a predetermined rotational speed difference.
A hybrid vehicle control device.
前記フィードフォワード制御手段は、前記エンジンの出力トルクを変速種に応じて設定すること
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 any one of claims 1 to 4,
The feedforward control means sets the output torque of the engine according to a shift type.
A hybrid vehicle control device.
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