JP5278403B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
第1クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第1クラッチコントローラ5からの制御指令に基づいて、第1クラッチ油圧ユニット6により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
第2クラッチCL2は、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クラッチであり、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づいて、第2クラッチ油圧ユニット8により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第1クラッチCL1と第2クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。
「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの2つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ4の充電のために使用する。
また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
モード選択部200は、Gセンサ10bの検出値に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定演算部201を有する。路面勾配推定演算部201は、車輪速センサ19の車輪速加速度平均値等から実加速度を演算し、この演算結果とGセンサ検出値との偏差から路面勾配を推定する。
通常モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動トルクtFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第2クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第1クラッチソレノイド電流指令を演算する。
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第2クラッチ伝達トルク容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
次に、低速域におけるEV走行モードの詳細について説明する。バッテリSOCが確保されている場合には、低速域においてEV走行モードが選択される。EV走行モードは基本的にエンジンEを停止し、第1クラッチCL1を開放し、モータジェネレータMGをトルク制御し、第2クラッチCL2を完全締結することによって達成される。しかし、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、目標駆動トルクが大きく変化するような場合、EV走行モードから他の走行モード、具体的にはエンジンEを併用したHEV走行モード等に遷移する可能性が極めて高い。また、低速域において継続的にモータジェネレータMGを駆動すると、インバータのスイッチング素子にロック電流が流れ(電流が1つの素子に流れ続ける現象)、耐久性の低下を招くおそれがある。
次に、EVμスリップ走行モードの課題について説明する。尚、ここで入力側回転数と記載したときは、第2クラッチCL2の入力側回転数であって、モータジェネレータMG回転数と同じである。また、出力側回転数と記載したときは、第2クラッチCL2の出力側回転数であって、駆動輪回転数と実質的に(終減速比や変速比等を考慮した値)同じである。尚、車速センサ17と車輪速センサ19のどちらに基づいて算出するかは、特に限定する必要はないが、ここでは、車輪速センサ19の値に基づいて算出される値とする。
図8は実施例1の遷移処理を表すフローチャートである。本制御フローはEV走行モードが選択されたときに、EVμスリップ制御を行うか否かを判断し、判断された結果に基づいて各アクチュエータの制御を行う処理である。
ステップS1では、目標駆動トルク、車速、ブレーキ状態、油温等に基づいて第2クラッチCL2をスリップ制御するか締結制御するか否かを判断する。例えば、制動トルクが所定値以上要求されたときは、車両停止に向かうと考えられるため締結制御を選択し、制動トルクが所定値未満のときはスリップ制御を行う。
後述するように、目標回転数は目標回転数下限値で規定される。一方、入力側回転数の検出分解能は高いため、目標回転数下限値からの入力軸回転数低下量により、スリップが収束したか否かを判定できるため、入力軸回転数低下量が所定量以上のときにスリップ収束と判定する。スリップ状態からスリップが収束したか否かを判定する値と、スリップ収束状態からスリップが開始したか否かを判定する値との間にはヒステリシス特性を設定し、判定時におけるハンチングを回避する。
図10は実施例1の目標回転数設定処理を表す制御ブロック図である。まず、目標駆動トルクの正負を判定する正負判定部101と、正負判定部101の判定結果である目標駆動トルク極性と、ステップS1で選択された制御モード(スリップ制御もしくは締結制御)に基づいて、目標スリップ量を目標スリップ量マップ102により算出する。目標駆動トルクの極性が正のときは、スリップ量として正の値、すなわち出力側回転数よりも入力側回転数が高くなる値が設定される。目標駆動トルクの極性が負のときは、スリップ量として負の値、すなわち出力側回転数よりも入力側回転数が低くなる値が設定される。尚、スリップ制御時の目標スリップ量絶対値>締結制御時の目標スリップ量絶対値、の関係となる。
加算部104では、制限目標スリップ量と出力側回転数とを加算して、一次目標回転数を出力する。
図11は実施例1の制動時におけるスリップ制御から締結制御に切り換えるときのタイムチャートである。初期状態は、ドライバがアクセルペダルを踏むことなく惰性走行している状態で、EVμスリップ制御により第2クラッチCL2のスリップ制御が行われており、モータジェネレータMGは回転数制御しているものとする。
図12は実施例1の制動力解除時におけるスリップ制御から締結制御に切り換えるときのタイムチャートである。初期状態は、ドライバがアクセルペダルを踏むことなくブレーキペダルを踏み込んで車両停止している状態で、第2クラッチCL2は締結制御により前回のスリップ制御から締結制御への切り換え時に保持された伝達トルク容量に設定された状態とする。
このモータジェネレータトルクの上昇によって、モータジェネレータ回転数は上昇を開始すると共に、第2クラッチCL2を介して出力側回転数も上昇を開始する。よって、第2クラッチCL2にスリップを発生させることなく発進することができ、また、モータジェネレータMGはトルク制御していることから振動の発生も心配はない。
図13は実施例1の制動力解除後におけるエンジン始動及びスリップ制御から締結制御に切り換えるときのタイムチャートである。初期状態は、ドライバがアクセルペダルを踏むことなくブレーキペダルを踏み込んで車両停止している状態で、第2クラッチCL2は締結制御により前回のスリップ制御から締結制御への切り換え時に保持された伝達トルク容量に設定された状態とする。
このモータジェネレータトルクの上昇によって、モータジェネレータ回転数は上昇を開始すると共に、第2クラッチCL2を介して出力側回転数も上昇を開始する。よって、第2クラッチCL2にスリップを発生させることなく発進することができ、また、モータジェネレータMGはトルク制御していることから振動の発生も心配はない。
図14は実施例1の制動時におけるスリップ制御から締結制御へ切り換えるときに第2クラッチ伝達トルク容量が急変した場合のタイムチャートである。初期状態は、ドライバがアクセルペダルを踏むことなく惰性走行している状態で、EVμスリップ制御により第2クラッチCL2のスリップ制御が行われており、モータジェネレータMGは回転数制御しているものとする。
(1)車両の駆動力を出力するモータジェネレータMG(モータ)と、車両の目標駆動トルクを演算する目標駆動力演算部100(目標駆動力演算手段)と、モータジェネレータMGと駆動輪との間に介装されモータジェネレータMGと駆動輪とを断接する第2クラッチCL2(クラッチ)と、第2クラッチCL2をスリップ制御すると共に、モータジェネレータMGを回転数制御するEVμスリップ制御を行うEV走行モード(スリップ走行モード)と、第2クラッチCL2を締結して走行するEV走行モード(締結走行モード)と、EVμスリップ制御を行うEV走行モードからEV走行モードに遷移するときは、モータジェネレータMGのトルク制限値を目標駆動トルクとしてモータジェネレータMGを回転数制御すると共に、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を増加させる遷移処理(遷移手段)と、を備えた。
モータジェネレータMGを回転数制御したときに、回転数変動によって大きなモータジェネレータトルクが要求されたとしても、トルク制限値として目標駆動トルクが設定されているため、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を増加させたとしても、過度のトルク出力によるショックを抑制でき、安定したクラッチ制御を実現できる。
よって、出力側回転数の状態に応じた適切な目標モータ回転数を設定することができる。
よって、ドライブ状態とコースト状態に応じて適切なスリップ量を設定することができる。
よって、第2クラッチCL2の伝達トルク容量が急変(例えば低下)したとしても、モータジェネレータMGの回転数が吹け上がることを回避することができる。
よって、ドライブ状態とコースト状態に応じて適切な制限値を設定することができる。
よって、モータジェネレータトルクの急変を抑制することができ、安定した制御を実現できる。
よって、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を過剰に上昇させることなく締結状態に移行することができる。また、次回に締結状態からスリップ状態に移行するときに、伝達トルク容量を大きく低下させる必要がなく、素早くスリップ状態に移行することができる。
よって、第2クラッチ出力回転数センサ22の分解能によらず、安定したスリップ判定を実現できる。
よって、判定時におけるハンチングを回避することができる。
よって、第2クラッチCL2の伝達トルク容量と目標駆動トルクとの過渡的な偏差による違和感がなく、スムーズに締結制御に移行することができる。
よって、次回の締結制御からスリップ制御への移行を素早くすることができると共に、滑らかな発進を実現できる。
よって、第2クラッチCL2の伝達トルク容量の変動による違和感を抑制することができる。
よって、車両発進時における振動等を抑制することができる。
また、実施例1ではEV走行モードにおけるEVμスリップ制御状態と通常の締結制御状態との遷移について説明したが、スリップから締結に移行する制御であれば、他のモード遷移時であっても適用可能である。例えば、MWSC走行モード中に、極低速域において振動を回避するために締結制御することとし、この状態で実施例1の遷移処理を適用してもよい。
また、実施例1では、エンジンとモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両について説明したが、モータのみを駆動源とする電気自動車に適用してもよい。
また、実施例1では、スリップ収束の判定にあたり、目標回転数下限値を基準として、入力側回転数と出力側回転数に基づく判定と、目標回転数下限値と入力側回転数に基づく判定とに分けたが、図15に示すように、入力側回転数及び出力側回転数の両方にフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の値に基づいてスリップ収束の判定を行ってもよい。例えば、フィルタ処理後の出力側回転数を、センサ検出限界以下では、前回制御周期までの出力側回転数変化率を保持して0に変化させるようにすることで、センサ検出限界以下におけるスリップ収束判定を達成できる。
CL1 第1クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第2クラッチ
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 インバータ
4 バッテリ
5 第1クラッチコントローラ
6 第1クラッチ油圧ユニット
7 ATコントローラ
8 第2クラッチ油圧ユニット
9 ブレーキコントローラ
10 統合コントローラ
24 ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部
Claims (12)
- 車両の駆動力を出力するモータと、
車両の目標駆動トルクを演算する目標駆動トルク演算手段と、
前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接するクラッチと、
前記クラッチをスリップ制御すると共に、前記モータを回転数制御するスリップ走行モードと、
前記クラッチを締結して走行する締結走行モードと、
前記スリップ走行モードから前記締結走行モードに遷移するときは、前記モータのトルク制限値を前記目標駆動トルクとして前記モータを回転数制御すると共に、前記クラッチの伝達トルク容量を増加させる遷移手段と、
を備え、
前記モータのトルク制限値は、前記目標駆動トルクが正のときはトルク上限値とし、前記目標駆動トルクが負のときはトルク下限値とすることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置において、
前記クラッチの駆動輪側回転数を検出する出力回転数検出手段を有し、
前記遷移手段は、前記出力回転数検出手段により検出された前記駆動輪側回転数と所定量異なる目標モータ回転数となるように前記モータを回転数制御することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項2に記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記目標駆動トルクが正のときは前記所定量を正の値に設定し、前記目標駆動トルクが負の時は前記所定量を負の値に設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項2または3に記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記出力回転数検出手段の検出限界値よりも高い値を前記目標モータ回転数に設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし4いずれか一つに記載の車両の制御装置において、
前記モータのトルク制限値は、前記スリップ走行モードから前記締結走行モードへの遷移開始時におけるモータトルク値から前記目標駆動トルクに向けて徐々に変更することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし5いずれか一つに記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記クラッチのスリップが収束するまで前記クラッチの伝達トルク容量を増加させることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項6に記載の車両の制御装置において、
前記クラッチのモータ側回転数を検出する入力回転数検出手段と、
前記クラッチの駆動輪側回転数を検出する出力回転数検出手段と、
を有し、
前記遷移手段は、前記クラッチのスリップの収束を判定するにあたり、前記出力回転数検出手段の検出限界値より大きな所定回転数以上のときは、前記モータ側回転数と前記駆動輪側回転数との差であるスリップ量に基づいて判定し、前記出力回転数検出手段の検出限界値より小さな所定回転数未満のときは、前記モータ側回転数に基づいて判定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項7に記載の車両の制御装置において、
前記所定回転数は、スリップ状態から締結状態へ変化したときと、締結状態からスリップ状態へ変化したときとで異なる値とすることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項6ないし8いずれか一つに記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記クラッチの伝達トルク容量を増加させるにあたり、前記目標駆動トルクを初期値として増加させることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項9に記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記クラッチのスリップが収束したときの前記クラッチの伝達トルク容量を、次回のスリップ走行モード時まで保持することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項9又は10に記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記クラッチの伝達トルク容量の変化率を走行状態に応じて設定することを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし11いずれか一つに記載の車両の制御装置において、
前記遷移手段は、前記クラッチのスリップが収束したとき、もしくは前記クラッチのモータ側回転数が停止したときは、前記モータを回転数制御からトルク制御に切り換えることを特徴とする車両の制御装置。
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