JP5391177B2 - 車両用変速制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記事情に鑑み、回転数制御からトルク制御へ切り換える場合に発生するショックを抑制できる車両用変速制御装置を提供することを課題とする。
上記車両用変速制御装置において、前記トルク容量制御部は、前記クラッチのトルク容量が前記動力源のトルクより大きくなった場合に、前記クラッチのトルク容量を最大値に増加させてもよい。
更に、クラッチの回転数差がスリップ締結状態で維持される第1の回転数差よりも小さい第3の所定値以下になった場合に、クラッチのトルク容量を、勾配をもって増加させるとともに、この増加開始時点の動力源のトルクから第4の所定値だけ、動力源のトルクが増加した場合に、回転数制御からトルク制御に切り換えるようにした。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用変速制御装置としての統合コントローラ10(図2参照)を備えるハイブリッド車両100の駆動系を示す概略構成図である。この図に示すように、ハイブリッド車両100の駆動系は、エンジン110と、第1クラッチ120と、モータジェネレータ130と、第2クラッチ140と、自動変速機(オートマチックトランスミッション)としてのベルト式CVT(Continuously Variable Transmissionの略、以下、CVTという)150とを備えている。
第1クラッチ120は、エンジン110とモータジェネレータ130との間に配設された乾式多板クラッチである。この第1クラッチ120は、第1クラッチコントローラ20により制御される第1クラッチ油圧ユニット22で発生する油圧によって締結(ロックアップ)及び開放が制御され、エンジン110とモータジェネレータ130との連結を切断及び接続する。
CVT150の出力軸153は、プロペラシャフトとディファレンシャルとドライブシャフトとを介して、左右の後輪に連結されており、左右の後輪は、出力軸153から出力されたトルクにより回転駆動される。
また、第2の走行モード(以下、HEV走行モードという)は、第1クラッチ120が締結された状態で、モータトルクTmのみならずエンジントルクTeをも用いて走行するモードである。HEV走行モードには、エンジン走行モードとモータアシスト走行モードと走行発電モードとの3種の走行モードが設定されている。
さらに、走行発電モードは、エンジントルクTeを用いて走行すると共に、モータジェネレータ130を発電機として動作させるモードである。この走行発電モードに設定されている場合、定速運転時や加速運転時には、モータジェネレータ130が、エンジントルクTeにより発電機として動作される一方、減速運転時には、モータジェネレータ130が、制動エネルギーを回生した回生エネルギーにより発電機として動作される。
次に、図2を参照してハイブリッド車両100の制御系について説明する。エンジンコントローラ12は、エンジン水温センサからエンジン110の水温の検出情報を、エンジン回転数センサからエンジン回転数Neの検出情報を、統合コントローラ10からエンジントルクTeの目標値の指令を、それぞれ入力し、これらの情報、指令に基づいてエンジン110の動作点(エンジン回転数Ne、エンジントルクTe等)を制御する。また、エンジンコントローラ12は、エンジン110の燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジントルクTeを推定演算する。また、エンジンコントローラ12は、エンジン回転数Ne、エンジントルクTe等の情報を、統合コントローラ10へ出力する。
モータコントローラ30は、レゾルバからモータジェネレータ130のロータ回転位置の検出情報を、統合コントローラ10からモータトルクTmの目標値の情報を、バッテリSOCセンサからバッテリSOCの検出情報を、それぞれ入力し、これらの情報に基づいてモータジェネレータ130の動作点を制御する。また、モータコントローラ30は、モータジェネレータ130の電流値に基づいて、モータトルクTmを推定演算する。また、モータコントローラ30は、バッテリSOCやモータトルクTm等の情報を統合コントローラ10へ出力する。
ブレーキコントローラ14は、車輪速センサから各車輪の回転速度の検出情報を、ブレーキストロークセンサからブレーキペダルのストローク量の検出情報を、それぞれ入力し、これらの情報に基づいて各車輪のブレーキユニットを制御する。
ここで、モード選択部64は、車速VSPが所定の車速よりも低速域であり、且つ、アクセル開度APOが所定の開度よりも大きい高開度域である場合には、より大きなトルクを出すためにWSC走行モードを選択する。また、モード選択部64は、バッテリSOCが所定値以下である場合には上述の目標充放電量Vを達成させるべくマップによらずに強制的にHEV走行モードを選択する。
動作点指令部70は、上述の目標トルクTに基づいて第2クラッチ140の目標トルク容量Tchを演算する目標トルク容量演算部72と、第2クラッチ140のトルク容量Tchを制御するトルク容量制御部74と、モータ回転数Nmとエンジン回転数Neとを制御する回転数制御部76とを備えている。また、動作点指令部70は、合成トルク(Te+Tm)を制御するトルク制御部78と、第2クラッチ140のトルク容量Tchを推定演算するトルク容量推定演算部80と、回転数制御部76による回転数制御とトルク制御部78によるトルク制御との切り換えを行う切換部82とを備えている。
また、図4のタイミングチャートに示すように、統合コントローラ10は、WSC走行モードを開始してから、まず、回転数制御部76による回転数制御を実行する。回転数制御部76は、モータ回転数Nmとエンジン回転数Neとを駆動輪の回転数Nよりも高い回転数に維持する。ここで、モータ回転数Nmとエンジン回転数Neとを駆動輪の回転数Nよりも高回転に維持するためには、合成トルク(Te+Tm)を第2クラッチ140のトルク容量Tchよりも大きくする必要がある。このため、回転数制御が実行されている間は必然的に、合成トルク(Te+Tm)が第2クラッチ140のトルク容量Tchより高く設定されることになる。
ここで、目標トルクTが達成される等、所定の条件が成立した後は、第2クラッチ140の耐久性の観点、及び、車両の走行効率の観点から、第2クラッチ140を完全締結させることが望ましい。しかし、回転数制御部76による回転数制御が実行されている状態で第2クラッチ140を完全締結させた場合には、目標回転数との偏差に応じたトルクが出力されることから、運転者の意図に沿わないトルクが駆動輪に出力されることになり、運転者に違和感を与えることになる。また、第2クラッチ140の耐久性の観点から、WSC走行モードを定常的に実行することは困難である。
図5は、WSC走行モードの開始から終了後までの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示すように、本処理ルーチンでは、まず、ステップ100において、統合コントローラ10の切換部82が、アクセル開度APOと車速VSPと各走行モードとの相関関係を示すマップにおいて、動作点(アクセル開度APO及び車速VSP)がWSC走行モードからHEV走行モードへの切り換えが行われる領域に存在するか否かを判定する。即ち、切換部82は、WSC走行モードが終了しようとしているか否かを判定する。判定が肯定された場合には、ステップ102へ移行し、判定が否定された場合には、本処理ルーチンを終了する。
次に、ステップ108では、切換部82が、エンジン回転数Ne及びモータ回転数Nmと入力軸151の回転数Nとの差が所定値a+α以下になった後に、合成トルク(Te+Tm)が所定値b(第4の所定値)以上増加したか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ110へ移行する一方、判定が否定された場合にはステップ106へ移行する。ここで、所定値bは、目標トルクTと時刻t1での合成トルク(Te+Tm)との差{T−(Te+Tm)}よりも小さい値に設定されている。
ステップ116では、トルク容量制御部74が、エンジン回転数Ne及びモータ回転数Nmと入力軸151の回転数Nとの差が所定値d(第5の所定値≒0)以下になったか否か、即ち、第2クラッチ140が完全締結状態に遷移したか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ118へ移行する一方、判定が否定された場合にはステップ112へ移行する。
次に、ステップ120では、トルク制御部78が、合成トルク(Te+Tm)が、 目標トルク演算部62により演算された目標トルクTまで増加したか否かを判定する。判定が否定された場合には、ステップ112へ移行する一方、判定が肯定された場合にはステップ124へ移行する。
即ち、本実施形態に係る統合コントローラ10では、WSC走行モードが終了する際に、切換部82が、回転数制御部76によるエンジン回転数Ne及びモータ回転数Nmの制御からトルク制御部78による合成トルク(Te+Tm)の制御に切り換える。この際、トルク制御部78は、回転数制御部76による回転数制御が終了する時点(時刻t3)で発生していた合成トルク(Te+Tm)´をトルク制御の目標値の初期値に設定し、合成トルク(Te+Tm)を当該初期値(Te+Tm)´から目標トルクTまで、所定時間(t4−t3)をかけて(即ち徐々に勾配をもって)増加させる。これにより、回転数制御部76による回転数制御からトルク制御部78によるトルク制御に切り換える際に生じるトルク段差を低減でき、トルク段差に起因するショックや空吹きの発生を抑制できる。
12 エンジンコントローラ
14 ブレーキコントローラ
15 トルクコンバータ
16 インバータ
18 バッテリ
19 CAN通信回線
20 第1クラッチコントローラ
22 第1クラッチ油圧ユニット
30 モータコントローラ
40 第2クラッチコントローラ
42 第2クラッチ油圧ユニット
50 TC
52 トランスミッション油圧ユニット
60 統合コントローラ
62 目標トルク演算部
64 モード選択部
66 目標充放電量演算部
68 変速制御部
70 動作点指令部
72 目標トルク容量演算部
74 トルク容量制御部
76 回転数制御部
78 トルク制御部
80 トルク容量推定演算部
82 切換部(判定部)
100 ハイブリッド車両
110 エンジン(動力源)
120 第1クラッチ
130 モータジェネレータ(動力源)
140 第2クラッチ(クラッチ)
150 CVT(変速機)
151 入力軸
152 プライマリプーリ
152A 固定円錐板
152B 可動円錐板
152C 油圧室
154 セカンダリプーリ
154A 固定円錐板
154B 可動円錐板
154C 油圧室
156 Vベルト
158 CVT入力回転数センサ
Claims (4)
- 動力源と変速機との連結を切断及び接続するクラッチの入力側と出力側との回転数差を第1の所定値に維持するスリップ締結状態から完全締結状態に変化させる場合に、前記動力源の回転数を制御する回転数制御から前記動力源のトルクを制御するトルク制御に切り換える車両用変速制御装置であって、
前記回転数制御から前記トルク制御に切り換わる場合に、前記回転数差を第1の所定値よりも小さい第2の所定値に制御する回転数制御部と、
前記回転数差が前記第2の所定値よりも大きく前記第1の所定値よりも小さい第3の所定値以下か否かを判定する回転差判定部と、
前記回転差判定部により前記回転数差が前記第3の所定値以下と判定された場合に、前記クラッチのトルク容量を、勾配をもって増加させるトルク容量制御部と、
前記回転数差が前記第3の所定値以下になって前記トルク容量制御部が前記クラッチのトルク容量の増加を開始した時点から前記動力源のトルクが第4の所定値だけ増加したか否かを判定する増加判定部と、
前記増加判定部により前記動力源のトルクが前記第4の所定値だけ増加したと判定された場合に、前記回転数制御から前記トルク制御に切り換える切換部と、
前記切換部により前記回転数制御から前記トルク制御に切り換える時に、前記動力源が出力しているトルクを、前記トルク制御に切り換えた時の目標値として設定するトルク制御部と、
を備える車両用変速制御装置。 - 前記トルク制御部は、前記切換部により前記回転数制御から前記トルク制御に切り換えた場合に、前記トルク容量制御部により増加される前記クラッチのトルク容量の変化率よりも小さな変化率で、前記動力源のトルクを、アクセル開度と車速とから決まる目標値まで増加させる請求項1に記載の車両用変速制御装置。
- 前記トルク容量制御部は、前記クラッチのトルク容量が前記動力源のトルクより大きくなった場合に、前記クラッチのトルク容量を最大値に増加させる請求項1又は2に記載の車両用変速制御装置。
- 前記回転差判定部は、前記回転数差が前記第3の所定値よりも小さい第5の所定値以下か否かを判定し、
前記トルク容量制御部は、前記回転差判定部により前記回転数差が前記第5の所定値以下と判定された場合に、前記クラッチのトルク容量を最大値に増加させる請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両用変速制御装置。
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