JP5428330B2 - 車両の急減速制御装置及び急減速制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記のような点に着目し、減速度が増大した際にエンジンをより確実に駆動輪から切り離すことを課題としている。
また、回転軸に同期した第1ポンプで第1クラッチを開放すると共に、電気的に駆動する第2ポンプで開放を維持するように制御したので、第2ポンプの作動遅れや油圧上昇遅れを第1ポンプで補いつつ、回転軸の回転数低下に伴う油圧低下を第2ポンプで補うことが出来るので、車速が低下したり停車したりしても、第1クラッチの開放を維持出来る。
図1は、実施形態の急減速制御装置を兼ねた制駆動装置を備える後輪駆動によるハイブリッド車両の概要構成図である。
(構成)
エンジンEから左右後輪(駆動輪)までのトルク伝達経路の途中に、モータMG及び自動変速機AT(=トランスミッションT/M)を介装する。第2クラッチCL2は、自動変速機AT(=トランスミッションT/M)の一部を構成する。また、エンジンEとモータMGとの間に、油圧によって作動する第1クラッチCL1を介装する。自動変速機ATは、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、及びドライブシャフトDSL、DSRを介して駆動輪に接続する。符号FL、FRは、従動輪としての左右前輪を示す。
上記モータMGは、例えばロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータである。モータMGは、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づき、インバータ3で作り出した三相交流を印加することで制御出来る。このモータMGは、バッテリ4からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできる(以下、この状態を「力行」と呼ぶ)。また、モータMGは、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ4を充電することもできる(以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ)。なお、このモータMGのロータは、自動変速機ATの入力軸に連結する。
上記第2クラッチCL2は、油圧式多板クラッチである。上記第2クラッチCL2は、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づき、第2クラッチ油圧ユニット8で作り出した制御油圧により、締結状態若しくは開放状態となる。なお、締結・開放には、滑り締結と滑り開放を含む。
次に、第1クラッチ油圧ユニット6について、図2を参照して説明する。
第1クラッチ油圧ユニット6は、メカ油圧ポンプ30、及びサブ油圧ポンプ31を備える。
上記ATコントローラ7は、アクセル開度センサ16と車速センサ17と第2クラッチCL2油圧センサ18からのセンサ情報を入力する。そして、上記ATコントローラ7は、アクセル開度と車速とに基づき、変速スケジュールを参照して目標変速段を演算し、その演算した目標変速段に基づき変速制御を行う。
「停車中及び発進時」
車両停止中において、バッテリSOCの低下時であれば、第1クラッチCL1は締結で第2クラッチCL2は開放として、エンジンEを始動して発電を行い、バッテリ4を充電する。そして、バッテリSOCが通常範囲になれば、第1クラッチCL1は締結で第2クラッチCL2は開放のままでエンジンEを停止する。
EV走行モードは、第1クラッチCL1の開放状態で、モータMGの動力のみを動力源として走行するモードである。EV走行モードは、エンジン始動に必要なモータトルクとバッテリ出力を確保し、不足する場合はエンジン走行に移行する。
上記「HEV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つの走行モードを有する。「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MGを発電機として機能させる。
ここで、 「WSCモード」は、第1クラッチCL1を完全締結し、第2クラッチCL2を滑り締結制御させる制御モードである。すなわち、バッテリSOCが低い状態や、要求駆動力が高い場合、エンジンEとモータMG双方の駆動力を用いて走行する場合がある。このとき、本実施形態の構成には、トルクコンバータのように回転数を吸収する要素が存在しない。このため、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2を完全締結すると、エンジンEの回転数と自動変速機ATの変速段に応じて車速が決まってしまう。また、エンジンEには自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在する。このアイドル回転数は、エンジンEの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると、更に下限値が高くなる。よって、このような状況でも要求駆動力に応えるべく、車速が、自動変速機ATが1速のときのアイドル回転数に対応する車速VSP1よりも低いときは、第2クラッチCL2を滑り締結制御とする。これによって、車両発進時や上記下限値を下回るような極低速走行時に、エンジンEを用いた走行を可能としている。
次に、上記統合コントローラ10は、図3に示すように、上述の制御を実施するWSCモード制御部10A、HEVモード制御部10Bを備える。更に、上記統合コントローラ10は、本発明に関わる急停止エンスト防止制御部10Cを備える。
この急停止エンスト防止制御部10Cは、HEVモード制御部10Bが、HEVモード中であり且つブレーキオンとなって車両の減速制御を実施中に、急停止エンスト防止開始条件を満足した場合に起動する(ステップS5)。
上記急停止エンスト防止開始条件は、下記の全ての条件を満足した場合である。この条件を満足している場合には、大きな減速度で車両停止に向かっていると判定出来る。
急停止エンスト防止制御部10Cは、起動すると先ず、ステップS10にて下記指令を各コントローラに出力する。
アクセル:オフ
ブレーキ:オン
車速:第2所定車速以下
減速度:所定減速度以下
ここで、上記所定減速度は例えば−0.3Gである。
(アクセルOff、ブレーキON)
エンジンコントローラ1にアイドリング指令を出力する。
モータコントローラ2に回生トルク制御の指令を出力する。
第1クラッチコントローラ5に第1クラッチCL1に開放指令を出力する。
ATコントローラ7に第2クラッチCL2に締結指令を出力する。
このため、実際には、急停止エンスト防止制御部10Cは、第1クラッチコントローラ5に対し第1クラッチCL1に開放指令を出力する。
次に、ステップS20にて、減速度が所定減速度未満、又は車速が第2所定所定車速より大きいか否かの条件を満足するか判定する。この条件を満足する場合には、急停止エンスト防止制御部10Cの処理を中止して復帰する。上記条件を満足しない場合にはステップS30に移行する。
ステップS40では、ブレーキオンのままで更に減速意志があるか否かを判定する。ブレーキオンのままで更に減速意志がある場合には、ステップS50に移行する。一方、ブレーキがオフとなっている場合には、ステップS100に移行してHEVモード移行処理を行う。
ステップS60では、車速がWSCモードの車速域まで減速した状態で、ブレーキオフを検出すると、ステップS200に移行して、WSCモード移行処理を行う。この条件を満足しない場合にはステップS70に移行する。
ステップS70では、車両が停止したか否かを判定し、車両が停止していない場合には、ステップS40に移行する。車両が停止したと判定するとステップS300に移行する。
・エンジンE=ISC(アイドリング制御)
・モータMG=回生(トルク制御)
・第1クラッチCL1=開放指令
・第2クラッチCL2=締結
・サブ油圧ポンプ31=停止
ステップS110では、アクセルオンとなったので、車速及びアクセル開度に応じたトルク指令値をモータコントローラ2に出力して、ステップS120に移行する。
すなわち、ATコントローラ7に対して、滑り締結制御指令を出力する。また、モータコントローラ2に回転数制御の指令を出力する。これによって、モータMGによる駆動力を確保しつつ、第1クラッチCL1の接続処理に移行する。
そして、ステップS130にて、第1クラッチCL1の入力軸と出力軸との差回転が所定差回転以下、つまりエンジンEの回転数とモータMGの回転数とが同期したら、第1クラッチコントローラ5に第1クラッチCL1の締結指令を出力すると共に、ATコントローラ7に第2クラッチCL2を完全締結指令を出力する。更に、エンジンEをアイドル制御からトルク制御とする指令をエンジンコントローラ1に出力する。その後、処理を終了して、通常のHEV走行の処理に復帰する。
続いて、ステップS210にて、モータコントローラ2に対して、モータMGを回転数制御とする指令を出力する。また、モータMGを回転数制御とすることに合わせて、サブ油圧ポンプ31を停止する指令を出力する。
更に、ステップS220にて、第1クラッチCL1の入力軸と出力軸との差回転が所定差回転以下、つまりエンジンEの回転数とモータMGの回転数とが同期したら、第1クラッチコントローラ5に第1クラッチCL1の締結指令を出力する。更に、エンジンEをアイドル制御からトルク制御とする指令をエンジンコントローラ1に出力する。その後、処理を終了して、通常のWSC走行の処理に復帰する。
続いてステップS310にて、モータコントローラ2に対してモータMGを回転数制御する指令を出力する。更に、モータMGが回転しているので、サブ油圧ポンプ31を停止する指令を出力する。
更に、ステップS320にて、モータMGの回転数制御にて、第1クラッチCL1の入力軸と出力軸との差回転が所定差回転以下、つまりエンジンEの回転数とモータMGの回転数とが同期したら、第1クラッチコントローラ5に第1クラッチCL1の締結指令を出力する。更に、エンジンEをアイドル制御からトルク制御とする指令をエンジンコントローラ1に出力する。その後、処理を終了して、通常のWSC走行の処理に復帰する。
次に、本実施形態の動きを図5の遷移図を参照しつつ説明する。
車速が第1所定車速(例えば10km/h)より大きな車速となっていてHEVモードでの走行中であるとする。
この状態では、第1クラッチCL1及び第2クラッチCL2が締結状態となっている。また、メカ油圧ポンプ30の吐出圧で第1クラッチCL1の油圧を確保している。メカ油圧ポンプ30を使用しているので、サブ油圧ポンプ31は停止した状態となっている。
また、上記状態でブレーキがオンとなって運転者による制動要求があると、モータMGは回転制動制御(トルク制御)に移行する。
そして、HEVモードの車速域である第2所定車速以下で且つ車両に発生している減速度が所定以上(例えば−03G以下)の大きさになっていることを検出すると、急停止する可能性があると判定して、急停止エンスト制御を開始する。
更に、大きな減速度で車両が減速して、車両が、HEVモードの車速域である第3所定車速以下まで減速したら、図5中Bに遷移して、サブ油圧ポンプ31を起動させる。図7にそのときの動作を示す。ここで、通常のサブ油圧ポンプ31の起動タイミングでは急停止時のような急な回転変化では応答が遅れてしまい、モータMG0rpm=メカポンプ油圧0kPaとなり第1クラッチCL1を開放するための油圧を確保できない恐れがある。これを防止するために、本実施形態では、HEVモード中であっても、急減速時は定めた車速以下となったら、サブ油圧ポンプ31を駆動させてメカポンプの油圧がなくなる前に、第1クラッチCL1開放に必要な油圧を確保させる。
すなわち、アクセルが踏込まれたと判定すると、図5中C1に遷移して、第2クラッチCL2を滑り締結状態に制御するとともに、モータMGを回転数制御する。これによって、駆動力を確保する。さらに、第1クラッチCL1をスリップさせて(容量制御)クラッチの同期制御を行う。そして、第1クラッチCL1の入力軸と出力軸との差回転(エンジンE−モータMGの回転差)が収束したところで、当該第1クラッチCL1を完全締結させる(C2参照)。また、第2第2クラッチCL2もロックアップしてHEVモードで走行する状態に復帰する。
図9に示すように、第2クラッチCL2のロックアップ解除の車速以下では、ブレーキOFFとなったらサブ油圧ポンプ31を停止させる。また、WSCモードであるので、第2クラッチCL2はスリップ状態(容量制御)となっている。この状態で、モータMGを回転数制御にして、エンジンEとモータMGの差回転が収束させて第1クラッチCL1を締結させる。第1クラッチCL1が締結するとWSCモードで走行する。
図10に示すように、車両が停止したら第2クラッチCL2のトルクをゼロ(Nm)まで下げる。停止直後は、残圧により第2クラッチCL2が完全に開放されていない。このため、停止してから一定時間待ってからモータMGを回転数制御とする(E1)。そして、エンジンEとモータMGの差回転を収束させて第1クラッチCL1を締結させる(E2)。第1クラッチCL1を締結するとWSCモードの停止状態となる。
(1)減速度判定手段40は、車両の減速度を判定する。第1クラッチ開放手段は、上記第1クラッチCL1及び第2クラッチCL2が接続状態で且つ上記減速度判定手段40の判定に基づき車両の減速度が所定減速度以上と判定すると、上記第1ポンプにて第1クラッチCL1を開放させると共に上記第2ポンプによって第1クラッチCL1の開放状態を維持させるように制御する。
すなわち、上記第1クラッチCL1及び第2クラッチCL2が接続状態で走行、つまりHEVモードでの走行中に所定減速度以上となると、第1ポンプ(メカ油圧ポンプ30)にて第1クラッチCL1を開放させると共に第2ポンプ(サブ油圧ポンプ31)の油圧によって第1クラッチCL1を開放状態に維持する。
また、回転軸に同期した第1ポンプで第1クラッチを開放すると共に、電気的に駆動する第2ポンプで開放を維持するように制御したので、第2ポンプの作動遅れや油圧上昇遅れを第1ポンプで補いつつ、回転軸の回転数低下に伴う油圧低下を第2ポンプで補うことが出来るので、車速が低下したり停車したりしても、第1クラッチの開放を維持出来る。
エンジン回転数にモータ回転数を同期させて第1クラッチCL1を締結する事で、第1クラッチCL1の締結ショックを低減できる。
エンジン回転数にモータ回転数を同期させて第1クラッチCL1を締結する事で、第1クラッチCL1の締結ショックを低減できる。
これによって、エンジンEをクランキングさせるトルクが必要ない。この結果、モータMGで駆動力を広範囲で出せる為、素早い再加速が可能になる。
2 モータコントローラ
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
10A HEVモード制御部
10B WSCモード制御部
10C 急停止エンスト防止制御部
16 アクセル開度センサ
17 車速センサ
20 ブレーキストロークセンサ
30 メカ油圧ポンプ
31 サブ油圧ポンプ
32 油圧回路
32a 切替弁
40 減速度判定手段
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
E エンジン
MG モータ
Claims (4)
- エンジンの回転軸に対し油圧作動による第1クラッチを介してモータの回転軸が連結し、そのモータの回転軸に対し第2クラッチを備える変速機の回転軸が連結すると共に、上記モータの回転軸の力によって上記第1クラッチ用の油圧を発生する第1ポンプと、電気的に駆動されて上記第1クラッチ用の油圧を発生可能な補助用の第2ポンプと、を備える車両の急減速制御装置であって、
車両の減速度を判定する減速度判定手段と、
上記第1クラッチ及び第2クラッチが接続状態で且つ上記減速度判定手段の判定に基づき車両の減速度が所定減速度以上と判定すると、上記第1ポンプにて第1クラッチを開放させると共に上記第2ポンプによって第1クラッチの開放状態を維持させるように制御する第1クラッチ開放手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者による制動指示を検出する制動指示検出手段と、
運転者による加速指示を検出する加速指示検出手段と、
上記第1クラッチ開放手段の作動で第1クラッチが開放状態となった後に、車速検出手段の検出に基づき車速が所定車速以下の状態で、上記制動指示検出手段及び加速指示検出手段の検出に基づき上記制動指示も加速指示も無いと判定すると、上記第2クラッチを滑り締結状態に制御すると共に、上記モータを回転数制御としてエンジン回転数にモータ回転数を同期させて第1クラッチを締結する急停止制御解除手段と、
を備えることを特徴とする車両の急減速制御装置。 - エンジンの回転軸に対し油圧作動による第1クラッチを介してモータの回転軸が連結し、そのモータの回転軸に対し第2クラッチを備える変速機の回転軸が連結すると共に、上記モータの回転軸の力によって上記第1クラッチ用の油圧を発生する第1ポンプと、電気的に駆動されて上記第1クラッチ用の油圧を発生可能な補助用の第2ポンプと、を備える車両の急減速制御装置であって、
車両の減速度を判定する減速度判定手段と、
上記第1クラッチ及び第2クラッチが接続状態で且つ上記減速度判定手段の判定に基づき車両の減速度が所定減速度以上と判定すると、上記第1ポンプにて第1クラッチを開放させると共に上記第2ポンプによって第1クラッチの開放状態を維持させるように制御する第1クラッチ開放手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
上記第1クラッチ開放手段の作動で第1クラッチが開放状態となった後に、車速検出手段の検出に基づき車両が停止したと判定すると、第2クラッチを開放状態に制御すると共に、上記モータを回転数制御してエンジン回転数にモータ回転数を同期させて第1クラッチを締結する急停止処理手段と、
を備えることを特徴とする車両の急減速制御装置。 - エンジンの回転軸に対し油圧作動による第1クラッチを介してモータの回転軸が連結し、そのモータの回転軸に対し第2クラッチを備える変速機の回転軸が連結すると共に、上記モータの回転軸の力によって上記第1クラッチ用の油圧を発生する第1ポンプと、電気的に駆動されて上記第1クラッチ用の油圧を発生可能な補助用の第2ポンプと、を備える車両の急減速制御装置であって、
車両の減速度を判定する減速度判定手段と、
上記第1クラッチ及び第2クラッチが接続状態で且つ上記減速度判定手段の判定に基づき車両の減速度が所定減速度以上と判定すると、上記第1ポンプにて第1クラッチを開放させると共に上記第2ポンプによって第1クラッチの開放状態を維持させるように制御する第1クラッチ開放手段と、
運転者による加速指示を検出する加速指示検出手段と、
上記第1クラッチ開放手段の作動で第1クラッチが開放状態となった後に、加速指示検出手段に基づき加速指示が無しから有りに変化したと判定すると、第2クラッチを滑り締結状態に制御すると共に第1クラッチを締結状態に制御する再加速移行処理手段と、
を備えることを特徴とする車両の急減速制御装置。 - エンジンの回転軸に対し油圧作動による第1クラッチを介してモータの回転軸が連結し、そのモータの回転軸に対し第2クラッチを備える変速機の回転軸が連結すると共に、上記モータの回転軸の力によって上記第1クラッチ用の油圧を発生する第1ポンプ、及び電気的に駆動されて第1ポンプを補助する補助用の第2ポンプを備える車両の急減速制御方法であって、
上記第1クラッチ及び第2クラッチが接続状態で且つ車両の減速度が所定減速度以上と判定すると、上記第1ポンプにて第1クラッチを開放させると共に上記第2ポンプによって第1クラッチの開放状態を維持させるように制御し、
第1クラッチが開放状態となった後に、自車両の車速が所定車速以下の状態で且つ運転者による制動指示も加速指示も無いと判定すると、上記第2クラッチを滑り締結状態に制御すると共に、上記モータを回転数制御としてエンジン回転数にモータ回転数を同期させて第1クラッチを締結することを特徴とする車両の急減速制御方法。
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