JP6024526B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents
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Description
前記自動変速機は、前記モータと駆動輪との間に介装され、複数の変速段を切り替える。
前記摩擦締結要素は、前記モータから駆動輪までの動力伝達経路に介装され、前記自動変速機の変速要素以外の要素として完全締結あるいはスリップ締結される。
前記μスリップ制御手段は、前記自動変速機が非変速状態でのモータ走行中、前記摩擦締結要素の微小スリップ回転(μスリップ回転)を維持するμスリップ制御をモータ回転数制御により実施する。
前記補正量学習制御手段は、前記μスリップ制御中、前記摩擦締結要素の要素伝達トルクの補正量特性として、変速機入力トルクに対して変速段毎に異なる傾きを持つ学習補正量特性を用い、そのときの変速機入力トルクでのずれ分を演算する学習制御を実施することにより、前記変速段毎の学習補正量特性を書き換える学習補正量を取得する。
すなわち、μスリップ制御中、そのときの変速機入力トルクでのずれ分を演算する学習制御が実施されるため、変速機入力トルクの大きさによる学習制御の実施制限を受けることなく、学習制御を頻繁に経験する学習頻度が確保される。
そして、学習制御では、モータ回転数制御中のモータトルク検出値にて摩擦締結要素の実トルクを推定できるため、目標摩擦締結要素トルクとモータトルク検出値の差から目標トルクに対する実トルクのずれ分が推定できる。このずれ分を、学習補正量として、学習補正量分だけ学習補正量特性をオフセットして書き換えることで、学習補正量特性の傾きがそのまま反映され、補正精度の向上が図られる。
このように、μスリップ制御中、変速機入力トルクに対して変速段毎に異なる傾きを持つ学習補正量特性を用いた学習制御を実施することで、学習頻度の確保と補正精度の向上との両立を図ることができる。
実施例1における電動車両の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「自動変速機の概略構成」、「CL2学習補正量特性の学習制御構成」、「CL2学習補正量特性の学習制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1における制御装置が適用された後輪駆動によるFRハイブリッド車両(電動車両の一例)を示し、図2は、統合コントローラ10のモード選択部に設定されているEV-HEV選択マップの一例を示す。以下、図1及び図2に基づいて、全体システム構成を説明する。
図3は、実施例1における自動変速機ATの一例をスケルトン図により示し、図4は、自動変速機ATでの変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示し、図5は、ATコントローラ7に設定されている自動変速機ATのシフトマップの一例を示す。以下、図3〜図5に基づいて、自動変速機ATの概略構成を説明する。
図6は、統合コントローラ10に有する学習制御必要情報演算部の構成を示し、図7は、ATコントローラ7に有するCL2学習補正量特性の学習制御部の構成を示し、図8は、CL2学習補正量特性の学習制御処理における学習補正量演算内容を示す。以下、図6〜図8に基づき、CL2学習補正量特性の学習制御構成を説明する。
(1)EVモードで、且つ、自動変速機ATが非変速状態
(2)目標駆動トルクが規定値以上
(3)第2クラッチCL2がスリップ状態
(4)μスリップ制御中の目標CL2トルク(トランスミッション入力端換算値)とモータトルク検出値との差が規定値以下を連続判定時間継続
(5)学習許可フラグの出力
という上記(1)〜(5)の条件を全て満たすことで判断する。
・フェール・診断異常検知時(学習に用いるパラメータが使えない時)
・入力トルクが低トルク領域以外の時(例えば、EV作動領域以外の時)
・EV変速中の時(変速中は、第2クラッチCL2が完全締結される)
・学習量演算中に入力トルクが閾値を超えて変動した時
・学習量演算中に入力回転が閾値を超えて変動した時
等、である。
(1)学習実施(μスリップ制御)時の平均入力トルクγと、その時の平均学習値(演算用)を算出する。図8のCL2学習補正量特性において、学習中の入力トルク(ETTMIN)平均値γ、学習値(演算用)Bが相当する。
(2)(1)を用いてTM入力トルクがゼロでの学習加算量Zを算出し、上下限処理する。
学習加算量Z=−max(min(学習値(演算用)B−(学習値ゲインA×学習中の入力トルク(ETTMIN)平均値γ,学習更新上限値),学習更新下限値)
ここで、学習値ゲインAは、図8のCL2学習補正量特性に示すように、入力トルクに対する学習格納値の傾きをあらわす定数であり、この傾きは、(変速機)入力トルクが大きいほど、第2クラッチCL2の掴み量が大きいことを示す。また、学習値ゲインAは、実験等により予め決めた変速段毎の値を用いる。さらに、学習加算量Zの演算式において、(学習値ゲインA×学習中の入力トルク(ETTMIN)平均値γ,学習更新上限値),学習更新下限値)は、図8のCL2学習補正量特性の前回学習量Cに相当する。
(3)前回学習反映値に対し、(2)をオフセット加算し、上下限処理を行い、学習格納値Eの一時保存値を記憶する。
学習格納値E=前回学習格納値D+学習加算量Z
である。学習量格納値Eの上下限処理は、図8のCL2学習補正量特性に示すように、CL2学習格納上限値とCL2学習格納下限値により制限する処理をいう。
(4)学習加算量Zは、一時的に保存しておき、毎回学習毎に保存値は上書きする。
(5)学習加算量Zは、学習反映タイミングで反映と同時に格納する。
図9は、実施例1の統合コントローラ10及びATコントローラ7にて実行されるCL2学習補正量特性の学習制御処理の流れを示す。以下、CL2学習補正量特性の学習制御処理構成をあらわす図9のフローチャートの各ステップについて説明する。
ここで、μスリップイン開始条件の成立は、
(1)EVモードで、且つ、自動変速機ATが非変速状態
(2)目標駆動トルクが規定値以上
という上記(1),(2)の条件を全て満たすことで判断する。
ここで、μスリップ制御開始条件の成立は、
(1)EVモードで、且つ、自動変速機ATが非変速状態
(2)目標駆動トルクが規定値以上
(3)第2クラッチCL2がスリップ状態
という上記(1)〜(3)の条件を全て満たすことで判断する。
ここで、学習制御開始条件の成立は、
(4)μスリップ制御中の目標CL2トルク(トランスミッション入力端換算値)とモータトルク検出値との差が規定値以下を連続判定時間継続
(5)学習許可フラグの出力
という上記(4),(5)の条件を全て満たすことで判断する。
ここで、学習量演算開始後は、学習量演算終了までサンプリング時間の学習量を常時演算する。学習量演算は、下記の「演算入力処理」と「学習量演算処理」と「学習量保存値の上下限処理」によって行われる。
<演算入力処理>
(1-1)サンプリング時間中のモータトルク検出値を積算
(1-2)サンプリング時間中のCL2トルクずれ量(目標CL2トルク@トランスミッション入力端換算値とモータトルク検出値の差)を積算
<学習量演算>
(2-1)(1-1)を用いて、モータトルク平均値を算出(計算式:(1-1)/サンプリング時間)
(2-2)(1-2)を用いて、CL2トルクずれ量平均値を算出(計算式:(1-2) /サンプリング時間)
(2-3)(2-1)、(2-2)を用いて、CL2学習量を算出(計算式:(2-1)−(2-2)×ゲインK(固定定数値))
<学習量保存値の上下限処理>
(2-3)が学習保存値上下限の間になるようにする
Min{学習保存値上限、(2-3)}
Max{学習保存値下限、(2-3)}
ステップS8では、ステップS7での学習量演算に続き、学習量演算許可条件が成立しているか否かを判断する。YES(学習量演算許可条件成立)の場合はステップS7に戻り、NO(学習量演算許可条件不成立)の場合はステップS9へ進む。
ここで、学習量演算許可条件の成立は、
(1)EVモードで、且つ、自動変速機ATが非変速状態
(2)目標駆動トルクが規定値以上
(3)第2クラッチCL2がスリップ状態
(4)μスリップ制御中の目標CL2トルク(トランスミッション入力端換算値)とモータトルク検出値との差が規定値以下を連続判定時間継続
(5)学習許可フラグの出力
という上記(1)〜(5)の条件を全て満たすことで判断する。
ここで、第2クラッチCL2を締結容量制御する場合、演算等により求められたCL2トルク指令値に対し、TM入力トルクの大きさに応じた学習格納値(図8)を補正値とする。つまり、図8に示すCL2学習補正量特性は、縦軸が負の補正値を表す(上側が負の補正値大の意味)。よって、CL2トルク指令値から補正値(TM入力トルクが高いほど大きな値)を差し引いた値を、最終のCL2トルク指令値とし、締結容量制御に反映させる。この締結容量制御に反映させた結果、第2クラッチCL2が掴みすぎるのを防止することができる。
実施例1のFRハイブリッド車両の制御装置における作用を、「CL2学習補正量特性が入力トルクに対してゲイン感度(傾き)を持つ理由」、「CL2学習補正量特性の学習制御処理作用」、「CL2学習補正量特性の学習制御作用」に分けて説明する。
本発明は、モータ回転数制御により実施されるμスリップ制御中、変速機入力トルクに対するCL2学習補正量特性を用い、学習制御を実施することにより変速段毎の変速機入力トルクに対するCL2学習補正量特性の学習補正量を取得するものである。
1速段(1st)及び2速段(2nd)において、ローブレーキLow/B(第2クラッチCL2)がスリップした時、出力トルクへの寄与度は、クラッチトルクが90%以上の大半を占める。
3速段(3rd)において、ダイレクトクラッチD/C(第2クラッチCL2)がスリップした時、出力トルクへの寄与度は、クラッチトルクが約60%で、入力トルクが約40%を占める。
4速段(4th)及び5速段(5th)において、ハイ&ローリバースクラッチH&LR/C(第2クラッチCL2)がスリップした時、出力トルクへの寄与度は、クラッチトルクが50%前後で、入力トルクが50%前後を占める。
6速段(6th)及び7速段(7th)において、インプットクラッチI/C(第2クラッチCL2)がスリップした時、出力トルクへの寄与度は、クラッチトルクが60%前後で、入力トルクが40%前後を占める。
そして、第2クラッチCL2をスリップさせた際、出力トルクへの寄与度に対し入力トルクの占有比率が高いほど、クラッチ容量に対して実CL2トルクが出てしまう傾向がある。
上記のように、実施例1においては、各変速段のうち3速段〜7速段において、入力トルクに対するCL2学習補正量特性の学習制御が実施される。以下、図9に示すフローチャートに基づき、CL2学習補正量特性の学習制御処理作用を説明する。
上記のように、μスリップ制御中、CL2学習補正量特性の学習制御処理が実施されるときの具体的な一例を示す図11のタイムチャートに基づき、CL2学習補正量特性の学習制御作用を説明する。
実施例1のFRハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記モータ(モータ/ジェネレータMG)と駆動輪(左右後輪RL,RR)との間に介装され、複数の変速段を切り替える自動変速機ATと、
前記モータ(モータ/ジェネレータMG)から駆動輪(左右後輪RL,RR)までの動力伝達経路に介装され、前記自動変速機ATの変速要素以外の要素として完全締結あるいはスリップ締結される摩擦締結要素(第2クラッチCL2)と、
前記自動変速機ATが非変速状態でのモータ走行中、前記摩擦締結要素(第2クラッチCL2)の微小スリップ回転(μスリップ回転)を維持するμスリップ制御をモータ回転数制御により実施するμスリップ制御手段(統合コントローラ10)と、
前記μスリップ制御中、前記摩擦締結要素(第2クラッチCL2)の要素伝達トルクの補正量特性として、変速機入力トルクに対して変速段毎に異なる傾きを持つ学習補正量特性(図8のCL2学習補正量特性)を用い、そのときの変速機入力トルクでのずれ分を演算する学習制御を実施することにより、前記変速段毎の学習補正量特性(図8のCL2学習補正量特性)を書き換える学習補正量を取得する補正量学習制御手段(図9)と、
を備える。
このため、μスリップ制御中、変速機入力トルクに対して変速段毎に異なる傾きを持つ学習補正量特性(CL2学習補正量特性)を用いた学習制御を実施することで、学習頻度の確保と補正精度の向上との両立を図ることができる。
このため、(1)の効果に加え、変速段が異なることにより学習補正量への影響がない複数の変速段において、学習補正量の共有化ができると共に学習値の格納メモリを削減することができる。なお、実施例1の場合、6速段の学習補正量は、同じCL2要素を用いる7速段の学習補正量と共有化している。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、μスリップ制御中のうち、トルクのずれ分の変動が抑えられて安定した領域で、精度の高い学習制御を実施することができる。
このため、(3)の効果に加え、学習補正量演算処理の開始から終了するまで学習補正量演算を継続することで、精度の高い学習制御を実施することができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、μスリップ制御中であることを学習制御開始条件とすることで、フリクション等によるスリップ不可領域や低油圧により精度が確保できない領域で、学習制御精度が低下するのを防止することができる。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、自動変速機ATの全ての変速段ではなく、選択した各変速段(3速段〜7速段)を学習制御の対象とすることで、学習演算処理の簡略化を達成しながら精度の高い学習制御を実施することができる。
CL1 第1クラッチ
MG モータ/ジェネレータ(モータ)
CL2 第2クラッチ(摩擦締結要素)
AT 自動変速機
IN 変速機入力軸
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
C3 第3クラッチ
B1 第1ブレーキ
B2 第2ブレーキ
B3 第3ブレーキ
B4 第4ブレーキ
7 ATコントローラ
76 上下限処理部
77 学習許可/禁止部
78 学習値算出部
79 μスリップ学習量反映部
10 統合コントローラ
Claims (6)
- 駆動源に有するモータと、
前記モータと駆動輪との間に介装され、複数の変速段を切り替える自動変速機と、
前記モータから駆動輪までの動力伝達経路に介装され、前記自動変速機の変速要素以外の要素として完全締結あるいはスリップ締結される摩擦締結要素と、
前記自動変速機が非変速状態でのモータ走行中、前記摩擦締結要素の微小スリップ回転(μスリップ回転)を維持するμスリップ制御をモータ回転数制御により実施するμスリップ制御手段と、
前記μスリップ制御中、前記摩擦締結要素の要素伝達トルクの補正量特性として、変速機入力トルクに対して変速段毎に異なる傾きを持つ学習補正量特性を用い、そのときの変速機入力トルクでのずれ分を演算する学習制御を実施することにより、前記変速段毎の学習補正量特性を書き換える学習補正量を取得する補正量学習制御手段と、
を備えることを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1に記載された電動車両の制御装置において、
前記補正量学習制御手段は、学習制御が終了すると、学習制御終了時点で一時保存されている学習補正量を、変速機入力トルクがゼロでの最終学習値として格納する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1又は2に記載された電動車両の制御装置において、
前記補正量学習制御手段は、μスリップ制御中の目標摩擦締結要素トルクとモータトルク検出値との差が規定値以下を連続判定時間継続していることを、前記学習補正量特性の学習制御開始条件とする
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項3に記載された電動車両の制御装置において、
前記補正量学習制御手段は、学習制御開始からサンプリング時間が経過すると、学習補正量の演算処理を開始し、学習補正量演算処理開始後は、学習補正量演算処理終了までサンプリングデータを更新しながらサンプリング時間の学習補正量演算を継続する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から4までの何れか1項に記載された電動車両の制御装置において、
前記μスリップ制御手段は、前記自動変速機が非変速状態でのモータ走行中、且つ、目標駆動トルクが規定値以上の領域のとき、モータ回転数制御によるμスリップ制御を実施する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から5までの何れか1項に記載された電動車両の制御装置において、
前記補正量学習制御手段は、前記自動変速機の複数の変速段のうち、変速機入力トルクに対して傾きを持つ学習補正量特性となる変速段を選択し、選択した変速段毎の学習補正量特性を学習制御の対象とする
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
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