JP6488788B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
このハイブリッド車両において、摩擦クラッチを開放する減速時、車速の低下によりスリップイン車速になると、クラッチトルク容量の低下とモータトルクの上昇により前記摩擦クラッチをスリップ締結状態にするスリップイン制御を開始するコントローラを設ける。
コントローラは、スリップイン制御中、モータトルクの上昇傾きを、制御開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にし、後半域に入ると前半域の上昇勾配よりトルク上昇が急な上昇勾配にする。
即ち、スリップイン制御の開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にされることで、締結状態のクラッチプレートを引き剥がすスリップ開始域でトルク急変が抑えられる。そして、スリップイン制御の後半域に入るとトルク上昇が急な上昇勾配にされることで、摩擦クラッチが速やかにスリップ状態に移行することにより、エンジン回転数の低下が抑えられる。
この結果、摩擦クラッチのスリップイン制御が行われる減速時、スリップインショック抑制と、エンジンストール防止との両立を図ることができる。
実施例1における制御装置は、左右前輪を駆動輪とし、変速機としてベルト式無段変速機を搭載したFFハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)に適用したものである。以下、実施例1のFFハイブリッド車両の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「CL2スリップイン制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の制御装置が適用されたFFハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図1に基づいて、FFハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
図2は、実施例1のハイブリッドコントロールモジュール81(コントローラ)にて減速時に実行される実行されるCL2スリップイン制御処理の流れを示す。以下、減速時、CL2スリップ要求判定により制御を開始し、CL2スリップ判定により制御を終了するCL2スリップイン制御処理構成をあらわす図2の各ステップについて説明する。
ここで、「必要データ」とは、アクセル開度センサ94、ブレーキスイッチ98、車速センサ95、トランスミッション入力回転数センサ102、インヒビタースイッチ96、ATF油温センサ97、等からのデータをいう。つまり、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、トランスミッション入力回転数情報、レンジ位置情報、ATF油温情報、等を必要情報とする。なお、「HEVモード」、「EVモード」のモード情報は、ハイブリッドコントロールモジュール81が保有する。
ここで、「スリップイン要求」は、減速時、車速がCL2スリップイン車速を超えている間は「スリップイン要求無し」と判定され、車速がCL2スリップイン車速以下になると「スリップイン要求有り」と判定される。
この「CL2スリップイン車速」は、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時、車速の低下にしたがって順に協調回生制御→ギアガタ詰め制御→CL2スリップイン制御を行うとき、ギアガタ詰め制御を終了する前の車速に設定する。そして、「スリップイン車速」は、協調回生制御を伴う「EVモード」での減速時のとき、協調回生制御を伴う「HEVモード」での減速時よりも低車速にする。
ここで、「CL2トルク容量指令」は、モータトルクより高くて第2クラッチCL2が滑らない容量を持たせる指令から、モータトルクより低くて第2クラッチCL2が滑る容量になる指令まで低下させる。
ここで、CL2開放中モータトルク傾きの切り替えを、図3及び図4に基づき説明する。
CL2開放中モータトルク傾きは、図3に示すように、制御開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかなCL2開放中モータトルク傾きにし、後半域に入ると前半域のCL2開放中モータトルク傾きよりトルク上昇が急なCL2開放中モータトルク傾きにする。
即ち、減速から停車への移行をあらわす減速停車情報として、トランスミッション入力回転数と車速を用い、図3に示すように、CL2スリップイン制御の前半域では上昇勾配α1を一定にする。CL2スリップイン制御の後半域では停車に近づくほど勾配角度が次第に増大する上昇勾配(α2→α3→α4、α1<α2<α3<α4)にする。そして、図3の破線特性に示すように、スリップイン制御の後半域でのCL2開放中モータトルク傾きを、ATF油温が低温であるほど急な勾配角度によるCL2開放中モータトルク傾きにする。
さらに、図4に示すように、トランスミッション入力回転数とATF油温によりCL2開放中モータトルク傾きを決め(ブロックB1)、車速とATF油温によりCL2開放中モータトルク傾きを決める(ブロックB2)。そして、2つの決めた傾きのうち、より大きい傾きを最終のCL2開放中モータトルク傾きとして選択する(ブロックB3)。
ここで、「CL2開放中モータトルク」は、図5に示すように、4つの状態判定(EV Dレンジ、HEV Dレンジ、EV Rレンジ、HEV Rレンジ)により切り替えて、最終のCL2開放中モータトルクが演算される。
即ち、Dレンジ/Rレンジ判定ブロックB4、EV/HEV判定ブロックB5、状態判定ブロックB6を有し、状態判定ブロックB6からは切り替え指令を出す。モータトルク演算ブロックB7においてEV DレンジCL2開放中モータトルクが演算され、モータトルク演算ブロックB8においてHEV DレンジCL2開放中モータトルクが演算される。さらに、モータトルク演算ブロックB9においてEV RレンジCL2開放中モータトルクが演算され、モータトルク演算ブロックB10においてHEV RレンジCL2開放中モータトルクが演算される。そして、切り替えブロックB11において、状態判定ブロックB6からの切り替え指令に基づき、モータトルク演算ブロックB7〜B10のうち、1つのブロックが選択され、最終のCL2開放中モータトルクの演算がなされる。
ここで、「CL2スリップ判定」は、第2クラッチCL2のスリップ量を監視し、スリップ量がスリップ判定閾値以上になるとCL2スリップ判定有りとする。
実施例1のFFハイブリッド車両の制御装置における作用を、「CL2スリップイン制御処理作用」、「CL2スリップイン制御作用」、「CL2スリップイン制御の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図2のフローチャートに基づき、CL2スリップイン制御処理作用を説明する。
以下、実施例1のCL2スリップイン制御作用を、「ドライブ走行シーンでの減速時のCL2スリップイン制御作用(図6)」、「コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時のCL2スリップイン制御作用(図7)」に分けて説明する。
図6は、ドライブ走行シーンでの減速時に実施例1のCL2スリップイン制御が行われるときのタイムチャートである。
図6において、時刻t1はCL2スリップイン制御開始時刻、時刻t2はCL2スリップ開始時刻、時刻t3はモータトルク傾きの急上昇開始時刻、時刻t4はモータトルク傾きの上昇勾配増加時刻、時刻t5はCL2スリップイン制御終了時刻である。
図7は、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時に実施例1のCL2スリップイン制御を行うことによる協調回生制御領域の拡大効果を示す比較特性図である。なお、車速の関係は、V1<V2<V3<V4<V5である。
この比較例の場合、コースト駆動力が負から正に切り替わる協調回生終了車速V5までが協調回生制御区間になり、協調回生終了車速V5からギアガタ詰め制御終了車速V3までがギアガタ詰め制御区間になる。そして、ギアガタ詰め制御終了車速V3(=CL2スリップイン車速)からCL2スリップ判定車速V1までがCL2スリップイン制御区間になる。
したがって、実施例1の場合、コースト駆動力が負から正に切り替わる協調回生終了車速V4(<車速V5)までが協調回生制御区間になり、協調回生終了車速V4からCL2スリップイン車速V3までがギアガタ詰め制御区間になる。そして、CL2スリップイン車速V3から制御前半域終了車速V2までがギアガタ詰め制御とCL2スリップイン制御の併用区間になり、制御前半域終了車速V2からCL2スリップ判定車速V1までがCL2スリップイン制御区間になる。
このように、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時には、実施例1の場合、CL2スリップイン制御の前半域において、モータトルクを緩やかな傾きによる上昇勾配に設定していることで、このCL2スリップイン制御の前半域が、ギアガタ詰めショックを防止するギアガタ詰め制御の一部を分担する。このため、比較例と実施例1とでCL2スリップイン車速V3を同じ車速にした場合、協調回生終了車速V5(比較例)が協調回生終了車速V4(実施例1)まで低下し、その分、回生量が増大され、燃費の向上が図られる。
なお、「ギアガタ詰めショック」とは、駆動系伝達トルクが負トルクから正トルクに切り替わったとき、差動ギア8が負トルク側に寄ったギア隙間を一気に無くすように移動し、歯面当たりが生じることによるショックをいう。なお、コースト走行シーンでCL2スリップイン制御を行うと、駆動系伝達トルクが負トルクから正トルクに切り替わる。
実施例1では、CL2スリップイン制御中、モータトルクの上昇傾きを、制御開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にし、後半域に入ると前半域の上昇勾配よりトルク上昇が急な上昇勾配にする構成とした。
即ち、CL2スリップイン制御の開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にされることで、締結状態の第2クラッチCL2のクラッチプレートを引き剥がすスリップ開始域でトルク急変が抑えられる。そして、CL2スリップイン制御の後半域に入るとトルク上昇が急な上昇勾配にされることで、第2クラッチCL2が速やかにスリップ状態に移行することにより、エンジン回転数の低下が抑えられる。
この結果、第2クラッチCL2のCL2スリップイン制御が行われる減速時、スリップインショック抑制と、エンジンストール防止との両立が図られる。
即ち、CL2スリップイン制御の後半域において、停車に近づくほど勾配角度が次第に増大する上昇勾配(α2,α3,α4)にしたことで、後半域が開始されてから早期にCL2スリップ判定域に入る。
従って、CL2スリップイン制御の後半域の上昇勾配(α2,α3,α4)に入る切り替え車速を低速側にしても、エンジンストールが確実に防止される。
即ち、トランスミッション入力回転数は、ベルト式無段変速機6のロー変速比により、車速(=トランスミッション出力回転数)を増幅させた回転数情報になる。一方、車速(=トランスミッション出力回転数)は、駆動輪である左右の前輪10L,10Rが制動ロック気味になると、直ちに低下する回転数情報になる。
従って、ブレーキ非操作による減速時、トランスミッション入力回転数により精度の良い減速停車情報が得られ、ブレーキ操作による減速時、車速により応答の良い減速停車情報が得られる。
即ち、ATF油温が低温時には、ATF作動油の粘性が上がり、第2クラッチCL2の実CL2トルク容量の低下応答性が遅くなる。
従って、ATF油温の低温時、モータトルクを急な勾配角度により上げることで、第2クラッチCL2のスリップ状態への応答遅れが防止される。
即ち、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時には、CL2スリップイン制御の前半域において、モータトルクを緩やかな傾きによる上昇勾配にしていることで、ギアガタ詰めショックを防止するギアガタ詰め制御の一部が分担される。そして、ギアガタ詰め制御を終了する前にCL2スリップイン制御が開始されることで、ギアガタ詰め制御の終了を待つ場合に比べ、協調回生制御を終了させる車速が低下する。
従って、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時、ギアガタ詰めショックを防止しながら、協調回生制御を終了させる車速低下により回生量が増大され、燃費の向上が図られる。
即ち、横置きエンジン2が停止している「EVモード」の選択時には、エンジンストールしないため、第2クラッチCL2を開放するタイミングを、「HEVモード」の選択時より遅くすることができる。
従って、協調回生制御を伴う「EVモード」での減速時、スリップイン車速を低車速化することで、回生量のさらなる増大が達成される。
実施例1のFF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が得られる。
摩擦クラッチ(第2クラッチCL2)を開放する減速時、車速の低下によりスリップイン車速になると、クラッチトルク容量の低下とモータトルクの上昇により摩擦クラッチ(第2クラッチCL2)をスリップ締結状態にするCL2スリップイン制御を開始するコントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール81)を設け、
コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、CL2スリップイン制御中、モータトルクの上昇傾きを、制御開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にし、後半域に入ると前半域の上昇勾配よりトルク上昇が急な上昇勾配にする。
このため、摩擦クラッチ(第2クラッチCL2)のCL2スリップイン制御が行われる減速時、スリップインショック抑制と、エンジンストール防止との両立を図ることができる。
このため、(1)の効果に加え、CL2スリップイン制御の後半域の上昇勾配(α2,α3,α4)に入る切り替え車速を低速側にしても、エンジンストールを確実に防止することができる。
コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、減速停車情報として変速機入力回転数(トランスミッション入力回転数)と車速を用い、変速機入力回転数(トランスミッション入力回転数)により決められた上昇勾配と、車速により決められた上昇勾配とのうち、より大きい上昇勾配を選択する。
このため、(2)の効果に加え、ブレーキ非操作による減速時、変速機入力回転数(トランスミッション入力回転数)により精度の良い減速停車情報を得ることができると共に、ブレーキ操作による減速時、車速により応答の良い減速停車情報を得ることができる。
コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、CL2スリップイン制御の後半域でのモータトルクの上昇勾配を、クラッチ作動油温(ATF油温)が低温であるほど急な勾配角度にする。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、クラッチ作動油温(ATF油温)の低温時、モータトルクを急な勾配角度により上げることで、摩擦クラッチ(第2クラッチCL2)のスリップ状態への応答遅れを防止することができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、コースト走行シーンでのブレーキ踏み込み減速時、ギアガタ詰めショックを防止しながら、協調回生制御を終了させる車速低下により回生量が増大され、燃費の向上を図ることができる。
コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スリップイン車速を、協調回生制御を伴う「EVモード」での減速時、協調回生制御を伴う「HEVモード」での減速時よりも低車速にする。
このため、(5)の効果に加え、協調回生制御を伴う「EVモード」での減速時、スリップイン車速を低車速化することで、回生量のさらなる増大を達成することができる。
3 第1クラッチ
4 モータジェネレータ(モータ)
5 第2クラッチ(摩擦クラッチ)
6 ベルト式無段変速機(変速機)
8 差動ギア
10L,10R 左右の前輪(駆動輪)
14 メインオイルポンプ
81 ハイブリッドコントロールモジュール(コントローラ)
82 エンジンコントロールモジュール
83 モータコントローラ
84 CVTコントロールユニット
85 ブレーキコントロールユニット
86 リチウムバッテリコントローラ
Claims (6)
- 駆動源にエンジンとモータを有し、前記モータと駆動輪との間に摩擦クラッチを介装した駆動系を備えるハイブリッド車両において、
前記摩擦クラッチを開放する減速時、車速の低下によりスリップイン車速になると、クラッチトルク容量の低下とモータトルクの上昇により前記摩擦クラッチをスリップ締結状態にするスリップイン制御を開始するコントローラを設け、
前記コントローラは、スリップイン制御中、前記モータトルクの上昇傾きを、制御開始からの前半域においてトルク上昇が緩やかな上昇勾配にし、後半域に入ると前記前半域の上昇勾配よりトルク上昇が急な上昇勾配にする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータと駆動輪との間に変速機を備え、
前記コントローラは、前記スリップイン車速からスリップ判定車速までのスリップイン制御区間における前記モータトルクの上昇勾配の切り替えに、減速から停車への移行をあらわす減速停車情報として、変速機入力回転数、又は、車速を用い、
前記スリップイン車速から変速機入力回転数又は車速が、所定回転数又は所定車速まで下がるまでのスリップイン制御の前半域では、緩やかなモータトルクの傾きによる一定の上昇勾配とし、変速機入力回転数又は車速が、所定回転数又は所定車速まで下がった後のスリップイン制御の後半域では、停車に近づくほど勾配角度が次第に増大する上昇勾配にする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記コントローラは、前記減速停車情報として変速機入力回転数と車速を用い、前記変速機入力回転数により決められた上昇勾配と、前記車速により決められた上昇勾配とのうち、より大きい上昇勾配を選択する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記摩擦クラッチは、締結/開放作動を油圧により行う油圧クラッチであり、
前記コントローラは、スリップイン制御の後半域での前記モータトルクの上昇勾配を、クラッチ作動油温が低温であるほど急な勾配角度にする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記コントローラは、車速の低下にしたがって順に協調回生制御→ギアガタ詰め制御→スリップイン制御と遷移するとき、前記スリップイン車速を、前記ギアガタ詰め制御を終了する前の車速に設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項5に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、駆動態様として、前記モータのみを駆動源とするEVモードと、前記エンジンと前記モータを駆動源とするHEVモードと、を有し、
前記コントローラは、前記スリップイン車速を、協調回生制御を伴う前記EVモードでの減速時、協調回生制御を伴う前記HEVモードでの減速時よりも低車速にする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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