JP6492908B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、加速応答性を確保可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
図1は、実施例1のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例1におけるハイブリッド車の駆動系は、内燃機関であるエンジンEと、第1クラッチCL1と、駆動用モータとして機能するモータジェネレータMGと、第2クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL(駆動輪)と、右後輪RR(駆動輪)と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
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、ダイヤフラムスプリング等の付勢力によって常時締結可能な乾式クラッチであり、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、スリップしながらトルク伝達を行う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、AT油圧コントロールユニット8により作り出された制御油圧により、スリップしながらトルク伝達を行うスリップ締結を含み締結・開放が制御される。
SSGコントローラSSGCUは、統合コントローラ10からの指令信号に基づいてモータSSGをスタータモータ機能及びオルタネータ機能として動作させる指令を出力する。
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、ドライバ要求トルクTdd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。シフトマップには、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいてあらかじめ目標変速段が設定されている。
ステップS1では、第1クラッチ無駄時間経過後の第1クラッチトルク容量Tcl1_Lを演算する。演算の詳細については後述する。
ステップS2では、第1クラッチ無駄時間経過後の第2クラッチトルク容量Tcl2_Lを演算する。演算の詳細については後述する。
ステップS3では、第1クラッチ締結判定用の回転数Ncnclを演算する。
ステップS4では、エンジン回転数Neが第1クラッチ締結判定用の回転数Ncncl以上か否かを判断し、回転数Ncncl以上のときはステップS9に進んで第1クラッチCL1を完全締結する指令を出力する。それ以外のときはステップS5に進む。
ステップS6では、モータジェネレータトルクの最大トルクTmmaxに到達していることから、モータジェネレータMGの負荷をこれ以上増大させないように、Tcl1_2を演算する。尚、演算内容の詳細は後述する。
ステップS7では、第1クラッチトルク指令値をTcl1_2に設定する。
ステップS8では、モータジェネレータトルクの最大トルクTmmaxに到達していないことから、余裕があると判断して第1クラッチトルク指令値をTcl1_1に設定する。
時刻t1において、エンジン始動開始指令が出力されると、モータSSGをONとしてクランキングを行うと共に、同時に第1クラッチCL1の容量指令値を第1所定値Tcl1_1まで上昇させ、その後所定条件が成立したときに第2所定値Tcl1_2まで容量指令値を低下させる。指令値を低下させる条件を下記式(1)に示す。
Tmmax≦Tcl1_L+Tcl2_L
Tcl1_L:第1クラッチ無駄時間後の第1クラッチトルク容量
Tcl2_L:第1クラッチ無駄時間後の第2クラッチトルク容量
ここで、第1クラッチ無駄時間とは、第1クラッチCL1に指令値を出力後、実際に第1クラッチCL1が指令値に応じた容量を持つまでにかかる時間である。
〔式(2)〕
Tmmax−Tcl1margin−Tcl2margin≦Tcl1_L+Tcl2_L
Tcl1margin:第1クラッチCL1のトルク容量ばらつき
Tcl2margin:第2クラッチCL2のトルク容量ばらつき
Tcl1=(1/(τcl12×s2+2τcl1×s+1))×e-Lcl1×s×Tcl1*
Tcl1:第1クラッチトルク容量
Tcl1*:第1クラッチトルク容量指令値
τcl1:第1クラッチ応答時定数
Lcl1:第1クラッチ無駄時間
〔式(4)〕
Tcl1_L=(1/(τcl12×s2+2τcl1×s+1))×Tcl1*
次に、第1クラッチ無駄時間経過後の第2クラッチトルク容量は、無駄時間と一次遅れの応答となるので、下記式(5)となる。
〔式(5)〕
Tcl2=(1/(τcl2×s+1))×e-Lcl2×s×Tcl2*
Tcl2:第2クラッチトルク容量
Tcl2*:第2クラッチトルク容量指令値
τcl2:第2クラッチ応答時定数
Lcl2:第2クラッチ無駄時間
これにより、第1クラッチ無駄時間経過後の第2クラッチトルク容量は、下記式(6)により表される。
〔式(6)〕
τcl2_L=(1/(τcl2×s+1))×e-(Lcl2-Lcl1)×s×Tcl2*
〔式(7)〕
T'cl1_2=Tmmax−Td−Tcl1margin−Tcl2margin
T'cl1_2>0:Tcl1_2=T'cl1_2
T'cl1_2≦0:Tcl1_2=0
Td:目標駆動力
T'cl1_2:前回のTcl1_2からステップ的に減少させた値
(1)エンジンEとモータジェネレータMG(駆動用モータ)とを断接可能な第1クラッチCL1と、モータジェネレータMGと駆動輪とを断接可能な第2クラッチCL2と、エンジンEを始動可能なモータSSG(始動用モータ)と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
第1クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、第2クラッチCL2を締結し、モータトルクにより走行するEV走行モード(モータ走行モード)と、
第1クラッチCL1を締結し、第2クラッチCL2を締結し、エンジントルクにより走行するHEV走行モード(エンジン走行モード)と、
EV走行モードでの走行中、エンジンEを始動して第1クラッチCL1を締結し、HEV走行モードに遷移する統合コントローラ10(モード遷移制御手段)と、
を有し、
統合コントローラ10は、モータSSGのトルクを用いると共に、第1クラッチCL1を介してモータジェネレータMGのトルクを用いてエンジンEを始動する。
よって、モータジェネレータMGの余剰トルクをエンジンクランキングに使用することができ、エンジン始動時間を短縮できる。
よって、各クラッチの無駄時間及び応答遅れを考慮することで、モータトルクの最大トルクTmmaxまで使い切ることができる。また、第1クラッチCL1が持つ無駄時間の先読みをすることで、トルク低下時にモータジェネレータトルクTmgが飽和することを回避できる。尚、各クラッチのばらつきを考慮し、Tcl1_LとTcl2_Lの合計値が最大トルクTmmaxよりも低めの値に到達した段階でTcl1_1からTcl1_2(0Nm)に低下させてもよい。
よって、車両駆動力に応じて第1クラッチトルク容量を可変とすることができ、モータジェネレータMGの余剰トルク利用率を向上できる。
すなわち、第1クラッチトルク容量をステップ的にではなく、徐々に低下させる場合、微小変化に対する追従性の悪化に伴いモータジェネレータトルクが飽和する場合がある。これに対し、ステップ的に低下させることで、追従性が不十分な場合であってもモータジェネレータトルクの飽和を回避できる。
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。例えば、実施例では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。また、実施例では、エンジン完爆をエンジン回転数に基づいて判定したが、燃料噴射やエンジン流入空気量に基づいてエンジン完爆を判定してもよい。
2 モータコントローラ
10 統合コントローラ
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
E エンジン
MG モータジェネレータ
RR,RL 駆動輪
Claims (2)
- エンジンと駆動用モータとを断接可能な第1クラッチと、前記駆動用モータと駆動輪とを断接可能な第2クラッチと、前記エンジンを始動可能な始動用モータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第1クラッチを解放し、前記エンジンを停止し、前記第2クラッチを締結し、モータトルクにより走行するモータ走行モードと、
前記第1クラッチを締結し、前記第2クラッチを締結し、エンジントルクにより走行するエンジン走行モードと、
前記モータ走行モードでの走行中、前記エンジンを始動して前記第1クラッチを締結し、前記エンジン走行モードに遷移するモード遷移制御手段と、
を有し、
前記モード遷移制御手段は、前記エンジンを前記始動用モータのトルクを用いて始動すると共に前記第1クラッチの第1クラッチトルク容量指令値を第1所定値まで上昇させた後、
前記第1クラッチの容量応答が持つ無駄時間経過後の第1クラッチトルク容量と、前記無駄時間経過後の第2クラッチトルク容量との合計値が、前記駆動用モータの停動トルクに到達したときは、
前記第1クラッチトルク容量指令値を前記第1所定値から、前記第1所定値よりも小さな値であって前記駆動用モータの停動トルクから前記第2クラッチトルク容量指令値を引いた値と、0とのうち大きい方の値に設定された第2所定値に低下させ、
エンジン回転数が完爆を表す所定回転数まで上昇したときは、前記第1クラッチを完全締結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に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、前記第1クラッチトルク容量指令値を前記第1所定値から前記第2所定値に低下させるときは、ステップ的に低下させ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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