JP6638356B2 - ハイブリッド車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Description
走行モードとして、第1摩擦締結要素を締結すると共に第2摩擦締結要素をスリップ締結するエンジン使用スリップ走行モードと、第1摩擦締結要素を解放すると共に第2摩擦締結要素をスリップ締結し、モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行するモータ使用スリップ走行モードを有する。
このハイブリッド車両の制御方法において、モータ使用スリップ走行モードの選択による登坂路発進の際、駆動輪のタイヤスリップ状態が検出されると、モータ使用スリップ走行モードからエンジン使用スリップ走行モードへモード遷移する。エンジン使用スリップ走行モードの選択中に登坂路の路面摩擦係数を判定し、路面摩擦係数がタイヤグリップ性を有する高μ路であると判定されると、エンジン使用スリップ走行モードからモータ使用スリップ走行モードへモード遷移する。
即ち、タイヤスリップ状態の検出は、登坂路の路面摩擦係数が、タイヤが滑りやすい低μ路のときに検出されるだけではなく、例えば、駆動輪の片輪側タイヤが空転すると、高μ路であってもタイヤスリップ状態であると検出される点に着目した。そこで、タイヤスリップ状態の検出に基づきモータ使用スリップ走行モードからエンジン使用スリップ走行モードへモード遷移されると、登坂路の路面摩擦係数が低μ路であるか高μ路であるかの切り分け判定をする。高μ路であると判定されると、エンジン使用スリップ走行モードからモータ使用スリップ走行モードへモード遷移される。つまり、第2摩擦締結要素温度や車体速にかかわらず、スリップ量の維持により単位時間当たりの発熱量を抑えるモータ使用スリップ走行モードの選択を許可する。
この結果、高μ登坂路での発進の際、タイヤスリップ検出に基づきモータ使用スリップ走行モードの選択が許可されないとき、第2摩擦締結要素の発熱を防止することができる。
実施例1における制御方法及び制御装置は、1モータ・2クラッチ形式によるFRハイブリッド車両に適用したものである。以下、実施例1のFRハイブリッド車両の制御方法及び制御装置の構成を、「パワートレイン構成」、「制御システム構成」、「モード選択制御処理構成」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FRハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。以下、図1に基づきパワートレイン構成を説明する。
図2は制御システム構成を示し、図3は統合コントローラ30の演算ブロックを示し、図4(a)は目標定常トルクマップを示し、図4(b)はMGアシストトルクマップを示す。図5はモードマップ選択部の選択ロジックを示し、図6は「通常モードマップ」を示し、図7は「MWSC対応モードマップ」を示し、図8は「MWSCモード」の選択が許可されないときの「MWSC対応モードマップ」を示す。以下、図2〜図8に基づいて制御システム構成を説明する。
示すMGアシストトルクマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、目標定常トルクとMGアシストトルクを算出する。
即ち、アクセル開度APOが大きいときの要求を、アイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引上げてより大きなトルクを出力させれば、例え第1設定車速VSP1よりも高い車速まで「WSCモード」であっても、短時間で「WSCモード」から「HEVモード」に移行することができる。この場合が図6に示す第2設定車速VSP1’まで広げられたWSC領域である。
図9は、実施例1の統合コントローラ30にて実行されるモード選択制御処理の流れを示す。以下、モード選択制御処理構成をあらわす図9の各ステップについて説明する。なお、このモード選択制御処理は、図7に示す「MWSC対応モードマップ」が選択されている所定勾配以上の登坂路における停車時や発進時や走行中に開始される。
ここで、「高μ路判定カウント値」は、初期設定値が0(ゼロ)で、ステップS5及びステップS6の条件が連続して成立するときに加算されて値が増加する。
実施例1のFRハイブリッド車両の制御装置及び制御方法における作用を、「モード選択制御処理作用」、「WSCモードとMWSCモード」、「モード選択制御の対比作用」、「高μ登坂路発進時におけるCL2温度上昇抑制作用」、「モード選択制御での特徴作用」に分けて説明する。
実施例1の統合コントローラ30にて実行されるモード選択制御処理作用を、図9に基づいて説明する。
以下、モード選択制御処理作用において、登坂路発進領域で選択される走行モードである「WSCモード」と「MWSCモード」の詳細について説明する。
図10Aは通常時の「WSCモード」におけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×1速ギヤ比の特性を示し、図10Bはスリップ時の「WSCモード」におけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×1速ギヤ比の特性を示す。
図11Aは通常時の「MWSCモード」におけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×1速ギヤ比の特性を示し、図11Bはスリップ時の「MWSCモード」におけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×1速ギヤ比の特性を示す。
タイヤスリップ状態の検出に基づいて「MWSCモード」の選択が不許可になったとき、「MWSCモード」の選択許可条件に高μ路判定条件が含まれないものを比較例とする。この比較例でのモード選択制御作用を、図12に基づいて説明する。
一般的に、図14に示すように、氷雪路等による低μ路Cでの登坂路発進時には、タイヤ7,7がタイヤスリップ状態となる。この場合、低μ路Cでの登坂路発進時であることで、高μ路判定条件が成立しない。このため、第2クラッチ温度条件や車体速度条件が成立するまで「WSCモード」の選択が維持されることになる。
即ち、車両が図15の矢印Gに示す位置でフル転舵状態にすると、前輪側のタイヤのうち右前輪タイヤが先に高μ登坂路Fに乗り上げるために車体が傾き、後輪側のタイヤ7,7のうち旋回内輪側のタイヤ7(点線)が浮き上がり、タイヤ空転が発生する。このタイヤ7,7のうち片輪にタイヤ空転が発生すると、駆動輪速平均値が高くなり、タイヤスリップ状態であると検出される。
特に、第2クラッチ温度条件の成立まで待って「MWSCモード」へ移行する1点鎖線特性Hの場合は、第2クラッチ温度が過熱温度閾値に到達する時刻t3までに「HEVモード」へ移行しないと、時刻t3にて第2クラッチ5の過熱保護制御が開始されることになる。しかし、高μ路判定条件の成立により「MWSCモード」へ移行する実線特性Iの場合は、時刻t3に到達するまでに「HEVモード」へ移行しなくても、第2クラッチ温度が過熱温度閾値から離れた低温域にある。このため、高μ路判定条件を加えたモード選択制御の場合には、第2クラッチ5の過熱保護制御が開始されるのを回避することができる。
実施例1では、タイヤスリップ状態の検出に基づき「MWSCモード」の選択を許可しないとき、登坂路の路面摩擦係数が判定され、高μ路であると判定されると、「MWSCモード」の選択を許可する。
即ち、タイヤスリップ状態の検出は、登坂路の路面摩擦係数が、タイヤが滑りやすい低μ路のときに検出されるだけではなく、例えば、駆動輪の片輪浮き上がりによりタイヤが空転すると、高μ路であってもタイヤスリップ状態であると検出される点に着目した。そこで、タイヤスリップ状態の検出に基づき「MWSCモード」の選択を許可しないとき、登坂路の路面摩擦係数が低μ路であるか高μ路であるかの切り分け判定をする。高μ路であると判定されると、そのときの第2クラッチ温度や車体速にかかわらず、小さなスリップ量ΔCL2を維持することにより単位時間当たりの発熱量を抑える「MWSCモード」の選択を許可する。この結果、高μ登坂路での発進の際、タイヤスリップ検出に基づき「MWSCモード」の選択が許可されないとき、第2クラッチ5の発熱が防止される。
即ち、低μ路の場合は、駆動トルクが低くてもタイヤスリップ状態になりやすく、駆動トルクが高いとタイヤスリップ状態に陥る。この点に着目し、タイヤグリップ条件と駆動トルク条件が共に成立することで、“低μ路ではない”ことを検知すれば、その裏返しとして高μ路であると検知することになる。
従って、高μ路センサを用いることなく、タイヤグリップ情報と駆動トルク情報を用い、精度良く高μ路判定が行われる。
即ち、高μ登坂路を微速(停止を含む)で発進すると、車両の運転点(APO,VSP)が「WSCモード」と「MWSCモード」とが重なり合う領域内に存在したままとなる。このとき、「MWSCモード」の選択中、タイヤスリップ状態の検出に基づき「WSCモード」へモード遷移すると、第2クラッチ5のスリップ量ΔCL2が拡大し、第2クラッチ5のスリップ締結状態が確保される。「WSCモード」の選択中、高μ路判定に基づき「MWSCモード」へモード遷移すると、第2クラッチ5のスリップ量ΔCL2が抑えられ、第2クラッチ5の温度上昇が抑制される。
従って、高μ登坂路を微速発進する際、タイヤスリップ状態になったときの第2クラッチ5のスリップ締結状態確保と、高μ路であると判定されたときの第2クラッチ5の温度上昇抑制と、の両立が図られる。
実施例1のFRハイブリッド車両の制御装置及び制御方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
モータ(モータジェネレータ2)と駆動輪(タイヤ7,7)の間に介装され、モータと駆動輪とを断接する第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)と、を備え、
登坂路発進の際、駆動輪(タイヤ7,7)のタイヤスリップ状態が検出されると、第1摩擦締結要素(第1クラッチ4)を解放すると共に第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)をスリップ締結し、モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行するモータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可しないハイブリッド車両(FRハイブリッド車両)の制御方法において、
モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可しないとき、登坂路の路面摩擦係数を判定し、路面摩擦係数がタイヤグリップ性を有する高μ路であると判定されると、モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可する(図9)。
このため、高μ登坂路での発進の際、タイヤスリップ検出に基づきモータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択が許可されないとき、第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)の発熱を防止するハイブリッド車両(FRハイブリッド車両)の制御方法を提供することができる。
このため、(1)の効果に加え、高μ路センサを用いることなく、タイヤグリップ情報と駆動トルク情報を用い、精度良く高μ路判定を行うことができる。
車両の運転点(APO,VSP)がエンジン使用スリップ走行モード(「WSCモード」)とモータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)とが重なり合う領域内に存在するとき、モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択中にタイヤスリップ状態であると検出されると、エンジン使用スリップ走行モード(「WSCモード」)へモード遷移し(図9のS2)、エンジン使用スリップ走行モード(「WSCモード」)の選択中に高μ路であると判定されると、モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)へモード遷移する(図9のS11)。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、高μ登坂路を微速発進する際、タイヤスリップ状態になったときの第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)のスリップ締結状態確保と、高μ路であると判定されたときの第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)の温度上昇抑制と、の両立を図ることができる。
モータ(モータジェネレータ2)と駆動輪(タイヤ7,7)の間に介装され、モータと駆動輪とを断接する第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)と、
登坂路発進の際、駆動輪(タイヤ7,7)のタイヤスリップ状態が検出されると、第1摩擦締結要素(第1クラッチ4)を解放すると共に第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)をスリップ締結し、モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行するモータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可しない制御を行うモード選択コントローラ(統合コントローラ30)と、
を備えるハイブリッド車両(FRハイブリッド車両)の制御装置において、
モード選択コントローラ(統合コントローラ30)は、モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可しないとき、登坂路の路面摩擦係数を判定し、路面摩擦係数がタイヤグリップ性を有する高μ路であると判定されると、モータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択を許可する制御処理を実行する(図9)。
このため、高μ登坂路での発進の際、タイヤスリップ検出に基づきモータ使用スリップ走行モード(「MWSCモード」)の選択が許可されないとき、第2摩擦締結要素(第2クラッチ5)の発熱を防止するハイブリッド車両(FRハイブリッド車両)の制御装置を提供することができる。
2 モータジェネレータ(モータ)
3 自動変速機
4 第1クラッチ(第1摩擦締結要素)
5 第2クラッチ(第2摩擦締結要素)
7,7 タイヤ(駆動輪)
18 車輪速センサ
19 CL2温度センサ
30 統合コントローラ(モード選択コントローラ)
Claims (5)
- エンジンとモータの間に介装され、前記エンジンと前記モータとを断接する第1摩擦締結要素と、
前記モータと駆動輪の間に介装され、前記モータと前記駆動輪とを断接する第2摩擦締結要素と、を備え、
走行モードとして、前記第1摩擦締結要素を締結すると共に前記第2摩擦締結要素をスリップ締結するエンジン使用スリップ走行モードと、前記第1摩擦締結要素を解放すると共に前記第2摩擦締結要素をスリップ締結し、モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行するモータ使用スリップ走行モードを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記モータ使用スリップ走行モードの選択による登坂路発進の際、前記駆動輪のタイヤスリップ状態が検出されると、前記モータ使用スリップ走行モードから前記エンジン使用スリップ走行モードへモード遷移し、
前記エンジン使用スリップ走行モードの選択中に登坂路の路面摩擦係数を判定し、
前記路面摩擦係数がタイヤグリップ性を有する高μ路であると判定されると、前記エンジン使用スリップ走行モードから前記モータ使用スリップ走行モードへモード遷移する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御方法において、
前記モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行する前記モータ使用スリップ走行モードは、前記モータの目標回転数を前記エンジンのアイドル回転数よりも低い回転数に設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項1又は2に記載されたハイブリッド車両の制御方法において、
前記駆動輪がタイヤグリップ状態で、かつ、目標駆動トルクが閾値以上である状態が所定時間以上継続すると、高μ路であると判定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項1から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方法において、
登坂路発進の際、車両の運転点が前記エンジン使用スリップ走行モードと前記モータ使用スリップ走行モードとが重なり合う領域内に存在する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - エンジンとモータの間に介装され、前記エンジンと前記モータとを断接する第1摩擦締結要素と、
前記モータと駆動輪の間に介装され、前記モータと前記駆動輪とを断接する第2摩擦締結要素と、
前記第1摩擦締結要素を締結すると共に前記第2摩擦締結要素をスリップ締結するエンジン使用スリップ走行モードと、前記第1摩擦締結要素を解放すると共に前記第2摩擦締結要素をスリップ締結し、モータ回転数制御により所定のスリップ量を維持しながら走行するモータ使用スリップ走行モードを選択するモード選択コントローラと、
を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード選択コントローラは、
前記モータ使用スリップ走行モードの選択による登坂路発進の際、前記駆動輪のタイヤスリップ状態が検出されると、前記モータ使用スリップ走行モードから前記エンジン使用スリップ走行モードへモード遷移し、
前記エンジン使用スリップ走行モードの選択中に登坂路の路面摩擦係数を判定し、
前記路面摩擦係数がタイヤグリップ性を有する高μ路であると判定されると、前記エンジン使用スリップ走行モードから前記モータ使用スリップ走行モードへモード遷移する制御処理を実行する
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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