JP2008162348A - パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギヤ段を形成する際に発生し得るショックを低減する。
【解決手段】ECUは、エンジンが自立運転中でない場合(S100にてNO)、もしくは走行レンジにNレンジが選択されていない場合(S110にてNO)、動力分割機構のサンギヤの回転数NS(第1MGの回転数)のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「A」、「B」、「C」を用いるステップ(S130)と、エンジンが自立運転中であり(S100にてYES)、かつ走行レンジにNレンジが選択されていると(S110にてYES)、動力分割機構のリングギヤの回転数NRのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「X」、「Y」、「Z」を用いるステップ(S120)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図6
【解決手段】ECUは、エンジンが自立運転中でない場合(S100にてNO)、もしくは走行レンジにNレンジが選択されていない場合(S110にてNO)、動力分割機構のサンギヤの回転数NS(第1MGの回転数)のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「A」、「B」、「C」を用いるステップ(S130)と、エンジンが自立運転中であり(S100にてYES)、かつ走行レンジにNレンジが選択されていると(S110にてYES)、動力分割機構のリングギヤの回転数NRのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「X」、「Y」、「Z」を用いるステップ(S120)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図6
Description
本発明は、パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、回転電機に連結される回転要素の回転数が目標回転数になるように制御する技術に関する。
従来より、内燃機関および回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じて内燃機関および回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主に内燃機関を用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機を用いて無段変速機として機能する差動機構を備えたものがある。
特開2005−337491号公報(特許文献1)は、エンジンに連結された第1要素、第1電動機(回転電機)に連結された第2要素、および第2電動機に連結された第3要素から構成される差動機構を有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、無段変速部と車輪との間に設けられた変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置を開示する。特許文献1に記載の制御装置は、変速部の変速の際には、無段変速部と変速部とで形成される変速比を連続させるように、変速に同期して無段変速部の変速を実行する無段変速制御部を含む。
この公報に記載の制御装置によれば、無段変速部と変速部とで形成される変速比すなわち無段変速部の変速比と変速部の変速比とに基づいて形成される変速比である総合変速比が連続的に変化される。これにより、変速部の変速前後でエンジン回転速度(回転数)を連続的に変化させて変速ショックが低減される。
特開2005−337491号公報
特開2005−337491号公報に記載の車両用駆動装置のように、車輪と無段変速部との間に、無段変速部とは異なる変速部を設けた場合、変速部がニュートラル状態であると、無段変速部の出力軸回転数は車速に制限されない任意の値をとることが可能である。ところが、車両の走行中に変速部がニュートラル状態でなくなる場合において、無段変速部の出力軸回転数が車速に対して過大であったり不足していると、ショックが発生し得る。しかしながら、特開2005−337491号公報には、このような課題に対する記載は何等ない。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ショックを低減することができるパワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
第1の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素および内燃機関に連結される第3の回転要素を有する差動機構と、第2の回転要素に連結され、第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する第1の状態および第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する第2の状態とを切換可能な切換機構とを備えるパワートレーンの制御装置である。この制御装置は、第1の状態において、第1のゲインを用いてパワートレーンを制御するための第1の制御手段と、第2の状態において、第2の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第2のゲインを用いてパワートレーンを制御するための第2の制御手段とを含む。第5の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第1の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
第1または第5の発明によると、差動機構は、第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素および内燃機関に連結される第3の回転要素を有する。第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する第1の状態においては、第1のゲインを用いてパワートレーンが制御される。第2の回転要素から車輪へのトルクの伝達が遮断される第2の状態においては、第2の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第2のゲインを用いてパワートレーンが制御される。これにより、第1の状態および第2の状態のそれぞれに適したゲインを用いてパワートレーンを制御することができる。そのため、第2の状態においては、たとえば、第2の状態から第1の状態に移行する際にショックが発生し難い目標回転数になるように、切替機構に連結される第2の回転要素の回転数を精度よく制御することができる。その結果、ショックを低減することができるパワートレーンの制御装置もしくは制御方法を提供することができる。
第2の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、第1の制御手段は、第1の状態において、第1のゲインを用いてパワートレーンの第1の回転電機を制御するための手段を含む。第2の制御手段は、第2の状態において、第2のゲインを用いてパワートレーンの第1の回転電機を制御するための手段を含む。第6の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第2の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
第2または第6の発明によると、第1の状態において、第1のゲインを用いてパワートレーンの第1の回転電機が制御される。第2の状態において、第2のゲインを用いてパワートレーンの第1の回転電機が制御される。これにより、第1の状態および第2の状態のそれぞれに適したゲインを用いて第1の回転電機を制御することができる。そのため、第2の状態においては、たとえば、第2の状態から第1の状態に移行する際にショックが発生し難い目標回転数になるように、第1の回転電機を用いて第2の回転要素の回転数を精度よく制御することができる。その結果、ショックを低減することができる。
第3の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、第1のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである。第2のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである。第7の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第3の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
第3または第7の発明によると、比例制御、積分制御、微分制御のうちの少なくともいずれか一つの制御技術を用いて制御されるパワートレーンにおいて、ショックを低減することができる。
第4の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて第2のゲインを補正するための手段をさらに含む。第8の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第4の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
第4または第8の発明によると、切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離に応じてパワートレーンのフリクションなどが変化するため、第2のゲインが補正される。これにより、パワートレーンの状態に適したゲインを用いてパワートレーンを精度よく制御することができる。
第9の発明に係るプログラムは、第5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第10の発明に係る記録媒体は、第5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
第9または第10の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第5〜8のいずれかの発明に係るパワートレーンの制御方法を実現することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、FR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよい。
ハイブリッド車は、駆動源としてのハイブリッドシステム100と、オートマチックトランスミッション400と、プロペラシャフト500と、デファレンシャルギヤ600と、後輪700と、ECU(Electronic Control Unit)800とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU800のROM(Read Only Memory)802に記録されたプログラムを実行することにより実現される。このハイブリッド車のパワートレーンは、ハイブリッドシステム100とオートマチックトランスミッション400とを含む。
ハイブリッドシステム100のエンジン200は、インジェクタ202から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
オートマチックトランスミッション400は、ハイブリッドシステム100の出力軸に連結される。オートマチックトランスミッション400から出力された駆動力は、プロペラシャフト500およびデファレンシャルギヤ600を介して、左右の後輪700に伝達される。
ECU800には、シフトレバー804のポジションスイッチ806と、アクセルペダル808のアクセル開度センサ810と、ブレーキペダル812の踏力センサ814と、電子スロットルバルブ816のスロットル開度センサ818と、エンジン回転数センサ820と、入力軸回転数センサ822と、出力軸回転数センサ824と、油温センサ826と、水温センサ828とがハーネスなどを介して接続されている。
シフトレバー804の位置(ポジション)は、ポジションスイッチ806により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。シフトレバー804の位置に対応して、オートマチックトランスミッション400における変速が自動で行なわれる。
アクセル開度センサ810は、アクセルペダル808の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。踏力センサ814は、ブレーキペダル812の踏力(運転者がブレーキペダル812を踏む力)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
スロットル開度センサ818は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ816の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。電子スロットルバルブ816により、エンジン200に吸入される空気量(エンジン200の出力)が調整される。
なお、電子スロットルバルブ816の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ(図示せず)や排気バルブ(図示せず)のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン200に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
エンジン回転数センサ820は、エンジン200の出力軸(クランクシャフト)の回転数(エンジン回転数NE)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。入力軸回転数センサ822は、オートマチックトランスミッション400の入力軸回転数NIを検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。出力軸回転数センサ824は、オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
オートマチックトランスミッション400の出力軸回転数NOからハイブリッド車の走行距離が算出される。算出された走行距離は、ECU800のメモリに記憶される。なお、走行距離を算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
油温センサ826は、オートマチックトランスミッション400の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表す信号をECU800に送信する。
水温センサ828は、エンジン200の冷却水の温度(水温)を検出し、検出結果を表わす信号をECU800に送信する。
ECU800は、ポジションスイッチ806、アクセル開度センサ810、踏力センサ814、スロットル開度センサ818、エンジン回転数センサ820、入力軸回転数センサ822、出力軸回転数センサ824、油温センサ826、水温センサ828などから送られてきた信号、ROM802に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
図2を参照して、ハイブリッドシステム100およびオートマチックトランスミッション400についてさらに説明する。
ハイブリッドシステム100は、エンジン200と、動力分割機構310と、第1MG(Motor Generator)311と、第2MG312とを含む。動力分割機構310は、入力軸302に入力されたエンジン200の出力を第1MG311および出力軸304に分割する。動力分割機構310は、プラネタリギヤ320から構成される。
プラネタリギヤ320は、サンギヤ322、ピニオンギヤ324、ピニオンギヤ324を自転および公転可能に支持するキャリア326、ピニオンギヤ324を介してサンギヤ322と噛み合うリングギヤ328を含む。
動力分割機構310において、キャリア326は入力軸302すなわちエンジン200に連結される。サンギヤ322は第1MG311に連結される。リングギヤ328は出力軸304に連結される。
動力分割機構310は、サンギヤ322、キャリア326、リングギヤ328が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構310の差動機能により、エンジン200の出力が第1MG311と出力軸304とに分配される。
分配されたエンジン200の出力の一部を用いて第1MG311が発電したり、第1MG311が発電した電力を用いて第2MG312が回転駆動したりすることにより、動力分割機構310は、無段変速機として機能する。
第1MG311および第2MG312は、三相交流回転電機である。第1MG311は、動力分割機構310のサンギヤ322に連結される。第2MG312は、ロータが出力軸304と一体的に回転するように設けられる。
第1MG311および第2MG312は、たとえばアクセル開度および車速などから算出されるオートマチックトランスミッション400の目標出力トルクを満足し、かつエンジン200において最適な燃費を実現するように制御される。
オートマチックトランスミッション400は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース402内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸404と、出力回転部材としての出力軸406とを含む。
入力軸404は、動力分割機構310の出力軸304に連結される。したがって、オートマチックトランスミッション400の入力軸回転数NIと動力分割機構310の出力軸回転数、すなわちリングギヤ328の回転数NRとは同じである。
オートマチックトランスミッション400は、シングルピニオン型の第1プラネタリギヤ(P1)410および第2プラネタリギヤ(P2)420と、C1クラッチ431、C2クラッチ432、C3クラッチ433、B1ブレーキ441およびB2ブレーキ442の5つの摩擦係合要素とを含む。
さらに、オートマチックトランスミッション400は、ワンウェイクラッチ(F)450を含む、ワンウェイクラッチ(F)450は、インナーレース452とアウターレース454との相対的な回転を一方向について許容し、逆方向について規制する。なお、本実施の形態において、ワンウェイクラッチ(F)450の係合状態とは、インナーレース452とアウターレース454との相対的な回転が規制された状態を意味する。
第1プラネタリギヤ(P1)410は、サンギヤ(S1)412と、キャリア(CA1)414と、リングギヤ(R1)416とを含む。サンギヤ(S1)412は、C3クラッチ433の係合により入力軸404と連結される。また、サンギヤ(S1)412は、B1ブレーキ441の係合によりケース402に固定される。
キャリア(CA1)414は、C2クラッチ432の係合により入力軸404と連結される。また、キャリア(CA1)414は、B2ブレーキ442もしくはワンウェイクラッチ(F)450の係合によりケース402に固定される。リングギヤ(R1)416は、出力軸406に連結される。
第2プラネタリギヤ(P2)420は、サンギヤ(S2)422と、キャリア(CA2)424と、リングギヤ(R2)426とを含む。サンギヤ(S2)422は、C1クラッチ431の係合により入力軸404と連結される。
キャリア(CA2)424は、出力軸406に連結される。リングギヤ(R2)426は、第1プラネタリギヤ(P1)410のキャリア(CA1)414に連結される。したがって、リングギヤ(R2)426は、B2ブレーキ442もしくはワンウェイクラッチ(F)450の係合によりケース402に固定される。
オートマチックトランスミッション400の摩擦係合要素を予め定められた組合わせで係合することにより、オートマチックトランスミッション400において所望のギヤ段が形成される。
本実施の形態においては、車両の駆動時(駆動源の駆動力による走行時)において、C1クラッチ431およびワンウェイクラッチ(F)450の係合により、1速ギヤ段が形成される。車両の被駆動時において、C1クラッチ431およびB2ブレーキ442の係合により、1速ギヤ段が形成される。
C1クラッチ431およびB1ブレーキ441の係合により、2速ギヤ段が形成される。C1クラッチ431およびC2クラッチ432の係合により、3速ギヤ段が形成される。オートマチックトランスミッション400における変速は、たとえば変速線図に基づいて行なわれる。
オートマチックトランスミッション400においてギヤ段が形成された状態では、動力分割機構310のリングギヤ328からオートマチックトランスミッション400に入力されるトルク(ハイブリッドシステム100の出力トルク)が駆動輪である後輪700に伝達される。
オートマチックトランスミッション400のニュートラル状態においては、全ての摩擦係合要素が解放状態にされる。ニュートラル状態では、動力分割機構310のリングギヤ328から後輪700へのトルクの伝達が遮断される。
C1クラッチ431、C2クラッチ432、C3クラッチ433、B1ブレーキ441およびB2ブレーキ442は、油圧により作動する。本実施の形態において、ハイブリッド車には、図3に示すように、各摩擦係合要素に対して油圧を給排してその係合・解放の制御を行なう油圧制御装置900が設けられる。
この油圧制御装置900は、機械式オイルポンプ910と電動オイルポンプ920と、これらのオイルポンプ910,920で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を各摩擦係合要素に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路930とを含む。
機械式オイルポンプ910は、エンジン200によって駆動されて油圧を発生するポンプである。機械式オイルポンプ910は、キャリア326と同軸上に配置され、エンジン200からトルクを受けて動作するようになっている。すなわち、キャリア326が回転することにより機械式オイルポンプ910が駆動せしめられて、油圧が発生する。
これに対して電動オイルポンプ920は、モータ(図示せず)によって駆動されるポンプである。電動オイルポンプ920は、ケース402の外部などの適宜の箇所に取り付けられる。電動オイルポンプ920は、所望の油圧を発生するように、ECU800により制御される。たとえば、電動オイルポンプ920の回転数等がフィードバック制御される。
電動オイルポンプ920の回転数は、回転数センサ830により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。また、電動オイルポンプ920からの吐出圧は、油圧センサ832により検出され、検出結果を表す信号がECU800に送信される。電動オイルポンプ920は、DC/DCコンバータ940を介してバッテリ942から供給される電力により作動する。
油圧回路930は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ(それぞれ図示せず)を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、ECU800により行なわれる。
なお、各オイルポンプ910,920の吐出側には、それぞれのオイルポンプ910,920の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁912,922が設けられ、かつ油圧回路930に対してこれらのオイルポンプ910,920は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ(図示せず)は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
図4を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU800の機能について説明する。なお、以下に説明するECU800の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
ECU800は、第1フィードバック制御部841と、第2フィードバック制御部842と、フィードバックゲイン補正部844とを含む。
第1フィードバック制御部841は、車両の走行レンジにD(ドライブ)レンジもしくはR(リバース)レンジが選択されている状態、すなわちギヤ段が形成される状態において、第1MG311の回転数、すなわち動力分割機構310のサンギヤ322の回転数NSのフィードバック制御を実行する。
サンギヤ322の回転数NSは、たとえば、エンジン回転数NE、リングギヤ328の回転数NRおよびプラネタリギヤ320のギヤ比ρに基づいて算出される。なお、サンギヤ322の回転数NSを得る方法は、これに限らない。
サンギヤ322の回転数NSの回転数は、たとえば、第1MG311を用いてエンジン回転数NEを増減する場合、第1MG311の回転数が制限される場合などにおいて定められる目標回転数NS(T)になるようにフィードバック制御される。
サンギヤ322の回転数NSのフィードバック制御には、下記の式(1)による比例制御、積分制御および微分制御が用いられる。なお、式(1)における「FB(S)」は、フィードバック補正量である。
「ΔNS(P)」は、目標回転数NS(T)とサンギヤ322の回転数NSとの差(NS(T)−NS)である。「ΔNS(I)」は、目標回転数NS(T)とリングギヤ328の回転数NRとの差の積分値である。「NS(D)」は、サンギヤ322の回転数NSの微分値である。「A」は比例項のフィードバックゲインである。「B」は積分項のフィードバックゲインである。「C」は微分項のフィードバックゲインである。
FB(S)=A×ΔNS(P)+B×ΔNS(I)+C×NS(D)・・・(1)
フィードバックゲイン「A」,「B」および「C」は、エンジン200のイナーシャおよびフリクションなどを考慮して、実験などにより予め定められる。これらのフィードバックゲインは、ギヤ段の形成時におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、サンギヤ322の回転数NSのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。
フィードバックゲイン「A」,「B」および「C」は、エンジン200のイナーシャおよびフリクションなどを考慮して、実験などにより予め定められる。これらのフィードバックゲインは、ギヤ段の形成時におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、サンギヤ322の回転数NSのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。
第2フィードバック制御部842は、走行レンジにN(ニュートラル)レンジが選択されている状態、すなわちオートマチックトランスミッション400のニュートラル状態において、動力分割機構310のリングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御を実行する。
具体的には、図5に示すように、ハイブリッドシステム100の第1MG311の回転数を増減して、動力分割機構310のリングギヤ328の回転数NRが目標回転数NR(T)になるようにフィードバック制御が実行される。
たとえば、オートマチックトランスミッション400において形成されると予想されるギヤ段のギヤ比と出力軸回転数NOとの積もしくは「0」が目標回転数NR(T)に設定される。なお、目標回転数NR(T)の設定方法はこれに限らない。
リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御には、下記の式(2)による比例制御、積分制御および微分制御が用いられる。なお、式(2)における「FB(R)」は、フィードバック補正量である。
「ΔNR(P)」は、目標回転数NR(T)とリングギヤ328の回転数NRとの差(NR(T)−NR)である。「ΔNR(I)」は、目標回転数NR(T)とリングギヤ328の回転数NRとの差の積分値である。「NR(D)」は、リングギヤ328の回転数NRの微分値である。「X」は比例項のフィードバックゲインである。「Y」は積分項のフィードバックゲインである。「X」は微分項のフィードバックゲインである。
FB(R)=X×ΔNR(P)+Y×ΔNR(I)+Z×NR(D)・・・(2)
フィードバックゲイン「X」,「Y」および「Z」は、実験などにより予め定められる。図5に示すように、リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御において、エンジン回転数NEは変化しない。そのため、フィードバックゲイン「X」,「Y」および「Z」に対するエンジン200のイナーシャおよびフリクションなどの影響は小さい。これらのフィードバックゲインは、ニュートラル状態におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。
フィードバックゲイン「X」,「Y」および「Z」は、実験などにより予め定められる。図5に示すように、リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御において、エンジン回転数NEは変化しない。そのため、フィードバックゲイン「X」,「Y」および「Z」に対するエンジン200のイナーシャおよびフリクションなどの影響は小さい。これらのフィードバックゲインは、ニュートラル状態におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。
フィードバックゲイン補正部844は、オートマチックトランスミッション400のニュートラル状態において用いられるフィードバックゲインである「X」、「Y」、「Z」を補正する。フィードバックゲインは、ATFの温度および走行距離などの基づいて補正される。
たとえば、ATFの温度が低い場合は高い場合に比べて、第1MG311の応答性が高くなるようにフィードバックゲインが補正される。また、走行距離が長い場合は短い場合に比べて第1MG311の応答性が高くなるようにフィードバックゲインが補正される。
なお、フィードバックゲインの補正方法は、これに限らず、ATFの温度が高い場合は低い場合に比べて、第1MG311の応答性が高くなるようにフィードバックゲインを補正したり、走行距離が短い場合は長い場合に比べて第1MG311の応答性が高くなるようにフィードバックゲインを補正したりするようにしてもよい。すなわち、フィードバックゲインをどのように補正するかは、車両の特性に応じて車両ごとに定められる。
図6を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU800が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU800は、エンジン200が自立運転(アイドリング)中であるか否かを判断する。エンジン200が自立運転中であると(S100にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS130に移される。
S110にて、ECU800は、走行レンジにNレンジが選択されているか否かを判断する。たとえば、シフトレバー804のポジションがNポジションにある場合、Nレンジが選択されていると判断される。Nレンジが選択されていると(S110にてYES)、処理はS120に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS130に移される。
S120にて、ECU800は、動力分割機構310のリングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「X」、「Y」、「Z」を用いる。
S122にて、ECU800は、油温センサ826から送信された信号に基づいて検出されるATFの温度および車両の走行距離に基づいて、Nレンジ時におけるフィードバックゲインを補正する。
S130にて、ECU800は、動力分割機構310のサンギヤ322の回転数NS(第1MG311の回転数)のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「A」、「B」、「C」を用いる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU800の動作について説明する。
エンジン200が自立運転中でない場合(S100にてNO)、または走行レンジにNレンジが選択されていない場合(S110にてNO)、動力分割機構310のサンギヤ322の回転数NS(第1MG311の回転数)のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「A」、「B」、「C」が用いられる(S130)。
これらのフィードバックゲインは、エンジン200のイナーシャおよびフリクションなどを考慮して、ギヤ段形成時のフィードバック制御にとって最適な値に定められる。そのため、オートマチックトランスミッション400がギヤ段を形成した状態において、サンギヤ322の回転数NSの応答性と精度とを両立して、フィードバック制御を実行することができる。
ところで、オートマチックトランスミッション400がニュートラル状態である場合は、オートマチックトランスミッション400により動力分割機構310のリングギヤ328に作用する負荷が軽くなる。
したがって、オートマチックトランスミッション400がギヤ段を形成した状態において用いられるフィードバックゲインを用いて、リングギヤ328の回転数NRをフィードバック制御したとしても、適切に制御できるとは限らない。
たとえば、応答性が過剰であると、リングギヤ328の目標回転数NR(T)に対して実際の回転数NRがオーバーシュートし得る。この場合、精度が悪くなる。また、応答性が不足すると、リングギヤ328の回転数NRが目標回転数NR(T)に到達するまでの時間が長くなる。
いずれの場合においても、ニュートラル状態にあるオートマチックトランスミッション400がギヤ段を形成する状態に移行する際、リングギヤ328の回転数NRが目標回転数NR(T)と大きく異なる場合があり得る。
リングギヤ328の回転数NRが目標回転数NR(T)と大きく異なった状態において、ギヤ段が形成されると、リングギヤ328の回転数NRが大きく変動し、ショックが発生し得る。
そこで、リングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御を行なう場合は、オートマチックトランスミッション400がギヤ段を形成する場合に用いられるフィードバックゲインとは別に定められるフィードバックゲインが用いられる。
すなわち、エンジン200が自立運転中であり(S100にてYES)、かつ走行レンジにNレンジが選択されていると(S110にてYES)、動力分割機構310のリングギヤ328の回転数NRのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに、「X」、「Y」、「Z」が用いられる(S120)。
これらのフィードバックゲインは、ニュートラル状態におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。これにより、オートマチックトランスミッション400のニュートラル状態において、サンギヤ322の回転数NSの応答性と精度とを両立して、フィードバック制御を実行することができる。そのため、リングギヤ328の回転数NRが目標回転数NR(T)になるように精度よく制御することができる。その結果、ギヤ段を形成する際に発生し得るショックを低減することができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、オートマチックトランスミッションがギヤ段を形成した状態と、ニュートラル状態とで、それぞれ別に定められたフィードバックゲインを用いて、フィードバック制御が実行される。これにより、ギヤ段を形成した状態およびニュートラル状態のそれぞれに適したフィードバックゲインを用いてパワートレーンの第1MGを制御することができる。そのため、ニュートラル状態においては、リングギヤの回転数NRが目標回転数NR(T)になるように精度よく制御することができる。その結果、ニュートラル状態からギヤ段を形成した状態に移行する際に発生し得るショックを低減することができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 ハイブリッドシステム、200 エンジン、310 動力分割機構、311 第1MG、312 第2MG、320 プラネタリギヤ、322 サンギヤ、324 ピニオンギヤ、326 キャリア、328 リングギヤ、400 オートマチックトランスミッション、404 入力軸、406 出力軸、431 C1クラッチ、432 C2クラッチ、433 C3クラッチ、441 B1ブレーキ、442 B2ブレーキ、450 ワンウェイクラッチ(F)、800 ECU、802 ROM、804 シフトレバー、806 ポジションスイッチ、808 アクセルペダル、810 アクセル開度センサ、812 ブレーキペダル、814 踏力センサ、816 電子スロットルバルブ、818 スロットル開度センサ、820 エンジン回転数センサ、822 入力軸回転数センサ、824 出力軸回転数センサ、826 油温センサ、828 水温センサ、830 回転数センサ、832 油圧センサ、841 第1フィードバック制御部、842 第2フィードバック制御部、844 フィードバックゲイン補正部。
Claims (10)
- 第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素および内燃機関に連結される第3の回転要素を有する差動機構と、前記第2の回転要素に連結され、前記第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する第1の状態および前記第2の回転要素から前記車輪へのトルクの伝達を遮断する第2の状態とを切換可能な切換機構とを備えるパワートレーンの制御装置であって、
前記第1の状態において、第1のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するための第1の制御手段と、
前記第2の状態において、前記第2の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第2のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するための第2の制御手段とを含む、パワートレーンの制御装置。 - 前記第1の制御手段は、前記第1の状態において、前記第1のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第1の回転電機を制御するための手段を含み、
前記第2の制御手段は、前記第2の状態において、前記第2のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第1の回転電機を制御するための手段を含む、請求項1に記載のパワートレーンの制御装置。 - 前記第1のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインであって、
前記第2のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである、請求項1または2に記載のパワートレーンの制御装置。 - 前記制御装置は、前記切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記第2のゲインを補正するための手段をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載のパワートレーンの制御装置。
- 第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素および内燃機関に連結される第3の回転要素を有する差動機構と、前記第2の回転要素に連結され、前記第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する第1の状態および前記第2の回転要素から前記車輪へのトルクの伝達を遮断する第2の状態とを切換可能な切換機構とを備えるパワートレーンの制御方法であって、
前記第1の状態において、第1のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップと、
前記第2の状態において、前記第2の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第2のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。 - 第1のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップは、前記第1の状態において、前記第1のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第1の回転電機を制御するステップを含み、
第2のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップは、前記第2の状態において、前記第2のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第1の回転電機を制御するステップを含む、請求項5に記載のパワートレーンの制御方法。 - 前記第1のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインであって、
前記第2のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである、請求項5または6に記載のパワートレーンの制御方法。 - 前記制御方法は、前記切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記第2のゲインを補正するステップをさらに含む、請求項5〜7のいずれかに記載のパワートレーンの制御方法。
- 請求項5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
- 請求項5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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