JP2012006575A - ハイブリッド車両の発進制御装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるハイブリッド車両の発進制御方法は、発進加速要求に応じて要求トルク量を決定する過程S102、クラッチの結合状態を分析する過程S103、クラッチのスリップと判定されればクラッチスリップトルク量を演算する過程S108、クラッチスリップトルク量に応じたエンジントルク補償をエンジン制御器に要請する過程S109、エンジン制御器は、エンジントルク補償に応じて空気量及び点火時期フィードバック制御によってエンジン出力トルクを補償する過程S110を含む。
【選択図】図2
Description
手動変速機車両の発進時、運転者はクラッチペダルと加速ペダルを操作してエンジン出力トルクを適切に調節し、変速機の入力トルクに同期させる。
車両の発進初期にはクラッチスリップ制御が行われるが、これは初期発進を可能にし、発進中に発生し得るショック(Shock)やジャーク(Jerk)及びクラッチジャダー(clutch judder)を低減させてスムーズな発進感を提供し、突然のエンジン負荷によるストール(Stall)を防止するものである。
自動変速機にはクラッチの代わりに流体カップリングを提供するトルクコンバータが適用されるが、トルクコンバータの流体カップリングを通した駆動力の伝達はトルク増配効果はあるが伝達効率が低いため、燃費悪化を発生させる短所がある。
ハイブリッド車両は動力源にエンジンとモーターが適用され、走行状況に応じてエンジンとモーターの特性を発揮して高いエネルギー効率と排気ガス低減を提供する。
ハイブリッド車両には原価節減とトルク損失を最小化するために、トルクコンバータの代わりにエンジンとモーターの間に流体によって作動するクラッチが装着される。
ハイブリッド車両に装着されるクラッチは走行状況に応じてエンジンとモーターとを連結して、最適の動力が変速機に伝達されるようにする。
しかし、エンジンとモーターの動力連結過程でクラッチスリップ制御が安定的に行われなければエンジンの過負荷によるストール(Stall)/ドロップ(Drop)/フレア(Flare)を発生させ、発進ショック(Shock)を誘発させる恐れがある(特許文献1〜4参照)。
また、クラッチスリップ量に偏差が発生するため、繰り返される発進運転モードで剛健な運転性を確保することができず、過度なクラッチスリップはクラッチジャダー(clutch judder)を誘発してしまい、運転性に悪影響を及ぼす。
また、運転者の発進加速要求に応答し、初期加速感を確保することができる。
図面では本発明を明確に説明するために説明上不要な部分は省略した。
図1は、本発明の実施例によるハイブリッド車両の発進制御装置を概略的に示したものである。
HCU20は、走行要求及び車両状態に応じて、ネットワークを通し、各制御器を統合制御してエンジン80及びモーター70の出力トルクを制御し、運転条件及びバッテリ40の状態に応じてクラッチ90を制御し、電気モード(EV)、ハイブリッドモード(HEV)、及びエンジンモードの走行を制御する。
HCU20は、運転の発進要求が検出されれば、要求トルク量に応じてCCU60を通してクラッチ90をスリップ制御し、クラッチ90のスリップトルク量を演算してECU10にエンジン80のトルク補正を要請する。
バッテリ40は、ハイブリッドモード(HEV)及びモーターモード(EV)でモーター70に電源を供給し、回生制動制御モードでモーター70を通して回収される電気を充電する。
CCU60は、HCU20の制御によって変速機100に備えられるアクチュエーターを制御し、目標変速段への変速を制御し、クラッチ90に供給される油圧を制御してクラッチ90の結合及び解除を行い、発進加速要求に応じてクラッチ90のスリップ量を調整する。
エンジン80は、ECU20の制御によって出力を制御し、図示していないETC(Electric Throttle Control)を通して吸入空気量を調整する。
ISG81は、車両の運転状況に応じてエンジン80のアイドル停止及び再始動を行う。
クラッチ90はエンジン80とモーター70の間に配置されて、運転モードに応じてエンジン80とモーター70の動力連結を制御する。
変速機100は、HCU20とネットワークで連結されるCCU60の制御によって目標変速段を結合する。
ECU10にHCU20から理想的でかつ正確なエンジン負荷情報が伝達されると仮定すれば、空気量制御だけでも目標エンジン速度を制御することができる。
例えば、クラッチ90を作動させる流体の温度によって油圧応答性が異なる特徴を有しており、過渡区間では信号に応じて油圧値が異なる。
言い換えると、演算されたクラッチ90のスリップトルク量(エンジン負荷量)と実際にエンジンにかかる負荷の間に差が発生することがあるので、これを補償するために点火時期制御を適用し、フィードバック制御を行う。
HCU20で演算されるクラッチ90のスリップ量は下記の通りに決定されるが、摩擦係数の誤差及びクラッチ油圧推定量の誤差により、クラッチスリップ量に誤差が発生することがある。
ECU10が目標エンジン速度を制御する過程で、クラッチ90のスリップトルク量の情報の誤差はある特定の範囲内に存在する場合にのみフィードバック制御の効果が現れる。
言い換えると、制御可能な誤差範囲内でクラッチ90のスリップトルク量を演算しなければならないので、クラッチ90に供給される油圧量はクラッチ90に供給される油圧最大許容量以内でなければならず、クラッチ90に供給される油圧最大許容量は下記の通りに決定される。
上記のエンジン可用トルクは冷却水温とオイル温度によって変わるので、試験値を通じて確保される。
前述のような機能を含んで構成される本発明によるハイブリッド車両において、運転者の要求に応じて発進制御を行う動作を、図2を参照して説明する。
そして、HCU20は、CCU60の情報を分析して現在のクラッチ90状態を検出し(S103)、クラッチ90状態が完全結合している状態であるかを判断する(S104)。
したがって、ECU10は、ネットワークを通してHCU10から印加される全負荷(F/L)あるいは部分負荷(P/L)の要求トルク量に応じて空気量及び点火時期を制御し、エンジン80の出力トルクを調整して要求トルクに誘導制御する(S106)。
S108でクラッチ90スリップトルク量が演算されれば、クラッチ90のスリップによるエンジン負荷の損失を補償するために、ネットワークを通してECU10にエンジン80の出力トルク制御を要請する(S109)。
したがって、ECU10は、HCU20から要請されるトルク補正値を適用して空気量及び点火時期をフィードバック制御して、目標エンジン速度に誘導する(S110)。
しかし、HCU20がクラッチ90のスリップトルク量を演算する過程で誤差値が発生するので、ECU10は、エンジン速度を制御する過程で点火時期制御を共に適用する。
したがって、クラッチ90のスリップトルクと実際にエンジンにかかる負荷に差が発生するので、これを補償するために点火時期制御を適用してフィードバック制御する。
この時、HCU20で演算されるクラッチ90のスリップトルク量は摩擦係数偏差及びクラッチ油圧推定値偏差によって誤差が発生するので、ECU10は、目標エンジン速度を追従させる制御を特定の範囲内に存在する場合にのみ行う。
20 HCU
30 MCU
40 バッテリ
50 BMS
60 CCU
70 モーター
80 エンジン
81 ISG
90 クラッチ
100 変速機
Claims (5)
- 動力源のエンジン及びモーター、動力伝達を制御するクラッチ、前記クラッチの動作を制御するクラッチ制御器を含むハイブリッド車両において、
発進加速要求に応じて前記クラッチをスリップ制御し、前記クラッチのスリップトルク量を演算してエンジン出力トルク補正を要請するハイブリッド制御器、そして
前記ハイブリッド制御器のエンジン出力トルク補正要請に応じて空気量及び点火時期フィードバック制御をによって目標エンジン速度を追従させるエンジン制御器を含むことを特徴とするハイブリッド車両の発進制御装置。 - 前記エンジン制御器は、ネットワークを通して前記ハイブリッド制御器で要請されるトルク補正によりクラッチスリップで損失されるエンジンの出力トルクを空気量制御及び点火時期フィードバック制御によって補償することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の発進制御装置。
- 発進加速要求に応じて要求トルク量を決定する過程、
クラッチの結合状態を分析する過程、
前記クラッチのスリップと判定されればクラッチスリップトルク量を演算する過程、
クラッチスリップトルク量に応じたエンジントルク補償を要請する過程、
エンジントルク補償要請に応じて空気量制御及び点火時期フィードバック制御によりエンジン出力トルクを補償する過程
を含むことを特徴とするハイブリッド車両の発進制御方法。 - 前記クラッチが完全結合された状態であれば、発進加速要求に対する要求トルク量を計算して、エンジン出力トルクを前記要求トルク量に追従させることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両の発進制御方法。
- クラッチスリップ状態において、発進加速要求に応じた要求トルク量にクラッチスリップによる補償量を適用して目標エンジン速度に追従させることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両の発進制御方法。
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