JP2015116832A - Hybrid-vehicular control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
EVモードでのコースト中に目標車両減速力を得ながらバッテリの過充電を防止とするものがある(特許文献1参照)。 There is one that prevents overcharging of a battery while obtaining a target vehicle deceleration force during coasting in the EV mode (see Patent Document 1).
ところで、上記特許文献1の技術では、EVモードでのコースト中にバッテリ充電量が所定量以上になると、クラッチを締結してエンジンフリクショントルクが車両減速力として作用するようにする。さらに、有段変速機を1段ダウン側へ変速し、過大となってしまう車両減速力をモータを力行させることで打消し、バッテリの過充電を防止しつつトータルで目標車両減速力を成立させている。
By the way, in the technique of the above-mentioned
しかしながら、モータを力行させることから、バッテリ充電量SOCが変化する。このバッテリ充電量SOCの変化に応じてエンジン回転速度がハンチングすると共に、モータジェネレータが回生と力行の間で遷移する際に、車両減速力が多少変動する可能性がある。 However, since the motor is powered, the battery charge SOC changes. As the engine speed hunts in accordance with the change in the battery charge amount SOC, the vehicle deceleration force may vary somewhat when the motor generator transitions between regeneration and power running.
そこで本発明は、エンジン回転速度のハンチングを防止しつつ目標車両減速力を実現し得る制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device capable of realizing a target vehicle deceleration force while preventing hunting of the engine rotation speed.
本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、これらの間を断続するクラッチと、変速機とを備え、クラッチの締結時にはエンジン及びモータジェネレータの駆動力を変速機の入力軸に伝達するHEVモードの走行が、クラッチの解放時にはモータジェネレータのみの駆動力を変速機の入力軸に伝達するEVモードの走行が可能なハイブリッド車両の制御装置を前提とする。そして、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、アクセル解放中かつモータジェネレータと電力を授受するバッテリの充電量が所定量以上にあるか否かを判定するアクセル解放中かつ充電状態判定手段と、エンジンのフリクショントルクを算出するエンジンフリクショントルク算出手段と、モータジェネレータが回生可能なトルクを算出するモータジェネレータ回生可能トルク算出手段と、この算出されるモータジェネレータ回生可能トルクが得られるようにモータジェネレータのトルクを制御するモータジェネレータトルク制御手段と、前記EVモードまたはHEVモードでのアクセル解放中かつバッテリの充電量が所定量以上にあることが判定されたとき、車速に応じた目標変速比が得られるように変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、この変速比制御手段により変速比が制御されているときに、算出されるエンジンフリクショントルクと算出されるモータジェネレータ回生可能トルクとに基づき目標クラッチ締結容量を算出する目標クラッチ締結容量算出手段と、この目標クラッチ締結容量が得られるようにクラッチの締結容量を制御するクラッチ締結容量制御手段とを備えている。 The present invention includes an engine, a motor generator, a clutch that intermittently connects between them, and a transmission, and travels in the HEV mode that transmits the driving force of the engine and the motor generator to the input shaft of the transmission when the clutch is engaged. However, it is premised on a hybrid vehicle control device capable of traveling in the EV mode in which the driving force of only the motor generator is transmitted to the input shaft of the transmission when the clutch is released. In the hybrid vehicle control device of the present invention, the accelerator is released and the charge state determination means for determining whether or not the charge amount of the battery that exchanges electric power with the motor generator is greater than or equal to a predetermined amount is being released. The engine friction torque calculating means for calculating the friction torque of the motor generator, the motor generator regenerative torque calculating means for calculating the torque that can be regenerated by the motor generator, and the torque of the motor generator so that the calculated motor generator regenerative torque can be obtained. When the accelerator is released in the EV mode or HEV mode and it is determined that the charge amount of the battery is equal to or greater than a predetermined amount, a target speed ratio corresponding to the vehicle speed is obtained. The gear ratio that controls the gear ratio of the transmission Target clutch engagement capacity calculation for calculating a target clutch engagement capacity based on the calculated engine friction torque and the calculated motor generator regenerative torque when the transmission ratio is controlled by the control means and the transmission ratio control means And clutch engagement capacity control means for controlling the clutch engagement capacity so as to obtain the target clutch engagement capacity.
本発明によれば、モータジェネレータが回生可能なトルク、目標クラッチの締結容量及び目標変速比を協調制御するので、従来装置のように自動変速機をダウンシフトしすぎてエンジンブレーキ達成のためにモータジェネレータを力行しないで済む。これによって、エンジン回転速度のハンチングを防止できると共に、目標車両減速力を実現することができる。 According to the present invention, since the torque that can be regenerated by the motor generator, the engagement capacity of the target clutch, and the target gear ratio are controlled in a coordinated manner, the motor is used to achieve engine braking by downshifting the automatic transmission too much as in the conventional device. You don't have to power the generator. As a result, it is possible to prevent hunting of the engine rotation speed and to realize a target vehicle deceleration force.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall system diagram showing a rear-wheel drive hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
ハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEng、第1クラッチCL1、モータジェネレータMG、第2クラッチCL2、自動変速機AT、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左右のドライブシャフトDSL、DSR、駆動輪RL、RRを有する。モータジェネレータMGは、以下単に「モータ」という。 The drive system of the hybrid vehicle includes an engine Eng, a first clutch CL1, a motor generator MG, a second clutch CL2, an automatic transmission AT, a propeller shaft PS, a differential DF, left and right drive shafts DSL and DSR, and drive wheels RL and RR. Have. The motor generator MG is hereinafter simply referred to as “motor”.
エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。エンジンコントローラ1では目標エンジントルク指令に基づいて、エンジンEngの始動制御やエンジンEngの停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御を行う。エンジン出力軸には、フライホイールFWを設けている。
The engine Eng is a gasoline engine or a diesel engine. The
第1クラッチCL1は、エンジンEngとモータMGの間に介装され、トルク容量を連続的にまたは段階的に変更し得るクラッチである。ここで、クラッチの「トルク容量」とはクラッチが伝達し得るトルクの大きさのことである。第1クラッチコントローラ5では第1クラッチCL1の目標トルク容量(以下「目標第1クラッチトルク容量」という。)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第1クラッチ制御油圧により、第1クラッチCL1の締結・解放(トルク容量)を制御する。第1クラッチCL1としては、例えばピストン14aを有する油圧アクチュエータ14によりトルク容量を変更し得る乾式単板クラッチを用いる。
The first clutch CL1 is interposed between the engine Eng and the motor MG, and can change the torque capacity continuously or stepwise. Here, the “torque capacity” of the clutch refers to the magnitude of torque that can be transmitted by the clutch. In the
モータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。モータコントローラ2では、目標モータトルク指令及び目標モータ回転速度指令に基づいて、インバータ3により作り出された三相交流を印加することによりモータMGを制御する。モータMGは、バッテリ4からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として、またロータがエンジンEngや駆動輪から回転エネルギを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能する。発電した電力はバッテリ4に充電する。以下、モータMGが電動機として動作する状態を「力行」、モータMGが発電機として動作する状態を「回生」という。モータMGのロータは、ダンパを介して自動変速機ATの変速機入力軸に連結されている。
The motor MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. The
第2クラッチCL2は、モータMGと駆動輪RL,RRの間に介装され、トルク容量を連続的にまたは段階的に変更し得るクラッチである。ATコントローラ7では第2クラッチCL2の目標トルク容量(以下「目標第2クラッチトルク容量」という。)指令に基づいて、第2クラッチ油圧ユニット8により作り出された制御油圧により、第2クラッチCL2の締結・解放(トルク容量)を制御する。第2クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御してトルク容量を変更し得る湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキを用いる。第1クラッチ油圧ユニット6と第2クラッチ油圧ユニット8は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵されている。
The second clutch CL2 is a clutch that is interposed between the motor MG and the drive wheels RL and RR and can change the torque capacity continuously or stepwise. The
自動変速機ATは、例えば、前進7速/後退1速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切換えるものである。第2クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段で締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左右のドライブシャフトDSL、DSRを介して左右の駆動輪RL,RRに連結されている。
The automatic transmission AT automatically switches, for example, stepped speeds such as forward 7 speed /
ハイブリッド駆動系は、電気自動車走行モード(以下、「EVモード」という。)と、ハイブリッド車走行モード(以下、「HEVモード」という。)と、駆動トルクコントロール走行モード(以下、「WSCモード」という。)等の走行モードを有する。 The hybrid drive system includes an electric vehicle travel mode (hereinafter referred to as “EV mode”), a hybrid vehicle travel mode (hereinafter referred to as “HEV mode”), and a drive torque control travel mode (hereinafter referred to as “WSC mode”). .) And other driving modes.
「EVモード」は、第1クラッチCL1を解放状態とし、モータMGの動力のみで走行するモードである。 The “EV mode” is a mode in which the first clutch CL1 is disengaged and the vehicle travels only with the power of the motor MG.
「HEVモード」は、第1クラッチCL1を締結状態として、エンジンEngとモータMGの駆動力で走行するモードである。 The “HEV mode” is a mode in which the first clutch CL1 is engaged and the vehicle travels with the driving force of the engine Eng and the motor MG.
前記「WSCモード」は、例えば、「EVモード」からの発進時、または、「HEVモード」からの発進時、第2クラッチCL2をスリップ締結状態とし、第2クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバー操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「WSC」とは「Wet Start clutch」の略である。 In the “WSC mode”, for example, when starting from the “EV mode” or starting from the “HEV mode”, the clutch transmission torque that causes the second clutch CL2 to be in the slip engagement state and the second clutch CL2 elapses is set. In this mode, the vehicle starts while controlling the clutch torque capacity so that the required driving torque is determined according to the vehicle state and the driver's operation. “WSC” is an abbreviation for “Wet Start clutch”.
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。 Next, the control system of the hybrid vehicle will be described.
ハイブリッド車両の制御系は、エンジン、モータ、自動変速機、ブレーキ、統合の各コントローラ1、2、7、9、10、インバータ3、バッテリ4、第1クラッチコントローラ5、第1クラッチ油圧ユニット6、第2クラッチ油圧ユニット8から構成されている。なお、6つの各コントローラ1、2、5、7、9、10は、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
The control system of the hybrid vehicle includes an engine, a motor, an automatic transmission, a brake, an
エンジンコントローラ1には、エンジン回転速度センサ12からのエンジン回転速度情報と、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジンコントローラ1は、エンジン動作点(Ne,Te)を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。
The engine speed information from the
モータコントローラ2には、モータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ13からの情報と、統合コントローラ10からの目標モータトルク指令および目標モータ回転速度指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータコントローラ2は、モータMGのモータ動作点(Nm,Tm)を制御する指令をインバータ3へ出力する。また、モータコントローラ2では、バッテリ4の充電容量をあらわすバッテリ充電量SOCを監視している。このバッテリ充電量SOC情報は、モータMGの制御情報に用いられると共に、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
Information from the resolver 13 that detects the rotor rotational position of the motor MG, the target motor torque command and target motor rotational speed command from the integrated
第1クラッチコントローラ5には、第1クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報と、統合コントローラ10からの目標第1クラッチトルク容量指令と、他の必要情報を入力する。ここで、第1クラッチストロークセンサ15は、油圧アクチュエータ14のピストン14aのストローク位置を検出するものである。そして、第1クラッチコントローラ5は、第1クラッチCL1の締結・解放(トルク容量)を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第1クラッチ油圧ユニット6に出力する。
Sensor information from the first
ATコントローラ7には、アクセル開度センサ16と、車速センサ17と、他のセンサ類18(変速機入力回転速度センサ、インヒビタースイッチ等)からの情報を入力する。そして、ATコントローラ7は、Dレンジ走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索した変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。AT油圧コントロールバルブユニットCVUは図示を省略した各摩擦締結要素の締結および解放を制御する。上記のシフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。
Information from an
また、ATコントローラ7は、上記自動変速制御に加えて、次の第2クラッチ制御を行う。すなわち、統合コントローラ10から目標第2クラッチトルク容量指令を入力した場合、第2クラッチCL2の締結・解放(トルク容量)を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第2クラッチ油圧ユニット8に出力する。
The
ブレーキコントローラ9には、4輪の各車輪速を検出する車輪速センサ19と、ブレーキストロークセンサ20からのセンサ情報と、統合コントローラ10からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、ブレーキコントローラ9は、ブレーキ踏込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力(液圧制動力やモータ制動力)で補うように、回生協調ブレーキ制御を行なう。
The
統合コントローラ10は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うものである。統合コントローラ10には、モータ回転速度Nmotを検出するモータ回転速度センサ21や他のセンサ・スイッチ類22からの必要情報およびCAN通信線11を介して情報を入力する。そして、統合コントローラ10は、目標エンジントルク指令、目標モータトルク指令および目標モータ回転速度指令、目標第1クラッチトルク容量指令、目標第2クラッチトルク容量指令、回生協調制御指令を出力する。
The
図2は、統合コントローラ10において実行される算出処理を示す制御ブロック図である。図2に示すように、統合コントローラ10には、目標駆動力算出部31、モード選択部32、目標充放電電力算出部33、動作点指令部34を有する。
FIG. 2 is a control block diagram showing calculation processing executed in the
目標駆動力算出部31では、アクセル開度APと車速VSPとから目標駆動力マップを検索することにより、目標駆動力tFo0を算出する。
The target driving
モード選択部32では、アクセル開度APと車速VSPとから、図3に示すEV・HEVモード選択マップを用いて「EVモード」または「HEVモード」を選択し、選択したモードを目標走行モードとする。ただし、バッテリ充電量SOCが所定値以下であれば、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。また、「EVモード」または「HEVモード」からの発進時、車速VSPが第1設定車速VSP1になるまで「WSCモード」を目標走行モードとして選択する。
The
動作点司令部34では、動力源と駆動系を合わせたパワートレインの動作点を、目標エンジントルクと、目標モータトルク(目標モータ回転速度でもよい)と、目標第1クラッチトルク容量と、目標第2クラッチトルク容量と、目標変速比とで規定する。
In the operating
さて、ハイブリッド車両では、EVモードでのコースト中にモータ回生が行われるが、モータ回生によってバッテリ4が満充電になった後もモータ回生を継続すると、バッテリ4が過充電となりバッテリ4の劣化を招く恐れがある。かといって、バッテリ4の過充電防止のためモータ回生を解除したのでは、減速制動力が得られなくなる。
In the hybrid vehicle, motor regeneration is performed during the coasting in the EV mode. However, if the motor regeneration is continued even after the
そこで、バッテリ4の過充電を防止しつつエンジンブレーキを併用して望みの減速制動力が得られるようにした参考例がある。これについて図5を参照して説明すると、図5はEVモードでのコースト中の制御を示す参考例のタイミングチャートである。ここで、「コースト」とは、下り坂や平地で車両が惰性で走行していることをいう。例えば、アクセル開度APOがゼロで、かつブレーキペダルが踏み込まれていないときにコーストであると判断すればよい。
Therefore, there is a reference example in which a desired deceleration braking force is obtained by using an engine brake together while preventing overcharge of the
EVモードでの走行途中のt1でアクセルペダルを戻したとき、t2のタイミングでアクセル開度がゼロになり、EVモードでのコースト中に移行する。EVモードでのコーストへの移行開始よりモータ回生可能トルク(Tmot)を負の一定値で維持することにより、モータ回生を行う(図5第3段目の実線参照)。モータ回生によってバッテリ4が充電されるため、バッテリ充電量SOCがt2より所定の傾きで増加してゆく(図5第4段目参照)。
When the accelerator pedal is returned at t1 during traveling in the EV mode, the accelerator opening becomes zero at the timing of t2, and the vehicle shifts to coasting in the EV mode. The motor regeneration is performed by maintaining the motor regeneration possible torque (Tmot) at a constant negative value from the start of the shift to the coast in the EV mode (see the solid line in the third stage in FIG. 5). Since the
参考例では、バッテリ充電量SOCに対して第3、第4の閾値Vs3、Vs4を予め用意している。このうち、第3閾値Vs3はEVモードでの充電上限値(満充電状態を示す)であって、HEVモードでの充電上限値である第1閾値Vs1よりもわずかに低い値を設定している。一方、第4閾値Vs4はEVモードでの充電下限値であって、HEVモードでの充電下限値である第2閾値Vs2よりもわずかに高い値を設定している。このため、モータ回生によってバッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3に到達するt3のタイミングより、モータ回生可能トルク(Tmot)を所定の傾きでゼロに向かって大きくする。モータ回生トルクの絶対値は小さくなり、バッテリ充電量SOCの傾きがt3より緩やかとなる。t4のタイミングでモータ回生可能トルク(Tmot)がゼロになった後も同じ傾きでモータトルクを大きくし、t5のタイミングで正の一定値に保持する。つまり、t4からはバッテリ充電量SOCを減らすため、力行させる(図5第3段目の実線参照)。 In the reference example, the third and fourth threshold values Vs3 and Vs4 are prepared in advance for the battery charge amount SOC. Among these, the third threshold value Vs3 is a charge upper limit value (indicating a fully charged state) in the EV mode, and is set to a value slightly lower than the first threshold value Vs1 that is the charge upper limit value in the HEV mode. . On the other hand, the fourth threshold value Vs4 is a charging lower limit value in the EV mode, and is set slightly higher than the second threshold value Vs2 that is the charging lower limit value in the HEV mode. For this reason, the motor regeneration possible torque (Tmot) is increased toward zero with a predetermined inclination from the timing t3 when the battery charge SOC reaches the third threshold value Vs3 due to the motor regeneration. The absolute value of the motor regeneration torque becomes small, and the slope of the battery charge amount SOC becomes gentler than t3. After the motor regenerative torque (Tmot) becomes zero at the timing of t4, the motor torque is increased with the same inclination, and is held at a positive constant value at the timing of t5. In other words, from t4, power running is performed to reduce the battery charge amount SOC (see the solid line in the third row in FIG. 5).
一方、t3のタイミングより第1クラッチCL1を締結しにゆき、t4で完全に第1クラッチCL1を締結する(図5第2段目参照)。第1クラッチCL1の完全締結状態ではエンジン回転速度Nengが変速機入力軸回転速度Ntrin(=モータ回転速度Nmot)と一致し、エンジンEngが駆動系によって連れ回されることとなる。つまり、エンジンフリクショントルクがエンジンブレーキとして駆動系に作用する。 On the other hand, the first clutch CL1 is engaged from the timing t3, and the first clutch CL1 is completely engaged at t4 (see the second stage in FIG. 5). In the fully engaged state of the first clutch CL1, the engine rotational speed Neng matches the transmission input shaft rotational speed Ntrin (= motor rotational speed Nmot), and the engine Eng is rotated by the drive system. That is, the engine friction torque acts on the drive system as an engine brake.
図5第3段目には、第1クラッチトルク容量(CL1トルク容量)を二点鎖線で重ねて記載している。第1クラッチトルク容量が負であることは、締結された第1クラッチCL1を介してエンジンフリクショントルクが駆動系に作用していることを表す。この場合、t4以降ではエンジンフリクショントルクの絶対値とモータ回生可能トルク(Tmot)の差が車両制動トルクになる。従って、エンジンフリクショントルクの絶対値をモータ回生可能トルク(Tmot)が超えないように力行時の目標モータトルクを定めておくことで、車両制動力を得ることができる。 In the third row of FIG. 5, the first clutch torque capacity (CL1 torque capacity) is shown superimposed on the two-dot chain line. The negative first clutch torque capacity indicates that the engine friction torque is acting on the drive system via the engaged first clutch CL1. In this case, after t4, the difference between the absolute value of the engine friction torque and the motor regenerative torque (Tmot) becomes the vehicle braking torque. Therefore, the vehicle braking force can be obtained by determining the target motor torque during power running so that the motor regenerative torque (Tmot) does not exceed the absolute value of the engine friction torque.
t3からのモータ回生可能トルク(Tmot)のゼロへの増大によりバッテリ充電量SOCの傾きがt3以前よりも緩やかとなり、第1クラッチCL1が完全に締結されるt4でバッテリ充電量SOCがピークを採る。バッテリ充電量SOCは、その後t5までは緩やかに低下し、t5からはt5以前より急な傾きで低下してゆく(図5第4段目参照)。 As the motor regenerative torque (Tmot) increases from t3 to zero, the slope of the battery charge SOC becomes gentler than before t3, and the battery charge SOC peaks at t4 when the first clutch CL1 is completely engaged. . The battery charge amount SOC then gradually decreases until t5, and then decreases with a steep slope from t5 before t5 (see the fourth stage in FIG. 5).
このバッテリ充電量SOCの低下によってバッテリ充電量SOCが第4閾値Vs4に到達するt6のタイミングより、これ以上バッテリ充電量SOCが減少しないように目標モータトルク(力行トルク)を所定の傾きで小さくする。t7のタイミングで目標モータトルクTmot(力行トルク)がゼロになった後には傾きを緩くし、t8のタイミングで負の一定値に保持する。つまり、t7からは再びモータ回生可能トルクを与えてモータ回生を行い、バッテリ充電量SOCを増加させる(図5第4段目参照)。 The target motor torque (power running torque) is decreased with a predetermined gradient so that the battery charge SOC does not decrease any further from the timing t6 when the battery charge SOC reaches the fourth threshold value Vs4 due to the decrease in the battery charge SOC. . After the target motor torque Tmot (power running torque) becomes zero at the timing of t7, the inclination is relaxed and held at a negative constant value at the timing of t8. That is, from t7, motor regeneration possible torque is again applied to perform motor regeneration, and the battery charge amount SOC is increased (see the fourth stage in FIG. 5).
一方、t7より第1クラッチトルク容量をゼロに向けて大きくし、t8のタイミングで目標モータトルクTmotと一致させる。 On the other hand, the first clutch torque capacity is increased toward zero from t7, and is matched with the target motor torque Tmot at the timing of t8.
このように、参考例では、モータMGを力行させることによってバッテリ4の過充電を防止しつつ、第1クラッチを締結しエンジンフリクショントルクの絶対値とモータ回生可能トルク(Tmot)との差を車両制動トルクとして用いて車両を減速させている。
As described above, in the reference example, the motor MG is powered to prevent overcharging of the
しかしながら、バッテリ充電量SOCはt4以降で変化する。このバッテリ充電量SOCの変化に応じてエンジン回転速度Neng(=変速機入力軸回転速度Ntrin)がハンチングすると共に、モータMGが回生と力行の間で遷移する際に、車両制動力が多少変動する可能性がある(図5最下段参照)。 However, the battery charge amount SOC changes after t4. The engine rotational speed Neng (= transmission input shaft rotational speed Ntrin) hunts according to the change in the battery charge amount SOC, and the vehicle braking force slightly varies when the motor MG transitions between regeneration and power running. There is a possibility (see the bottom of FIG. 5).
そこで本実施形態では、ドライバ要求車両制動力に対し、モータ回生可能トルク、目標第1クラッチトルク容量及び目標変速比を協調制御するため、次の操作を実行する。 Therefore, in the present embodiment, the following operation is performed in order to cooperatively control the motor regeneration possible torque, the target first clutch torque capacity, and the target gear ratio with respect to the driver request vehicle braking force.
〈1〉EVモードでのコースト中にバッテリ4が満充電状態となりモータ回生できなくなったとき、第1クラッチCL1の完全締結後のエンジンフリクションによる成り行き車両制動力が目標車両制動力となるような目標変速比をフィードフォワード的に指示する。このフィードフォワード的に指示する目標変速比を、以下「フィードフォワード目標変速比」という。
<1> When the
〈2〉バッテリ4が満充電状態となったときモータ回生可能トルクをゼロに向かって増加させる。このとき、モータ回生可能トルクが増加するに従って、目標車両制動力を満たし続けるよう目標第1クラッチトルク容量(油圧)を指示することで、車両制動力を変化させずに第1クラッチCL1の締結を行う。
<2> When the
〈3〉モータ回生可能トルクをゼロに向かって増加させることによってモータ回生可能トルクがゼロとなる。このとき、モータ回生からモータ力行へと移行させずに回生終了で止まるように目標モータトルクをゼロに制限する。 <3> By increasing the motor regenerative torque toward zero, the motor regenerative torque becomes zero. At this time, the target motor torque is limited to zero so as to stop at the end of regeneration without shifting from motor regeneration to motor power running.
この目標モータトルク(モータ回生可能トルク)、目標第1クラッチトルク容量及び目標変速比の協調制御を図6を参照して説明する。図6はEVモードでのコースト中に、アクセル開度APO、モータ回転速度Nmot、エンジン回転速度Neng、目標モータトルクTmot、目標第1クラッチトルク容量、バッテリ充電量SOCなどがどのように変化するのかをモデルで示している。ここで、ハイブリッド車両の運転は参考例と同じに行ったとする。比較のため、参考例の場合を細線で重ねて示している。 The cooperative control of the target motor torque (motor regeneration possible torque), the target first clutch torque capacity, and the target gear ratio will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows how the accelerator opening APO, the motor rotation speed Nmot, the engine rotation speed Neng, the target motor torque Tmot, the target first clutch torque capacity, the battery charge amount SOC, etc. change during the coasting in the EV mode. Is shown in the model. Here, it is assumed that the hybrid vehicle is operated in the same manner as in the reference example. For comparison, the case of the reference example is shown by overlapping with a thin line.
本実施形態では、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3に到達するt3のタイミングより上記〈1〉のフィードフォワード目標変速比を自動変速機ATに指示するので、モータ回転速度の傾きが参考例よりも緩やかとなり、t4のタイミングで一定値に落ち着く。同じく、t3より上記〈2〉の目標第1クラッチトルク容量(油圧)を第1クラッチCL1に指示するので、第1クラッチトルク容量の負側への傾きは参考例よりも緩やかであり、t4のタイミングで負の一定値に落ち着く。t4で第1クラッチが完全締結されるのであり、これによってエンジンフリクショントルクが車両に作用してエンジンブレーキが得られる。 In this embodiment, since the feedforward target gear ratio of <1> is instructed to the automatic transmission AT from the timing t3 when the battery charge SOC reaches the third threshold value Vs3, the inclination of the motor rotation speed is compared with the reference example. Becomes moderate and settles to a constant value at the timing of t4. Similarly, since the target first clutch torque capacity (hydraulic pressure) of the above <2> is instructed to the first clutch CL1 from t3, the inclination of the first clutch torque capacity to the negative side is more gradual than that of the reference example. It settles to a negative constant value at the timing. At t4, the first clutch is completely engaged, whereby the engine friction torque acts on the vehicle to obtain engine brake.
同じく、t3より目標モータトルクTmot(=回生可能トルク)をゼロに向かって増加したとき、t4のタイミングで目標モータトルクTmotゼロに到達する。このとき、上記〈3〉で目標モータトルクTmotをゼロに維持するので、バッテリ充電量SOCはt4より一定値を保つ。 Similarly, when the target motor torque Tmot (= regenerative torque) is increased toward zero from t3, the target motor torque Tmot reaches zero at the timing of t4. At this time, since the target motor torque Tmot is maintained at zero in the above <3>, the battery charge amount SOC is kept constant from t4.
本実施形態では、フィードフォワード目標変速比を与えることで目標車両制動力を得つつ、バッテリ充電量SOCが変動しないようにした。これによって、参考例のように自動変速機ATをダウンシフトしすぎてエンジンブレーキが効き過ぎ、この効き過ぎを緩和するためモータ力行するようなことはしなくて済む。この結果、モータMGが発電と充電とを繰り返す状態遷移が生じないため、エンジン回転速度Neng(=変速機入力軸回転速度Ntrin)のハンチング及び無駄な充放電をすることなく目標車両制動力を実現できる。 In the present embodiment, the battery charge amount SOC is not changed while obtaining the target vehicle braking force by giving the feedforward target gear ratio. Thus, as in the reference example, the automatic transmission AT is downshifted too much and the engine brake is excessively effective, and it is not necessary to perform motor powering to alleviate this excessive effect. As a result, since the state transition in which the motor MG repeats power generation and charging does not occur, the target vehicle braking force is realized without hunting the engine rotational speed Neng (= transmission input shaft rotational speed Ntrin) and unnecessary charging / discharging. it can.
図2の動作点司令部34で行われるこの制御を図7の制御ブロック図を参照して説明する。
This control performed by the operating
図7において、発電トルク算出部41では、現在のモータ回転速度Nmotから所定のテーブル(発電トルクテーブル)を検索することにより、発電トルクTgen[Nm]を算出する。ここで、「発電トルク」とは、現在のモータ回転速度Nmotで回生できるトルクのことである。この発電トルクTgenとしては負の値で与えている。これは、力行のときモータトルクを正の値で、回生のときモータトルクを負の値で定義しているためである。
In FIG. 7, the power generation
最大値選択部42では、この発電トルクTgenと、モータ回生可能トルク算出部65からのモータ回生可能トルク[Nm]とを比較し、大きい側を選択して出力する。2つのトルクはいずれも負の値であるので、負の値のうち絶対値で小さいほうを選択する。
The maximum
ここで、「モータ回生可能トルク」とは、モータMGが回生できる最大のトルクのことである。モータ回生可能トルク算出部65で行われるモータ回生可能トルクの算出方法は省略する。簡単には、モータ回生可能トルクは、バッテリ充電量SOCだったりインバータ3の状態だったり、エンジン始動に備えてそのトルクを差し引いていたり、といったように様々な要件で定まる上限値である。従って、発電トルクTgenとの違いは次のようなものである。すなわち、発電トルクTgenは最大回生トルク(最大kWが定まればほぼ確定)である。一方、モータ回生可能トルクはシステムの様々な要件からリアルタイムに定まる制限値といった意味合いを有する値である。
Here, the “motor regenerative torque” is the maximum torque that the motor MG can regenerate. The calculation method of the motor regenerative torque that is performed by the motor regenerative
具体的にはEVモードでのコースト中にはモータ回生のため、モータ回生可能トルクは負の一定値となり、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3に到達したとき、モータ回生可能トルクは負の一定値からゼロに向かっていく値となる。EVモードでのコースト中にこのように算出されるモータ回生可能トルクの絶対値は発電トルクの絶対値より小さいために、最大値選択部42はEVモードでのコースト中にはモータ回生可能トルクを出力する。
Specifically, during the EV mode coast, the motor regeneration is possible, so the motor regeneration possible torque becomes a constant negative value. When the battery charge SOC reaches the third threshold value Vs3, the motor regeneration possible torque is a constant negative value. The value goes from zero to zero. Since the absolute value of the motor regenerative torque calculated in this way during the coasting in the EV mode is smaller than the absolute value of the power generation torque, the maximum
最大値制限部43は、最大値選択部42からの負の出力を最大でゼロに制限するものである。これを図6で見ると、t2〜t3の期間ではモータ回生可能トルクが負の値で与えられてバッテリ充電量SOCが増加する。t3からモータ回生可能トルクがゼロに向かって上昇することで、バッテリ充電量SOの傾きがt3以前よりも緩やかとなる。t4でモータ回生可能トルクがゼロに到達し、t4以降で目標モータトルクがゼロに維持される。つまり、t4以降でモータ回生可能トルクがゼロに維持されるのは、最大値制限部43の働きによる。
The maximum value limiter 43 limits the negative output from the
図7に戻りエンジンフリクショントルク算出部44では、エンジン回転速度Nengから所定のテーブル(エンジンフリクショントルクテーブル)を検索することにより、エンジンフリクショントルクTengを算出する。
Returning to FIG. 7, the engine
フィードフォワード目標変速比算出部45では、車速VSPから所定のテーブル(目標変速比テーブル)を検索することにより、フィードフォワード目標変速比Rffを算出する。
The feedforward target speed
ここで、このフィードフォワード目標変速比テーブルをどのように設定するかについて説明する。まず、図8に示すような、車速VSPに応じたドライバ要求車両制動力Fdrvが規定される、ドライバ要求車両制動力テーブルが与えられる。ここで、車両制動力Fdrvとはドライブシャフト軸換算の駆動力のことである。車両制動力Fdrvは、基本的に負の値であるが、車速VSPが小さい領域では正の値を与えている。これは、車速VSPが小さい領域でクリープトルクを与えるためである。 Here, how to set the feedforward target gear ratio table will be described. First, as shown in FIG. 8, a driver request vehicle braking force table in which a driver request vehicle braking force Fdrv corresponding to the vehicle speed VSP is defined is provided. Here, the vehicle braking force Fdrv is a driving force in terms of a drive shaft axis. The vehicle braking force Fdrv is basically a negative value, but a positive value is given in a region where the vehicle speed VSP is low. This is because creep torque is applied in a region where the vehicle speed VSP is low.
一方、エンジン回転速度Nengと、エンジンフリクショントルクTengを規定する図9(A)に示すエンジンフリクショントルクテーブルと、下記(1)式および(2)式とにより、車速VSPに対するエンジンフリクションにより生じる車両制動力Fdrvfとの関係を、図9(B)に示すグラフのように各変速比RATIOごとに規定できる。 On the other hand, according to the engine friction torque table shown in FIG. 9A that defines the engine speed Neng and the engine friction torque Teng, and the following formulas (1) and (2), vehicle control caused by engine friction with respect to the vehicle speed VSP is obtained. The relationship with the power Fdrvf can be defined for each gear ratio RATIO as shown in the graph of FIG.
Fdrvf[N]=Teng[Nm]×RATIO×終減速比/動回転半径[m]
…(1)
VSP[km/h]=Neng[rpm]/(RATIO×終減速比)
×動回転半径[m]×2π×60/1000
…(2)
ここで、(1)式および(2)式の終減速比、動回転半径は一定値である。
Fdrvf [N] = Teng [Nm] × RATIO × final reduction ratio / dynamic rotation radius [m]
... (1)
VSP [km / h] = Neng [rpm] / (RATIO × final reduction ratio)
× Dynamic turning radius [m] × 2π × 60/1000
... (2)
Here, the final reduction ratio and the dynamic rotation radius in the equations (1) and (2) are constant values.
そして、図10(A)に示すように、図9(B)のグラフを図8のドライバ要求車両制動力テーブルと重ね合わせたときの、それぞれのグラフの交点の関係を抽出する(図10(B))ことにより、エンジンフリクショントルクTengによりドライバ要求車両制動力を出力するための、車速VSPと変速比RATIO(変速段)との関係を規定した変速比テーブルが得られる。そして、このときの変速比RATIOを改めてフィードフォワード目標変速比Rffと置くことによってフィードフォワード目標変速比テーブルが設定できるのである。 Then, as shown in FIG. 10 (A), when the graph of FIG. 9 (B) is superimposed on the driver request vehicle braking force table of FIG. B)), a gear ratio table defining the relationship between the vehicle speed VSP and the gear ratio RATIO (speed stage) for outputting the driver requested vehicle braking force by the engine friction torque Teng is obtained. The feedforward target speed ratio table can be set by setting the speed ratio RATIO at this time as the feedforward target speed ratio Rff.
つまり、このフィードフォワード目標変速比算出部45は、バッテリ4が満充電状態となったためにフル回生できなくなったときに、エンジンフリクショントルクTengから定まる成り行き制動力と、ドライバ要求車両制動力Fdrvとを用いて、フィードフォワード的に目標変速比を算出するものである。このようにして求めたフィードフォワード目標変速比Rffを自動変速機ATに与えることによって、フル回生できなくなったときに、参考例で生じていた変速後の減速力過多そのものを回避でき、ひいては回生と放電を繰り返すことそのものを回避できることとなる。
In other words, the feedforward target gear
フル回生可能判定部50は、ドライバ要求車両制動力算出部46、車両制動力算出部51、絶対値算出部52、53、比較部54から構成されている。
The fully regenerative determination unit 50 includes a driver request vehicle braking
まず、車両制動力算出部51では、モータ回生可能トルクと自動変速機の現在の変速比から、次式により実車両制動力を算出する。
First, the vehicle braking
実車両制動力=モータ回生可能トルク×現在の変速比×比例定数
…(3)
(3)式の実車両制動力もドライブシャフト軸換算の駆動力である。
Actual vehicle braking force = Motor regeneration possible torque x Current gear ratio x Proportional constant
... (3)
The actual vehicle braking force of equation (3) is also a driving force in terms of drive shaft axis.
絶対値算出部52では実車両制動力の絶対値を、絶対値算出部53ではドライバ要求車両制動力の絶対値を採り、比較部54でこれらの絶対値を比較する。ここで、ドライバ要求車両制動力の大きさを決めるドライバ要求車両制動力算出部46は、前記した図8で示したものと同じドライバ要求車両制動力テーブルにより構成される。実車両制動力の絶対値がドライバ要求車両制動力Fdrvの絶対値を下回っているときには車両制動力が要求に満たない、つまりフル回生が可能であると判断してフル回生可能フラグ=1とする。これ以外ではフル回生可能フラグ=0である。実車両制動力の絶対値がドライバ要求車両制動力の絶対値を下回っているときとは、モータ回生するのに何の制約も無い、つまりモータ回生のみでドライバ要求車両制動力を達成できるときのことである。
The absolute
選択部55では、このフル回生可能フラグの値を選択指示信号として用いて2つの変速比のいずれかを選択する。すなわち、フル回生可能フラグ=1のときには上側に入力されているフル回生時コースト目標変速比を、フル回生可能フラグ=0のときには下側に入力されているフィードフォワード目標変速比Rffを目標変速比として出力する。
The
なお、フル回生時コースト目標変速比(コースト中のフル回生時目標変速比のこと)については、本発明の対象外であるためフル回生時コースト目標変速比の算出方法については省略する。 Note that the full regeneration coast target speed ratio (the full regeneration target speed ratio during the coast) is out of the scope of the present invention, and the method for calculating the full regeneration coast target speed ratio will be omitted.
目標第1クラッチトルク容量算出部56は、エンジンフリクショントルク算出部44、除算部57、絶対値算出部58、減算部59、制限部60、絶対値算出部61、乗算部62から構成されている。
The target first clutch torque
目標第1クラッチトルク容量算出部56では、次式により目標第1クラッチトルク容量Ccl1を算出する。
The target first clutch torque
Ccl1=|Teng|×(1−|モータ回生可能トルク/Tgen|)
…(4)
ここで、エンジンフリクショントルクTengの大きさを決めるエンジンフリクショントルク算出部44は、前記した図9(A)で示したものと同じエンジンフリクショントルクテーブルにより構成される。
Ccl1 = | Teng | × (1- | Motor regeneration possible torque / Tgen |)
... (4)
Here, the engine friction
ここで、第1クラッチトルク容量率は、次式により与えられる値である。 Here, the first clutch torque capacity ratio is a value given by the following equation.
第1クラッチトルク容量率=1−|モータ回生可能トルク/Tgen|
…(5)
第1クラッチトルク容量率は、フル回生可能時に0%、フル回生不可能時に100%となる。第1クラッチトルク容量率がゼロでないときには、モータ回生可能割合(|モータ回生可能トルク/Tgen|)に応じて目標第1クラッチトルク容量が変化し、モータ回生が全くできないとき、第1クラッチCL1は完全締結となる。
First clutch torque capacity ratio = 1− | Motor regenerative torque / Tgen |
... (5)
The first clutch torque capacity ratio is 0% when full regeneration is possible and 100% when full regeneration is impossible. When the first clutch torque capacity ratio is not zero, the target first clutch torque capacity changes according to the motor regeneration possible ratio (| motor regeneration possible torque / Tgen |), and when the motor regeneration cannot be performed at all, the first clutch CL1 Completely concluded.
これを図6で見ると、t2〜t3ではモータ回生可能トルクは発電トルクTgenに等しく、(5)式より第1クラッチトルク容量率は0%となり、(4)式より目標第1クラッチトルク容量はゼロである。このため、t2〜t3で第1クラッチトルク容量(CL1容量)はゼロとなり、第1クラッチCL1は非接続状態にある。 As seen from FIG. 6, the motor regenerative torque is equal to the power generation torque Tgen from t2 to t3, the first clutch torque capacity ratio is 0% from the equation (5), and the target first clutch torque capacity from the equation (4). Is zero. For this reason, the first clutch torque capacity (CL1 capacity) becomes zero from t2 to t3, and the first clutch CL1 is in a disconnected state.
t3からモータ回生可能トルクが絶対値で小さくなっていくと、(5)式より第1クラッチトルク容量率は0%より大きくなる。t4でモータ回生可能トルクがゼロになると、(5)式より第1クラッチトルク容量率が100%になる。つまり、t4で第1クラッチCL1が完全締結状態となる。第1クラッチCL1の完全締結状態ではエンジンEngが駆動系によって連れ回されることから、エンジン回転速度Nengはt3でゼロであったものが、上昇してt4のタイミングでモータ回転速度Nmotと一致し、t4以降で一定値に維持される。t3〜t4の期間でエンジン回転速度Nengがゼロから正の値へと変化すると、エンジンフリクショントルクTengがゼロから負の値へと変化する。 As the motor regenerative torque becomes smaller in absolute value from t3, the first clutch torque capacity ratio becomes larger than 0% from the equation (5). When the motor regenerative torque becomes zero at t4, the first clutch torque capacity ratio becomes 100% from the equation (5). That is, the first clutch CL1 is completely engaged at t4. In the fully engaged state of the first clutch CL1, the engine Eng is rotated by the drive system, so that the engine rotation speed Neng is zero at t3, and rises to coincide with the motor rotation speed Nmot at the timing of t4. , The constant value is maintained after t4. When the engine speed Neng changes from zero to a positive value during the period from t3 to t4, the engine friction torque Teng changes from zero to a negative value.
図11のフローチャートは、図7の制御ブロックで説明したところ、つまり目標モータトルク、目標変速比、目標第1クラッチトルク容量を算出するためのものである。図11のフローは一定時間毎(例えば10ms毎)に実行する。 The flowchart of FIG. 11 is for calculating the target motor torque, the target gear ratio, and the target first clutch torque capacity as described in the control block of FIG. The flow in FIG. 11 is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms).
ステップ1では車速VSPからドライバ要求車両制動力Fdrvを算出する。
In
ステップ2では、EVモードでのコースト中かつ車速VSPが第1所定車速V1を超えている場合であるか否かをみる。ここで、アクセル開度APO=0かつブレーキペダルが踏み込まれていない(ブレーキストロークBS=0)ときにコースト中であると判断する。EVモードでのコースト中であっても、車速VSPが第1所定車速V1以下の領域では、そのまま今回の処理を終了する(本実施形態の制御を行わない)。これは、例えばシステムの動作要件や燃費目標として、第1所定車速V1以下では基本的にEVモードで走行させたい要求があるためである。第1所定車速V1以下の車速域では第1クラッチCL1を締結することによるエンジンブレーキよりも、第1クラッチCL1を非締結状態としたまま車両を惰性で走らせた方が燃費がよくなる場合があるのである。
In
一方、EVモードでのコースト中かつ車速VSPが第1所定車速V1を超えている場合には本実施形態の制御を行わせるためステップ3以降に進む。ステップ3では、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3未満でありかつドライバ要求車両制動力Fdrvをフル回生だけで達成できるか否かをみる。ここで、ドライバ要求車両制動力Fdrvをフル回生だけで達成できるか否かの判定は、図7のフル回生可能判定部50が行うところと同じである。上記の第3閾値Vs3はEVモードでの充電上限値である(図5、図6参照)。
On the other hand, when coasting in the EV mode and the vehicle speed VSP exceeds the first predetermined vehicle speed V1, the process proceeds to step 3 and subsequent steps in order to perform the control of the present embodiment. In
ステップ3でバッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3未満でありかつドライバ要求車両制動力Fdrvをフル回生だけで達成できるときにはステップ4〜6に進む。ステップ4〜6の操作は、図6ではt2よりt3までの期間で行う処理である。
When the battery charge amount SOC is less than the third threshold value Vs3 and the driver-requested vehicle braking force Fdrv can be achieved by only full regeneration in
ステップ4では、モータ回生可能トルクを目標モータトルクに移す。ステップ5では、EVモードでの通常目標変速比であるフル回生時コースト目標変速比(図7参照)を算出し、このフル回生時コースト目標変速比を目標変速比に移す。
In
ステップ6では、目標第1クラッチトルク容量=0とする。つまり、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3未満でありかつドライバ要求車両制動力Fdrvをフル回生だけで達成できるときにはEVモードのままである。 In step 6, the target first clutch torque capacity = 0. That is, the EV mode remains when the battery charge amount SOC is less than the third threshold value Vs3 and the driver-requested vehicle braking force Fdrv can be achieved only by full regeneration.
ステップ3でバッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3以上である場合やドライバ要求車両制動力Fdrvをフル回生だけで達成できない場合にはステップ7に進み、モータ回生可能トルク漸減処理モードであるか否かをみる。例えば、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3以上となったときにモータ回生可能トルク漸減処理モードに移行したと判断する。モータ回生可能トルク漸減処理モードであるときにはステップ8〜10に進む。ステップ8〜10の操作は、図6ではt3よりt4までの期間で行う処理である。
If the battery charge SOC is greater than or equal to the third threshold value Vs3 in
ステップ8ではモータ回生可能トルクの漸減処理を行う。モータ回生可能トルクの漸減処理とは、モータ回生可能トルクをゼロまで徐々に大きくしていく操作のことである(図6のt3〜t4の期間参照)。そして、モータ回生可能トルクの漸減処理値を目標モータトルクに移す。ステップ9では、前記したフィードフォワード目標変速比テーブルによりフィードフォワード目標変速比Rffを算出し、算出したフィードフォワード目標変速比Rffを目標変速比に移す。
In
ステップ10では、上記(4)式より目標第1クラッチトルク容量を算出する。これによってEVモードからHEVモードに移行させる。
In
ステップ7でモータ回生可能トルク漸減処理モードないときにはステップ11〜13以降に進む。ステップ11〜13の操作は、図6ではt4以降の期間で行う処理である。
When the motor regeneration possible torque gradual reduction processing mode is not set in
ステップ11ではゼロを目標モータトルクに移す(回生も力行もしない)。ステップ12では前記したフィードフォワード目標変速比テーブルによりフィードフォワード目標変速比Rffを算出し、算出したフィードフォワード目標変速比Rffを目標変速比に移す。
In
ステップ13では第1クラッチの完全締結時のトルク容量を目標第1クラッチトルク容量として算出する。つまり、HEVモードとする。 In step 13, the torque capacity when the first clutch is completely engaged is calculated as the target first clutch torque capacity. That is, the HEV mode is set.
図示しない別のフローでは、このように算出した目標モータトルク、目標変速比、目標第1クラッチトルク容量を指示する。 In another flow (not shown), the target motor torque, target gear ratio, and target first clutch torque capacity calculated in this way are instructed.
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態では、エンジンEngと、モータMG(モータジェネレータ)と、これらの間を断続する第1クラッチCL1と、自動変速機AT(変速機)とを備え、第1クラッチCL1の締結時にはエンジンEng及びモータGMの駆動力を自動変速機ATの入力軸に伝達するHEVモードの走行が、第1クラッチCL1の解放時にはモータGMのみの駆動力を変速機の入力軸に伝達するEVモードの走行が可能なハイブリッド車両の制御装置において、コースト中(アクセル解放中)かつバッテリ充電量SOCが満充電状態(所定量以上)にあるか否かを判定するアクセル解放中かつ充電状態判定手段と、エンジンフリクショントルクを算出するエンジンフリクショントルク算出部44(エンジンフリクショントルク算出手段)と、モータMGが回生可能なトルクを算出するモータ回生可能トルク算出部65(モータ回生可能トルク算出手段)と、この算出されるモータ回生可能トルクが得られるようにモータトルクを制御するモータコントローラ2(モータトルク制御手段)と、EVモードでのコースト中(アクセル解放中)かつバッテリ充電量SOCが満充電状態(所定量以上)にあることが判定されたとき、ドライバ要求車両制動力Fdrv(目標車両減速力)を算出するドライバ要求車両制動力算出部46(目標車両減速力算出手段)と、この算出されるドライバ要求車両制動力Fdrvと算出されるエンジンフリクショントルクとに基づき、フィードフォワード目標変速比Rff(目標変速比)を算出するフィードフォワード目標変速比算出部45(目標変速比算出手段)と、このフィードフォワード目標変速比Rffが得られるように自動変速機ATの変速比を制御するATコントローラ7(変速比制御手段)と、このコントローラ7により変速比が制御されているときに、算出されるドライバ要求車両制動力Fdrvと算出されるモータ回生可能トルクとに基づき目標第1クラッチトルク容量(目標クラッチ締結容量)を算出する目標第1クラッチトルク容量算出部56(目標クラッチ締結容量算出手段)と、この目標第1クラッチトルク容量が得られるように第1クラッチのトルク容量を制御する第1クラッチコントローラ5(クラッチ締結容量制御手段)とを備えている。
In the present embodiment, an engine Eng, a motor MG (motor generator), a first clutch CL1 that intermittently connects between them, and an automatic transmission AT (transmission) are provided, and the engine Eng is engaged when the first clutch CL1 is engaged. And driving in the HEV mode that transmits the driving force of the motor GM to the input shaft of the automatic transmission AT, and traveling in the EV mode that transmits the driving force of only the motor GM to the input shaft of the transmission when the first clutch CL1 is released. In a possible hybrid vehicle control apparatus, an accelerator release and charge state determination means for determining whether or not a coast (accelerator release) and a battery charge amount SOC are in a fully charged state (predetermined amount or more), engine friction An engine friction torque calculation unit 44 (engine friction torque calculation means) that calculates torque, and a motor M Motor regenerative torque calculator 65 (motor regenerative torque calculator) that calculates regenerative torque, and motor controller 2 (motor torque control) that controls the motor torque so that the calculated regenerative motor torque is obtained. Means) and the driver request vehicle braking force Fdrv (target vehicle deceleration force) when it is determined that the vehicle is coasting in EV mode (accelerator being released) and the battery charge amount SOC is fully charged (a predetermined amount or more). Based on the calculated driver request vehicle braking force Fdrv and the calculated engine friction torque based on the calculated driver requested vehicle braking force calculation unit 46 (target vehicle deceleration force calculating means). Feedforward target gear ratio calculating unit 45 (target gear ratio calculating means) And an AT controller 7 (speed ratio control means) for controlling the speed ratio of the automatic transmission AT so that the feedforward target speed ratio Rff is obtained, and the speed ratio is controlled by the
本実施形態によれば、EVモードでのコースト中(アクセル解放中)かつバッテリの充電量が満充電状態(所定量以上)にあるときに、モータ回生可能トルク、目標第1クラッチトルク容量及びフィードフォワード目標変速比を協調制御するので、従来装置のように自動変速機ATをダウンシフトしすぎてエンジンブレーキ達成のためにモータGMを力行しないで済む。これによって、エンジン回転速度のハンチングを防止できると共に、ドライバ要求車両制動力(目標車両減速力)を実現することができる。 According to this embodiment, when the EV mode is coasting (accelerator being released) and the battery charge amount is in a fully charged state (a predetermined amount or more), the motor regeneration possible torque, the target first clutch torque capacity, and the feed Since the forward target speed ratio is cooperatively controlled, it is not necessary to downshift the automatic transmission AT too much and to run the motor GM to achieve engine braking as in the conventional device. As a result, it is possible to prevent hunting of the engine speed and to realize a driver-requested vehicle braking force (target vehicle deceleration force).
本実施形態によれば、第1クラッチCL1が完全締結したときのエンジンフリクショントルクで生じる車両減速力によって、ドライバ要求車両制動力(目標車両減速力)が生じるようにフィードフォワード目標変速比(目標変速比)を算出するので、違和感のない車両減速感を得ることができる。 According to the present embodiment, the feedforward target gear ratio (target gear ratio) is set so that the driver requested vehicle braking force (target vehicle deceleration force) is generated by the vehicle deceleration force generated by the engine friction torque when the first clutch CL1 is fully engaged. Ratio) is calculated, it is possible to obtain a feeling of vehicle deceleration without a sense of incongruity.
本実施形態によれば、モータコントローラ2(モータジェネレータトルク制御手段)は、第1クラッチコントローラ5(クラッチ締結容量制御手段)が第1クラッチCL1を完全締結したときにモータ回生可能トルクをゼロに維持するので、無駄な充放電をなくすことができる。 According to this embodiment, the motor controller 2 (motor generator torque control means) maintains the motor regenerative torque at zero when the first clutch controller 5 (clutch engagement capacity control means) fully engages the first clutch CL1. Therefore, useless charging / discharging can be eliminated.
(第2実施形態)
図12のフローチャートは第2実施形態の目標モータトルク、目標変速比、目標第1クラッチトルク容量を算出するためのもので、第1実施形態の図11と置き換わるものである。第1実施形態の図11と同一部分には同一の番号を付している。図12のフローも一定時間毎(例えば10ms毎)に実行する。
(Second Embodiment)
The flowchart of FIG. 12 is for calculating the target motor torque, the target gear ratio, and the target first clutch torque capacity of the second embodiment, and replaces FIG. 11 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 11 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The flow in FIG. 12 is also executed at regular time intervals (for example, every 10 ms).
第1実施形態は、EVモードでのコースト中(アクセル解放中)にバッテリが満充電状態(所定量以上)となったときに、ドライバ要求車両制動力に対し、回生可能トルク、目標第1クラッチトルク容量及び目標変速比を協調制御するものであった。第2実施形態は、HEVモードでのコースト中にバッテリが満充電状態(所定量以上)となったときに、ドライバ要求車両制動力に対し、回生可能トルク、目標第1クラッチトルク容量及び目標変速比を協調制御するものである。 In the first embodiment, when the battery is fully charged (a predetermined amount or more) during the coasting in the EV mode (when the accelerator is released), the regenerative torque, the target first clutch, with respect to the driver requested vehicle braking force The torque capacity and the target gear ratio were cooperatively controlled. In the second embodiment, when the battery is in a fully charged state (a predetermined amount or more) during the coasting in the HEV mode, the regenerative torque, the target first clutch torque capacity, and the target shift with respect to the driver request vehicle braking force. The ratio is cooperatively controlled.
第1実施形態と異なる部分を主に説明すると、ステップ21では、HEVモードでのコースト中かつ車速VSPが第2所定車速V2を超えている場合であるか否かをみる。ここで、アクセル開度APO=0かつブレーキペダルが踏み込まれていない(ブレーキストロークBS=0)ときにコースト中であると判断する。HEVモードでのコースト中であっても、車速VSPが第2所定車速V2以下の領域では、そのまま今回の処理を終了する(第2実施形態の制御を行わない)。これは、例えばシステムの動作要件や燃費目標として、第2所定車速V2以下では基本的にHEVモードで走行させたい要求があるためである。第2所定車速V2は第1所定車速1と同じにしてもかまわない。
The difference from the first embodiment will be mainly described. In
一方、HEVモードでのコースト中かつ車速VSPが第2所定車速V2を超えている場合には第2実施形態の制御を行わせるためステップ22以降に進む。ステップ22ではバッテリ充電量SOCと第3閾値Vs3を比較し、ステップ23ではドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるか否かをみる。ステップ22、23でバッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3未満でありかつドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるときにはステップ24、5、6に進む。
On the other hand, when the vehicle is coasting in the HEV mode and the vehicle speed VSP exceeds the second predetermined vehicle speed V2, the routine proceeds to step 22 and subsequent steps to perform the control of the second embodiment. In step 22, the battery charge amount SOC is compared with the third threshold value Vs3, and in step 23, it is determined whether or not the driver-requested vehicle braking force can be achieved only by full regeneration. When the battery charge SOC is less than the third threshold value Vs3 in steps 22 and 23 and the driver-requested vehicle braking force can be achieved only by full regeneration, the routine proceeds to
ステップ24ではドライバ要求車両制動力Fdrv相当の目標モータトルク算出し、算出したドライバ要求車両制動力Fdrv相当の目標モータトルクを目標モータトルクに移す。ステップ5では、EVモードでの通常目標変速比であるフル回生時コースト目標変速比(図7参照)を算出し、このフル回生時コースト目標変速比を目標変速比に移す。
In step 24, the target motor torque corresponding to the driver request vehicle braking force Fdrv is calculated, and the calculated target motor torque corresponding to the driver request vehicle braking force Fdrv is transferred to the target motor torque. In
ステップ6では、目標第1クラッチトルク容量=0とする。これによってEVモードへ移行させる。 In step 6, the target first clutch torque capacity = 0. This shifts to the EV mode.
ステップ22、23で充電量SOCが第3閾値Vs3未満であるが、ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できないときにはステップ4でモータ回生可能トルクを目標モータトルクに移す。
When the charge amount SOC is less than the third threshold value Vs3 in steps 22 and 23, but the driver-required vehicle braking force cannot be achieved by only full regeneration, the motor regeneration possible torque is shifted to the target motor torque in
ステップ25では、HEVモードでのフル回生時の目標変速比を算出し、このフル回生時目標変速比を目標変速比に移す。ここで、ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できないときにHEVモードでのフル回生時の目標変速比を算出する理由を説明する。ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるときにはEVモードで(第1クラッチCL1が開放されているとき)ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるようにした。一方、ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できないときはHEVモードで(第1クラッチCL1が締結されているとき)ドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるようにしなければならない。EVモードにおいてドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できるときとHEVモードにおいてドライバ要求車両制動力をフル回生だけで達成できないときとの変速比の違いは、エンジンEngを第1クラッチCL1で締結しているか否かにおける違いとなる。第1クラッチCL1を締結しているときとしていないときとで同じ変速比であってもエンジンブレーキ力が変化する。目的は、第1クラッチCL1の締結、開放に関わらずドライバ要求車両制動力Fdrvが得られるようにすることにあるので、第1クラッチCL1が開放されているときと締結されているときとでドライバ要求車両制動力Fdrvを達成する変速比に違いがある。よって、HEVモードでのフル回生でドライバ要求車両制動力Fdrvを満たす変速比を算出するのである。このHEVモードでのフル回生時の目標変速比は、ドライバ要求車両制動力Fdrv、モータ回生可能トルク、エンジンフリクショントルクに基づいて算出する。 In step 25, a target gear ratio during full regeneration in the HEV mode is calculated, and this target gear ratio during full regeneration is shifted to the target gear ratio. Here, the reason for calculating the target gear ratio during full regeneration in the HEV mode when the driver-required vehicle braking force cannot be achieved only by full regeneration will be described. When the driver-required vehicle braking force can be achieved only by full regeneration, the driver-required vehicle braking force can be achieved only by full regeneration in the EV mode (when the first clutch CL1 is released). On the other hand, when the driver-required vehicle braking force cannot be achieved only by full regeneration, the driver-required vehicle braking force must be achieved only by full regeneration in the HEV mode (when the first clutch CL1 is engaged). The difference in gear ratio between when the driver-requested vehicle braking force can be achieved only with full regeneration in the EV mode and when the driver-requested vehicle braking force cannot be achieved only with full regeneration in the HEV mode is that the engine Eng is engaged with the first clutch CL1. The difference is whether or not. The engine braking force changes even when the speed ratio is the same when the first clutch CL1 is engaged. The purpose is to obtain the driver-requested vehicle braking force Fdrv regardless of whether the first clutch CL1 is engaged or disengaged, so that the driver depends on whether the first clutch CL1 is disengaged or engaged. There is a difference in the gear ratio to achieve the required vehicle braking force Fdrv. Therefore, the gear ratio that satisfies the driver request vehicle braking force Fdrv by full regeneration in the HEV mode is calculated. The target gear ratio during full regeneration in the HEV mode is calculated based on the driver requested vehicle braking force Fdrv, motor regeneration possible torque, and engine friction torque.
ステップ26では第1クラッチCL1の完全締結時のトルク容量を目標第1クラッチトルク容量として算出する。つまり、HEVモードのままとする。 In step 26, the torque capacity when the first clutch CL1 is completely engaged is calculated as the target first clutch torque capacity. That is, the HEV mode is maintained.
ステップ22で充電量SOCが第3閾値Vs3以上となったときにはステップ7に進み、モータ回生トルク漸減処理モードであるか否かをみる。例えば、バッテリ充電量SOCが第3閾値Vs3以上となったときにモータ回生トルク漸減処理モードに移行したと判断する。モータ回生トルク漸減処理モードであるときにはステップ8、9、27に進む。
When the charge amount SOC becomes equal to or greater than the third threshold value Vs3 in step 22, the process proceeds to step 7 to check whether or not the motor regeneration torque gradual reduction processing mode is set. For example, when the battery charge amount SOC becomes equal to or greater than the third threshold value Vs3, it is determined that the motor regeneration torque gradual reduction processing mode has been entered. When it is in the motor regenerative torque gradual reduction processing mode, the process proceeds to
ステップ8ではモータ回生可能トルクの漸減処理を行う。モータ回生可能トルクの漸減処理とは、モータ回生可能トルクをゼロまで徐々に大きくしていく操作のことである(図6のt3〜t4の期間参照)。そして、モータ回生可能トルクの漸減処理値を目標モータトルクに移す。
In
ステップ9では前記したフィードフォワード目標変速比テーブルによりフィードフォワード目標変速比Rffを算出し、算出したフィードフォワード目標変速比Rffを目標変速比に移す。
In
ステップ27では第1クラッチの完全締結時のトルク容量を目標第1クラッチトルク容量として算出する。つまり、HEVモードのままとする。 In step 27, the torque capacity when the first clutch is completely engaged is calculated as the target first clutch torque capacity. That is, the HEV mode is maintained.
このように、第2実施形態によれば、HEVモードでのコースト中(アクセル解放中)かつバッテリの充電量が満充電状態(所定量以上)にあるときに、モータ回生可能トルク、目標第1クラッチトルク容量及び目標変速比を協調制御するので、参考例のように自動変速機ATをダウンシフトしすぎてエンジンブレーキ達成のためにモータGMを力行しないで済む。これによって、エンジン回転速度のハンチングを防止できると共に、ドライバ要求車両制動力を実現することができる。 As described above, according to the second embodiment, the motor regenerative torque, the target first, when the coasting in the HEV mode (accelerator release) and the battery charge amount are in a fully charged state (a predetermined amount or more). Since the clutch torque capacity and the target gear ratio are cooperatively controlled, it is not necessary to downshift the automatic transmission AT excessively as in the reference example and to run the motor GM to achieve engine braking. As a result, it is possible to prevent hunting of the engine rotational speed and to realize the driver requested vehicle braking force.
さて、ハイブリッド車両では、ブレーキペダルを踏まないときの車両制動力をモータ回生とエンジンブレーキとで生じさせることができるため、ハイブリッド車両でエンジンのみで駆動される車両と同等の車両制動力を生じさせようとした場合には、エンジンブレーキ分で分担するコースト中の車両減速トルクは、エンジンのみで駆動される車両に対して小さくて済む。そのため、ハイブリッド車両においてエンジンブレーキを生じさせるためにエンジン回転速度はエンジンのみで駆動される車両に対して小さな回転速度に制御されることになり、このエンジンのみで駆動される車両と異なるエンジン回転フィーリングにより運転者に違和感を生じさせないように、エンジンのみで駆動される車両において生じうる車両制動時のエンジン回転を生じさせる必要がある。 Now, in the hybrid vehicle, the vehicle braking force when the brake pedal is not depressed can be generated by the motor regeneration and the engine brake, so that the vehicle braking force equivalent to the vehicle driven by the engine alone in the hybrid vehicle is generated. In such a case, the vehicle deceleration torque on the coast shared by the engine brake may be smaller than that of the vehicle driven only by the engine. Therefore, in order to generate engine braking in a hybrid vehicle, the engine rotation speed is controlled to be smaller than that of a vehicle driven only by the engine, and an engine rotation fee different from that of the vehicle driven only by this engine. In order to prevent the driver from feeling uncomfortable with the ring, it is necessary to cause engine rotation during vehicle braking that can occur in a vehicle driven only by the engine.
これに対処するには、エンジンのみで駆動される車両でのコースト中に前記目標車両減速力が得られるときのエンジン回転速度を目標回転速度として予め定めておき、この目標回転速度に基づいて前記目標車両減速力を設定する。これによって、ハイブリッド車両においてもエンジンのみで駆動される車両でのコースト中と同じエンジン回転フィーリングを得ることができる。 In order to cope with this, an engine rotation speed when the target vehicle deceleration force is obtained during coasting in a vehicle driven only by an engine is determined in advance as a target rotation speed, and the above-described based on the target rotation speed Set the target vehicle deceleration force. Thereby, even in a hybrid vehicle, the same engine rotation feeling as that during coasting in a vehicle driven only by an engine can be obtained.
Eng エンジン
MG モータ(モータジェネレータ)
CL1 第1クラッチ(クラッチ)
AT 自動変速機(変速機)
2 モータコントローラ(モータトルク制御手段)
5 第1クラッチコントローラ(クラッチ締結容量制御手段)
7 ATコントローラ(変速比制御手段)
10 統合コントローラ
44 エンジンフリクショントルク算出部(エンジンフリクショントルク算出手段)
45 フィードフォワード目標変速比算出部(目標変速比算出手段)
46 ドライバ要求車両制動力算出部(目標車両減速力算出手段)
56 目標第1クラッチトルク容量算出部(目標クラッチ締結容量算出手段)
65 モータ回生可能トルク算出部(モータジェネレータ回生可能トルク算出手段)
Eng engine MG motor (motor generator)
CL1 1st clutch (clutch)
AT automatic transmission (transmission)
2 Motor controller (motor torque control means)
5 First clutch controller (clutch engagement capacity control means)
7 AT controller (speed ratio control means)
10
45 Feedforward target gear ratio calculation unit (target gear ratio calculation means)
46 Driver requested vehicle braking force calculation unit (target vehicle deceleration force calculating means)
56 Target first clutch torque capacity calculation unit (target clutch engagement capacity calculation means)
65 Motor regenerative torque calculator (motor generator regenerative torque calculator)
Claims (4)
アクセル解放中かつ前記モータジェネレータと電力を授受するバッテリの充電量が所定量以上にあるか否かを判定するアクセル解放中かつ充電状態判定手段と、
前記エンジンのフリクショントルクを算出するエンジンフリクショントルク算出手段と、
前記モータジェネレータが回生可能なトルクを算出するモータジェネレータ回生可能トルク算出手段と、
この算出されるモータジェネレータ回生可能トルクが得られるように前記モータジェネレータのトルクを制御するモータジェネレータトルク制御手段と、
前記EVモードまたはHEVモードでのアクセル解放中かつ前記バッテリの充電量が所定量以上にあることが判定されたとき、車速に応じた目標変速比が得られるように前記変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、
当該変速比制御手段により変速比が制御されているときに、前記算出されるエンジンフリクショントルクと前記算出されるモータジェネレータ回生可能トルクとに基づき目標クラッチ締結容量を算出する目標クラッチ締結容量算出手段と、
この目標クラッチ締結容量が得られるように前記クラッチの締結容量を制御するクラッチ締結容量制御手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An HEV mode travel that includes an engine, a motor generator, a clutch that intermittently connects between them, and a transmission, and that transmits the driving force of the engine and the motor generator to the input shaft of the transmission when the clutch is engaged. However, in the control device for a hybrid vehicle capable of traveling in the EV mode in which the driving force of only the motor generator is transmitted to the input shaft of the transmission when the clutch is released,
The accelerator is released and the state of charge is determined to determine whether or not the amount of charge of the battery that exchanges power with the motor generator is greater than or equal to a predetermined amount during release of the accelerator;
Engine friction torque calculating means for calculating the friction torque of the engine;
Motor generator regenerative torque calculating means for calculating torque that can be regenerated by the motor generator;
Motor generator torque control means for controlling the torque of the motor generator so as to obtain the calculated motor generator regenerative torque;
When the accelerator is released in the EV mode or HEV mode and it is determined that the charge amount of the battery is equal to or greater than a predetermined amount, the transmission gear ratio is controlled so that a target gear ratio according to the vehicle speed is obtained. Gear ratio control means for
Target clutch engagement capacity calculation means for calculating a target clutch engagement capacity based on the calculated engine friction torque and the calculated motor generator regenerative torque when the transmission ratio is controlled by the transmission ratio control means; ,
A hybrid vehicle control apparatus comprising: clutch engagement capacity control means for controlling the engagement capacity of the clutch so that the target clutch engagement capacity is obtained.
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- 2012-04-06 JP JP2012087055A patent/JP2015116832A/en active Pending
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2013
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WO2018189891A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 日産自動車株式会社 | Hybrid vehicle control method and hybrid vehicle control device |
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