JP2016007934A - Electric-vehicular control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリなどの蓄電手段とは別に、燃料電池などの発電手段を備えた電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle provided with power generation means such as a fuel cell separately from power storage means such as a battery.
従来、発電手段を備えた車両において、変速時に、発電手段の発電量を低下させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術によれば、変速時に発電手段の発電量を低減させ、低減完了後に、徐々に発電量を復帰させ、変速時に、発電量を低減させないものと比較して変速ショックを抑制することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in vehicles equipped with power generation means, those that reduce the amount of power generated by the power generation means during shifting are known (see, for example, Patent Document 1).
According to this prior art, it is possible to reduce the power generation amount of the power generation means at the time of shifting, gradually return the power generation amount after the reduction is completed, and suppress the shift shock compared to the case where the power generation amount is not reduced at the time of shifting. it can.
上記従来技術では、変速時に発電機の出力を低下させるが、この場合、モータへの供給可能電力が低下することで、モータが出力可能なトルクの上限値が低下する。
このため、イナーシャフェーズの終了時に、発電量が低下状態から十分に復帰していない場合、モータ上限トルクも低下されたままとなり、モータトルクの上昇もモータ上限トルクに制限される。
この場合、クラッチ締結トルクがモータトルクを上回る状態となって、摩擦クラッチが急締結されて、変速ショックを招くおそれがあった。
In the above prior art, the output of the generator is reduced at the time of shifting. In this case, the upper limit value of the torque that can be output by the motor is reduced by reducing the power that can be supplied to the motor.
For this reason, at the end of the inertia phase, if the power generation amount does not sufficiently recover from the reduced state, the motor upper limit torque remains reduced, and the increase in motor torque is limited to the motor upper limit torque.
In this case, the clutch engagement torque exceeds the motor torque, and the friction clutch is suddenly engaged, which may cause a shift shock.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、シフトアップ変速時の発電量低下時のモータトルクの上昇不足による変速ショックの発生を抑制可能な電動車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle capable of suppressing the occurrence of a shift shock due to insufficient increase in motor torque when the amount of power generation during a shift-up shift is reduced. And
上記目的を達成するため、本発明は、
発電手段および前記蓄電手段からの電力により駆動される回転電機と、シフトアップ変速時に摩擦クラッチを締結する変速段を備えた変速機と、前記発電手段、前記回転電機、前記変速機の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記制御手段は、前記発電手段の発電中での前記シフトアップ変速時に、前記発電手段の発電量を低下させるとともに、前記蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力と前記発電手段の発電量とに基づいてモータ上限トルクを算出し、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする電動車両の制御装置とした。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Rotating electric machine driven by electric power from the power generation means and the electric storage means, a transmission having a gear stage for engaging a friction clutch at the time of upshifting, and control of the operation of the power generation means, the rotating electric machine, and the transmission Control means to
An electric vehicle control device comprising:
The control means reduces the power generation amount of the power generation means during the shift-up shift during power generation by the power generation means, and outputs surplus power that is power that can be output from the power storage means and power generation by the power generation means. The motor upper limit torque is calculated based on the amount, and a control process for limiting the transmission torque of the friction clutch to the motor upper limit torque or less before the end of the shift is executed.
本発明の電動車両の制御装置では、モータ上限トルクを、蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力と、発電手段の発電量とに基づいて演算し、変速終了時までに、摩擦クラッチの伝達トルクをモータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行する。
したがって、イナーシャフェーズの終了時に、発電量低下に伴うモータ上限トルクの低下により、モータトルクの上昇がモータ上限トルクに制限された場合でも、摩擦クラッチの伝達トルクがモータトルクを上回ることがない。よって、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチの伝達トルクがモータトルクを上回ることによる摩擦クラッチの急締結を抑制し、変速ショックの発生を抑制できる。
In the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, the motor upper limit torque is calculated on the basis of the surplus power that can be output from the power storage means and the amount of power generated by the power generation means, and before the end of the shift, the friction clutch Is executed to limit the transmission torque of the motor to a motor upper limit torque or less.
Therefore, at the end of the inertia phase, even if the increase in motor torque is limited to the motor upper limit torque due to the decrease in the motor upper limit torque accompanying the decrease in the amount of power generation, the transmission torque of the friction clutch does not exceed the motor torque. Therefore, the sudden engagement of the friction clutch due to the fact that the transmission torque of the friction clutch exceeds the motor torque at the end of the inertia phase can be suppressed, and the occurrence of a shift shock can be suppressed.
以下、本発明の電動車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における電動車両の制御装置の構成を、[全体システム構成][自動変速機の構成] [変速制御系の構成] [シフトアップ変速制御処理構成]に分けて説明する。
Hereinafter, the best mode for realizing an electric vehicle control device of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
(Embodiment 1)
First, the configuration of the control apparatus for an electric vehicle according to the first embodiment will be described separately in [Overall system configuration] [Configuration of automatic transmission] [Configuration of shift control system] [Shift up shift control processing configuration].
［全体システム構成］
図１は、実施の形態１の電動車両の制御装置の全体システム図である。
電動車両の駆動系構成としては、図１に示すように、回転電機としての走行用モータＭＧと、自動変速機１０と、駆動輪Ｗと、を備えている。
[Overall system configuration]
1 is an overall system diagram of a control device for an electric vehicle according to Embodiment 1. FIG.
As shown in FIG. 1, the drive system configuration of the electric vehicle includes a travel motor MG as a rotating electrical machine, an automatic transmission 10, and drive wheels W.
前記走行用モータＭＧは、車両走行の推進力を得る（力行を行う）電動機であり、例えば、三相同期モータで構成することができる。
この走行用モータＭＧは、モータインバータ２０を介して燃料電池３０と強電バッテリ４０とに接続されている。すなわち、走行用モータＭＧの電源として、燃料電池３０および強電バッテリ４０の少なくとも一方を用い、その直流電源をモータインバータ２０により三相交流に変換して供給する。
また、車両の制動時などには、走行用モータＭＧを発電機として機能（回生）させて三相交流発電し、この三相交流がモータインバータ２０により直流に変換されて強電バッテリ４０に充電される。
The travel motor MG is an electric motor that obtains a driving force for vehicle travel (performs power running), and can be constituted by, for example, a three-phase synchronous motor.
The travel motor MG is connected to the fuel cell 30 and the high-power battery 40 via the motor inverter 20. That is, at least one of the fuel cell 30 and the high-power battery 40 is used as a power source for the traveling motor MG, and the DC power is converted into a three-phase AC by the motor inverter 20 and supplied.
Further, when the vehicle is braked, etc., the traveling motor MG functions (regenerates) as a generator to generate three-phase AC power, and the three-phase AC is converted into DC by the motor inverter 20 and charged to the high-power battery 40. The
そして、モータインバータ２０、燃料電池３０、強電バッテリ４０の間の電力供給状態は、コントロールユニット１００の制御に基づいて分配部５０により切り替えられる。すなわち、分配部５０は、走行用モータＭＧへの電力供給を、各種条件に基づいて、燃料電池３０と強電バッテリ４０との、いずれか一方、あるいは両方から行う。
なお、燃料電池３０は、周知のように、水素などの負極活物質と正極活物質（空気中の酸素等）とを反応させることにより継続的に電力を取り出すことができる発電装置である。また、強電バッテリ４０は、充放電可能なバッテリである。また、図において、車両や燃料電池３０の補機類、DC-DCコンバータは、図示を省略している。
The power supply state among the motor inverter 20, the fuel cell 30, and the high-power battery 40 is switched by the distribution unit 50 based on the control of the control unit 100. That is, the distribution unit 50 supplies power to the traveling motor MG from either one or both of the fuel cell 30 and the high-power battery 40 based on various conditions.
As is well known, the fuel cell 30 is a power generator that can continuously extract electric power by reacting a negative electrode active material such as hydrogen with a positive electrode active material (oxygen in the air, etc.). The high-power battery 40 is a chargeable / dischargeable battery. Further, in the figure, illustrations of the vehicle, the auxiliary machines of the fuel cell 30, and the DC-DC converter are omitted.
[自動変速機の構成]
次に、自動変速機１０の構成を図２に基づいて説明する。
前記自動変速機１０は、変速比の異なる２つのギヤ対のいずれかで動力を伝達する常時噛み合い式有段変速機であり、減速比の小さな２速段（高速段）と減速比の大きな１速段（低速段）を有する２段変速機構としている。
[Configuration of automatic transmission]
Next, the configuration of the automatic transmission 10 will be described with reference to FIG.
The automatic transmission 10 is a constantly meshing stepped transmission that transmits power by one of two gear pairs having different gear ratios. The automatic transmission 10 is a second gear (high speed) having a small reduction ratio and a gear 1 having a large reduction ratio. A two-speed transmission mechanism having a high speed (low speed) is used.
この自動変速機１０は、平行に配置された変速機入力軸１１と変速機出力軸１２との間に設けられて、１速段を実現する１速側変速機構１３および２速段を実現する２速側変速機構１４を備えている。 This automatic transmission 10 is provided between a transmission input shaft 11 and a transmission output shaft 12 that are arranged in parallel, and implements a first-speed transmission mechanism 13 that realizes the first gear and a second gear. A second-speed transmission mechanism 14 is provided.
前記１速側変速機構１３は、低速段ギヤ対１３０（ギヤ１３１，ギヤ１３２）が、変速機入出力軸１１，１２間を駆動結合するように、変速機出力軸１２に対するギヤ１３１の噛合締結/解放を行う噛合クラッチ１３３を備える。ここで、低速段ギヤ対１３０は、変速機出力軸１２上に回転自在に支持したギヤ１３１と、このギヤ１３１と噛み合い、変速機入力軸１１と共に回転するギヤ１３２と、から構成される。 The first speed side transmission mechanism 13 is configured so that the gear 131 is engaged with the transmission output shaft 12 so that the low speed gear pair 130 (gear 131, gear 132) is drivingly coupled between the transmission input / output shafts 11 and 12. A meshing clutch 133 for releasing is provided. Here, the low-speed gear pair 130 includes a gear 131 rotatably supported on the transmission output shaft 12 and a gear 132 that meshes with the gear 131 and rotates together with the transmission input shaft 11.
前記２速側変速機構１４は、高速段ギヤ対１４０（ギヤ１４１，ギヤ１４２）が、変速機入出力軸１１，１２間を駆動結合するように、変速機入力軸１１に対するギヤ１４１の摩擦締結/解放を行う摩擦クラッチ１４３を備える。この摩擦クラッチ１４３として、本実施の形態１では、乾式の摩擦クラッチを用いている。
また、高速段ギヤ対１４０は、変速機入力軸１１上に回転自在に支持したギヤ１４１と、ギヤ１４１に噛み合い、変速機出力軸１２と共に回転するギヤ１４２と、から構成される。
The second speed side transmission mechanism 14 is configured to frictionally engage the gear 141 with respect to the transmission input shaft 11 so that the high speed gear pair 140 (gear 141, gear 142) is drivingly coupled between the transmission input / output shafts 11 and 12. A friction clutch 143 that performs the release is provided. As the friction clutch 143, in the first embodiment, a dry friction clutch is used.
The high-speed gear pair 140 includes a gear 141 that is rotatably supported on the transmission input shaft 11 and a gear 142 that meshes with the gear 141 and rotates together with the transmission output shaft 12.
前記変速機出力軸１２は、ファイナルドライブギヤ組１５を介して、ディファレンシャルギヤ装置１６に駆動結合されている。なお、ファイナルドライブギヤ組１５は、変速機出力軸１２に固定されたギヤ１５ａと、これに噛合されてディファレンシャルギヤ装置１６へ回転出力するギヤ１５ｂとを備えている。 The transmission output shaft 12 is drivably coupled to a differential gear device 16 via a final drive gear set 15. The final drive gear set 15 includes a gear 15 a fixed to the transmission output shaft 12, and a gear 15 b that meshes with the gear 15 a and rotates to the differential gear device 16.
次に、噛合クラッチ１３３および摩擦クラッチ１４３について説明する。
前記噛合クラッチ１３３は、シンクロ式の噛合締結によるクラッチであり、ギヤ１３１に設けたクラッチギヤ１３４と、変速機出力軸１２に結合したクラッチハブ１３５と、カップリングスリーブ１３６と、を有する。そして、電動アクチュエータ１２１によりカップリングスリーブ１３６をストローク駆動させることで、噛合締結/解放する。
Next, the meshing clutch 133 and the friction clutch 143 will be described.
The meshing clutch 133 is a clutch by synchro meshing engagement, and includes a clutch gear 134 provided on the gear 131, a clutch hub 135 coupled to the transmission output shaft 12, and a coupling sleeve 136. Then, the coupling sleeve 136 is stroke driven by the electric actuator 121 to engage / disengage the mesh.
前記摩擦クラッチ１４３は、ギヤ１４１と共に回転するドリブンプレート１４４と、変速機入力軸１１と共に回転するドライブプレート１４５と、を有する。そして、電動アクチュエータ１２２により両プレート１４４,１４５に押付力を付与したり取り除いたりすることで摩擦締結/解放する。なお、各クラッチ１３３，１４３を摩擦締結/解放させるアクチュエータは、電動のものに限定されず、流体圧で駆動するアクチュエータなどの他のアクチュエータを用いてもよい。 The friction clutch 143 includes a driven plate 144 that rotates together with the gear 141 and a drive plate 145 that rotates together with the transmission input shaft 11. Then, the electric actuator 122 applies or removes the pressing force to both the plates 144 and 145 to engage / release the friction. The actuator for frictionally engaging / releasing the clutches 133 and 143 is not limited to an electric one, and other actuators such as an actuator driven by fluid pressure may be used.
[変速制御系の構成]
電動車両の制御系構成としては、図１に示すように、コントロールユニット１００を備えるとともに、アクセル開度センサ１１１、車速センサ１１２、入力回転センサ１１３、出力回転センサ１１４を含むセンサ類を備えている。
また、コントロールユニット１００は、自動変速機１０から、クラッチポジション（ギヤ比）を示す信号が入力され、モータインバータ２０からモータ回転数Ｎmoおよびモータトルクを示す信号が入力される。さらに、コントロールユニット１００には、強電バッテリ４０から、充電量を示すＳＯＣ、電圧、電流、入力可能電力、出力可能電力が入力される。
[Configuration of shift control system]
As shown in FIG. 1, the control system configuration of the electric vehicle includes a control unit 100 and sensors including an accelerator opening sensor 111, a vehicle speed sensor 112, an input rotation sensor 113, and an output rotation sensor 114. .
The control unit 100 receives a signal indicating the clutch position (gear ratio) from the automatic transmission 10 and receives a signal indicating the motor rotational speed Nmo and the motor torque from the motor inverter 20. Further, the control unit 100 receives SOC, voltage, current, input power and output power from the high voltage battery 40.
前記コントロールユニット１００は、噛合クラッチ１３３が噛合締結で摩擦クラッチ１４３が解放された１速段が選択されている状態で２速段へシフトアップ変速する際、噛合クラッチ１３３の解放と摩擦クラッチ１４３の摩擦締結による掛け替え制御を遂行する。
また、噛合クラッチ１３３が解放され摩擦クラッチ１４３が摩擦締結された２速段が選択されている状態で１速段へシフトダウン変速する際、噛合クラッチ１３３の噛合締結と摩擦クラッチ１４３の解放による掛け替え制御を遂行する。
なお、シフトアップ変速は、例えば、周知のように、アクセル開度と車速とにより決定される運動点が、マップ上で予め設定された変速線を１速側から２速側へ横切ることで、実行と判定する。また、図示を省略した手動のシフト操作により２速段を選択することで実行するようにしてもよい。
The control unit 100 releases the engagement clutch 133 and releases the friction clutch 143 when shifting up to the second speed in the state where the first speed is selected in which the engagement clutch 133 is engaged and the friction clutch 143 is released. Performs switching control by frictional engagement.
Further, when shifting down to the first speed in the state where the second speed stage in which the engagement clutch 133 is released and the friction clutch 143 is frictionally engaged is selected, the change is made by the engagement of the engagement clutch 133 and the release of the friction clutch 143. Carry out control.
As is well known, for example, as is well known, the shift point determined by the accelerator opening and the vehicle speed crosses a preset shift line on the map from the first speed side to the second speed side. It is determined to be executed. Alternatively, it may be executed by selecting the second gear by a manual shift operation (not shown).
［シフトアップ変速制御処理構成］
次に、実施の形態１のコントロールユニット１００の特徴とする、燃料電池３０の発電中に１速段から２速段へシフトアップ変速する際の制御について説明する。
すなわち、本実施の形態１では、このシフトアップ変速時には、自動変速機１０の入力回転数の低下に伴い回生を行ってエネルギ効率を高めつつ、強電バッテリ４０の過充電や、摩擦クラッチ１４３の過加熱が生じないように、燃料電池３０の発電量を低下させる。
[Shift-up shift control processing configuration]
Next, a description will be given of the control at the time of upshifting from the first speed to the second speed during power generation of the fuel cell 30, which is a feature of the control unit 100 of the first embodiment.
That is, in the first embodiment, at the time of this upshift, the high-power battery 40 is overcharged or the friction clutch 143 is overloaded while regeneration is performed in accordance with a decrease in the input rotational speed of the automatic transmission 10 to increase energy efficiency. The power generation amount of the fuel cell 30 is reduced so that heating does not occur.
このシフトアップ変速制御を行うにあたり、本実施の形態１では、シフトアップ変速の実行の有無に係わらず常時実行している演算処理と、シフトアップ変速の実行要求があってから行う変速時処理とが存在する。 In performing the upshift control, in the first embodiment, a calculation process that is always executed regardless of whether or not the upshift is performed, and a shift process that is performed after a request for the upshift is performed, Exists.
（常時演算処理）
そこで、まず、常時実行する演算処理について図３のフローチャートに基づいて順を追って説明する。
この図３の処理は、走行中、所定の演算周期（例えば、３０ｍｓｅｃ）で常時実行しており、最初のステップＳ１０１では、要求出力Ｗreqを演算する。
この要求出力Ｗreqは、図５に示す構成により求める。
すなわち、アクセル開度センサ１１１および車速センサ１１２からアクセル開度と車速とを読み込み、マップ部５０１において予め設定されたマップに基づいて目標駆動力を求める。そして、この目標駆動力を、除算部５０２において現在のギヤ比で除算し、さらに、この除算した値を換算部５０３において出力に換算して要求出力Ｗreqを求める。
(Always operation processing)
Therefore, first, the calculation process that is always executed will be described in order based on the flowchart of FIG.
The process of FIG. 3 is always executed at a predetermined calculation cycle (for example, 30 msec) during traveling, and the required output Wreq is calculated in the first step S101.
This required output Wreq is obtained by the configuration shown in FIG.
That is, the accelerator opening and the vehicle speed are read from the accelerator opening sensor 111 and the vehicle speed sensor 112, and the target driving force is obtained based on a map set in advance in the map unit 501. Then, the target driving force is divided by the current gear ratio in the division unit 502, and the divided value is converted into an output in the conversion unit 503 to obtain the required output Wreq.
図３に戻り、ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、シフトアップ変速に伴い変化する運動エネルギＥIPを下記の式（１）を用いて演算する。
ＥIP＝（Ｉ／２）×（Ｎmo）2×（１−（１／α2）） ・・（１）
なお、Ｉは変速時に回転変化する軸周りのイナーシャ、Ｎmoは変速開始時のモータ回転数、αは自動変速機の段間比（１速段ギヤ比÷２速段ギヤ比）である。
Returning to FIG. 3, in step S102 following step S101, the kinetic energy EIP that changes with the upshift is calculated using the following equation (1).
EIP = (I / 2) × (Nmo) 2 × (1− (1 / α 2 )) (1)
Here, I is the inertia around the shaft that changes in rotation during shifting, Nmo is the motor speed at the start of shifting, and α is the gear ratio of the automatic transmission (first gear ratio ÷ second gear ratio).
ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、吸収可能余剰電力Ｗgen_battを演算する。この吸収可能余剰電力Ｗgen_battは、現在、強電バッテリ４０に充電可能な電力であり、図６に示す構成により演算する。
すなわち、加算部６０１では、現在の強電バッテリ４０に充電可能な電力であるバッテリ入力可能電力と、図外の車載の補機類における消費電力を加算する。なお、これらの値は、強電バッテリ４０からの出力をプラス、入力をマイナスとする。よって、強電バッテリ４０に十分に充電可能な場合は、この加算値は、マイナスの値となる。
比較部６０２では、加算部６０１で得られた加算値と、分配部５０において強電バッテリ４０側へ通過可能な電力とを比較し、その大きい方の値を吸収可能余剰電力Ｗgen_battとする。なお、強電バッテリ４０側へ通過可能な電力は、バッテリ入力方向であるので、マイナスの値となる。
In step S103 following step S102, the absorbable surplus power Wgen_batt is calculated. This surplus absorbable power Wgen_batt is power that can be charged in the high-power battery 40 at present, and is calculated by the configuration shown in FIG.
That is, the adding unit 601 adds the battery-inputtable power, which is the power that can be charged to the current high-power battery 40, and the power consumption of the in-vehicle auxiliary equipment not shown. These values are positive for the output from the high-power battery 40 and negative for the input. Therefore, when the high-power battery 40 can be sufficiently charged, the added value is a negative value.
The comparison unit 602 compares the addition value obtained by the addition unit 601 with the power that can be passed to the high-power battery 40 in the distribution unit 50, and sets the larger value as the absorbable surplus power Wgen_batt. The electric power that can pass to the high-power battery 40 side is a negative value because it is in the battery input direction.
図３に戻り、ステップＳ１０３の次に進むステップＳ１０４では、出力可能余剰電力Ｗdrive_battを演算する。この出力可能余剰電力Ｗdrive_battは、強電バッテリ４０から走行用モータＭＧへ出力可能な電力であり、図７に示す構成により演算する。
すなわち、減算部７０１では、現在の強電バッテリ４０から出力可能な電力であるバッテリ出力可能電力から、補機消費電力を減算して、強電バッテリ４０から現在走行用モータＭＧへ出力可能な電力を演算する。
比較部７０２では、この現在走行用モータＭＧへ出力可能な電力と、分配部５０を強電バッテリ４０から走行用モータＭＧへ通過可能な電力と、を比較し、低い方の値を出力可能余剰電力Ｗdrive_battとする。
Returning to FIG. 3, in step S <b> 104 following step S <b> 103, the output possible surplus power Wdrive_batt is calculated. This output surplus power Wdrive_batt is power that can be output from the high-power battery 40 to the traveling motor MG, and is calculated by the configuration shown in FIG.
That is, the subtracting unit 701 calculates the power that can be output from the high-power battery 40 to the current traveling motor MG by subtracting the auxiliary machine power consumption from the battery-outputtable power that is the power that can be output from the current high-power battery 40. To do.
The comparison unit 702 compares the power that can be output to the current traveling motor MG with the power that can be passed through the distribution unit 50 from the high-power battery 40 to the traveling motor MG, and can output the lower value as surplus power. Wdrive_batt.
図３に戻り、ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５では、モータ下限トルクＴmotor_Lolim[Nm]を演算する。このモータ下限トルクＴmotor_Lolimは、現在の燃料電池３０の発電量、吸収可能余剰電力Ｗgen_batt、モータ回転数Ｎmoに基づいて決定する下限値であって、図８に示す構成により演算する。
すなわち、加減算部８０１では、現在の燃料電池３０の発電量から吸収可能余剰電力Ｗgen_battを差し引く。そして、出力換算部８０２において、この吸収可能な電力分を差し引いた残りの電力によりトルク変換し、モータ回転数に応じたモータ下限トルクＴmotor_Lolimを演算する。
Returning to FIG. 3, in step S105 following step S104, the motor lower limit torque Tmotor_Lolim [Nm] is calculated. This motor lower limit torque Tmotor_Lolim is a lower limit value determined based on the current power generation amount of the fuel cell 30, the absorbable surplus power Wgen_batt, and the motor rotation speed Nmo, and is calculated by the configuration shown in FIG.
That is, the addition / subtraction unit 801 subtracts the absorbable surplus power Wgen_batt from the current power generation amount of the fuel cell 30. Then, in the output conversion unit 802, torque conversion is performed with the remaining power obtained by subtracting the power that can be absorbed, and a motor lower limit torque Tmotor_Lolim corresponding to the motor rotation speed is calculated.
図３に戻り、ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、モータ上限トルクＴmotor_Hilim[Nm]を演算する。このモータ上限トルクＴmotor_Hilimは、現在の燃料電池３０の発電量、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび走行用モータ回転数に基づいて設定する上限値であって、図１０に示す構成により演算する。
すなわち、加算部９０１では、現在の燃料電池３０の発電量と出力可能余剰電力Ｗdrive_battとを加算する。そして、出力換算部９０２では、加算部９０１において加算した電力を、走行用モータ回転数に基づいてモータトルクに変換し、これをモータ上限トルクＴmotor_Hilimとする。
Returning to FIG. 3, in step S106 following step S105, the motor upper limit torque Tmotor_Hilim [Nm] is calculated. This motor upper limit torque Tmotor_Hilim is an upper limit value set based on the current power generation amount of the fuel cell 30, the output surplus power Wdrive_batt, and the traveling motor rotational speed, and is calculated by the configuration shown in FIG.
That is, the adding unit 901 adds the current power generation amount of the fuel cell 30 and the output surplus power Wdrive_batt. Then, the output conversion unit 902 converts the electric power added in the adding unit 901 into a motor torque based on the traveling motor rotational speed, and sets this as a motor upper limit torque Tmotor_Hilim.
図３に戻り、ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７では、変速制御中か否か判定し、変速制御中であればステップＳ１０７に進み、変速制御中でない場合はステップＳ１０９に進む。
変速制御中に進むステップＳ１０８では、変速により摩擦クラッチ１４３が今回の制御周期までに吸収した吸収エネルギＥclutch_sftを下記の式（３）により演算する。
Ｅclutch_sft（今回）
＝Ｔclutch（今回）×ΔＮclutch（今回）×ＳＴ＋Ｅclutch_sft（前回）・・・（３）
なお、Ｔclutchはクラッチ伝達トルク、ΔＮclutchはクラッチ差回転、ＳＴは演算周期である。また、非変速時には、吸収エネルギＥclutch_sftとして前回値を用いる。
また、クラッチ伝達トルクＴclutchは、推定値を用いる。このクラッチ伝達トルクＴclutchは、摩擦クラッチ１４３を駆動する電動アクチュエータ１２２の駆動量もしくはその指令値から推定できる。あるいは、摩擦クラッチ１４３の締結時には、モータトルクから推定可能であり、スリップ締結時には、アクセル開度と車速とに基づく要求駆動トルクから推定可能である。
Returning to FIG. 3, in step S107 following step S106, it is determined whether or not the shift control is being performed. If the shift control is being performed, the process proceeds to step S107, and if the shift control is not being performed, the process proceeds to step S109.
In step S108 which proceeds during the shift control, the absorbed energy Eclutch_sft absorbed by the friction clutch 143 by the shift until the current control cycle is calculated by the following equation (3).
Eclutch_sft (this time)
= Tclutch (current) x ΔNclutch (current) x ST + Eclutch_sft (previous) (3)
Tclutch is the clutch transmission torque, ΔNclutch is the clutch differential rotation, and ST is the calculation cycle. At the time of non-shifting, the previous value is used as the absorbed energy Eclutch_sft.
The clutch transmission torque Tclutch uses an estimated value. This clutch transmission torque Tclutch can be estimated from the driving amount of the electric actuator 122 that drives the friction clutch 143 or its command value. Alternatively, it can be estimated from the motor torque when the friction clutch 143 is engaged, and can be estimated from the required drive torque based on the accelerator opening and the vehicle speed when the slip is engaged.
続くステップＳ１０９では、摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギＥclutch_maxを演算する。
この摩擦クラッチ１４３における吸収可能エネルギＥclutch_maxは、下記の式（４）に示すように、摩擦クラッチ１４３の焼損限界値(KJ）から、摩擦クラッチ１４３が保持している保持エネルギ(KJ)を差し引いた値となる。
Ｅclutch_max＝焼損限界値−クラッチ保持エネルギ ・・・・（４）
In the following step S109, the absorbable energy Eclutch_max of the friction clutch 143 is calculated.
The absorbable energy Eclutch_max in the friction clutch 143 is obtained by subtracting the holding energy (KJ) held by the friction clutch 143 from the burnout limit value (KJ) of the friction clutch 143 as shown in the following equation (4). Value.
Eclutch_max = burnout limit value-clutch holding energy (4)
すなわち、図９に示すように、摩擦クラッチ１４３の焼損限界は、予め素材などに基づいて設定されている。一方、摩擦クラッチ１４３が保持しているエネルギは、変速を行うと時々刻々と変化する。この両者の差が、摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギとなる。 That is, as shown in FIG. 9, the burnout limit of the friction clutch 143 is set in advance based on the material and the like. On the other hand, the energy held by the friction clutch 143 changes from moment to moment when shifting is performed. The difference between the two becomes the energy that can be absorbed by the friction clutch 143.
ここで、クラッチ保持エネルギは、時々刻々と変化する値を制御周期ごとに常に演算するもので、下記の式（５）により演算する。
保持エネルギ（今回）＝max（０、保持エネルギ（前回値）−放熱特性(KJ/sec)×計算周期(sec)＋変速により摩擦クラッチが吸収したエネルギ[KJ] ）・・・（５）
Here, the clutch holding energy is a value that constantly changes every time the control period is calculated, and is calculated by the following equation (5).
Holding energy (current) = max (0, holding energy (previous value)-heat dissipation characteristics (KJ / sec) x calculation cycle (sec) + energy absorbed by friction clutch by gear shift [KJ]) (5)
（シフトアップ変速時処理）
次に、図４のフローチャートに基づいて、発電中にシフトアップ変速開始要求が生じた場合の制御について説明する。なお、このシフトアップ要求は、前述したように、例えば、アクセル開度および車速が１速→２速の変速線を横切ることで判断する。
(Processing when shifting up)
Next, based on the flowchart of FIG. 4, control when a shift up shift start request is generated during power generation will be described. As described above, this shift-up request is determined by, for example, the accelerator opening and the vehicle speed crossing the first-speed → second-speed shift line.
図４において、ステップＳ２０１では、シフトアップ変速の可否判断を行い、許可判定時には、シフトアップ変速を開始してステップＳ２０２に進み、シフトアップ中止判定時には、ステップＳ２０６に進む。すなわち、シフトアップ変速を許可するか禁止するか否かを、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび発電量ＷFC1から推定されるイナーシャフェーズ中のモータトルクの低減割合に基づいて判断する。 In FIG. 4, in step S201, it is determined whether or not a shift-up shift is possible, and when permission is determined, shift-up shift is started and the process proceeds to step S202. When shift-up stop is determined, the process proceeds to step S206. That is, it is determined whether to permit or prohibit the upshift based on the motor torque reduction rate during the inertia phase estimated from the output surplus power Wdrive_batt and the power generation amount WFC1.
つまり、下記式（６）の不等式が成り立つ場合にシフトアップ変速を許可し、この不等式が成り立たない場合は、ステップＳ２０６に進んでシフトアップを中止する。
（ＷFC1／Ｗdrive_batt）＜（１−β）／β ・・・（６）
なお、ＷFC1は変速開始要求時の発電量、Ｗdrive_battはステップＳ１０４にて演算した出力可能余剰電力、βはクラッチ伝達トルクの減少による駆動トルク低減割合の許容最大値である。この許容最大値βは、例えば、変速時に駆動トルクが減少した場合に、運転者が不快に感じないことを基準に設定している。
That is, when the inequality of the following equation (6) is satisfied, the upshift is permitted, and when this inequality is not satisfied, the process proceeds to step S206 and the upshift is stopped.
(WFC1 / Wdrive_batt) <(1-β) / β (6)
WFC1 is the power generation amount at the time of requesting the start of shifting, Wdrive_batt is the surplus power that can be output calculated in step S104, and β is the allowable maximum value of the drive torque reduction rate due to the reduction of the clutch transmission torque. This allowable maximum value β is set on the basis that, for example, the driver does not feel uncomfortable when the drive torque decreases during a shift.
これは、変速開始時の発電量ＷFC1を、出力可能余剰電力Ｗdrive_battに置き換えることによりモータトルクが多少低減しても、運転者に違和感を与えないかどうか判定している。そして、違和感を与えない場合には、シフトアップ変速を許可し、違和感を与える場合はシフトアップ変速を禁止する。 This is to determine whether or not the driver does not feel uncomfortable even if the motor torque is somewhat reduced by replacing the power generation amount WFC1 at the start of the shift with the output surplus power Wdrive_batt. If no sense of incongruity is given, the upshift is permitted, and if no sense of incongruity is given, the upshift is prohibited.
シフトアップ変速を実行する場合に進むステップＳ２０２では、イナーシャフェーズが開始されたか否か判定し、イナーシャフェーズが開始されるまでステップＳ２０２の判定を繰り返し、イナーシャフェーズが開始されるステップＳ２０３に進む。 In step S202, which is performed when the upshift is performed, it is determined whether the inertia phase has been started. The determination in step S202 is repeated until the inertia phase is started, and the process proceeds to step S203, where the inertia phase is started.
続くステップＳ２０３では、クラッチ伝達トルクＴclutchが、モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きいか否か判定する。そして、クラッチ伝達トルクＴclutchの方が大きい場合はステップＳ２０４に進み、クラッチ伝達トルクＴclutchの方が小さい場合はステップＳ２０５に進む。 In a succeeding step S203, it is determined whether or not the clutch transmission torque Tclutch is larger than the motor upper limit torque Tmotor_Hilim. If the clutch transmission torque Tclutch is larger, the process proceeds to step S204. If the clutch transmission torque Tclutch is smaller, the process proceeds to step S205.
クラッチ伝達トルクＴclutchが、モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合に進むステップＳ２０４では、クラッチ伝達トルクの制限処理を行う。
このクラッチ伝達トルクの制限処理は、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までにモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する。この制限処理では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる。そして、イナーシャフェーズ終了後は、クラッチ伝達トルクＴclutchが、変速後のクラッチ伝達トルクに復帰するまでは、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させる。
In step S204 that proceeds when the clutch transmission torque Tclutch is larger than the motor upper limit torque Tmotor_Hilim, a clutch transmission torque limiting process is performed.
In this clutch transmission torque limiting process, the clutch transmission torque Tclutch of the friction clutch 143 is limited to the motor upper limit torque Tmotor_Hilim or less before the end of shifting. In this limiting process, the clutch transmission torque Tclutch is reduced so as to coincide with the motor upper limit torque Tmotor_Hilim at the end of the inertia phase. After the inertia phase is completed, the clutch transmission torque Tclutch is made to coincide with the motor upper limit torque Tmotor_Hilim until the clutch transmission torque after the shift is restored.
さらに、本実施の形態１では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる際には、下記式（７）により算出する減少勾配での一定勾配により低減させる。
減少勾配
＝[(Ｔclutch−Ｔmotor_Hilim）／ｔｉｍｅIP_target]×演算周期[Nm/sec] ・・（７）
Further, in the first embodiment, when the clutch transmission torque Tclutch is reduced so as to coincide with the motor upper limit torque Tmotor_Hilim at the end of the inertia phase, a constant gradient with a decreasing gradient calculated by the following equation (7) is used. Reduce.
Decreasing slope = [(Tclutch−Tmotor_Hilim) / timeIP_target] × calculation cycle [Nm / sec] (7)
ステップＳ２０５では、シフトアップ変速制御を実施する。なお、このステップＳ２０５でいうシフトアップ変速は、ステップＳ２０１のＹＥＳ判定から、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理と並列に実行する処理を含む。この場合、噛合クラッチ１３３を解放させる一方で、摩擦クラッチ１４３を締結させる。また、トルクフェーズにおいてモータトルクを上昇させ、インナーフェーズではモータトルクを低減させる。
さらに、後述する図１２のタイムチャートに示すように、発電量を低下させる処理も実行するが、この発電量の低下の手法は本願発明の要旨としないため、詳細な説明は省略する。
In step S205, upshift control is performed. Note that the upshift in step S205 includes processing executed in parallel with the processing in steps S202 to S204 from the YES determination in step S201. In this case, while the meshing clutch 133 is released, the friction clutch 143 is fastened. Further, the motor torque is increased in the torque phase, and the motor torque is reduced in the inner phase.
Furthermore, as shown in the time chart of FIG. 12 to be described later, a process for reducing the power generation amount is also executed. However, since the technique for reducing the power generation amount is not the gist of the present invention, detailed description thereof is omitted.
（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の作用を、図１１、図１２のタイムチャートに基づいて説明する。
（比較例）
まず、実施の形態１の動作を説明する前に、図１１のタイムチャートに基づいて、比較例の動作により、本願発明が解決する課題について説明する。
(Operation of Embodiment 1)
Next, the operation of the first embodiment will be described based on the time charts of FIGS.
(Comparative example)
First, before describing the operation of the first embodiment, a problem to be solved by the present invention will be described by the operation of the comparative example based on the time chart of FIG.
図１１は、燃料電池３０により発電中にシフトアップ変速を行った動作例を示している。すなわち、ｔ０の時点で、シフトアップ変速要求があり、クラッチのガタ詰めを行った後、ｔ１の時点から、噛合クラッチ１３３の解放と、摩擦クラッチ１４３の締結を開始する。ここで、ｔ１の時点からｔ２の時点のトルクフェーズ中に、モータトルクを上昇させた後、ｔ３の時点からｔ４の時点のイナーシャフェーズ中に、走行用モータＭＧの回転数制御に基づいてモータトルクの低減を行う。 FIG. 11 shows an operation example in which a shift-up shift is performed during power generation by the fuel cell 30. That is, at time t0, there is a shift-up gear shift request, and after the clutch is loosened, from the time t1, release of the mesh clutch 133 and engagement of the friction clutch 143 are started. Here, after increasing the motor torque during the torque phase from the time t1 to the time t2, the motor torque is controlled based on the rotational speed control of the travel motor MG during the inertia phase from the time t3 to the time t4. To reduce.
さらに、燃料電池３０の発電量を、変速開始時の発電量ＷFC1から、トルクフェーズ中に発電量ＷFC2に低下させ、イナーシャフェーズ中に、さらに、発電量ＷFC3に低下させる。加えて、イナーシャフェーズ中は、走行用モータＭＧの回生駆動を行い、自動変速機１０の入力回転数の低下を円滑に行うとともに、エネルギ回収を行い、摩擦クラッチ１４３において熱に変換されるエネルギを抑える。 Further, the power generation amount of the fuel cell 30 is reduced from the power generation amount WFC1 at the start of shifting to the power generation amount WFC2 during the torque phase, and further reduced to the power generation amount WFC3 during the inertia phase. In addition, during the inertia phase, the driving motor MG is regeneratively driven to smoothly reduce the input rotational speed of the automatic transmission 10 and to recover energy, and the friction clutch 143 converts the energy converted into heat. suppress.
このように燃料電池３０の発電量を低下させた場合、走行用モータＭＧに供給可能な電力が低下することで、モータ上限トルクも低下する（図１０）。このため、イナーシャフェーズの終了に伴い発電量を復帰させる際に、この復帰が図１１において、点線のＦＣ出力により示すように、復帰が遅れ、モータ上限トルクも復帰が遅れる場合がある。 When the power generation amount of the fuel cell 30 is reduced in this way, the electric power that can be supplied to the traveling motor MG is reduced, so that the motor upper limit torque is also reduced (FIG. 10). For this reason, when the power generation amount is restored upon completion of the inertia phase, the restoration is delayed as shown by the dotted FC output in FIG. 11, and the motor upper limit torque may also be delayed.
この場合、モータトルクがモータ上限トルクに制限されて、摩擦クラッチの伝達トルクよりも低いと、イナーシャフェーズの終了時に、摩擦クラッチ１４３が急締結し、出力軸に図示の変動が生じ、これが変速ショックとなる。 In this case, if the motor torque is limited to the motor upper limit torque and lower than the transmission torque of the friction clutch, the friction clutch 143 is suddenly engaged at the end of the inertia phase, and the illustrated fluctuation occurs in the output shaft, which is the shift shock. It becomes.
（実施の形態１）
本実施の形態１は、上述の比較例における出力軸トルク変動による変速ショックを抑制するもので、以下に、図１２に基づいて、本実施の形態１の動作例を説明する。
図１２のタイムチャートも、図１１のタイムチャートと同様に、燃料電池３０の発電中のシフトアップ変速時に、発電量の低下を実施した場合の動作例であり、以下に、順を追って説明する。
この動作例では、ｔ０の時点で、ドライバの要求駆動力に応じて第１速から第２速へのシフトアップ変速と判断し、ｔ４の時点でその変速を終了し、その後、摩擦クラッチ１４３の完全締結を行っている。
(Embodiment 1)
The first embodiment suppresses a shift shock due to output shaft torque fluctuation in the above-described comparative example, and an operation example of the first embodiment will be described below based on FIG.
Similarly to the time chart of FIG. 11, the time chart of FIG. 12 is an example of operation when the amount of power generation is reduced at the time of upshifting during power generation of the fuel cell 30, and will be described below in order. .
In this operation example, at time t0, it is determined that a shift-up shift from the first speed to the second speed is performed according to the driver's required driving force, and the shift is terminated at time t4. Completely concluded.
ｔ０の時点で上記の変速線を横切ってシフトアップ要求が生じると、まず、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび発電量ＷFC1から推定されるイナーシャフェーズ中のモータトルクの低減割合に基づいて判断する（Ｓ２０１）。すなわち、変速時に発電量を低下させて強電バッテリ４０による出力で走行用モータＭＧを駆動させても、運転者に違和感を与えない場合にシフトアップ変速を許可し、違和感を与える場合はシフトアップ変速を禁止する。 When a shift-up request is made across the shift line at time t0, first, a determination is made based on the motor torque reduction rate during the inertia phase estimated from the output surplus power Wdrive_batt and the power generation amount WFC1 (S201). . That is, even if the power generation amount is reduced at the time of shifting and the driving motor MG is driven by the output from the high-power battery 40, the upshift is permitted if the driver does not feel uncomfortable, and the upshift is performed if the driver feels uncomfortable. Is prohibited.
シフトアップ変速を許可した場合、ｔ２のイナーシャフェーズ開始時点のクラッチ伝達トルクＴclutchとモータ上限トルクＴmotor_Hilimとを比較する（Ｓ２０３）。そして、このｔ２の時点で、図示のように、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchの方が大きい場合、クラッチ伝達トルクの制限処理を行う（Ｓ２０４）。 When the upshift is permitted, the clutch transmission torque Tclutch at the start of the inertia phase at t2 is compared with the motor upper limit torque Tmotor_Hilim (S203). At time t2, as shown in the figure, if the clutch transmission torque Tclutch of the friction clutch 143 is larger, a clutch transmission torque limiting process is performed (S204).
この制限処理により、図示のように、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までにモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する。すなわち、本実施の形態１では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる。
なお、この減少勾配は、前述した式（７）により演算する。
By this limiting process, as shown in the figure, the clutch transmission torque Tclutch of the friction clutch 143 is limited to the motor upper limit torque Tmotor_Hilim or less by the end of the shift. That is, in the first embodiment, the clutch transmission torque Tclutch is reduced so as to coincide with the motor upper limit torque Tmotor_Hilim at the end of the inertia phase.
This decreasing gradient is calculated by the above-described equation (7).
このように、イナーシャフェーズの終了時点では、クラッチ伝達トルクＴclutchとモータ上限トルクＴmotor_Hilimとが一致している。このため、イナーシャフェーズ終了時点（ｔ３）において、発電量（ＦＣ出力）が、図において点線により示すように低下したままである場合、モータトルクがモータ上限トルクＴmotor_Hilimに制限されても、摩擦クラッチが急締結することがない。
したがって、出力軸トルクが急変動することが無く、変速ショックを抑制することができる。
Thus, at the end of the inertia phase, the clutch transmission torque Tclutch and the motor upper limit torque Tmotor_Hilim coincide. For this reason, when the power generation amount (FC output) continues to decrease as shown by the dotted line in the figure at the end of the inertia phase (t3), the friction clutch is not connected even if the motor torque is limited to the motor upper limit torque Tmotor_Hilim. There is no sudden conclusion.
Therefore, the output shaft torque does not fluctuate rapidly, and the shift shock can be suppressed.
（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の電動車両の制御装置の効果を作用と共に列挙する。
１）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
車両に搭載された発電手段としての燃料電池３０および蓄電手段としての強電バッテリ４０と、
前記燃料電池３０および前記強電バッテリ４０からの電力により駆動される回転電機としての走行用モータＭＧと、
前記走行用モータＭＧの動力を駆動輪側に伝達し、かつ、シフトアップ変速時に摩擦クラッチ１４３を締結する変速段を備えた自動変速機１０と、
前記燃料電池３０、前記走行用モータＭＧ、前記自動変速機１０の作動を制御する制御手段としてのコントロールユニット１００と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記コントロールユニット１００は、前記燃料電池３０の発電中での前記摩擦クラッチ１４３を締結する前記シフトアップ変速時に、前記燃料電池３０の発電量を低下させるとともに、前記強電バッテリ４０の状態に基づいて前記強電バッテリ４０から出力可能な電力である出力可能余剰電力Ｗdrive_battを求め、この出力可能余剰電力Ｗdrive_battと前記燃料電池３０の発電量とに基づいてモータ上限トルクＴmotor_Hilimを算出し、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までに前記モータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchをモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限することで、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチ１４３が急締結することなくスムーズに締結でき、変速ショックの発生を抑制できる。また、摩擦クラッチ１４３の耐久性も向上できる。特に、本実施の形態のように摩擦クラッチ１４３として乾式のものを用いた場合に有効である。
加えて、モータ上限トルクＴmotor_Hilimを、出力可能余剰電力Ｗdrive_battと燃料電池３０の発電量とに基づいて算出するため、発電量のみに基づいて演算する場合よりも、モータトルクの出力可能な上限を、より正確に、かつ、より高い値とする。
したがって、制限処理によるクラッチ伝達トルクＴclutchの低減量を抑えることができ、低減量が大きい場合よりも、制御性に優れる。
(Effect of Embodiment 1)
The effects of the control apparatus for the electric vehicle according to the first embodiment are listed below together with the actions.
1) A control device for an electric vehicle according to Embodiment 1
A fuel cell 30 as a power generation means mounted on a vehicle and a high-power battery 40 as a power storage means;
A traveling motor MG as a rotating electrical machine driven by electric power from the fuel cell 30 and the high-power battery 40;
An automatic transmission 10 having a gear stage for transmitting the power of the traveling motor MG to the driving wheel side and for engaging the friction clutch 143 at the time of upshifting;
A control unit 100 as a control means for controlling the operation of the fuel cell 30, the traveling motor MG, and the automatic transmission 10;
An electric vehicle control device comprising:
The control unit 100 reduces the power generation amount of the fuel cell 30 at the time of the shift-up shift that engages the friction clutch 143 during the power generation of the fuel cell 30, and based on the state of the high-power battery 40. A surplus power Wdrive_batt that can be output from the high-power battery 40 is obtained, a motor upper limit torque Tmotor_Hilim is calculated based on the surplus power Wdrive_batt that can be output and the amount of power generated by the fuel cell 30, and the clutch of the friction clutch 143 is calculated. A limiting process for limiting the transmission torque Tclutch to the motor upper limit torque Tmotor_Hilim or less before the end of shifting is performed.
Therefore, by limiting the clutch transmission torque Tclutch to the motor upper limit torque Tmotor_Hilim or less, the friction clutch 143 can be engaged smoothly without sudden engagement at the end of the inertia phase, and the occurrence of shift shock can be suppressed. Further, the durability of the friction clutch 143 can be improved. This is particularly effective when a dry type friction clutch 143 is used as in the present embodiment.
In addition, since the motor upper limit torque Tmotor_Hilim is calculated based on the surplus power Wdrive_batt that can be output and the power generation amount of the fuel cell 30, the upper limit that can be output from the motor torque is higher than that calculated based only on the power generation amount. More accurate and higher value.
Therefore, the reduction amount of the clutch transmission torque Tclutch due to the restriction process can be suppressed, and the controllability is superior to the case where the reduction amount is large.
２）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、イナーシャフェーズ中に、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchが、前記モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合に、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させることを特徴とする。
したがって、イナーシャフェーズ中にクラッチ伝達トルクＴclutchがモータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合であっても、確実に、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチ１４３をスムーズに締結させて変速ショックの発生を抑制できる。
2) The control device for the electric vehicle according to the first embodiment is
The control unit 100 reduces the clutch transmission torque Tclutch by the limiting process when the clutch transmission torque Tclutch of the friction clutch 143 is larger than the motor upper limit torque Tmotor_Hilim during the inertia phase. .
Therefore, even when the clutch transmission torque Tclutch is larger than the motor upper limit torque Tmotor_Hilim during the inertia phase, the friction clutch 143 can be smoothly engaged at the end of the inertia phase to suppress the occurrence of a shift shock.
３）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、前記クラッチ伝達トルクＴclutchを一定の変化率で低減させることを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchを多変化率や段階的に低減させるのと比較して、クラッチ伝達トルクＴclutchの低減に伴う駆動トルク変化を最小限に抑えることができる。これにより、制限処理時に駆動トルク変化が生じるのと比較して、運転者に与える違和感を抑えることができる。
3) The control device for the electric vehicle according to the first embodiment is
The control unit 100 may reduce the clutch transmission torque Tclutch at a constant rate when the clutch transmission torque Tclutch is reduced by the limiting process.
Therefore, a change in driving torque accompanying a reduction in the clutch transmission torque Tclutch can be minimized as compared with a case where the clutch transmission torque Tclutch is reduced at a multi-change rate or stepwise. As a result, it is possible to suppress the uncomfortable feeling given to the driver as compared with the case where the drive torque change occurs during the restriction process.
４）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、前記イナーシャフェーズ終了時に前記モータ上限トルクＴmotor_Hilimと前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchとが一致する変化率で低減させることを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、その低減量および低減勾配を最小限に抑えて低減できる。これにより、上記１）〜３）の効果を得るのにあたり、駆動トルク変化を最小限に抑え、運転者に与える違和感を抑えることができる。
4) The control device for the electric vehicle according to the first embodiment is
When the control unit 100 reduces the clutch transmission torque Tclutch by the limiting process, the control unit 100 reduces the motor upper limit torque Tmotor_Hilim and the clutch transmission torque Tclutch of the friction clutch 143 at the rate of change at the end of the inertia phase. It is characterized by that.
Accordingly, when the clutch transmission torque Tclutch is reduced, the reduction amount and the reduction gradient can be minimized and reduced. As a result, in obtaining the effects 1) to 3), it is possible to minimize the change in the driving torque and to suppress the uncomfortable feeling given to the driver.
５）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび前記発電量ＷFC1から推定される前記イナーシャフェーズ中の前記走行用モータＭＧの駆動トルクであるモータトルクの低減割合が、許容される駆動トルクの低減割合（許容最大値β）よりも大きい場合にはシフトアップ変速を禁止する（Ｓ２０１）ことを特徴とする。
したがって、モータトルクの低減が大きいシフトアップ変速を実施することが無く、モータトルク低減の大きなシフトアップ変速を行うことによる違和感を運転者に与えないようにできる。
5) The control device for the electric vehicle according to the first embodiment is
In the control unit 100, the motor torque reduction ratio, which is the drive torque of the travel motor MG during the inertia phase estimated from the output surplus power Wdrive_batt and the power generation amount WFC1, is allowed to be reduced. If the ratio (allowable maximum value β) is larger, the upshift is prohibited (S201).
Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable by performing the upshift with a great reduction in motor torque without performing the upshift with a great reduction in motor torque.
（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態のハイブリッド車両の変速装置について説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。
(Other embodiments)
Next, a transmission device for a hybrid vehicle according to another embodiment will be described.
In the description of the other embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Only the differences from the first embodiment will be described. .
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の電動車両の制御装置について説明する。
図１３は、実施の形態２の電動車両の制御装置の全体システム図である。
この実施の形態２では、発電手段４００としてエンジン４０１により駆動されて発電する発電機４０２を用いている。他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
このように、燃料電池３０に代えてエンジン４０１により駆動する発電手段４００を用いることも可能である。また、発電手段としては、これ以外の発電手段を用いることも可能である。
(Embodiment 2)
Next, the control device for the electric vehicle according to the second embodiment will be described.
FIG. 13 is an overall system diagram of the control apparatus for the electric vehicle according to the second embodiment.
In the second embodiment, a power generator 402 that is driven by an engine 401 to generate power is used as the power generation means 400. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
As described above, the power generation means 400 driven by the engine 401 can be used instead of the fuel cell 30. As the power generation means, other power generation means can be used.
以上、本発明の電動車両の制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the control apparatus of the electric vehicle of this invention was demonstrated based on embodiment, about a specific structure, it is not restricted to this embodiment, The invention which concerns on each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the gist of the present invention.
実施の形態１では、変速機としての自動変速機は、シフトアップ変速時に、噛合クラッチを解放して摩擦クラッチを係合させる構造のものを用いた。しかしながら、この変速機は、シフトアップ変速時に、摩擦クラッチを係合させるものであれば、解放側の係合手段については噛合クラッチに限定されるものではなく、解放側にも摩擦クラッチを用いることができる。また、その変速段の数も、実施の形態にて示した２段のものに限定されるものではない。 In the first embodiment, the automatic transmission as the transmission has a structure in which the meshing clutch is released and the friction clutch is engaged during the upshift. However, in this transmission, as long as the friction clutch is engaged at the time of the upshift, the engagement means on the release side is not limited to the meshing clutch, and the friction clutch is also used on the release side. Can do. Further, the number of shift stages is not limited to the two-stage stage shown in the embodiment.
また、実施の形態では、制限処理によりクラッチ伝達トルクを、イナーシャフェーズ終了時にモータ上限トルクに一致させる例を示したが、摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限するものであればこれに限定されない。例えば、イナーシャフェーズの終了時よりも前の時点で、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルク以下に低減させてもよい。また、制限時に、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルクよりも低い値に制限してもよい。
さらに、実施の形態では、制限処理時に、イナーシャフェーズ終了時に、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルクに一致させる変化率で低減させる例を示したが、その変化率はこれに限定されない。確実にクラッチ伝達トルクをモータ上限トルク以下に低減できるのであれば、予め設定された変化率で低減させてもよい。あるいは、変化率は、曲線的な変化率としてもよい。
Further, in the embodiment, the example in which the clutch transmission torque is made to coincide with the motor upper limit torque at the end of the inertia phase by the limiting process has been described. If it is a thing, it will not be limited to this. For example, the clutch transmission torque may be reduced below the motor upper limit torque at a time before the end of the inertia phase. Further, at the time of restriction, the clutch transmission torque may be restricted to a value lower than the motor upper limit torque.
Furthermore, in the embodiment, the example in which the clutch transmission torque is reduced at the rate of change that matches the motor upper limit torque at the end of the inertia phase at the time of the limiting process has been described, but the rate of change is not limited to this. If the clutch transmission torque can be reliably reduced below the motor upper limit torque, the clutch transmission torque may be reduced at a preset rate of change. Alternatively, the change rate may be a curvilinear change rate.
１０ 自動変速機
３０ 燃料電池（発電手段）
４０ 強電バッテリ（蓄電手段）
１００ コントロールユニット（制御手段）
１４３ 摩擦クラッチ
４００ 発電手段
Ｔclutch クラッチ伝達トルク
Ｔmotor_Hilim モータ上限トルク
Ｗdrive_batt 出力可能余剰電力
ＷFC1 （変速開始要求時の）発電量
β （クラッチ伝達トルクの低減割合の）許容最大値
10 Automatic transmission 30 Fuel cell (power generation means)
40 High-power battery (power storage means)
100 Control unit (control means)
143 Friction clutch 400 Power generation means Tclutch Clutch transmission torque Tmotor_Hilim Motor upper limit torque Wdrive_batt Output possible surplus power WFC1 Power generation amount (at the time of shifting start request) Allowable maximum value (Clutch transmission torque reduction rate)
Claims (5)
前記発電手段および前記蓄電手段からの電力により駆動される回転電機と、
前記回転電機の動力を駆動輪側に伝達し、かつ、シフトアップ変速時に摩擦クラッチを締結する変速段を備えた変速機と、
前記発電手段、前記回転電機、前記変速機の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記制御手段は、前記発電手段の発電中での前記摩擦クラッチを締結する前記シフトアップ変速時に、前記発電手段の発電量を低下させるとともに、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力を求め、この出力可能余剰電力と前記発電手段の発電量とに基づいてモータ上限トルクを算出し、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする電動車両の制御装置。 Power generation means and power storage means mounted on the vehicle;
A rotating electrical machine driven by electric power from the power generation means and the power storage means;
A transmission provided with a gear stage for transmitting the power of the rotating electric machine to the drive wheel side and fastening a friction clutch at the time of upshifting;
Control means for controlling the operation of the power generation means, the rotating electrical machine, and the transmission;
An electric vehicle control device comprising:
The control means can reduce the amount of power generated by the power generation means during the upshift to engage the friction clutch during power generation by the power generation means, and can output from the power storage means based on the state of the power storage means Output surplus power, which is a large amount of power, is calculated, a motor upper limit torque is calculated based on the output surplus power and the power generation amount of the power generation means, and the transmission torque of the friction clutch is set to the motor upper limit torque before the end of shifting. A control apparatus for an electric vehicle, which executes a restriction process restricted to the following.
前記制御手段は、イナーシャフェーズ中に、前記摩擦クラッチの伝達トルクが、前記モータ上限トルクよりも大きい場合に、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。 In the control apparatus of the electric vehicle according to claim 1,
In the inertia phase, the control means reduces the transmission torque by the limiting process when the transmission torque of the friction clutch is larger than the motor upper limit torque.
前記制御手段は、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させる際に、前記伝達トルクを一定の変化率で低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。 In the control apparatus of the electric vehicle according to claim 2,
The said control means is a control apparatus of the electric vehicle characterized by reducing the said transmission torque with a fixed change rate, when reducing the said transmission torque by the said limitation process.
前記制御手段は、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させる際に、前記イナーシャフェーズ終了時に前記モータ上限トルクと前記伝達トルクとが一致する変化率で低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。 In the control apparatus of the electric vehicle according to claim 3,
The control means, when reducing the transmission torque by the limiting process, reduces the motor upper limit torque and the transmission torque at a rate of change that coincides at the end of the inertia phase. .
前記制御手段は、前記出力可能余剰電力および前記発電量から推定される前記イナーシャフェーズ中の前記回転電機の駆動トルクの低減割合が、許容される駆動トルクの低減割合よりも大きい場合にはシフトアップ変速を禁止することを特徴とする電動車両の制御装置。 In the control device of the electric vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The control means shifts up when the drive torque reduction rate of the rotating electrical machine during the inertia phase estimated from the output surplus power and the power generation amount is larger than the allowable drive torque reduction rate. A control apparatus for an electric vehicle, characterized in that shifting is prohibited.
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