JP2024085020A - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力する。
【解決手段】第２ＭＧ２の出力のみで走行するＥＶ走行モードと、少なくともエンジン３の出力で走行するＨＶ走行モードとの間で切替え可能なハイブリッド車両１００のＥＣＵ３０であって、ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行する場合に、エンジン回転速度ＮeがＴ／Ｍ入力回転速度Ｎinに同期するまでの目標同期時間Ｔlim以内に到達可能な同期回転速度Ｎsynを算出し、同期回転速度Ｎsynに基づいて自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する変速制御部４１を備える。
【選択図】図２
A maximum driving force is output while satisfying a driving force response requirement when transitioning from an EV driving mode to an HV driving mode.
[Solution] An ECU 30 of a hybrid vehicle 100 that can be switched between an EV driving mode in which the vehicle runs only on the output of a second MG 2, and an HV driving mode in which the vehicle runs on at least the output of an engine 3. When transitioning from the EV driving mode to the HV driving mode, the ECU 30 calculates a synchronous rotation speed Nsyn that can be reached within a target synchronization time Tlim until the engine rotation speed Ne synchronizes with the T/M input rotation speed Nin, predicts a lower limit gear stage of the automatic transmission 7 based on the synchronous rotation speed Nsyn, and is equipped with a shift control unit 41 that limits the gear stage of the automatic transmission 7 calculated from the shift line to the predicted lower limit gear stage if it falls below the lower limit gear stage.
[Selected figure] Figure 2
Description
本開示は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 This disclosure relates to a control device for a hybrid vehicle.
従来から、車両の走行中にエンジン（内燃機関）を再始動してクラッチを係合するときのショックを抑制する車両制御装置が知られている（例えば特許文献１）。 Conventionally, vehicle control devices are known that suppress shocks when restarting an engine (internal combustion engine) and engaging a clutch while the vehicle is traveling (for example, Patent Document 1).
アクセル開度が比較的大きい場合に電動機の出力のみで走行する第１走行モードから少なくともエンジンの出力で走行する第２走行モードへ移行する時には、駆動力の応答性だけではなく駆動力の大きさも要求される。要求駆動力を満たすため、早期にエンジンを結合させてエンジンの出力トルクを加え、また、変速機をダウンシフトさせてエンジンからの出力トルクを増幅させることが好ましい。 When switching from a first driving mode in which the vehicle runs only on the output of the electric motor to a second driving mode in which the vehicle runs on at least the output of the engine when the accelerator pedal is relatively large, not only the responsiveness of the driving force but also the magnitude of the driving force is required. In order to satisfy the required driving force, it is preferable to couple the engine early to add the engine output torque and to downshift the transmission to amplify the output torque from the engine.
しかしながら、従来の技術では、ダウンシフトによって変速機の入力回転速度が大きくなるため、エンジンの回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの時間が長くなり、駆動力応答要求が満たせなくなってしまう。 However, with conventional technology, downshifting increases the input rotation speed of the transmission, which lengthens the time it takes for the engine rotation speed to synchronize with the input rotation speed of the transmission, making it impossible to meet the driving force response requirements.
そこで、本開示の技術は、上記課題に鑑み、第１走行モードから第２走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力することを目的とする。 In view of the above problem, the technology disclosed herein aims to output maximum driving force while satisfying the driving force response requirement when transitioning from the first driving mode to the second driving mode.
上記課題を解決するため、本開示の一態様によれば、
電動機の出力のみで走行する第１走行モードと、少なくとも内燃機関の出力で走行する第２走行モードとの間で切替え可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへ移行する場合に、前記内燃機関の回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの目標同期時間以内に到達可能な同期回転速度を算出し、前記同期回転速度に基づいて前記変速機の下限変速段を予測し、変速線から算出される前記変速機の変速段が前記下限変速段を下回る場合には、予測した前記下限変速段に制限する変速制御部を備える、ハイブリッド車両の制御装置が提供される。
In order to solve the above problem, according to one aspect of the present disclosure,
A control device for a hybrid vehicle capable of switching between a first driving mode in which the vehicle runs only on the output of an electric motor and a second driving mode in which the vehicle runs at least on the output of an internal combustion engine,
A control device for a hybrid vehicle is provided, which includes a shift control unit that calculates a synchronous rotation speed that can be reached within a target synchronization time until the rotation speed of the internal combustion engine is synchronized with an input rotation speed of a transmission when transitioning from the first driving mode to the second driving mode, predicts a lower limit gear stage of the transmission based on the synchronous rotation speed, and, if the gear stage of the transmission calculated from a shift line falls below the lower limit gear stage, limits it to the predicted lower limit gear stage.
本開示の一態様によれば、第１走行モードから第２走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to output maximum driving force while satisfying the driving force response requirement when transitioning from the first driving mode to the second driving mode.
以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
（制御装置の制御対象）
まず本実施形態に係る制御装置の制御対象について説明する。図１は一実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両１００の構成図である。
(Control object of the control device)
First, a control target of the control device according to the present embodiment will be described. Fig. 1 is a block diagram of a
ハイブリッド車両１００は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、及びレンジエクステンダＥＶ等のいずれか一つである。ハイブリッド車両１００は、原動機として、第１ＭＧ（電動発電機）１と、第２ＭＧ２と、エンジン（内燃機関）３と、を備えている。第２ＭＧ２は、電動機の一例である。
The
ハイブリッド車両１００は、パートタイム四輪駆動車両である。ハイブリッド車両１００は、左前輪１６Ｌ，右前輪１６Ｒ（前輪１６と称する）と、左後輪１７Ｌ，右後輪１７Ｒ（後輪１７と称する）と、エンジン３等からの駆動力を前輪１６及び後輪１７へそれぞれ伝達する動力伝達装置１８と、を備えている。後輪１７は、二輪駆動走行及び四輪駆動走行の双方において駆動輪となる主駆動輪である。前輪１６は、二輪駆動走行において従動輪となり、四輪駆動走行において副駆動輪となる。ハイブリッド車両１００は、ＦＲ（Front-Engine Rear-drive）駆動方式をベースとする四輪駆動車両である。
The
なお、ハイブリッド車両１００は、フルタイム四輪駆動車両であってもよいし、又は二輪駆動車両であってもよい。またハイブリッド車両１００は、ＦＦ（Front-engine Front-drive）、ＲＲ（Rear-engine Rear-drive）、及びＭＲ（Mid-engine Rear-drive）等の他の駆動方式をベースとした車両でもよい。また第１ＭＧ１、第２ＭＧ２、及びエンジン３については、特に区別しない場合は、動力源と称する。
The
第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、いずれもハイブリッド車両１００の走行用動力源となる。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、いずれも電動機及び発電機として機能するが、電動機のみとして機能する構成であってもよい。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、ＰＣＵ（Power Control Unit：電力制御装置）２０を介してバッテリ２２に接続されている。バッテリ２２は、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２に電力を供給すると共に第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２から電力を受け取る蓄電装置である。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、制御装置の一例であるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）３０によってＰＣＵ２０が制御されることにより、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２の出力トルクが制御される。
Both the first MG1 and the second MG2 are power sources for driving the
なお、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、異なる２個のバッテリ２２にそれぞれ接続されてもよく、ＥＣＵ３０によって異なる２個のＰＣＵ２０が個別に制御されてもよい。ＰＣＵ２０は、例えば、昇圧コンバータ及びインバータ等を備えている。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２の出力トルクは、加速方向の正トルクが力行トルクになり、減速方向の負トルクが回生トルクになる。
The first MG1 and the second MG2 may be connected to two
第１ＭＧ１は、発電機であるオルタネータの位置に配置されるＰ０タイプのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。第１ＭＧ１は、ベルト４を介してエンジン３のクランクシャフトに接続されている。第１ＭＧ１は、エンジン始動時には、エンジン３のクランクシャフトを回転（クランキング）させるスタータとして機能し、エンジン始動時以外の場面では、主にオルタネータとして機能する。なお、第１ＭＧ１は、エンジン３と、Ｔ／Ｍ（トランスミッション）の一部である自動変速機７と、の間に配置されるＰ１タイプ又はＰ２タイプのＩＳＧであってもよい。 The first MG1 is a P0 type ISG (Integrated Starter Generator) that is placed at the position of an alternator, which is a generator. The first MG1 is connected to the crankshaft of the engine 3 via a belt 4. When the engine is started, the first MG1 functions as a starter that rotates (cranks) the crankshaft of the engine 3, and in situations other than when the engine is started, it mainly functions as an alternator. The first MG1 may be a P1 or P2 type ISG that is placed between the engine 3 and the automatic transmission 7, which is part of the T/M (transmission).
第２ＭＧ２は、自動変速機７の下流側に配置されるＰ３タイプのＭＧである。第２ＭＧ２は、回生ブレーキ時には、発電機として機能するが、回生ブレーキ時以外の場面では、主にハイブリッド車両１００の走行用の動力源として機能する。なお、第２ＭＧ２は、自動変速機７の内部に配置されてもよいし、又は、駆動輪に配置されるインホイールモータ等のＰ４タイプ又はＰ５タイプのＭＧであってもよい。
The second MG2 is a P3 type MG that is arranged downstream of the automatic transmission 7. The second MG2 functions as a generator during regenerative braking, but in situations other than regenerative braking, it mainly functions as a power source for driving the
エンジン３は、ハイブリッド車両１００の走行用動力源であって、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン等のいずれか一つの内燃機関である。エンジン３は、ＥＣＵ３０によってスロットルアクチュエータ、燃料噴射装置、及び点火装置等のいずれか一つを含むエンジンアクチュエータ２４が制御されることによりエンジン３の出力トルクが制御される。
The engine 3 is a power source for driving the
動力伝達装置１８は、エンジン３の下流側で順に、ダンパ装置５と、Ｔ／Ｍの一部であるトルクコンバータ６と、自動変速機７と、を備えている。また動力伝達装置１８は、自動変速機７の下流側で順に、トランスファ９、リヤプロペラシャフト１０、リヤディファレンシャルギヤ１１、及び左右一対のリヤドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒを備えている。さらに動力伝達装置１８は、トランスファ９の下流側で順に、フロントプロペラシャフト１３、フロントディファレンシャルギヤ１４、及び左右一対のフロントドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを備えている。
The
ダンパ装置５は、エンジン３と自動変速機７との間の動力伝達経路に配置されている。ダンパ装置５は、例えばフライホイール及びスプリング等を備えていて、フライホイールがエンジン３のクランクシャフトに連結され、スプリングによりエンジン３のトルク変動を吸収して振動を低減し、トルクコンバータ６に動力を伝達する。
The damper device 5 is disposed in the power transmission path between the engine 3 and the automatic transmission 7. The damper device 5 includes, for example, a flywheel and a spring. The flywheel is connected to the crankshaft of the engine 3, and the spring absorbs torque fluctuations of the engine 3 to reduce vibrations, and transmits power to the
トルクコンバータ６は、エンジン３と自動変速機７との間の動力伝達経路に配置されている。トルクコンバータ６は、クラッチ機能及びトルク増幅機能を有する流体式伝動装置である。トルクコンバータ６は、例えば、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ、及びロックアップクラッチ等を備えている。ポンプインペラは、トルクコンバータ６の入力部材であって、ダンパ装置５の出力軸に連結されている。ポンプインペラは、ダンパ装置５の出力軸の回転に応じて回転して、作動油を介してタービンランナを回転させる。ダービンランナは、トルクコンバータ６の出力部材であって、自動変速機７の入力軸に連結されている。ステータは、タービンランナのトルクを増幅させるように作動油を整流する。トルクコンバータ６は、エンジン３からの動力を自動変速機７へ滑らかに伝達する。
The
ロックアップクラッチは、ポンプインペラとタービンランナとを結合させてエンジン３と自動変速機７とを直結する多板式クラッチである。ロックアップクラッチは、ＨＣＵ（Hydraulic Control Unit：油圧制御装置）２３で調圧された係合油圧で係合されることにより作動状態が切替えられる。ロックアップクラッチの作動状態には、ロックアップクラッチが解放される完全解放状態、ロックアップクラッチが滑りを伴って係合されたスリップ状態、及び、ロックアップクラッチが係合される完全係合状態等がある。 The lockup clutch is a multi-plate clutch that connects the pump impeller and turbine runner to directly connect the engine 3 and the automatic transmission 7. The lockup clutch switches its operating state by being engaged with an engagement hydraulic pressure regulated by the HCU (Hydraulic Control Unit) 23. The operating states of the lockup clutch include a fully released state in which the lockup clutch is released, a slip state in which the lockup clutch is engaged with slipping, and a fully engaged state in which the lockup clutch is engaged.
ロックアップクラッチの完全解放状態では、トルクコンバータ６のステータによるトルク増幅作用が得られる。ロックアップクラッチのスリップ状態では、完全解放状態に比べてエンジン回転速度の吹き上がりが抑制されるか、又は、完全係合状態に比べて車内こもり音等が抑制される。ロックアップクラッチの完全係合状態では、トルクコンバータ６のポンプインペラ及びタービンランナが一体的に回転してエンジン３と自動変速機７が直結される。
When the lockup clutch is fully released, the stator of the
自動変速機７は、エンジン３と第２ＭＧ２との間の動力伝達経路に配置されている。自動変速機７は、変速比の異なる複数の変速段（ギヤ段）を複数の変速用クラッチにより選択的に切替え可能な有段式変速機である。自動変速機７は、遊星歯車式変速機であるが、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）等の他の機構方式の変速機であってもよい。自動変速機７は、変速用クラッチ等の各種クラッチがＨＣＵ２３により調圧された係合油圧で係合されることにより変速段が切替えられる。
The automatic transmission 7 is disposed in the power transmission path between the engine 3 and the second MG 2. The automatic transmission 7 is a stepped transmission that can selectively switch between multiple gear stages (gear stages) with different gear ratios using multiple shift clutches. The automatic transmission 7 is a planetary gear transmission, but may be a transmission with another mechanism such as a DCT (Dual Clutch Transmission). The automatic transmission 7 switches gear stages by engaging various clutches such as the shift clutches with engagement hydraulic pressure adjusted by the
トランスファ９は、自動変速機７からの動力をリヤプロペラシャフト１０に伝達する。またトランスファ９は、前輪駆動用クラッチを備えていて、自動変速機７からの動力をフロントプロペラシャフト１３に分配可能である。なお、ハイブリッド車両１００がフルタイム四輪駆動車両である場合は、トランスファ９が前輪駆動用クラッチを備えていない構成になる。
The
リヤプロペラシャフト１０に伝達された動力は、リヤディファレンシャルギヤ１１及び左右一対のリヤドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒを介して後輪１７に伝達される。またフロントプロペラシャフト１３に分配された動力は、フロントディファレンシャルギヤ１４及び左右一対のフロントドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを介して前輪１６に伝達される。
The power transmitted to the
（制御装置の構成例）
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータを備えている。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、プログラムをＣＰＵで実行させることにより、ハイブリッド車両１００の各種制御を実行する。
(Example of control device configuration)
The
ＥＣＵ３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信可能な複数のＥＣＵにより構成されてもよい。またＥＣＵ３０の少なくとも一部の機能は、ハイブリッド車両１００と通信可能な情報処理施設における情報処理装置が担当してもよいし、又は、ハイブリッド車両１００と通信可能な他車両のＥＣＵが担当してもよい。ＥＣＵ３０は、制御装置の一例であるが、情報処理装置が制御装置であってもよく、又は、他車両のＥＣＵが制御装置であってもよい。
The
ＥＣＵ３０には、ハイブリッド車両１００に搭載された各種センサの検出値に基づく各種検出信号がそれぞれ入力される。各種センサには、例えば、アクセル開度センサ３１、エンジン回転速度センサ３２、タービン回転速度センサ３３、ＭＧ回転速度センサ３４、車速センサ３５、及びバッテリセンサ３６等の車両状態センサが含まれる。
Various detection signals based on the detection values of various sensors mounted on the
各種検出信号には、ハイブリッド車両１００の乗員によるアクセル操作量であるアクセル開度θacc〔%〕と、エンジン３の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕と、が含まれる。また各種検出信号には、Ｔ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕と同値であるタービン回転速度Ｎt〔rpm〕が含まれる。さらに各種検出信号には、第１ＭＧ１の回転速度である第１ＭＧ回転速度Ｎm1〔rpm〕と、第２ＭＧ２の回転速度である第２ＭＧ回転速度Ｎm2〔rpm〕と、が含まれる。また各種検出信号には、ハイブリッド車両１００の車速Ｖ〔km/h〕と、バッテリ２２のバッテリ温度ＴＨbat〔℃〕と、バッテリ充放電電流Ｉbat〔A〕と、が含まれる。
The various detection signals include the accelerator opening θacc [%], which is the amount of accelerator operation by the occupant of the
ＥＣＵ３０からは、ハイブリッド車両１００に搭載された各種装置に各種指令信号がそれぞれ出力される。各種装置には、ＰＣＵ２１、ＨＣＵ２３、及びエンジンアクチュエータ２４等のいずれか一つのアクチュエータが含まれる。
The
各種指令信号には、エンジン３を制御するためのエンジン制御信号Ｓeと、第１ＭＧ１を制御するための第１ＭＧ制御信号Ｓm1と、第２ＭＧ２を制御するための第２ＭＧ制御信号Ｓm2と、が含まれる。また各種指令信号には、自動変速機７の各種クラッチ弁を制御するためのＡＴ（自動変速機）制御信号Ｓcbと、トルクコンバータ６のロックアップクラッチ弁を制御するためのＬＵ（ロックアップクラッチ）制御信号Ｓluと、が含まれる。
The various command signals include an engine control signal Se for controlling the engine 3, a first MG control signal Sm1 for controlling the first MG 1, and a second MG control signal Sm2 for controlling the second MG 2. The various command signals also include an AT (automatic transmission) control signal Scb for controlling various clutch valves of the automatic transmission 7, and an LU (lock-up clutch) control signal Slu for controlling the lock-up clutch valve of the
ＥＣＵ３０は、各種機能部として、ハイブリッド制御部４０と、変速制御部４１と、を備えている。各種機能部は、例えばＥＣＵ３０のマイクロコンピュータに各種処理を実行させるプログラムによって実現される。
The
ハイブリッド制御部４０は、例えば、アクセル開度θacc〔%〕及び車速Ｖ〔km/h〕に基づいて駆動輪における要求駆動トルク〔Nm〕を算出する。ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕の代わりに、車速Ｖにおける要求駆動力〔W〕を算出してもよい。
The
ハイブリッド制御部４０は、動力伝達損失、自動変速機７の変速比、及びバッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕及び放電可能電力Ｗout〔W〕等を考慮して、要求駆動トルク〔Nm〕を実現する。ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕を満たすように、エンジン３を制御するエンジン制御信号Ｓeと、第１ＭＧ１を制御する第１ＭＧ制御信号Ｓm1と、第２ＭＧを制御する第２ＭＧ制御信号Ｓm2と、の少なくとも一つを出力する。
The
エンジン制御信号Ｓeは、例えば、現在のエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕におけるエンジントルク指令値〔Nm〕である。第１ＭＧ制御信号Ｓm1は、例えば、現在の第１ＭＧ回転速度Ｎm1〔rpm〕における第１ＭＧトルク指令値Ｔm1*〔Nm〕である。第２ＭＧ制御信号Ｓm2は、例えば、現在の第２ＭＧ回転速度Ｎm2〔rpm〕における第２ＭＧトルク指令値Ｔm2*〔Nm〕である。 The engine control signal Se is, for example, an engine torque command value [Nm] at the current engine rotation speed Ne [rpm]. The first MG control signal Sm1 is, for example, a first MG torque command value Tm1* [Nm] at the current first MG rotation speed Nm1 [rpm]. The second MG control signal Sm2 is, for example, a second MG torque command value Tm2* [Nm] at the current second MG rotation speed Nm2 [rpm].
バッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕は、バッテリ２２の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ２２の入力制限を示している。バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕は、バッテリ２２の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ２２の出力制限を示している。バッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕及び放電可能電力Ｗout〔W〕は、例えばバッテリ温度ＴＨbat〔℃〕及びバッテリ充電状態値ＳＯＣ〔%〕（State Of Charge）に基づいてＥＣＵ３０により算出される。バッテリ充電状態値ＳＯＣは、予め定めた満充電容量に対する実際に蓄電されている充電量の比〔%〕である。
The chargeable power Win [W] of the
ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ２の出力のみで要求駆動トルクを賄える場合には、第２ＭＧ２の出力のみで走行するＥＶ（電動）走行モードとする。ＥＶ走行モードでは、変速制御部４１がＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力することによりトルクコンバータ６のロックアップクラッチを解放させてエンジン３を停止させる。ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ制御信号Ｓm2をＰＣＵ２１に出力することにより第２ＭＧ２のみから走行用動力を出力させて、ハイブリッド車両１００を走行させる。ＥＶ走行モードは、第１走行モードの一例である。
When the required drive torque can be met only by the output of the second MG2, the
一方、ハイブリッド制御部４０は、少なくともエンジン３の出力を用いないと要求駆動トルクを賄えない場合には、少なくともエンジン３の出力で走行するＨＶ（ハイブリッド）走行モードとする。ＨＶ走行モードでは、変速制御部４１がＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力することによりトルクコンバータ６のロックアップクラッチを係合させてエンジン３と自動変速機７とを直結した状態にする。ハイブリッド制御部４０は、エンジン制御信号Ｓeをエンジンアクチュエータ２４に出力することにより少なくともエンジン３から走行用動力を出力させて、ハイブリッド車両１００を走行させる。ＨＶ走行モードは、第２走行モードの一例である。
On the other hand, when the required drive torque cannot be met without using at least the output of the engine 3, the
他方、ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ２の出力のみで要求駆動トルクを賄える場合でも、バッテリ２２の充電状態値ＳＯＣ〔%〕が予め定めたエンジン始動閾値未満となる場合、又は、エンジン３等の暖機が必要な場合等では、ＨＶ走行モードを実行する。エンジン始動閾値は、エンジン３を始動してバッテリ２２を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判定するための予め定めた閾値である。以上のように、ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕等に基づいて、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを適宜切替える。
On the other hand, even if the required drive torque can be provided only by the output of the second MG2, the
特にアクセル開度θacc〔%〕が比較的大きい場合のＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時には、ハイブリッド制御部４０が第１ＭＧ制御信号Ｓm1をＰＣＵ２１に出力することにより第１ＭＧ１でエンジン３を始動させる。変速制御部４１は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期した後に、ＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力してトルクコンバータ６のロックアップクラッチを係合させてエンジン３と自動変速機７とを直結した状態にする。変速制御部４１は、Ｔ／Ｍ制御信号ＳcbをＨＣＵ２３に出力することにより自動変速機７の変速段をダウンシフトさせて、要求駆動トルクを満たすようにする。
When transitioning from EV driving mode to HV driving mode, particularly when the accelerator opening θacc [%] is relatively large, the
自動変速機７の変速段をダウンシフトさせることにより、エンジン３からの出力トルクを増幅させて要求駆動トルク〔Nm〕を満たすことができる。しかし、ダウンシフトさせると、Ｔ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕が大きくなるため、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕とＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕とが同期するまでの時間が長くなり、駆動トルク応答要求〔s〕を満たせなくなってしまう。 By downshifting the gear of the automatic transmission 7, the output torque from the engine 3 can be amplified to satisfy the required drive torque [Nm]. However, downshifting increases the T/M input rotation speed Nin [rpm], which lengthens the time it takes for the engine rotation speed Ne [rpm] and the T/M input rotation speed Nin [rpm] to synchronize, making it impossible to satisfy the drive torque response requirement [s].
そこで、変速制御部４１は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。そして変速制御部４１は、同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕に基づき自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する。
The
なお、変速線とは、例えば、車速Ｖ及び要求駆動トルクを変数とする二次元座標上に、自動変速機７の変速を判断するために予め定められたＡＴギヤ段変速マップ上の複数の変速線のいずれか一つを意味する。 The shift line means, for example, one of a number of shift lines on an AT gear shift map that is predefined to determine the shift of the automatic transmission 7 on a two-dimensional coordinate system with vehicle speed V and required drive torque as variables.
以上により、早期にエンジン３を自動変速機７に結合させてエンジン３の出力トルク〔Nm〕を加え、また、自動変速機７のダウンシフトによってエンジン３の出力トルク〔Nm〕を増幅させることができる。従って、ハイブリッド車両１００は、駆動トルク応答要求〔sec〕を満たしつつ最大駆動トルク〔Nm〕を出力することができる。
As a result, the engine 3 is coupled to the automatic transmission 7 early to add the output torque [Nm] of the engine 3, and the output torque [Nm] of the engine 3 can be amplified by downshifting the automatic transmission 7. Therefore, the
（制御装置の処理手順）
以下、図２及び図３を参照して、ＥＣＵ３０の処理手順について説明する。図２は一実施形態に係る制御装置の処理手順を示すフローチャートであり、図３は一実施形態に係る制御装置のタイムチャートである。
(Control device processing procedure)
The processing procedure of the
図２に示すフローチャートは、ＥＣＵ３０のマイクロコンピュータに実行させるプログラムにより実現される。特にステップＳ１０～ステップＳ１１は、ハイブリッド制御部４０により実現され、ステップＳ１２～ステップＳ１７は、変速制御部４１により実現される。
The flowchart shown in FIG. 2 is implemented by a program executed by the microcomputer of the
＜ステップＳ１０＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中でない場合は（ステップＳ１０のＮＯ）、ハイブリッド制御部４０により処理を終了する。
<Step S10>
The
＜ステップＳ１１＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中である場合は（ステップＳ１０のＹＥＳ）、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行したことを検出する。ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行を検出しない場合は（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１１においてＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行の検出を繰り返す。
<Step S11>
When the vehicle is in the EV driving mode (YES in step S10), the
なお、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０は、図３に示すように、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時にアクセル開度θaccが所定の閾値を超えたことを検出してもよい。
In step S11, the
＜ステップＳ１２＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行を検出した場合は（ステップＳ１１のＹＥＳ）、バッテリ温度ＴＨbat〔℃〕及びバッテリ充電状態値ＳＯＣ〔%〕に基づき、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕を算出して取得する。
<Step S12>
When the
＜ステップＳ１３＞
次にＥＣＵ３０は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。
<Step S13>
Next, the
以下、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕の算出方法について説明する。まずＥＣＵ３０は、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕に基づき、次の式（１）及び式（２）からエンジン予想角加速度α〔rad/s2〕を算出する。
A method for calculating the synchronous rotation speed Nsyn (rpm) that can be reached within the target synchronous time Tlim (s) will be described below. First, the
上記の式において、Ｎm1は現在の第１ＭＧ回転速度〔rpm〕であり、Ｔm1*はバッテリ２２の放電可能電力Ｗoutの制限下における第１ＭＧトルク指令値〔Nm〕であり、Ｗm1losは第１ＭＧモータ損失〔W〕である。またＩeは、エンジンイナーシャ（慣性モーメント）〔kgm2〕である。
In the above formula, Nm1 is the current first MG rotation speed [rpm], Tm1* is the first MG torque command value [Nm] under the limit of the dischargeable power Wout of the
次にＥＣＵ３０は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕と、予想エンジン角加速度α〔rad/s2〕と、に基づき、エンジン回転速度変化量dＲ〔rpm〕を算出する。
Next, the
そしてＥＣＵ３０は、エンジン回転速度変化量dＲ〔rpm〕と、現在のＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕と、を加算することにより、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。
Then, the
図３には、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕の制限下で目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕が示されている。
Figure 3 shows the synchronous rotation speed Nsyn [rpm] that can be reached within the target synchronization time Tlim [s] under the limitation of the dischargeable power Wout [W] of the
＜ステップＳ１４＞
次にＥＣＵ３０は、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕以下で最も近い回転速度になる自動変速機７の下限変速段を算出する。つまりＥＣＵ３０は、図３に示すように、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕の制限下で目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な自動変速機７の下限変速段を算出する。
<Step S14>
Next, the
＜ステップＳ１５＞
またＥＣＵ３０は、算出した下限変速段と、変速線から算出される自動変速機７の変速段と、を比較する。
<Step S15>
Furthermore, the
＜ステップＳ１６＞
ＥＣＵ３０は、変速線から算出される変速段が下限変速段を下回る場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、下限変速段に制限する。つまりＥＣＵ３０は、下限変速段よりも低い変速段には自動変速機７を変速させないように制限を掛けることにより、早期にエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕をＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期させる。
<Step S16>
When the gear position calculated from the shift line falls below the lower limit gear position (YES in step S15), the
＜ステップＳ１７＞
ＥＣＵ３０は、変速線から算出される変速段が下限変速段を上回る場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、変速線から算出される変速段に切替える。つまりＥＣＵ３０は、下限変速段よりも速く同期可能な変速段に切替えることができる。
<Step S17>
When the gear position calculated from the shift line is higher than the lower limit gear position (YES in step S15), the
（本実施形態の作用効果）
以上のようにＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。そしてＥＣＵ３０は、同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕に基づいて自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する。
(Effects of this embodiment)
As described above, the
従って、早期にエンジン３を自動変速機７に結合させてエンジン３の出力トルク〔Nm〕を加え、また、自動変速機７のダウンシフトによってエンジン３の出力トルク〔Nm〕を増幅させることができる。従って、ハイブリッド車両１００は、アクセル開度θaccが比較的大きい場合のＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時でも、駆動トルク応答要求〔sec〕を満たしつつ最大駆動トルク〔Nm〕を出力することができる。
Therefore, the engine 3 is coupled to the automatic transmission 7 early to add the output torque [Nm] of the engine 3, and the output torque [Nm] of the engine 3 can be amplified by downshifting the automatic transmission 7. Therefore, the
以上の実施形態に示す各種機能部は、一つまたは複数の処理回路によって実現することが可能である。処理回路には、各種機能を実行するように設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が含まれる。 The various functional units shown in the above embodiments can be realized by one or more processing circuits. The processing circuits include ASICs (Application Specific Integrated Circuits) or FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) designed to perform various functions.
以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。 Although the preferred embodiment has been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the claims.
１００ ハイブリッド車両
１ 第１ＭＧ
２ 第２ＭＧ
３ エンジン
７ 自動変速機
３０ ＥＣＵ
４１ 変速制御部
Ｎe エンジン回転速度
Ｎin Ｔ／Ｍ入力回転速度
Ｎsyn 同期回転速度
Ｔlim 目標同期時間
α エンジン予想角加速度
100 Hybrid vehicle 1 1st MG
2. Second MG
3 Engine 7
41 Shift control unit Ne Engine rotation speed Nin T/M input rotation speed Nsyn Synchronous rotation speed Tlim Target synchronization time α Engine predicted angular acceleration
Claims (1)
前記第１走行モードから前記第２走行モードへ移行する場合に、前記内燃機関の回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの目標同期時間以内に到達可能な同期回転速度を算出し、前記同期回転速度に基づいて前記変速機の下限変速段を予測し、変速線から算出される前記変速機の変速段が前記下限変速段を下回る場合には、予測した前記下限変速段に制限する変速制御部を備える、ハイブリッド車両の制御装置。 A control device for a hybrid vehicle capable of switching between a first driving mode in which the vehicle runs only on the output of an electric motor and a second driving mode in which the vehicle runs at least on the output of an internal combustion engine,
A control device for a hybrid vehicle comprising a shift control unit that, when transitioning from the first driving mode to the second driving mode, calculates a synchronous rotation speed that can be reached within a target synchronization time until the rotation speed of the internal combustion engine is synchronized with an input rotation speed of a transmission, predicts a lower limit gear stage of the transmission based on the synchronous rotation speed, and, when the gear stage of the transmission calculated from a shift line falls below the lower limit gear stage, limits it to the predicted lower limit gear stage.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024085020A true JP2024085020A (en) | 2024-06-26 |
Family
ID=
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