JP3930026B2 - ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法 - Google Patents
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Description
(1)特許文献1−3に記載の技術によると、シフトアップ過程で、エンジン燃料制御(Fuel Control)或いはエンジン排気制動(Engine Exhaust Brake)制御によりシフトチェンジ時間を短縮している。車両のシフトアップ過程で同期の効果を達成しようとしても、ガソリンエンジンは正確、急速なエンジン回転速度(only set Torque=0)制御不能である。
(2)上記特許文献1−3は車両シフトダウン過程で、エンジン燃料制御でシフト時間を短縮する。しかしシフトアップ過程でこの同期効果を達成しようとすれば、制御困難度は高く、エンジン回転速度に加速或いは減速情況が発生しうる。
(3)特許文献4−6はエンジン燃料制御(Fuel Control)により、クラッチが離脱しない情況にあって、エンジン回転速度同期動作を行ないシフトチェンジを完成する。シフトチェンジ時にスロットルが先ず閉じられて速度ダウンされ、シフト操作後にスロットル及びクラッチ位置が同時に制御される。
(4)特許文献6及び図7−9には自動マニュアルトランスミッション(AMT)シフトチェンジ制御方法が記載され、それはクラッチとトランスミッションの間にモータと発電機が設置され、シフトチェンジ時に、トランスミッションの入力軸とトランスミッションの出力軸が急速に同期して同期器、トランスミッション入力軸とトランスミッション出力軸のタイムラグを減らし、これによりシフトチェンジ時間を短縮する。しかし上述に記載の技術はクラッチの磨耗、エンジンの燃料消耗、汚染の問題を有効に解決できない。
(a)電池の残り電力量及びアクセルペダルの位置によりモータジェネレータに選択的に発電させてエンジン回転速度を下げるか或いはエンジン回転速度を増すかを決定し、これにより内燃機関エンジンの出力トルクを最小トルクとすると共にクラッチを離脱させるステップ、
(b)もとのシフト位置より退出した後に新シフト位置に進入する動作を行なうステップ、
(c)内燃機関エンジンの出力軸回転速度と新シフト位置下でのトランスミッションの入力軸回転速度を同じに制御するステップ、
(d)シフト切り換えを完成するステップ、
(e)クラッチと入力軸を噛み合わせてエンジン出力トルクを回復するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
請求項2の発明は、請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(a)のステップは、更に、
(a1)電池の残り電力量がある容量値より小さく、及びアクセルペダルの位置がある開度値より小さければ、スロットルの開度を維持するステップ、
(a3)更にアクセルペダルの位置を判断し、アクセルペダルの位置がある位置範囲の間にあれば、スロットルをアクセルペダル位置が該位置範囲の最小値に相当する位置とし、アクセルペダルの位置が該位置範囲の間になければ、スロットルを不変に維持するステップ、
(a4)モータジェネレータを制御し発電状態を選択するステップ、
(a5)内燃機関エンジンの出力トルクを最小トルクとし、並びにクラッチの離脱を実行するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
請求項3の発明は、請求項2記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、位置範囲の最小値が、内燃機関エンジンの効率により決定され、該位置範囲の最大値はモータジェネレータのパワーにより決定されることを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
請求項4の発明は、請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(a)のステップが更に、
(a2)電池の残り電力量がある容量値より小さく、アクセルペダルの位置がある開度値より小さければ、スロットルの開度を維持せず、並びにスロットルの開度を減らして内燃機関エンジン出力トルクを最小トルクとなしクラッチを離脱させるステップ、
を具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
請求項5の発明は、請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(c)のステップが更に、
(c1)新シフト位置により内燃機関エンジンの目標回転速度を決定し、並びに現在の内燃機関エンジンの回転速度と該目標回転速度の差異値を計算するステップ、
(c2)新シフト位置がシフトアップかシフトダウンかを判断し、シフトアップであればモータジェネレータに選択的に発電させ電池電力量を供給し、シフトダウンであれば更に該差異値が特定値より小さいか目標回転速度がある回転速度値より小さいかを判断し、該差異値が特定値より小さいか目標回転速度がある回転速度値より小さければ、モータジェネレータを制御しエンジン回転速度を増加し、反対に該差異値が特定値より小さくないか目標回転速度がある回転速度値より小さくなければ、モータジェネレータとスロットルの同時制御方式を採用して該差異値に基づきエンジン回転速度を新シフト位置のトランスミッションの入力軸回転速度と同じとなるよう引き上げるステップ、
を具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
請求項6の発明は、請求項1に記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、ギアシフトトランスミッションが、マニュアルトランスミッション(Manual Transmission;MT)、オートクラッチマニュアルトランスミッション(Auto−clutch Manual Transmission;AcMT)、自動マニュアルトランスミッション(Automated Manual Transmission;AMT)、及びデュアルクラッチ自動マニュアルトランスミッション(Dual Clutch Automated Manual Transmission;DCT)のいずれかとされたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法としている。
ステップ31: 内燃機関エンジン11の出力トルクを最小トルクとし並びにクラッチ13を離脱させる。
ステップ32: もとのシフト位置より退出させた後、新シフト位置に進入する動作を行なう。
ステップ33: 新シフト位置により該内燃機関エンジン11の目標回転速度を決定し、並びに現在の内燃機関エンジン11の回転速度と目標回転速度との差異値(slip)を計算する。
ステップ34: モータジェネレータ12により発電させてエンジン回転速度を減らすかエンジン回転速度を増すかを選択し、内燃機関エンジン11の出力軸111回転速度を新シフト位置下でのトランスミッション14の入力軸141回転速度と同じとする。
ステップ35: シフト切り換えを完成する。
ステップ36: クラッチ13とトランスミッション14の入力軸141を噛み合わせてエンジン出力トルクを回復する。
ステップ341:該新シフト位置がシフトアップかシフトダウンかを判断し、シフトアップであれば、ステップ342を実行し、シフトダウンであればステップ343を実行する。
ステップ342:該モータジェネレータ12を制御して発電して電池電力量の供給を選択し、並びに差異値に基づきエンジン回転速度を下げる。その制御方法によると、まず、同期完成の時間を設定し、この時発電機負荷を同期完成の時間、差異値、及びモータジェネレータトルク特性により計算する。
ステップ343:更に差異値が特定値より小さいか或いは目標回転数がある回転速度値より小さいかを判断し、もしこのステップ343の条件を満足させれば、ステップ344を実行する。
ステップ344:モータジェネレータ12を制御しエンジン回転速度アップを選択し、その制御方法によると、先ず同期完成の時間を設定し、この時、発電機負荷を同期完成の時間、差異値及びモータジェネレータのトルク特性により計算する。反対にステップ343の条件を満足させなければ、ステップ345を実行する。
ステップ345:モータジェネレータ12とスロットル17の同時制御方式を採用し、該差異値に基づきエンジン回転速度を新シフト位置のトランスミッション14入力軸141の回転速度まで引き上げ、その制御方法によると、まず同期完成の時間を設定し、この時、発電機負荷を同期完成の時間、差異値及びモータジェネレータのトルク特性により計算する。本実施例では、最小トルクは零とされる。該特定値は差異値が大き過ぎる時、モータジェネレータの出力だけではモータ出力軸回転速度を増しても遅過ぎる情況がある時、エンジンとモータを共に出力して速度アップことを考慮して設けられる。該回転速度値は、モータジェネレータ12のトルク特性に基づき決定され、エンジン速度アップにはモータジェネレータ12の高速回転能力が必要である場合を考慮して設けられる。
ステップ41: 電池18の残り電力量及びアクセルペダル16の位置によりモータジェネレータ12に発電させるかエンジン回転速度をアップさせるかを決定し、内燃機関エンジン11の出力トルクを零とし及びクラッチ13を離脱させる。
ステップ42: もとのシフト位置を退出させた後、新シフト位置に進入する動作を行なう。
ステップ43: 内燃機関エンジン11の出力軸111の回転速度と新シフト位置下での該トランスミッション14の入力軸141の回転速度を同じとする。
ステップ44: シフト切り換え完成する。
ステップ45: クラッチ13とトランスミッション14の入力軸141を噛み合わせてエンジン出力トルクを回復する。
ステップ411:電池の残り電力量(State of Charge;SOC)とアクセルペダル16位置を読み取り、その後、ステップ412を実行する。
ステップ412:電池の残り電力量が容量値より小さいか及びアクセルペダル16の位置がある開度値より小さいかを判断する。ステップ412の条件を満足すれば、ステップ413を実行し、ステップ412の条件を満足しなければステップ415を実行する。
ステップ413:スロットル17の開度を維持せず、その後、ステップ414を実行する。
ステップ414:スロットル17の開度を減らし、内燃機関エンジン11の出力トルクを最小トルクとしクラッチ13を離脱させる。
ステップ415:スロットル17の開度を維持し、その後、ステップ416を実行する。
ステップ416:アクセルペダル16の位置がある位置範囲(f≦アクセルペダル位置≦e)の間にあるか否かを判断する。ステップ416の条件を満足すればステップ418を実行し、満足しなければステップ417を実行する。
ステップ418:スロットル17の開度をアクセルペダル16が該位置範囲の最小値(fに相当)に位置する時に相当するまで減らし、その後、ステップ419を実行する。
ステップ419:モータジェネレータ12を制御して発電状態を選択し内燃機関エンジン11の出力トルクを最小トルクとなし、並びに同時にクラッチ13を離脱させる。そのうちモータジェネレータ12の出力値はエンジン回転速度及びスロットル位置が構成するエンジントルクマップテーブルにより計算する。
ステップ417:モータジェネレータ12を制御して発電状態を選択し内燃機関エンジン11の出力トルクを最小トルクとなし、並びに同時にクラッチ13を離脱させる。そのうちモータジェネレータ12の出力値はエンジン回転速度及びスロットル位置が構成するエンジントルクマップテーブルにより計算する。
総合すると、本発明は切断が容易で、製造が簡単で組立が容易である特徴を有し、業界の要求を満足させられ、産業上の競争力を増すことができる。
11 内燃機関エンジン
12 モータジェネレータ
13 クラッチ
14 トランスミッション
15 電池
16 アクセルペダル
17 スロットル
18 シフト装置
20 シフト時間点
21a、21b、26a、26b エンジン回転速度
22、25 トランスミッション入力軸回転速度
23a、27a クラッチ噛み合い時間点
24、28 噛み合い時間
3 制御方法フロー
31〜36 ステップ
341〜345 ステップ
4 制御方法フロー
41〜45 ステップ
411〜419 ステップ
5 制御方法フロー
51〜56 ステップ
511〜519 ステップ
541〜545 ステップ
Claims (6)
- ハイブリッドカーの動力装置のシフトチェンジ動作を制御するのに用いられ、該動力装置は内燃機関エンジンがモータジェネレータと並列方式で結合され、更にクラッチによりトランスミッションに接続されてなりハイブリッドカーを駆動し、該モータジェネレータに選択的に発電させ電池の必要な電気量を供給するかエンジン回転速度を増加させることができ、該内燃機関エンジンはアクセルペダルの操作を受けてスロットルを調節して内燃機関エンジンの回転速度を制御でき、該制御方法は、
(a)電池の残り電力量及びアクセルペダルの位置によりモータジェネレータに選択的に発電させてエンジン回転速度を下げるか或いはエンジン回転速度を増すかを決定し、これにより内燃機関エンジンの出力トルクを最小トルクとすると共にクラッチを離脱させるステップ、
(b)もとのシフト位置より退出した後に新シフト位置に進入する動作を行なうステップ、
(c)内燃機関エンジンの出力軸回転速度と新シフト位置下でのトランスミッションの入力軸回転速度を同じに制御するステップ、
(d)シフト切り換えを完成するステップ、
(e)クラッチと入力軸を噛み合わせてエンジン出力トルクを回復するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。 - 請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(a)のステップは、更に、
(a1) 電池の残り電力量がある容量値より小さく、及びアクセルペダルの位置がある開度値より小さければ、スロットルの開度を維持するステップ、
(a3) 更にアクセルペダルの位置を判断し、アクセルペダルの位置がある位置範囲の間にあれば、スロットルをアクセルペダル位置が該位置範囲の最小値に相当する位置とし、アクセルペダルの位置が該位置範囲の間になければ、スロットルを不変に維持するステップ、
(a4)モータジェネレータを制御し発電状態を選択するステップ、
(a5)内燃機関エンジンの出力トルクを最小トルクとし、並びにクラッチの離脱を実行するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。 - 請求項2記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、位置範囲の最小値が、内燃機関エンジンの効率により決定され、該位置範囲の最大値はモータジェネレータのパワーにより決定されることを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。
- 請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(a)のステップが更に、
(a2)電池の残り電力量がある容量値より小さく、アクセルペダルの位置がある開度値より小さければ、スロットルの開度を維持せず、並びにスロットルの開度を減らして内燃機関エンジン出力トルクを最小トルクとなしクラッチを離脱させるステップ、
を具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。 - 請求項1記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、(c)のステップが更に、
(c1)新シフト位置により内燃機関エンジンの目標回転速度を決定し、並びに現在の内燃機関エンジンの回転速度と該目標回転速度の差異値を計算するステップ、
(c2)新シフト位置がシフトアップかシフトダウンかを判断し、シフトアップであればモータジェネレータに選択的に発電させ電池電力量を供給し、シフトダウンであれば更に該差異値が特定値より小さいか目標回転速度がある回転速度値より小さいかを判断し、該差異値が特定値より小さいか目標回転速度がある回転速度値より小さければ、モータジェネレータを制御しエンジン回転速度を増加し、反対に該差異値が特定値より小さくないか目標回転速度がある回転速度値より小さくなければ、モータジェネレータとスロットルの同時制御方式を採用して該差異値に基づきエンジン回転速度を新シフト位置のトランスミッションの入力軸回転速度と同じとなるよう引き上げるステップ、
を具えたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。 - 請求項1に記載のハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法において、ギアシフトトランスミッションが、マニュアルトランスミッション(Manual Transmission;MT)、オートクラッチマニュアルトランスミッション(Auto−clutch Manual Transmission;AcMT)、自動マニュアルトランスミッション(Automated Manual Transmission;AMT)、及びデュアルクラッチ自動マニュアルトランスミッション(Dual Clutch Automated Manual Transmission;DCT)のいずれかとされたことを特徴とする、ハイブリッドカーのギアシフトトランスミッションのシフトチェンジ制御方法。
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