JP4396661B2 - ハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置 - Google Patents
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Description
このハイブリッド駆動装置は、エンジン回転を変速機に向かわせる軸に結合して、これらエンジンおよび変速機間にモータ/ジェネレータを具え、エンジンおよびモータ/ジェネレータ間を切り離し可能に結合する第1クラッチを有すると共に、モータ/ジェネレータおよび変速機出力軸間を切り離し可能に結合する第2クラッチをトルクコンバータの代わりに有した構成になるものである。
このクラッチ締結制御技術は、動力源の発生トルクを伝達可能なクラッチ伝達トルク容量となるよう当該トルクに応じた油圧をクラッチに供給してクラッチの締結制御を行うというものである。
このスリップ過大は、クラッチを締結させることができなくし、長時間のスリップによりクラッチの劣化を早めるという問題を生ずる。
クラッチの出力側回転数をも考慮してクラッチの伝達トルク容量目標値を決定し、この目標値が達成されるようクラッチを締結制御することにより、上記の問題を解消したハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置を提案することを主たる目的とする。
クラッチの出力側回転数に基づくクラッチ締結力のフィードバック制御により、クラッチ出力側回転数検出値は制御中全般に亘って出力側回転数目標値に良く追従する。
複数の異種の動力源を搭載して具え、伝達トルク容量を変更可能なクラッチを介してこれら動力源からの動力を駆動車輪に向かわせることにより走行可能なハイブリッド車両において、
運転者による車両の運転操作や、車両の走行状態から車両の駆動トルク目標値を演算する駆動トルク目標値演算手段と、
車両の走行状態から前記クラッチのスリップ回転数目標値を演算するスリップ回転数目標値演算手段と、
これら手段により求めた駆動トルク目標値およびスリップ回転数目標値から、前記動力源に近い前記クラッチの入力側における入力側回転数目標値、および、前記駆動車輪に近い前記クラッチの出力側における出力側回転数目標値をそれぞれ演算するクラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段と、
前記クラッチの入力側回転数を検出するクラッチ入力側回転数検出手段と、
前記クラッチの出力側回転数を検出するクラッチ出力側回転数検出手段と、
前記クラッチ入力側回転数目標値およびクラッチ入力側回転数検出値間におけるクラッチ入力側回転数偏差を低下させる前記動力源の出力トルク目標値を演算する動力源出力トルク目標値演算手段と、
前記クラッチ出力側回転数目標値およびクラッチ出力側回転数検出値間におけるクラッチ出力側回転数偏差を低下させる前記クラッチの伝達トルク容量目標値を演算するクラッチ伝達トルク容量目標値演算手段と、
前記動力源をその出力トルクが、前記動力源出力トルク目標値となるよう駆動制御する動力源出力トルク制御手段と、
前記クラッチをその伝達トルク容量が、前記クラッチ伝達トルク容量目標値となるよう締結制御するクラッチ伝達トルク容量制御手段とを具備してなることを特徴とするものである。
駆動トルク目標値演算手段が求めた車両の駆動トルク目標値、および、スリップ回転数目標値演算手段が求めたクラッチのスリップ回転数目標値から、クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、クラッチの入力側回転数目標値および出力側回転数目標値をそれぞれ演算する。
動力源出力トルク目標値演算手段は、クラッチ入力側回転数目標値およびクラッチ入力側回転数検出値間におけるクラッチ入力側回転数偏差を低下させる動力源の出力トルク目標値を演算し、
動力源出力トルク制御手段は、動力源出力トルクが上記動力源出力トルク目標値となるよう動力源を駆動制御する。
クラッチ伝達トルク容量目標値演算手段は、クラッチ出力側回転数目標値およびクラッチ出力側回転数検出値間におけるクラッチ出力側回転数偏差を低下させるクラッチの伝達トルク容量目標値を演算し、
クラッチ伝達トルク容量制御手段は、クラッチの伝達トルク容量が上記クラッチ伝達トルク容量目標値となるようクラッチを締結制御する。
動力源の出力トルク特性に変動が生じたり、クラッチ伝達トルク容量が急変した場合においても、これらが生じない場合と同様にクラッチ入力側回転数を変化させ得ることとなり、前記した不快な加速度変動に関する問題を解消することができる。
クラッチの動作特性が経時変化したり、路面勾配が変化したりするなどの外乱が発生した場合においても、これらの外乱が発生しない場合と同様にクラッチ出力側回転数を変化させ得ることとなり、外乱によりクラッチスリップ量が過大になってクラッチを締結させることができなくなり、長時間のスリップによりクラッチの劣化を早めるという問題をも解消することができる。
以上の結果として本発明によれば、所望の駆動力特性と、クラッチの所望のスリップ回転数制御とを、状況の変化や外乱にかかわらず常に両立させることができる。
図1は、本発明のクラッチ締結制御装置を具えたハイブリッド車両の車輪駆動系(パワートレーン)を、その制御システムと共に示し、
1は、第1動力源としてのモータ/ジェネレータ、2は、第2動力源としてのエンジン、3L,3Rはそれぞれ、左右駆動車輪(左右後輪)である。
このモータ/ジェネレータ1およびエンジン2間、より詳しくは、軸5とエンジンクランクシャフト2aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン2およびモータ/ジェネレータ1間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能な乾式クラッチとし、例えば、電磁ソレノイドでクラッチ締結力を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能なものとする。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なものとするが、第2クラッチ7は、例えば比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
従って自動変速機4は、入力軸4aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸4bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機8により左右後輪3L,3Rへ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機4は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。
この状態でモータ/ジェネレータ1を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ1からの出力回転のみが変速機入力軸4aに達することとなり、自動変速機4が当該入力軸4aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸4bより出力する。
変速機出力軸4bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機8を経て左右後輪3L,3Rに至り、車両をモータ/ジェネレータ1のみによって電気走行(EV走行)させることができる。
この状態では、エンジン2からの出力回転、または、エンジン2からの出力回転およびモータ/ジェネレータ1からの出力回転の双方が変速機入力軸4aに達することとなり、自動変速機4が当該入力軸4aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸4bより出力する。
変速機出力軸4bからの回転はその後、終減速機8を経て左右後輪3L,3Rに至り、車両をエンジン2およびモータ/ジェネレータ1の双方によってハイブリッド走行(HEV走行)させることができる。
図1の制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ20を具え、パワートレーンの動作点を、エンジントルク目標値tTeと、モータ/ジェネレータトルク目標値tTm(モータ/ジェネレータ回転数目標値tNmでもよい)と、第1クラッチ6の伝達トルク容量目標値tTc1と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2と、自動変速機4の目標変速段Gmとで規定する。
このときバッテリ21が過充電にならないよう、バッテリコントローラ23によりバッテリ21を充電制御する。
このためバッテリコントローラ23は、バッテリ21の蓄電状態SOC(持ち出し可能電力)を検出し、これに関する情報を統合コントローラ20に供給する。
エンジントルク目標値tTeは、動力源出力トルク制御手段に相当するエンジンコントローラ24に供給され、モータ/ジェネレータトルク目標値tTmは、同じく動力源出力トルク制御手段に相当するモータ/ジェネレータコントローラ25に供給される。
モータ/ジェネレータコントローラ25はモータ/ジェネレータ1のトルクTmがモータ/ジェネレータトルク目標値tTmとなるよう、バッテリ21からの電力によりインバータ22を介してモータ/ジェネレータ1を制御する。
クラッチコントローラ26は、一方で第1クラッチ伝達トルク容量目標値tTc1に対応したソレノイド電流を第1クラッチ6の電磁力制御ソレノイド(図示せず)に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1が伝達トルク容量目標値tTc1に一致するよう第1クラッチ6を締結制御する。
クラッチコントローラ26は、他方で第2クラッチ伝達トルク容量目標値tTc2に対応したソレノイド電流を第2クラッチ7の油圧制御ソレノイドに供給し、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2が第2クラッチ伝達トルク容量目標値tTc2に一致するよう第2クラッチ7を締結制御する。
これがため、第2クラッチ7の入力側回転数Niとしてモータ/ジェネレータ1の回転数を検出するクラッチ入力側回転数センサ13(クラッチ入力側回転数検出手段に相当する)、および、第2クラッチ7の出力側回転数Noとして変速機入力軸4aの回転数を検出するクラッチ出力側回転数センサ14(クラッチ出力側回転数検出手段に相当する)を設け、これら回転センサ13,14からの信号をクラッチコントローラ26を経て統合コントローラ20に入力する。
図2の制御プログラムは定時割り込みにより繰り返し実行されるメインルーチンで、
先ずステップS1において、各コントローラ23〜27からのデータを受信し、バッテリ蓄電状態SOCや、第2クラッチ7の入力側回転数Niおよび出力側回転数Noや、自動変速機の選択変速段(選択ギヤ比)Gmを読み込む。
駆動トルク目標値演算手段に相当する次のステップS3においては、例えば図4に示す予定の駆動力マップをもとに車速VSPおよびアクセル開度APOから車輪(車両)駆動トルク目標値tTdを検索により求める。
その後ステップS4において、上記の車輪駆動トルク目標値tTdをモータ/ジェネレータ1とエンジン2とで如何様に分担させるかを決めるための基本モータトルク目標値tTmbaseおよび基本エンジントルク目標値tTebaseを求める。
車輪駆動トルク目標値tTdの分担方法は任意であり、発明と関係ないため詳細な説明をここでは省略する。
このチェックに当たっては、例えば第2クラッチ7の入力側回転数Niおよび出力側回転数No間における回転差である第2クラッチ7のスリップ量が設定値以上である間は、本発明が狙いとする第2クラッチ7のスリップ回転(締結)制御を行うべきと判定し、第2クラッチ7のスリップ量が設定値未満になったら、第2クラッチ7の当該スリップ回転(締結)制御を行うべきでないと判定する。
このスリップ回転数目標値tNslipの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
tNslip=Gslip(s)・tNslipbase
={1/(τslip・s+1)}tNslipbase ・・・(1)
τslip :スリップ回転数目標値演算用時定数
なおスリップ回転数目標値演算用時定数τslip は、例えば図5に示すように第2クラッチ7のスリップ回転数Nslipおよび伝達トルク容量Tclが大きいほど小さく(速く)なるようなものとする。
先ず、上記駆動トルク目標値tTdと、予め求めておいた平坦路での車両走行抵抗Tr(車速VSPの関数)とに基づく次式の演算により、車両トルク目標値tTo(出力軸換算値)を求め、
tTo=tTd−Tr ・・・(2)
次いで、この車両トルク目標値tToまたは車両トルク実際値Toと、車両慣性モーメントJoと、車輪駆動系における自動変速機4の選択変速段で決まる変速比Gmと、車輪駆動系における終減速機8の最終減速比Gfとに基づき、以下のようにして第2クラッチ7のクラッチ入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める。
tNi={(Gm・Gf)2/Jo}×(tTo/s) ・・・(3)
の演算により、つまり、車両トルク目標値tToを用いた上式の右辺で表される基準クラッチ回転数目標値をクラッチ入力側回転数目標値tNiとし、
第2クラッチ7の入力側回転数検出値Tiおよびスリップ回転数目標値tNslipから次式の演算により、第2クラッチ7の出力側回転数目標値tToを求める。
tNo=Ni−tNslip ・・・(4)
先ず、第2クラッチ7の出力側回転数検出値Toおよびスリップ回転数目標値tNslipから次式の演算により、第2クラッチ7の入力側回転数目標値tToを求め、
tNi=No+tNslip ・・・(5)
次いで、
tNo={(Gm・Gf)2/Jo}×(To/s) ・・・(6)
の演算により、つまり、車両トルク実際値Toを用いた上式の右辺で表される基準クラッチ回転数目標値をクラッチ出力側回転数目標値tNoとする。
tNo={(Gm・Gf)2/Jo}×(To/s) ・・・(7)
の演算により、つまり、車両トルク実際値Toを用いた上式の右辺で表される基準クラッチ回転数目標値をクラッチ出力側回転数目標値tNoとし、
この出力側回転数目標値tToおよびスリップ回転数目標値tNslipから次式の演算により、第2クラッチ7の入力側回転数目標値tTiを求める。
tNi=tNo+tNslip ・・・(8)
この入力側回転数規範値Tirefの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
Niref=Gppref(s)・tNi
={1/(τppref・s+1)}tNi ・・・(9)
τppref :動力源制御用規範応答時定数
この動力源出力トルク補正量Tppfbの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
Tppfb={Kppp+(Kppi/s)}Nierr ・・・(10)
Kppp:動力源出力トルク比例制御ゲイン
Kppi:動力源出力トルク積分制御ゲイン
配分方法については任意であるが、モータ/ジェネレータ1の出力トルクに余裕があれば以下のように動力源出力トルク補正量Tppfbをエンジントルク補正量Tefbとモータトルク補正量Tmfbとに配分する。
Tefb=0
Tmfb=Tppfb
この基本的伝達トルク容量目標値tTclbaseは、例えば、図2のステップS3で求めた駆動トルク目標値tTdと同じ値に定めることができる。
このフィードフォワード制御用クラッチ伝達トルク容量目標値tTclffの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
Tclff=GFF(s)・tTclbase={Gclref(s)/Gcl(s)}・tTclbase
={(τcl・s+1)/ (τclref・s+1)}・tTclbase ・・・(11)
τcl :クラッチのモデル時定数
τclref :クラッチ制御用規範応答時定数
このクラッチ出力側回転数規範値Norefの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
Noref=Gclref(s)・tNo
={1/ (τclref・s+1)}・tNo ・・・(12)
τclref :クラッチ制御用規範応答時定数
このクラッチ伝達トルク容量補正値Tclfbの演算に当たっては実際には、タスティン近似などで離散化して得られた以下の漸化式を用いて当該演算を行うこととする。
Tclfb={Kclp+(Kcli/s)}・Noerr ・・・(13)
Kclp:クラッチ伝達トルク容量の比例制御ゲイン
Kcli:クラッチ伝達トルク容量の積分制御ゲイン
ステップS610では更に、図2のステップS4で求めた基本エンジントルク目標値tTebaseおよび基本モータトルク目標値tTmbaseと、ステップS605で求めたエンジントルク補正量Tefbおよびモータトルク補正量Tmfbとから、エンジン2およびモータ/ジェネレータ1のスリップ制御用エンジントルク目標値tTefbon(=tTebase+Tefb)およびスリップ制御用モータトルク目標値tTmfbon(=tTmbase+Tmfb)を求める。
従ってステップS610は、動力源出力トルク目標値演算手段をも構成する。
前記(3)式および(4)式により入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める場合、入力側回転数目標値tNiを入力側回転数検出値Niに初期化し、
前記(5)式および(6)式により入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める場合、出力側回転数目標値tNoを出力側回転数検出値Noに初期化し、
前記(7)式および(8)式により入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める場合も、出力側回転数目標値tNoを出力側回転数検出値Noに初期化する。
また、通常制御用のエンジントルク目標値tTefboffは、ステップS4で求めた基本エンジントルク目標値tTebaseに同じ値とし、通常制御用のモータトルク目標値tTmfboffは、ステップS4で求めた基本モータトルク目標値tTmbaseに同じ値とする。
運転者による車両の運転操作や、車両の走行状態から車両の駆動トルク目標値tTdを演算する駆動トルク目標値演算手段と、
車両の走行状態から第2クラッチ7のスリップ回転数目標値tNslipを演算するスリップ回転数目標値演算手段と、
これら手段により求めた駆動トルク目標値tTdおよびスリップ回転数目標値tNslipから、モータ/ジェネレータ1およびエンジン2からなる動力源に近い第2クラッチ2の入力側における入力側回転数目標値tNi、および、駆動車輪3L,3Rに近い第2クラッチ7の出力側における出力側回転数目標値tNoをそれぞれ演算するクラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段と、
第2クラッチ7の入力側回転数Niを検出するクラッチ入力側回転数検出手段と、
第2クラッチ7の出力側回転数Noを検出するクラッチ出力側回転数検出手段と、
クラッチ入力側回転数目標値tNiおよびクラッチ入力側回転数検出値Ni間におけるクラッチ入力側回転数偏差Nierrを低下させる上記動力源の出力トルク目標値(tTefbon+tTmfbon)を演算する動力源出力トルク目標値演算手段と、
クラッチ出力側回転数目標値tNoおよびクラッチ出力側回転数検出値No間におけるクラッチ出力側回転数偏差Noerrを低下させる第2クラッチ7の伝達トルク容量目標値tTclfbonを演算するクラッチ伝達トルク容量目標値演算手段と、
上記動力源をその出力トルクが、動力源出力トルク目標値(tTefbon+tTmfbon)となるよう駆動制御する動力源出力トルク制御手段と、
第2クラッチ7をその伝達トルク容量が、クラッチ伝達トルク容量目標値tTclfbonとなるよう締結制御するクラッチ伝達トルク容量制御手段とを具備した構成になるから、以下の作用効果を奏し得る。
クラッチ入力側回転数目標値tNiおよびクラッチ入力側回転数検出値Ni間におけるクラッチ入力側回転数偏差Nierrを低下させるよう動力源を出力トルク制御し、
クラッチ出力側回転数目標値tNoおよびクラッチ出力側回転数検出値No間におけるクラッチ出力側回転数偏差Noerrを低下させるよう第2クラッチ7の伝達トルク容量を制御することとなる。
動力源の出力トルク特性に変動が生じたり、クラッチ伝達トルク容量が急変した場合においても、これらが生じない場合と同様にクラッチ入力側回転数Niを、図15と同条件でのタイムチャートを示す図7から明かなごとく入力側回転数目標値tNiに沿って変化させることができ、B2におけるクラッチ入力側回転数検出値Niの変化から明らかなようにクラッチの急締結を回避し得て、B3における車両加速度の変化から明らかなように不快な加速度変動を回避することができる。
クラッチの動作特性が経時変化したり、路面勾配が変化したりするなどの外乱が発生した場合においても、これらの外乱が発生しない場合と同様にクラッチ出力側回転数Noを出力側回転数目標値tNoに追従変化させることができ、図14につき前述したような問題、つまり、外乱によりクラッチスリップ量が過大になって第2クラッチ7を締結させることができなくなり、長時間のスリップによりクラッチの劣化を早めるという問題も回避することができる。
以上の結果として本発明によれば、所望の駆動力特性と、クラッチの所望のスリップ回転数制御とを、状況の変化や外乱にかかわらず常に両立させることができる。
この場合、図7のB2部分を拡大して示す図8から明らかなように、入力側回転数Niと出力側回転数Noとの差であるスリップ回転数が、たとえ急加速時であっても徐々に低下し、上記の加速度変動防止効果を更に顕著なものにすることができる。
第2クラッチ7の入力側回転数Niおよび出力側回転数Noがともに共通な基準クラッチ回転数目標値に向かって収束することとなり、第2クラッチ7が締結動作に移行した場合においても、運転者が希望する駆動力特性を実現することができる。
第2クラッチ7の伝達トルク容量制御によりスリップ回転制御を行って、図9に例示するごとく出力側回転数Noを入力側回転数Niに漸近させることとなり、
動力源のトルク制御よりもクラッチ7の伝達トルク容量制御の方が制御精度が高い場合において、高精度なクラッチ7のスリップ制御が可能となる。
動力源の出力トルク制御によりスリップ回転制御を行って、図10に例示するごとく入力側回転数Niを出力側回転数Noに漸近させることとなり、クラッチ7の伝達トルク容量制御よりも動力源のトルク制御の方が制御精度が高い場合において、高精度なクラッチ7のスリップ制御が可能となる。
動力源の出力トルク制御によりスリップ回転制御を行って、図11に例示するごとく入力側回転数Niを出力側回転数Noに漸近させることとなり、クラッチ7の伝達トルク容量制御よりも動力源のトルク制御の方が制御精度が高い場合において、高精度なクラッチ7のスリップ制御が可能であると共に、出力側回転数の変動が入力側回転数に影響しないため、運転者にとって違和感のない自然な入力側回転数(エンジン回転数およびモータ/ジェネレータ回転数)を実現することができる。
スリップ回転数目標値tNslipを0または微少値まで滑らかに漸近させることができると共に、スリップ回転数目標値演算用時定数τslip で決まる伝達特性(遅れ)の調整により第2クラッチ7のスリップ制御に対し設計者の意図を容易に反映させることができる。
この場合、第2クラッチ7のスリップ回転数Nslipおよび伝達トルク容量Tclが大きくてクラッチ発熱量が多くなるほど第2クラッチ7の締結を速やかに行わせ、第2クラッチ7の早期劣化を防止することができる。
つまり、前記(2)式により求めた車両トルク目標値tToまたは車両トルク実際値Toと、車両慣性モーメントJoと、自動変速機4の選択変速段で決まる変速比Gmと、終減速機8の最終減速比Gfと、クラッチ入力側回転数制御規範伝達関数Giref(s)と、クラッチ出力側回転数制御規範伝達関数Goref(s)とに基づき、以下のように第2クラッチ7のクラッチ入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める。
第2クラッチ7の伝達トルク容量制御によりスリップ回転制御を行って、図9に例示するごとく出力側回転数Noを入力側回転数Niに漸近させることとなり、
動力源のトルク制御よりもクラッチ7の伝達トルク容量制御の方が制御精度が高い場合において、高精度なクラッチ7のスリップ制御が可能となる。
tNi={(Gm・Gf)2/Jo}×(tTo/s) ・・・(3)
の演算により、つまり、車両トルク目標値tToを用いた上式の右辺で表される基準クラッチ回転数目標値をクラッチ入力側回転数目標値tNiとし、
この基準クラッチ回転数目標値(クラッチ入力側回転数目標値tNi)に対し、基準となる第2クラッチ7の入力側における伝達特性と、非基準となる第2クラッチ7の反対側(出力側)における伝達特性の逆系とからなる位相補償器により位相進めを施した値{Giref(s)/Goref(s)}×tNiと、スリップ回転数目標値tNslipと、基準となる第2クラッチ7の入力側における基準クラッチ回転数検出値Ni、および、基準となる第2クラッチ7の入力側における基準クラッチ回転数規範値間の差値{Giref(s)・tNi−Ni}とから、次式の演算により非基準となる第2クラッチ7の出力側回転数目標値tNo(非基準クラッチ回転数目標値)を求める。
tNo={Giref(s)/Goref(s)}×tNi−tNslip−{Giref(s)・tNi−Ni} ・・・(14)
tNo={(Gm・Gf)2/Jo}×(To/s) ・・・(6)
の演算により、つまり、車両トルク実際値Toを用いた上式の右辺で表される基準クラッチ回転数目標値をクラッチ出力側回転数目標値tNoとし、
この基準クラッチ回転数目標値(クラッチ出力側回転数目標値tNo)に対し、基準となる第2クラッチ7の出力側における伝達特性と、非基準となる第2クラッチ7の反対側(入力側)における伝達特性の逆系とからなる位相補償器により位相進めを施した値{Goref(s)/Giref(s)}×tNoと、スリップ回転数目標値tNslipと、基準となる第2クラッチ7の出力側における基準クラッチ回転数検出値No、および、基準となる第2クラッチ7の出力側における基準クラッチ回転数規範値間の差値{Goref(s)・tNo−No}とから、次式の演算により非基準となる第2クラッチ7の入力側回転数目標値tNi(非基準クラッチ回転数目標値)を求める。
tNi={Goref(s)/Giref(s)}×tNo+tNslip−{Goref(s)・tNo−No} ・・・(15)
動力源の出力トルク制御によりスリップ回転制御を行って、図10に例示するごとく入力側回転数Niを出力側回転数Noに漸近させることとなり、クラッチ7の伝達トルク容量制御よりも動力源のトルク制御の方が制御精度が高い場合において、高精度なクラッチ7のスリップ制御が可能となる。
これに対し上記2例のようにして第2クラッチ7の入力側回転数目標値tNiおよび出力側回転数目標値tNoを求める場合、基準クラッチ回転数目標値に対し、基準となる第2クラッチの側における伝達特性と、非基準となる第2クラッチの側における伝達特性の逆系とからなる位相補償器により位相進めを施すため、
図13に示すごとく加速度増加時t1の直後に一時的にスリップ回転数の制御誤差ΔNslipが発生しても、その後この誤差ΔNslipは速やかになくなり、スリップ回転数の定常誤差ΔNslipが加速度の増大のたびに大きくなるという問題を解消することができる。
2 エンジン(動力源)
3L,3R 左右駆動車輪
4 自動変速機
5 モータ/ジェネレータ軸
6 第1クラッチ
7 第2クラッチ
8 終減速機
11 アクセル開度センサ
12 車速センサ
13 クラッチ入力側回転センサ
14 クラッチ出力側回転センサ
20 統合コントローラ
21 バッテリ
22 インバータ
23 バッテリコントローラ
24 エンジンコントローラ
25 モータ/ジェネレータコントローラ
26 クラッチコントローラ
27 変速機コントローラ
Claims (11)
- 複数の異種の動力源を搭載して具え、伝達トルク容量を変更可能なクラッチを介してこれら動力源からの動力を駆動車輪に向かわせることにより走行可能なハイブリッド車両において、
運転者による車両の運転操作や、車両の走行状態から車両の駆動トルク目標値を演算する駆動トルク目標値演算手段と、
車両の走行状態から前記クラッチのスリップ回転数目標値を演算するスリップ回転数目標値演算手段と、
これら手段により求めた駆動トルク目標値およびスリップ回転数目標値から、前記動力源に近い前記クラッチの入力側における入力側回転数目標値、および、前記駆動車輪に近い前記クラッチの出力側における出力側回転数目標値をそれぞれ演算するクラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段と、
前記クラッチの入力側回転数を検出するクラッチ入力側回転数検出手段と、
前記クラッチの出力側回転数を検出するクラッチ出力側回転数検出手段と、
前記クラッチ入力側回転数目標値およびクラッチ入力側回転数検出値間におけるクラッチ入力側回転数偏差を低下させる前記動力源の出力トルク目標値を演算する動力源出力トルク目標値演算手段と、
前記クラッチ出力側回転数目標値およびクラッチ出力側回転数検出値間におけるクラッチ出力側回転数偏差を低下させる前記クラッチの伝達トルク容量目標値を演算するクラッチ伝達トルク容量目標値演算手段と、
前記動力源をその出力トルクが、前記動力源出力トルク目標値となるよう駆動制御する動力源出力トルク制御手段と、
前記クラッチをその伝達トルク容量が、前記クラッチ伝達トルク容量目標値となるよう締結制御するクラッチ伝達トルク容量制御手段とを具備してなることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項1に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記スリップ回転数目標値演算手段は、前記クラッチが締結開始によりスリップ状態から締結を完了するまでの間、前記クラッチのスリップ回転数目標値を零または微少スリップ回転数に漸近させるものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項1または2に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、前記駆動トルク目標値をもとに、前記クラッチのスリップ状態で基準となる基準クラッチ回転数目標値を演算し、この基準クラッチ回転数目標値と、前記スリップ回転数目標値とから、前記クラッチの入力側回転数目標値および出力側回転数目標値をそれぞれ演算するものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項3に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、前記基準クラッチ回転数目標値から前記クラッチの入力側回転数目標値を演算し、前記クラッチの入力側回転数検出値から前記スリップ回転数目標値を差し引いて前記出力側回転数目標値を演算するものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項3に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、前記基準クラッチ回転数目標値から前記クラッチの出力側回転数目標値を演算し、前記クラッチの出力側回転数検出値と前記スリップ回転数目標値との和値をもって前記入力側回転数目標値とするものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項3に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、前記基準クラッチ回転数目標値から前記クラッチの出力側回転数目標値を演算し、該出力側回転数目標値と前記スリップ回転数目標値との和値をもって前記入力側回転数目標値とするものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項4〜6のいずれか1項に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記スリップ回転数目標値演算手段は、前記クラッチがスリップ状態に移行した締結開始時におけるスリップ回転数検出値にスリップ回転数目標値を初期化し、該スリップ回転数目標値に所定の伝達特性を施すものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項7に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記スリップ回転数目標値演算手段が前記スリップ回転数目標値に施す前記所定の伝達特性は、前記クラッチのスリップ回転数および伝達トルク容量が大きいほど速くなる伝達特性であることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、クラッチ回転数の基準となる前記クラッチの側を入力側と定め、該クラッチの入力側における回転数の目標値を基準クラッチ回転数目標値として演算し、前記スリップ回転数目標値を実現するために制御する前記クラッチの側を出力側と定め、該クラッチの出力側における回転数の目標値を非基準クラッチ回転数目標値として演算するものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、クラッチ回転数の基準となる前記クラッチの側を出力側と定め、該クラッチの出力側における回転数の目標値を基準クラッチ回転数目標値として演算し、前記スリップ回転数目標値を実現するために制御する前記クラッチの側を入力側と定め、該クラッチの入力側における回転数の目標値を非基準クラッチ回転数目標値として演算するものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。 - 請求項9または10に記載のクラッチ締結制御装置において、
前記クラッチ入力側および出力側回転数目標値演算手段は、前記基準クラッチ回転数目標値に対し、前記基準となる前記クラッチの側における伝達特性と、前記非基準となる前記クラッチの側における伝達特性の逆系とからなる位相補償器により位相進めを施した値と、前記スリップ回転数目標値と、前記基準となる前記クラッチの側における基準クラッチ回転数検出値、および、前記基準となる前記クラッチの側における基準クラッチ回転数規範値間の差値とから前記非基準クラッチ回転数目標値を演算するものであることを特徴とするハイブリッド車両のクラッチ締結制御装置。
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