JP5417873B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
これにより、例えば低温下において作動油粘度が高くなっている場合等、エンジン始動時における作動油によって確保できるベルト狭圧トルクに対応して変速機入力トルクを調整することができ、プーリベルトの滑りを抑制し、プーリベルトのプーリへの凝着を防ぎながらエンジン始動を行うことができる。
図1は、実施例1のハイブリッド車両の制御装置が適用されたFFハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図である。以下、図1に基づいて、駆動系および制御系の構成を説明する。
なお、第2クラッチCL2としては、図1に示すように、モータ/ジェネレータMGと無段変速機CVTの間の位置に設定する以外に、無段変速機CVTと左右前動輪FL,FRの間の位置に設定しても良い。
・プライマリ回転数Nminとセカンダリ回転数Nmoutとから、プーリベルトBEの巻付半径比を算出する。
・上記巻付半径比からプライマリプーリ巻付半径を算出し、このプライマリプーリ巻付半径及びモータ回転数Nmから、プライマリ狭圧トルク特性を設定する。なお、このプライマリ狭圧トルク特性は、例えば、図3においてIで示す特性図となる。
・上記巻付半径比からセカンダリプーリ巻付半径を算出し、このセカンダリプーリ巻付半径及びモータ回転数Nmから、セカンダリ狭圧トルク特性を設定する。
・第2クラッチから出力されたトルクとCVT油温との相関を予め計測し、記憶しておき、現在のCVT油温に応じた第2クラッチCL2を介して出力されたトルク特性(以下、第2クラッチせん断トルク特性という)を設定する。
・無段変速機CVTの変速機入力軸inputのフリクショントルクとCVT油温との相関を予め計測し、記憶しておき、現在のCVT油温に応じた無段変速機CVTの変速機入力軸inputのフリクショントルク特性(以下、入力軸フリクショントルク特性という)を設定する。
・第2クラッチせん断トルク特性から入力軸フリクショントルク特性を減算してプライマリプーリ入力トルク(変速機入力トルク)特性を設定する。なお、このプライマリプーリ入力トルク特性は、例えば、図3においIIで示す特性図となる。また、このプライマリプーリ入力トルク特性は、CVT油温が高い場合には図3においてIVで示す特性図となる。
・プーリベルトBEの巻付半径比から演算した無段変速機CVTの実変速比と、上記プライマリプーリ入力トルク特性とを乗算して、セカンダリプーリ入力トルク特性を設定する。
・プライマリ油圧から、プライマリプーリPrPにおける実狭圧トルク(以下、プライマリ実狭圧トルクという)を算出する。
・セカンダリ油圧から、セカンダリプーリSePにおける実狭圧トルク(以下、セカンダリ実狭圧トルクという)を算出する。
・プライマリプーリ入力トルク特性(図3におけるII)と、プライマリ狭圧トルク特性(図3におけるI)との交点Pにおけるモータ/ジェネレータ回転数Nmを演算し、これをプーリベルトBEが滑らないプライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax1として設定する。
・セカンダリプーリ入力トルク特性と、セカンダリ狭圧トルク特性との交点におけるモータ/ジェネレータ回転数Nmを演算し、これをプーリベルトBEが滑らないセカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmSmax1として設定する。
・上記プライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax1と、上記セカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmSmax1とのうち小さい方を選択して、クランキング回転数Aとする。
・プーリベルトBEの潤滑等による放熱パワー又は熱容量に応じて、プーリベルトBEが凝着しないモータ回転数上限値を示すベルト凝着限界パワー特性を設定する。なお、このベルト凝着限界パワー特性は、例えば、図3においてIIIで示す特性図となる。
・プライマリ狭圧トルク特性(図3におけるI)と、上記ベルト凝着限界パワー特性(図3におけるIII)との交点Qにおけるモータ/ジェネレータ回転数Nmを演算し、これをプーリベルトBEの凝着限界まで滑りを許容できるプライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax2として設定する。
・上記プライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax2に、プーリベルトBEの巻付半径比から演算した無段変速機CVTの実変速比を乗算し、これをプーリベルトBEの凝着限界まで滑りを許容できるセカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmPmax2として設定する。
・上記プライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax2と、上記セカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmPmax2のうち小さい方を選択して、クランキング回転数Bとする。
・エンジン始動に必要なモータ/ジェネレータMGの回転数Nm(以下、エンジン始動可能下限回転数NmEngという)を演算し、通常時目標クランキング回転数Cとする。
・クランキングモードを次の手順により設定する。
1)上記エンジン始動可能下限回転数NmEng≦クランキング回転数Aの場合は、クランキングモードAとする。
2)クランキング回転数A<上記エンジン始動可能下限回転数NmEng≦クランキング回転数Bの場合は、クランキングモードBとする。
3)クランキング回転数B<上記エンジン始動可能下限回転数NmEngの場合は、クランニングモードCとする。
・クランキング開始指令を次の手順により出力する。
1)クランキングモードAのときは、モータ/ジェネレータ回転数Nm≧クランキング回転数Aになったらクランキング開始指令を出力する。
2)クランキングモードBのときは、モータ/ジェネレータ回転数Nm≧クランキング回転数Bになったらクランキング開始指令を出力する。
3)クランキングモードCのときは、モータ/ジェネレータ回転数Nm≧通常時目標クランキング回転数Cになったらクランキング開始指令を出力する。
・クランキング開始指令が出力されたら、クランキング時における第1クラッチCL1の締結油圧を演算し、第1クラッチ油圧指令値を出力する。
・クランキング時におけるモータ/ジェネレータ回転数Nmを次の手順により設定する。
1)クランキングモードAのときは、クランキング回転数Aに設定する。
2)クランキングモードBのときは、クランキング回転数Bに設定する。
3)クランキングモードCのときは、通常時目標クランキング回転数Cに設定する。
・プライマリプーリ入力トルク特性と、プライマリ実狭圧トルクとから、プライマリプーリPrPの現在の狭圧トルクで、プーリベルトBEが滑らないプライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax3を設定する。
・セカンダリプーリ入力トルク特性と、セカンダリ実狭圧トルクとから、セカンダリプーリSePの現在の狭圧トルクで、プーリベルトBEが滑らないセカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmSmax3を設定する。
・上記プライマリプーリPrPにおけるモータ回転数上限値NmPmax3と、上記セカンダリプーリSePにおけるモータ回転数上限値NmSmax3とのうち小さい方を選択して、クランキング回転数Dとする。
・モータ/ジェネレータ回転数指令値を次の手順により設定して出力する。
1)クランキングモードAのときは、クランキング回転数A又はクランキング回転数Dのうち小さい方をモータ/ジェネレータ回転数指令値として出力する。これにより、クランキング回転数が、プライマリ実狭圧トルク及びセカンダリ実狭圧トルクにより制限される。
2)クランキングモードBのときは、クランキング回転数Bをモータ/ジェネレータ回転数指令値として出力する。なお、クランキングモードBでは、プライマリ実狭圧トルク及びセカンダリ実狭圧トルクが低くてもベルト凝着が発生しないので、クランキング回転数を制限する必要がない。
3)クランキングモードCのときは、通常時目標クランキング回転数C又はクランキング回転数Dのうち小さい方をモータ/ジェネレータ回転数指令値として出力する。これにより、クランキング回転数が、プライマリ実狭圧トルク及びセカンダリ実狭圧トルクにより制限される。
・モータ/ジェネレータ回転数指令値として出力されたクランキング回転数でモータ/ジェネレータMGが回転制御されたときのプライマリプーリ入力トルクを算出する。
・上記プライマリプーリ入力トルクがプライマリプーリPrPに入力された際に、プーリベルトBEが滑らないようにするために必要なプライマリ狭圧トルクを算出する。
・上記プライマリ狭圧トルクを実現するためのプライマリ油圧(以下、目標プライマリ油圧という)を算出し、プライマリ油圧指令として出力する。
・モータ/ジェネレータ回転数指令値として出力されたクランキング回転数でモータ/ジェネレータMGが回転制御されたときのセカンダリプーリ入力トルクを算出する。
・上記セカンダリプーリ入力トルクがセカンダリプーリSePに入力された際に、プーリベルトBEが滑らないようにするために必要なセカンダリ狭圧トルクを算出する。
・上記セカンダリ狭圧トルクを実現するためのセカンダリ油圧(以下、目標セカンダリ油圧という)を算出し、セカンダリ油圧指令として出力する。
・上記目標プライマリ油圧及び上記目標セカンダリ油圧を得るために必要なサブモータS/Mの必要回転数を算出する。
・クランキングモードCのときは、上記サブモータS/Mの必要回転数をサブモータ回転数指令値として出力する。
・機械式オイルポンプ油圧>電動オイルポンプ油圧となったら、サブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止する。
・クランキングモードA及びクランキングモードBのときは、サブモータS/Mを停止しておき、電動オイルポンプM/O/Pを作動させない。
モータ/ジェネレータMGから無段変速機CVTへのトルク伝達を十分に行うために必要な第2クラッチCL2の締結油圧を演算し、第2クラッチ油圧指令値を出力する。
1)プーリベルト巻付半径比からプライマリプーリ巻付半径を算出する。
2)モータ回転数Nmから機械式オイルポンプO/Pにて発生可能な油圧を演算する。
3)機械式オイルポンプO/Pにて発生可能な油圧から、プライマリ油圧の最大値を算出する。
4)プライマリ最大油圧値とプライマリプーリPrPのシリンダ面積とを乗算し、プライマリ狭圧力を算出する。
5)プライマリ狭圧力とプライマリプーリ巻付半径とを乗算し、プライマリ狭圧トルク特性を設定する。
1)プーリベルト巻付半径比からセカンダリプーリ巻付半径を算出する。
2)モータ回転数Nmから機械式オイルポンプO/Pにて発生可能な油圧を演算する。
3)機械式オイルポンプO/Pにて発生可能な油圧から、セカンダリ油圧の最大値を算出する。
4)セカンダリ最大油圧値とセカンダリプーリSePのシリンダ面積とを乗算し、セカンダリ狭圧力を算出する。
5)セカンダリ狭圧力とセカンダリプーリ巻付半径とを乗算し、セカンダリ狭圧トルク特性を設定する。
1)CVT油温に応じて変化する第2クラッチせん断トルク特性及び入力軸フリクショントルク特性を事前に計測し、オイルコントローラ10に記憶する。
2)現在のCVT油温に応じた第2クラッチせん断トルク特性及び入力軸フリクショントルク特性を設定する。
3)第2クラッチせん断トルク特性から入力軸フリクショントルク特性を減算し、プライマリプーリ入力トルク特性を設定する。
1)プーリベルトBEの放熱パワー又は熱容量に応じてプーリベルトBEが凝着しない凝着限界パワーを算出する。
2)凝着限界パワーをプライマリ狭圧トルクにより除算してベルト凝着限界パワー特性を設定する。
3)プライマリ狭圧トルク特性と、ベルト凝着限界パワー特性との交点におけるモータ/ジェネレータ回転数Nmをモータ回転数上限値NmPmax2とする。
1)クランキングモードAの場合:クランキング回転数A又はクランキング回転数Dのうち小さい方をモータ/ジェネレータ回転数指令値とする。
2)クランキングモードBの場合:クランキング回転数Bをモータ/ジェネレータ回転数指令値とする。
3)クランキングモードCの場合:クランキング回転数C又はクランキング回転数Dのうち小さい方をモータ/ジェネレータ回転数指令値とする。
実施例1のFFハイブリッド車両の制御装置における作用を、「ベルト滑り防止時エンジン始動制御作用」、「ベルト凝着防止時エンジン始動制御作用」、「油圧確保時エンジン始動制御作用」に分けて説明する。
図1に示すFFハイブリッド車両においてエンジン始動するには、まず、図4A〜図4Dに示すフローチャートにおいて(以下同様)、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、プーリベルトBEの狭圧トルク特性を設定する。
図1に示すFFハイブリッド車両において、プーリベルトBEが凝着しない程度にプーリベルトBEの滑りを許容した状態でエンジン始動するには、まず、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、プーリベルトBEの狭圧トルク特性を設定する。
図1に示すFFハイブリッド車両において、プーリベルトBEの滑りを防止できる油圧を確実に確保した状態でエンジン始動するには、モータ/ジェネレータMGのクランキング回転数がエンジン始動可能下限回転数NmEngのとき(ステップS36においてYESのとき)、ステップS37→ステップS38→ステップS39へと進む。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
MG モータ/ジェネレータ(モータ)
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
CVT 無段変速機
PrP プライマリプーリ
SeP セカンダリプーリ
100 狭圧トルク演算部(狭圧トルク演算手段)
200 プーリ入力トルク演算部(入力トルク演算手段)
300 実狭圧トルク演算部(狭圧トルク演算手段)
400 動作点指令部(エンジン始動制御手段)
Claims (8)
- エンジンとその下流側に配置されたモータとを有する駆動源と、
前記エンジンと前記モータとの間の動力伝達を断接する第1クラッチと、
前記駆動源の下流側に配置されると共に、一対のプーリと該一対のプーリ間に掛け渡されたプーリベルトとを有し、作動油圧力により制御される無段変速機と、
前記駆動源と前記無段変速機との間の動力伝達を、前記無段変速機を制御する作動油圧力と同一油圧源からの作動油圧力により断接する湿式の第2クラッチと、
前記第1クラッチを締結し、前記モータによるクランキングでエンジン始動を行うエンジン始動制御手段と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記無段変速機に供給される作動油温度を検出する温度センサと、
前記無段変速機におけるベルト挟圧トルクを演算する挟圧トルク演算手段と、
前記無段変速機に入力する変速機入力トルク特性を、前記温度センサによって検出された前記無段変速機に供給される作動油温度に応じて演算する入力トルク演算手段と、
を備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記ベルト挟圧トルクと前記変速機入力トルク特性とに基づいて前記モータの回転数制御を実行し、モータ回転数がエンジン始動可能回転数に達したら、前記モータによるクランキングでエンジン始動を行う
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記入力トルク演算手段は、作動油温度及び前記モータの回転数に基づいて前記変速機入力トルクを演算することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記入力トルク演算手段は、前記第2クラッチを介して出力されたトルクから前記無段変速機の入力軸フリクショントルクを減算することにより、前記変速機入力トルクを演算することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記狭圧トルク演算手段は、前記モータの回転数及び前記一対のプーリの回転数に基づいて前記ベルト狭圧トルクを演算し、
前記エンジン始動制御手段は、前記変速機入力トルクよりも前記ベルト狭圧トルクが大きい状態を維持するように前記モータの回転数制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記狭圧トルク演算手段は、前記モータの回転数及び前記一対のプーリの回転数に基づいて前記ベルト狭圧トルクを演算し、
前記エンジン始動制御手段は、前記変速機入力トルクよりも前記ベルト狭圧トルクが小さい状態であって、前記プーリベルトが凝着限界になるときのモータの回転数を維持するように前記モータの回転数制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータによって作動されて油圧供給を行う機械式オイルポンプと、サブモータによって作動されて油圧供給を行う電動オイルポンプと、を備え、
前記狭圧トルク演算手段は、前記モータの回転数及び前記一対のプーリの回転数に基づいて前記ベルト狭圧トルクを演算し、
前記エンジン始動制御手段は、前記サブモータによって前記電動オイルポンプを駆動して前記ベルト狭圧トルクを上げると共に、前記プーリ入力トルクよりも前記狭圧トルクが大きい状態を維持するように前記モータの回転数制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項6に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記機械式オイルポンプの吐出油圧が前記電動オイルポンプの吐出油圧よりも大きくなったら、前記サブモータの駆動を停止して前記電動オイルポンプを停止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記狭圧トルク演算手段は、前記一対のプーリへの供給油圧に基づいて前記ベルト狭圧トルクを演算し、
前記エンジン始動制御手段は、前記変速機入力トルクよりも前記ベルト狭圧トルクが大きい状態を維持するように前記モータの回転数制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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