JP5935312B2 - Clutch control device for hybrid vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両用駆動装置のクラッチ制御装置に関し、より詳細には、大きなショックの生じないクラッチ係合動作を実現できるクラッチ制御装置に関する。 The present invention relates to a clutch control device for a hybrid vehicle drive device including an engine and a motor as drive sources, and more particularly to a clutch control device capable of realizing a clutch engagement operation that does not generate a large shock.
駆動源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両で、各種方式の駆動装置が提案されている。例えば、特許文献1に開示されたハイブリッド車両用駆動制御装置では、エンジン、モータ、および変速機がこの順に連結され、エンジンとモータとの間にクラッチが配設されている。クラッチとしては、係合開始から完全係合状態となるまでの間の半係合状態で滑らせながら駆動力の伝達を行うことが可能なものが好適とされている(特許文献1の段落0021参照)。そして、クラッチの両側のモータ回転数とエンジン回転数との絶対差(差回転)が車両の振動として問題とならないしきい値よりも大きい場合にクラッチを接続せず(係合せず)、絶対差がしきい値未満となってからクラッチを接続する(係合する)ように制御する、とされている(特許文献1の段落0041〜0042参照)。
Various types of drive devices have been proposed for hybrid vehicles including an engine and a motor as drive sources. For example, in the hybrid vehicle drive control device disclosed in
周知のように、クラッチ自体は、駆動源としてエンジンのみを備えたエンジン車のパワートレーンにも用いられている。そしてエンジン車のクラッチ係合制御では、駆動側と従動側との間に差回転が有る状態で半係合状態とし、摩擦摺動により差回転を漸減して同期回転を達成する制御が行われている。ところが、ハイブリッド車両のクラッチでこの制御を行うと、両側に駆動源(エンジン及びモータ)があって少なくとも一方の回転数を強制的に変化させることになるため、大きなショックが発生しがちであった。これを回避するため、特許文献1に例示されるように、クラッチの係合動作を開始する以前に両側の駆動源の少なくとも一方の回転数を制御して差回転をしきい値以下とする(換言すれば概ね同期回転させる)回転数合わせの制御がハイブリッド車両では一般的になっている。
As is well known, the clutch itself is also used in a power train of an engine vehicle having only an engine as a drive source. In the clutch engagement control of the engine vehicle, control is performed in which a half-engagement state is established when there is a differential rotation between the driving side and the driven side, and synchronous rotation is achieved by gradually reducing the differential rotation by friction sliding. ing. However, when this control is performed with a clutch of a hybrid vehicle, there is a drive source (engine and motor) on both sides, and at least one of the rotational speeds is forcibly changed, so a big shock tends to occur. . In order to avoid this, as exemplified in
ところで、特許文献1に例示されるように、ハイブリッド車両ではモータ回転数とエンジン回転数との絶対差(差回転)をしきい値未満にすることをクラッチ係合開始の条件としているが、それでもなお、エンジンの状態によっては問題となるレベルの大きなショックが発生し得る。
By the way, as exemplified in
具体的な例として、エンジンの状態がフューエルカット中にクラッチ係合指令が発生した場合に、大きなショックの発生する場合がある。この場合、差回転がしきい値未満であると直ちにクラッチの係合動作が開始されるが、一般的にクラッチ係合指令が発生してからクラッチの駆動側部材と従動側部材との摩擦摺動が開始されるまでにある程度の係合時間が必要になる。これに対し、エンジンではフューエルカットによりエンジン回転数がモータ回転数に対して急速に減少しており、吹上げ指令を発しても実際にエンジン回転数を増加に転じて持ち上げるためには反応時間が必要となり、摩擦摺動の開始に間に合わないことがある。この結果、クラッチで摩擦摺動が開始されるときの差回転が大きくなって、大きなショックが発生する。 As a specific example, a large shock may occur when a clutch engagement command is generated while the engine is in a fuel cut. In this case, when the differential rotation is less than the threshold value, the clutch engagement operation is started immediately. However, generally, after the clutch engagement command is generated, the frictional sliding between the clutch driving side member and the driven side member is started. A certain amount of engagement time is required before the movement starts. On the other hand, in the engine, the engine speed rapidly decreases with respect to the motor speed due to fuel cut, and even if a blow-up command is issued, the reaction time is not enough to actually increase the engine speed and raise it. It is necessary and may not be in time for the start of frictional sliding. As a result, the differential rotation when frictional sliding is started by the clutch becomes large, and a large shock is generated.
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、駆動源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両用駆動装置において、エンジンの状態に関わらず大きなショックの発生しないクラッチ係合動作を実現できるクラッチ制御装置を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the background art, and in a hybrid vehicle drive device including an engine and a motor as drive sources, a clutch engagement operation that does not generate a large shock regardless of the state of the engine. It is an object to be solved to provide a clutch control device that can be realized.
上記課題を解決する請求項1に係るハイブリッド車両用駆動装置のクラッチ制御装置の発明は、ロータおよびステータを有して車両を駆動するモータと、前記ロータとエンジンの出力軸とを接断の切り替え可能に回転連結するクラッチと、前記ロータに回転連結されてアクチュエータにより複数の変速段を選択的に切り替える有段自動変速機と、を備えるハイブリッド車両用駆動装置において、前記クラッチの接状態と断状態の切り替え動作を制御するクラッチ制御装置であって、前記クラッチを前記断状態から前記接状態へ係合動作させるクラッチ係合動作を要求するクラッチ係合指令が発生し、かつ前記ロータの回転数であるモータ回転数から前記エンジンの出力軸の回転数であるエンジン回転数を減算した差回転数の絶対値が所定値以下になったときにおける前記エンジンの状態が、アイドル中または吹上げ中の場合には前記クラッチ係合動作を開始し、前記クラッチを前記断状態から前記接状態へ係合動作させるクラッチ係合動作を要求するクラッチ係合指令が発生し、かつ前記ロータの回転数であるモータ回転数から前記エンジンの出力軸の回転数であるエンジン回転数を減算した差回転数の絶対値が所定値以下になったときにおける前記エンジンの状態が、フューエルカット中、またはフューエルカット後にエンジン回転数を持ち上げるまでの反応時間中の場合には、前記反応時間が経過した以降で前記差回転数の絶対値が前記所定値以下になったときに前記クラッチ係合動作を開始する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a clutch control device for a hybrid vehicle driving apparatus, comprising: a motor having a rotor and a stator for driving the vehicle; and switching between connecting and disconnecting the rotor and an output shaft of the engine. In a hybrid vehicle drive device, comprising: a clutch that can be rotationally coupled; and a stepped automatic transmission that is rotationally coupled to the rotor and selectively switches a plurality of shift speeds by an actuator. A clutch control device for controlling a switching operation of the clutch, wherein a clutch engagement command for requesting a clutch engagement operation for engaging the clutch from the disengaged state to the contacted state is generated, and at a rotational speed of the rotor predetermined value than the absolute value of a differential rotational speed to the engine speed obtained by subtracting a from the motor rotation in the rotational speed of the output shaft of said engine Definitive when the state of the engine, when in idle or upflow of starts the clutch engagement operation, clutch engagement operation for engaging operation of the clutch from the disengaged state to the contact state The absolute value of the differential rotational speed obtained by subtracting the engine rotational speed that is the rotational speed of the output shaft of the engine from the motor rotational speed that is the rotational speed of the rotor is less than or equal to a predetermined value. state of the engine definitive when it becomes found during a fuel cut, or in the case of the reaction time after the fuel cut until lifting the engine speed, the absolute value of the differential speed in later the reaction time of said The clutch engagement operation is started when the value becomes a predetermined value or less.
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記クラッチ係合指令は、アクセルペダルがオン操作されたときまたは前記アイドル中に前記差回転数の絶対値が前記所定値以下になったときに発生する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the clutch engagement command is generated when the accelerator pedal is turned on or when the absolute value of the differential rotation speed becomes equal to or less than the predetermined value during the idling. Occur.
請求項3に係る発明は、請求項1または2において、前記エンジンを制御するエンジン制御装置から前記フューエルカット中である旨の情報を取得する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, information indicating that the fuel cut is in progress is obtained from an engine control device that controls the engine.
請求項4に係る発明は、請求項1または2において、前記クラッチ係合指令が発生しかつ前記差回転数の絶対値が前記所定値以下になったときに、前記差回転数が正値である条件と前記エンジン回転数が減少しつつある条件とを満たす場合に前記フューエルカット中または前記反応時間中であると判定する。
The invention according to
請求項1に係るハイブリッド車両用駆動装置の発明では、ハイブリッド車両用駆動装置において、クラッチ係合指令が発生しかつモータ回転数からエンジン回転数を減算した差回転数の絶対値が所定値以下になったときに、エンジンの状態がアイドル中または吹上げ中の場合にはクラッチ係合動作を開始し、エンジンの状態がフューエルカット中または反応時間中の場合には反応時間が経過した以降で差回転数の絶対値が所定値以下になったときにクラッチ係合動作を開始する。一般的に、クラッチ係合指令が発生してからクラッチの駆動側部材と従動側部材との摩擦摺動が開始されるまでにある程度の係合時間が必要になる。ここで、エンジンの状態がアイドル中または吹上げ中の場合には、係合指令に前後してエンジン回転数をモータ回転数まで増加させる吹上げ指令を発すれば、フューエルの供給量を増やすことでエンジン回転数は短時間で迅速に増加する。したがって、クラッチ係合指令の発生後に直ちにクラッチ係合動作を開始すれば、係合時間が経過して摩擦摺動が開始するときの差回転数の絶対値は所定値よりも小さくなり、大きなショックは発生しない。 In the hybrid vehicle drive device according to the first aspect, in the hybrid vehicle drive device, the absolute value of the differential rotational speed obtained by generating the clutch engagement command and subtracting the engine rotational speed from the motor rotational speed is equal to or less than a predetermined value. When the engine is idle or blowing up, the clutch engagement operation is started.If the engine is in fuel cut or reaction time, the difference is made after the reaction time has elapsed. The clutch engagement operation is started when the absolute value of the rotational speed becomes a predetermined value or less. In general, a certain amount of engagement time is required after the clutch engagement command is generated until the frictional sliding between the driving side member and the driven side member of the clutch is started. Here, when the engine is idle or blowing up, the supply amount of fuel can be increased by issuing a blowing command to increase the engine speed to the motor speed before or after the engagement command. The engine speed increases quickly in a short time. Therefore, if the clutch engagement operation is started immediately after the clutch engagement command is generated, the absolute value of the differential rotation speed when the friction time starts after the engagement time has elapsed becomes smaller than a predetermined value, and a large shock Does not occur.
また、エンジンの状態がフューエルカット中または反応時間中の場合には、エンジンの出力軸はフライホイールなどの慣性によって逆駆動されており、エンジン回転数は急速に減少しつつある。そして、エンジン回転数をモータ回転数まで増加させる吹上げ指令を発しても、フューエルの供給を再開してエンジン回転数を増加に転じて持ち上げるまでの反応時間の間は差回転数が増加する。このため、クラッチ係合指令の発生後に直ちにクラッチ係合動作を開始すると、係合時間が経過して摩擦摺動が開始するときの差回転数が所定値よりも大きくなるおそれがある。本発明では、このおそれを回避するために、反応時間が経過して吹上げ中に移行するまでクラッチ係合動作を行わず、その後に差回転数の絶対値が所定値以下になったときにクラッチ係合動作を開始する。これにより、クラッチの摩擦摺動が開始するときの差回転は所定値よりも小さくなり、大きなショックは発生しない。 When the engine is in a fuel cut or reaction time, the engine output shaft is reversely driven by the inertia of a flywheel or the like, and the engine speed is rapidly decreasing. Even if a blow-up command for increasing the engine speed to the motor speed is issued, the differential speed increases during the reaction time until the fuel supply is resumed and the engine speed is increased and increased. For this reason, if the clutch engagement operation is started immediately after the generation of the clutch engagement command, the differential rotation speed when the friction sliding starts after the engagement time elapses may become larger than a predetermined value. In the present invention, in order to avoid this possibility, the clutch engagement operation is not performed until the reaction time elapses and the engine is shifted to the blow-up state, and then the absolute value of the differential rotation speed becomes a predetermined value or less. The clutch engagement operation is started. Thereby, the differential rotation when the frictional sliding of the clutch starts becomes smaller than a predetermined value, and a large shock does not occur.
結局、請求項1に係る発明によれば、クラッチ係合指令が発生したときのエンジンの状態に応じてクラッチ係合動作の開始タイミングを制御するので、クラッチの摩擦摺動が開始されるときの差回転数の絶対値を常に所定値よりも小さくでき、大きなショックの発生しないクラッチ係合動作を実現できる。 Eventually, according to the first aspect of the present invention, the start timing of the clutch engagement operation is controlled according to the state of the engine when the clutch engagement command is generated. The absolute value of the differential rotation speed can always be smaller than a predetermined value, and a clutch engagement operation that does not generate a large shock can be realized.
請求項2に係る発明では、クラッチ係合指令は、アクセルペダルがオン操作されたときまたはアイドル中に差回転数の絶対値が所定値以下になったときに発生する。アクセルペダルのオン操作は、ドライバの加速要求を意味し、エンジンの状態がアイドル中、吹上げ中、およびフューエルカット中のいずれでも発生し得る。そして、通常は、加速要求に対応してエンジン回転数を増加させる吹上げ指令およびクラッチ係合指令が発生する。ここで、エンジンの状態がアイドル中の場合(場合1)および吹上げ中の場合(場合2)は、差回転数の変化に着目して所定値以下になったときにクラッチ係合動作を開始する。また、エンジンの状態がフューエルカット中の場合(場合3)および吹上げ指令によって反応時間中に移行した場合(場合4)には、反応時間が経過して吹上げ中に移行した後に差回転数の変化に着目して所定値以下になったときにクラッチ係合動作を開始する。
In the invention according to
さらに、アイドル中にエンジン回転数はアイドル回転数で略一定となり、このときにモータ回転数が減少して差回転数が所定値以下になると、アクセルペダルのオン操作が無くともクラッチ係合指令が発生する。この場合(場合5)は、直ちにクラッチ係合動作を開始する。以上の5つのすべての場合で、クラッチの摩擦摺動が開始されるときの差回転数の絶対値を常に所定値よりも小さくできるので、大きなショックの発生しないクラッチ係合動作を実現できる。 Further, during idling, the engine speed becomes substantially constant at the idling speed, and at this time, if the motor speed decreases and the differential speed falls below a predetermined value, the clutch engagement command is issued even if the accelerator pedal is not turned on. Occur. In this case (case 5), the clutch engagement operation is started immediately. In all of the above five cases, the absolute value of the differential rotational speed when the frictional sliding of the clutch is started can always be made smaller than the predetermined value, so that a clutch engagement operation in which a large shock does not occur can be realized.
請求項3に係る発明では、エンジンを制御するエンジン制御装置からフューエルカット中である旨の情報を取得する。これにより、フューエルカット中または反応時間中であることを正確に認識でき、クラッチ係合動作の開始タイミングを正しく制御できる。 In the invention which concerns on Claim 3, the information to the effect that it is in fuel cut is acquired from the engine control apparatus which controls an engine. Thereby, it is possible to accurately recognize that the fuel cut or the reaction time is in progress, and the start timing of the clutch engagement operation can be correctly controlled.
請求項4に係る発明では、クラッチ係合指令が発生しかつ差回転数の絶対値が所定値以下になったときに、差回転数が正値である条件とエンジン回転数が減少しつつある条件とを満たす場合にフューエルカット中または反応時間中であると判定する。これにより、フューエルカット中である旨の情報を取得できなくとも、フューエルカット中または反応時間中であることを正確に認識でき、クラッチ係合動作の開始タイミングを正しく制御できる。
In the invention according to
本発明の実施形態のハイブリッド車両用駆動装置のクラッチ制御装置について、図1〜図7を参考にして説明する。図1は、実施形態のクラッチ制御装置5を含むハイブリッド車両用駆動装置1の全体構成を模式的に示したブロック図である。図1において、太線は各装置間でトルクを伝達する機械的な回転連結を示し、細線の矢印は制御および検出信号の流れを示している。ハイブリッド車両用駆動装置1は、エンジン2、モータ3、クラッチ4、クラッチ制御装置5、および有段自動変速機6などにより構成されている。
A clutch control device for a hybrid vehicle drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a hybrid
エンジン2には、周知の一般的な方式・構造を有するもの、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジンや、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンなどを使用できる。エンジン2は、出力軸21、スロットルバルブ22、及びエンジン回転センサ23を有し、エンジン制御装置24によって制御される。出力軸21は、ピストンにより回転駆動されるクランク軸と一体的に回転してトルクを出力する。出力軸21には、慣性モーメントを増加させて回転を安定化するために、図略のフライホイールが付設されている。スロットルバルブ22は、エンジン2の内部に空気を取り込む経路の途中に配設されており、その開度Sはエンジン制御装置24により可変に制御される。エンジン回転センサ23は、出力軸21の近傍に配設されており、出力軸21の回転数であるエンジン回転数NEを検出してその検出信号を後述のハイブリッド制御装置7に送出する。
As the
エンジン制御装置24は、ハイブリッド制御装置7から吹上げ指令を受信すると、スロットルバルブ22の開度Sを大きく制御して吸気量を増加させる。これにより、フューエルを含んだ混合気の供給量が増加し、出力軸21のエンジン回転数NEが増加するようになっている。また、エンジン制御装置24は、ハイブリッド制御装置7からフューエルカット指令を受信すると、スロットルバルブ22を閉止してフューエルの供給を停止し、このとき出力軸21の出力トルクは無くなる。通常、フューエルカット指令はアクセルペダル81が戻されて大きな駆動力が不要なときに発生し、クラッチ4は断状態に解放される。したがって、フューエルカット中の出力トルクが無い状態で出力軸21はフライホイールから逆駆動され、エンジン回転数NEは急速に減少する。エンジン回転数NEがアイドル回転数NEiまで減少すると、エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を開いて少量のフューエルの供給を再開し、アイドル回転数NEiを維持するアイドル中に移行する。
When the
また、フューエルカット中にハイブリッド制御装置7から吹上げ指令を受信すると、エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を開いてフューエルの供給を再開し、開度Sを制御する。このとき、減少しつつあるエンジン回転数NEを増加に転じて持ち上げるまでに必要とされる反応時間Teは、通常のエンジン動作中やアイドル中の反応時間と比較して大幅に長くなる。
When a blow-up command is received from the hybrid control device 7 during fuel cut, the
モータ3は、ロータ31およびステータ32を有し、図略のモータ制御装置に制御されて車両を駆動する。モータ3には、例えば、ステータコアのスロットに巻線を巻回形成したステータ32を外周側に配置し、ロータコアに永久磁石を埋め込んだロータ31を軸心に配置した三相同期モータを用いることができる。ロータ31は、クラッチ4の従動側部材42に回転連結されて一体的に回転するようになっている。また、ロータ31の近傍にはモータ回転センサ33が配設されており、ロータ31の回転数であるモータ回転数NMを検出してその検出信号をハイブリッド制御装置7に送出する。なお、モータ3は、回生制動やエンジン2からの駆動による発電機能を併せ持つモータジェネレータであってもよい。
The motor 3 has a
クラッチ4は、モータ3のロータ31とエンジン2の出力軸21とを接断の切り替え可能に回転連結する。クラッチ4には、例えば、エンジン2の出力軸21に回転連結された駆動側部材41と、ロータ31に回転連結された従動側部材42と、駆動側部材41と従動側部材42との間を接状態および断状態に切り替え動作させるクラッチアクチュエータ43とを備えた湿式多板摩擦クラッチを用いることができる。当然ながら、駆動側部材41の回転数はエンジン回転数NEに常に一致し、従動側部材42の回転数はモータ回転数NMに常に一致する。クラッチ4は、駆動側部材41と従動側部材42とに差回転が有っても、両者41、42の摩擦摺動により同期回転を実現する機能を有している。また、クラッチアクチュエータ43には、例えば、動作油を用いた油圧動作機構を用いることができる。クラッチ4の構成については公知の技術を適用でき、例えば、特開2009−202713号や特開2009−6735号に開示されている。
The clutch 4 rotationally connects the
クラッチ制御装置5は、ハイブリッド制御装置7からのクラッチ係合指令およびクラッチ解放指令にしたがい、クラッチアクチュエータ43を制御してクラッチ4の接状態と断状態の切り替え動作を制御する。ハイブリッド制御装置7でクラッチ係合指令が発生したとき、クラッチ制御装置5がこの係合指令を受信しクラッチアクチュエータ43に指令を発するまでに制御のタイムラグが生じる。さらに、クラッチアクチュエータ43が指令を受け取っても、動作油の移動時間や構造上の寸法裕度などの理由により、駆動側部材41と従動側部材42との摩擦摺動が開始されるまでに動作のタイムラグが生じる。本明細書では、制御および動作のタイムラグを加算して係合時間Tcと称する。クラッチ制御装置5の係合制御動作と、これにしたがうクラッチ4の係合動作については後で詳述する。
The
有段自動変速機6は、モータ3のロータ31に回転連結されており、図略の変速機制御装置に制御されて図略の変速機アクチュエータにより複数の変速段を選択的に切り替える。有段自動変速機6には、例えば、プラネタリ変速機構を組み込んだ構造の変速機や、複数の変速歯車組のうちの1組を選択的に噛合結合させる構造の変速機などを用いることができる。有段自動変速機6の入力軸61は、ロータ31に直接、あるいは図略のトルクコンバータを介して回転連結されている。また、有段自動変速機6の出力軸62は、図略の差動装置を介して図略の駆動輪に回転連結されている。
The stepped
ハイブリッド制御装置7は、車両の発進、走行、停止、および加減速を総括的に制御する制御装置である、ハイブリッド制御装置7は、エンジン制御装置24、クラッチ制御装置5、図略のモータ制御装置および変速機制御装置の上位制御装置として機能し、下位の制御装置24、4に対して指令を発信するとともに必要な情報を授受する。また、ハイブリッド制御装置7は、アクセルペダル81の操作量を検出するアクセルセンサ82から、操作量の相対値を意味するアクセル開度Acの情報を取得する。さらに、ハイブリッド制御装置7は、車両の走行制御に必要な各種情報、例えば、車速Vや図略のブレーキペダルの操作量Bなどを取得する。
The hybrid control device 7 is a control device that comprehensively controls start, travel, stop, and acceleration / deceleration of the vehicle. The hybrid control device 7 includes an
また、クラッチ制御装置5は、ハイブリッド制御装置7からクラッチ係合指令およびクラッチ解放指令を受信するとともに、エンジン回転数NEおよびモータ回転数NMの情報を受け取る。そしてモータ回転数NMからエンジン回転数NEを減算した差回転ΔNが正値である条件と、エンジン回転数NEが減少しつつある条件とを満たす場合にフューエルカット中または反応時間中であると判定する。なお、これに限定されず、クラッチ制御装置5は、エンジン制御装置24から直接に、あるいはハイブリッド制御装置7を介して間接に、フューエルカット中である旨の情報を取得するようにしてもよい。
Further, the
次に、クラッチ制御装置5の係合動作制御の基になるハイブリッド車両用駆動装置1の全体的な動作について例示説明する。図2は、ハイブリッド車両用駆動装置1の一動作例を説明するイメージ図である。図2で、縦軸は回転数N、横軸は時間tであり、エンジン回転数NEの時間的変化が破線で示され、モータ回転数NMの時間的変化が実線で示されている。
Next, the overall operation of the hybrid
車両走行中にアクセルペダル81がオフ操作されて車速Vが徐々に低下すると、図2の時刻t1以前に示されるようにモータ回転数NMおよびエンジン回転数NEも徐々に減少する。すると、ハイブリッド制御装置7は、クラッチ制御装置5にクラッチ解放指令を発信し、エンジン制御装置24にフューエルカット指令を発信する。クラッチ制御装置5は、クラッチ4を解放動作させて断状態とし、エンジン2の出力軸21をロータ31から切り離す。一方、エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を閉止してフューエルをカットする。これにより、時刻t1でエンジン2の状態はフューエルカット中に移行する。時刻t1以降では、エンジン回転数NEは、車速Vにしたがって減少するモータ回転数NMよりもさらに急峻に減少する。この結果、モータ回転数NMからエンジン回転数NEを減算した差回転ΔNが増加する。
When the
このことから解るように、エンジン回転数NEがモータ回転数NMよりも小さい条件、換言すれば差回転ΔNが正値である条件と、エンジン回転数NEが減少しつつある条件とが満たされると、フューエルカット中またはフューエルカット後の反応時間中であることを判定できる。 As understood from this, when the condition that the engine speed NE is smaller than the motor speed NM, in other words, the condition that the differential rotation ΔN is a positive value and the condition that the engine speed NE is decreasing are satisfied. It can be determined that the reaction time is during or after the fuel cut.
時刻t2で、エンジン回転数NEがアイドル回転数NEiまで減少すると、ハイブリッド制御装置7はエンジン制御装置24にアイドル指令を発信する。エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を開き少量のフューエルの供給を再開してアイドル中に移行し、時刻t2以降はエンジン回転数NEをアイドル回転数NEiに維持する。
When the engine speed NE decreases to the idle speed NEi at time t2, the hybrid control device 7 transmits an idle command to the
時刻t3で、アイドル中にアクセルペダル81がオン操作されてアクセル開度Acが増加すると、ハイブリッド制御装置7は、エンジン制御装置24に吹上げ指令を発信し、クラッチ制御装置5にクラッチ係合指令Cc(図中に▼で示す)を発信する。エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22の開度Sを大きく制御し、フューエルの供給量を増加させて短時間で吹上げ中に移行し、時刻t3以降はエンジン回転数NEを増加させる。一方、クラッチ制御装置5は、差回転ΔNの変化に着目し、差回転ΔNが所定値N0以下になった時刻にクラッチ係合動作を開始する。所定値N0は、クラッチ4で摩擦摺動が開始されても問題となる大きなショックが発生しないことを条件とし、適宜安全率を見込んで設定する。
At time t3, when the
なお、アクセル開度Acが増加したときの吹上げ指令とクラッチ係合指令Ccの時間的な前後関係は限定されない。吹上げ指令が先行する場合にクラッチ係合指令Ccは吹上げ中に発生し、吹上げ指令が後行する場合にクラッチ係合指令Ccはアイドル中に発生する。 In addition, the temporal relationship between the blow-up command and the clutch engagement command Cc when the accelerator opening degree Ac increases is not limited. When the blow-up command precedes, the clutch engagement command Cc occurs during the blow-up, and when the blow-up command follows, the clutch engagement command Cc occurs during the idle.
時刻t4で、増加しつつあるエンジン回転数NEと減少しつつあるモータ回転数NMとが略一致すると、ハイブリッド制御装置7はエンジン制御装置24およびモータ制御装置に、互いに同期した回転数を維持する旨の指令を発信する。これにより、時刻t4以降では、エンジン回転数NEとモータ回転数NMとが概ね同期して変化する。図2において、時刻t1〜t2の間がフューエルカット中、時刻t2〜t3の間がアイドル中、時刻t3〜t4の間が吹上げ中である。
When the increasing engine rotational speed NE and the decreasing motor rotational speed NM substantially coincide at time t4, the hybrid control device 7 maintains the
次に、クラッチ制御装置5の係合制御動作の処理フローについて説明する。図3は、クラッチ制御装置5の係合制御動作の処理フローを説明するフローチャートである。図3のステップS1で、アクセルペダル81がオン操作されたときなどにハイブリッド制御装置7からのクラッチ係合指令Ccをクラッチ制御装置5が受信する。これにより、クラッチ制御装置5は、クラッチ4の係合制御動作を開始する。次のステップS2で、エンジン制御装置24は、制御目標となる要求エンジン回転数を算出し、これにエンジン回転数NEが一致するように制御する。
Next, the processing flow of the engagement control operation of the
次に、ステップS3で、クラッチ制御装置5は、エンジン回転数NEおよびモータ回転数NMの情報を使用して、エンジン2の状態が吹上げ中またはアイドル中である条件が満たされているか否かを判定する。また、クラッチ制御装置5は、差回転ΔNが所定値N0以下である条件が満たされているか否かを判定する。そして、両方の条件が満たされるまでステップS3を繰返して待機し、両方の条件が満たされとステップS4に進む。ステップS4では、クラッチ4の係合動作を開始し、クラッチ4が接状態に切り替わると処理フローを終了する。
Next, in step S3, the
次に、実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1のクラッチ制御装置5の係合制御動作と、これにしたがうクラッチ4の係合動作について詳述する。図4〜図6は、実施形態のクラッチ制御装置5の係合制御動作を説明するイメージ図であり、図4はアイドル中にクラッチ係合指令Ccが発生してエンジンの吹上げを要しない場合、図5はアイドル中にクラッチ係合指令Ccが発生してエンジンの吹上げを要する場合、図6はフューエルカット中にクラッチ係合指令Ccが発生した場合をそれぞれ示している。図4〜図6は、図2におけるクラッチ4の断状態でクラッチ係合指令Ccが発生した場合を例示し、その表記要領は図2と同一に揃えられており、以降では重複する説明は省略する。
Next, the engagement control operation of the
図4において、時刻t1でフューエルカット中に移行し、時刻t2でアイドル中に移行した後、エンジン回転数NEはアイドル回転数NEiに維持され、モータ回転数NMは減少しつつある。そして、時刻t5で、差回転ΔN(=NM−NEi)が所定値N0以下になると、ハイブリッド制御装置7は、クラッチ制御装置5にクラッチ係合指令Ccを発信する(図中に▼で示す)。ここで、クラッチ係合指令Ccが発生した条件と、差回転ΔNが所定値N0以下である条件とが満たされ、エンジン2の状態がアイドル中であるので、クラッチ制御装置5は直ちにクラッチ係合動作を開始する。
In FIG. 4, after shifting to fuel cut at time t1 and shifting to idle at time t2, the engine rotational speed NE is maintained at the idle rotational speed NEi, and the motor rotational speed NM is decreasing. When the differential rotation ΔN (= NM−NEi) becomes equal to or less than the predetermined value N0 at time t5, the hybrid control device 7 transmits a clutch engagement command Cc to the clutch control device 5 (indicated by ▼ in the figure). . Here, since the condition that the clutch engagement command Cc is generated and the condition that the differential rotation ΔN is equal to or less than the predetermined value N0 are satisfied and the state of the
時刻t5以降もモータ回転数NMは減少し続け、時刻t6でモータ回転数NMがアイドル回転数NEiに略一致する。すると、ハイブリッド制御装置7はエンジン制御装置24およびモータ制御装置に、互いに同期した回転数を維持する旨の指令を発信する。これにより、時刻t6以降では、エンジン回転数NEとモータ回転数NMとがアイドル回転数NEiで概ね同期する。そして、時刻t5からクラッチ4の係合時間Tcを経過した後の時刻t7でクラッチ4の摩擦摺動が開始され(図中に▼で示す)、接状態とされる。摩擦摺動の開始時にエンジン回転数NEとモータ回転数NMとは既に概ね同期しているため、大きなショックは発生しない。
The motor rotation speed NM continues to decrease after time t5, and the motor rotation speed NM substantially matches the idle rotation speed NEi at time t6. Then, the hybrid control device 7 sends a command to the
次に、図5において、時刻t1でフューエルカット中に移行し、時刻t2でアイドル中に移行した後、エンジン回転数NEはアイドル回転数NEiに維持され、モータ回転数NMは減少しつつある。そして、時刻t8で、アイドル中にアクセルペダル81がオン操作されてアクセル開度Acが増加すると、ハイブリッド制御装置7は、エンジン制御装置24に吹上げ指令を発信し、クラッチ制御装置5にクラッチ係合指令Ccを発信する。エンジン制御装置24は、直ちにスロットルバルブ22の開度Sを大きく制御し、フューエルの供給量を増加させて短時間で吹上げ中に移行し、時刻t8以降はエンジン回転数NEを増加させる。一方、クラッチ制御装置5では、クラッチ係合指令Ccが発生した条件は満たされるが、差回転ΔNが所定値N0以下である条件が満たされていない。したがって、クラッチ制御装置5は、クラッチ係合動作を開始せず、差回転ΔNの変化に着目する。
Next, in FIG. 5, after shifting to fuel cut at time t1 and shifting to idle at time t2, the engine rotational speed NE is maintained at the idle rotational speed NEi, and the motor rotational speed NM is decreasing. Then, at time t8, when the
そして、時刻t8以降エンジン回転数NEが増加し、時刻t9で差回転ΔNが所定値N0以下になると、クラッチ制御装置5はクラッチ係合動作を開始する。その後の時刻t10で、減少しつつあるモータ回転数NMと増加するエンジン回転数NEとが概ね同期すると、ハイブリッド制御装置7はエンジン制御装置24およびモータ制御装置に、互いに同期した回転数を維持する旨の指令を発信する。そして、時刻t9からクラッチ4の係合時間Tcを経過した後の時刻t11で、クラッチ4の摩擦摺動が開始され、接状態とされる。摩擦摺動の開始時にエンジン回転数NEとモータ回転数NMとは既に概ね同期しているため、大きなショックは発生しない。
Then, after the time t8, the engine speed NE increases, and when the differential rotation ΔN becomes equal to or less than the predetermined value N0 at the time t9, the
また、図6においては、時刻t1でフューエルカット中に移行し、その後にモータ回転数NMが減少しつつありさらにエンジン回転数NEが急峻に減少しつつある時刻t12で、フューエルカット中にアクセルペダル81がオン操作されてアクセル開度Acが増加している。すると、ハイブリッド制御装置7は、エンジン制御装置24に吹上げ指令を発信し、クラッチ制御装置5にクラッチ係合指令Ccを発信する。エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を開くように制御してフューエルの供給を再開するが、前述したように、急峻に減少しつつあるエンジン回転数NEが増加に転じて持ち上げられるまでには反応時間Teが必要になり、エンジン2の状態は反応時間中に移行する。
Further, in FIG. 6, at time t1, the engine is shifted to fuel cut, and thereafter, at time t12 when the motor rotational speed NM is decreasing and further the engine rotational speed NE is decreasing sharply, the accelerator pedal is being operated during fuel cutting. 81 is turned on and the accelerator opening degree Ac is increased. Then, the hybrid control device 7 transmits a blow-up command to the
なお、このときの吹上げ指令とクラッチ係合指令Ccの時間的な前後関係は限定されない。吹上げ指令が先行する場合にクラッチ係合指令Ccは反応時間中に発生し、吹上げ指令が後行する場合にクラッチ係合指令Ccはフューエルカット中に発生する。 The temporal relationship between the blow-up command and the clutch engagement command Cc at this time is not limited. When the blow-up command precedes, the clutch engagement command Cc is generated during the reaction time, and when the blow-up command is followed, the clutch engagement command Cc is generated during the fuel cut.
一方、クラッチ制御装置5では、時刻t12でクラッチ係合指令Ccが発生した条件は満たされるが、差回転ΔNが所定値N0以下であるか否かに関わらず、フューエルカット中または反応時間中であることからクラッチ係合動作は開始せず、反応時間Teが経過するまで待機する。反応時間Teは、予め一覧表形式のマップなどで設定しておいてもよく、あるいは、エンジン回転数NEの変化に着目して増加に転じたタイミングを反応時間Teの終了と判定するようにしてもよい。
On the other hand, in the
クラッチ制御装置5は、反応時間Teが経過してエンジン回転数NEが増加に転じた時刻t13以降に差回転ΔNの変化に着目し、時刻t14で差回転ΔNが所定値N0以下になると、クラッチ係合動作を開始する。その後、時刻t15で、減少しつつあるモータ回転数NMと増加するエンジン回転数NEとが概ね同期すると、ハイブリッド制御装置7はエンジン制御装置24およびモータ制御装置に互いに同期した回転数を維持する旨の指令を発信する。そして、時刻t14からクラッチ4の係合時間Tcを経過した後の時刻t16で、クラッチ4の摩擦摺動が開始され、接状態とされる。摩擦摺動の開始時にエンジン回転数NEとモータ回転数NMとは既に概ね同期しているため、大きなショックは発生しない。
The
次に、実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1のクラッチ制御装置5の効果について、従来技術と比較して説明する。図7は、従来技術のクラッチ制御装置の係合制御動作を説明するイメージ図であり、図6と同じ動作状況および同じタイミングでフューエルカット中にクラッチ係合指令Ccが発生した場合を示している。
Next, the effect of the
図7において、時刻t1でフューエルカット中に移行し、その後にモータ回転数NMが減少しつつありさらにエンジン回転数NEが急峻に減少しつつある時刻t12で、フューエルカット中にアクセルペダル81がオン操作されてアクセル開度Acが増加している。すると、ハイブリッド制御装置7は、エンジン制御装置24に吹上げ指令を発信し、クラッチ制御装置にクラッチ係合指令Ccを発信する。エンジン制御装置24は、スロットルバルブ22を開くように制御してフューエルの供給を再開するが、前述したように、急峻に減少しつつあるエンジン回転数NEが増加に転じて持ち上げられるまでには、反応時間Teが必要になり、エンジン2の状態は反応時間中に移行する。
In FIG. 7, at time t1, the engine shifts to fuel cut, and thereafter, at time t12 when the motor speed NM is decreasing and the engine speed NE is decreasing sharply, the
図7の従来技術では、クラッチ制御装置は、クラッチ係合指令Ccが発生したときに、エンジン2の状態に無関係に差回転ΔNが所定値N0以下であれば、時刻12で直ちにクラッチ係合動作を開始する。すると、時刻12からクラッチ4の係合時間Tcを経過した後の時刻t17で、クラッチ4の摩擦摺動が開始され、接状態とされる。
In the prior art of FIG. 7, when the clutch engagement command Cc is generated, the clutch control device immediately performs the clutch engagement operation at
一方、エンジン2では、時刻12でフューエルカットによりエンジン回転数NEがモータ回転数NMに対して急速に減少しており、吹上げ指令を受信した後に反応時間Teを経過する時刻t13までエンジン回転数NEが減少する。その後、エンジン回転数NEは増加に転じるが、摩擦摺動が開始される時刻t17に間に合うか否かは不明であり、差回転ΔNが大きくなって、ショックの発生するおそれが解消されない。図7の例では、摩擦摺動が開始される時刻t17において、差回転ΔNxは所定値N0よりも大きくなっており、大きなショックが発生する。
On the other hand, in the
また、図4および図5に例示されるように、エンジン2の状態がアイドル中または吹上げ中にクラッチ係合指令Ccが発生した場合には、従来技術と実施形態とでクラッチ制御装置5のクラッチ係合制御の方法は一致する。
Further, as exemplified in FIGS. 4 and 5, when the clutch engagement command Cc is generated while the
以上説明したように、本実施形態では、クラッチ係合指令Ccが発生したときにエンジン2の状態がアイドル中または吹上げ中の場合には従来技術と同じクラッチ係合制御を行う。また、クラッチ係合指令Ccが発生したときのエンジンの状態がフューエルカット中または反応時間中の場合に、従来技術では差回転ΔNが所定値N0よりも小さい条件でクラッチ係合動作を開始するのに対し、実施形態では反応時間Teが経過するまで待機し、吹上げ中に移行した以降で差回転ΔNが所定値N0よりも小さくなったときにクラッチ係合動作を開始する。これにより、本実施形態ではクラッチ4の摺動摩擦が開始されるときに差回転ΔNが所定値N0よりも大きくなるおそれを解消でき、大きなショックの発生しないクラッチ係合動作を実現できる。
As described above, in the present embodiment, when the state of the
また、クラッチ制御装置5は、クラッチ係合指令Ccが発生しかつ差回転ΔNが所定値N0以下になったときに、差回転ΔNが正値である条件とエンジン回転数NEが減少しつつある条件とを満たす場合にフューエルカット中または反応時間中であると判定している。これにより、フューエルカット中である旨の情報を取得できなくとも、フューエルカット中または反応時間中であることを正確に認識でき、クラッチ係合動作の開始タイミングを正しく制御できる。
Further, when the clutch engagement command Cc is generated and the differential rotation ΔN becomes equal to or less than the predetermined value N0, the
なお、本実施形態で説明したクラッチ制御装置5とハイブリッド制御装置7との機能分担は一例であって、クラッチ制御装置5のハードウェアおよびソフトウェアには様々な応用、変形が可能である。
The function sharing between the
1:ハイブリッド車両用駆動装置
2:エンジン
21:出力軸 22:スロットルバルブ
23:エンジン回転センサ 24:エンジン制御装置
3:モータ
31:ロータ 32:ステータ 33:モータ回転センサ
4:クラッチ
41:駆動側部材 42:従動側部材 43:クラッチアクチュエータ
5:クラッチ制御装置
6:有段自動変速機 61:入力軸 62:出力軸
7:ハイブリッド制御装置
81:アクセルペダル 82:アクセルセンサ
Cc:クラッチ係合指令
NE:エンジン回転数 NEi:アイドル回転数 NM:モータ回転数
ΔN:差回転 N0:所定値
Tc:クラッチの係合時間 Te:エンジンの反応時間
1: Hybrid vehicle drive device 2: Engine
21: Output shaft 22: Throttle valve
23: Engine rotation sensor 24: Engine control device 3: Motor
31: Rotor 32: Stator 33: Motor rotation sensor 4: Clutch
41: Drive side member 42: Driven side member 43: Clutch actuator 5: Clutch control device 6: Stepped automatic transmission 61: Input shaft 62: Output shaft 7: Hybrid control device 81: Accelerator pedal 82: Accelerator sensor Cc: Clutch Engagement command NE: Engine speed NEi: Idle speed NM: Motor speed ΔN: Differential speed N0: Predetermined value Tc: Clutch engagement time Te: Engine reaction time
Claims (4)
前記クラッチを前記断状態から前記接状態へ係合動作させるクラッチ係合動作を要求するクラッチ係合指令が発生し、かつ前記ロータの回転数であるモータ回転数から前記エンジンの出力軸の回転数であるエンジン回転数を減算した差回転数の絶対値が所定値以下になったときにおける前記エンジンの状態が、アイドル中または吹上げ中の場合には前記クラッチ係合動作を開始し、
前記クラッチを前記断状態から前記接状態へ係合動作させるクラッチ係合動作を要求するクラッチ係合指令が発生し、かつ前記ロータの回転数であるモータ回転数から前記エンジンの出力軸の回転数であるエンジン回転数を減算した差回転数の絶対値が所定値以下になったときにおける前記エンジンの状態が、フューエルカット中、またはフューエルカット後にエンジン回転数を持ち上げるまでの反応時間中の場合には、前記反応時間が経過した以降で前記差回転数の絶対値が前記所定値以下になったときに前記クラッチ係合動作を開始するハイブリッド車両用駆動装置のクラッチ制御装置。 A motor that has a rotor and a stator to drive the vehicle, a clutch that rotatably connects the rotor and the output shaft of the engine, and a plurality of shift speeds selected by an actuator that is rotationally connected to the rotor In a hybrid vehicle drive device comprising a stepped automatic transmission that automatically switches, a clutch control device that controls a switching operation between the engaged state and the disengaged state of the clutch,
A clutch engagement command for requesting a clutch engagement operation for engaging the clutch from the disengaged state to the engaged state is generated, and the rotational speed of the output shaft of the engine is determined from the motor rotational speed that is the rotational speed of the rotor. the absolute value of the differential rotational speed obtained by subtracting the engine speed condition of the engine definitive when it becomes less than a predetermined value, when or during upflow idle starts the clutch engagement operation is,
A clutch engagement command for requesting a clutch engagement operation for engaging the clutch from the disengaged state to the engaged state is generated, and the rotational speed of the output shaft of the engine is determined from the motor rotational speed that is the rotational speed of the rotor. When the absolute value of the differential rotational speed obtained by subtracting the engine rotational speed is less than or equal to a predetermined value, the state of the engine is during the fuel cut or the reaction time until the engine rotational speed is increased after the fuel cut. Is a clutch control device for a hybrid vehicle drive device that starts the clutch engagement operation when the absolute value of the differential rotation speed becomes equal to or less than the predetermined value after the reaction time has elapsed.
前記クラッチ係合指令は、アクセルペダルがオン操作されたときまたは前記アイドル中に前記差回転数の絶対値が前記所定値以下になったときに発生するハイブリッド車両用駆動装置のクラッチ制御装置。 In claim 1,
The clutch engagement command is a clutch control device for a hybrid vehicle drive device, which is generated when an accelerator pedal is turned on or when the absolute value of the differential rotation speed becomes equal to or less than the predetermined value during idling.
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