JP6269894B2 - 電動車両の制振制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、モータを駆動源とする電動車両の制振制御装置であって、駆動源から駆動輪までの駆動系の振動を抑制する制振制御装置に関する。
従来、電動車両の制振制御装置においては、実際の外乱による振動を抑制するフィードバック制御と、事前に想定した外乱による振動を抑制するフィードフォワード制御とを組み合わせたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来技術によれば、外乱を重畳するモータの回転数の変動分をモータトルクにフィードバック補正し、振動抑制している。
この従来技術によれば、外乱を重畳するモータの回転数の変動分をモータトルクにフィードバック補正し、振動抑制している。
ところで、モータに接続される出力軸と駆動輪に接続される駆動軸を備え、両者をベルトなどで連結する変速機を備えた電動車両は、連続的に変速比が変化する構成となっているため、変速比の変化に伴う振動が発生することがあった。
しかしながら、従来の技術では、変速に伴う振動を抑制する制振トルクが働くものの、変速比の変化を正確に検出する手段を備えていなかった。
そのため、従来の技術においては、変速比の変化を誤検知することがあって、制振制御が正確に動作しないおそれがあった。
しかしながら、従来の技術では、変速に伴う振動を抑制する制振トルクが働くものの、変速比の変化を正確に検出する手段を備えていなかった。
そのため、従来の技術においては、変速比の変化を誤検知することがあって、制振制御が正確に動作しないおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、正確な変速比の変化の有無の判定に応じた制振制御が可能な電動車両の制振制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、モータを駆動源とする電動車両の制振制御装置であって、
モータの回転数の外乱に伴う振動を抑制する補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引いてモータの出力トルクを制御する変速振動抑制手段を備えている。また、本発明における制振制御装置は、変速振動抑制手段が、変速比の二階微分の絶対値が所定値以上の場合に制御を行うことを特徴とする電動車両の制振制御装置とした。
モータの回転数の外乱に伴う振動を抑制する補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引いてモータの出力トルクを制御する変速振動抑制手段を備えている。また、本発明における制振制御装置は、変速振動抑制手段が、変速比の二階微分の絶対値が所定値以上の場合に制御を行うことを特徴とする電動車両の制振制御装置とした。
本発明の電動車両の制振制御装置では、変速比の二階微分に基づいて正確に変速を検出して、変速の誤検知を防止できる。したがって、本発明は、変速の誤検知を防止して、変速に対する制振制御を正確に動作させることが可能となる。
以下、本発明の電動車両の制振制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の電動車両の制振制御装置の構成を説明する。
実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、左右前輪を駆動輪とし、変速機としてベルト式無段変速機を搭載したFFハイブリッド車両(以下、単にハイブリッド車両と称する)に適用したものである。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の電動車両の制振制御装置の構成を説明する。
実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、左右前輪を駆動輪とし、変速機としてベルト式無段変速機を搭載したFFハイブリッド車両(以下、単にハイブリッド車両と称する)に適用したものである。
以下、実施の形態1の電動車両の制振制御装置の構成を、「ハイブリッド車両の全体システム構成」、「ハイブリッド車両の制御系」[統合コントローラによる制御構成] [制振制御構成] [作動判定部の作動判定構成] [作動判定部の構成の詳細]に分けて説明する。
[ハイブリッド車両の全体システム構成]
図1は、実施の形態1の制振制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図1に基づいて、ハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
図1は、実施の形態1の制振制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図1に基づいて、ハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
ハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngと、第1クラッチCL1と、モータジェネレータMG(以下、モータMGという)と、第2クラッチCL2と、無段変速機CVTと、を備えている。
すなわち、ハイブリッド車両の駆動系は、駆動源としてのエンジンEngとモータMGとの出力が無段変速機CVTにより所定の変速比に変速されて駆動輪としての左右前輪FL,FRへ伝達可能に構成されている。
また、このハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngとモータMGとの間に、駆動伝達を断接可能な第1クラッチCL1が設けられているとともに、モータMGと無段変速機CVTとの間に駆動伝達を断接可能な第2クラッチCL2が設けられている。したがって、両クラッチCL1、CL2を締結してエンジンEngとモータMGとの駆動力により走行するHEVモードを形成することができる。また、第1クラッチCL1を解放する一方で、第2クラッチCL2を締結して、モータMGのみの駆動力により走行するEVモードを形成することができる。
エンジンEngは、希薄燃焼可能であり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御される。
なお、エンジンEngは、第1クラッチCL1を滑り締結しながらモータMGによりクランキングして始動可能である。また、低温時条件、高温時条件などでは図示を省略したスタータモータによる始動を可能とすることもできる。
第1クラッチCL1は、エンジンEngとモータMGとの間に介装された摩擦締結要素である。この第1クラッチCL1として、後述する油圧制御回路110から供給される第1クラッチ油圧に基づくストローク制御より、完全締結、半締結、解放に切り替え可能なものを用いている。
モータMGは、走行駆動源になる交流同期モータ構造であり、発進時や走行時に駆動トルク制御や回転数制御を行うとともに、制動時や減速時に回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーの強電バッテリBATへの回収を行なうものである。
なお、このモータMGと強電バッテリBATとの間には、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータINVが介在されている。
なお、このモータMGと強電バッテリBATとの間には、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータINVが介在されている。
第2クラッチCL2は、モータMGと駆動輪である左右前輪FL,FRとの間に介装された摩擦締結要素である。この第2クラッチCL2も、油圧制御回路110から供給される第2クラッチ油圧によるストローク制御により、完全締結/スリップ締結/解放に制御される。
無段変速機CVTは、図示は省略するがプライマリプーリと、セカンダリプーリと、両プーリに掛け渡されたベルトと、を有する周知のものである。そして、この無段変速機CVTは、油圧制御回路110からプライマリ油室とセカンダリ油室へ供給されるプライマリ圧とセカンダリ圧により、ベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。
なお、油圧制御回路110は、油圧源として、メインオイルポンプMOP(メカ駆動)と、サブオイルポンプSOP(モータ駆動)と、を有する。
メインオイルポンプMOPは、モータMGのモータ軸(=変速機入力軸)により回転駆動される。また、サブオイルポンプSOPは、内蔵のモータにより駆動され、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。なお、サブオイルポンプSOPは、後述するDC/DCコンバータ80からの給電により駆動する。
メインオイルポンプMOPは、モータMGのモータ軸(=変速機入力軸)により回転駆動される。また、サブオイルポンプSOPは、内蔵のモータにより駆動され、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。なお、サブオイルポンプSOPは、後述するDC/DCコンバータ80からの給電により駆動する。
油圧制御回路110は、第1クラッチソレノイドバルブ111、第2クラッチソレノイドバルブ112、変速制御バルブ機構113を備えている。
第1クラッチソレノイドバルブ111および第2クラッチソレノイドバルブ112は、それぞれ、油圧源からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧とし、そのストローク量に基づいて第1クラッチ圧および第2クラッチ圧を形成する。
第1クラッチソレノイドバルブ111および第2クラッチソレノイドバルブ112は、それぞれ、油圧源からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧とし、そのストローク量に基づいて第1クラッチ圧および第2クラッチ圧を形成する。
変速制御バルブ機構113は、変速機コントローラ11により作動される、ライン圧PLを元圧とし、そのストローク量によりプライマリ圧とセカンダリ圧を作り出すソレノイドバルブを備えている。
ハイブリッド車両は、上述のように、1モータ・2クラッチと呼ばれるハイブリッド駆動システムが構成され、主な運転モードとして、「EVモード」、「HEVモード」、「(HEV)WSCモード」を有する。
「EVモード」は、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2を締結してモータMGのみを駆動源に有する電気自動車モードである。
「HEVモード」は、両クラッチCL1,CL2を締結してエンジンEngとモータMGを駆動源に有するハイブリッド車モードである。
「WSCモード」は、「HEVモード」において、モータMGを回転数制御し、第2クラッチCL2を要求駆動力相当の締結トルク容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。この「WSCモード」は、「HEVモード」での停車からの発進域や低速からの停車域において、エンジンアイドル回転数以上で回転するエンジンEngと左右前輪FL,FRの回転差を、CL2スリップ締結により吸収するために選択される。なお、「WSCモード」が必要な理由は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことによる。
「HEVモード」は、両クラッチCL1,CL2を締結してエンジンEngとモータMGを駆動源に有するハイブリッド車モードである。
「WSCモード」は、「HEVモード」において、モータMGを回転数制御し、第2クラッチCL2を要求駆動力相当の締結トルク容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。この「WSCモード」は、「HEVモード」での停車からの発進域や低速からの停車域において、エンジンアイドル回転数以上で回転するエンジンEngと左右前輪FL,FRの回転差を、CL2スリップ締結により吸収するために選択される。なお、「WSCモード」が必要な理由は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことによる。
[ハイブリッド車両の制御系]
次に、ハイブリッド車両の制御系について説明する。
このハイブリッド車両の制御系は、インバータINVと、強電バッテリBATと、統合コントローラ10と、変速機コントローラ11と、クラッチコントローラ12と、エンジンコントローラ13と、モータコントローラ14と、バッテリコントローラ15と、ACコントローラ16と、を備えている。尚、本実施の形態においては、各種コントローラを個別に備えて制御系を構成しているが、1つのコントローラにまとめて制御系を構成するようにしても良い。
次に、ハイブリッド車両の制御系について説明する。
このハイブリッド車両の制御系は、インバータINVと、強電バッテリBATと、統合コントローラ10と、変速機コントローラ11と、クラッチコントローラ12と、エンジンコントローラ13と、モータコントローラ14と、バッテリコントローラ15と、ACコントローラ16と、を備えている。尚、本実施の形態においては、各種コントローラを個別に備えて制御系を構成しているが、1つのコントローラにまとめて制御系を構成するようにしても良い。
ハイブリッド車両の電源系は、モータジェネレータ電源としての強電バッテリBATと、12V系負荷電源としての12Vバッテリ(図示省略)と、を備えている。
インバータINVは、直流/交流の変換を行い、モータMGの駆動電流を生成する。また生成する駆動電流の位相を逆転することでモータMGの出力回転を反転する。
強電バッテリBATは、モータMGの電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。尚、本実施の形態では、リチウムイオンに限らず、ニッケル水素電池などの蓄電手段であっても良い。
強電バッテリBATは、モータMGの電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。尚、本実施の形態では、リチウムイオンに限らず、ニッケル水素電池などの蓄電手段であっても良い。
インバータINVは、モータコントローラ14による力行/回生制御により、強電バッテリBATの放電によりモータMGを駆動する力行時、強電バッテリBATからの直流電力を三相交流に変換してモータMGに供給する。また、モータMGでの発電により強電バッテリBATを充電する回生時、モータMGからの三相交流電力を直流電力に変換する。
統合コントローラ10は、マイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット(ECU)により構成され、バッテリ残量(バッテリSOC)、アクセル開度APO、車速VSPなどから目標駆動トルクなどを演算する。そして、統合コントローラ10は、その演算結果に基づいて、各アクチュエータ(モータMG、エンジンEng、第1クラッチCL1、第2クラッチCL2、無段変速機CVT)に対する指令値を演算し、各コントローラ11〜15へと送信する。
なお、バッテリSOCは、バッテリコントローラ15から入力する。アクセル開度APOは、アクセル開度センサ21により検出する。車速VSPは、変速機出力回転数に同期した値であって、変速機出力回転数センサ22により検出する。
また、この統合コントローラ10は、メインオイルポンプMOPの吐出流量と、サブオイルポンプSOPの吐出流量、ライン圧PLの制御を行う。
また、この統合コントローラ10は、メインオイルポンプMOPの吐出流量と、サブオイルポンプSOPの吐出流量、ライン圧PLの制御を行う。
変速機コントローラ11は、統合コントローラ10からの変速指令を達成するように変速制御を行なう。この変速制御は、油圧制御回路110を介して供給されたライン圧PLを元圧として、変速制御バルブ機構113の制御に基づいて無段変速機CVTのプライマリプーリに供給する油圧と、セカンダリプーリに供給する油圧をそれぞれ制御することで行われる。
そして、ライン圧PLからプライマリプーリに供給する油圧と、セカンダリプーリに供給する油圧を作り出した際に生じた余剰圧は、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2の冷却や潤滑に回される。
そして、ライン圧PLからプライマリプーリに供給する油圧と、セカンダリプーリに供給する油圧を作り出した際に生じた余剰圧は、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2の冷却や潤滑に回される。
さらに、変速機コントローラ11は、無段変速機CVTの変速制御として、「無段変速モード」による変速制御と、「疑似有段変速モード」での変速制御と、を実行する。
「無段変速モード」での変速制御は、無段変速機CVTで可能な最Low変速比から最High変速比までの変速比範囲で変速比を無段階に変化させる制御である。
「無段変速モード」での変速制御は、無段変速機CVTで可能な最Low変速比から最High変速比までの変速比範囲で変速比を無段階に変化させる制御である。
一方、「疑似有段変速モード」での変速制御は、無段変速機CVTの変速比を段階的に変化させる有段変速を疑似した変速制御である。
そして、この「疑似有段変速モード」としては、「D−STEP変速モード」と「マニュアル変速モード」とを備えている。
「D−STEP変速モード」は、高アクセル開度域で車速を上昇させるような加速走行中に、アクセル開度APOと車速VSPに応じて、疑似1速から疑似6速までステップ的に自動でアップ変速するモードである。
そして、この「疑似有段変速モード」としては、「D−STEP変速モード」と「マニュアル変速モード」とを備えている。
「D−STEP変速モード」は、高アクセル開度域で車速を上昇させるような加速走行中に、アクセル開度APOと車速VSPに応じて、疑似1速から疑似6速までステップ的に自動でアップ変速するモードである。
「マニュアル変速モード」は、運転者の変速操作によりマニュアル的に変速比の制御を行うモードである。例えば、運転者がマニュアル変速モードを選択し、この状態で運転者がシフトアップ操作やシフトダウン操作を行うと、変速段(固定変速比)が変更され、変速比が選択された変速段に対応する変速比に制御されるモードである。
上述のように、「疑似有段変速モード」における「D−STEP変速モード」「マニュアル変速モード」による変速では、変速比が、段階的に変化するため、無段変速モードと比較して、変速比変化が、相対的に大きな変速となる。
クラッチコントローラ12は、クラッチの入力および出力回転数、クラッチ油温などを入力とし、統合コントローラ10からの第1クラッチ制御指令および第2クラッチ制御指令を達成するように、第1クラッチ制御、第2クラッチ制御を行う。
この第1クラッチ制御は、油圧制御回路110を介して供給されたライン圧PLを元圧として、第1クラッチソレノイドバルブ111の制御に基づいて第1クラッチCL1に供給される油圧を制御することで行われる。
また、第2クラッチ制御は、油圧制御回路110を介して供給されたライン圧PLを元圧として、第2クラッチソレノイドバルブ112の制御に基づいて第2クラッチCL2に供給される油圧を制御することで行われる。
そして、ライン圧PLから第1クラッチCL1に供給される油圧と、第2クラッチCL2に供給される油圧を作り出した際に生じた余剰圧は、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2の冷却や潤滑に回される。
エンジンコントローラ13は、エンジン回転数センサ23が検出するエンジン回転数や統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令値などを入力する。そして、エンジンコントローラ13は、始動制御や燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御などを行って目標エンジントルク指令値を達成するようにエンジントルクを制御する。
モータコントローラ14は、統合コントローラ10からの目標モータトルク指令値、モータ回転数指令値や、モータ回転数センサ24が検出するモータ回転数などを入力する。そして、モータコントローラ14は、目標モータトルク指令値やモータ回転数指令値を達成するようにモータMGの力行制御や回生制御、モータクリープ制御、モータアイドル制御などの制御を行なう。
バッテリコントローラ15は、バッテリ電圧センサ25や、バッテリ温度センサ26などからの入力情報に基づき、強電バッテリBATの残量であるバッテリSOCやバッテリ温度などを管理し、その情報を統合コントローラ10へと送信する。
ACコントローラ16は、各種車室温度に関係する環境因子を検出するセンサ(図示省略)の検出に基づいて、電動エアコン70の作動を制御する。この電動エアコン70は、強電バッテリBATからの給電により作動し、車内温度を調整するもので、この電動エアコン70には、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ71が設けられている。この電動コンプレッサ71は、インバータ(図示省略)を内蔵し、強電バッテリBATから供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ(図示省略)により駆動する。なお、強電バッテリBATには、電動エアコン70と並列にDC/DCコンバータ80が接続されている。このDC/DCコンバータ80は、強電バッテリBATの電圧を変圧した上で、サブオイルポンプSOPなどの車載の電気機器に直流電力を供給する。
[統合コントローラの制御構成]
次に、統合コントローラ10の制御を行う全体構成について簡単に説明する。
統合コントローラ10は、図2に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標充放電出力演算部300と、動作点指令部400と、を備えている。
次に、統合コントローラ10の制御を行う全体構成について簡単に説明する。
統合コントローラ10は、図2に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標充放電出力演算部300と、動作点指令部400と、を備えている。
目標駆動トルク演算部100では、アクセル開度APOと車速などを入力し、目標定常トルクマップ(エンジントルクマップの一例)とアシストトルクマップ(モータジェネレータトルクマップの一例)とから、目標駆動トルクtTd(目標車両トータルトルク)を算出する。
モード選択部200では、目標とする運転モード、すなわち、HEVモードとEVモードとのいずれの運転モードとするかを演算する。なお、このモード選択部200による運転モードの設定は、例えば、予め設定されたモード遷移マップに基づいて車速とアクセル開度とに応じて、EVモードとHEVモードとを選択することができるが、詳細は省略する。
目標充放電出力演算部300では、バッテリSOCが低いときは発電量を増加させ、バッテリSOCが高いときは発電量を絞り、モータアシストを増やすように目標充放電電力を演算する。
動作点指令部400では、アクセル開度APOと目標駆動トルクtTdと運転モードと車速VSPと目標充放電電力とから、これらの動作点到達目標を演算し、指令値として出力する。この動作点到達目標としては、目標エンジントルク、目標モータトルク、目標CL2トルク容量、目標変速比、第1クラッチソレノイド電流指令、第2クラッチソレノイド電流指令を演算する。尚、本実施の形態では、動作点指令部400が、目標エンジントルク、目標モータトルク、目標CL2トルク容量、目標変速比、第1クラッチソレノイド電流指令、第2クラッチソレノイド電流指令を統合して演算しているが、指令値を算出する手段を各々に設けるようにしても良い。
[制振制御構成]
統合コントローラ10は、制振制御を行う構成として、モータMGに印加するモータトルク指令(目標モータトルクtTm)を、車両振動を抑えるように補正して最終的な目標モータトルクとして出力する図3に示すモータトルク算出部30を備えている。
モータトルク算出部30はフィードフォワード制御部31とフィードバック制御部32とを備えている。
統合コントローラ10は、制振制御を行う構成として、モータMGに印加するモータトルク指令(目標モータトルクtTm)を、車両振動を抑えるように補正して最終的な目標モータトルクとして出力する図3に示すモータトルク算出部30を備えている。
モータトルク算出部30はフィードフォワード制御部31とフィードバック制御部32とを備えている。
フィードフォワード制御部31は、予め想定される外乱に伴う振動を減衰するもので、目標モータトルクtTm(モータトルク指令)をインバースフィルタ(図示省略)により減衰して加算部33に出力するフィードフォワード補償器31aを備えている。
フィードバック制御部32は、実際の外乱に伴う所定の振動を減衰するものでプラント34(車両の駆動系)から出力されるモータ回転数ωmの所定の振動成分を抑制する補償トルクTm(F/B)を出力するフィードバック補償器32aを備える。
また、フィードバック制御部32は、フィードバック補償器32aが入力するモータ回転数ωmの外乱による振動性分(Sm+Ss)から、後述する変速に伴う振動の回転数変化成分(Ss)を差し引く減算部32bを備える。
さらに、フィードバック制御部32は、減算部32bの作動状態を、回転数変化成分(Ss)を差し引く減算作動(set)と、減算値を0として回転数変化成分(Ss)の減算を行わない減算非作動(Clear)と、に切り替える切替部32cを備える。
すなわち、減算部32bの減算作動は、常時実行するのではなく、作動判定部301から切替部32cに作動指令が出力されたときに実行する。なお、この作動指令の出力および出力停止については、後述するが、要は、変速比加速度の大きな変速の有無を判定し、この変速が有りと判定したときに、補正作動の作動指令を出力する。
変速による回転数変化演算部35は、CVT変速比演算部37から入力する実変速比RTの変化、および、変速変化演算部38により演算した変速変化に基づいて、モータ回転数ωmに含まれる外乱のうち、変速による回転数変化成分Ssを演算する。
したがって、フィードバック補償器32aは、減算部32bの非減算作動時は、モータ回転数ωmに含まれる外乱による振動成分(Sm+Ss)を入力し、この振動を抑制する補償トルクTm(F/B)を出力する。
一方、フィードバック補償器32aは、減算部32bの減算作動時には、変速による回転数変化成分Ssを差し引いた振動成分Smを入力する。このとき、フィードバック補償器32aが演算する補償トルクTm(F/B)は、変速による回転数変化成分Ssによる振動を抑制する補償トルク分を差し引いた値とする。
一方、フィードバック補償器32aは、減算部32bの減算作動時には、変速による回転数変化成分Ssを差し引いた振動成分Smを入力する。このとき、フィードバック補償器32aが演算する補償トルクTm(F/B)は、変速による回転数変化成分Ssによる振動を抑制する補償トルク分を差し引いた値とする。
なお、CVT変速比演算部37は、無段変速機CVTのプライマリプーリ(図示省略)の回転数であるプライマリ回転数ωpriおよびセカンダリプーリ(図示省略)の回転数であるセカンダリ回転数ωsecから変速比を演算する。これらの回転数は、センサを設けて直接検出してもよいが、モータ回転数センサ24が検出するモータ回転数と、変速機出力回転数センサ22が検出する変速機出力回転数から求めることができる。
[作動判定部の構成]
次に、減算部32bに作動指令を出力する作動判定部301について説明する。
まず、作動判定部301の作動判定およびそれに対応したフィードバック制御部32の振動抑制処理の流れを図4のフローチャートにより説明する。
ステップS01では、CVT油温センサ27が検出する無段変速機CVTの油温(CVT油温)が、所定値以上か否か判定し、所定値以上でステップS02に進み、所定時未満ではステップS05に進む。なお、所定値は、無段変速機CVTのオイル粘性がある程度低下した暖機後であるか否か、つまり、無段変速機CVTの変速比制御において所望の応答性が得られる状態であるか否かを判別している。すなわち、CVT油温の低温時は、無段変速機CVTに対する目標変速比の指令値に対する実際の変速比の応答性が十分得られず、後述する制振制御による所望の制振性能が得ることが難しい。そこで、所定値は、上記の所望の応答性を得ることができるか否かを判定する値に設定している。
次に、減算部32bに作動指令を出力する作動判定部301について説明する。
まず、作動判定部301の作動判定およびそれに対応したフィードバック制御部32の振動抑制処理の流れを図4のフローチャートにより説明する。
ステップS01では、CVT油温センサ27が検出する無段変速機CVTの油温(CVT油温)が、所定値以上か否か判定し、所定値以上でステップS02に進み、所定時未満ではステップS05に進む。なお、所定値は、無段変速機CVTのオイル粘性がある程度低下した暖機後であるか否か、つまり、無段変速機CVTの変速比制御において所望の応答性が得られる状態であるか否かを判別している。すなわち、CVT油温の低温時は、無段変速機CVTに対する目標変速比の指令値に対する実際の変速比の応答性が十分得られず、後述する制振制御による所望の制振性能が得ることが難しい。そこで、所定値は、上記の所望の応答性を得ることができるか否かを判定する値に設定している。
CVT油温が所定値以上の場合に進むステップS02では、無段変速機CVTが、回転同期制御中か否か判定し、回転同期中はS04に進み、回転同期制御中でない場合はステップS03に進む。なお、回転同期制御中か否かは、変速機コントローラ11の指令に基づき、「疑似有段変速モード」における「D−STEP変速モード」「マニュアル変速モード」による変速の実行を示す回転同期中フラグのセット時に、回転同期制御中と判定する。
回転同期中ではない場合に進むステップS03では、無段変速機CVTの変速比変化が早いと判定したか否か判定し、早いと判定した場合はステップS04に進み、早いと判定していない場合はステップS05に進む。なお、変速比変化が早いか否かの判定は、後述する変速比加速度大判定部341において、目標変速比(指令値)の二階微分値(変速比加速度)が予め設定した閾値よりも大きいか否かにより判定する。
ステップS02において回転同期制御中と判定した場合、および、ステップS03において変速比変化が早いと判定した場合に進むステップS04では、変速による回転変化を差し引いて補償トルクTm(F/B)トルクを演算する。
すなわち、図3の切替部32cをON作動させ、減算部32bにおいて、モータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)から、変速による回転数変化分(Ss)を減算する。したがって、フィードバック補償器32aは、変速による回転変化(振動)を抑制する補償トルク分を差し引いて補償トルクTm(F/B)を演算する。
一方、CVT油温が所定値未満(ステップS01にてNO)か、非回転同期制御中かつCVT変速変化が早くない場合(ステップS03にてNO)に進むステップS05では、変速による回転変化を差し引かずに補償トルクTm(F/B)を演算する。
すなわち、図3の切替部32cをOFF作動させ、減算部32bにおいて、モータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)を、変速による回転数変化分(Ss)の減算を行うことなくフィードバック補償器32aに入力する。したがって、フィードバック補償器32aは、モータ回転数ωmの振動(Sm+Ss)を抑制する補償トルクTm(F/B)を演算する。
[作動判定部の構成の詳細]
次に、図3に示す作動判定部301の構成を図5に基づいて説明する。
この作動判定部301は、図4のフローチャートのステップS01〜S03の処理を実行する構成であり、CVT油温条件判定部310と、回転同期制御中作動要求判定部320と、変速比加速度要求判定部330と、を備える。
次に、図3に示す作動判定部301の構成を図5に基づいて説明する。
この作動判定部301は、図4のフローチャートのステップS01〜S03の処理を実行する構成であり、CVT油温条件判定部310と、回転同期制御中作動要求判定部320と、変速比加速度要求判定部330と、を備える。
CVT油温条件判定部310は、CVT油温を入力し、CVT油温が所定値以上であり、かつ、回転同期制御中作動要求判定部320から、作動要求を示すON信号が入力された場合に、作動フラグを切替部32c(図3参照)に出力する。
回転同期制御中作動要求判定部320は、回転同期制御中フラグの入力と、変速比加速度要求判定部330の入力と、のいずれかが作動要求を示すときに、CVT油温条件判定部310に、作動要求を示すON信号を出力する。
なお、回転同期制御中フラグは、前述の「疑似有段変速モード」における変速比変化が相対的に大きな「D−STEP変速モード」と「マニュアル変速モード」とのいずれかのモードによる変速を行う際にセットされるフラグである。
なお、回転同期制御中フラグは、前述の「疑似有段変速モード」における変速比変化が相対的に大きな「D−STEP変速モード」と「マニュアル変速モード」とのいずれかのモードによる変速を行う際にセットされるフラグである。
変速比加速度要求判定部330は、変速比加速度が後述の閾値以上の、変速比変化が相対的に大きな変速の実行時に、作動要求を示すON信号を出力する。すなわち、変速比加速度要求判定部330において、上記の「D−STEP変速モード」と「マニュアル変速モード」以外の変速時において、変速比変化が大きな変速を検出する。
以下に、変速比加速度要求判定部330の構成を図6に基づいて説明する。
変速比加速度要求判定部330は、作動要求セット部340と作動要求クリア部350と変速比加速度要求出力部360とを備える。
作動要求セット部340は、変速比加速度が所定値以上の変速比変化の大きな変速の検出時に作動要求を示すセット信号を出力する。この作動要求セット部340は、図6に示すように、変速比加速度大判定部341、第1微分器342、第2微分器343、ローパスフィルタ344、変速加速度UPシフト閾値演算部345、変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備える。
変速比加速度要求判定部330は、作動要求セット部340と作動要求クリア部350と変速比加速度要求出力部360とを備える。
作動要求セット部340は、変速比加速度が所定値以上の変速比変化の大きな変速の検出時に作動要求を示すセット信号を出力する。この作動要求セット部340は、図6に示すように、変速比加速度大判定部341、第1微分器342、第2微分器343、ローパスフィルタ344、変速加速度UPシフト閾値演算部345、変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備える。
変速比加速度大判定部341は、変速による回転数変化成分(Ss)を差し引く減算作動の実行の条件である、変速比加速度が大きい変速との判定時にセット信号を出力する。すなわち、図4のフローチャートの、ステップS03におけるYES判定を行う。
具体的には、変速比加速度大判定部341は、変速機コントローラ11から入力した目標変速比(指令値)を、第1微分器342、第2微分器343で二階微分し、ローパスフィルタ344のフィルタ処理によりノイズ除去を行った目標変速比加速度を入力する。
さらに、変速比加速度大判定部341は、変速加速度UPシフト閾値演算部345から変速加速度UPシフト閾値を入力するとともに、変速加速度DWNシフト閾値演算部346から変速加速度DWNシフト閾値を入力する。
そして、変速比加速度大判定部341は、変速比加速度が、アップシフト時に変速加速度UPシフト閾値よりも大きな急加速を示すか、ダウンシフト時に変速加速度DWNシフト閾値より大きな急加速を示す場合に、セット信号を出力する。
さらに、変速比加速度大判定部341は、変速加速度UPシフト閾値演算部345から変速加速度UPシフト閾値を入力するとともに、変速加速度DWNシフト閾値演算部346から変速加速度DWNシフト閾値を入力する。
そして、変速比加速度大判定部341は、変速比加速度が、アップシフト時に変速加速度UPシフト閾値よりも大きな急加速を示すか、ダウンシフト時に変速加速度DWNシフト閾値より大きな急加速を示す場合に、セット信号を出力する。
なお、変速加速度UPシフト閾値演算部345は、アップシフト時(変速比の低下時)の変速比加速度が大きい変速か否かを判定する閾値を設定する。
変速加速度DWNシフト閾値演算部346は、ダウンシフト時(変速比が上昇)する場合の変速比加速度が大きい変速か否かを判定する閾値を設定する。
そして、変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346は、それぞれ、車速VSPおよび変速前の変速比を入力し、車速VSPが高いほど、変速比が大きい(低速段側)ほど、各閾値の絶対値を小さな値に設定する。これにより、車速VSPが高いほど、また、変速前の変速比が大きい(低速段側)ほど、変速比加速度が大きい変速の判定応答性(感度)を高くする。
変速加速度DWNシフト閾値演算部346は、ダウンシフト時(変速比が上昇)する場合の変速比加速度が大きい変速か否かを判定する閾値を設定する。
そして、変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346は、それぞれ、車速VSPおよび変速前の変速比を入力し、車速VSPが高いほど、変速比が大きい(低速段側)ほど、各閾値の絶対値を小さな値に設定する。これにより、車速VSPが高いほど、また、変速前の変速比が大きい(低速段側)ほど、変速比加速度が大きい変速の判定応答性(感度)を高くする。
変速比加速度要求出力部360は、変速比加速度大判定部341からセット信号を入力すると、回転同期制御中作動要求判定部320(図5参照)に向けて作動要求を示すON信号を出力する。
一方、変速比加速度要求出力部360は、作動要求クリア部350からクリア信号が入力されると、作動要求を示すON信号の出力を停止(OFF)する。
一方、変速比加速度要求出力部360は、作動要求クリア部350からクリア信号が入力されると、作動要求を示すON信号の出力を停止(OFF)する。
作動要求クリア部350は、変速比加速度要求判定部330の作動要求出力を停止させる条件の判定を行うもので、AND回路351、OR回路352、タイマー353を備える。
AND回路351は、変速比変化に基づく変速比加速度に基づく作動要求のクリア条件を判定し、クリア条件が成立した場合に、OR回路352にクリアを示すON信号を出力する。
タイマー353は、経過時間に基づく変速比加速度に基づく作動要求のクリア条件を判定し、クリア条件が成立した場合に、OR回路352にクリアを示すON信号を出力する。
OR回路352は、AND回路351とタイマー353とのいずれかからON信号が入力された場合に、変速比加速度要求出力部360にクリア信号を出力する。
タイマー353は、経過時間に基づく変速比加速度に基づく作動要求のクリア条件を判定し、クリア条件が成立した場合に、OR回路352にクリアを示すON信号を出力する。
OR回路352は、AND回路351とタイマー353とのいずれかからON信号が入力された場合に、変速比加速度要求出力部360にクリア信号を出力する。
ここで、作動要求クリア部350のAND回路351による変速比変化に基づく変速比加速度要求のクリア条件、および、タイマー353による経過時間に基づく作動要求のクリア条件について説明を加える。
AND回路351の変速比加速度に基づく作動要求のクリア条件は、変速比加速度の大きな変速が終了したとの判定により成立する。そして、この変速終了判定は、実変速比が目標変速比(指令値)に追従し、かつ、目標変速比(指令値)の変化率が所定値未満に低下し、目標変速比(指令値)が変速後に到達する変速比である到達変速比に到達した場合とする。
そこで、AND回路351は、実変速比の目標変速比(指令値)との偏差が所定値未満になったことで実変速比の目標変速比への追従を判定する第1偏差小判定部351aから信号を入力する。
また、AND回路351は、目標変速比の変化率の所定値未満の低下を判定する変化率小判定部351bから信号を入力する。
さらに、AND回路351は、目標変速比と到達変速比との偏差が所定値未満となったことを判定する第2偏差小判定部351cから信号を入力する。
そして、AND回路351は、第1偏差小判定部351a、変化率小判定部351b、第2偏差小判定部351cの全てから、条件を満たす判定信号を入力したら、OR回路352にクリア条件の成立を示すON信号を出力する。
また、AND回路351は、目標変速比の変化率の所定値未満の低下を判定する変化率小判定部351bから信号を入力する。
さらに、AND回路351は、目標変速比と到達変速比との偏差が所定値未満となったことを判定する第2偏差小判定部351cから信号を入力する。
そして、AND回路351は、第1偏差小判定部351a、変化率小判定部351b、第2偏差小判定部351cの全てから、条件を満たす判定信号を入力したら、OR回路352にクリア条件の成立を示すON信号を出力する。
また、タイマー353は、変速比加速度大判定部341がセット信号を出力した時点からの経過時間が、予め設定された作動上限時間を経過すると、作動上限時間を越えたことを示す信号をOR回路352にクリア条件を示すON信号を出力する。なお、作動上限時間は、回転同期制御と同等の変速比変化を行う変速を終了させることができる時間に設定している。また、作動上限時間は、要は、減算部32bの減算作動の開始からの時間の上限を規定するものであり、タイマー353のカウントの開始は、作動判定部301の作動フラグのセット時点としてもよい。
(実施の形態1の作用)
次に、実施の形態1の作用を説明する。
まず、本実施の形態1におけるフィードバック制御部32の作動を簡単に説明する。
(通常時)
変速比変化が相対的に大きな変速の実行時以外の、非変速時および変速比変化が相対的に小さな変速時である通常時は、フィードバック補償器32aは、図3に示すプラント34から出力されるモータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)を入力する。なお、振動成分のうち、SmはモータMGの振動成分を示し、Ssは無段変速機CVTの変速による回転数変化成分を示す。
次に、実施の形態1の作用を説明する。
まず、本実施の形態1におけるフィードバック制御部32の作動を簡単に説明する。
(通常時)
変速比変化が相対的に大きな変速の実行時以外の、非変速時および変速比変化が相対的に小さな変速時である通常時は、フィードバック補償器32aは、図3に示すプラント34から出力されるモータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)を入力する。なお、振動成分のうち、SmはモータMGの振動成分を示し、Ssは無段変速機CVTの変速による回転数変化成分を示す。
この場合、フィードバック補償器32aは、振動成分(Sm+Ss)を制振させるための逆トルクの補償トルクTm(F/B)を、加算部33に向けて出力し、所望の制振性能を得る。したがって、変速を含む車両に作用する外乱成分による振動を抑制することができる。よって、無段変速機CVTの変速に伴う振動が発生した場合、この振動も外乱として制振する補償トルクTm(F/B)をフィードバック補償器32aは出力する。
(変速比加速度が大きな変速時)
変速比加速度大判定部341がセット信号を出力する変速比変化が相対的に大きな変速時には、減算部32bは、図3に示すプラント34から出力されるモータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)から、回転数変化成分(Ss)を減算する。なお、回転数変化成分(Ss)は、変速による回転数変化演算部35が実変速比変化に基づいて算出した回転数変化である。
変速比加速度大判定部341がセット信号を出力する変速比変化が相対的に大きな変速時には、減算部32bは、図3に示すプラント34から出力されるモータ回転数ωmの振動成分(Sm+Ss)から、回転数変化成分(Ss)を減算する。なお、回転数変化成分(Ss)は、変速による回転数変化演算部35が実変速比変化に基づいて算出した回転数変化である。
したがって、フィードバック補償器32aは、演算する補償トルクTm(F/B)から、回転数変化成分(Ss)を抑制するための補償トルク成分を減算する。
これにより、この回転数変化成分(Ss)を抑制するための補償トルク成分による突き上げショックを軽減し、かつ、変速応答性を向上できる。
これにより、この回転数変化成分(Ss)を抑制するための補償トルク成分による突き上げショックを軽減し、かつ、変速応答性を向上できる。
この突き上げショックの軽減性能について図7A、図7Bに基づいて説明する。
図7Aは、変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を行わない比較例のマニュアルアップシフト変速時の動作例を示している。
また、図7Bは変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を行った本実施の形態によるマニュアルアップシフト変速時の動作例を示す。
また、図7A、図7BにおいてDRa1は変速前の目標変速比、DRa2は変速後の目標変速比、Ra0は変速指令値、DRa2は変速終了時の目標変速比を示している。
また、図7Bは変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を行った本実施の形態によるマニュアルアップシフト変速時の動作例を示す。
また、図7A、図7BにおいてDRa1は変速前の目標変速比、DRa2は変速後の目標変速比、Ra0は変速指令値、DRa2は変速終了時の目標変速比を示している。
図7Aに示す動作例では、フィードバック補償器32aが演算する補償トルクTm(F/B)には、変速による出力回転数低下を抑制する補償トルクを含む。そのため、モータトルク(制振制御後)は、変速比変化による回転数変化成分(Ss)の制振を行う補償トルク分の逆トルク成分(回転数上昇成分)を含む。
したがって、この補償トルクTm(F/B)における出力回転数上昇成分の逆トルク分が、突き上げショックとなり、車両前後加速度変化ΔG1が発生し、その収束にも時間を要す。この突き上げショックは、変速応答性を高くして回転数変化を大きすると、より大きくなるため、変速応答性も制限する必要があり、素早い変速の実行が難しくなる。
これに対し、本実施の形態1では、フィードバック補償器32aは、変速による回転数変化成分(Ss)の減算を行なった上で補償トルクTm(F/B)を演算している。よって、図7Bに示すモータトルクには、変速比変化による回転数変化成分(Ss)を抑えるための補償トルク分が含まれていない。
このため、この変速による回転数変化を抑制するための逆トルクによる突き上げショックが抑制され、車両前後加速度変化ΔG2が、図7Aの車両前後加速度変化ΔG1よりも小さな値となる。また、車両前後加速度変化ΔG2の収束に要する時間も短くなり、変速応答性が向上し、素早い変速の実行が可能となる。
一方、変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を、常時行った場合、仮に、無段変速機CVTに振動が生じた場合に、この振動を抑制することができない。
そこで、本実施の形態1では、上述の減算部32bによる変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を、突き上げショックが顕著な変速比加速度が閾値以上の急変速比変化時のみ実行する。
これにより、通常時は、無段変速機CVTによる回転数変化成分(Ss)の制振を行いつつ、急変速比変化時には、その回転数変化成分(Ss)を抑制する補償トルクTm(F/B)による突き上げショックの発生を抑制することができる。
そこで、本実施の形態1では、上述の減算部32bによる変速比変化による回転数変化成分(Ss)の減算を、突き上げショックが顕著な変速比加速度が閾値以上の急変速比変化時のみ実行する。
これにより、通常時は、無段変速機CVTによる回転数変化成分(Ss)の制振を行いつつ、急変速比変化時には、その回転数変化成分(Ss)を抑制する補償トルクTm(F/B)による突き上げショックの発生を抑制することができる。
(急変速比変化の検出)
次に、本実施の形態1の閾値(変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値)を超える変速比加速度の変速(急変速比変化)の検出性能について説明する。
本実施の形態1では、変速比変化の大きな変速時として、変速機コントローラ11から、回転同期制御中フラグの入力により判定する(S02)のに加え、目標変速比(指令値)に基づいて、変速比変化の大きな変速の有無の判断を行う(S03)。
次に、本実施の形態1の閾値(変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値)を超える変速比加速度の変速(急変速比変化)の検出性能について説明する。
本実施の形態1では、変速比変化の大きな変速時として、変速機コントローラ11から、回転同期制御中フラグの入力により判定する(S02)のに加え、目標変速比(指令値)に基づいて、変速比変化の大きな変速の有無の判断を行う(S03)。
このような変速比変化の大きな変速(急変速比変化)は、 例えば、アクセルペダル(図示省略)を大きく踏み込んで急加速を行っている最中に、運転者が急にアクセルペダルから足を離した場合に生じる。
このような場合の動作を、減算部32bによる減算作動を行わない図8Aの比較例の動作と、減算部32bによる減算作動を行った図8Bの本実施の形態1の動作例とを比較しつつ説明する。
図8A,図8Bに示すように、アクセル開度APOが大きな状態を維持した後、アクセル開度APO=0に急低下させるのに応じ、目標モータトルク(モータトルク指令値TTMG)が急低下する(t8a、t8bの時点)。
図8A,図8Bに示すように、アクセル開度APOが大きな状態を維持した後、アクセル開度APO=0に急低下させるのに応じ、目標モータトルク(モータトルク指令値TTMG)が急低下する(t8a、t8bの時点)。
これに応じ、目標変速比(指令値)Ra0が、上に凸の山形に変化し、変速比が急変化する。なお、この時の、目標変速比(変速前、変速後)DRa、目標変速比(指令値)Ra0、実変速比RaTの変化を図9Aに示す。
このように、上記の走行時にあっても、目標変速比(変速前、変速後)DRa、目標変速比(指令値)Ra0、実変速比RaTが、回転同期制御時と同様の変化を示す。
このように、上記の走行時にあっても、目標変速比(変速前、変速後)DRa、目標変速比(指令値)Ra0、実変速比RaTが、回転同期制御時と同様の変化を示す。
このため、減算部32bによる補正作動を行わない場合、前述したように、補償トルクTm(F/B)に、回転数変化成分Ssを制振するためのトルクが含まれ、突き上げショックが生じるとともに、応答性が悪化する。
すなわち、図8Aに示すように、モータトルク指令値TTMGと推定実モータトルクSTMGとが図示のように乖離するとともに、車両前後加速度変化ΔGaが生じる。
それに対し、図8Bに示す例では、モータトルク指令値TTMGと推定実モータトルクSTMGとの乖離が抑制されるとともに、車両前後加速度変化ΔGbも図8Aの車両前後加速度変化ΔGaよりも抑制される。
すなわち、図8Aに示すように、モータトルク指令値TTMGと推定実モータトルクSTMGとが図示のように乖離するとともに、車両前後加速度変化ΔGaが生じる。
それに対し、図8Bに示す例では、モータトルク指令値TTMGと推定実モータトルクSTMGとの乖離が抑制されるとともに、車両前後加速度変化ΔGbも図8Aの車両前後加速度変化ΔGaよりも抑制される。
そこで、このような急速な変速比変化を的確に検出し、上記のように減算部32bによる減算を行って、前後加速度Gの変化を抑制する必要がある。
そのため、本実施の形態1では、作動要求セット部340において第1微分器342および第2微分器343により、二階微分を行って、変速比加速度が大きな変速の検出を行う。
図9Bは図9Aに示す目標変速比(指令値)Ra0の一階微分値を示し、図9Cは図9Aに示す目標変速比(指令値)Ra0の二階微分値を示している。
図9Bに示す一階微分値は、変速前後で緩やかに変化し、かつ、「0」を跨ぐ変化となり閾値との比較が難しく、変速時tsを的確に検出することが難しい。よって、減算部32bによる変速に伴う回転数変化成分(Ss)の減算を的確なタイミングで行うのも難しい。
図9Bに示す一階微分値は、変速前後で緩やかに変化し、かつ、「0」を跨ぐ変化となり閾値との比較が難しく、変速時tsを的確に検出することが難しい。よって、減算部32bによる変速に伴う回転数変化成分(Ss)の減算を的確なタイミングで行うのも難しい。
それに対して、図9Cに示す目標変速比(指令値)Ra0の二階微分値は、図示のように、目標変速比(指令値)Ra0の山形の頂点の前後における変速比変化時点において、急激な傾きで変化し、かつ、変化量も大きい。よって、所定の閾値(変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値)との比較による変速時tsの検出が容易かつ高精度となる。
よって、二階微分値に基づく変速比変化が大きい(早い)との判定に基づいて減算部32bによる減算作動を行い、図8Bに示すようにモータトルク指令値TTMGに対する推定実モータトルクSTMGの応答性が向上し、前後加速度の変化も抑えることができる。
(終了判定)
次に、減算部32bによる回転数変化成分(Ss)の減算作動の終了時の判定について説明する。
図10は作動判定部301における作動要求(セット)と非作動要求(リセット)との関係を示すタイムチャートであり、作動要求セット部340による作動要求出力と、作動要求クリア部350の作動要求クリア(非作動要求)の動作例を示している。
(終了判定)
次に、減算部32bによる回転数変化成分(Ss)の減算作動の終了時の判定について説明する。
図10は作動判定部301における作動要求(セット)と非作動要求(リセット)との関係を示すタイムチャートであり、作動要求セット部340による作動要求出力と、作動要求クリア部350の作動要求クリア(非作動要求)の動作例を示している。
作動要求のセットは、前述したように、変速比加速度大判定部341において、変速比加速度が、両閾値のいずれかを越えたことにより、t1の時点で行う。
これにより、減算部32bが減算作動を開始するが、この減算部32bの減算作動の終了判定は、図5の作動要求クリア部350のクリア判定に基づいて行う。
これにより、減算部32bが減算作動を開始するが、この減算部32bの減算作動の終了判定は、図5の作動要求クリア部350のクリア判定に基づいて行う。
クリア判定の1つは、変速比変化の収束により行う。
すなわち、図10のt2の時点に示すように、実変速比が目標変速比に追従して両者の偏差が小さくなり、かつ、目標変速比が到達変速比に達して、両者の偏差が小さくなり、かつ、目標変速比の変化率が小さくなった場合に、減算作動の終了と判定する。
これらの判定は、図6に示す第1偏差小判定部351aが演算する偏差と、変化率小判定部351bが演算する偏差と、第2偏差小判定部351cが演算する偏差と、がそれぞれ所定値未満となったことにより判定する。
すなわち、図10のt2の時点に示すように、実変速比が目標変速比に追従して両者の偏差が小さくなり、かつ、目標変速比が到達変速比に達して、両者の偏差が小さくなり、かつ、目標変速比の変化率が小さくなった場合に、減算作動の終了と判定する。
これらの判定は、図6に示す第1偏差小判定部351aが演算する偏差と、変化率小判定部351bが演算する偏差と、第2偏差小判定部351cが演算する偏差と、がそれぞれ所定値未満となったことにより判定する。
もう1つのクリア判定は、変速比加速度が閾値を越えた時点からの経過時間が作動要求の上限時間を越えた場合である。この上限時間は、急変速比変化の変速を確実に終了できる時間に設定し、これを越える時間が経過した場合、減算部32bの減算作動を終了する。
このように、本実施の形態1では、減算部32bの減算作動を、目標変速比の実変速比への追従、目標変速比の到達変速比への到達、目標変速比の変化率の減少、の全てを満たすことをクリア条件とした。このため、変速中は、確実に、減算補正作動を行うため、上述の突き上げを抑制できる。
また、この急変速中を越えて減算補正作動を行って、無段変速機CVTの振動成分まで制振する不具合を抑制できる。
また、この急変速中を越えて減算補正作動を行って、無段変速機CVTの振動成分まで制振する不具合を抑制できる。
加えて、作動要求の上限時間を設定したことにより、仮に、上述の第1のクリア判定条件が成立しない場合に、制御を継続して、無段変速機CVTの振動成分まで制振する不具合を抑制できる。
(実施の形態1の効果)
以下に、実施の形態1の電動車両の制振制御装置の効果を列挙する。
1)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
モータMGと駆動輪としての左右前輪FL,FRとの間に設けられた無段変速機CVTと、
モータMGの回転数の外乱に伴う振動を抑制する補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引いてモータMGの出力トルクを制御する変速振動抑制手段としてのフィードバック制御部32と、
を備えた電動車両の制振制御装置において、
無段変速機CVTの変速比の二階微分を算出する変速比二階微分算出手段としての第1微分器342および第2微分器343と、
を備え、
フィードバック制御部32は、変速比の二階微分の絶対値が所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値以上の場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
変速比の二階微分の絶対値と各閾値とを比較することにより、正確に変速を検出して、変速の誤検知を防止できる。
よって、フィードバック制御部32による補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を正確なタイミングで行うことが可能となる。
また、補償トルクに、変速比変化が大きな変速に伴う振動を抑制する補償トルク分が含まれた逆トルクによる突き上げショックを抑制し、変速時間の短縮を図ることが可能となる。
加えて、実施の形態1では、変速比加速度を、目標変速比(指令値)Ra0から演算するため、実変速比RaTから演算するよりも、変速比変化の有無の判定応答性に優れ、かつ、ノイズ成分を含まないため、変速比変化の有無の高い判定精度を得ることができる。
一方、減算部32bにおいて減算する変速に伴う振動は、変速による回転数変化演算部35において、実変速比RaTに基づいて演算するため、モータ回転数の振動成分(Sm+Ss)から、変速による回転数変化成分(Ss)を精度高く減算できる。
以下に、実施の形態1の電動車両の制振制御装置の効果を列挙する。
1)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
モータMGと駆動輪としての左右前輪FL,FRとの間に設けられた無段変速機CVTと、
モータMGの回転数の外乱に伴う振動を抑制する補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引いてモータMGの出力トルクを制御する変速振動抑制手段としてのフィードバック制御部32と、
を備えた電動車両の制振制御装置において、
無段変速機CVTの変速比の二階微分を算出する変速比二階微分算出手段としての第1微分器342および第2微分器343と、
を備え、
フィードバック制御部32は、変速比の二階微分の絶対値が所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値以上の場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
変速比の二階微分の絶対値と各閾値とを比較することにより、正確に変速を検出して、変速の誤検知を防止できる。
よって、フィードバック制御部32による補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を正確なタイミングで行うことが可能となる。
また、補償トルクに、変速比変化が大きな変速に伴う振動を抑制する補償トルク分が含まれた逆トルクによる突き上げショックを抑制し、変速時間の短縮を図ることが可能となる。
加えて、実施の形態1では、変速比加速度を、目標変速比(指令値)Ra0から演算するため、実変速比RaTから演算するよりも、変速比変化の有無の判定応答性に優れ、かつ、ノイズ成分を含まないため、変速比変化の有無の高い判定精度を得ることができる。
一方、減算部32bにおいて減算する変速に伴う振動は、変速による回転数変化演算部35において、実変速比RaTに基づいて演算するため、モータ回転数の振動成分(Sm+Ss)から、変速による回転数変化成分(Ss)を精度高く減算できる。
2)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
二階微分に基づいて変速比の変化の有無を判定する変速判定手段としての作動判定部301と、を備え、
フィードバック制御部32は、作動判定部301が変速比の変化有りと判定した場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
目標変速比(指令値)の二階微分に基づいて変速比の変化の有無を判定することにより、正確に変速比の変化の有無を判定して、正確なタイミングでモータMGの出力トルクの制御を行うことができる。
二階微分に基づいて変速比の変化の有無を判定する変速判定手段としての作動判定部301と、を備え、
フィードバック制御部32は、作動判定部301が変速比の変化有りと判定した場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
目標変速比(指令値)の二階微分に基づいて変速比の変化の有無を判定することにより、正確に変速比の変化の有無を判定して、正確なタイミングでモータMGの出力トルクの制御を行うことができる。
3)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
運転者の変速要求に基づき変速比を段階的に変更するマニュアル変速モードか否かを判定するマニュアル変速モード判定手段としての回転同期制御中作動要求判定部320をさらに備え、
フィードバック制御部32は、マニュアル変速モードによる変速時には、二階微分の値に関わらず、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
マニュアル変速モードでは、段階的に変速比が変動するため、変速比変化が相対的に大きい。
したがって、マニュアル変速モードによる変速時には、二階微分の値にかかわらず、補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を行うことで、逆トルクによる突き上げショックを軽減できる。
運転者の変速要求に基づき変速比を段階的に変更するマニュアル変速モードか否かを判定するマニュアル変速モード判定手段としての回転同期制御中作動要求判定部320をさらに備え、
フィードバック制御部32は、マニュアル変速モードによる変速時には、二階微分の値に関わらず、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
マニュアル変速モードでは、段階的に変速比が変動するため、変速比変化が相対的に大きい。
したがって、マニュアル変速モードによる変速時には、二階微分の値にかかわらず、補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を行うことで、逆トルクによる突き上げショックを軽減できる。
4)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
無段変速機CVTの油温を検出する作動液温度検出手段としてのCVT油温センサ27をさらに備え、
フィードバック制御部32は、CVT油温が所定温度以上の場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
無段変速機CVTの油温度が低下している場合は、無段変速機CVTが正常に動作しないため、変速比指令値と実変速比とが乖離して、フィードバック制御部32が適切に動作しない場合がある。
しかしながら、ここでは、CVT油温が所定温度以上の場合でないと、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を行わないため、車両の駆動力制御が不安定になることを防止する。
無段変速機CVTの油温を検出する作動液温度検出手段としてのCVT油温センサ27をさらに備え、
フィードバック制御部32は、CVT油温が所定温度以上の場合に、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を行うことを特徴とする。
無段変速機CVTの油温度が低下している場合は、無段変速機CVTが正常に動作しないため、変速比指令値と実変速比とが乖離して、フィードバック制御部32が適切に動作しない場合がある。
しかしながら、ここでは、CVT油温が所定温度以上の場合でないと、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を行わないため、車両の駆動力制御が不安定になることを防止する。
5)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値を、車速VSPが高いほど小さく設定する変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備えることを特徴とする。
一般的に、車速VSPが高いほど、変速に伴う振動が大きくなる。ここでは、車速VSPが高いほど、変速比の変化有無を判定する所定値を小さくするため、変速比変化の有無の判定応答性(感度)を高くすることができる。これにより、上記1)で説明した逆トルクによる突き上げショック抑制応答性も高めることができる。
所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値を、車速VSPが高いほど小さく設定する変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備えることを特徴とする。
一般的に、車速VSPが高いほど、変速に伴う振動が大きくなる。ここでは、車速VSPが高いほど、変速比の変化有無を判定する所定値を小さくするため、変速比変化の有無の判定応答性(感度)を高くすることができる。これにより、上記1)で説明した逆トルクによる突き上げショック抑制応答性も高めることができる。
6)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値を、変速前の変速段に応じ、変速段が低いほど小さく設定する変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備えることを特徴とする。
一般的に、変速段が低い(変速比が大きい)ほど、変速に伴う振動が大きくなる。ここでは、変速段が低い(変速比が大きい)、変速比の変化有無を判定する所定値を小さくするため、変速比変化の有無の判定応答性(感度)を高くすることができる。これにより、上記1)逆トルクによる突き上げショック抑制応答性も高めることができる。
所定値としての変速加速度UPシフト閾値、変速加速度DWNシフト閾値を、変速前の変速段に応じ、変速段が低いほど小さく設定する変速加速度UPシフト閾値演算部345および変速加速度DWNシフト閾値演算部346を備えることを特徴とする。
一般的に、変速段が低い(変速比が大きい)ほど、変速に伴う振動が大きくなる。ここでは、変速段が低い(変速比が大きい)、変速比の変化有無を判定する所定値を小さくするため、変速比変化の有無の判定応答性(感度)を高くすることができる。これにより、上記1)逆トルクによる突き上げショック抑制応答性も高めることができる。
7)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
フィードバック制御部32は、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御の開始から、所定時間としての作動上限時間の経過後、この出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
フィードバック制御部32は、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御の開始から、所定時間としての作動上限時間の経過後、この出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
8)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
無段変速機CVTの目標変速比を設定する変速機コントローラ11を備え、
フィードバック制御部32は、変速比検出手段としてのCVT変速比演算部37が検出する実変速比と、目標変速比との偏差が所定値未満の場合、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
無段変速機CVTの目標変速比を設定する変速機コントローラ11を備え、
フィードバック制御部32は、変速比検出手段としてのCVT変速比演算部37が検出する実変速比と、目標変速比との偏差が所定値未満の場合、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
9)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
フィードバック制御部32は、目標変速比の変化率が所定値未満の場合、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
フィードバック制御部32は、目標変速比の変化率が所定値未満の場合、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、無段変速機CVTの振動成分に対する振動抑制性能が低下するのを防止できる。
10)実施の形態1の電動車両の制振制御装置は、
フィードバック制御部32は、目標変速比と到達変速比との偏差が所定値未満の場合、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、振動抑制性能が低下するのを防止できる。
フィードバック制御部32は、目標変速比と到達変速比との偏差が所定値未満の場合、補償トルクTm(F/B)から変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引くモータMGの出力トルクの制御を停止することを特徴とする。
したがって、変速終了後も、変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引く作動を継続して、振動抑制性能が低下するのを防止できる。
以上、本発明の電動車両の制振制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、モータとして、力行と回生とが可能なモータジェネレータを示したが、これに限定されず、力行のみが可能なモータを用いてもよい。
また、実施の形態では、電動車両として、駆動源にエンジンとモータとを備えるハイブリッド車を示したが、駆動源としてモータのみの電動車両に適用することも可能である。
また、実施の形態では、変速機として無段変速機を用いた例を示したが、変速機としては、無段変速機に限らず、手動、自動の他の変速機を用いてもよい。
また、実施の形態では、変速比加速度に基づく減算作動要求のクリア条件0は、実変速比と目標変速比(指令値)との偏差小、目標変速比(指令値)の変化率が所定値未満、目標変速比(指令値)と到達変速比との偏差小の全てとしたが、これに限定されない。すなわち、これらの条件の、いずれか1つあるいは2つとしてもよい。
また、実施の形態では、変速比の二階微分が閾値を超えたと判定した時に、所定の制振制御を実行するようにしていたが、これに限らず、変速比の二階微分が閾値を超えた場合に、その場合に限定して変速分の補償トルクを差し引くようにしていれば、必ずしも変速比の二階微分が閾値を超えたか否かの判定動作は必要としない。
加えて、実施の形態では、変速比加速度要求判定部330において、目標変速比RaOにより判定するようにしていたが、目標変速比RaOの絶対値を算出して、絶対値と閾値に基づいて判定するようにしても良い。
さらに加えて、実施の形態では、変速比加速度要求判定部330において、目標変速比RaOを用いて判定するようにしていたが、これは、実変速比RaTを用いるよりも正確な判定を下すためのものである。即ち、実変速比RaTを用いた場合は、外乱を含んだ値に基づいた判定を要されるため、変速比加速度要求判定部330においては、目標変速比RaOを用いている。しかしながら、本実施形態においては、目標変速比RaOを用いて判定するようにしていたが、必ずしもこれに限らず、実変速比RaTを用いて判定することも可能である。
また、実施の形態では、電動車両として、駆動源にエンジンとモータとを備えるハイブリッド車を示したが、駆動源としてモータのみの電動車両に適用することも可能である。
また、実施の形態では、変速機として無段変速機を用いた例を示したが、変速機としては、無段変速機に限らず、手動、自動の他の変速機を用いてもよい。
また、実施の形態では、変速比加速度に基づく減算作動要求のクリア条件0は、実変速比と目標変速比(指令値)との偏差小、目標変速比(指令値)の変化率が所定値未満、目標変速比(指令値)と到達変速比との偏差小の全てとしたが、これに限定されない。すなわち、これらの条件の、いずれか1つあるいは2つとしてもよい。
また、実施の形態では、変速比の二階微分が閾値を超えたと判定した時に、所定の制振制御を実行するようにしていたが、これに限らず、変速比の二階微分が閾値を超えた場合に、その場合に限定して変速分の補償トルクを差し引くようにしていれば、必ずしも変速比の二階微分が閾値を超えたか否かの判定動作は必要としない。
加えて、実施の形態では、変速比加速度要求判定部330において、目標変速比RaOにより判定するようにしていたが、目標変速比RaOの絶対値を算出して、絶対値と閾値に基づいて判定するようにしても良い。
さらに加えて、実施の形態では、変速比加速度要求判定部330において、目標変速比RaOを用いて判定するようにしていたが、これは、実変速比RaTを用いるよりも正確な判定を下すためのものである。即ち、実変速比RaTを用いた場合は、外乱を含んだ値に基づいた判定を要されるため、変速比加速度要求判定部330においては、目標変速比RaOを用いている。しかしながら、本実施形態においては、目標変速比RaOを用いて判定するようにしていたが、必ずしもこれに限らず、実変速比RaTを用いて判定することも可能である。
Claims (10)
- モータと駆動輪との間に設けられた変速機と、
前記モータの回転数の外乱に伴う振動を抑制する補償トルクから変速に伴う振動を抑制する補償トルク分を差し引いて前記モータの出力トルクを制御する変速振動抑制手段と、
を備えた電動車両の制振制御装置において、
前記変速機の変速比の二階微分を算出する変速比二階微分算出手段と、
を備え、
前記変速振動抑制手段は、前記二階微分の絶対値が所定値以上の場合に、前記モータの出力トルクの制御を行うことを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項1に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記二階微分に基づいて変速比の変化の有無を判定する変速判定手段と、
を備え、
前記変速振動抑制手段は、前記変速判定手段が前記変速比の変化有りと判定した場合に、前記モータの出力トルクの制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電動車両の制振制御装置。 - 請求項2に記載の電動車両の制振制御装置において、
運転者の変速要求に基づき前記変速比を段階的に変更するマニュアル変速モードか否かを判定するマニュアル変速モード判定手段をさらに備え、
前記変速振動抑制手段は、前記マニュアル変速モードによる変速時には、前記二階微分の値に関わらず、前記モータの出力トルクの制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の電動車両の制振制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記変速機の作動液の温度を検出する作動液温度検出手段をさらに備え、
前記変速振動抑制手段は、前記作動液温度が所定温度以上の場合に、前記モータの出力トルクの制御を行うことを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記所定値を、車速が高いほど小さく設定する所定値設定手段を備えることを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記所定値を変速前の変速段に応じ、前記変速段が低いほど小さく設定する所定値設定手段を備えることを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記変速振動抑制手段は、前記モータの出力トルクの制御の開始から、所定時間経過後、前記モータの出力トルクの制御を停止することを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記変速機の目標変速比を設定する変速制御手段を備え、
前記変速振動抑制手段は、前記変速比検出手段が検出する変速比と、前記目標変速比との偏差が所定値未満の場合、前記モータの出力トルクの制御を停止することを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項8に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記変速振動抑制手段は、前記目標変速比の変化率が所定値未満の場合、前記モータの出力トルクの制御を停止することを特徴とする電動車両の制振制御装置。 - 請求項8または請求項9に記載の電動車両の制振制御装置において、
前記変速振動抑制手段は、前記目標変速比と、前記変速制御手段の変速制御による到達変速比との偏差が所定値未満の場合、前記モータの出力トルクの制御を停止することを特徴とする電動車両の制振制御装置。
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