JP2006157986A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機の温度状態に関わらず、ロックアップクラッチの滑りを防止して、回生エネルギーを十分に回収して、燃費向上できるとともに、ロックアップクラッチの摩耗を抑制して寿命を延ばすことができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 エンジン及びモータ・ジェネレータがロックアップクラッチを介して変速機に接続されたハイブリッド車両の制御装置において、前記変速機に供給される油温を検出する油温検出手段と、車両状態からモータ回生トルクを決定するモータ回生トルク決定手段と、前記油温に基づいて決められる油温許容回生トルクを算出する油温許容回生トルク算出手段とを備え、前記油温許容回生トルクが前記モータ回生トルクよりも小さいときには、前記油温許容回生トルクにより前記モータ・ジェネレータの回生制御を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンとモータと有段自動変速機とを有するハイブリッド車両に適用され、エンジンとモータと有段自動変速機の制御を行うハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

近年、エンジン及びモータ・ジェネレータを動力源とし、車両の走行エネルギーの一部を前記モータ・ジェネレータにより電気エネルギーに変換して蓄電装置に蓄えて（いわゆる回生処理を行って）、燃費の向上を図るものがある。この種のハイブリッド車両としては、動力源と駆動輪との間にロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを設けて、該ロックアップクラッチにより動力源と駆動輪間の動力の伝達効率を調整するものがある。

例えば、特許文献１には、電池の充電状態及び温度を検出し、電池の充電状態及び温度と充電電力上限値とを対応付けるテーブルを参照することによって充電電力上限値を決定し、電池の瞬時充電電力がこの充電電力上限値を越えないよう、モータによる回生制動力を制御し或いは制動エネルギを電池に回収する技術が提案されている。
特開２００３−１２５５０２号公報

しかしながら、従来の技術においては、以下のような問題がある。
すなわち、モータ・ジェネレータによる回生処理を行う場合には、変速機に設けられたロックアップクラッチを締結することで車軸とモータ・ジェネレータとを接続している。これにより、車体が持つ運動エネルギーがモータ・ジェネレータに伝達される。しかしながら、変速機の作動油が高温になるとロックアップクラッチの最大容量トルクが減少してしまう。回生トルクがロックアップクラッチの最大容量トルクを上回ると、ロックアップクラッチに滑りが生じてしまう場合がありうる。そうなると、車両側の運動エネルギーをモータ・ジェネレータに伝達する際にロスが生じてしまい、回生エネルギーを十分に回収できず、燃費向上の障害となってしまう虞があるという問題がある。

また、変速機の作動油が高温になってロックアップクラッチの最大容量トルクを上回った状態で、ロックアップクラッチに滑りが生じると、ロックアップクラッチの締結箇所（滑りが生じた箇所）に過度の負担がかかって摩耗してしまい、ロックアップクラッチの寿命を低下させてしまうという問題がある。

従って、本発明は、変速機の温度状態に関わらず、ロックアップクラッチの滑りを防止して、回生エネルギーを十分に回収して、燃費向上できるとともに、ロックアップクラッチの摩耗を抑制して寿命を延ばすことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、エンジン及びモータ・ジェネレータがロックアップクラッチを介して変速機（例えば、実施の形態における多段変速機６）に接続されたハイブリッド車両の制御装置において、前記変速機に供給される油温を検出する油温検出手段（例えば、実施の形態における油温センサ３９）と、車両状態からモータ回生トルクを決定するモータ回生トルク決定手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ８）と、前記油温に基づいて決められる油温許容回生トルクを算出する油温許容回生トルク算出手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ８）とを備え、前記油温許容回生トルクが前記モータ回生トルクよりも小さいときには、前記油温許容回生トルクにより前記モータ・ジェネレータの回生制御を行うことを特徴とする。

この発明によれば、前記油温検出手段で検出された油温に基づいて、ロックアップクラッチの最大容量トルクを超えないように、前記油温許容回生トルク算出手段で油温許容回生トルクを算出して、該油温許容回生トルクが前記モータ回生トルクよりも小さいときには、前記油温許容回生トルクにより前記モータ・ジェネレータの回生制御を行う。これにより、回生トルクがロックアップクラッチの最大容量トルクを上回ってロックアップクラッチに滑りが生じることを防止できるので、車両側の運動エネルギーをモータ・ジェネレータに伝達する際にロスが生じることを防止できる。従って、回生エネルギーを十分に回収することができ、燃費向上することができる。また、上述のようにロックアップクラッチの作動油による滑りの発生を防止できるので、ロックアップクラッチの摩耗の発生を防止でき、ロックアップクラッチの寿命を延ばすことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記油温検出手段は前記変速機に油圧を供給するオイルパンの油温を検出することを特徴とする。
この発明によれば、前記作動油の流路のうち、作動油の流れの影響が少ないオイルパンの油温を検出することで、作動油の温度の検出精度を高めることができるため、よりきめ細かな制御が可能となり、さらなる燃費向上とロックアップクラッチの長寿命化を図ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記油温許容回生トルク算出手段は、前記油温検出手段が故障した場合に、常温時の油温に基づいて前記油温許容回生トルクを算出することを特徴とする。
この発明によれば、常温時の油温に基づいて前記油温許容回生トルクを算出することで、ロックアップクラッチに油温による滑りが発生しないよう制御することができるので、一定量の回生エネルギーを確保できるとともに、ロックアップクラッチを保護することができる。

請求項１に係る発明によれば、変速機の温度状態に関わらず、ロックアップクラッチの滑りを防止して、回生エネルギーを十分に回収して、燃費向上できるとともに、ロックアップクラッチの摩耗を抑制して寿命を延ばすことができる。
請求項２に係る発明によれば、よりきめ細かな制御が可能となり、さらなる燃費向上とロックアップクラッチの長寿命化を図ることができる。
請求項３に係る発明によれば、一定量の回生エネルギーを確保できるとともに、ロックアップクラッチを保護することができる。

以下、この発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を図面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。
このハイブリッド車両１では、エンジン２と発電可能なモータ（以下、モータ・ジェネレータという）３が直結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の動力が、ロックアップクラッチ４を備えたトルクコンバータ５および多段自動変速機６を介して出力軸６ａに伝達され、出力軸６ａからディファレンシャル機構（図示せず）等を介して車両の駆動輪Ｗに伝達されるように構成されている。

エンジン２は多気筒レシプロタイプエンジンであり、各気筒に対する燃料噴射制御および噴射燃料の点火制御を行う燃料噴射・点火制御装置７を有している。
なお、この実施の形態においては電子制御スロットルシステム（いわゆるドライブ・バイ・ワイヤ・システム、略してＤＢＷシステム）が採用されており、エンジン２のスロットルバルブ（図示せず）の作動は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいてＥＣＵ８により電子制御される。

また、燃料噴射・点火制御装置７はその作動をＥＣＵ８によって制御され、所定の条件によりエンジン２の自動停止始動制御（いわゆる、アイドル停止制御）が行われる。そのため、ＥＣＵ８には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ４０、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダルセンサ４１、変速機６のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４２、エンジン２の回転軸の回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ４３、変速機６の入力軸の回転数Ｎｓを検出する車速を検出する変速機入力軸回転数センサ４４、車速センサ４５、などからの出力信号が入力される。

トルクコンバータ５は、ロックアップクラッチ４を解放した状態において、モータ・ジェネレータ３の出力軸と変速機６の入力軸との間のトルク伝達を流体を介して行うものであり、ロックアップクラッチ４を係合させると、モータ・ジェネレータ３の出力軸と変速機６の入力軸は実質的に直結された状態となり、前記流体によらず前記出力軸と前記入力軸の間で直接的にトルク伝達が行われる。ロックアップクラッチ４の係合／解放および変速機６の変速は、車両の運転状態に応じて油圧制御回路２０における油圧制御により行われる。

このハイブリッド車両１の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ・ジェネレータ３側に駆動力が伝達されると、モータ・ジェネレータ３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、パワードライブユニット（ＰＤＵ）９を介してバッテリー１０に充電する。この時の回生出力はＥＣＵ８によってＰＤＵ９を介して制御される。
そして、モータ・ジェネレータ３は、バッテリー１０に充電された電気エネルギーを消費して駆動されるとともに、ＥＣＵ８によってＰＤＵ９を介して制御される。なお、バッテリー１０に代えてキャパシタを用いることも可能である。

また、このハイブリッド車両１は、油圧制御回路２０への油圧供給源として、機械式オイルポンプ１１と、この機械式オイルポンプ１１よりも容量の小さい電動オイルポンプ１２を備えている。機械式オイルポンプ１１はエンジン２の出力軸に連結されており、エンジン２またはモータ・ジェネレータ３の駆動力によって作動する。

一方、電動オイルポンプ１２は電気モータ（駆動モータ）１３によって作動し、ポンプドライバ１４は１２ボルトバッテリー１５の電力を電気モータ１３に給電する。そして、電動オイルポンプ１２は、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３が停止していて機械式オイルポンプ１１を作動できないときに作動するように制御される。

次に、図２を参照して、変速機６に油圧を供給する油圧回路（油圧供給部）３０を説明する。機械式オイルポンプ１１の吸込ポート１１ａは、吸込管３３によってオイルパン３１に配置されたストレーナ３２に接続され、機械式オイルポンプ１１の吐出ポート１１ｂは吐出管３４によって油圧制御回路２０に接続されている。オイルパン３１には、作動油の温度を検出する温度センサ３８が設けられている。

電動オイルポンプ１２の吸込ポート１２ａは吸込管３５によって吸込管３３に接続され、電動オイルポンプ１２の吐出ポート１２ｂは吐出管３６によって吐出管３４に接続されている。吐出管３６には、電動オイルポンプ１２の吐出ポート１２ｂから吐出管３４に向かう作動油の流通を許可し、吐出管３４から吐出ポート１２ｂに向かう作動油の流通を阻止する逆止弁３７が設けられている。

油圧制御回路２０は、周知のように、運転席のシフトレバーに連動して動かされ吐出管３４から供給される作動油を前進、中立、後進の基本となる油路に切り替えるマニュアルバルブ（図示せず）や、吐出管３４から供給される作動油の油路および油圧を制御する複数のシフトバルブ（図示せず）や、該シフトバルブのパイロット圧を制御する複数のソレノイドバルブ群２１などから構成されており、車両の運転状態に応じてシフトバルブで油路および油圧を制御することにより変速機６のクラッチやブレーキ（いずれも図示せず）の作動を制御し、変速機６のギヤポジションを自動的に最適制御可能にするものである。

図３は変速機の油温に基づく回生トルク決定を行う処理内容を示すフローチャートである。同図に示すように、減速中のロックアップクラッチ締結時には、以下のフローで制御する。まず、ステップＳ１０で、油温センサ３９で検出した変速機６の作動油温度に基づいて、油温許容回生トルクをテーブル検索により決定する。このテーブルを図４に示す。同図に示す油温許容回生トルクは、ロックアップクラッチ４の締結状態を継続できるトルクに設定されている。

そして、ステップＳ１２で、油温許容回生トルクが目標回生トルク以下か否かを判定する。目標回生トルクは、変速機６のギアポジション（ＧＰ）や、エンジン２の回転数、ブレーキの作動有無、バッテリー１０の残容量、エアコンの作動有無等の車両の状態により、算出される回生トルクである。この判定結果がＹＥＳの場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、油温許容回生トルクを目標回生トルクに代入して、本フローチャートの処理を終了する。また、ステップＳ１２の判定結果がＮＯの場合は、目標回生トルクの変更を行わずに、そのまま本フローチャートの処理を終了する。

これにより、回生トルクがロックアップクラッチ４の最大容量トルクを上回ってロックアップクラッチ４に滑りが生じることを防止できるので、車両側の運動エネルギーをモータ・ジェネレータ３に伝達する際にロスが生じることを防止できる。従って、回生エネルギーを十分に回収することができ、燃費向上することができる。
また、上述のようにロックアップクラッチ４の作動油による滑りの発生を防止できるので、ロックアップクラッチ４の摩耗の発生を防止でき、ロックアップクラッチ４の寿命を延ばすことができる。

また、作動油の流れの影響が少ないオイルパン３１に油温センサ３９を設けて、その油温を検出することで、作動油の温度の検出精度を高めることができる。従って、よりきめ細かな制御が可能となり、さらなる燃費向上とロックアップクラッチ４の長寿命化を図ることができる。

なお、本発明の内容は上述の実施の形態のみに限られるものでないことはもちろんである。例えば、変速機は多段（有段）変速機のみならず、無段変速機を用いてもよい。また、油温センサ３９が故障した場合に、常温時の油温に基づいて前記油温許容回生トルクを算出するようにすれば、ロックアップクラッチ４に油温による滑りが発生しないよう制御することができる。これにより、一定量の回生エネルギーを確保できるとともに、ロックアップクラッチを保護することができる点で好ましいが、このような制御を行わない場合にも本発明を適用することができる。また、油温許容回生トルクをロックアップクラッチの最大容量トルクと同じ値にすれば、ロックアップクラッチの滑りを防止しつつ最大限回生エネルギーを蓄えることができる点で好ましいが、ロックアップクラッチの最大容量トルクを超えない値であればよい。

本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。 変速機に油圧を供給する油圧回路を説明する。 変速機の油温に基づく回生トルク決定を行う処理内容を示すフローチャートである。 油温許容回生トルクと油温とのテーブルを示す図である。

符号の説明

１…ハイブリッド車両
２…エンジン
３…モータ・ジェネレータ
４…ロックアップクラッチ
６…多段自動変速機（変速機）
８…ＥＣＵ（モータ回生トルク決定手段、油温許容回生トルク算出手段）
３１…オイルパン
３９…油温センサ（油温検出手段）

Claims (3)

1. エンジン及びモータ・ジェネレータがロックアップクラッチを介して変速機に接続されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速機に供給される油温を検出する油温検出手段と、
   車両状態からモータ回生トルクを決定するモータ回生トルク決定手段と、
   前記油温に基づいて決められる油温許容回生トルクを算出する油温許容回生トルク算出手段とを備え、
   前記油温許容回生トルクが前記モータ回生トルクよりも小さいときには、前記油温許容回生トルクにより前記モータ・ジェネレータの回生制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記油温検出手段は前記変速機に油圧を供給するオイルパンの油温を検出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記油温許容回生トルク算出手段は、前記油温検出手段が故障した場合に、常温時の油温に基づいて前記油温許容回生トルクを算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   

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