JP2008007094A - ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両の制御方法。 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両の制御方法。 Download PDF

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Abstract

【課題】 第２締結要素の耐久性を向上しつつ要求駆動力を確保することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンと前記モータとを断接する第１締結要素と、前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接する第２締結要素と、前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度を検知する温度検知手段と、前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度に応じて、前記第１締結要素のスリップ量と前記第２締結要素のスリップ量を制御する制御手段と、を備えた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、動力源にエンジンとモータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
ハイブリッド車両として特許文献１の技術が開示されている。この公報には、エンジンとモータとを断接する第１締結要素と、モータと駆動輪とを断接する第２締結要素を備え、走行モードとして、モータのみを動力源として走行するモータ使用走行モードと、エンジンを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モードとを有し、走行状態に応じて走行モードを切り換えることで、燃費の向上を図っている。
この特許文献１に記載の技術は、モータ走行使用モードからエンジン使用走行モードに切り換わる際のエンジン始動時に第２締結要素をスリップ制御させることでショックの低減を図っている。
特開2005-221073号公報
しかしながら、締結要素が過熱している状態で、スリップ制御を行うと、更に過熱してしまい締結要素の耐久性の低下を招く虞があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、締結要素の耐久性を向上することが可能な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。
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンと前記モータとを断接する第１締結要素と、前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接する第２締結要素と、前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度を検知する温度検知手段と、前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度に応じて、前記第１締結要素のスリップ量と前記第２締結要素のスリップ量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、締結要素の温度に応じて各締結要素のスリップ量を制御するため、一方のクラッチのみが過負荷となって過熱状態となることを回避することが可能となり、クラッチの耐久性や、走行モードの多様性を向上することができる。
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の過熱時対応モード遷移制御が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。
第１クラッチCL1は、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。尚、詳細については後述する。
そして、自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1は締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC（Wet Start Clutch）走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。尚、このWSC走行モードには更に複数の走行モードを備えており、詳細については後述する。
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギーを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。
また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。
エンジンコントローラ１は、エンジン水温センサ１ａからのエンジン水温や、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。なお、エンジン回転数Neの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８とからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセルペダル開度APOと車速VSPの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクTCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第１クラッチCL1の温度を検知する温度センサ１０ａと、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ｂと、からの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。
尚、温度センサ１０ａ，１０ｂは、例えば各クラッチのスリップ量（ドライブ側とドリブン側の回転差）とクラッチの締結容量から発熱量を推定演算する構成としてもよく、特に限定しない。
また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
更に、統合コントローラ１０は、温度センサ１０ａ，１０ｂの検知した各クラッチの温度が異常を表す所定温度（後述するTm1,Tm2）以上かどうかを監視し、温度に応じて、更にクラッチが過熱されることを防止すべく、過熱時対応モード遷移制御が実行される。この過熱時対応モード遷移制御については後述する。
以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。
目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。
モード選択部200では、図４に示すEV-HEV選択マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。また、EV-HEV選択マップには、低車速領域においてアクセルペダル開度APOが大きいときに、大きな駆動力を出力するために、WSCモードが設定されている。HEV→WSC切換線もしくはEV→WSC切換線は、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる車速VSP1よりも低い領域に設定されている。図４中斜線領域がHEV走行モードからWSC走行モードに切り換えられる領域であり、図４中網掛け領域がWSC走行モードからEV走行モードに切り換えられる領域となる。
目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ締結容量と目標自動変速シフトと第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動するエンジン始動制御部が設けられている。
ここで、エンジン始動制御について説明する。エンジン始動要求が成されると、第２クラッチCL2の締結容量を、エンジン始動前の出力軸トルクとなる締結容量に設定すると共に、モータジェネレータMGの駆動力を増大させる。すると、モータジェネレータMGに作用する負荷は、第２クラッチCL2の締結容量分のみであるため、過剰な駆動力によってモータジェネレータMGの回転数は上昇する。尚、TM出力トルクは第２クラッチCL2の締結容量によって決定されるため、TM出力トルクの変動はない。
このとき、エンジン始動要求が成され、モータジェネレータMGの駆動力が十分に上昇したと見込まれるタイミング（例えばモータジェネレータMGの回転数がTM回転数よりも所定回転数以上高くなった段階等）において、第１クラッチCL1の締結容量を所定値まで上昇させるものであり、極力エンジンが素早く始動できるように上昇させる。
第１クラッチCL1の締結容量が所定値まで上昇すると、モータジェネレータMGに作用する負荷が増大し、モータジェネレータMGのトルクもこの第１クラッチCL1の締結容量の上昇に伴って増大する。このとき、第１クラッチCL1の締結容量をエンジンの始動に必要なトルク程度の締結容量まで上昇させているため、エンジンＥのクランキングが行われ、エンジンＥが自立回転を始めることで、エンジン始動が完了する。すなわち、エンジン始動制御中は、第２クラッチCL2を継続的にスリップ状態とさせ、TM出力トルクの変動を極力抑制した状態で行われる。
変速制御部500では、予め設定されたシフトスケジュールに沿って、各クラッチ締結容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、このシフトスケジュールは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものであり、アップシフト線、ダウンシフト線等が設定されている。
〔WSC走行モードの詳細〕
次に、WSC走行モードの詳細について説明する。図６はWSC走行モードにおける各モード（一部EV走行モードやHEV走行モードを含む）を表す状態遷移図である。WSC走行モードには、WSCクリープモードと、CL2過熱時モードと、CL2過熱限界モードと、CL1&CL2過熱限界モードと、WSC積極的発電モードを有する。このWSCモードとは、エンジンＥが作動した状態を維持している点に特徴があり、要求駆動力変化に対する応答性が高いといえる。以下、各モードについて説明する。
（WSCクリープモード）
WSCクリープモードとは、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2をスリップ制御し、エンジンＥの駆動力を用いてクリープ走行するモードである。尚、クリープ走行とは、運転者のアクセルペダル開度APOが０の場合であっても、トルクコンバータを備えた車両のように駆動輪に所定のトルクを作用させる走行状態を表す。
すなわち、トルクコンバータのように回転数を吸収する要素が存在しないため、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を完全締結すると、エンジンＥの回転数に応じて車速が決まってしまう。エンジンＥには自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在し、このアイドル回転数は、エンジンの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると、更に下限値が高くなる。よって、このような状況でもエンジンＥによって安定したクリープトルクを発生するべく、第２クラッチCL2をスリップ制御させ、車両発進時や上記下限値を下回るような極低速走行時に、エンジンＥを用いたクリープ走行を達成する。尚、モータジェネレータMGの駆動力を用いてもよい。
（CL2過熱時モード）
CL2過熱時モードとは、第１クラッチCL1をスリップ制御し、第２クラッチCL2もスリップ制御し、エンジンＥの駆動力を用いてクリープ走行するモードである。尚、CL2過熱時モードは、クリープ走行において実行しているが、アクセルペダルが踏み込まれた通常の走行状態において駆動輪に所望のトルクを作用させるように実行してもよい。また、モータジェネレータMGの駆動力を用いてもよい。
例えば、WSCクリープモードにおいて、第２クラッチCL2が所定温度Tm1以上となると、過熱限界まで到達していないものの、この状態を継続すると、過熱限界に比較的早期に到達する虞がある。そこで、第１クラッチCL1のスリップ制御におけるスリップ量と、第２クラッチCL2のスリップ制御におけるスリップ量との関係を、各クラッチCL1，CL2の温度に応じて適宜変更し、第２クラッチCL2の負担を軽減する。
駆動輪に作用させる所望トルクは要求駆動力に基づいて決定されているため、第２クラッチCL2の締結容量の下限値は一義的に決定されている。このとき、ある締結容量を確保すると、モータジェネレータMGの回転数によってスリップ量が決定される。第２クラッチCL2のドライブ側の回転数が第２クラッチCL2の駆動輪側の回転数よりも大幅に高いときはスリップ量も大きくなり、発熱量も大きくなる。
このことから、第２クラッチCL2の締結容量を一定とした状態で、スリップ量を低下させるには、第２クラッチCL2のドライブ側の回転数を小さくしなければならない。
そこで、モータジェネレータMGを回転数制御し、第２クラッチCL2のドライブ側の回転数を低くすることで、第２クラッチCL2のスリップ量を低下させる。
このモードは、第１クラッチCL1の発熱状態が第２クラッチCL2の発熱状態よりも低いときに効果的である。
（CL2過熱限界モード）
CL2過熱限界モードとは、第１クラッチCL1をスリップ制御し、第２クラッチCL2を完全締結し、エンジンＥの駆動力を用いてクリープ走行するモードである。尚、CL2過熱限界モードは、クリープ走行において実行しているが、アクセルペダルが踏み込まれた通常の走行状態において駆動輪に所望のトルクを作用させるように実行してもよい。また、モータジェネレータMGの駆動力を用いてもよい。
例えば、CL2過熱時モードにおいて、第２クラッチCL2が過熱限界である所定温度Tｍ2（>Tm1）以上となると、これ以上第２クラッチCL2に発熱させた場合、第２クラッチCL2に焼き付き等が生じる虞がある。そこで、第２クラッチCL2を完全締結しスリップ量を０とすることで、第２クラッチCL2にはスリップが発生せず、これ以上の過熱を回避する。尚、このときの第１クラッチCL1の締結容量はクリープトルク相当値に設定される。これにより、エンジン回転数が変動したとしても安定したクリープ走行を達成する。
このモードは、第１クラッチCL1はさほど過熱しておらず、第２クラッチCL2のみ限界まで過熱した際に効果的である。このとき、第１クラッチCL1のスリップ量は、第２クラッチCL2のスリップ量が０となることに伴い、大きくなることは言うまでもない。
（CL1，CL2過熱限界モード）
CL1，CL2過熱限界モードとは、第１クラッチCL1を解放し、第２クラッチCL2を完全締結し、モータジェネレータMGの駆動力のみを用いて走行するモードである。尚、通常のEV走行モードと異なる点として、エンジンＥを停止せずアイドル回転数を維持する点が異なる。
例えば、CL2過熱限界モードにおいて、第１クラッチCL1が過熱限界である所定温度Tm2を越えた状態で、これ以上第１クラッチCL1に発熱させると、第１クラッチCL1に焼き付き等が生じる虞がある。そこで、第１クラッチCL1を解放することで、第１クラッチCL1にはスリップに伴う発熱が発生せず、これ以上の過熱を回避する。このとき、エンジンＥは作動した状態を維持しておく。
このモードは、バッテリSOCが低下し、発電要求がなされる場合に効果的である。すなわち、エンジンＥの作動が維持されているため、仮にバッテリSOCが低下し、エンジンＥを使用して走行しなければならない場合であっても、第１クラッチCL1の締結容量のみ制御することで、エンジン始動制御等を実行する必要が無く、また、エンジン始動に伴う第２クラッチCL2のスリップ制御による過熱、応答性の悪化、エンジン始動ショック等を回避できるからである。また、バッテリSOCは十分確保されていたとしても、エンジン水温センサ１ａにより検知されるエンジン水温が低い場合には、エンジン燃焼効率やスムーズなエンジン再始動等が向上できない虞がある。よって、エンジン水温が低い場合にも同様にCL1,CL2過熱限界モードにおいてエンジン作動を維持することが効果的である。
尚、第１クラッチCL1を解放すると、油圧式の多板クラッチ等の場合、各クラッチプレート間に流れる潤滑油によって冷却効率が高まり、より素早く温度低下を図ることができる。
（WSC積極的発電モード）
WSC積極的発電モードとは、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2をスリップ制御し、エンジンＥの駆動力のみを用いて走行すると共に、エンジンＥの駆動力を用いてモータジェネレータMGに発電させる走行モードである。
例えば、WSCクリープモードにおいて、エンジンＥとモータジェネレータMGの両駆動力を用いて走行している状態では、モータジェネレータMGが電力を消費し続けるため、バッテリSOCが低下していくこととなる。そこで、第２クラッチCL2の締結容量を維持した状態で、エンジンＥの駆動力を増加させ、モータジェネレータMGを発電状態とすることで、走行状態を維持したままバッテリSOCの回復を図る。
このモードは、バッテリSOCが低いときに効果的であり、また、特にWSCクリープモードのように大きな駆動力を要求されていない状態から遷移させることで運転者への違和感等を低減することが可能である。
〔過熱時対応モード遷移制御〕
次に、上記WSC走行モードにおける過熱時対応モード遷移制御について説明する。図６は、各走行モードから他の走行モードへのモード遷移を表すモード遷移図である。以下、各モード遷移について説明する。
（WSCクリープモードからの遷移）
(i)WSCクリープモードにおいて、バッテリSOCが低下すると、モータジェネレータMGにより発電させる必要がある。そこで、第２クラッチCL2又は第１クラッチCL1の過熱時の走行モード（後述）への遷移に優先させてWSC積極的発電モードに遷移させ、バッテリSOCの回復を図る。具体的にはエンジンの駆動力を上昇させ、モータジェネレータMGを駆動状態から発電状態に切り換えることで遷移する。
WSC積極的発電モードにおいてバッテリSOCが回復すると、再度WSCクリープモードに遷移する。
(ii)WSCクリープモードにおいて、EV走行モードの走行条件が成立すると、EV走行モードに遷移する。具体的には、第１クラッチCL1を解放し、第２クラッチCL2を完全締結することで遷移する。これにより、第２クラッチCL2がスリップすることがなく、これ以上の発熱を回避することができる。
EV走行モードにおいてEV走行モードの走行条件が不成立となると、再度WSCクリープモードに遷移する。尚、EV走行モードの走行条件判断は、図４に示すEV-HEV選択マップに基づいて実行される。更に、バッテリSOCやエンジン水温によってもEV走行モードが適しているか否かが判断されることは言うまでもない。
(iii)WSCクリープモードにおいて、第２クラッチCL2の温度が所定温度Tm1以上になると、第２クラッチCL2の負担を軽減する必要がある。そこで、CL2過熱時モードに遷移する。具体的には、第２クラッチCL2の締結容量を維持した状態で第１クラッチCL1の締結容量を低下させることで遷移する。これにより、第２クラッチCL2の温度上昇を抑制する。
CL2過熱時モードにおいて第２クラッチCL2の温度が所定温度Tm1未満に低下したときは、再度WSCクリープモードに遷移する。
（CL2過熱時モードからの遷移）
(i)CL2過熱時モードにおいて、第２クラッチCL2の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上となると、第２クラッチCL2にこれ以上発熱させないようにする必要がある。そこで、CL2過熱限界モードに遷移する。具体的には、第１クラッチCL1の締結容量を低下させて更にスリップさせ、第２クラッチCL2を完全締結することで遷移する。このように、第２クラッチCL2を完全締結することで、温度上昇を確実に抑制する。
CL2過熱限界モードにおいて第２クラッチCL2の温度が所定温度Tm2未満に低下したときは、再度過熱時モードに遷移する。
(CL2過熱限界モードからの遷移)
(i)CL2過熱限界モードにおいて、第１クラッチCL1の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上になると、これ以上スリップによる発熱を許容できないことから、第１クラッチCL1は完全締結するか解放するかを選択せざるを得ない。このとき、バッテリSOCがある程度確保されている場合には、CL1，CL2過熱限界モードへ遷移する。具体的には、第１クラッチCL1を解放し、モータジェネレータMGの駆動力を発生させることで遷移する。
CL1，CL2過熱限界モードにおいて第１クラッチCL1の温度が低下すると、再度CL2過熱限界モードに遷移する。
(ii)CL2過熱限界モードにおいて、第１クラッチCL1の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上になると、これ以上スリップによる発熱を許容できないことから、第１クラッチCL1は完全締結するか解放するかを選択せざるを得ない。このとき、バッテリSOCが低い状態の場合には、HEV走行モードに遷移する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結することで遷移する。HEV走行モードに遷移し、エンジンＥの駆動力を得ることでモータジェネレータMGの駆動力を小さく（又は０でもよい）することが可能となり、バッテリSOCが低い場合であっても走行を維持することができる。
HEV走行モードにおいて第１クラッチCL1の温度が低下すると、再度CL2過熱限界モードに遷移する。
（CL1，CL2過熱限界モードからの遷移）
(i)CL1，CL2過熱限界モードにおいて、第１クラッチCL1の温度が過熱限界である所定温度Tm2より高い状態でバッテリSOCが低下すると、HEV走行モードに遷移する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結することで遷移する。このとき、エンジンＥはCL1，CL2過熱限界モードにおいて作動状態にあることから、エンジン始動制御等を実行する必要が無く、第２クラッチCL2をスリップ状態にすることがないため、第２クラッチCL2の発熱を抑制することができる。
(ii)CL1，CL2過熱限界モードにおいて、第１クラッチCL1の温度が過熱限界である所定温度Tm2より低下した状態でバッテリSOCが低下すると、CL2過熱限界モードに遷移する。具体的には、第１クラッチCL1をスリップ状態としモータジェネレータMGの駆動力を小さく（又は０でもよい）することで遷移する。これにより、エンジンＥの駆動力を用いて走行することが可能となり、バッテリSOCが低い状態であっても走行を維持することができる。
以上説明したように実施例１の構成にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)第１クラッチCL1と第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ａ，１０ｂの検出温度に応じて、第１クラッチCL1のスリップ量と第２クラッチCL2のスリップ量を制御することとした。
よって、一方のクラッチのみが過負荷となって過熱状態となることを回避することが可能となり、クラッチの耐久性や、走行モードの多様性を向上することができる。
尚、このことは、言い換えると、各クラッチCL1，CL2の温度の一方のみの上昇を抑制するように、第１クラッチCL1のスリップ量と第２クラッチCL2のスリップ量を変更することと同義である。
(2)第２クラッチCL2の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上のときは、第２クラッチCL2を完全締結し、第１クラッチCL1の締結容量をクリープトルク相当値としてスリップ制御することとした。
よって、第２クラッチCL2の過熱を回避しつつ、エンジンＥを使用したクリープ走行を維持することができる。
(3)駆動輪の回転数が前記エンジンのアイドル回転数に対応した回転数よりも低いとき、すなわち車速VSP1より車速が低い状態でクリープ走行時に実行することとした。
よって、エンジンＥのアイドル回転数等に規定されることなく安定したクリープ走行を実現することができる。
(4)第１及び第２クラッチCL1，CL2の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上、かつ、バッテリSOCが所定値以上のときは、第１クラッチCL1を解放し第２CL2を完全締結してエンジンＥを作動させたままモータジェネレータMGのみにより走行制御することとした。
第１クラッチCL1を解放することで、第１クラッチCL1にはスリップに伴う発熱が発生せず、これ以上の過熱を回避する。このとき、エンジンＥは作動した状態を維持しておくため、仮にバッテリSOCが低下し、エンジンＥを使用して走行しなければならない場合であっても、第１クラッチCL1の締結容量のみ制御することで、エンジン始動制御等を実行する必要が無く、また、エンジン始動に伴う第２クラッチCL2のスリップ制御による過熱、応答性の悪化、エンジン始動ショック等を回避できる。更に、第１クラッチCL1を解放すると、油圧式の多板クラッチ等の場合、各クラッチプレート間に流れる潤滑油によって冷却効率が高まり、より素早く温度低下を図ることができる。
(5)第１及び第２クラッチCL1，CL2の温度が過熱限界である所定温度Tm2以上、かつ、バッテリSOCが所定値未満のときは、第１及び第２クラッチCL1．CL2を完全締結してエンジンＥとモータジェネレータMGの両駆動力を用いて走行するHEV走行モードに遷移することとした。
よって、エンジンＥの駆動力を得ることでモータジェネレータMGの駆動力を小さくすることが可能となり、バッテリSOCが低い場合であっても走行を維持することができる。
(6)第１クラッチCL1を完全締結し第２クラッチCL2をスリップ締結しエンジンＥとモータジェネレータMGの駆動力により走行するWSCクリープモードであって、かつ、バッテリSOCが所定値未満のときは、モータジェネレータMGを発電状態としエンジンＥの駆動力により走行するWSC積極的発電モードに遷移させることとした。
WSCクリープモードにおいて、エンジンＥとモータジェネレータMGの両駆動力を用いて走行している状態では、モータジェネレータMGが電力を消費し続けるため、バッテリSOCが低下していくこととなる。そこで、第２クラッチCL2の締結容量を維持した状態で、エンジンＥの駆動力を増加させ、モータジェネレータMGを発電状態とすることで、走行状態を維持したままバッテリSOCの回復を図ることができる。また、バッテリSOCの回復を素早く図ることにより、WSCクリープモードから、EVクリープモードに状態遷移しやすくなり、第２クラッチCL2の耐久性の向上を図ることができる。
(7)第１クラッチCL1を完全締結し第２クラッチCL2をスリップ締結しエンジンＥとモータジェネレータMGの駆動力により走行するWSCクリープモードであって、かつ、バッテリSOCが所定値以上のときは、第１クラッチCL1を解放し第２クラッチCL2を完全締結してモータジェネレータMGの駆動力のみにより走行するEV走行モードに遷移させることとした。
よって、第２クラッチCL2がスリップすることがなく、これ以上の発熱を回避することができる。
以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許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。
実施例１では、第２クラッチCL2の温度が上昇したときは、第２クラッチCL2を完全締結し、第１クラッチCL1のスリップ量が大きくなるように制御し、その後、第１クラッチCL1の温度が上昇したときは、第１クラッチCL1を解放又は完全締結する例を説明したが、第２クラッチCL2よりも先に第１クラッチCL1の温度が上昇した場合には、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2のスリップ量が大きくなるように制御しても良い。
すなわち、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を用いて、駆動輪に必要なトルクを伝達する際、一方のクラッチのみ温度が上昇してしまわないように適宜スリップ量を制御することで、エンジンＥとモータジェネレータMGの両方を作動させた状態（モータジェネレータMGについては駆動と発電の両方）で走行を達成すればよい。
具体的には、第１クラッチCL1の温度が高いときは、第１クラッチCL1のスリップ量を小さくすればよい。また、第２クラッチCL2の温度が高いときは、第２クラッチCL2のスリップ量が小さくなるように第１クラッチCL1のスリップ量を調整すればよい。この調整に際しては、エンジンＥを作動もしくは停止させる、モータジェネレータMGを駆動もしくは発電するといった組み合わせにより適宜達成してもよい。
また、上述したように両方を作動させる際、エンジンＥを作動する目的は、単に駆動力を得る為に限らず、例えばエンジン水温を上昇させて燃焼効率の高めることを目的としてもよいし、発電を目的としてもよいし、発電と駆動力確保の両立を目的としてもよい。
また、第２クラッチCL2の温度が上昇し、第２クラッチCL2を完全締結したときは、エンジンＥの駆動力とモータジェネレータMGの駆動力と第１クラッチCL1のスリップ量の少なくともいずれか１つを制御することでクリープ走行を達成してもよい。すなわち、第２クラッチCL2を完全締結した場合、クリープ走行を達成可能なクリープトルクとは、第２クラッチCL2の入力側に作用するトルクと同義である。このとき、エンジンＥは駆動源となり、モータジェネレータMGは駆動源もしくは制動源（発電）となり、第１クラッチCL1はエンジンＥのトルクをどの程度入力させるかを決定する要素となる。これらを適宜制御することで第２クラッチCL2の入力側に作用するトルクを制御することが可能となり、第２クラッチCL2の温度が上昇した場合でも、安定したクリープ走行を実現できる。
また、実施例１では、第２クラッチとして自動変速機に内蔵されたクラッチを利用する例を示したが、モータジェネレータと変速機との間に第２クラッチを追加して介装したり、または、変速機と駆動輪との間に第２クラッチを追加して介装（例えば、特開２００２−１４４９２１号公報参照）しても良い。さらには、第１クラッチ（エンジンクラッチ）のみを持つハイブリッド車両にも適用できるし、第１クラッチ及び第２クラッチを持たずハイブリッド走行モードと電気自動車走行モードを達成するハイブリッド車両にも適用できる。モータは、効率等の影響はあるにせよ、回転数とトルクを独立に制御できるからである。
要するに、動力源にエンジンとモータを備え、走行モードとして、モータのみを動力源として走行するモータ使用走行モードと、エンジンを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モードと、を有するハイブリッド車両であれば適用できる。
実施例１の過熱時対応モード遷移制御が適用された後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。 図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。 図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。 図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。 実施例１のWSC走行モードにおける各モード（一部EV走行モードやHEV走行モードを含む）を表す状態遷移図である。
符号の説明
Ｅ エンジン
FW フライホイール
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
PS プロペラシャフト
DF ディファレンシャル
DSL 左ドライブシャフト
DSR 右ドライブシャフト
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
FL 左前輪
FR 右前輪
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
２４ ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部

Claims (12)

  1. エンジンと、
    モータと、
    前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンと前記モータとを断接する第１締結要素と、
    前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接する第２締結要素と、
    前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度を検知する温度検知手段と、
    前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度に応じて、前記第１締結要素のスリップ量と前記第２締結要素のスリップ量を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記制御手段は、一方の締結要素の温度が第１所定値以上のときは、該一方の締結要素のスリップ量を低下させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記一方の締結要素の温度が前記第１所定値より高い第２所定値以上のときは、該一方の締結要素を完全締結し、他方の締結要素の締結容量が要求駆動力相当となるようにスリップ量を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記一方の締結要素は前記第２締結要素であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記一方の締結要素は前記第２締結要素であり、前記他方の締結要素は前記第１締結要素であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 請求項４または５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記駆動輪の回転数が前記エンジンのアイドル回転数に対応した回転数よりも低いクリープ走行時に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。
  7. 請求項１ないし６いずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記モータに電力を供給するバッテリと、
    このバッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
    を設け、
    前記制御手段は、前記第１及び第２締結要素の温度が所定値以上、かつ、前記蓄電量が所定値以上のときは、前記第１締結要素を解放し前記第２締結要素を完全締結して前記エンジンを作動させたまま前記モータのみにより走行制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記第１及び第２締結要素の温度が所定値以上、かつ、前記蓄電量が所定値未満のときは、前記第１及び第２締結要素を完全締結して前記エンジンと前記モータの両駆動力を用いて走行制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  9. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記モータに電力を供給するバッテリと、
    このバッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
    を設け、
    前記制御手段は、前記第１締結要素を完全締結し前記第２締結要素をスリップ締結し前記エンジンと前記モータの駆動力により走行する走行モードであって、かつ、前記蓄電量が所定値未満のときは、前記モータを発電状態とし前記エンジンの駆動力により走行する走行モードに遷移させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  10. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記モータに電力を供給するバッテリと、
    このバッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
    を設け、
    前記制御手段は、前記第１締結要素を完全締結し前記第２締結要素をスリップ締結し前記エンジンと前記モータの駆動力により走行する走行モードであって、かつ、前記蓄電量が所定値以上のときは、前記第１締結要素を解放し前記第２締結要素を完全締結して前記モータの駆動力のみにより走行する走行モードに遷移させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  11. エンジンと、
    モータと、
    前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンと前記モータとを断接する第１締結要素と、
    前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接する第２締結要素と、
    前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度を検知する温度検知手段と、
    前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度の一方のみの上昇を抑制するように、前記第１締結要素のスリップ量と前記第２締結要素のスリップ量を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  12. エンジンと、
    モータと、
    前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンと前記モータとを断接する第１締結要素と、
    前記モータと駆動輪との間に介装され前記モータと前記駆動輪とを断接する第２締結要素と、
    を備えたハイブリッド車両の制御方法において、
    前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度を検知し、前記第１締結要素及び／又は前記第２締結要素の温度に応じて、前記第１締結要素のスリップ量と前記第２締結要素のスリップ量を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
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