JP2011025811A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動系に、エンジンEng、第1クラッチCL1、モータ/ジェネレータMG、第2クラッチCL2、左右タイヤLT,RTを備え、エンジンEngを停止させる際、第1クラッチCL1を締結状態でエンジンEngへの燃料噴射を継続したままでエンジン回転数を低下させ、エンジン回転数N1が所定回転数N2まで低下した段階でエンジンEngへの燃料噴射を停止する。このハイブリッド車両において、エンジン停止制御手段(図4,図5)は、モータ/ジェネレータMGによりエンジン回転数N1を低下させるとともに、第2クラッチCL2をスリップ締結状態とする。
【選択図】図4
Description
このハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン停止制御手段は、前記モータによりエンジン回転数を低下させるとともに、前記第2クラッチをスリップ締結状態とすることを特徴とする。
したがって、エンジンを停止させる際、エンジンの停止直前まで排気系触媒に燃焼ガスを送るため、エンジン再始動時の排気浄化効率を維持できる。また、モータの回転数低下にかかわらず、第2クラッチの滑りによる回転差吸収作用により、駆動輪の回転数(車速)の低下を抑制することができる。さらに、制御応答性が高いモータの回転数低下により、エンジン回転数を連れ回しで素早く低下させることができ、燃料噴射を停止するまでの時間短縮化により燃費の向上となる。
この結果、エンジン停止制御時、差動許容機構を有さない直列接続駆動系でありながら、エンジン再始動時の排気浄化効率の維持と、車速低下の抑制と、燃費の向上と、を併せて達成することができる。
図1は、実施例1の制御装置が適用された前輪駆動または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、CVT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、各コントローラ1,2,5,7,9と、統合コントローラ10とは、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
このエンジンコントローラ1は、エンジンEngの吸入空気量を検出するエアフローメータ23、排気空燃比を検出するO2センサ24からの検出信号が入力され、「HEVモード」の選択時において、エンジンEngの点火時期を、X°BTDC(X>0)に設定する。
また、エンジンコントローラ1は、エンジンEngの燃料噴射量を、エンジン回転数と吸入空気量に基づき設定し、排気系統に設置されている三元触媒25の触媒雰囲気がほぼ理論空燃比に維持されるように、O2センサ24の検出値に基づいて燃料噴射補正値λを変更する制御を行う(λコントロール)。
この変速制御に加えて、統合コントローラ10から目標CL2トルク指令を入力した場合、第2クラッチCL2へのクラッチ油圧を制御する指令を油圧コントロールバルブユニットCVU内の第2クラッチ油圧ユニット8に出力する第2クラッチ制御を行う。
また、エンジン始動制御やエンジン停止制御等において、統合コントローラ10から変速制御指令が出力された場合、通常の変速制御に優先し、変速制御指令にしたがった変速制御を行う。
このEV-HEV選択マップには、EV領域に存在する運転点(APO,VSP)が横切ると「HEVモード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線(エンジン始動線)と、HEV領域に存在する運転点(APO,VSP)が横切ると「EVモード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線(エンジン停止線)と、「HEVモード」の選択時に運転点(APO,VSP)がWSC領域に入ると「WSCモード」へと切り替えるHEV⇒WSC切替線と、が設定されている。前記HEV⇒EV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。前記HEV⇒WSC切替線は、自動変速機CVTが1速段や最低変速比のときに、エンジンEngがアイドル回転数を維持する第1設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、「EVモード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。
例えば、「HEVモード」を選択しての走行中、バッテリ4の充電容量(バッテリSOC)が十分で、アクセル開度APOにあらわれる要求駆動力が低く、エンジンEngの動力に頼らずモータ/ジェネレータMGのみでの走行が可能であると判断されたとき、「HEVモード」から「EVモード」へのモード遷移指令が出されが(図3参照)、このモード遷移指令に基づくエンジン停止要求の出力をもってエンジンEngの停止条件成立とする。
ここで、タイマー値の設定時間T1は、エンジンEngが単独で自立回転している状態から所定回転数N2で燃料噴射を停止した場合、エンジン回転数N1まで低下するのに要する時間と等しく設定する。
このように、点火時期を遅らせることで、エンジントルクとエンジン回転数を低下させることができる。点火時期Y°BTDCは、エンジンEngの燃焼安定性を悪化させない範囲でできるだけ遅角側に設定される。
このように電子スロットル弁の開度を全閉とすることで、エンジンEngの吸入空気量を低下させ、エンジントルクとエンジン回転数をさらに低下させる。
なお、上記したエンジン停止制御中に、大きな要求駆動力が出されて「EVモード」へのモード遷移が中止された場合は、エンジン停止制御を中止し、自動変速機CVTの変速比を元に戻す。その際には、エンジン停止フラグや燃料噴射停止フラグ等は初期値(0)に戻される。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「エンジン再始動時の排気浄化効率維持作用」、「N1≧N2のときのエンジン停止制御作用」、「N1<N2のときのエンジン停止制御作用」に分けて説明する。
エンジンの排気通路には、排気を浄化するための三元触媒が設けられている。この三元触媒は、排気中のエミッション(HC、CO、NOx)を同時に浄化する触媒であり、その浄化効率を最大にするには、触媒雰囲気を理論空燃比に保つ必要がある。このため、エンジン制御では、エンジンの空燃比をリッチ状態とリーン状態とで交互に切り換え、触媒雰囲気が理論空燃比に保たれるようにしている。
エンジン停止条件が成立時にエンジン回転数N1が所定回転数N2以上であり、自動変速機CVTの変速比低下(ハイ側変速)に制限がないときには、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8へと進み、ステップS8においてN1≧N2であると判断される限り、ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8へと進む流れが繰り返される。すなわち、ステップS4では、第1クラッチCL1を完全締結状態としたままでモータ/ジェネレータMGによるモータ回転数を低下させ、ステップS5では、モータ回転数の低下にかかわらず車速(=変速機出力回転数)を低下させることがないように、自動変速機CVTの変速比を徐々に低下させてハイ側へ変速させる。
実施例1のエンジン停止制御では、エンジンEngを停止させる際、モータ/ジェネレータMGによりエンジン回転数N1を所定回転数N2まで低下させるようにしている。
まず、自動変速機CVTの変速比をハイ側にし、変速機入力回転数を低下させる手法によりエンジン回転数を低下させようとすると、1点鎖線のエンジン回転数特性に示すように、エンジン停止条件成立時でエンジン回転数N1である時刻t0から、緩やかな勾配にて低下していき、時刻t3となった時点で所定回転数N2まで低下する。これに対し、モータ制御によりエンジン回転数を低下させると、実線によるエンジン回転数特性に示すように、エンジン停止条件成立時でエンジン回転数N1である時刻t0から、モータ回転数の低下特性にそのまま追従してエンジン回転数が低下していき、時刻t2となった時点で所定回転数N2まで低下する。
実施例1のエンジン停止制御では、モータ/ジェネレータMGによりエンジン回転数を低下させる際、自動変速機CVTをハイ側に変速させ、ハイ側への変速に制限がかかったとき、第2クラッチCL2をスリップ締結状態とするようにしている。
まず、エンジン停止条件成立時でエンジン回転数N1である時刻t0から、自動変速機CVTのハイ側変速を開始し、時刻t1となった時点でそれ以上はハイ側に変速できないという制限がかかるとする。このとき、時刻t1となった時点から第2クラッチCL2への油圧が抜かれてスリップを開始し、エンジン回転数が所定回転数N2まで低下する時刻t2まで変速比のハイ側制限量Aに相当するスリップ量Bによりスリップ状態が継続される。これにより、モータ制御によりエンジン回転数を低下させると、図7の実線によるエンジン回転数特性に示すように、エンジン停止条件成立時でエンジン回転数N1である時刻t0から、モータ回転数の低下特性にそのまま追従してエンジン回転数が低下していき、図6の場合と同じ時刻t2となった時点で所定回転数N2まで低下する。
実施例1のエンジン停止制御では、エンジンEngを停止させる際、エンジン回転数N1が予め設定した設定回転数N2まで低下した段階で、第1クラッチCL1を解放し、自動変速機CVTの変速比をエンジン回転数が低下される以前の変速比に戻すようにしている。
エンジン停止条件が成立時にエンジン回転数N1が所定回転数N2未満であり、そのときのエンジン回転数およびモータ回転数を維持できるときには、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS15へと進み、ステップS15においてタイマー値<T1であると判断される限り、ステップS12→ステップS13→ステップS15へと進む流れが繰り返される。すなわち、ステップS10では、燃料噴射停止フラグをセットし、ステップS11では、そのときのエンジン回転数N1に維持し、ステップS12では、エンジン回転数維持継続時間を示すタイマー値をカウントアップする。
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。
このため、エンジン停止制御時、差動許容機構を有さない直列接続駆動系でありながらエンジンEngとモータ(モータ/ジェネレータMG)と駆動輪(左右タイヤLT,RT)の間での差動回転関係を確保することで、エンジン再始動時の排気浄化効率の維持と、車速低下の抑制と、燃費の向上と、を併せて達成することができる。
このため、ハイ側への変速制限がかかってはじめて第2クラッチCL2をスリップさせるというように、第2クラッチCL2がスリップ状態となる頻度やスリップ状態が継続する時間を短く抑えることができ、この結果、第2クラッチCL2の過熱が抑えられ、耐久性が悪化することを防止できる。加えて、第2クラッチCL2をスリップさせることにより自動変速機CVTの変速が制限されることはなくなるので、例えば、車両停止前の減速中にあっては自動変速機CVTのロー側への戻し制御が可能となり、発進性の向上を図ることができる。
このため、エンジン停止制御の終了時点で、モータ(モータ/ジェネレータMG)とロー側変速比による自動変速機CVTにより高い駆動トルクを発揮できる体制が整えられ、力強い再発進や再加速を行うことができる。
このため、急激なブースト(負圧)の発達がなくなり、噴射燃料に加えてインテークマニホールドのポート壁に付着している燃料が筒内に流入して空燃比のリッチ/ピークを生ずることがなく、排気性能を向上させることができる。
このため、モータ(モータ/ジェネレータMG)でエンジンEngを連れまわす時間を確保することによって、燃料消費を抑えながらVTC戻しを確実に行えるので、エンジンEngの再始動を保証でき、力強い再発進や再加速を行うことができる。
このため、第2クラッチCL2の下流側に存在する自動変速機CVTや左右タイヤLT,RT等によってモータ回転数の維持ができない状況になっても、モータ/ジェネレータMGでエンジンEngを連れ回す時間が確保され、エンジンEngのVTC戻し動作を確実に行うことができる。
CL1 第1クラッチ
MG モータ/ジェネレータ(モータ)
MS モータ軸
CL2 第2クラッチ
CVT 自動変速機
IN 変速機入力軸
OUT 変速機出力軸
M-O/P メカオイルポンプ
LT 左タイヤ(駆動輪)
RT 右タイヤ(駆動輪)
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 CVT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
Claims (6)
- 駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータの間に介装した第1クラッチと、前記モータと駆動輪の間に介装した第2クラッチと、を備え、
前記エンジンを停止させる際、前記第1クラッチを締結状態でエンジンへの燃料噴射を継続したままでエンジン回転数を低下させ、エンジン回転数が所定回転数まで低下した段階で前記エンジンへの燃料噴射を停止するエンジン停止制御手段を設けたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン停止制御手段は、前記モータによりエンジン回転数を低下させるとともに、前記第2クラッチをスリップ締結状態と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、
前記モータと前記駆動輪との間に自動変速機を備え、
前記エンジン停止制御手段は、前記モータによりエンジン回転数を低下させる際、前記自動変速機をハイ側に変速させ、ハイ側への変速に制限がかかったとき、前記第2クラッチをスリップ締結状態と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、
前記エンジンとモータとの間に第1クラッチを備え、
前記エンジン停止制御手段は、前記エンジンを停止させる際、エンジン回転数が予め設定した設定回転数まで低下した段階で、前記第1クラッチを解放し、前記自動変速機の変速比をエンジン回転数が低下される以前の変速比に戻す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までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン停止制御手段は、前記エンジンを停止させる際、エンジン回転数が予め設定した設定回転数まで低下した段階で、前記エンジンのスロットル弁を全閉に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4までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン停止制御手段は、エンジン停止条件成立時におけるエンジン回転数が所定回転数未満のときは直ちに燃料噴射を停止し、前記モータで前記エンジンを連れまわしてエンジン回転数を一定の値以上に維持し、所定時間経過後に前記第1クラッチを解放してエンジン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5に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン停止制御手段は、前記モータによりエンジン回転数を維持している間、モータ回転数を維持させることができなくなったとき、前記第2クラッチをスリップ締結状態と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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