JP2013141871A - Control unit of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関および電動機のうちの少なくともいずれか一方を駆動源とする複数の走行モードのうち、車両の状態信号に基づいて一の走行モードから他の走行モードに切り替えるコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention includes a control unit that switches from one travel mode to another travel mode based on a vehicle state signal among a plurality of travel modes using at least one of an internal combustion engine and an electric motor as a drive source. The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
従来、地球温暖化などの環境悪化の抑制や省エネルギ対策等により、駆動源として内燃機関(エンジン)および電動機(モータ)を備え、低燃費を実現するハイブリッド車両の開発が進んでいる。このようなハイブリッド車両は、エンジンおよびモータに加えて、両者間で互いに動力を伝達し得る締結状態、または互いに動力を伝達しない遮断状態とする油圧クラッチを備えている。そして、エンジンまたはモータの動力により駆動される油圧ポンプからの油液の給排を制御することで、油圧クラッチは締結状態または遮断状態となる。これにより、エンジンおよびモータのうちの少なくともいずれか一方を駆動源とする複数の走行モードの中から、一の走行モードに切り替えられるようになっている。ここで、油圧クラッチの締結状態または遮断状態への制御は、車両の状態信号(アクセル信号,ブレーキ信号,車載バッテリの充電状態(SOC)信号等)に基づいてコントロールユニットにより行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, development of a hybrid vehicle that has an internal combustion engine (engine) and an electric motor (motor) as driving sources and realizes low fuel consumption has been progressed by suppressing environmental deterioration such as global warming and energy saving measures. Such a hybrid vehicle includes, in addition to the engine and the motor, a hydraulic clutch that is in an engaged state in which power can be transmitted between the two or in a disconnected state in which power is not transmitted between the two. Then, the hydraulic clutch is brought into an engaged state or a disconnected state by controlling supply / discharge of the oil liquid from the hydraulic pump driven by the power of the engine or the motor. Thereby, it can switch to the one driving mode from the several driving modes which use at least any one of an engine and a motor as a drive source. Here, control to the engagement state or the disengagement state of the hydraulic clutch is performed by the control unit based on a vehicle state signal (accelerator signal, brake signal, on-vehicle battery charge state (SOC) signal, etc.).
ところで、エンジンに動力伝達可能に接続され、当該エンジンにより駆動される機器としては、上述した油圧ポンプの他にもエアコンのコンプレッサやオルタネータ等の補機がある。例えば、これらの全てを駆動状態とするとエンジンに掛かる負荷は大きくなり、これらのうちの1つのみを駆動状態とするとエンジンに掛かる負荷は小さくなる。このように、エンジンに対する負荷変動が大きいとエンジンの駆動トルクが変化し、ひいては油圧ポンプの吐出能力が低下したり、車両の加速力が低下したりする等の不具合が発生し得る。そこで、例えば特許文献1には、エンジンの駆動トルクを制御してトラクションコントロール等をするときに、エアコンのコンプレッサの駆動状態の切り替えを禁止するようにした技術が記載されている。
Incidentally, devices connected to the engine so as to be able to transmit power and driven by the engine include auxiliary devices such as an air conditioner compressor and an alternator in addition to the above-described hydraulic pump. For example, when all of these are in the drive state, the load on the engine is large, and when only one of these is in the drive state, the load on the engine is small. In this way, when the load fluctuation on the engine is large, the driving torque of the engine changes, and as a result, problems such as a decrease in the discharge capacity of the hydraulic pump and a decrease in the acceleration force of the vehicle may occur. Therefore, for example,
上述の特許文献1に記載された技術は、エンジンの駆動トルクを低下させないために、エンジンの駆動トルクが制御中であること、つまりトラクションコントロール等が制御中であることをトリガとして、エアコンのコンプレッサの駆動状態の切り替えを禁止し、これによりエンジンの駆動トルクを安定して制御可能としている。よって、エンジンの動力により油圧ポンプを駆動し、当該油圧ポンプからの油液の給排により油圧クラッチを締結状態または遮断状態とするハイブリッド車両においては、走行モードの切り替えをスムーズにしてドライバビリティ(走行性能)を向上させるために、新たな制御ロジックを構築する必要があった。具体的には、走行モードの切り替え、つまり油圧クラッチの制御開始をトリガとして、エアコンのコンプレッサ等の駆動状態の切り替えを禁止させる制御ロジックを構築する必要があった。
The technique described in
本発明の目的は、走行モードを切り替えるときに補機の駆動状態の切り替えを禁止し、その状態のもとで油圧クラッチを締結状態または遮断状態とし、走行モードをスムーズに切り替えられるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to control a hybrid vehicle that prohibits switching of the driving state of an auxiliary machine when switching a traveling mode, and sets a hydraulic clutch to an engaged state or a disengaged state under that state, so that the traveling mode can be switched smoothly. To provide an apparatus.
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関および電動機のうちの少なくともいずれか一方を駆動源とする複数の走行モードのうち、車両の状態信号に基づいて一の走行モードから他の走行モードに切り替えるコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関に動力伝達可能に接続され、前記内燃機関により駆動される補機と、前記内燃機関および前記電動機に動力伝達可能に接続され、油液を吐出する油圧ポンプと、前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とする油圧クラッチとを備え、前記コントロールユニットは、前記状態信号の入力により前記走行モードを切り替えるときに、前記補機の駆動状態の変更を禁止した状態のもとで、前記油圧クラッチを締結状態または遮断状態とする補機駆動制限制御を行うことを特徴とする。 The control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention changes from one travel mode to another travel mode based on a vehicle state signal among a plurality of travel modes using at least one of an internal combustion engine and an electric motor as a drive source. A control apparatus for a hybrid vehicle including a control unit for switching, wherein the power transmission is connected to the internal combustion engine so that power can be transmitted, and the auxiliary machine driven by the internal combustion engine, and the power transmission to the internal combustion engine and the electric motor are connected. A hydraulic pump that discharges oil and a hydraulic pressure that is provided between the internal combustion engine and the electric motor and that is in a fastening state in which power is transmitted between the internal combustion engine and the electric motor or in a shut-off state in which power is not transmitted A clutch, and the control unit switches the travel mode when the state signal is input. Under the state that prohibits changing of the driving state, and performs the accessory drive limit control for the in the engaged state or blocking state the hydraulic clutch.
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記コントロールユニットは、前記補機駆動制限制御において、前記油圧クラッチへの油量を徐々に増加または減少させることを特徴とする。 The control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention is characterized in that the control unit gradually increases or decreases the amount of oil to the hydraulic clutch in the accessory drive limit control.
本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、状態信号の入力により走行モードを切り替えるときに、補機の駆動状態の変更を禁止した状態のもとで、油圧クラッチを締結状態または遮断状態とする補機駆動制限制御を行うので、走行モードを切り替えるときに内燃機関には補機の駆動による負荷が掛からない。したがって、脈動の発生を抑制しつつ油圧ポンプを効率良く駆動でき、油圧ポンプから油圧クラッチに対してスムーズに必要とする量の油液を給排することができる。これにより、ドライバビリティを損なうことなく、一の走行モードから他の走行モードにスムーズに切り替えることができる。 According to the control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention, the control unit engages the hydraulic clutch in a state in which the change of the driving state of the auxiliary machine is prohibited when the driving mode is switched by the input of the state signal. Since the auxiliary machine drive restriction control to be in the shut-off state is performed, the load due to the driving of the auxiliary machine is not applied to the internal combustion engine when switching the traveling mode. Therefore, the hydraulic pump can be driven efficiently while suppressing the occurrence of pulsation, and the required amount of oil can be smoothly supplied to and discharged from the hydraulic pump to the hydraulic clutch. Thereby, it is possible to smoothly switch from one travel mode to another travel mode without impairing drivability.
本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、補機駆動制限制御において、油圧クラッチへの油量を徐々に増加または減少させるので、油圧クラッチを滑らかに締結状態または遮断状態とすることができ、油圧クラッチの締結動作または遮断動作に起因する振動の発生を抑制して、ドライバビリティをより向上させることが可能となる。 According to the hybrid vehicle control device of the present invention, the control unit gradually increases or decreases the amount of oil to the hydraulic clutch in the accessory drive restriction control, so that the hydraulic clutch is smoothly engaged or disconnected. Therefore, it is possible to further improve drivability by suppressing the occurrence of vibration due to the engagement operation or the disconnection operation of the hydraulic clutch.
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図を、図2は図1の駆動装置を制御する制御装置の概要を示すブロック図をそれぞれ表している。 FIG. 1 is a skeleton diagram showing an outline of a driving apparatus for driving a hybrid vehicle, and FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a control apparatus for controlling the driving apparatus of FIG.
ハイブリッド車両(図示せず)は、図1に示すようなハイブリッド駆動装置10を備えている。ハイブリッド駆動装置10は、ハイブリッド車両の前方側に搭載され、駆動源としてのエンジン(内燃機関)11およびモータ(電動機)12を備えている。エンジン11は、クランクシャフト(出力軸)11aを備え、クランクシャフト11aの一端側(図中左側)はエンジン11内に配置され、クランクシャフト11aの他端側(図中右側)はモータ12に向けて延ばされている。
A hybrid vehicle (not shown) includes a
エンジン11の一方の側部(図中上側)には、エンジン11を始動するスタータとしての機能に加え、エンジン11の駆動により発電するオルタネータとしての機能を有するISGモータ(補機)13が設けられている。ISGモータ13は回転軸13aを備え、当該回転軸13aの一端側にはギヤ13bが設けられている。回転軸13aのギヤ13bは、クランクシャフト11aの一端側に設けられたギヤ11bに噛み合わされており、回転軸13aおよびクランクシャフト11aは互いに動力伝達可能となっている。ただし、回転軸13aおよびクランクシャフト11aは、ギヤの噛み合いに限らず、タイミングベルト,ファンベルト,チェーン等を介して動力伝達可能としても良い。
On one side of the engine 11 (upper side in the figure), an ISG motor (auxiliary machine) 13 having a function as an alternator that generates electric power by driving the
ISGモータ13は、図2に示すHEVCU41からのクランキング要求信号CRまたは発電要求信号GEに基づいて、スタータまたはオルタネータとして作動するようになっている。クランキング要求信号CRによりISGモータ13がスタータ(モータ)として作動すると、その回転力はクランクシャフト11aに伝達され、ひいてはエンジン11が始動する。一方、発電要求信号GEによりISGモータ13がオルタネータ(発電機)として作動すると、エンジン11の回転力が回転軸13aに伝達され、ひいてはISGモータ13が発電する。これにより図示しない車載バッテリ(12V)等を充電したり、ヘッドライト,ワイパモータ,パワーウィンドモータ等の電装部品に電力を供給したりする。ここで、ISGモータ13をオルタネータとして作動させることで、ISGモータ13は発電エネルギを発生し、この発電エネルギが負荷トルク(回転抵抗)となってエンジン11に伝達される。
The ISG
エンジン11の他方の側部(図中下側)には、ハイブリッド車両に搭載されるエアコンディショナ装置(図示せず)を形成するコンプレッサ(補機)32が設けられている。コンプレッサ32は回転軸32aを備え、当該回転軸32aの一端側にはプーリ32bが設けられている。また、回転軸32aのプーリ32bと、クランクシャフト11aの一端側に設けられたプーリ11fとの間には、ゴム製のベルト32cが掛け渡されており、プーリ32bおよびプーリ11fは互いに動力伝達可能となっている。ただし、各プーリ11f,32bに替えて、互いに噛み合うギヤをそれぞれ設け、各ギヤの噛み合わせにより動力伝達可能としても良い。
A compressor (auxiliary machine) 32 that forms an air conditioner device (not shown) mounted on the hybrid vehicle is provided on the other side (lower side in the figure) of the
コンプレッサ32の回転軸32aの近傍には、電磁スイッチ32dが設けられている。電磁スイッチ32dは、図2に示すHEVCU41からの駆動要求信号OSに基づいて、オン操作またはオフ操作されるようになっている。電磁スイッチ32dに駆動要求信号OSが入力されると、電磁スイッチ32dはオン操作されてコンプレッサ32が作動し、ひいてはエアコンディショナ装置が負荷運転状態(冷房運転等)となる。一方、電磁スイッチ32dへの駆動要求信号OSが断たれると、電磁スイッチ32dはオフ操作されて回転軸32aが空転するようになり、ひいてはコンプレッサ32の作動が停止する(無負荷状態)。
An
ここで、HEVCU41からの駆動要求信号OSは、車室内のエアコン操作パネル(図示せず)に設けられたエアコンスイッチ48(図2参照)からのon信号を受けて、電磁スイッチ32dに向けて出力されるようになっている。また、HEVCU41は、エアコンスイッチ48からのoff信号を受けると、電磁スイッチ32dに向けて出力される駆動要求信号OSの出力を断つようになっている。
Here, the drive request signal OS from the HEVCU 41 receives an on signal from an air conditioner switch 48 (see FIG. 2) provided on an air conditioner operation panel (not shown) in the vehicle compartment, and is output toward the
モータ12は、回転軸12aが固定された回転子12bを備え、例えば、U相,V相,W相を有する3相のブラシレスDCモータにより構成されている。モータ12は、車室内等(図示せず)に搭載された制御装置40(図2参照)により力行駆動または回生駆動され、力行駆動することでハイブリッド車両はモータ走行し、回生駆動することで運動エネルギを電気エネルギとして回収し、図示しない車載バッテリ(高電圧のリチウムイオン二次電池等)を充電するようになっている。
The
エンジン11のクランクシャフト11aとモータ12の回転軸12aとの間には、エンジン11側から、トルクコンバータ14,第1ワンウェイクラッチ15,油圧クラッチ16,第2ワンウェイクラッチ17および無段変速機18が設けられている。
Between the crankshaft 11a of the
第1ワンウェイクラッチ15は、第1ギヤ機構19を介して油圧ポンプ20のエンジン11側に接続され、第2ワンウェイクラッチ17は、第2ギヤ機構21を介して油圧ポンプ20のモータ12側に接続されている。つまり、油圧ポンプ20は、エンジン11の一方向への回転およびモータ12の一方向への回転により一方向に回転駆動され、これにより油液を吐出するようになっている。ここで、油圧ポンプ20は、エンジン11およびモータ12の双方に回転駆動されるが、回転数が速い方によって回転駆動される。ただし、油圧ポンプ20は、ギヤによる回転駆動に限らず、タイミングベルト,ファンベルト,チェーン等により回転駆動するようにしても良い。
The first one-way clutch 15 is connected to the
トルクコンバータ14は、ポンプインペラ14aおよびタービンランナ14bを備え、ポンプインペラ14aとタービンランナ14bとの間には、ステータ14cが設けられている。トルクコンバータ14の内部には、比較的粘度の低いオイル(図示せず)が循環するようになっており、ポンプインペラ14aの回転に伴うオイルの慣性力がタービンランナ14bに伝達され、これによりタービンランナ14bに固定された出力軸14dが回転するようになっている。
The
クランクシャフト11aの他端側はポンプインペラ14aを介して第1ワンウェイクラッチ15に接続され、出力軸14dの他端側は油圧クラッチ16の固定ケース16aに接続されている。また、ステータ14cは、トルクコンバータ14,油圧クラッチ16,無段変速機18等を収容する変速機ケース(ハウジング)22に固定されている。さらに、モータ12を形成する回転軸12aの一端側は油圧クラッチ16の移動部材16bに接続されている。
The other end side of the crankshaft 11a is connected to the first one-way clutch 15 via the
油圧クラッチ16は、出力軸14dに固定された固定ケース16aと、回転軸12aに固定されて固定ケース16aに向けて移動する移動部材16bとを備えている。移動部材16bは、油圧ポンプ20からの油液の供給により固定ケース16aに向けて移動するようになっている。そして、油圧クラッチ16に油液を供給することで移動部材16bが固定ケース16aに向けて移動し、その後、両者は一体となって互いに駆動力が伝達される締結状態となる。また、油圧クラッチ16から油液を排出することで移動部材16bが固定ケース16aから後退(離間)して駆動力が伝達されない遮断状態となる。ここで、油圧クラッチ16は、油液の供給量に応じて締結力が比例するようになっている。つまり、油液の供給量を増加させると、これに伴い締結力も増加するようになっている。
The hydraulic clutch 16 includes a fixed
油圧クラッチ16を締結状態または遮断状態とすることで、ハイブリッド車両を種々の走行モードに切り替えることが可能となっている。つまり、油圧クラッチを遮断状態とすることで、エンジン11とモータ12とが切り離され、これによりモータ12のみによる第1走行モード(モータ走行)となる。また、油圧クラッチを締結状態とすることで、エンジン11とモータ12とが連結され、この状態でモータ12を空転させたり発電機としたりすることで、エンジン11のみによる第2走行モード(エンジン走行)となる。さらには、油圧クラッチを締結させた状態でモータ12を回転駆動させることにより、エンジン11の回転力にモータ12の回転力が加算される第3走行モード(エンジン走行+モータ走行)となる。
By setting the hydraulic clutch 16 to the engaged state or the disconnected state, the hybrid vehicle can be switched to various travel modes. In other words, the
無段変速機18は、油圧クラッチ16とモータ12との間に設けられ、エンジン11やモータ12の回転数を変速して出力するようになっている。無段変速機18は、プライマリプーリ23およびセカンダリプーリ24を備え、各プーリ23,24間には巻き掛け伝動要素としてのチェーン25が巻き掛けられている。
The continuously
プライマリプーリ23は回転軸12a上に設けられ、回転軸12aに固定された固定シーブ23aと、回転軸12aの軸方向に移動可能な可動シーブ23bとを備えている。プライマリプーリ23には、油圧ポンプ20から油液が給排されるようになっており、プライマリプーリ23に油液を供給することで、可動シーブ23bは固定シーブ23aに向けて移動し、その結果、プライマリプーリ23に対するチェーン25の巻き掛け径が大きくなり、ひいては変速比が高速側に変化する。一方、プライマリプーリ23から油液を排出することで、可動シーブ23bは固定シーブ23aから離れて、上記とは逆にチェーン25の巻き掛け径が小さくなり、ひいては変速比が低速側に変化する。
The
セカンダリプーリ24は回転軸12aに対して平行となった平行軸26上に設けられ、平行軸26に固定された固定シーブ24aと、平行軸26の軸方向に移動可能な可動シーブ24bとを備えている。セカンダリプーリ24には、油圧ポンプ20から油液が供給されるようになっており、セカンダリプーリ24に油液を供給することで、可動シーブ24bは固定シーブ24aに向けて移動し、これにより変速時等にチェーン25が弛むのを防止している。よって、プライマリプーリ23とセカンダリプーリ24との間で、動力伝達を効率良く行えるようになっている。
The
プライマリプーリ23から伝達されるセカンダリプーリ24の駆動力は、平行軸26,第3ギヤ機構27および出力クラッチ28を介して駆動シャフト29に伝達されるようになっている。駆動シャフト29に伝達された駆動力は、ディファレンシャルギヤ30を介して、駆動輪が装着された車軸31に出力されるようになっている。つまり、セカンダリプーリ24は車軸31に動力伝達可能に接続されている。ここで、出力クラッチ28は、油圧ポンプ20からの油液の給排により締結状態または遮断状態となる。具体的には、シフトポジションがドライブ(D)またはリバース(R)のときに締結状態となり、シフトポジションがパーキング(P)またはニュートラル(N)のときに遮断状態となる。
The driving force of the
次に、以上のように形成したハイブリッド駆動装置10を制御する制御装置40について、図面を用いて詳細に説明する。
Next, the
図2に示すように、制御装置40は、ハイブリッド駆動装置10(図1参照)を統括的に制御するHEVCU(ハイブリッド車両コントロールユニット)41を備え、当該HEVCU41には、TCU(トランスミッションコントロールユニット)42,ECU(エンジンコントロールユニット)43,MCU(モータコントロールユニット)44,ISGモータ13およびコンプレッサ32が電気的に接続されている。ここで、HEVCU41,TCU42,ECU43およびMCU44は、本発明におけるコントロールユニットを構成している。
As shown in FIG. 2, the
HEVCU41には、ハイブリッド車両の走行状態信号(状態信号)を出力するアクセルセンサ45,ブレーキセンサ46およびシフトポジションセンサ47が電気的に接続されている。アクセルセンサ45は、操作者によるアクセルペダル(図示せず)の踏み込み操作により加速要求信号αを出力し、ブレーキセンサ46は、操作者によるブレーキペダル(図示せず)の踏み込み操作により減速(停止)要求信号STを出力し、シフトポジションセンサ47は、操作者によるシフトレバー(図示せず)のチェンジ操作によりドライブ信号Dやパーキング信号P等を出力する。これによりHEVCU41は、ハイブリッド車両が現在どのような走行状態にあるのか(加速状態,減速状態,停止状態等)を演算して把握し、TCU42,ECU43,MCU44,ISGモータ13に対して要求信号や駆動信号等、種々の信号を出力し、ハイブリッド車両を統括的に制御する。
The
また、HEVCU41には、車室内のエアコン操作パネルに設けられたエアコンスイッチ48が電気的に接続され、このエアコンスイッチ48は、操作者による操作により、on信号またはoff信号を出力する。このようにHEVCU41は、ハイブリッド車両の車両制御に加え、コンプレッサ32を作動させたり停止させたりして、エアコンディショナ装置の運転状態(冷房運転等)を統括的に制御するようになっている。
The
TCU42には、油圧クラッチソレノイド16c,供給用プライマリソレノイド23c,排出用プライマリソレノイド23dおよびセカンダリソレノイド24cが電気的に接続されている。TCU42は、HEVCU41からの油圧クラッチ要求信号CLに基づいて油圧クラッチソレノイド16cを駆動し、これにより油圧クラッチ16(図1参照)への油液の供給量を制御するようになっている。また、TCU42は、HEVCU41からの変速比要求信号SCに基づいて供給用プライマリソレノイド23c,排出用プライマリソレノイド23dおよびセカンダリソレノイド24cをそれぞれ駆動し、これにより無段変速機18(図1参照)を変速する変速制御を行うようになっている。さらに、TCU42からは、油圧クラッチ16の現在の状態および無段変速機18の現在の状態がフィードバック信号FB1としてHEVCU41に出力され、これによりHEVCU41は、TCU42に補正制御等を加え、油圧クラッチ16の締結状態および無段変速機18の変速状態を最適制御できるようにしている。
A hydraulic
ECU43には、エンジン11を制御する燃料噴射装置11c,スロットル装置11dおよび点火装置11eが電気的に接続されている。ECU43は、HEVCU41からのエンジントルク要求信号TQE,噴け上げ要求信号THおよび噴け上げ目標回転数TNに基づき、燃料噴射装置11c,スロットル装置11dおよび点火装置11eをそれぞれ所定のタイミングで制御するようになっている。また、ECU43からは、エンジン11の現在の状態、つまりエンジン11の現在の回転数やエンジン11が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号FB2としてHEVCU41に出力されるようになっている。これによりHEVCU41は、ECU43に補正制御等を加え、エンジン11の回転数やエンジン11の駆動トルクを最適制御できるようにしている。
The
MCU44には、モータ12が電気的に接続されている。MCU44は、HEVCU41からのモータトルク要求信号TQMに基づき、モータ12を駆動制御するようになっている。ここで、モータ12の駆動制御は、インバータ(図示せず)を介して行われ、当該インバータは車載バッテリ(高電圧)からの電力を3相に変換して駆動電流を生成し、生成した駆動電流をモータ12に供給するようになっている。また、MCU44からは、モータ12の現在の状態、つまりモータ12の現在の回転数やモータ12が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号FB3として、HEVCU41に出力されるようになっている。これによりHEVCU41は、MCU44に補正制御等を加え、モータ12の回転数やモータ12の駆動トルクを最適制御できるようにしている。
The
HEVCU41には、補機としてのISGモータ13およびコンプレッサ32がそれぞれ電気的に接続されている。HEVCU41は、ISGモータ13に対してクランキング要求信号CRおよび発電要求信号GEを出力し、コンプレッサ32に対して駆動要求信号OSを出力するようになっている。ここで、クランキング要求信号CRは、ISGモータ13をスタータとして駆動するための駆動電流であって、ISGモータ13は、クランキング要求信号CRを受けるとエンジン11を始動するようになっている。つまり、クランキング要求信号CRは、種々の条件が揃ってエンジン11を始動させる必要があるときに出力されるようになっている。
The
次に、以上のように形成した制御装置40の動作内容について、図面を用いて詳細に説明する。
Next, the operation content of the
図3は図2の制御装置の動作内容(モータ走行→エンジン走行)を説明するフローチャート図を、図4は図2の制御装置の動作内容(エンジン走行→モータ走行)を説明するフローチャート図を、図5は走行モードの切り替え状態を説明するタイミングチャート図をそれぞれ表している。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation content (motor travel → engine travel) of the control device in FIG. 2, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation content (engine travel → motor travel) of the control device in FIG. FIG. 5 is a timing chart for explaining the switching state of the travel modes.
[第1走行モード(〜時間t1)]
ハイブリッド車両がモータ走行をしており、運転者によるアクセルオン操作(踏み込み)が行われる前は、ハイブリッド駆動装置10(図1参照)は、図5の時間t1以前に示す状態となる。つまり、運転者によるアクセルオン操作が無く、油圧クラッチ16は遮断状態(開放)となっている。また、アクセルオン操作が無いことからハイブリッド車両の車速は徐々に低下、つまりプライマリプーリ23の回転数は徐々に低下する。このときは未だエンジン11は停止状態なのでエンジン11(タービンランナ14b)の回転数はゼロのままである。さらには、エンジントルク要求信号TQEの出力は無く、油圧クラッチ16への供給油量(制御量)もゼロとなっている。
[First travel mode (to time t1)]
The hybrid vehicle is running on a motor, and before the driver performs an accelerator-on operation (depression), the hybrid drive device 10 (see FIG. 1) is in a state shown before time t1 in FIG. That is, there is no accelerator-on operation by the driver, and the hydraulic clutch 16 is in a disconnected state (opened). Further, since there is no accelerator-on operation, the vehicle speed of the hybrid vehicle gradually decreases, that is, the rotation speed of the
[第1走行モード→第2走行モード(時間t1〜t3)]
例えば、登坂路に差し掛かる等してモータ走行中に車速が低下すると、運転者はアクセルオン操作を行うようになる。この運転者のアクセルオン操作に基づいて、HEVCU41にはアクセルセンサ45からの加速要求信号α(図2参照)が入力される。すると、加速要求信号αのHEVCU41への入力をトリガとして、図3に示すフローチャート(走行モード移行処理A)が実行される(ステップS1)。ここで、走行モード移行処理Aは、ハイブリッド車両をモータ走行(第1走行モード)からエンジン走行(第2走行モード)に移行させるときの処理内容を示している。
[First Travel Mode → Second Travel Mode (Time t1 to t3)]
For example, when the vehicle speed decreases while the motor is running, for example, when the vehicle reaches an uphill road, the driver performs an accelerator-on operation. Based on this accelerator-on operation by the driver, the acceleration request signal α (see FIG. 2) from the
ただし、アクセルオン操作により走行モード移行処理Aをスタートさせずに、その他の状態信号をトリガとして走行モード移行処理Aをスタートさせても良い。例えば、車載バッテリ(高電圧)のSOCが低下してモータ走行が困難な場合に、このときのSOCの低下を示すSOC低下信号の検出をトリガとしても良い。この場合、SOC低下信号が車両の状態信号となる。 However, instead of starting the travel mode transition process A by the accelerator-on operation, the travel mode transition process A may be started using another state signal as a trigger. For example, when the SOC of the in-vehicle battery (high voltage) decreases and it is difficult to run the motor, the detection of an SOC decrease signal indicating the decrease in SOC at this time may be used as a trigger. In this case, the SOC decrease signal becomes the vehicle state signal.
運転者によりアクセルオン操作が行われると、その後、図3に示すステップS2において、エンジン走行に移行するか否かを判定する。ここで、エンジン走行に移行するか否かの判定は、HEVCU41によって行われ、具体的には、アクセルセンサ45からの加速要求信号αの大きさや車載バッテリ(高電圧)のSOCの状態等に基づいて行われる。
When the accelerator is turned on by the driver, it is then determined in step S2 shown in FIG. Here, whether or not to shift to engine running is determined by the
ステップS2でno判定の場合、つまりエンジン11によるエンジン走行に移行する必要が無く、モータ12で充分に加速できる場合には、ステップS2の判定を繰り返し行う。一方、ステップS2でyes判定の場合には、エンジン走行に移行する必要があるとして、走行モードを第1走行モードから第2走行モードへ移行させるためにステップS3に進む。ここで、ステップS2でno判定する場合とは、アクセル操作量(踏み込み量)が少なくてアクセルセンサ45からの加速要求信号αが小さく、車載バッテリ(高電圧)のSOCが充分である場合等である。一方、ステップS2でyes判定する場合とは、アクセル操作量が多くてアクセルセンサ45からの加速要求信号αが大きく、車載バッテリ(高電圧)のSOCが不足している場合等である。
If the determination in step S2 is no, that is, if there is no need to shift to engine running by the
ステップS3では、第1走行モードから第2走行モードに移行させるに当たり、負荷切替動作禁止処理(図5網掛矢印参照)を実行する。この負荷切替動作禁止処理では、エンジン11により駆動されるコンプレッサ32およびISGモータ13の現在の動作を切り替える制御(駆動状態の変更)をそれぞれ禁止する処理を実行する。
In step S3, when switching from the first travel mode to the second travel mode, a load switching operation prohibiting process (see the shaded arrows in FIG. 5) is executed. In the load switching operation prohibiting process, a process of prohibiting control (changing the driving state) for switching the current operation of the
つまり、コンプレッサ32の場合には、操作者によるエアコンスイッチ48の操作に関わらず、コンプレッサ32が停止中の場合には当該停止状態を維持させる、つまりHEVCU41はコンプレッサ32に対する駆動要求信号OS(図2参照)の出力を禁止する処理を実行する。一方、コンプレッサ32が作動中の場合には当該作動状態を維持させる、つまりHEVCU41はコンプレッサ32に対して駆動要求信号OSを継続して出力する処理を実行する。また、ISGモータ13の場合には、発電動作が必要な状態であってもISGモータ13に発電動作をさせない、つまりHEVCU41はISGモータ13に対して発電要求信号GE(図2参照)の出力を禁止する処理を実行する。
That is, in the case of the
このようにステップS3では、コンプレッサ32およびISGモータ13の現在の動作を切り替える制御をそれぞれ禁止するため、エンジン11に対する負荷変動の伝達を抑制することができる。つまり、負荷切替動作禁止処理中においては、エンジン11の回転数や駆動トルクを安定して制御することができ、さらには脈動の発生を抑制しつつ油圧ポンプ20を効率良く駆動できるようになっている。
In this way, in step S3, since control for switching the current operation of the
ステップS4では、HEVCU41は、クランキング要求信号CRをISGモータ13に出力し、これによりエンジン11を始動させる。また、HEVCU41は、噴け上げ要求信号THをECU43に出力し、エンジン11の回転数を増加させる回転数噴け上げ制御を実行する。さらに、HEVCU41は、油圧クラッチ要求信号CLおよび変速比要求信号SCをTCU42に出力し、クラッチ締結制御と変速制御とを実行する。
In step S4, the
ステップS5では、エンジン11(タービンランナ14b)の回転数の上昇により油圧ポンプ20の吐出能力が上がり、これにより利用できる油量も増え、したがって、TCU42は変速比要求信号SCに基づき、無段変速機18の変速比を比較的速い変速速度Vaで変速制御する(図5参照)。これにより、プライマリプーリ23の回転数が素早く低下して、エンジン11(タービンランナ14b)の回転数に近付いていく。
In step S5, the discharge capacity of the
ここで、エンジン11の回転数およびプライマリプーリ23の回転数は、図5に示すように、エンジン走行での最終要求回転数NE(アクセル操作に見合った回転数)となるよう制御される。このとき、HEVCU41は、油圧クラッチ16の伝達トルクを推定してエンジントルク要求信号TQEおよびモータトルク要求信号TQMをそれぞれ調整(トルク交換)し、油圧クラッチ16の締結時において車軸31に伝達されるトルク変動を最小限に抑えるようにしている。このように、エンジン11とモータ12との間でトルク交換をすることで、ドライバビリティを損なうことなく、走行モードをスムーズに切り替えられるようにしている。
Here, as shown in FIG. 5, the rotational speed of the
また、ステップS5では、油圧クラッチ16の締結を準備する締結準備動作を実行する(図5の時間t1〜t2)。この締結準備動作においては、TCU42によって油圧クラッチソレノイド16cが駆動され、油圧ポンプ20から油圧クラッチ16に向けて、当該油圧クラッチ16を締結させない程度の油液を供給する。つまり、締結準備動作中においては、油圧クラッチ16への制御量(油量)は低く抑えられた状態、つまり油液の消費量(エネルギ消費量)は低く抑えられた状態となっている。これにより、図5の時間t1〜t2間において、無段変速機18の変速比を比較的速い変速速度Vaで変速制御可能となっている。
In step S5, an engagement preparation operation for preparing the engagement of the hydraulic clutch 16 is executed (time t1 to t2 in FIG. 5). In this fastening preparation operation, the hydraulic
ステップS6では、油圧クラッチ16を徐々に締結状態とする油圧クラッチ締結動作を実行する(図5の時間t2〜t3)。この油圧クラッチ締結動作においては、TCU42によって油圧クラッチソレノイド16cが駆動され、油圧ポンプ20から油圧クラッチ16に向けて、徐々に油液が供給されるようになっている。ここで、油圧クラッチ16への制御量の増加に伴い、無段変速機18の変速比を、図5の時間t1〜t2よりも遅い変速速度Vb(Vb<Va)で変速制御するようにしている。これにより、油圧クラッチ16に対して充分な制御量の油液を供給することが可能となっている。
In step S6, a hydraulic clutch engaging operation for gradually engaging the hydraulic clutch 16 is executed (time t2 to t3 in FIG. 5). In this hydraulic clutch fastening operation, the hydraulic
その後、図5の時間t3において、油圧クラッチ16が完全に締結状態(締結完了)となり、これにより第2走行モード(エンジン走行)への移行が完了する(ステップS7)。その後さらに、エンジン11の制御(回転数制御,駆動トルク制御)により、時間t3から少し遅れてエンジン11の回転数(プライマリプーリ23の回転数)がエンジン走行での最終要求回転数NEとなる。 Thereafter, at time t3 in FIG. 5, the hydraulic clutch 16 is completely engaged (engaged completion), thereby completing the transition to the second traveling mode (engine traveling) (step S7). Thereafter, the engine 11 (rotational speed control, drive torque control) is further delayed from the time t3 so that the rotational speed of the engine 11 (the rotational speed of the primary pulley 23) becomes the final required rotational speed NE during engine travel.
ここで、走行モード移行処理AにおけるステップS3〜ステップS7までの制御が、本発明における補機駆動制限制御を構成している。 Here, the control from step S3 to step S7 in the traveling mode transition process A constitutes auxiliary machine drive restriction control in the present invention.
[第2走行モード(時間t3〜t4)]
ステップS8では、第2走行モードへの移行が完了したことから、負荷切替動作許可処理を実行する。つまり、この負荷切替動作許可処理では、上述した負荷切替動作禁止処理とは逆に、エンジン11により駆動されるコンプレッサ32およびISGモータ13の現在の動作を切り替える制御をそれぞれ許可する処理を実行する。つまり、操作者によりエアコンスイッチ48を操作することで、コンプレッサ32は動作または停止するようになり、また、ISGモータ13の発電動作が必要な場合には、ISGモータ13はオルタネータとして動作するようになる。これにより、走行モード移行処理Aが終了する(ステップS9)。
[Second traveling mode (time t3 to t4)]
In step S8, since the transition to the second traveling mode is completed, a load switching operation permission process is executed. In other words, in the load switching operation permission process, a process of permitting control for switching the current operation of the
[第2走行モード→第1走行モード(時間t4〜t6)]
例えば、ハイブリッド車両が緩やかな下り坂に差し掛かる等すると、運転者はアクセルペダルから足を離すアクセルオフ操作を行うようになる。この運転者のアクセルオフ操作に基づいて、アクセルセンサ45からHEVCU41への加速要求信号α(図2参照)の入力が断たれる。すると、加速要求信号αのHEVCU41への入力停止をトリガとして、図4に示すフローチャート(走行モード移行処理B)が実行される(ステップS11)。ここで、走行モード移行処理Bは、ハイブリッド車両をエンジン走行(第2走行モード)からモータ走行(第1走行モード)に移行させるときの処理内容を示している。
[Second Travel Mode → First Travel Mode (Time t4 to t6)]
For example, when the hybrid vehicle approaches a gentle downhill, the driver performs an accelerator-off operation for releasing his / her foot from the accelerator pedal. Based on the driver's accelerator-off operation, the input of the acceleration request signal α (see FIG. 2) from the
ただし、アクセルオフ操作により走行モード移行処理Bをスタートさせずに、その他の状態信号をトリガとして走行モード移行処理Bをスタートさせても良い。例えば、車載バッテリ(高電圧)のSOCが略満充電の状態となり、モータ走行に切り替えて燃費向上を図る必要がある場合に、このときのSOC信号の検出をトリガとしても良い。この場合、SOC信号が車両の状態信号となる。 However, instead of starting the travel mode transition process B by the accelerator-off operation, the travel mode transition process B may be started using another state signal as a trigger. For example, when the SOC of the in-vehicle battery (high voltage) is almost fully charged and it is necessary to switch to motor driving to improve fuel consumption, the detection of the SOC signal at this time may be used as a trigger. In this case, the SOC signal becomes the vehicle state signal.
運転者によりアクセルオフ操作が行われると、その後、図4に示すステップS12において、モータ走行に移行するか否かを判定する。ここで、モータ走行に移行するか否かの判定は、HEVCU41によって行われ、具体的には、アクセルセンサ45からの加速要求信号αの大きさや車載バッテリ(高電圧)のSOCの状態等に基づいて行われる。
When the accelerator is turned off by the driver, it is then determined in step S12 shown in FIG. Here, the determination as to whether or not to shift to motor driving is performed by the
ステップS12でno判定の場合、つまりモータ12によるモータ走行に移行できず、エンジン11による走行を継続する必要がある場合には、ステップS12の判定を繰り返し行う。一方、ステップS12でyes判定の場合には、モータ走行に移行できるとして、走行モードを第2走行モードから第1走行モードへ移行させるためにステップS13に進む。ここで、ステップS12でno判定する場合とは、アクセルオフ操作されているにも関わらず、車載バッテリ(高電圧)のSOCが不足している場合等である。一方、ステップS12でyes判定する場合とは、車載バッテリ(高電圧)のSOCが充分である場合等である。
In the case of no determination in step S12, that is, when it is not possible to shift to motor traveling by the
ステップS13では、第2走行モードから第1走行モードに移行させるに当たり、負荷切替動作禁止処理(図5網掛矢印参照)を実行する。この負荷切替動作禁止処理では、図3のステップS3と同様に、コンプレッサ32およびISGモータ13の現在の動作を切り替える制御をそれぞれ禁止する処理を実行する。
In step S13, a load switching operation prohibition process (see the shaded arrows in FIG. 5) is executed when shifting from the second travel mode to the first travel mode. In the load switching operation prohibition process, a process for prohibiting control for switching the current operation of the
ステップS14では、HEVCU41は、噴け上げ要求信号THをECU43に出力し、エンジン11の回転数を低下させる回転数引き下げ制御を実行する。この場合の噴け上げ要求信号THは、エンジン11の回転数を低下させるべく負の値となっている。さらに、HEVCU41は、油圧クラッチ要求信号CLおよび変速比要求信号SCをTCU42に出力し、油圧クラッチ16を遮断状態とするクラッチ開放制御および無段変速機18の変速比を変速させる変速制御を実行する。ここで、回転数引き下げ制御では、HEVCU41によりエンジントルク要求信号TQEを小さくするよう制御(図5参照)される。
In step S <b> 14, the
ステップS15では、エンジントルク要求信号TQEを小さくし、エンジン11(タービンランナ14b)の駆動トルクが低下したのを補うために、HEVCU41によりモータトルク要求信号TQMを大きくするよう調整し、これによりモータ12の駆動トルクを上昇させる。このようにエンジン11とモータ12との間でトルク交換をすることで、ドライバビリティを損なうことなく、走行モードをスムーズに切り替えられるようにしている。
In step S15, the
ステップS16では、油圧クラッチ16を徐々に遮断状態とする開放動作を実行する(図5の時間t4〜t5)。この開放動作においては、TCU42によって油圧クラッチソレノイド16cが駆動され、油圧クラッチ16への制御量(油量)を徐々に減少させる。これにより、油圧クラッチ16からの油液の排出量が多くなり、油圧クラッチ16は徐々に開放される。
In step S16, an opening operation for gradually closing the hydraulic clutch 16 is executed (time t4 to t5 in FIG. 5). In this releasing operation, the hydraulic
ステップS17では、油圧クラッチ16が完全に開放して遮断状態(油圧クラッチ開放完了)となったことから、エンジン11を停止させて第1走行モード(モータ走行)に完全に移行させるエンジン停止動作を実行する(図5の時間t5〜t6)。このエンジン停止動作においては、HEVCU41によって、ECU43を介して燃料噴射装置11c,スロットル装置11dおよび点火装置11eを制御し、これによりエンジン11を停止させるようになっている。
In step S17, since the hydraulic clutch 16 is completely disengaged and is in the disconnected state (completion of hydraulic clutch disengagement), an engine stop operation for stopping the
その後、ステップS18において走行モード移行処理Bが終了すると、図5の時間t6以降において、ハイブリッド車両はモータ走行をするようになる。ここで、当該ハイブリッド車両においては、モータ走行中はエンジン11が停止状態にあるため、コンプレッサ32の動作やISGモータ13の発電動作は必然的に禁止された状態となっている。
Thereafter, when the travel mode transition process B is completed in step S18, the hybrid vehicle starts to travel on the motor after time t6 in FIG. Here, in the hybrid vehicle, since the
ここで、走行モード移行処理BにおけるステップS13〜ステップS17までの制御が、本発明における補機駆動制限制御を構成している。 Here, the control from step S13 to step S17 in the traveling mode transition process B constitutes the auxiliary machine drive restriction control in the present invention.
ただし、コンプレッサ32やISGモータ13のようにエンジン11により直接的に駆動されない間接的な負荷要素(電気駆動要素)であるヘッドライト,ワイパモータ,パワーウィンドモータ等の電装部品においては、ハイブリッド車両がモータ走行中あるいは補機駆動制限制御中であっても、駆動状態の変更(現在の動作を切り替える制御)を許可するようになっている。
However, in electric components such as a headlight, a wiper motor, and a power window motor that are indirect load elements (electric drive elements) that are not directly driven by the
以上詳述したように、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置40によれば、HEVCU41,TCU42,ECU43およびMCU44はそれぞれ協働して、加速要求信号αの入力により走行モードを切り替えるときに、コンプレッサ32やISGモータ13の駆動状態の変更を禁止した状態のもとで、油圧クラッチ16を締結状態または遮断状態とする補機駆動制限制御を行うので、走行モードを切り替えるときにエンジン11にはコンプレッサ32やISGモータ13の駆動による負荷が掛からない。したがって、脈動の発生を抑制しつつ油圧ポンプ20を効率良く駆動でき、油圧ポンプ20から油圧クラッチ16に対してスムーズに必要とする量の油液を給排することができる。これにより、ドライバビリティを損なうことなく、一の走行モードから他の走行モードにスムーズに切り替えることができる。
As described above in detail, according to the hybrid
また、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置40によれば、HEVCU41,TCU42,ECU43およびMCU44はそれぞれ協働して、補機駆動制限制御において、油圧クラッチ16への油量を徐々に増加または減少させるので、油圧クラッチ16を滑らかに締結状態または遮断状態とすることができ、油圧クラッチ16の締結動作または遮断動作に起因する振動の発生を抑制して、ドライバビリティをより向上させることが可能となる。
Further, according to hybrid
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、図5に示す時間t3において、油圧クラッチ16が完全に締結したことをトリガとして、コンプレッサ32やISGモータ13の駆動状態の変更を許可するようにしたものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、エンジン11の回転数や駆動トルクが、エンジン走行での最終目標値(最終要求回転数NE等)に到達してから、コンプレッサ32やISGモータ13の駆動状態の変更を許可するようにしても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the change of the driving state of the
10 ハイブリッド駆動装置
11 エンジン(内燃機関,駆動源)
12 モータ(電動機,駆動源)
13 ISGモータ(補機)
16 油圧クラッチ
20 油圧ポンプ
32 コンプレッサ(補機)
40 制御装置
41 HEVCU(コントロールユニット)
42 TCU(コントロールユニット)
43 ECU(コントロールユニット)
44 MCU(コントロールユニット)
α 加速要求信号(状態信号)
10
12 Motor (electric motor, drive source)
13 ISG motor (auxiliary machine)
16 Hydraulic clutch 20
40
42 TCU (control unit)
43 ECU (Control Unit)
44 MCU (Control Unit)
α Acceleration request signal (status signal)
Claims (2)
前記内燃機関に動力伝達可能に接続され、前記内燃機関により駆動される補機と、
前記内燃機関および前記電動機に動力伝達可能に接続され、油液を吐出する油圧ポンプと、
前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とする油圧クラッチとを備え、
前記コントロールユニットは、前記状態信号の入力により前記走行モードを切り替えるときに、前記補機の駆動状態の変更を禁止した状態のもとで、前記油圧クラッチを締結状態または遮断状態とする補機駆動制限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。 Control of a hybrid vehicle including a control unit that switches from one travel mode to another travel mode based on a vehicle state signal among a plurality of travel modes using at least one of an internal combustion engine and an electric motor as a drive source A device,
An auxiliary machine connected to the internal combustion engine so that power can be transmitted and driven by the internal combustion engine;
A hydraulic pump connected to the internal combustion engine and the electric motor so as to be capable of transmitting power, and for discharging oil liquid;
A hydraulic clutch that is provided between the internal combustion engine and the electric motor, and is in an engaged state in which power is transmitted between the internal combustion engine and the electric motor or in a disconnected state in which power is not transmitted;
When the control unit switches the travel mode by inputting the state signal, the auxiliary unit drives the hydraulic clutch in an engaged state or a disconnected state under a state in which a change in the drive state of the auxiliary device is prohibited. A control apparatus for a hybrid vehicle, characterized by performing restriction control.
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