JP2014100959A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンおよび電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備える車両において、車両衝突時に蓄電部材の放電を速やかに完了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】車両の衝突を検知すると、エンジン１４が駆動状態である場合にはエンジン１４のフューエルカットを行うとともに、エンジン断続用クラッチＫ０が開放状態である場合にはエンジン断接用クラッチＫ０の係合とを行うことで、エンジン１４の引き摺りによって電動機ＭＧの回転抵抗が増加し、車両衝突後の電動機ＭＧの回転速度Ｎmgを速やかに低下させることができる。従って、電動機ＭＧの回転による起電力の発生が抑制され、インバータ回路４０の放電を速やかに完了することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、車両衝突時の制御に関するものである。
走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備えるハイブリッド車両が知られている。このような電動機を備える車両では、例えば電動機と蓄電装置（例えば二次電池、バッテリ）との電力の授受がインバータ回路を介して行われる。このインバータ回路は、蓄電素子を有し、その電圧は、比較的高電圧となっている。従って、車両衝突時には、安全性を確保するため、インバータ回路の高電圧を速やかに放電する必要がある。これより、車両が衝突した際の安全性を更に向上させるための技術が様々提案されている。
例えば、特許文献１では、車両の衝突を検知すると、車両の駆動力に影響しない第１の電気機器を作動させることによってインバータ回路内の平滑コンデンサの蓄積電力を消費する第１の放電処理手段と、第１の放電処理手段によっては平滑コンデンサの放電が完了しなかった場合に、駆動力を発生させないように制御した状態下で駆動力を発生可能な第２の電気機器によって平滑コンデンサの蓄積電力を消費する第２の放電処理手段とを、備える構成が記載されている。また、特許文献２には、車両の衝突を検知すると、車両の動力伝達経路を遮断し、その動力伝達経路の遮断後に、平滑コンデンサの蓄積電力を放電する構成が記載されている。
特開２０１０−１７８５９５号公報 特開２００６−１４１１５８号公報
ところで、上述したように、エンジンと電動機とを備える車両において、車両の衝突時には速やかにインバータ回路の高電圧を下げるために放電する必要がある。しかしながら、車両衝突時に電動機が回転し続ける場合があり、その場合には電動機の回転による起電力が発生するため、インバータ回路の電圧を速やかに下げることが困難となっていた。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、走行用駆動力源としてのエンジンおよび電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備える車両において、車両衝突時にインバータ回路の放電を速やかに完了できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路に設けられているクラッチとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b)車両の衝突を検知する手段を備え、(c)車両の衝突を検知すると、前記エンジンが駆動状態である場合にはそのエンジンのフューエルカットを行うとともに、前記クラッチが開放状態である場合にはそのクラッチの係合を行うことを特徴とする。
このようにすれば、車両の衝突を検知すると、エンジンが駆動状態である場合にはそのエンジンのフューエルカットを行うとともに、クラッチが開放状態である場合にはそのクラッチの係合とを行うことで、エンジンの引き摺りによって電動機の回転抵抗が増加し、車両衝突後の電動機の回転速度を速やかに低下させることができる。従って、電動機の回転による起電力の発生が抑制され、速やかにインバータ回路の放電を完了することができる。
また、好適には、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両の制御装置において、車両衝突後に前記エンジンの回転速度の変化率が正である場合には、前記クラッチを開放する。車両衝突後、エンジンの回転速度の変化率が正である場合には、エンジンの回転速度が時間経過とともに増加しており、クラッチを係合すると電動機の回転速度が却って増加してしまい、インバータ回路の放電に時間を要してしまう。このような場合には、クラッチを開放することで、電動機の回転速度上昇を防止して放電時間を短縮することができる。
また、好適には、第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両の制御装置において、前記エンジンの回転速度が減少方向に向かい、且つ、そのエンジンの回転速度が前記電動機の回転速度よりも小さくなると、前記クラッチを係合する。このような場合には、クラッチを係合することで、エンジンが電動機の回転抵抗として機能し、電動機の回転速度が速やかに低減され、インバータ回路の放電を速やかに完了することができる。
また、好適には、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路には、その動力伝達経路を選択的に断接する断接装置が設けられており、車両の衝突を検知すると、前記断接装置によって前記動力伝達経路を遮断する。このようにすれば、車両衝突後の駆動輪からの回転伝達によって、電動機の回転速度低下が妨げられることを防止することができる。
また、好適には、車両衝突後の車速が予め設定されている所定値以下である場合には、前記断接装置を係合する。このようにすれば、車速が低速の場合には、電動機と駆動輪とを動力伝達可能に連結することで、電動機の回転速度を車速に応じた回転速度まで速やかに低下させることができる。
また、好適には、前記インバータ回路の放電は、そのインバータ回路への電力供給を遮断した状態で、前記インバータ回路に設けられている放電抵抗器や電流制御素子によって適宜実行される。
本発明が適用されるハイブリッド車両を構成する動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明する図である。 図１の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両が衝突したことを検知すると、インバータ回路の放電を速やかに完了するために電動機の回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例である電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両が衝突したことを検知すると、インバータ回路の放電を速やか完了するために電動機の回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートである。 本発明のさらに他の実施例である電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両が衝突したことを検知すると、インバータ回路の放電を速やかに完了するために電動機の回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジン１４の出力制御、自動変速機１８の変速制御、電動機ＭＧの駆動制御などのために車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。
図１において、車両用動力伝達装置１２（以下、動力伝達装置１２という）は、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース２０（以下、ケース２０という）内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、オイルポンプ２２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２８、その差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型の車両１０に好適に用いられるものである。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力は、エンジン断接用クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とエンジン断接用クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、エンジン断接用クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。なお、エンジン断接用クラッチＫ０が、本発明のエンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられているクラッチに対応する。
トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａに入力された駆動力を自動変速機１８側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。このポンプ翼車１６ａは、エンジン断接用クラッチＫ０とエンジン連結軸３２とを順次介してエンジン１４に連結されており、エンジン１４からの駆動力が入力され且つ軸心回りに回転可能な入力側回転要素である。トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂは、トルクコンバータ１６の出力側回転要素であり、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３６にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。また、トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３８を備えている。このロックアップクラッチ３８は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に設けられた直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは開放状態とされる。
電動機ＭＧは、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機ＭＧは、動力源であるエンジン１４の代替として、或いはそのエンジン１４と共に走行用の駆動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン１４により発生させられた駆動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力（機械的エネルギー）から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ回路４０や昇圧コンバータ回路４１を介してバッテリユニット４２に蓄積する等の作動を行う。電動機ＭＧは、作動的にポンプ翼車１６ａに連結されており、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、エンジン１４と同様に、変速機入力軸３６に動力伝達可能に連結されている。電動機ＭＧは、インバータ回路４０や昇圧コンバータ回路４１を介してバッテリユニット４２に接続されている。
インバータ回路４０は、電動機ＭＧの作動に関わる電力の授受を制御するインバータ部４４、その電力を一時的に蓄電する蓄電素子としてのインバータ用コンデンサＣinv、そのインバータ用コンデンサＣinvに並列に設けられている放電抵抗器Ｒinvなどを含んで構成される電気回路である。インバータ部４４は、例えば公知のスイッチング素子を備えており、電動機ＭＧに対してそれぞれ要求された出力トルク或いは回生トルクが得られるように、後述する電子制御装置１００からの指令によってそのスイッチング素子のスイッチング作動が制御される。インバータ用コンデンサＣinvは、例えばインバータ部４４におけるバッテリユニット４２側の電圧を平滑にするための平滑コンデンサである。
昇圧コンバータ回路４１は、例えば公知のスイッチング素子（ＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２）やリアクトルＬを備えており、後述する電子制御装置１００からの指令によってそのスイッチング素子（ＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２）のオンオフを切り替えることによって昇圧や降圧を行うことができる。
バッテリユニット４２は、例えばリチウムイオン組電池やニッケル水素組電池などの充放電可能な２次電池であるバッテリ部４６と、電子制御装置１００からの指令によってインバータ回路４０および昇圧コンバータ回路４１との間の電気経路の開閉を行う（すなわちインバータ回路４０および昇圧コンバータ４１に対するバッテリ部４６の接続と遮断とを行う）システムリレーＳＲ１、ＳＲ２と、コンデンサＣ１等とを備えている。
オイルポンプ２２は、ポンプ翼車１６ａに連結されており、自動変速機１８を変速制御したり、ロックアップクラッチ３８のトルク容量を制御したり、エンジン断接用クラッチＫ０の係合・開放を制御したり、車両１０の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりするための作動油圧をエンジン１４（或いは電動機ＭＧ）により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。
エンジン断接用クラッチＫ０は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置１２に設けられた油圧制御回路５０によって係合開放制御される。そして、その係合開放制御においてはエンジン断接用クラッチＫ０の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断接用クラッチＫ０の係合力が、油圧制御回路５０内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチＫ０は、それの開放状態において相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチハブ及びクラッチドラム）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ）はエンジン連結軸３２に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム）はトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断接用クラッチＫ０は、係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａをエンジン１４と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０の係合状態では、エンジン１４からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチＫ０の開放状態では、ポンプ翼車１６ａとエンジン１４との間の動力伝達が遮断される。また、前述したように、電動機ＭＧは作動的にポンプ翼車１６ａに連結されているので、エンジン断接用クラッチＫ０は、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能する。また、本実施例のエンジン断接用クラッチＫ０にあっては、油圧に比例してトルク容量（係合力）が増加し、油圧が供給されない状態では開放状態とされる、所謂ノーマリオープンタイプのクラッチが使用されている。
自動変速機１８は、エンジン断接用クラッチＫ０を介することなく電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて、エンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３４側へ伝達する。自動変速機１８は、例えば複数の係合装置例えばクラッチＣやブレーキＢ等の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と開放とにより）変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式多段変速機である。すなわち、自動変速機１８は、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機であり、変速機入力軸３６の回転を変速して出力軸２４から出力する。また、この変速機入力軸３６は、トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂによって回転駆動されるタービン軸でもある。そして、自動変速機１８では、クラッチＣ及びブレーキＢのそれぞれの係合開放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて所定のギヤ段（変速段）が成立させられる。また、自動変速機１８のクラッチＣおよびブレーキＢの何れもが開放されるとニュートラル状態となり、駆動輪３４とエンジン１４および電動機ＭＧとの動力伝達経路が遮断される。これより、自動変速機１８は、エンジン１４および電動機ＭＧと駆動輪３４との間の動力伝達経路を断接する断接装置として機能する。
図１に戻り、車両１０には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する制御装置を含む電子制御装置１００が備えられている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、ロックアップクラッチ３８のトルク容量制御、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。
電子制御装置１００には、例えばエンジン回転速度センサ５６により検出されたエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、タービン回転速度センサ５８により検出された自動変速機１８の入力回転速度としてのトルクコンバータ１６のタービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸３６の回転速度である変速機入力回転速度Ｎinを表す信号、出力軸回転速度センサ６０により検出された車速関連値としての車速Ｖやプロペラシャフト２６の回転速度等に対応する出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度Ｎoutを表す信号、電動機回転速度センサ６２により検出された電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎmgを表す信号、スロットルセンサ６４により検出された不図示の電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θthを表す信号、吸入空気量センサ６６により検出されたエンジン１４の吸入空気量Ｑairを表す信号、加速度センサ６８により検出された車両１０の前後加速度Ｇ（或いは前後減速度Ｇ）を表す信号、冷却水温センサ７０により検出されたエンジン１４の冷却水温ＴＨwを表す信号、油温センサ７２により検出された油圧制御回路５０内の作動油の油温ＴＨoilを表す信号、アクセル開度センサ７４により検出された運転者による車両１０に対する駆動力要求量（ドライバ要求出力）としてのアクセルペダル７６の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、フットブレーキセンサ７８により検出された運転者による車両１０に対する制動力要求量（ドライバ要求減速度）としてのブレーキペダル８０の操作量であるブレーキ操作量Ｂrkを表す信号、シフトポジションセンサ８２により検出された公知の「Ｐ」，「Ｎ」，「Ｄ」，「Ｒ」，「Ｓ」ポジション等のシフトレバー８４のレバーポジション（シフト操作位置、シフトポジション、操作ポジション）Ｐshを表す信号、バッテリセンサ８６により検出されたバッテリ部４６の充電状態（充電容量）ＳＯＣなどが、それぞれ供給される。なお、電子制御装置１００には、図示しないＤＣＤＣコンバータによって降圧された電力が充電される補機バッテリ８８から電力が供給される。
また、電子制御装置１００からは、例えばエンジン１４の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧの作動を制御するための電動機制御指令信号Ｓm、エンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣ及びブレーキＢの油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路５０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）等を作動させるための油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。
図２は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、有段変速制御手段すなわち有段変速制御部１０２は、自動変速機１８の変速を行う変速制御部として機能するものである。有段変速制御部１０２は、例えば車速Ｖとアクセル開度Ａcc（或いは変速機出力トルクＴout等）とを変数として予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて、自動変速機１８の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速機１８の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、有段変速制御部１０２は、アクセルペダル７６の踏増し操作によるアクセル開度Ａccの増大に伴ってアクセル開度Ａcc（車両要求トルク）が上記ダウンシフト線を高アクセル開度（高車両要求トルク）側へ超えた場合には、自動変速機１８のダウンシフト要求が為されたと判定し、そのダウンシフト線に対応した自動変速機１８のダウンシフト制御を実行する。このとき、有段変速制御部１０２は、例えば予め記憶された所定の係合作動表に従って変速段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は開放させる指令（変速出力指令、油圧指令）Ｓpを油圧制御回路５０へ出力する。油圧制御回路５０は、その指令Ｓpに従って、例えば開放側係合装置（開放側クラッチ）を開放すると共に係合側係合装置（係合側クラッチ）を係合して自動変速機１８の変速が実行されるように、油圧制御回路５０内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部１０４は、エンジン１４の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ回路４２を介して電動機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部１０４は、アクセル開度Ａccや車速Ｖから車両要求トルクを算出し、伝達損失、補機負荷、自動変速機１８の変速段、バッテリ部４６の充電容量ＳＯＣ等を考慮して、その車両要求トルクが得られる走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）の出力トルクとなるようにその走行用駆動力源を制御する。
より具体的には、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求トルクが電動機ＭＧの出力トルク（電動機トルク）Ｔmgのみで賄える範囲の場合には、走行モードをモータ走行モード（以下、ＥＶ走行モード）とし、電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源とするモータ走行（ＥＶ走行）を行う。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求トルクが少なくともエンジン１４の出力トルク（エンジントルク）Ｔeを用いないと賄えない範囲の場合には、走行モードをエンジン走行モードとし、少なくともエンジン１４を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行う。
なお、前記車両要求トルクとしては、エンジン１４側から駆動輪３４側を回転駆動する駆動時における駆動トルクであることはもちろんのこと、駆動輪３４側からエンジン１４側（電動機ＭＧ側）を回転駆動する被駆動時における目標減速度Ｇ＊に応じた制動トルクすなわち被駆動トルクも含まれる。従って、車両要求トルクは、駆動時には正トルクとなり、被駆動時には負トルクとなる。更に、車両要求トルクは、出力軸２４上でのトルクである変速機出力トルクＴoutや変速機入力軸３６上でのトルクである変速機入力トルクＴatやポンプ翼車１６ａに入力されるトルクである動力伝達装置１２の入力トルクに換算することができる。そのため、車両要求トルクとして、駆動輪３４における出力トルクの他に、変速機出力トルクＴoutや変速機入力トルクＴatや動力伝達装置１２の入力トルク等を用いることもできる。また、車両要求トルクとして、アクセル開度Ａccやスロットル弁開度θthや吸入空気量Ｑair等を用いることもできる。
ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放させてエンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機ＭＧにモータ走行に必要な電動機トルクＴmgを出力させる。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合させてエンジン１４からの駆動力をポンプ翼車１６ａに伝達させると共に、必要に応じて電動機ＭＧにアシストトルクを出力させる。
また、ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行中に例えばアクセルペダル７６が踏増し操作されて車両要求トルクが増大し、その車両要求トルクに対応したＥＶ走行に必要な電動機トルクＴmgがＥＶ走行可能な所定ＥＶ走行トルク範囲を超えた場合には、走行モードをＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り換え、エンジン１４を始動してエンジン走行を行う。ハイブリッド制御部１０４は、このエンジン１４の始動に際しては、エンジン断接用クラッチＫ０を完全係合に向けて係合させつつ、電動機ＭＧからエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン始動のためのエンジン始動トルクＴmgsを伝達させてエンジン１４を回転駆動し、エンジン回転速度Ｎeを所定回転以上に引き上げつつエンジン点火や燃料供給などを制御することでエンジン１４を始動する。そして、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン１４の始動後、速やかにエンジン断接用クラッチＫ０を完全係合させる。
また、本実施例の車両１０において、例えばイグニッションスイッチがオフされた場合には、電子制御装置１００からの電源制御指令信号ＳbatによりシステムリレーＳＲ１、ＳＲ２が開かれ（オフされ）、インバータ回路４０への電力供給の遮断が行われる。これにより、インバータ用コンデンサＣinvには電荷が更に蓄えられることはなくなるため、この時点までに溜っていた電荷が、例えばこのインバータ用コンデンサＣinvと並列に設けられた放電抵抗器Ｒinvによって放電される。
ところで、車両１０の衝突が発生した際、イグニッションスイッチがオフされた場合と同様に、例えば放電抵抗器Ｒinvによってインバータ回路４０の放電が為される。或いは、空調機器などの高圧機器４８を作動させたり、スイッチング素子ＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２を共に短絡することでも放電を実行することができる。ここで、車両１０の衝突の際には放電が速やかに完了することが好ましい。しかしながら、衝突の際に電動機ＭＧが回転し続けていると、その電動機ＭＧの回転に起因する起電力が発生し、放電を速やかに完了することが困難となる。従って、車両１０の衝突を検知すると、電動機ＭＧの回転速度Ｎmg（電動機回転速度Ｎmg）を速やかに減少させて電動機ＭＧの回転による起電力の発生を抑制することが望まれる。そこで、本実施例の電子制御装置１００は、車両１０の衝突を検知すると、電動機ＭＧの回転速度Ｎmgを強制的に低減する制御を実行する。以下、車両１０の衝突が発生した際の制御作動について説明する。
図２に戻り、車両衝突検知手段すなわち車両衝突検知部１０６は、車両１０が衝突したことを検知する。車両衝突検知部１０６は、例えば、加速度センサ６８により検出された減速度Ｇ（前後方向の減速度や側面方向の減速度）が、車両１０が衝突したと判断できる程の減速度Ｇの変化として予め求められて記憶された衝突判定値に到達したことに基づいて車両１０の衝突を検知する。放電制御手段すなわち放電制御部１０８は、車両衝突検知部１０６により車両１０の衝突の発生が検知された場合には、システムリレーＳＲ１、ＳＲ２をオフするための電源制御指令信号Ｓbatをバッテリユニット４２へ出力して、インバータ回路４０に対してバッテリ部４６を遮断する。また、放電制御部１０８は、例えば空調機器などの高圧機器４８を作動させたり、スイッチング素子ＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２を共に短絡するなどして放電を実行する。なお、車両衝突検知部１０６が、本発明の車両の衝突を検知する手段に対応している。
ハイブリッド制御部１０４は、車両衝突検知部１０６により車両１０の衝突が検知されたとき、エンジン１４が駆動状態にある場合には、エンジン１４への燃料供給を停止すると共に点火信号をオフすることでエンジン１４のフューエルカットを実行するためのエンジン制御指令信号Ｓeを燃料噴射装置や点火装置等のエンジン出力制御装置へ出力する。なお、モータ走行時などエンジン１４が既にフューエルカットされていた場合には、ハイブリッド制御部１０４は、そのフューエルカットを維持するように制御する。
また、ハイブリッド制御部１０４は、車両衝突検知部１０６により車両１０の衝突が検知されると、電動機ＭＧの電動機回転速度Ｎmgを減少させるため、自動変速機１８内に設けられているクラッチＣやブレーキＢを開放するなどして、自動変速機１８をニュートラル状態とする指令を油圧制御回路５０に出力する。すなわち、電動機ＭＧと駆動輪３４との間の動力伝達経路を遮断する。これより、車両衝突後に電動機ＭＧが駆動輪３４からの回転伝達によって連れ回されることが防止される。なお、車両衝突時点で既に自動変速機１８がニュートラル状態にある場合には、そのニュートラル状態が維持されるように制御される。
さらに、ハイブリッド制御部１０４は、車両衝突検知部１０６により車両１０の衝突が検知されると、電動機ＭＧの電動機回転速度Ｎmgを減少させるため、エンジン断接用クラッチＫ０が開放状態である場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合する指令を油圧制御回路５０に出力する。例えば、車両がＥＶ走行モードで走行しているときに車両１０が衝突した場合には、エンジン断接用クラッチＫ０は開放されているため、エンジン断接用クラッチＫ０が係合される。一方、エンジン１４を駆動力源として走行するエンジン走行モードで走行していた場合など、衝突検知時点で既にエンジン断接用クラッチＫ０が係合していた場合には、このエンジン断接用クラッチＫ０の係合が維持される。
このように制御されると、エンジン１４のフューエルカットによってエンジン回転速度Ｎeが低下し、さらに、エンジン断接用クラッチＫ０が係合されることでエンジン１４と電動機ＭＧとが連結されるため、エンジン１４が回転抵抗として機能することで電動機ＭＧの回転抵抗が増加し、電動機ＭＧの回転速度Ｎmgが速やかに低下する。従って、電動機ＭＧの回転による起電力の発生が抑制され、放電抵抗器Ｒinvや放電制御部１０８による上述した放電制御によってインバータ回路４０（インバータ用コンデンサＣinv）の放電が速やかに完了する。
図３は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち車両１０が衝突したことを検知すると、インバータ回路４０（インバータ用コンデンサＣinv）の放電を速やかに完了するために電動機ＭＧの回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、車両１０の衝突を検知すると、放電制御部１０８が並行して実行されるものとする。
図３において、先ず車両衝突検知部１０６に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）において、車両１０の衝突が検知されたか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。一方、Ｓ１が肯定された場合、車両１０の衝突が発生したものと判断（検知）され、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ２において、エンジン１４がフューエルカットされ（Ｆ／Ｃ：ＯＮ）、自動変速機１８の係合装置を開放する（Ａ／Ｔ内部クラッチ：ＯＦＦ）ことで自動変速機１８がニュートラル状態とされ、エンジン断接用クラッチＫ０が係合される（Ｋ０クラッチ：ＯＮ）。これより、エンジン１４と電動機ＭＧとが連結されることで、エンジン１４が電動機ＭＧの回転を妨げる回転抵抗として機能し、電動機回転速度Ｎmgが速やかに減少し、電動機ＭＧの回転による起電力の発生が抑制される。従って、回転抵抗器Ｒinvやこのフローチャートの制御作動と並行して実行される放電制御部１０８の制御作動によってインバータ回路４０（インバータ用コンデンサＣinv）の放電が速やかに完了する。
上述のように、本実施例によれば、車両の衝突を検知すると、エンジン１４が駆動状態である場合にはエンジン１４のフューエルカットを行うとともに、エンジン断続用クラッチＫ０が開放状態である場合にはエンジン断接用クラッチＫ０の係合とを行うことで、エンジン１４の引き摺りによって電動機ＭＧの回転抵抗が増加し、車両衝突後の電動機ＭＧの回転速度Ｎmgを速やかに低下させることができる。従って、電動機ＭＧの回転による起電力の発生が抑制され、インバータ回路４０の放電を速やかに完了することができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
車両１０の走行中において、例えばエンジン１４の高負荷状態やエンジン回転速度Ｎeの上昇中に衝突した場合、車両衝突後即座にエンジン１４のフューエルカットを実行しても、エンジン回転速度Ｎeが減少する方向に向かわず、慣性によってエンジン回転速度Ｎeが増加したり、回転を維持する方向に作用する場合もある。このような場合にエンジン断接用クラッチＫ０を係合すると、エンジン回転速度Ｎeが高いために電動機回転速度Ｎmgが低下せず、起電力が発生して却ってインバータ回路４０（インバータ用コンデンサＣinv）の放電に時間がかかることとなる。このような場合には、電子制御装置１００は、前述の実施例と同様に、エンジン１４をフューエルカットするとともに、自動変速機１８をニュートラル状態に制御する一方、エンジン断接用クラッチＫ０の係合を一旦開放する。これより、エンジン断接用クラッチＫ０の係合によって電動機回転速度Ｎmgの低下が阻止されることもなくなり、電動機回転速度Ｎmgが低下する。そして、エンジン回転速度Ｎeの回転方向が減少方向側に変化し、且つ、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmgよりも小さくなると、エンジン断接用クラッチＫ０を係合する。このように制御すると、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmgよりも低下した状態でエンジン１４と電動機ＭＧとが連結されるので、エンジン１４が回転抵抗として機能し電動機回転速度Ｎmgが速やかに低下する。
図４は、本実施例における電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち車両１０が衝突したことを検知すると、インバータ回路４０の放電を速やかに完了するため電動機の回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートである。なお、車両１０の衝突を検知すると、放電制御部１０８が並行して実行されるものとする。
図４において、先ず車両衝突検知部１０６に対応するＳ１において、車両の衝突が検知されたか否かが判断される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。一方、Ｓ１が肯定される場合、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１１において、エンジン１４がフューエルカットされ、自動変速機１８がニュートラルに制御される。次いで、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１２では、エンジン回転速度Ｎeが上昇状態にあるか否か、すなわちエンジン回転速度Ｎeの変化率が正であるか否かが判定される。Ｓ１２が否定される場合、エンジン１４と電動機ＭＧとを連結すれば電動機回転速度Ｎmgが低下するものと判断され、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１５において、エンジン断接用クラッチＫ０が係合される。Ｓ１２が肯定される場合、エンジン断接用クラッチＫ０を係合すると電動機回転速度Ｎmgが低下しないものと判断され、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１３において、エンジン断接用クラッチＫ０が開放される。そして、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１４において、エンジン１４の回転変化方向が減少側に変化し、且つ、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmgよりも低いか否かが判定される。Ｓ１４が否定される場合、Ｓ１３に戻って、エンジン断接用クラッチＫ０の開放が維持される。一方、Ｓ１４が肯定される場合、エンジン１４と電動機ＭＧとを連結することで電動機回転速度Ｎmgが低下するものと判断され、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ１５において、エンジン断接用クラッチＫ０が係合される。これより、電動機回転速度Ｎmgが速やかに低下し、電動機ＭＧの回転による起電力の発生も抑制され、車両衝突後の放電が速やかに完了する。
上述のように、本実施例によれば、車両の衝突後にエンジン回転速度Ｎeの変化率が正である場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放する。車両衝突後、エンジン回転速度Ｎeの変化率が正である場合には、エンジン回転速度Ｎeが時間経過とともに増加しており、エンジン断接用クラッチＫ０を係合すると電動機ＭＧの回転速度Ｎmgが却って増加してしまい、電動機ＭＧの回転による起電力が発生してインバータ回路４０の放電に時間を要してしまう。このような場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放することで、電動機ＭＧの回転速度上昇を防止して放電時間を短縮することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度Ｎeが減少方向に向かい、且つ、そのエンジン回転速度Ｎeが電動機ＭＧの回転速度Ｎmgよりも小さくなると、エンジン断接用クラッチＫ０を係合する。このような場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合することで、エンジン１４が電動機ＭＧの回転抵抗として機能し、電動機ＭＧの回転速度Ｎmgが速やかに低減され、インバータ回路４０の放電を速やかに完了することができる。
車両１０が衝突した際に車速Ｖが低車速となっているような場合には、自動変速機１８の変速機入力回転速度Ｎinも低回転速度となっている。このような場合には、電動機ＭＧと駆動輪３４とが連結されると、駆動輪３４側が電動機ＭＧの回転抵抗として機能することで電動機回転速度Ｎmgが低下する。そこで、電子制御装置１００（ハイブリッド制御部１０４）は、車速Ｖが低車速の場合には、エンジン１４および電動機ＭＧと駆動輪３４との間の動力伝達経路を選択的に断接する断接装置としても機能する自動変速機１８を制御して、その動力伝達経路を動力伝達状態に維持する。具体的には、電子制御装置１００（ハイブリッド制御部１０４）は、車両衝突時において車速Ｖが予め設定されている所定値α以下となると、自動変速機１８の動力伝達状態を維持する。これより、電動機回転速度Ｎmgが速やかに低下する。なお、所定値αは予め実験的に求められ、例えばゼロ近傍の低車速値に設定されている。また、所定値αは、例えば自動変速機１８の衝突前のギヤ段等に応じて変化させても構わない。そして、自動変速機１８が動力伝達状態に維持されることで、電動機回転速度Ｎmgが車速Ｖに対応する回転速度まで低下すると、自動変速機１８をニュートラル状態とし、例えばエンジン断接用クラッチＫ０を係合するなどして電動機回転速度Ｎmgをさらに低下させる。
図５は、本実施例における電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち車両１０が衝突したことを検知すると、インバータ回路４０（インバータ用コンデンサＣinv）の放電を速やかに完了するために電動機の回転速度を強制的に低下させる制御作動を説明するフローチャートである。なお、車両１０の衝突を検知すると、放電制御部１０８が並行して実行されるものとする。
図５において、先ず車両衝突検知部１０６に対応するＳ１において、車両の衝突が検知されたか否かが判断される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。一方、Ｓ１が肯定される場合、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ２０において、エンジン１４がフューエルカットされる。次いで、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ２１において、車速Ｖが予め設定されている所定値α以下か否かが判定される。Ｓ２１が肯定される場合、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ２２において、自動変速機１８の動力伝達経路が維持（Ａ／Ｔ内部クラッチ：ＯＮ）されることで、電動機回転速度Ｎmgが速やかに低下する。一方、Ｓ２１が否定される場合、ハイブリッド制御部１０４に対応するＳ２３において、自動変速機１８がニュートラル状態（Ａ／Ｔ内部クラッチ：ＯＦＦ）に制御され、エンジン断接用クラッチＫ０が係合されるなどして、電動機回転速度Ｎmgが低下される。
上述のように、本実施例によれば、車両衝突後の車速Ｖが予め設定されている所定値α以下である場合には、自動変速機１８を動力伝達状態とする。このようにすれば、車速Ｖが低速の場合には、電動機ＭＧと駆動輪３４とを動力伝達可能に連結することで、電動機ＭＧの回転速度Ｎmgを車速Ｖに応じた回転速度まで速やかに低下させることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、各実施例が独立して実施されているが、上記各実施例は必ずしも独立して実施する必要はなく、適宜組み合わせて実施しても構わない。
また、前述の実施例において、エンジン断接用クラッチＫ０は、例えば油圧経路が確保されていない状態、すなわち油圧が供給されない状態で自動変速機１８がニュートラル状態とされるものとしたが、油圧が供給されない状態で所定値のトルク容量だけ動力伝達される構成としても構わない。このように構成されると、例えば車両１０の衝突によって油圧の供給が困難となっても、エンジン１４と電動機ＭＧとが半係合され、エンジン１４が回転抵抗として機能することで電動機回転速度Ｎmgが低下されることとなる。或いは、車両衝突後にオイルポンプ２２が作動不能となった場合に備えて、油圧を蓄積するアキュムレータや電動オイルポンプを備える構成とすることもできる。このように構成することでも、車両衝突後にエンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣやブレーキＢに油圧を供給することが可能となる。
また、前述の実施例において、クラッチＣやブレーキＢ等の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と開放とにより）変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる有段式の自動変速機１８が設けられているが、変速機はこれに限定されず、例えば無段式の自動変速機など適宜変更しても構わない。
また、前述の実施例において、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１６が用いられていたが、トルクコンバータ１６は必ずしも設けられなくても良く、またトルクコンバータ１６に替えて、トルク増幅作用のない流体継手（フルードカップリング）などの他の流体式伝動装置が用いられてもよい。
また、前述の実施例では、インバータ回路４０の放電を、例えば放電抵抗器Ｒinvや高圧機器４８の作動、システムリレーＳＲ１、ＳＲ２の短絡などによって行うものとしたが、インバータ部４４内部に備えられているスイッチング素子の切り替えによって放電を実行するものであっても構わない。また、これらの放電手段を適宜組み合わせて実行しても構わない。
また、前述の各実施例は、車両衝突時に為される制御として説明されているが、イグニッションオフ時にも同様の制御を実行しても構わない。この制御を実行することで、イグニッションオフ時おいても、より速やかにインバータ用コンデンサＣinvの放電を完了することができる。
また、前述の実施例では、車両１０の衝突を減速度Ｇが予め設定されている衝突判定値に到達したことに基づいて検知したが、例えば車両ボデーの所定の部位に複数個の歪みセンサを設け、歪みセンサによって検出された歪みが、予め設定されている判定値に到達したことに基づいて検知するものであっても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：車両
１４：エンジン
４０：インバータ回路
１００：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機
Ｋ０：エンジン断接用クラッチ（クラッチ）

Claims (3)

  1. エンジンと、電動機と、該エンジンと該電動機との間の動力伝達経路に設けられているクラッチとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
    車両の衝突を検知する手段を備え、
    車両の衝突を検知すると、前記エンジンが駆動状態である場合には該エンジンのフューエルカットを行うとともに、前記クラッチが開放状態である場合には該クラッチの係合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. 車両衝突後に前記エンジンの回転速度の変化率が正である場合には、前記クラッチを開放することを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記エンジンの回転速度が減少方向に向かい、且つ、該エンジンの回転速度が前記電動機の回転速度よりも小さくなると、前記クラッチを係合することを特徴とする請求項２のハイブリッド車両の制御装置。
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