JP2014208502A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動機によるクリープ走行時の燃費を向上させる。【解決手段】EVクリープ走行時にMGアイドル回転速度Nmiをエンジン14の目標アイドル回転速度Neiiとする場合よりも低くすることができるので、電動機MGの消費電力が減少する。よって、EVクリープ走行時の燃費を向上させることができる。例えば、目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上のときに、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度NmiをそのMGアイドル上限回転速度Nmimxとするので、目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上に設定される場合に、EVクリープ走行時の電動機MGの消費電力の増大を抑制することができる。【選択図】図4
Description
本発明は、走行用駆動力源としてエンジン及び電動機を備えた車両の制御装置に係り、特に、電動機によりクリープ走行する際の技術に関するものである。
走行用駆動力源としてエンジン及び電動機を備える車両が良く知られている。例えば、特許文献1,2に記載された車両がそれである。特許文献1には、車両停止時はエンジン及び電動機を共に停止し、又、車両発進時は電動機の動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)のみにより走行し、更に、車両発進直後の比較的低車速状態でエンジンに点火して少なくともエンジンの動力による走行に移行する技術が開示されている。
ところで、エンジンを停止させた車両停止状態でアクセルオフが維持されたままブレーキオフ操作が為されると、電動機を所定回転速度(例えばエンジンアイドル回転速度相当の回転速度)にて作動させて、電動機によるクリープ走行を行うことも良く知られている。一方で、エンジンの冷間時等には、エンジンアイドル回転速度を暖機完了後の定常時よりも高く設定することも良く知られている。従って、電動機によるクリープ走行時の電動機回転速度をエンジンアイドル回転速度相当の回転速度とするような場合に、定常時よりも高いエンジンアイドル回転速度が設定されると、その電動機回転速度も定常時よりも高くされるので、電動機の消費電力が増大させられる。そうすると、消費電力の増大に伴って、電動機による走行に利用できる電力が目減りし、走行距離が短くされて燃費の面で不利となる可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、エンジン冷間時などのエンジンアイドル回転速度が高く設定される場面を想定して、電動機によるクリープ走行を適切に実行することについて未だ提案されていない。
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、電動機によるクリープ走行時の燃費を向上させることができる車両の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) 走行用の駆動力源として、エンジン、及びそのエンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられてクラッチを介してそのエンジンと連結される電動機を備え、そのクラッチを解放させた状態でその電動機によるクリープ走行を行い、その電動機によるクリープ走行時はその電動機の回転速度を所定の回転速度に維持する車両の制御装置であって、(b) 前記電動機によるクリープ走行時は、その電動機の回転速度を、前記エンジンの目標アイドル回転速度よりも低い回転速度とすることにある。
このようにすれば、電動機によるクリープ走行時に電動機回転速度をエンジンの目標アイドル回転速度とする場合よりも、電動機のクリープ走行時の回転速度を低くすることができるので、電動機の消費電力が減少する(すなわち電力の持ち出しが減少する)。よって、電動機によるクリープ走行時の燃費を向上させることができる。
ここで、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジンの目標アイドル回転速度が予め定められた前記電動機のクリープ走行時の上限回転速度以上のときに、その電動機のクリープ走行時の回転速度を、その上限回転速度とすることでそのエンジンの目標アイドル回転速度よりも低い回転速度とすることにある。このようにすれば、エンジンの目標アイドル回転速度が電動機のクリープ走行時の上限回転速度以上に設定される場合に、電動機によるクリープ走行時の電動機の消費電力の増大を抑制することができる。すなわち、前記第1の発明の効果を適切に得ることができる。
また、第3の発明は、前記第1の発明又は第2の発明に記載の車両の制御装置において、前記クラッチを係合させた状態で前記エンジンによるクリープ走行を行うことができるものであり、前記電動機によるクリープ走行中に、前記エンジンの始動を伴う場合には、そのエンジンの回転速度を、前記クラッチの係合完了時点ではその電動機のクリープ走行時の回転速度とし、その後、そのエンジンの目標アイドル回転速度まで徐増して、そのエンジンによるクリープ走行へ移行することにある。このようにすれば、電動機によるクリープ走行からエンジンによるクリープ走行へ切り替える際に、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度へ引き上げることに伴って駆動力の段差が生じる可能性があることに対して、エンジン回転速度を徐増して駆動力を滑らかに変化させることで、ショックを抑制して(見方を換えれば、運転者への違和感を緩和して)ドライバビリティを向上させることができる。
また、第4の発明は、前記第3の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジンの回転速度が、予め定められたそのエンジンの自律運転可能な下限回転速度よりも低い場合には、そのエンジンの動力を基にした前記電動機の回生を行うことにある。このようにすれば、自律運転にてエンジン回転速度を維持する為のエンジンの動力を発生させるようにエンジンを制御するとエンジン回転速度を下限回転速度よりも低い回転速度に一致させることが難しい(すなわちエンジン回転速度が下限回転速度よりも低い回転速度よりも高くなろうとする)ことに対して、電動機の回生制御にてエンジンへの負荷を加えることで(すなわち、エンジン回転速度を引き上げようとする分の余剰のエンジンの動力分を電動機の発電にて電気エネルギに変換することで)エンジン回転速度の上昇を抑制することができる。よって、エンジン回転速度がエンジンの自律運転可能な下限回転速度よりも低い場合であっても、前記第3の発明の効果を適切に得ることができる。
また、第5の発明は、前記第2の発明乃至第4の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記エンジンを停止して前記電動機によるクリープ走行へ移行する際は、その電動機のクリープ走行時の回転速度を、前記クラッチが解放されるまではそのエンジンの目標アイドル回転速度とし、そのエンジンの回転速度がその電動機のクリープ走行時の回転速度よりも低下したら、その電動機のクリープ走行時の上限回転速度へ向けて徐減することにある。このようにすれば、エンジンによるクリープ走行から電動機によるクリープ走行へ切り替える際に、電動機のクリープ走行時の回転速度をエンジンの目標アイドル回転速度から電動機のクリープ走行時の上限回転速度へ引き下げることに伴って駆動力の段差が生じる可能性があることに対して、電動機のクリープ走行時の回転速度を徐減して駆動力を滑らかに変化させることで、ショックを抑制してドライバビリティを向上させることができる。
本発明において、好適には、前記車両には、前記エンジン(又は前記電動機)と前記駆動輪との間の動力伝達経路には変速機が設けられている。この変速機は、常時噛み合う複数対の変速ギヤを2軸間に備える公知の同期噛合型平行2軸式変速機などの手動変速機、又は種々の自動変速機(遊星歯車式自動変速機、同期噛合型平行2軸式自動変速機、DCT、CVT等)などである。この自動変速機は、自動変速機単体、流体式伝動装置を有する自動変速機、或いは副変速機を有する自動変速機などにより構成される。尚、車両停止中に、エンジンをアイドル運転する場合には、流体式伝動装置を備える構成が好ましい。又、この流体式伝動装置がロックアップクラッチを有する場合には、上記アイドル運転時はロックアップクラッチを解放乃至スリップさせることが好ましい。
また、好適には、前記エンジンは、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、そのエンジンと前記電動機との間の動力伝達経路に設けられた前記クラッチは、湿式或いは乾式の係合装置である。
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。
図1は、本発明が適用される車両10に備えられた動力伝達装置12の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、走行用駆動力源として機能するエンジン14及び電動機MGを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置12は、非回転部材としてのトランスミッションケース20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(以下、断接クラッチK0という)、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ16、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変速機出力軸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に連結されたディファレンシャルギヤ28、そのディファレンシャルギヤ28に連結された1対の車軸30等を備えている。トルクコンバータ16のポンプ翼車16aは、断接クラッチK0を介してエンジン連結軸32と連結されていると共に、直接的に電動機MGと連結されている。トルクコンバータ16のタービン翼車16bは、自動変速機18の入力回転部材である変速機入力軸34と直接的に連結されている。ポンプ翼車16aには、エンジン14(及び/又は電動機MG)によって回転駆動されることにより、自動変速機18の変速制御や断接クラッチK0の係合解放制御などを実行する為の作動油圧を発生する機械式のオイルポンプ22が連結されている。このように構成された動力伝達装置12は、例えばFR型の車両10に好適に用いられる。動力伝達装置12において、エンジン14の動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、断接クラッチK0が係合された場合に、エンジン14と断接クラッチK0とを連結するエンジン連結軸32から、断接クラッチ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、ディファレンシャルギヤ28、及び1対の車軸30等を順次介して1対の駆動輪36へ伝達される。このように、動力伝達装置12は、エンジン14から駆動輪36までの動力伝達経路を構成する。
自動変速機18は、エンジン14及び電動機MGと駆動輪36との間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36側へ伝達する変速機である。自動変速機18は、例えば変速比γ(=変速機入力回転速度Nin/変速機出力回転速度Nout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、或いは変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機などである。自動変速機18では、例えば油圧アクチュエータが油圧制御回路50によって制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて所定の変速段(或いは変速比)が成立させられる。
電動機MGは、電気エネルギから機械的な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。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と共に走行用の動力を発生させる走行用駆動力源として機能する。電動機MGは、エンジン14と駆動輪36との間の動力伝達経路に設けられて、エンジン14により発生させられた動力や駆動輪36側から入力される被駆動力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52を介して蓄電装置54に蓄積する等の作動を行う。電動機MGは、断接クラッチK0とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路に連結されており、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、断接クラッチK0を介してエンジン14と連結されていると共に、断接クラッチK0を介することなく自動変速機18の変速機入力軸34と動力伝達可能に連結されている。
断接クラッチ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油圧制御回路50によって係合解放制御される。その係合解放制御においては、例えば油圧制御回路50内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により、断接クラッチK0のトルク容量(以下、K0トルクという)が変化させられる。断接クラッチK0の係合状態では、エンジン連結軸32を介してポンプ翼車16aとエンジン14とが一体的に回転させられる。一方で、断接クラッチK0の解放状態では、エンジン14とポンプ翼車16aとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、断接クラッチK0を解放することでエンジン14と駆動輪36とが切り離される。電動機MGはポンプ翼車16aに連結されているので、断接クラッチK0は、エンジン14と電動機MGとの間の動力伝達経路に設けられて、その動力伝達経路を断接するクラッチとしても機能する。
車両10には、例えば電動機MGによるクリープ走行などに関連する車両10の制御装置を含む電子制御装置80が備えられている。電子制御装置80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80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、断接クラッチ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等に分けて構成される。電子制御装置80には、各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ56、タービン回転速度センサ58、出力軸回転速度センサ60、電動機回転速度センサ62、アクセル開度センサ64、冷却水温センサ66、バッテリセンサ68など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン14の回転速度であるエンジン回転速度Ne及びクランク角度Acr、タービン回転速度Ntすなわち変速機入力軸34の回転速度である変速機入力回転速度Nin、車速Vに対応する変速機出力軸24の回転速度である変速機出力回転速度Nout、電動機MGの回転速度である電動機回転速度(モータ回転速度、MG回転速度)Nm、運転者による車両10に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、エンジン14の温度に対応するエンジン14の冷却水の温度である冷却水温THeng、蓄電装置54の温度THbや充放電電流Ibや電圧Vbなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置80からは、例えばエンジン14の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Se、電動機MGの作動を制御する為の電動機制御指令信号Sm、断接クラッチK0や自動変速機18の油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路50に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧指令信号Spなどが、スロットルアクチュエータや燃料噴射装置等のエンジン制御装置、インバータ52、油圧制御回路50などへそれぞれ出力される。尚、電子制御装置80により、例えば蓄電装置54の温度THbや充放電電流Ibや電圧Vbに基づいて、蓄電装置54の充電容量(充電状態)SOC、充電可能電力Win、及び放電可能電力Woutが算出され、上記各種信号の1つとして各種制御に用いられる。
図2は、電子制御装置80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、変速制御手段すなわち変速制御部82は、例えば車速Vと駆動要求量(例えばアクセル開度θacc等)とを変数として予め実験的或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)公知の関係(変速線図、変速マップ;不図示)から車両状態(例えば実際の車速V及びアクセル開度θacc等)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、その判断した変速段(或いは変速比)が得られる為の変速指令値を油圧制御回路50へ出力して、自動変速機18の自動変速制御を実行する。この変速指令値は、油圧指令信号Spの1つである。
ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部84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52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84は、アクセル開度θaccや車速Vに基づいて運転者による車両10に対して要求される駆動要求量としての要求駆動トルクTdtgtを算出し、伝達損失、補機負荷、自動変速機18の変速比γ、蓄電装置54の充放電可能電力Win,Wout等を考慮して、その要求駆動トルクTdtgt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指令信号(エンジン出力制御指令信号Se及び電動機制御指令信号Sm)を出力する。前記駆動要求量としては、駆動輪36における要求駆動トルクTdtgt[Nm]の他に、駆動輪36における要求駆動力[N]、駆動輪36における要求駆動パワー[W]、変速機出力軸24における要求変速機出力トルクTouttgt、及び変速機入力軸34における要求変速機入力トルクTintgt等を用いることもできる。また、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[%]やスロットル弁開度[%]や吸入空気量[g/sec]等を用いることもできる。
ハイブリッド制御部84は、例えば要求駆動トルクTdtgtが電動機MGの出力トルクTm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モード)とし、断接クラッチK0を解放させた状態で、電動機MGのみで走行用トルクを駆動輪36に伝達して走行するモータ走行(EV走行)を行う。一方で、ハイブリッド制御部84は、例えば要求駆動トルクTdtgtが少なくともエンジン14の出力トルク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すなわちハイブリッド走行モード(以下、EHVモード)とし、断接クラッチK0を係合させた状態で、少なくともエンジン14を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行(EHV走行)を行う。他方で、ハイブリッド制御部84は、例えば要求駆動トルクTdtgtがMGトルクTmのみで賄える範囲の場合であっても、蓄電装置54の充電が要求された場合、又はエンジン14やエンジン14に関連する機器の暖機が必要な場合等には、EHV走行を行う。尚、暖機要求時等のEHV走行(EHVモード)の場合は、エンジントルクTeが走行用トルクとして必要ではない為、必ずしも断接クラッチK0を係合させた状態としなくとも良い。
ハイブリッド制御部84は、走行モードをEVモードからEHVモードへ切り替える場合には、エンジン14を始動する。ハイブリッド制御部84によるエンジン14の始動方法としては、例えば解放されている断接クラッチK0をスリップ乃至係合することで(見方を換えれば電動機MGによりエンジン14を回転駆動することで)エンジン回転速度Neを引き上げ、エンジン点火や燃料供給などを開始してエンジン14を始動する。一方で、ハイブリッド制御部84は、走行モードをEHVモードからEVモードへ切り替える場合には、エンジン14を停止する。ハイブリッド制御部84によるエンジン14の停止方法としては、例えばエンジン14への燃料供給を停止するなどしてエンジン14を停止し、断接クラッチK0が係合されている場合にはその断接クラッチK0を解放する。これにより、エンジン14は成り行きで回転停止に向かってエンジン回転速度Neが低下させられる。
ここで、車両10は、エンジン14による公知のクリープ走行(エンジンクリープ走行)を実行することができることに加え、電動機MGによるクリープ走行(モータクリープ走行、EVクリープ走行)を実行することができる。ハイブリッド制御部84は、例えばEVモードにおいて、断接クラッチK0を解放させた状態でEVクリープ走行を行い、そのEVクリープ走行時はMG回転速度Nmを所定の回転速度に維持する。一方で、ハイブリッド制御部84は、例えばEHVモードにおいて、断接クラッチK0を係合させた状態でエンジンクリープ走行を行い、そのエンジンクリープ走行時はエンジン回転速度Neを所定の回転速度に維持する。本実施例では、便宜上、EVクリープ走行時のMG回転速度Nmである所定の回転速度を電動機MGのアイドル回転速度Nmiと称し、エンジンクリープ走行時のエンジン回転速度Neである所定の回転速度をエンジン14のアイドル回転速度Neiと称する。
ところで、エンジンクリープ走行時は、例えば設定されたエンジンアイドル回転速度Neiの目標値(エンジン14の目標アイドル回転速度Neii)に、エンジンアイドル回転速度Neiが制御される。この目標アイドル回転速度Neiiは、例えばエンジン14の冷却水温THengや補機負荷の大きさなどに基づいて設定される。例えば、エンジン14の暖機が完了していない冷間時やエアコン作動時などには、暖機完了後やエアコン停止時などの定常運転時と比較して、目標アイドル回転速度Neiiが高くされる。一方で、EVクリープ走行時は、MGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度Neiiに合わせることが考えられる。このようにすると、目標アイドル回転速度Neiiが高くされるときには、MGアイドル回転速度Nmiも高くされるので、電動機MGの消費電力が比較的多くなる。
そこで、ハイブリッド制御部84は、EVクリープ走行時は、MGアイドル回転速度Nmiを、エンジン14の目標アイドル回転速度Neiiよりも低い回転速度とする。但し、クリープ走行におけるEVモードとEHVモードとの切替えを考慮すると、EVクリープ走行とエンジンクリープ走行とで駆動力の段差が大きくならない方が(見方を換えれば、MGアイドル回転速度Nmiと目標アイドル回転速度Neiiとの差が大きくならない方が)好ましい。つまり、MGアイドル回転速度Nmiを低くすることでの消費電力の抑制と駆動力の段差の発生とを考慮して、MGアイドル回転速度Nmiを設定することが望まれる。
そこで、ハイブリッド制御部84は、図3に示すように、エンジン14の目標アイドル回転速度Neiiが所定値Nmimx以上のときに、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度Nmiをその所定値Nmimxとすることで目標アイドル回転速度Neiiよりも低い回転速度とする。一方で、ハイブリッド制御部84は、図3に示すように、エンジン14の目標アイドル回転速度Neiiが所定値Nmimx未満のときには、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度Neiiとする。上記所定値Nmimxは、例えばEVクリープ走行時の電動機MGの消費電力と、EVクリープ走行からエンジンクリープ走行へ切り替えたときの駆動力の段差とのバランスを考慮して(すなわち、電動機MGの消費電力と駆動力の段差とに基づいて)予め定められたEVクリープ走行時のMGアイドル回転速度Nmiの上限回転速度(MGアイドル上限回転速度Nmimx)である。
具体的には、図2に戻り、ハイブリッド制御部84は、目標アイドル回転速度Neiiを決定する為の予め定められた関係(目標アイドル回転速度マップ;不図示)からエンジン14の冷却水温THeng及び補機負荷の大きさに基づいて目標アイドル回転速度Neiiを決定する。この目標アイドル回転速度マップは、例えば冷却水温THengが低い程又は補機負荷の大きさが大きい程、目標アイドル回転速度Neiiが高くなるように設定されている。
走行状態判定手段すなわち走行状態判定部86は、ハイブリッド制御部84によりクリープ走行を行うときに断接クラッチK0が解放されているときには、エンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx未満であるか否かを判定する。
図4は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわちEVクリープ走行時の燃費を向上させる為の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。尚、この図4のフローチャートでは、例えばクリープ走行を実行する車両状態が前提とされている。
図4において、先ず、走行状態判定部86に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、例えば断接クラッチK0が解放されているか否かが判定される。このS10の判断が否定される場合(すなわち断接クラッチK0が完全係合されている場合、つまりエンジン14が運転中である場合)はハイブリッド制御部84に対応するS20において、例えばエンジンアイドル回転速度Neiが目標アイドル回転速度Neiiに設定される。次いで、ハイブリッド制御部84に対応するS30において、例えば上記S20にて設定されたエンジンアイドル回転速度Neiに従い、エンジン14のアイドル回転速度制御による駆動(すなわちエンジンクリープ走行時)が実行される。上記S10の判断が肯定される場合(すなわち断接クラッチK0が解放されている場合、つまりエンジン14が停止中である場合)は走行状態判定部86に対応するS40において、例えばエンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx未満であるか否かが判定される。このS40の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部84に対応するS50において、例えばMGアイドル回転速度Nmiが目標アイドル回転速度Neiiに設定される。一方で、上記S40の判断が否定される場合はハイブリッド制御部84に対応するS60において、例えばMGアイドル回転速度NmiがMGアイドル上限回転速度Nmimxに設定される。上記S50又は上記S60に次いで、ハイブリッド制御部84に対応するS70において、例えば上記S50又は上記S60にて設定されたMGアイドル回転速度Nmiに従い、電動機MGの回転速度制御による駆動(すなわちEVクリープ走行時)が実行される。
上述のように、本実施例によれば、EVクリープ走行時にMGアイドル回転速度Nmiをエンジン14の目標アイドル回転速度Neiiとする場合よりも低くすることができるので、電動機MGの消費電力が減少する(すなわち蓄電装置54からの電力の持ち出しが減少する)。よって、EVクリープ走行時の燃費を向上させることができる。
また、本実施例によれば、エンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上のときに、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度NmiをそのMGアイドル上限回転速度Nmimxとするので、目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上に設定される場合に、EVクリープ走行時の電動機MGの消費電力の増大を抑制することができる。また、エンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx未満のときには、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度Neiiとするので、EVクリープ走行とエンジンクリープ走行とで駆動力の段差が可及的に抑制される。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
前述の実施例1では、エンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上のときに、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度NmiをそのMGアイドル上限回転速度Nmimxとした。その為、EVクリープ走行中にエンジン14の始動を伴う場合(すなわちEVクリープ走行からエンジンクリープ走行へ移行する場合)、エンジンアイドル回転速度Neiを目標アイドル回転速度Neiiへ引き上げることに伴って駆動力の段差が生じる可能性がある。MGアイドル上限回転速度Nmimxは駆動力の段差を考慮した値であるが、この実施例では、エンジン14を始動するに際して、この駆動力の段差による違和感をより緩和する手法を提案するものである。
具体的には、ハイブリッド制御部84は、EVクリープ走行中にエンジン14の始動を伴う場合には、エンジン14の始動開始からエンジン14の始動が完了するまで(すなわち断接クラッチK0が係合完了するまで)の間、MGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度Neiiへ向けて所定の傾きで徐増する。このMGアイドル回転速度Nmiの徐増は、例えばエンジン14の始動開始直後から実行しても良いが、所定時間経過して徐増開始条件が成立してから実行しても良い。又、断接クラッチK0が係合完了するよりも先にMGアイドル回転速度Nmiが目標アイドル回転速度Neiiに到達した場合には、その時点で徐増が終了させられる。
ハイブリッド制御部84は、エンジン14の始動完了後(断接クラッチK0の係合完了後)のエンジンアイドル回転速度Neiを、エンジン始動完了時点ではMGアイドル回転速度Nmiに設定し、その後、そのエンジン始動完了時点でのMGアイドル回転速度Nmiから目標アイドル回転速度Neiiへ向けて所定の傾きで徐増する値に設定する。このエンジンアイドル回転速度Neiの徐増は、目標アイドル回転速度Neiiに到達するまで実行され、その後、目標アイドル回転速度Neiiにてエンジンクリープ走行が実行される。
図5は、電子制御装置70の制御作動の要部すなわちEVクリープ走行時の燃費を向上させる為の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。図6は、図5のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、EVクリープ走行からエンジンクリープ走行へ移行するときの一例である。この図5は、前述した実施例1における図4に対応する別の実施例であり、図5では、図4のS10がS10’に、図4のS60がS60’に、図4のS20がS20’にそれぞれ変更されている。以下に図4と相違する点について主に説明する。
図5において、走行状態判定部86に対応するS10’において、例えば断接クラッチK0の係合操作中(すなわちエンジン14の始動制御中)であるか否か、又は断接クラッチK0が解放されているか否かが判定される。このS10’の判断が肯定される場合(例えばエンジン14の始動制御中である場合)はS40に進み、このS40の判断が否定される場合はハイブリッド制御部84に対応するS60’において、MGアイドル回転速度Nmiが設定される。このS60’では、S601において、例えば徐増開始条件が成立したか否か(例えばエンジン始動開始から所定時間が経過したか否か)が判定される。このS601の判断が否定される場合は肯定されるまでS602において、例えばMGアイドル回転速度NmiがMGアイドル上限回転速度Nmimxに設定される(図6のt1時点乃至t2時点)。上記S601の判断が肯定される場合はS603において、例えばMGアイドル回転速度Nmiがエンジン14の目標アイドル回転速度Neiiへ向けて徐増する値に設定される(図6のt2時点乃至t3時点)。次いで、S604において、例えば断接クラッチK0の係合(エンジン14の始動)が完了したか否か、又はMGアイドル回転速度Nmiが目標アイドル回転速度Neii以上であるか否かが判定される。このS604の判断が肯定されるまで上記S603が繰り返し実行される。一方で、上記S10’の判断が否定される場合(すなわちエンジン14の始動が完了したエンジン運転中である場合)はハイブリッド制御部84に対応するS20’において、エンジンアイドル回転速度Neiが設定される。このS20’では、S201において、例えばエンジンアイドル回転速度NeiがMGアイドル回転速度Nmiに設定される(図6のt3時点)。次いで、S202において、例えばエンジンアイドル回転速度Neiが目標アイドル回転速度Neiiへ向けて徐増する値に設定される(図6のt3時点乃至t4時点)。次いで、S203において、エンジンアイドル回転速度Neiが目標アイドル回転速度Neii以上であるか否かが判定される。このS203の判断が肯定されるまで上記S202が繰り返し実行される。この図5の制御により、図6に示すように、EVクリープ走行からエンジンクリープ走行への移行時にアイドル回転速度が連続的に制御され、駆動力の連続性が保たれる。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例1の効果に加え、EVクリープ走行中にエンジン14の始動を伴う場合には、エンジン始動完了後のエンジンアイドル回転速度Neiを、断接クラッチK0の係合完了時点ではMGアイドル回転速度Nmiとし、その後、目標アイドル回転速度Neiiまで徐増して、エンジンクリープ走行へ移行するので、駆動力が滑らかに変化させられる。よって、ショックを抑制して(見方を換えれば、運転者への違和感を緩和して)ドライバビリティを向上させることができる。
前述の実施例2では、エンジン始動後にエンジンアイドル回転速度Neiを目標アイドル回転速度Neiiへ直ぐに引き上げず、MGアイドル回転速度Nmiから徐増させて引き上げた。一方で、エンジン14は、例えば自律運転にてエンジンアイドル回転速度Neiを維持できる予め定められたエンジン14の自律運転可能な下限回転速度(エンジン下限回転速度Nemn)がある。そうすると、エンジン始動完了後に設定されるエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低い場合、自律運転にてエンジンアイドル回転速度Neiを維持する為のエンジン14の動力を発生させるようにエンジン14を制御するとエンジンアイドル回転速度Neiをエンジン下限回転速度Nemnよりも低い回転速度に一致させることが難しい(すなわちエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低い回転速度よりも高くなろうとする)可能性がある。
そこで、ハイブリッド制御部84は、エンジン始動完了後に設定するエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低い場合には、エンジン14の動力を基にした電動機MGの回生を行う。つまり、ハイブリッド制御部84は、エンジン下限回転速度Nemnを維持するようにスロットル弁開度等を制御し、それに加えて、設定したエンジンアイドル回転速度Neiとなるように電動機MGの回生を行う(電動機MGの発電量(負トルク)を発生させる)。
図7は、電子制御装置70の制御作動の要部すなわちEVクリープ走行時の燃費を向上させる為の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。図8は、図7のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、EVクリープ走行からエンジンクリープ走行へ移行するときの一例である。この図7は、前述した実施例2における図5に対応する別の実施例であり、図7では、S25、S28の各ステップが更に加えられた点が図5と主に相違する。以下に図5と相違する点について主に説明する。
図7において、S20’に次いで、走行状態判定部86に対応するS25において、例えば上記S20’にて設定されたエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低いか否かが判定される。このS25の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部84に対応するS28において、例えばエンジン下限回転速度Nemnを維持するようにスロットル弁開度等を制御しつつ、電動機MGの回生を行い、エンジン回転速度Neがエンジンアイドル回転速度Neiとなるようにエンジン回転速度引き下げ制御が実行される(図8のt3時点乃至t4時点)。一方で、上記S25の判断が否定される場合はS30が実行される(図8のt4時点移行)。この図7の制御により、エンジン14の燃焼安定性、エンスト防止性能を確保しつつ、図8に示すように、エンジン始動後のエンジン回転速度Neを引き下げ、且つ、アイドル回転速度が連続的に制御される為、エンジン始動前後の駆動力の連続性も保たれる。
上述のように、本実施例によれば、エンジン始動完了後のエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低い場合には、エンジン14の動力を基にした電動機MGの回生を行うので、電動機MGの回生制御にてエンジン14への負荷を加えることで(すなわち、エンジンアイドル回転速度Neiを引き上げようとする分の余剰のエンジン14の動力分を電動機MGの発電にて電気エネルギに変換することで)エンジンアイドル回転速度Neiの上昇を抑制することができる。よって、エンジン始動完了後に設定されるエンジンアイドル回転速度Neiがエンジン下限回転速度Nemnよりも低い場合であっても、前述の実施例3の効果を適切に得ることができる。
前述の実施例1では、エンジン14の目標アイドル回転速度NeiiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以上のときに、EVクリープ走行時のMGアイドル回転速度NmiをそのMGアイドル上限回転速度Nmimxとした。その為、エンジンクリープ走行からEVクリープ走行へ移行する場合、MGアイドル回転速度Nmiをエンジン14の目標アイドル回転速度NeiiからMGアイドル上限回転速度Nmimxへ引き下げることに伴って駆動力の段差が生じる可能性がある。MGアイドル上限回転速度Nmimxは駆動力の段差を考慮した値であるが、この実施例では、エンジン14を停止するに際して、この駆動力の段差による違和感をより緩和する手法を提案するものである。
具体的には、ハイブリッド制御部84は、エンジン14を停止してEVクリープ走行へ移行する際は、エンジン14の停止開始から少なくとも断接クラッチK0が解放されるまでは、MGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度Neiiに設定する。そして、ハイブリッド制御部84は、MGアイドル回転速度Nmiを目標アイドル回転速度NeiiからMGアイドル上限回転速度Nmimxへ向けて所定の傾きで徐減する。このMGアイドル回転速度Nmiの徐減は、例えば断接クラッチK0の解放直後から実行しても良いが、徐減開始条件が成立してから実行しても良い。この徐減開始条件は、例えば断接クラッチK0の解放後に所定時間経過したかである。又、徐減開始条件は、例えばエンジン回転速度NeがMG回転速度Nmから所定のマージンを差し引いた値(=Nm−所定のマージン)よりも低下したかである。要は、この徐減開始条件は、断接クラッチK0が完全に解放されて、エンジン回転速度NeがMGアイドル回転速度Nmiよりも確実に低下したことを確認できる条件であれば良い。
図9は、電子制御装置70の制御作動の要部すなわちEVクリープ走行時の燃費を向上させる為の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。図10は、図9のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、エンジンクリープ走行からEVクリープ走行へ移行するときの一例である。この図9は、前述した実施例1における図4に対応する別の実施例であり、図9では、図4のS10がS10”に、図4のS60がS60”にそれぞれ変更されている。以下に図4と相違する点について主に説明する。
図9において、走行状態判定部86に対応するS10”において、例えば断接クラッチK0の解放操作中(すなわちエンジン14の停止制御中)であるか否か、又は断接クラッチK0が解放されているか否かが判定される。このS10”の判断が肯定される場合(例えばエンジン14の停止制御中である場合)はS40に進み、このS40の判断が否定される場合はハイブリッド制御部84に対応するS60”において、MGアイドル回転速度Nmiが設定される。このS60”では、S605において、例えばMGアイドル回転速度Nmiがエンジンアイドル回転速度Nei(又は目標アイドル回転速度Neii)に設定される(図10のt1時点乃至t3時点)。次いで、S606において、例えば徐減開始条件が成立したか否かが判定される。このS606の判断が否定される場合は上記S605に戻されるが肯定される場合はS607において、例えばMGアイドル回転速度NmiがMGアイドル上限回転速度Nmimxへ向けて徐減する値に設定される(図10のt3時点乃至t4時点)。次いで、S608において、例えばMGアイドル回転速度NmiがMGアイドル上限回転速度Nmimx以下であるか否かが判定される。このS608の判断が肯定されるまで上記S607が繰り返し実行される。この図9の制御により、図10に示すように、エンジンクリープ走行からEVクリープ走行への移行時にアイドル回転速度が連続的に制御され、駆動力の連続性が保たれる。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例1の効果に加え、エンジン14を停止してEVクリープ走行へ移行する際は、MGアイドル回転速度Nmiを、断接クラッチK0が解放されるまでは目標アイドル回転速度Neiiとし、エンジン回転速度NeがMGアイドル回転速度Nmiよりも低下したら、MGアイドル上限回転速度Nmimxへ向けて徐減するので、駆動力が滑らかに変化させられる。よって、ショックを抑制してドライバビリティを向上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、本発明は実施例相互を組み合わせて実施可能であると共に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4は、前述の実施例1のみならず、前述の実施例2,3のうちの何れかと組み合わせて実行することが可能である。
また、前述の実施例2(特に図5のフローチャートのS601)では、エンジン始動開始後に徐増開始条件が成立してからMGアイドル回転速度Nmiの徐増を実行したが、この態様に限らない。例えば、エンジン14の始動開始直後からMGアイドル回転速度Nmiの徐増を実行しても良い。従って、前述の実施例における図5のフローチャートにおいてS601とS602とが除かれても良いなど、図4,5,7,9の各フローチャートにおいて各ステップやその実行順等は差し支えのない範囲で適宜変更することができる。
また、前述の各実施例では、断接クラッチK0が係合されると電動機MGとエンジン14とは実質的に直結されるので、MGアイドル回転速度Nmiとエンジン14の目標アイドル回転速度Neiiとの比較はそれらの数値をそのまま用いたが、この態様に限らない。例えば、電動機MGが減速歯車や変速機等を介してエンジン連結軸32に連結されるような場合には、その変速比等に基づいてMGアイドル回転速度Nmiをエンジン軸上(例えばクランク軸上、エンジン連結軸32上)に換算した電動機回転速度換算値と目標アイドル回転速度Neiiとが比較される。又、エンジン回転速度Neを電動機軸上に換算したエンジン回転速度換算値とMG回転速度Nmとが比較されるような態様であっても良い。要するに、本発明では、MGアイドル回転速度Nmiと目標アイドル回転速度Neiiとを比較するなどの回転速度同士を比較する態様においては、各回転速度との文言にはその各回転速度そのものだけでなく各回転速度換算値も含まれている。
また、前述の各実施例では、本発明が適用される車両として、エンジン14と電動機MGとが断接クラッチK0を介して間接的に連結されている車両10を例示したが、この態様に限らない。例えば、断接クラッチK0を備えず、エンジン14と電動機MGとが直接的に連結されている車両にも、本発明を適用することができる。例えば、断接クラッチK0を備えていない場合には、前述の各実施例における断接クラッチK0の解放時は、エンジン14の停止時に読み替えられ、前述の各実施例における断接クラッチK0の係合時は、エンジン14の運転時に読み替えられる。
また、前述の各実施例では、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、トルク増幅作用のない流体継手などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。
また、前述の各実施例において、車両10には、自動変速機18が設けられていたが、この自動変速機18は必ずしも設けられなくても良い。
尚、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(走行用の駆動力源)
32:エンジン連結軸(エンジン軸)
36:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
K0:エンジン断接用クラッチ(クラッチ)
MG:電動機(走行用の駆動力源)
14:エンジン(走行用の駆動力源)
32:エンジン連結軸(エンジン軸)
36:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
K0:エンジン断接用クラッチ(クラッチ)
MG:電動機(走行用の駆動力源)
Claims (5)
- 走行用の駆動力源として、エンジン、及び該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられてクラッチを介して該エンジンと連結される電動機を備え、該クラッチを解放させた状態で該電動機によるクリープ走行を行い、該電動機によるクリープ走行時は該電動機の回転速度を所定の回転速度に維持する車両の制御装置であって、
前記電動機によるクリープ走行時は、該電動機の回転速度を、前記エンジンの目標アイドル回転速度よりも低い回転速度とすることを特徴とする車両の制御装置。 - 前記エンジンの目標アイドル回転速度が予め定められた前記電動機のクリープ走行時の上限回転速度以上のときに、該電動機のクリープ走行時の回転速度を、該上限回転速度とすることで該エンジンの目標アイドル回転速度よりも低い回転速度とすることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記クラッチを係合させた状態で前記エンジンによるクリープ走行を行うことができるものであり、
前記電動機によるクリープ走行中に、前記エンジンの始動を伴う場合には、該エンジンの回転速度を、前記クラッチの係合完了時点では該電動機のクリープ走行時の回転速度とし、その後、該エンジンの目標アイドル回転速度まで徐増して、該エンジンによるクリープ走行へ移行することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。 - 前記エンジンの回転速度が、予め定められた該エンジンの自律運転可能な下限回転速度よりも低い場合には、該エンジンの動力を基にした前記電動機の回生を行うことを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装置。
- 前記エンジンを停止して前記電動機によるクリープ走行へ移行する際は、該電動機のクリープ走行時の回転速度を、前記クラッチが解放されるまでは該エンジンの目標アイドル回転速度とし、該エンジンの回転速度が該電動機のクリープ走行時の回転速度よりも低下したら、該電動機のクリープ走行時の上限回転速度へ向けて徐減することを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の車両の制御装置。
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