JP2015044495A - ハイブリッド車両用制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンおよび電動機と駆動輪との間に流体伝動装置を有するハイブリッド車両において、坂路におけるずり下がりを確実に抑制でき、電動機のロックを防止する制御装置を提供する。
【解決手段】坂路で車両が停止しているとき、第１ずり下がり抑制制御部１０８による第１ずり下がり抑制制御において、トルクコンバータ１６(流体伝動装置)のポンプ翼車(入力側回転部材)の回転数ＮＰすなわち電動機ＭＧの回転数ＮＭＧが目標回転数ＮＭＧ＊となるように電動機ＭＧの出力トルクが制御され、そのトルクコンバータ１６のポンプ翼車の回転数ＮＰを目標回転数ＮＭＧ＊とするために必要なトルクが所定トルクを超えたときにエンジン１４が始動させられることから、ずり下がり抑制制御中の回転数における電動機ＭＧの出力トルクが不足した場合はエンジン１４の出力トルクを用いることができるので、電動機ＭＧのロック状態が好適に防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンおよび電動機を駆動力源として備えるハイブリッド車両において、登坂路におけるずり下がりを抑制する制御技術に関するものである。
エンジンおよび電動機と、それらエンジンおよび電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられて流体を介して動力を伝達する流体伝動装置とを備えたハイブリッド車両がよく知られている。たとえば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両もその一例である。
特開２０００−３０８２０９号公報
ところで、上記のようなハイブリッド車両では、路面勾配のある坂路での停止中において、車両を発進させるためにブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み替え操作する際に発生する車両のずり下がりを防止するために、電動機を予め回転させておくことで、車軸および駆動輪へトルクを伝達した状態としている。しかし、路面の勾配が比較的大きいときにブレーキペダルの解放操作後にすぐにアクセルペダルが踏み込まれない場合には、車両のずり下がり速度が早くなり、流体伝動装置より上流側の回転数が下流側の負回転により引き下げられる。このようにして電動機の回転数が引き下げられてその電動機の回転が妨げられたロック状態となると、電動機の温度保護のために設けられている保護回路によって駆動電流が制限されるので、電動機からのトルクを十分に出力できなくなり、さらにずり下がるという場合があった。
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、エンジンおよび電動機と駆動輪との間に流体伝動装置を有するハイブリッド車両において、坂路におけるずり下がりを確実に抑制でき、電動機のロックを防止することができる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本発明の要旨とするところは、(a) エンジンおよび電動機と、該エンジンおよび電動機と駆動輪との間に設けられた流体伝動装置とを備えるハイブリッド車両用制御装置であって、(b) 前記エンジンの停止中に、前記流体伝動装置の入力回転部材の回転数が予め定められた目標回転数となるように前記電動機の出力トルクを制御し、(c) 前記流体伝動装置の入力回転部材の回転数を前記目標回転数とするために必要なトルクが所定トルクを超えたときに前記エンジンを始動させることにある。
このようにすれば、坂路で車両が停止しているとき、流体伝動装置の入力回転部材の回転数が予め定められた目標回転数となるように電動機の出力トルクが制御され、その流体伝動装置の入力回転部材の回転数を前記目標回転数とするために必要なトルクが所定トルクを超えたときにエンジンが始動させられるので、ずり下がり抑制制御中の回転数における電動機の出力トルクが不足した場合はエンジンの出力トルクを用いることができるので、坂路におけるずり下がりが確実に抑制されるとともに、電動機がロック状態となることが好適に防止される。
ここで、好適には、前記エンジンが始動させられた後は、前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数が前記目標回転数となるように前記エンジンの出力トルクを制御する。このようにすれば、専ら電動機の出力トルクによるずり下がり抑制制御中の回転数において電動機の出力トルクが不足した場合は、エンジンの出力トルクを用いたずり下がり抑制制御とされるので、坂路におけるずり下がりが確実に抑制される。
また、好適には、前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数が前記目標回転数となるように前記エンジンの出力トルクを制御する場合において、前記エンジンの出力トルクが不足するときは、前記電動機の出力トルクを用いて該エンジンの回転数を下支えし、そのエンジンの出力トルクを増加させる。このようにすれば、専らエンジンの出力トルクによるずり下がり抑制制御中の回転数においてエンジンの出力トルクが不足した場合は、エンジンの出力トルクに電動機の出力トルクが加えられることでエンジンの回転数が下支えされてエンジンの出力トルクが増加させられるので、エンジンの出力トルクが不足した場合でも、坂路におけるずり下がりが確実に抑制される。
また、好適には、前記目標回転数は、目標ずり下がり車速に対応する予め定められた前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数と、予め定められた前記流体伝動装置の回転数差とに基づいて設定されたものである。このようにすれば、目標ずり下がり車速を維持するために予め定められた流体伝動装置の回転数差に基づいて目標回転数が設定されていることから、その目標回転数に流体伝動装置の入力側回転部材の回転数が一致するように制御されることにより、坂路におけるずり下がりが目標ずり下がり車速に確実に維持される。
また、好適には、前記回転数差は、前記ハイブリッド車両が走行する路面勾配が大きくなるほど回転数差が大きくなるように予め記憶された関係からハイブリッド車両が走行する実際の路面勾配に基づいて決定される。このようにすれば、路面勾配に拘わらず、坂路におけるずり下がりが目標ずり下がり車速に確実に維持される。
本発明が好適に適用されるハイブリッド車両を構成するエンジンおよび電動機から駆動輪までの動力伝達経路の概略構成を、走行用駆動力源として機能するエンジンの出力制御、自動変速機の変速制御、電動機の駆動制御などのために車両に設けられた制御系統と共に示す図である。 図１の電子制御装置によるずり下がり抑制制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 ずり下がり抑制制御における電動機の目標回転数の設定方法を説明する図である。 ずり下がり抑制制御においてエンジンを始動させる判断を行なうエンジン始動閾値の設定方法を説明する図である。 ずり下がり抑制制御において電動機の下支え時目標回転数の設定方法を説明する図である。 図１の電子制御装置のずり下がり抑制制御作動の要部すなわち車両のずり下がり抑制制御の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および電動機ＭＧ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。
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、たとえば同期電動機であり、電気エネルギー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ー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ーを発生させ、その電気エネルギーをインバータ４０や図示しない昇圧コンバータ等を介して蓄電装置であるバッテリ４６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４０や図示しない昇圧コンバータ等を介してバッテリ４６との電力の授受を行うように接続されている。そして、電動機ＭＧを走行用駆動力源として走行する場合には、エンジン断接用クラッチＫ０が開放され、電動機ＭＧの動力が、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。
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。また、動力伝達装置１２は、図示しない電動モータによって駆動される電動式オイルポンプ５２を備えており、例えば車両停止時など、オイルポンプ２２が駆動されない場合などには、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて油圧を発生させる。
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や電動式オイルポンプ５２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に設けられて、これらの間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および電動機ＭＧ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ギヤ段（変速段）が選択的に成立させられる有段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。なお、自動変速機１８が本発明の電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている変速機に対応している。
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、モータ回転速度センサ６２により検出された電動機ＭＧの回転速度であるモータ回転速度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内の作動油の作動油温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の充電量（充電容量、充電残量）ＳＯＣなどが、それぞれ供給される。また、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）や電動式オイルポンプ５２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、有段変速制御部１０２（有段変速制御手段）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の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ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。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ギヤ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。
ハイブリッド制御部１０４（ハイブリッド制御手段）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、電動機ＭＧを制御するインバータ４０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のギヤ段、バッテリ４６の充電量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のモータトルクＴmg（電動機トルク）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を走行用の駆動力源とするモータ走行（ＥＶ走行）を行う。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モータトルクＴmgを出力させる。このとき、ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行中において車両の要求駆動力が得られる電動機ＭＧの運転状態（モータトルクＴmg、モータ回転速度Ｎmg）と自動変速機１８のギヤ段との組合せのうち、電動機ＭＧのモータ効率が最も高くなるギヤ段を決定し、有段変速制御部１０２にその決定されたギヤ段に変速する指令を出力する。
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走行に必要なモータトルクＴmgがＥＶ走行可能な所定ＥＶ走行トルク範囲を超えた場合、換言すれば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を始動させ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を回転上昇させ、エンジン回転速度Ｎeを自立運転可能な回転速度まで引き上げて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。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。なお、ハイブリッド制御手段１０４は、車両停止時などオイルポンプ２２が駆動しない場合などでは、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて作動油の不足を防止する。
また、ハイブリッド制御部１０４は、アクセルオフのコースト走行時（惰性走行時）やブレーキペダル８０の踏み込みによる制動時などには、燃費を向上するために車両１０の運動エネルギーすなわち駆動輪３４からエンジン１４側へ伝達される逆駆動力により電動機ＭＧを回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギーをインバータ４０を介してバッテリ４６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、バッテリ４６の充電量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。また、本実施例にあっては、ハイブリッド制御手段１０４は、回生コースト走行中はロックアップクラッチ３８を係合させる。
ずり下がり抑制制御部１０６は、車両の停止時において車両のずり下がりが判定されると、たとえば−２ｋｍ／ｈ程度に予め設定された目標ずり下がり車速ＶＺに対応するトルクコンバータ１６の出力側回転部材であるタービン翼車１６ｂの実際の回転数ＮＴ(たとえば−２００ｒｐｍ程度の負の値)と、上記目標ずり下がり車速ＶＺを維持するために車両が走行する路面勾配が大きくなるほど回転数差ΔＮが大きくなるように予め求められた回転数差ΔＮとに基づいて、そのポンプ翼車１６ａの目標回転数ＮＰ＊すなわち電動機ＭＧの目標回転数ＮＭＧ＊(＝ＮＴ＋ΔＮ)を算出し、ポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰすなわち電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧをその目標回転数ＮＰ＊すなわち目標回転数ＮＭＧ＊となるように高め、トルクコンバータ１６を介して駆動輪３４へ伝達されるトルクを増加して駆動輪３４の駆動力を高めて、車両のずり下がりを抑制する。上記トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの目標回転数ＮＭＧ＊は、簡単に言えば、エンジンの停止中に、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの回転数に基づいて決定される。
ずり下がり抑制制御部１０６は、専ら電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧによるフィードバック回転数制御を用いて駆動輪３４の駆動力を高める第１ずり下がり抑制制御部１０８と、専らエンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック制御を用いて駆動輪３４の駆動力を高める第２ずり下がり抑制制御部１１０と、電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧおよびエンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック回転数制御を用いて駆動輪３４の駆動力を高める第３ずり下がり抑制制御部１１２とを備えている。
第１ずり下がり抑制制御部１０８は、エンジン１４の停止中では、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が予め求められた一定の目標回転数ＮＰ＊(＝電動機ＭＧの目標回転数ＮＭＧ＊)と一致するように電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧを調節することによりフィードバック回転数制御を実行する。この目標回転数ＮＰ＊は、図３に示すように、車両のずり下がり速度がたとえば−２ｋｍ／ｈであるときの車軸３０(駆動輪３４)の回転数が−２００ｒｐｍであるとし、この車軸３０の回転数−２００ｒｐｍを一定に維持するため伝達トルクを発生させるトルクコンバータ１６の回転数差ΔＮが１０００ｒｐｍであるとすると、目標回転数ＮＰ＊は８００ｒｐｍに設定される。なお、上記の車軸３０の回転数−２００ｒｐｍを一定に維持するため伝達トルクを発生させるトルクコンバータ１６の回転数差は路面の傾斜勾配に応じてある程度変化するので、上記トルクコンバータ１６の回転数差ΔＮは、一定のずり下がり速度たとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め記憶された関係から加速度センサなどにより検出される実際の傾斜勾配に基づいて算出されたものであってもよい。
第２ずり下がり抑制制御部１１０は、上記第１ずり下がり抑制制御部１０８での電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧによるフィードバック回転数制御において、そのときのフィードバック制御中の現回転数たとえば８００ｒｐｍにおける電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧがたとえば図４に示される予め設定されたエンジン始動閾値ＴＭＧＥを越えると、エンジン始動要求を出してエンジン１４を始動させた後、上記電動機ＭＧによるフィードバック回転数制御に替えて、エンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック制御を開始させ、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定の目標ずり下がり車速ＶＺたとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた目標回転数ＮＰ＊と一致するようにエンジン１４の出力トルクＴＥを調節することによりフィードバック回転数制御を実行する。
エンジン始動閾値ＴＭＧＥは、たとえば図４に示す電動機ＭＧの最大トルク特性図において、フィードバック制御中の現回転数たとえば８００ｒｐｍでの電動機ＭＧの最大トルク値ＴＭＧｍａｘよりもエンジン始動トルク余裕値βだけ低い値に設定された値である。図４において、電動機ＭＧの実際のトルクをＸで示すと、Ｘ＞(ＴＭＧｍａｘ−β)が満足されると、上記エンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック制御が開始させられる。すなわち、前記電動機ＭＧによるフィードバック制御において、フィードバック制御中の回転数における電動機ＭＧがエンジン始動閾値ＴＭＧＥ以上の出力トルクを必要となったら、エンジン１４の始動が開始されるようになっている。
第３ずり下がり抑制制御部１１２は、上記のエンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック回転数制御において、エンジン１４の出力トルクＴＥがたとえばフィードバック制御中の現回転数たとえば８００ｒｐｍでのエンジン１４の最大トルク付近に予め設定された下支え閾値ＴＥＳを越える場合は、それまでのエンジン１４へのトルク指令値を維持しつつ、電動機ＭＧから下支えトルクＴＭＧαを出力させ、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定の目標ずり下がり車速ＶＺたとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた下支え時目標回転数ＮＭＧＳ＊と一致するようにフィードバック制御する。ずり下がり抑制制御部１０６は、たとえば、ポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定のずり下がり速度たとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた目標回転数ＮＰ＊と一致させるためには、現回転数たとえば８００ｒｐｍで回転するエンジン１４の最大出力トルクでは、不足トルクαだけ不足するとき、図５に示す予め記憶されたエンジン特性から、エンジン１４の実際の出力トルクＴＥとエンジン１４の出力トルクの不足トルクαとの加算値に基づいて、その不足トルクαだけ増加するエンジン回転数ＮＥαを求め、その値を電動機ＭＧの下支え時目標回転数ＮＭＧ＊として設定する。これにより、電動機ＭＧからの下支えトルクＴＭＧαがエンジントルク指令値に従ってエンジン１４から出力されるエンジン出力トルクＴＥに加えられて、上記フィードバック制御が継続される。
図６は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち坂路における車両のずり下がりを抑制するずり下がり抑制制御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のステップＳ１(以下、ステップを省略する)では、エンジン１４の停止中において、アクセルペダル操作量が零(アクセルオフ)、ブレーキペダル操作量が零(ブレーキオフ)、且つ、Ｄレンジで車速Ｖが負またはＲレンジで車速Ｖが正であるか否かに基づいて、車両のずり下がりが発生したか否かが判定される。このまＳ１の判断が否定される場合は、Ｓ２において、ずり下がり抑制制御によるエンジン始動要求が停止されるとともに、電動機ＭＧによりエンジン１４のトルク出力回転数を下支えるための電動機ＭＧの作動要求が停止される。
車両の停止時において車両のずり下がりが判定されると上記Ｓ１の判断が肯定されるので、Ｓ３において、たとえば−２ｋｍ／ｈ程度の目標ずり下がり車速ＶＺに対応するトルクコンバータ１６の出力側回転部材であるタービン翼車１６ｂの実際の回転数ＮＴ(たとえば−２００ｒｐｍ程度の負の値)と、上記目標ずり下がり車速ＶＺを維持するための予め求められたトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰとタービン翼車１６ｂの回転数ＮＴと回転数差ΔＮとに基づいて、そのポンプ翼車１６ａの目標回転数ＮＰ＊すなわち電動機ＭＧの目標回転数ＮＭＧ＊(＝ＮＴ＋ΔＮ)が算出される。
次いで、Ｓ４において、エンジン回転速度ＮＥが零回転であるか否かなどに基づいて、エンジン１４が運転中であるか否かが判断される。このＳ４の判断が否定された場合は、第１ずり下がり抑制制御部１０８に対応するＳ５において、第１ずり下がり抑制制御部１０８において説明した第１ずり下がり抑制制御、すなわち、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が予め求められた一定の目標回転数ＮＰ＊(＝電動機ＭＧの目標回転数ＮＭＧ＊)と一致するように電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧを調節することによりフィードバック回転数制御が実行される。
次に、Ｓ６において、第１ずり下がり抑制制御中の現回転数たとえば８００ｒｐｍにおける電動機ＭＧの出力トルクＴＭＧがたとえば図４に示される予め設定されたエンジン始動閾値ＴＭＧＥを越えたか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合は、それまでのルーチンが繰り返されて第１ずり下がり抑制制御が継続的に実行される。
しかし、Ｓ６の判断が肯定されると、Ｓ７において第２ずり下がり抑制制御を実行するためにエンジン１４の始動要求指令が出され、エンジン１４が始動させられる。これにより、次の制御サイクルにおけるＳ４の判断が肯定される。
Ｓ４の肯定判断に続いて実行される、第２ずり下がり抑制制御部１１０に対応するＳ８では、上記第１ずり下がり抑制制御としての電動機ＭＧによるフィードバック回転数制御に替えて、第２ずり下がり抑制制御が実行され、エンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック制御を開始させ、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定の目標ずり下がり車速ＶＺたとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた目標回転数ＮＰ＊と一致するようにエンジン１４の出力トルクＴＥを調節することによりフィードバック回転数制御が実行される。
次いで、Ｓ９では、上記第２ずり下がり抑制制御中におけるエンジン１４の出力トルクを指令するエンジントルク指令値が現回転数におけるエンジン１４の最大トルクを超えたか否か、すなわち、第２ずり下がり抑制制御において、ポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定のずり下がり速度たとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた目標回転数ＮＰ＊と一致させるためには、現回転数たとえば８００ｒｐｍで回転するエンジン１４の最大出力トルクでは、不足トルクαが発生するか否かが判断される。
上記Ｓ９の判断が否定される場合は、それまでのルーチンが繰り替えされて第２ずり下がり抑制制御が継続的に実行される。しかし、Ｓ９の判断が肯定されると、Ｓ１０において、第３ずり下がり抑制制御を実行するために電動機ＭＧによるエンジン１４のトルク出力回転数の下支え要求指令が出されるとともに、Ｓ１１において、電動機ＭＧによる下支え開始時の過渡的なエンジン１４の出力トルク抜けを防止するためにエンジン１４に対するトルク指令値が維持される。
次いで、第３ずり下がり抑制制御部１１２に対応するＳ１２およびＳ１３が実行される。Ｓ１２では、たとえば図５に示す予め記憶されたエンジン特性から、エンジン１４の実際の出力トルクＴＥとエンジン１４の出力トルクの不足トルクαとの加算値に基づいて、その不足トルクαだけ増加するエンジン回転数ＮＥαを求め、その値が電動機ＭＧの下支え時目標回転数ＮＭＧＳ＊として設定される。続いて、Ｓ１３では、エンジン１４の出力トルクＴＥによるフィードバック回転数制御(第２ずり下がり抑制制御)において、エンジン１４の出力トルクＴＥがたとえばフィードバック制御中の現回転数たとえば８００ｒｐｍでのエンジン１４の最大トルク付近に予め設定された下支え閾値ＴＥＳを越える場合に、それまでのエンジン１４へのトルク指令値を維持しつつ、電動機ＭＧから下支えトルクＴＭＧαを出力させ、トルクコンバータ１６の入力側回転部材であるポンプ翼車１６ａの実際の回転数ＮＰ(＝電動機ＭＧの実際の回転数ＮＭＧ)が一定の目標ずり下がり車速ＶＺたとえば−２ｋｍ／ｈとなるように予め求められた下支え時目標回転数ＮＭＧＳ＊と一致するようにフィードバック制御すなわち第３ずり下がり抑制制御が、実行される。
上述のように、本実施例によれば、坂路で車両が停止しているとき、第１ずり下がり抑制制御部１０８による第１ずり下がり抑制制御において、トルクコンバータ１６(流体伝動装置)のポンプ翼車(入力側回転部材)１６ａの回転数ＮＰすなわち電動機ＭＧの回転数ＮＭＧが目標回転数ＮＭＧ＊となるように電動機ＭＧの出力トルクが制御され、そのトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰを目標回転数ＮＭＧ＊とするために必要なトルクが所定トルクを超えたときにエンジン１４が始動させられることから、ずり下がり抑制制御中の回転数における電動機ＭＧの出力トルクが不足した場合はエンジン１４の出力トルクを用いることができるので、電動機ＭＧのロック状態となることが好適に防止される。
また、本実施例によれば、エンジン１４が始動させられた後は、第２ずり下がり抑制制御部１１０による第２ずり下がり抑制制御が開始され、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰが目標回転数ＮＭＧ＊となるように前記エンジン１４の出力トルクが制御される。このため、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰが目標回転数ＮＭＧ＊となるようにエンジン１４の出力トルクが制御されることから、専ら電動機ＭＧの出力トルクによるずり下がり抑制制御中の回転数において電動機ＭＧの出力トルクが不足した場合は、エンジン１４の出力トルクを用いたずり下がり抑制制御とされるので、坂路におけるずり下がりが継続的に抑制される。
また、本実施例によれば、エンジン１４が始動させられた後の専らエンジン１４の出力トルクによる第２ずり下がり抑制制御中の回転数においてエンジン１４の出力トルクが不足した場合は、第３ずり下がり抑制制御部１１２による第３ずり下がり抑制制御が開始され、エンジン１４の出力トルクに電動機ＭＧの出力トルクが加えられることでエンジン１４の回転数が下支えされてエンジンの出力トルクが増加させられるので、エンジンの出力トルクが不足した場合でも、坂路におけるずり下がりが確実に抑制される。電動機ＭＧは、エンジン１４の回転数がそのエンジン１４からのトルクが十分出力できる回転数となるように、下支えする。このため、エンジン１４は、そのエンジン１４からのトルクが十分出力できる回転数とされるので、エンジン１４からは十分な出力トルクが出力され、車両のずり下がりが抑制される。
また、本実施例によれば、目標回転数ＮＭＧ＊は、目標ずり下がり車速ＶＺに対応する予め定められたトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰと、予め定められたトルクコンバータ１６の回転数差ΔＮに基づいて設定されたものである。このように、目標ずり下がり車速ＶＺを維持するために予め定められたトルクコンバータ１６の回転数差ΔＮに基づいて目標回転数ＮＭＧ＊が設定されていることから、その目標回転数ＮＭＧ＊にトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰが一致するように制御されることにより、坂路におけるずり下がりが目標ずり下がり車速ＶＺに確実に維持される。
また、本実施例によれば、ずり下がり抑制制御部１０６において、目標回転数ＮＭＧ＊の設定に用いられている回転数差ΔＮは、車両が走行する路面勾配が大きくなるほど回転数差ΔＮが大きくなるように予め記憶された関係から、車両が走行する実際の路面勾配に基づいて決定される。このようにすれば、路面勾配に拘わらず、坂路におけるずり下がりが目標ずり下がり車速ＶＺに確実に維持される。
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、目標回転数ＮＭＧ＊は、目標ずり下がり車速ＶＺに対応する予め定められたトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａの回転数ＮＰたとえば−２００ｒｐｍと、予め定められたトルクコンバータ１６の回転数差ΔＮたとえば＋１０００ｒｐｍとを加算することで設定されたものである。この目標ずり下がり車速ＶＺおよび回転数差ΔＮは、車両に応じて固定値が採用されてもよく、目標回転数ＮＭＧ＊は予め記憶された一定値であってもよい。
また、前述の実施例のハイブリッド車両には、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１６が搭載されていたが、そのトルクコンバータ１６に替えて、流体式伝動装置として機能するフルードカップリングが搭載されていてもよい。
また、前述の実施例のずり下がり抑制制御は、登坂路について説明されていたが、降坂路であっても適用できる。
また、前述の実施例の各フローチャートにおいて、矛盾のない範囲でその順番を適宜入れ替えても構わない。例えば、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ３とＳ４の順番を入れ替えて実施することもできる。
また、前述の実施例の自動変速機１８は有段式の自動変速機であったが、変速機の具体的な構造や変速段数は特に限定されない。
また、前述の実施例では、エンジン１４と電動機ＭＧとの間にエンジン断接用クラッチＫ０が設けられていたが、必ずしも設けられていなくてもよい。
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：ハイブリッド車両（車両）
１４：エンジン
１６：トルクコンバータ（流体伝動装置）
３４：駆動輪
１００：電子制御装置
１０６：ずり下がり抑制制御部
１０８：第１ずり下がり抑制制御部
１１０：第２ずり下がり抑制制御部
１１２：第３ずり下がり抑制制御部
ＭＧ：電動機
Ｋ０：エンジン断接用クラッチ（クラッチ）

Claims (5)

  1. エンジンおよび電動機と、該エンジンおよび電動機と駆動輪との間に設けられた流体伝動装置とを備えるハイブリッド車両用制御装置であって、
    前記エンジンの停止中に、
    前記流体伝動装置の入力回転部材の回転数が予め設定された目標回転数となるように前記電動機の出力トルクを制御し、
    前記流体伝動装置の入力回転部材の回転数を前記目標回転数とするために必要なトルクが所定トルクを超えたときに前記エンジンを始動させる
    ことを特徴とするハイブリッド車両用制御装置。
  2. 前記エンジンが始動させられた後は、前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数が前記目標回転数となるように前記エンジンの出力トルクを制御する
    ことを特徴とする請求項１のハイブリッド車両用制御装置。
  3. 前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数が前記目標回転数となるように前記エンジンの出力トルクを制御する場合において、前記エンジンの出力トルクが不足するときは、前記電動機の出力トルクを用いて該エンジンの回転数を下支えし、該エンジンの出力トルクを増加させることを特徴とする請求項２のハイブリッド車両用制御装置。
  4. 前記目標回転数は、目標ずり下がり車速に対応する予め定められた前記流体伝動装置の入力側回転部材の回転数と前記流体伝動装置の入力側回転部材と出力側回転部材との間の予め定められた回転数差に基づいて設定されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のハイブリッド車両用制御装置。
  5. 前記回転数差は、前記ハイブリッド車両が走行する路面勾配が大きくなるほど前記回転数差が大きくなるように予め記憶された関係から前記ハイブリッド車両が走行する実際の路面勾配に基づいて決定されることを特徴とする請求項４のハイブリッド車両用制御装置。
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