JP2022132871A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle control device.
エンジンと車輪との動力伝達経路上にモータが設けられ、動力伝達経路上のエンジンとモータとの間にクラッチが設けられ、動力伝達経路上のモータと車輪との間に自動変速機が設けられたハイブリッド車両が知られている(例えば特許文献1参照)。 A motor is provided on the power transmission path between the engine and the wheels, a clutch is provided between the engine and the motor on the power transmission path, and an automatic transmission is provided between the motor and the wheels on the power transmission path. A hybrid vehicle is known (see, for example, Patent Document 1).
ハイブリッド車両の始動の際には、エンジン及びモータの始動後にクラッチが係合してエンジンとモータとが連結され、エンジン及びモータの回転数は例えば目標アイドル回転数に維持される。ここで低温始動時には、クラッチやモータ及び自動変速機の潤滑油の温度が低下して粘度が高くなり、これらのフリクショントルクが増大する。このため、低温始動時では、エンジン及びモータが始動してクラッチが係合した際に、フリクショントルクの増大分をエンジンやモータの出力トルクにより補うことができずに、エンジン及びモータの回転数が目標アイドル回転数よりも低下するおそれがある。このようにして低温始動性が低下するおそれがある。 When the hybrid vehicle is started, the clutch is engaged after the engine and the motor are started, the engine and the motor are connected, and the rotation speeds of the engine and the motor are maintained at, for example, the target idle rotation speed. Here, during low-temperature starting, the temperature of lubricating oil for the clutch, motor, and automatic transmission decreases, the viscosity increases, and the friction torque increases. Therefore, when the engine and motor are started and the clutch is engaged at low temperature start, the increase in friction torque cannot be compensated for by the output torque of the engine and motor, and the rotational speed of the engine and motor increases. There is a possibility that the idling speed will be lower than the target idling speed. In this way, the low temperature startability may be degraded.
そこで本発明は、低温始動性が向上したハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle with improved low-temperature startability.
上記目的は、エンジンと車輪との動力伝達経路上にモータが設けられ、前記動力伝達経路上の前記エンジンと前記モータとの間にクラッチが設けられ、前記動力伝達経路上の前記モータと前記車輪との間に自動変速機が設けられたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンと前記モータが駆動中であり前記クラッチが係合状態にある否かを判定する判定部と、前記判定部により肯定判定がなされた場合に、前記モータ、前記クラッチ、及び前記自動変速機の少なくとも一つの潤滑油の温度を取得する取得部と、前記潤滑油の温度が閾値未満の場合、前記潤滑油の温度が前記閾値以上の場合よりも、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力トルクが増大するように補正する補正部と、を備えたハイブリッド車両の制御装置によって達成できる。 A motor is provided on a power transmission path between an engine and wheels, a clutch is provided between the engine and the motor on the power transmission path, and the motor and the wheels are provided on the power transmission path. and a determination unit that determines whether the engine and the motor are in operation and the clutch is in an engaged state, and a positive determination by the determination unit an obtaining unit that obtains the temperature of at least one of the lubricating oil of the motor, the clutch, and the automatic transmission when a determination is made; and a correction unit that corrects the output torque of at least one of the engine and the motor to increase more than the threshold value or more.
本発明によれば、低温始動性が向上したハイブリッド車両の制御装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device for a hybrid vehicle with improved low-temperature startability.
[ハイブリッド車両の概略構成]
図1は、ハイブリッド車両の概略構成図である。ハイブリッド車両には、走行用の駆動源としてのエンジン10とモータ15が搭載されている。エンジン10は、例えばガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであってもよい。エンジン10には、エンジン10をクランキングして始動させるためのスタータ24が設けられている。エンジン10から車輪13への動力伝達経路上に、変速ユニット11が設けられている。変速ユニット11と左右の車輪13とは、ディファレンシャル12を介して駆動連結されている。
[Schematic configuration of hybrid vehicle]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle. The hybrid vehicle is equipped with an
変速ユニット11には、K0クラッチ14とモータ15とが設けられている。変速ユニット11においてモータ15は、エンジン10から車輪13への動力伝達経路上に位置するように設置されている。K0クラッチ14は、同動力伝達経路上のエンジン10とモータ15との間に設けられている。K0クラッチ14は、油圧の供給を受けて係合状態となって、エンジン10とモータ15との動力伝達を接続する。K0クラッチ14は、油圧供給の停止に応じて開放状態となって、エンジン10とモータ15との動力伝達を遮断する。
The
モータ15は、インバータ17を介して車載バッテリ16に接続されている。モータ15は、車載バッテリ16からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能する一方で、エンジン10や車輪13からの動力伝達に応じて車載バッテリ16に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ15と車載バッテリ16との間で授受される電力は、インバータ17により調整されている。
変速ユニット11には、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手であるトルクコンバータ18と、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機19と、が設けられている。変速ユニット11において自動変速機19は、動力伝達経路上のモータ15と車輪13の間に設けられている。トルクコンバータ18を介して、モータ15と自動変速機19とが連結されている。トルクコンバータ18には、油圧の供給を受けて係合状態となってモータ15と自動変速機19とを直結するロックアップクラッチ20が設けられている。
The
更に変速ユニット11には、オイルポンプ21と油圧制御機構22とが設けられている。そして、オイルポンプ21で発生した油圧が、油圧制御機構22を介して、K0クラッチ14、トルクコンバータ18、自動変速機19、及びロックアップクラッチ20にそれぞれ供給されている。油圧制御機構22には、K0クラッチ14、トルクコンバータ18、自動変速機19、及びロックアップクラッチ20のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。
Furthermore, the
ハイブリッド車両には、同車両の制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)23が設けられている。ECU23は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ECU23は、ハイブリッド車両の制御装置の一例であり、詳しくは後述する判定部、取得部、及び補正部を機能的に実現する。 The hybrid vehicle is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 23 as a control device for the vehicle. The ECU 23 is an electronic control unit that includes an arithmetic processing circuit that performs various kinds of arithmetic processing related to vehicle travel control, and a memory that stores control programs and data. The ECU 23 is an example of a hybrid vehicle control device, and functionally implements a determination unit, an acquisition unit, and a correction unit, which will be described later in detail.
ECU23は、エンジン10及びモータ15の駆動を制御する。例えばECU23は、エンジン10のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン10のトルク制御を行う。またECU23は、インバータ17を制御して、モータ15と車載バッテリ16との間での電力の授受量を調整することで、モータ15のトルク制御を行う。さらにECU23は、油圧制御機構22の制御を通じて、K0クラッチ14やロックアップクラッチ20、自動変速機19の駆動制御を行う。ECU23には、エンジン10のクランクシャフトの回転数を検出するクランク角センサ25、K0クラッチ14に供給される油圧の検出する油圧センサ26、自動変速機19の潤滑油の温度(以下、油温と称する)を検出する油温センサ27、その他、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダル開度などの検出信号が入力されている。尚、ECU23は、油圧センサ26の出力値に基づいて、K0クラッチ14が開放状態にあるのか係合状態にあるのかを把握できる。
The ECU 23 controls driving of the
[比較例での低温始動性]
次に、比較例でのハイブリッド車両の低温始動性について説明する。図2は、比較例でのエンジン10の回転数[rpm]、モータ15の回転数[rpm]、及びK0クラッチ14に供給される油圧[Pa]の推移を示したタイミングチャートである。ハイブリッド車両のイグニッションがオンにされると、スタータ24が駆動してエンジン10を始動し(時刻t1)、その後にモータ15が始動する(時刻t2)。開放状態にあるK0クラッチ14への油圧が増大し(時刻t3)、K0クラッチ14が係合状態となると(時刻t4)、エンジン10とモータ15は連結され、エンジン10の回転数とモータ15の回転数とが一致する。ここで、例えば外気温が5℃~30℃まで常温環境下での始動時では、K0クラッチ14の係合後でのエンジン10及びモータ15の回転数は、目標アイドル回転数に維持される。
[Low temperature startability in comparative example]
Next, low-temperature startability of a hybrid vehicle in a comparative example will be described. FIG. 2 is a timing chart showing transitions of the rotational speed [rpm] of the
しかしながら、例えば外気温が5℃未満の低温環境下での始動時では、K0クラッチ14やモータ15、自動変速機19で用いられる潤滑油の温度も低いため粘度が高くなっており、これらのフリクショントルクが増大している。このため低温始動時においては、K0クラッチ14の係合後に、フリクショントルクの増大分をエンジン10やモータ15の出力トルクにより補うことができずに、エンジン及びモータの回転数が目標アイドル回転数から低下するおそれがある。これにより、例えばエンジン10がストールするなど低温始動性が低下するおそれがある。そこで本実施例のECU23は、以下のような出力トルク増大制御を実行する。
However, at the time of starting in a low-temperature environment where the outside temperature is less than 5° C., for example, the temperature of the lubricating oil used in the
[出力トルク増大制御]
図3は、ECU23が実行する出力トルク増大制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、ハイブリッド車両のイグニッションがオンの間は繰り返し実行される。最初にECU23は、エンジン10及びモータ15が駆動中であるか否かを判定する(ステップS1)。次に、ECU23は、油圧センサ26の検出値に基づいてK0クラッチ14が係合状態にある否かを判定する(ステップS2)。ステップS1及びS2の処理は、判定部が実行する処理の一例である。ステップS1及びS2の何れかでNoの場合には、本制御を終了する。
[Output torque increase control]
FIG. 3 is a flow chart showing an example of the output torque increase control executed by the
ステップS1及びS2でYesの場合には、ECU23はクランク角センサ25及び油温センサ27の検出値に基づいてエンジン10の回転数と油温を取得する(ステップS3)。尚、上述したようにK0クラッチ14が係合することによりエンジン10及びモータ15の回転数は一致するため、エンジン10の回転数を取得する代わりにモータ15の回転数を取得してもよい。
If Yes in steps S1 and S2, the
次にECU23は、油温が温度α未満であるか否かを判定する(ステップS4)。温度αは、潤滑油の粘度が増大してK0クラッチ14やモータ15、自動変速機19のフリクショントルクが増大し始める温度に設定されている。温度αは、閾値の一例である。ステップS4でNoの場合、本制御は終了する。
Next, the
ステップS4でYesの場合、ECU23は出力トルク増大補正を実行する(ステップS5)。出力トルク増大補正は、後述する図4のマップに基づいて算出されたトルク増大量分だけ、エンジン10及びモータ15の出力トルクの合計を、出力トルク増大補正が実行されていない場合よりも増大させる補正である。従って、エンジン10及びモータ15の何れか一方の出力トルクのみを、算出されたトルク増大量分だけ増大させてもよい。また、エンジン10の出力トルクの増大分とモータ15の出力トルクの増大分の合計が、算出されたトルク増大量分となるように、エンジン10及びモータ15のそれぞれの出力トルクを増大させてもよい。尚、エンジン10の出力トルクの増大は、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより実現できる。モータ15の出力トルクの増大は、インバータ17を制御することにより車載バッテリ16からモータ15へ供給される電力を増大させることにより実現できる。ステップS5の処理は、補正部が実行する処理の一例である。
If Yes in step S4, the
図4は、油温に応じたトルク増大量を規定したマップの一例である。図4は、横軸は油温[℃]を示し縦軸はトルク増大量[N・m]を示している。また、図4には、エンジン10及びモータ15の回転数が高回転の場合と低回転の場合を一例として示している。
FIG. 4 is an example of a map that defines torque increase amounts according to oil temperature. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the oil temperature [° C.] and the vertical axis indicates the torque increase amount [N·m]. Further, FIG. 4 shows, as an example, the case where the
図4に示すように、エンジン10及びモータ15の回転数が高回転及び低回転の何れの場合も、油温が温度αよりも低下するほど、トルク増大量が増大する。油温が温度αよりも低下すると潤滑油の粘度が増大してフリクショントルクも増大するからである。油温が温度(-β)よりも低下すると、トルク増大量は一定となる。油温が温度(-β)よりも低下すると、潤滑油の粘度が略一定となり、フリクショントルクも略一定となるからである。また、エンジン10及びモータ15の回転数が高いほど、トルク増大量は増大する。エンジン10及びモータ15の回転数が高いほどフリクショントルクは増大するからである。このように図4のマップで規定したトルク増大量は、油温に応じたフリクショントルクの増大量に対応している。尚、図4には、エンジン10及びモータ15の回転数が高回転の場合と低回転の場合との2つのみを例示しているが、実際には、エンジン10及びモータ15の回転数毎にトルク増大量が規定されており、エンジン10及びモータ15の回転数が高いほどトルク増大量も増大するように規定されている。
As shown in FIG. 4, regardless of whether the
[本実施例の低温始動性]
次に、本実施例でのハイブリッド車両の低温始動性について説明する。図5は、本実施例でのエンジン10の回転数、モータ15の回転数、K0クラッチ14に供給される油圧、及びトルク増大量の推移を示したタイミングチャートである。図5は、図2に対応しており、時刻t4までは図2と同じであるため重複する説明を省略する。K0クラッチ14が係合状態となったと判定された時刻t4で、出力トルク増大補正が行われ、これによりエンジン10及びモータ15の回転数が目標アイドル回転数に維持される。これにより、エンジン10のストールが抑制され低温始動性が向上している。
[Low temperature startability of the present embodiment]
Next, low-temperature startability of the hybrid vehicle in this embodiment will be described. FIG. 5 is a timing chart showing changes in the number of rotations of the
図5において時刻t4以降は、トルク増大量が徐々に低下する。エンジン10やモータ15の熱により油温が徐々に上昇し、図4のマップにより規定されるトルク増大量が徐々に低下するからである。このように油温の上昇によりフリクショントルクが低下するが、フリクショントルクの低下に応じてトルク増大量も低下するため、過不足なく出力トルクを増大させることができる。
After time t4 in FIG. 5, the torque increase amount gradually decreases. This is because the oil temperature gradually rises due to the heat of the
尚、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン10及びモータ15の回転数は上昇するが、この場合も油温が温度α未満である場合には、ECU23は図4のマップを参照して出力トルク増大補正を実行する。
The rotation speeds of the
上記実施例では、自動変速機19の潤滑油の温度に基づいて出力トルク増大補正の実行の可否を決定したが、モータ15、K0クラッチ14、及び自動変速機19の少なくとも一つの潤滑油の温度を用いればよい。これらの潤滑油の温度は、略同じ温度とみなすことができるからである。
In the above embodiment, whether or not to execute the output torque increase correction is determined based on the temperature of the lubricating oil of the
潤滑油の温度の代わりにエンジン10の冷却水の温度を用いて、冷却水の温度が低下するほどトルク増大量も増大するように規定することも考えられる。しかしながら、エンジン10が始動して冷却水の温度が上昇し始めてから、エンジン10等の熱により自動変速機19等の潤滑油の温度が上昇し始めるまでにはタイムラグがある。このため、例えば冷却水の温度がある程度高温となっても、潤滑油の温度が未だ低いままでありフリクショントルクが大きい状態にあることが考えられる。このため、潤滑油の温度を用いた方が、フリクショントルクの大きさに対応したトルク増大量を精度よく算出でき、過不足なく出力トルクを増大させることができる。
It is also conceivable to use the temperature of the cooling water of the
本実施例では、単一のECU23によりハイブリッド車両を制御する場合を例示したが、これに限定されず、例えばエンジン10を制御するエンジンECU、モータ15を制御するモータECU、K0クラッチ14を制御するクラッチECU等の複数のECUによって、上述した制御を実行してもよい。
In the present embodiment, the case where the hybrid vehicle is controlled by the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
10 エンジン
13 車輪
14 K0クラッチ
15 モータ
19 自動変速機
23 ECU(内燃機関の制御装置)
27 油温センサ
REFERENCE SIGNS
27 oil temperature sensor
Claims (1)
前記エンジンと前記モータが駆動中であり前記クラッチが係合状態にある否かを判定する判定部と、
前記判定部により肯定判定がなされた場合に、前記モータ、前記クラッチ、及び前記自動変速機の少なくとも一つの潤滑油の温度を取得する取得部と、
前記潤滑油の温度が閾値未満の場合、前記潤滑油の温度が前記閾値以上の場合よりも、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力トルクが増大するように補正する補正部と、を備えたハイブリッド車両の制御装置。
A motor is provided on a power transmission path between an engine and wheels, a clutch is provided between the engine and the motor on the power transmission path, and a clutch is provided between the motor on the power transmission path and the wheels. In a hybrid vehicle control device provided with an automatic transmission,
a determination unit that determines whether the engine and the motor are in operation and the clutch is in an engaged state;
an obtaining unit that obtains the temperature of lubricating oil for at least one of the motor, the clutch, and the automatic transmission when the determination unit makes an affirmative determination;
a correction unit that corrects so that the output torque of at least one of the engine and the motor increases when the temperature of the lubricating oil is less than the threshold value than when the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than the threshold value. Vehicle controller.
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