JP2022149907A - 車両制御装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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Abstract
【課題】減速要求後の加速要求に対する車両の応答性を確保しつつ、車両のNV特性が悪化するのを回避可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】制御装置30は、車両1に対する減速要求に応じて、エンジン11への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、燃料カット制御の実行中にロックアップクラッチ134を解放するとともに車両1のスロットルを開放し、ロックアップクラッチ134を解放し且つスロットルを開放しているときに車両1に対する加速要求があるとモータジェネレータ12の出力により駆動輪DWの駆動を補助するモータアシストを実行し、モータアシストの実行中に、エンジン回転数NE(エンジン11の回転数)と、メインシャフト回転数NM(入力軸141の回転数)とに基づいて、モータジェネレータ12から出力されるモータトルクを一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する。【選択図】図2
Description
本発明は、車両制御装置に関する。
従来、内燃機関を備える車両の燃費性能を向上させる観点から、内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行するようにしたものがある。また、特許文献1には、車両の駆動源として通常運転と気筒休止運転とを切り換え可能なエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの駆動補助を行うモータとを備えるハイブリッド車両において、気筒休止運転から通常運転へ移行する際に、モータによりエンジンの駆動補助を行うようにした技術が開示されている。そして、特許文献2には、エンジンを休筒状態から復帰させる際の、モータによるエンジン始動のための始動トルクを通常始動トルクよりも低くするようにした技術が開示されている。
内燃機関と、内燃機関と連結された電動機と、動力伝達装置を介して内燃機関および電動機と連結される駆動輪と、を備える車両の制動時(すなわち減速時)には、電動機による回生発電を行うことが可能である。このとき、駆動輪側から入力される動力に対する内燃機関の損失を低減できれば、電動機に入力される回生トルクを大きくでき、電動機の発電量を増加させることが可能となる。そこで、減速要求に応じて燃料カット制御を実行している際に車両のスロットルを開放することで、内燃機関のポンピングロスを低減し、回生トルクを大きくすることが考えられる。しかしながら、従来技術にあっては、このようにした場合に、その後の加速要求に対する応答性および車両のNV(Noise,Vibration)特性の観点から改善の余地があった。
本発明は、減速要求後の加速要求に対する車両の応答性を確保しつつ、車両のNV特性が悪化するのを回避可能な車両制御装置を提供する。
本発明は、
内燃機関と、前記内燃機関と連結された電動機と、動力伝達装置を介して前記内燃機関および前記電動機と連結される駆動輪と、を備え、前記電動機の動力によって前記駆動輪の駆動を補助するモータアシストが実行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記動力伝達装置は、トルクコンバータと、ロックアップクラッチと、前記トルクコンバータおよび前記ロックアップクラッチの少なくとも一方を介して伝達された前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の動力を前記駆動輪に対して出力可能なメインシャフトと、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両に対する減速要求に応じて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行中に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに前記車両のスロットルを開放することが可能であり、
前記ロックアップクラッチを解放し且つ前記スロットルを開放しているときに、前記車両に対する加速要求があると前記モータアシストを実行し、
前記モータアシストの実行中に、前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数とに基づいて、前記電動機からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する。
内燃機関と、前記内燃機関と連結された電動機と、動力伝達装置を介して前記内燃機関および前記電動機と連結される駆動輪と、を備え、前記電動機の動力によって前記駆動輪の駆動を補助するモータアシストが実行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記動力伝達装置は、トルクコンバータと、ロックアップクラッチと、前記トルクコンバータおよび前記ロックアップクラッチの少なくとも一方を介して伝達された前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の動力を前記駆動輪に対して出力可能なメインシャフトと、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両に対する減速要求に応じて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行中に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに前記車両のスロットルを開放することが可能であり、
前記ロックアップクラッチを解放し且つ前記スロットルを開放しているときに、前記車両に対する加速要求があると前記モータアシストを実行し、
前記モータアシストの実行中に、前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数とに基づいて、前記電動機からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する。
本発明によれば、減速要求後の加速要求に対する車両の応答性を確保しつつ、車両のNV特性が悪化するのを回避可能な車両制御装置を提供できる。
以下、本発明の車両制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
[車両]
図1に示すように、本実施形態における車両1は、いわゆるハイブリッド電気自動車(Hybrid Electrical Vehicle)であり、内燃機関の一例であるエンジン11と、電動機の一例であるモータジェネレータ12と、動力伝達装置の一例である変速機TMと、駆動輪DWと、バッテリ20と、電力変換装置21と、車両1全体の制御を司る制御装置30と、を備えている。制御装置30は、本発明の車両制御装置の一例である。なお、図1において、太実線は機械連結を示し、二重破線は電気配線を示し、実線矢印は制御信号を示している。
図1に示すように、本実施形態における車両1は、いわゆるハイブリッド電気自動車(Hybrid Electrical Vehicle)であり、内燃機関の一例であるエンジン11と、電動機の一例であるモータジェネレータ12と、動力伝達装置の一例である変速機TMと、駆動輪DWと、バッテリ20と、電力変換装置21と、車両1全体の制御を司る制御装置30と、を備えている。制御装置30は、本発明の車両制御装置の一例である。なお、図1において、太実線は機械連結を示し、二重破線は電気配線を示し、実線矢印は制御信号を示している。
エンジン11は、例えば、全ての気筒を稼働させることが可能な全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転可能な休筒運転とを切替可能に構成された、いわゆる気筒休止エンジンである。一例として、エンジン11は、可変バルブタイミング機構(不図示)を備えるV型6気筒エンジンであり、可変バルブタイミング機構によって、一方のバンクの3つの気筒を休止可能に構成されている。すなわち、エンジン11において、全筒運転時には両方のバンクの6つの気筒を用いた6気筒運転が行われ、休筒運転時には一方のバンクの3つの気筒のみを用いた3気筒運転が行われる。また、エンジン11は、可変バルブタイミング機構によって、例えば、各吸気バルブの開弁期間、開閉タイミング、リフト量等も変化可能に構成されている。
エンジン11は、供給された燃料(例えばガソリン)を燃焼させることによって発生した機械エネルギー(動力)を、クランクシャフト11a(図2を参照)を回転駆動することによって出力する。具体的に、エンジン11は、インジェクタ(不図示)を備える。インジェクタは、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御を用いて制御装置30により制御され、エンジン11に燃料を供給する。燃料供給が行われることによりエンジン11から出力された動力は、エンジン11と機械的に連結された変速機TMを介して駆動輪DWに伝達され、車両1の走行に供される。
また、エンジン11は、モータジェネレータ12とも機械的に連結されている。モータジェネレータ12は、例えば三相の交流モータであり、電力が供給されることによって動力を出力する電動機として機能する。具体的に、モータジェネレータ12のロータ(不図示)は、エンジン11のクランクシャフト11aと連結されている。このため、エンジン11およびモータジェネレータ12からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフト11aの軸端でのトルクであるクランク端トルクは、エンジン11から出力されるトルク(以下、エンジントルクともいう)と、モータジェネレータ12から出力されるトルク(以下、モータトルクともいう)と、の和となる。なお、以下の説明において、正(プラス)のモータトルクを力行トルクともいい、負(マイナス)のモータトルクを回生トルクともいう。
エンジン11とモータジェネレータ12とが機械的に連結されていることで、車両1においては、エンジン11の出力を用いた駆動輪DWの駆動(すなわち車両1の走行)を、モータジェネレータ12の出力によって補助するモータアシストが可能となっている。
また、エンジン11とモータジェネレータ12とが機械的に連結されていることで、エンジン11の出力によってモータジェネレータ12を回転駆動したり、モータジェネレータ12の出力によってエンジン11を回転駆動したりすることも可能である。
モータジェネレータ12は、電力変換装置21を介して、バッテリ20と電気的に接続されている。バッテリ20は、例えば、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、所定の電圧(例えば50~200[V])を出力可能に構成されたバッテリである。バッテリ20の蓄電セルとしては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。
電力変換装置21は、インバータやDC/DCコンバータ(いずれも不図示)等を備えるとともに、制御装置30によって制御され、電力の変換を行う装置である。例えば、電力変換装置21は、バッテリ20から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ12に供給したり、モータジェネレータ12から供給された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ20に供給したりする。モータジェネレータ12は、電力変換装置21を介してバッテリ20の電力が供給されることで、前述のモータアシストを行うことが可能である。
また、モータジェネレータ12は、回転駆動されることによって発電を行う発電機としても機能する。モータジェネレータ12は、前述したようにエンジン11の出力によって回転駆動され得るほか、車両1の制動等に伴って駆動輪DW側から入力される動力によっても回転駆動され得る。モータジェネレータ12によって発電された電力は、電力変換装置21を介してバッテリ20に供給され、バッテリ20の充電に供される。
変速機TMは、例えば、複数の変速段(例えば7段)を有する多段式変速機であり、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路に設けられる。具体的に、変速機TMは、図2に示すように、トルクコンバータ13と、ギヤボックス14と、を含んで構成される。
トルクコンバータ13は、ポンプインペラ131と、タービンランナ132と、ステータ133と、ロックアップクラッチ134と、を備える。ポンプインペラ131は、エンジン11およびモータジェネレータ12(具体的にはクランクシャフト11a)と機械的に連結され、これらの回転駆動に伴って一体回転する。タービンランナ132は、ポンプインペラ131の作動油吐出口に近接して配置される作動油流入口を有するとともに、ギヤボックス14の入力軸141と機械的に連結され、入力軸141と一体回転する。ステータ133は、タービンランナ132とポンプインペラ131との間に挟まれるように配置され、タービンランナ132からポンプインペラ131に戻る作動油の流れを偏向する。また、ステータ133は、ワンウェイクラッチ135を介してトルクコンバータ13のハウジング(不図示)等に支持されている。トルクコンバータ13は、ポンプインペラ131とタービンランナ132との間に形成された循環路に作動油を循環させることにより、作動油を介してポンプインペラ131からタービンランナ132に動力(回転動力)を伝達できる。
ロックアップクラッチ134は、エンジン11とギヤボックス14の入力軸141との機械的な接続を断接可能なクラッチである。ロックアップクラッチ134を締結状態とすることで、エンジン11の出力をギヤボックス14の入力軸141に直接伝達することが可能になる。すなわち、ロックアップクラッチ134が締結状態であるとき、エンジン11のクランクシャフト11aとギヤボックス14の入力軸141とは、一体回転する。
ギヤボックス14は、エンジン11やモータジェネレータ12の出力がトルクコンバータ13およびロックアップクラッチ134の少なくとも一方を介して伝達される入力軸141と、入力軸141に伝達された動力を変速可能な複数の変速機構142,143と、これら複数の変速機構のうちのいずれかの変速機構により変速された動力を駆動輪DW側へ出力する出力ギヤ144aを含む出力部材144と、を備える。なお、入力軸141は、メインシャフトの一例である。
ギヤボックス14が備える複数の変速機構は、第1変速機構142と、第2変速機構143とを含む。第1変速機構142は、第1変速クラッチ142aと、第1変速クラッチ142aが締結状態となることで入力軸141と一体回転する第1ドライブギヤ142bと、出力部材144と一体回転する第1ドリブンギヤ142cと、を備える。第2変速機構143は、第2変速クラッチ143aと、第2変速クラッチ143aが締結状態となることで入力軸141と一体回転する第2ドライブギヤ143bと、出力部材144と一体回転する第2ドリブンギヤ143cと、を備える。
なお、図2には、ギヤボックス14が備える変速機構として、第1変速機構142および第2変速機構143のみを図示しているが、ギヤボックス14は、例えば、第1変速機構142および第2変速機構143以外の変速機構(不図示)も備えている。
ロックアップクラッチ134、第1変速クラッチ142a、および第2変速クラッチ143aといった変速機TMが備える各クラッチ(以下、単に変速機TMのクラッチともいう)を締結状態とするか解放状態とするかは、制御装置30によって制御される。
図1に戻り、制御装置30は、エンジン11、変速機TM、および電力変換装置21等を制御する装置である。さらに、制御装置30は、電力変換装置21の制御を介して、モータジェネレータ12を制御することもできる。また、制御装置30は、モータジェネレータ12を直接制御してもよいし、バッテリ20の入出力を制御してもよい。制御装置30は、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置30の内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置等を備えるECU(Electronic Control Unit)によって実現される。なお、制御装置30は、1つのECUによって実現されてもよいし、複数のECUが協調動作することによって実現されてもよい。
制御装置30には各種センサが接続されており、制御装置30は、これら各種センサから入力される情報に基づき、エンジン11、変速機TM、および電力変換装置21(すなわちモータジェネレータ12)等を制御する。制御装置30に接続されるセンサとしては、例えば、エンジン11(クランクシャフト11a)の回転数(以下、エンジン回転数ともいう。図2中のNEも参照)を検出するエンジン回転数センサ17、車両1の走行速度(以下、車速ともいう)を検出する車速センサ18、入力軸141の回転数(以下、メインシャフト回転数ともいう。図2中のNMも参照)を検出するメインシャフト回転数センサ19(図2を参照)を挙げることができる。
さらに、制御装置30に接続される他のセンサとしては、車両1のアクセルペダルに対する操作量(以下、AP開度ともいう)を検出するAPセンサ、車両1のブレーキペダルに対する操作量を検出するブレーキセンサ、変速機TMの変速段を検出するギヤポジションセンサ、バッテリ20の出力や温度を検出するバッテリセンサ、エンジン11の吸気圧を検出する吸気圧センサ(いずれも不図示)等を挙げることができる。また、制御装置30には、大気圧を検出する大気圧センサ(不図示)が接続されていてもよい。
例えば、制御装置30は、車両1の走行状態に基づき、エンジントルクとモータトルクとの和であるクランク端トルクに対する目標トルク(以下、クランク端要求トルクともいう)を導出する。一例として、制御装置30は、車速センサ18によって検出された車速およびAPセンサによって検出されたAP開度と、車速およびAP開度に応じて車両1の走行に要求されるクランク端要求トルクを定めたマップと、を参照することにより、クランク端要求トルクを導出する。なお、このマップは、例えば、制御装置30の記憶装置にあらかじめ記憶されている。そして、制御装置30は、クランク端トルクがクランク端要求トルクとなるように、エンジントルクやモータトルクを制御する。
また、制御装置30は、クランク端要求トルクに基づき、エンジン11の運転状態を全筒運転と休筒運転との間で切り替える。具体的に、制御装置30は、クランク端要求トルクが比較的小さいときにはエンジン11を休筒運転し、クランク端要求トルクがある程度大きくなるとエンジン11を全筒運転する。すなわち、制御装置30は、クランク端要求トルクが小さいときにはエンジン11を休筒運転することで車両1の燃費性能の向上を図り、クランク端要求トルクが大きくなるとエンジン11を全筒運転することで車両1の走行状態に応じた適切なクランク端トルクの確保を図る。
また、制御装置30は、走行中の車両1に対する減速要求に応じて、エンジン11への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行する。減速要求は、例えば、車両1のブレーキペダルが操作される(例えば踏み込まれる)ブレーキオンや、車両1のアクセルペダルへの操作が解除されるアクセルオフ等である。
なお、燃料カット制御が実行されることに伴い、車両1が低速状態となった後もロックアップクラッチ134が締結状態のままであると、駆動輪DW側からエンジン11に伝達される動力が減少してエンスト(エンジンストール)が発生したり、ドライバー(運転者)に不快感を与え得る振動が発生したりする。そこで、制御装置30は、燃料カット制御の実行中にロックアップクラッチ134を解放可能であり、例えば、燃料カット制御の実行中に車速が所定の速度(例えば10[km/h]以下)となるとロックアップクラッチ134を解放する。
また、制御装置30は、燃費カット制御によりエンジン11への燃料供給を停止させているときに車両1に対する加速要求があると、燃費カット制御を終了して、エンジン11への燃料供給を再開する。加速要求は、例えば、車両1のブレーキペダルへの操作が解除されるブレーキオフや、アクセルペダルが操作されるアクセルオン等である。
ところで、車両1においては、減速要求に応じて減速しているとき、すなわち制御装置30が燃料カット制御を実行しているときに、駆動輪DW側から入力される動力によってモータジェネレータ12に発電(回生発電)を行わせることができる。このときのモータジェネレータ12による単位時間あたりの発電量(以下、単に発電量ともいう)は、モータジェネレータ12に入力されるトルクである回生トルクが大きいほど多くなり、バッテリ20を短時間で充電することが可能となる。
図1および図2に示したように、エンジン11とモータジェネレータ12とが直接連結されている場合に、車両1の減速時の回生トルクを大きくする方法としては、駆動輪DW側から入力される動力に対するエンジン11の損失を低減することが考えられる。そこで、制御装置30は、車両1の減速時、すなわち燃料カット制御の実行中に、車両1のスロットルバルブ(不図示。以下、単にスロットルともいう)を開放する。これにより、車両1の減速時におけるエンジン11のポンピングロスを低減でき、回生トルクを大きくすることができる。
さらに、本実施形態では、制御装置30は、車両1の減速時にエンジン11の一部の気筒を休止させる。具体的に、制御装置30は、車両1の減速時に片方のバンクの3つの気筒の吸排気バルブを全閉する。これにより、車両1の減速時におけるエンジン11のポンピングロスを一層と低減でき、回生トルクを大きくすることができる。
ところで、燃料カット制御の実行中にスロットルを開放するようにした場合、加速要求に応じてエンジン11への燃料供給を再開する際に、スロットルを一旦閉鎖して、エンジン11の吸入空気量を調整する必要がある。これは、吸入空気量が過剰な状態(すなわちエンジン11の吸気圧が高い状態)でエンジン11への燃料供給を再開すると、エンジン11から過大なエンジントルクが出力され、これによりエンジン回転数がオーバーシュートして、車両1のNV特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両1の飛び出しが発生したりしてしまうためである。
したがって、燃料カット制御の実行中にスロットルを開放するようにした場合、加速要求があってからエンジン11への燃料供給が再開されるまでに、吸入空気量調整のため、一定の時間を要する。仮に、この間に何もしなければ、加速要求に対する車両1の応答性が低下してしまう。
そこで、制御装置30は、燃料カット制御の実行に伴ってロックアップクラッチ134を解放し且つスロットルを開放しているときに、車両1に対する加速要求があるとモータアシストを実行する。具体的に、制御装置30は、加速要求に応じて増加するクランク端要求トルクをモータトルクによって補填するように、モータアシストを行う。これにより、車両1の走行状態に応じた適切なクランク端トルクを確保することを可能とし、減速要求後の加速要求に対する車両1の応答性が低下するのを回避できる。
ところで、燃料カット制御の実行に伴ってロックアップクラッチ134が解放されているときにモータアシストが行われると、モータジェネレータ12による連れ回しによりエンジン回転数は急激に上昇する一方で、駆動輪DWに連動するメインシャフト回転数はなだらかに上昇することがある。その結果、メインシャフト回転数よりも低かったエンジン回転数がメインシャフト回転数よりも高くなることがある。このように、メインシャフト回転数よりも低かったエンジン回転数がメインシャフト回転数よりも高くなるとき、トルクコンバータ13による動力の伝達方向が反転する。この反転時に発生するトルク変動(以下、反転ショックともいう)は、エンジン回転数がメインシャフト回転数を一気に超えると(すなわちエンジン回転数とメインシャフト回転数とが同回転数となる時間が短いほど)、大きくなる。したがって、エンジン回転数がメインシャフト回転数を一気に超えると、車両1のNV特性の悪化につながる。
そこで、制御装置30は、モータアシストの実行中に、エンジン回転数とメインシャフト回転数とに基づいて、モータジェネレータ12からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する。具体的に、制御装置30は、モータトルク低減制御を実行すると、モータジェネレータ12から出力されるモータトルク(力行トルク)が、モータトルク低減制御の実行直前よりも小さくなるように制御する。
制御装置30は、このようなモータトルク低減制御を実行することで、エンジン回転数がメインシャフト回転数に近づいたときに(例えばエンジン回転数とメインシャフト回転数との回転数差が所定範囲内となったときに)、エンジン回転数の上昇を一時的になだらかにすることができる。これにより、エンジン回転数がメインシャフト回転数を一気に超えてしまうことを回避でき、エンジン回転数がメインシャフト回転数よりも高くなるときの反転ショックを小さくし、車両1のNV特性が悪化するのを抑制できる。
このように、制御装置30は、燃料カット制御の実行に伴ってロックアップクラッチ134を解放し且つ車両1のスロットルを開放しているときに加速要求があるとモータアシストを実行し、そのモータアシストの実行中にエンジン回転数とメインシャフト回転数とに基づいてモータトルク低減制御を実行することで、減速要求後の加速要求に対する車両1の応答性を確保しつつ、車両1のNV特性が悪化するのを回避することを可能にする。以下、図3を参照して、制御装置30が行う具体的な制御の一例について説明する。
[制御装置が行う具体的な制御の一例]
図3には、(a)燃料カット制御の実行状態、(b)エンジン11の状態(一部の気筒を休止させた状態であるか否か)、(c)ロックアップクラッチ134の状態、(d)エンジン11の吸気圧、(e)各種トルク、(f)各種回転数、(g)車速、(h)AP開度の時期的関係を示した。
図3には、(a)燃料カット制御の実行状態、(b)エンジン11の状態(一部の気筒を休止させた状態であるか否か)、(c)ロックアップクラッチ134の状態、(d)エンジン11の吸気圧、(e)各種トルク、(f)各種回転数、(g)車速、(h)AP開度の時期的関係を示した。
なお、図3に示す例は、減速要求に応じて車両1が減速しているときに加速要求があり、制御装置30がこの加速要求に応じて車両1を加速させるようにした場合の例である。図3に示す例において、車両1が減速しているとき(すなわち後述の時期t11となるまでの期間)には、制御装置30によって、燃料カット制御が実行されているとともに、ロックアップクラッチ134が解放されており、且つ車両1のスロットルが開放されているものとする。また、エンジン11(クランクシャフト11a)と連結された機械式オイルポンプ(不図示)により変速機TM等に供給される油圧を確保するため、制御装置30は、燃料カット制御を実行しているときにモータジェネレータ12によってエンジン11を回転駆動することで、エンジン回転数を所定の回転数に維持してもよい。
図3に示す時期t11において、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれ、AP開度が増加したとする。このような加速要求があると、制御装置30は、AP開度の増加に伴って増加するクランク端要求トルクを、モータトルクによって補填するようにモータアシストを行う。これにより、モータジェネレータ12から出力されるモータトルクが増加する。また、制御装置30は、加速要求があると、エンジン11への燃料供給を再開させるためにスロットルを徐々に閉鎖する。これにより、エンジン11の吸気圧が低下する。
時期t11後の時期t12において、エンジン回転数とメインシャフト回転数との回転数差が所定範囲内になったとする。この場合、制御装置30は、時期t12からモータトルク低減制御を開始して、モータトルクを低減させる(図3中、符号301を付した破線で囲んだ箇所を参照)。
例えば、制御装置30は、エンジン回転数がメインシャフト回転数-n1[rpm](ただしn1≧0)となったときにモータトルク低減制御を開始して、エンジン回転数がメインシャフト回転数+n2[rpm](ただしn2≧0)となるとモータトルク低減制御を終了する。すなわち、制御装置30は、少なくとも、エンジン回転数がメインシャフト回転数よりも高くなるときにモータトルク低減制御を実行する。なお、ここで、n1およびn2は、制御装置30にあらかじめ設定されている。
このように、制御装置30は、エンジン回転数とメインシャフト回転数との回転数差が所定範囲内となった場合にモータトルク低減制御を実行することで、エンジン回転数がメインシャフト回転数に近づいたときに、その上昇をなだらかにすることができる。そして、例えば、図3において符号302を付した破線で囲んだ箇所に示すように、制御装置30は、メインシャフト回転数に沿うように、エンジン回転数を増加させることができる。これにより、エンジン回転数がメインシャフト回転数を一気に超えてしまうことを回避でき、エンジン回転数がメインシャフト回転数よりも高くなるときの反転ショックを小さくして、車両1のNV特性が悪化するのを抑制できる。
そして、時期t12後の時期t13において、エンジン11の吸気圧が所定の始動可能負圧(すなわち適切な吸入空気量)となると、制御装置30は、燃料カット制御を終了して、エンジン11への燃料供給を再開する。これにより、エンジン11への燃料供給を再開した際に過大なエンジントルクが出力されてエンジン回転数がオーバーシュートするのを回避して、適切なタイミングでエンジン11を始動させることができる。
なお、図3に示すように、制御装置30は、エンジン11への燃料供給を再開する前にエンジン11を全筒運転可能な状態としておくことが望ましい。これにより、エンジン11への燃料供給の再開に伴ってエンジン11から出力されるエンジントルクを速やかに高めることが可能となる。また、制御装置30は、スロットルの閉鎖に合わせてエンジン11を全筒運転可能な状態とすることで、エンジン11の適切な吸入圧までの減圧時間を抑制しながら、エンジン11を全筒運転可能な状態に切り替えることができる。
また、図3に示すように、制御装置30は、燃料供給が再開されたエンジン11から出力されるエンジントルクが、車両1の走行状態に基づく目標トルクであるクランク端要求トルクに達するまでモータアシストを実行する。これにより、燃料供給再開直後で十分なエンジントルクが出力されていないときにも、モータアシストにより車両1の走行状態に応じた適切なクランク端トルクを確保でき、クランク端トルクが不足することによりヘジテーション(いわゆる車両1のもたつき)が発生するのを抑制できる。
そして、図3に示すように、制御装置30は、エンジン11への燃料供給の再開に伴ってエンジン11から出力されるエンジントルクが増加すると、その増加に合わせてモータトルクを低下させていく。また、制御装置30は、エンジン11への燃料供給の再開後にAP開度が一定となった時期t14において、ロックアップクラッチ134を締結する。これにより、ロックアップクラッチ134を締結することに伴って発生するショックを低減でき、車両1のNV特性が悪化するのを抑制できる。
このように、制御装置30は、燃料カット制御を実行しているとともに、ロックアップクラッチ134を解放させ、且つスロットルを開放させているときに加速要求があるとモータアシストを実行し、モータアシストの実行中にエンジン回転数がメインシャフト回転数に近づくとモータトルク低減制御を実行する。これにより、減速要求後の加速要求に対する車両1の応答性が低下するのを抑制しながら、車両1のNV特性が悪化するのを抑制することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態では、本発明における動力伝達装置を、複数の変速段を有する多段式変速機である変速機TMとした例を説明したが、これに限らない。動力伝達装置は、無段変速機であってもよいし、変速機構を有していなくてもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 内燃機関(エンジン11)と、前記内燃機関と連結された電動機(モータジェネレータ12)と、動力伝達装置(変速機TM)を介して前記内燃機関および前記電動機と連結される駆動輪(駆動輪DW)と、を備え、前記電動機の動力によって前記駆動輪の駆動を補助するモータアシストが実行可能な車両(車両1)を制御する車両制御装置(制御装置30)であって、
前記動力伝達装置は、トルクコンバータ(トルクコンバータ13)と、ロックアップクラッチ(ロックアップクラッチ134)と、前記トルクコンバータおよび前記ロックアップクラッチの少なくとも一方を介して伝達された前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の動力を前記駆動輪に対して出力可能なメインシャフト(入力軸141)と、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両に対する減速要求に応じて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行中に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに前記車両のスロットルを開放することが可能であり、
前記ロックアップクラッチを解放し且つ前記スロットルを開放しているときに、前記車両に対する加速要求があると前記モータアシストを実行し、
前記モータアシストの実行中に、前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数とに基づいて、前記電動機からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。
前記動力伝達装置は、トルクコンバータ(トルクコンバータ13)と、ロックアップクラッチ(ロックアップクラッチ134)と、前記トルクコンバータおよび前記ロックアップクラッチの少なくとも一方を介して伝達された前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の動力を前記駆動輪に対して出力可能なメインシャフト(入力軸141)と、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両に対する減速要求に応じて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行中に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに前記車両のスロットルを開放することが可能であり、
前記ロックアップクラッチを解放し且つ前記スロットルを開放しているときに、前記車両に対する加速要求があると前記モータアシストを実行し、
前記モータアシストの実行中に、前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数とに基づいて、前記電動機からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。
(1)によれば、減速要求後の加速要求に対する応答性を確保しつつ、車両のNV特性が悪化するのを回避できる。
(2) (1)に記載の車両制御装置であって、
前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数との回転数差が所定範囲内であるときに、前記モータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。
前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数との回転数差が所定範囲内であるときに、前記モータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。
(2)によれば、内燃機関の回転数がメインシャフトの回転数に近づいたときに、内燃機関の回転数の上昇をなだらかにすることができ、内燃機関の回転数がメインシャフトの回転数を一気に超えてしまうことを回避できる。
(3) (1)または(2)に記載の車両制御装置であって、
前記加速要求があると、前記スロットルを閉鎖するとともに前記燃料カット制御を終了し、
燃料供給が再開された前記内燃機関からの出力が、前記車両の走行状態に基づく目標トルクに達するまで前記モータアシストを実行する、
車両制御装置。
前記加速要求があると、前記スロットルを閉鎖するとともに前記燃料カット制御を終了し、
燃料供給が再開された前記内燃機関からの出力が、前記車両の走行状態に基づく目標トルクに達するまで前記モータアシストを実行する、
車両制御装置。
(3)によれば、燃料供給再開直後で内燃機関からの出力が十分でないときにも、モータアシストにより車両の走行状態に応じた適切な駆動力を確保でき、駆動力が不足することによりヘジテーションが発生するのを抑制できる。
(4) (3)に記載の車両制御装置であって、
前記燃料カット制御を終了した後に前記ロックアップクラッチを締結する、
車両制御装置。
前記燃料カット制御を終了した後に前記ロックアップクラッチを締結する、
車両制御装置。
(4)によれば、ロックアップクラッチを締結することに伴って発生するショックを低減でき、車両のNV特性が悪化するのを抑制できる。
(5) (3)または(4)に記載の車両制御装置であって、
前記スロットルの閉鎖後に、前記内燃機関の吸気圧が所定の始動可能負圧となると前記燃料カット制御を終了する、
車両制御装置。
前記スロットルの閉鎖後に、前記内燃機関の吸気圧が所定の始動可能負圧となると前記燃料カット制御を終了する、
車両制御装置。
(5)によれば、内燃機関への燃料供給を再開した際に過大なトルクが出力されて内燃機関の回転数がオーバーシュートするのを回避して、適切なタイミングで内燃機関を始動させることができる。
1 車両
11 エンジン(内燃機関)
12 モータジェネレータ(電動機)
13 トルクコンバータ
134 ロックアップクラッチ
141 入力軸(メインシャフト)
30 制御装置(車両制御装置)
DW 駆動輪
TM 変速機(動力伝達装置)
11 エンジン(内燃機関)
12 モータジェネレータ(電動機)
13 トルクコンバータ
134 ロックアップクラッチ
141 入力軸(メインシャフト)
30 制御装置(車両制御装置)
DW 駆動輪
TM 変速機(動力伝達装置)
Claims (5)
- 内燃機関と、前記内燃機関と連結された電動機と、動力伝達装置を介して前記内燃機関および前記電動機と連結される駆動輪と、を備え、前記電動機の動力によって前記駆動輪の駆動を補助するモータアシストが実行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記動力伝達装置は、トルクコンバータと、ロックアップクラッチと、前記トルクコンバータおよび前記ロックアップクラッチの少なくとも一方を介して伝達された前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の動力を前記駆動輪に対して出力可能なメインシャフトと、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両に対する減速要求に応じて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行中に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに前記車両のスロットルを開放することが可能であり、
前記ロックアップクラッチを解放し且つ前記スロットルを開放しているときに、前記車両に対する加速要求があると前記モータアシストを実行し、
前記モータアシストの実行中に、前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数とに基づいて、前記電動機からの出力を一時的に低減させるモータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記内燃機関の回転数と前記メインシャフトの回転数との回転数差が所定範囲内であるときに、前記モータトルク低減制御を実行する、
車両制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両制御装置であって、
前記加速要求があると、前記スロットルを閉鎖するとともに前記燃料カット制御を終了し、
燃料供給が再開された前記内燃機関からの出力が、前記車両の走行状態に基づく目標トルクに達するまで前記モータアシストを実行する、
車両制御装置。 - 請求項3に記載の車両制御装置であって、
前記燃料カット制御を終了した後に前記ロックアップクラッチを締結する、
車両制御装置。 - 請求項3または4に記載の車両制御装置であって、
前記スロットルの閉鎖後に、前記内燃機関の吸気圧が所定の始動可能負圧となると前記燃料カット制御を終了する、
車両制御装置。
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