JP2023045599A - Hybrid-vehicular control apparatus - 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.
ハイブリッド車両には、エンジン、エンジンと車輪との動力伝達経路に設けられたモータ、及び動力伝達経路でのエンジンとモータとの間に設けられたクラッチ、を備えたものがある。エンジンの始動要求時には、クラッチをスリップさせてモータによりエンジンのクランキングを行ってクラッチを係合して、エンジンを始動する(例えば特許文献1参照)。 Some hybrid vehicles include an engine, a motor provided on a power transmission path between the engine and wheels, and a clutch provided between the engine and the motor on the power transmission path. When the engine is requested to start, the clutch is slipped and the engine is cranked by the motor, the clutch is engaged, and the engine is started (see, for example, Patent Document 1).
上記のようにエンジン始動の際に、クラッチがスリップ状態でエンジンの燃焼を開始すると、早期にエンジンを始動することができる。しかしながらこの場合、エンジン回転数がモータ回転数を超えて上昇し、エンジンの回転によりモータの回転が上昇して、ハイブリッド車両にショックが発生するおそれがある。 As described above, the engine can be started early if combustion of the engine is started while the clutch is in the slipping state. However, in this case, the engine rotation speed increases beyond the motor rotation speed, and the rotation of the engine causes the rotation of the motor to increase, which may cause a shock to the hybrid vehicle.
そこで本発明は、エンジン始動時でのショックが抑制され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 that suppresses a shock when the engine is started.
上記目的は、エンジン、前記エンジンと車輪との動力伝達経路に設けられたモータ、及び前記動力伝達経路での前記エンジンと前記モータとの間に設けられたクラッチ、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記エンジンの始動要求がある場合に前記クラッチをスリップさせて前記モータにより前記エンジンのクランキングを行ってから前記クラッチを係合するハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンの始動要求がある場合に前記モータの回転数が閾値以上の場合には、前記クラッチがスリップ状態で前記エンジンの燃焼を開始する第1始動制御部と、前記エンジンの始動要求時に前記モータの回転数が前記閾値未満の場合には、前記クラッチが係合状態で前記エンジンの燃焼を開始する第2始動制御部と、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。 The above object is applied to a hybrid vehicle comprising an engine, a motor provided in a power transmission path between the engine and wheels, and a clutch provided between the engine and the motor in the power transmission path. A control device for a hybrid vehicle, wherein when there is a request to start the engine, the clutch is slipped, the engine is cranked by the motor, and then the clutch is engaged, when there is a request to start the engine. a first start control unit for starting combustion of the engine when the clutch is in a slip state when the rotational speed of the motor is equal to or greater than a threshold; (1) can be achieved by a control device for a hybrid vehicle including a second start control section for starting combustion of the engine when the clutch is engaged.
本発明によれば、エンジン始動時でのショックが抑制され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 that suppresses a shock when the engine is started.
[ハイブリッド車両の概略構成]
図1は、ハイブリッド車両1の概略構成図である。ハイブリッド車両1には、エンジン10から車輪13までの動力伝達経路に、K0クラッチ14、モータ15、トルクコンバータ18、及び自動変速機19が順に設けられている。エンジン10及びモータ15は駆動源としてハイブリッド車両1に搭載されている。エンジン10は、例えばV型6気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、また直列エンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。K0クラッチ14、モータ15、トルクコンバータ18、及び自動変速機19は、変速ユニット11内に設けられている。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 1. As shown in FIG. In the hybrid vehicle 1, a
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。
モータ15は、インバータ17を介してバッテリ16に接続されている。モータ15は、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。
インバータ17は、後述するECU40によって制御され、バッテリ16からの直流電圧を交流電圧に変換するか、またはモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ15がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ17はバッテリ16の直流電圧を交流電圧に変換してモータ15に供給される電力を調整する。モータ15が発電する回生運転の場合、インバータ17はモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ16に供給される電力を調整する。
The
トルクコンバータ18は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。自動変速機19は、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である。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
変速ユニット11には、更にオイルポンプ21と油圧制御機構22とが設けられている。オイルポンプ21で発生した油圧は、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。
The
ハイブリッド車両1には、同車両の制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)40が設けられている。ECU40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。ECU40は、ハイブリッド車両の制御装置の一例であり、詳しくは後述する第1始動制御部及び第2始動制御部を機能的に実現する。 The hybrid vehicle 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 40 as a control device for the vehicle. The ECU 40 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 40 is an example of a control device for a hybrid vehicle, and functionally implements a first start control section and a second start control section, which will be described later in detail.
ECU40は、エンジン10及びモータ15の駆動を制御する。例えばECU40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のトルクや回転数を制御する。またECU40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。
The ECU 40 controls driving of the
ECU40は、インバータ17を制御して、モータ15とバッテリ16との間での電力の授受量を調整することで、モータ15の回転数やトルクを制御する。また詳しくは後述するがECU40は、回生運転でのモータ制動トルクが目標値となるように、インバータ17がモータ15からバッテリ16へ供給される電力を制御する。
The ECU 40 controls the rotation speed and torque of the
ECU40には、イグニッションスイッチ31、クランク角センサ32、モータ回転数センサ33、アクセル開度センサ34からの信号が入力される。クランク角センサ32は、エンジン10のクランクシャフトの回転速度を検出する。モータ回転数センサ33は、モータ15の出力軸の回転速度を検出する。アクセル開度センサ34は、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を検出する。
Signals from an
ECU40は、モータモード及びハイブリッドモードの何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ECU40はK0クラッチ14を解放し、モータ15の動力により走行する。ハイブリッドモードでは、ECU40はK0クラッチ14を係合して少なくともエンジン10の動力により走行する。尚、ハイブリッドモードでは、エンジン10のみの動力で走行するモード、モータ15を力行運転させてエンジン10及びモータ15の双方を動力源として走行するモードを含む。
The ECU 40 drives the hybrid vehicle in one of the motor mode and the hybrid mode. In the motor mode, the ECU 40 releases the
走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ16の充電状態などに基づいて行われる。例えば、要求駆動力が比較的小さく、バッテリ16の蓄電残量を示すSOC(State Of Charge)が比較的高い場合には、燃費を向上させるためにエンジン10を停止したモータモードが選択される。要求駆動力が比較的大きい場合や、バッテリ16のSOCが比較的低い場合には、少なくともエンジン10が駆動したハイブリッドモードが選択される。
The switching of the driving mode is performed based on the required driving force of the vehicle obtained from the vehicle speed and the degree of opening of the accelerator, the state of charge of the
例えばモータモードで走行中にアクセル開度が所定値以上になると、エンジン10の始動が要求される。エンジン10の始動要求があると、ECU40は油圧制御機構22を制御することによりK0クラッチ14を開放状態からスリップ状態に移行する。これにより、モータ15によりエンジン10のクランキングを開始する。また、詳しくは後述するがECU40は、エンジン10の始動要求があった際のモータ回転数に応じてK0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始する、又はK0クラッチ14が係合状態でエンジン10の燃焼を開始する。このようにしてエンジン10を始動して、走行モードがモータモードからハイブリッドモードに切り替えられる。尚、エンジン10の燃焼を開始する、とは燃料噴射弁から燃料噴射が開始されて混合気に点火が開始されることを意味する。
For example, when the accelerator opening exceeds a predetermined value while the vehicle is running in the motor mode, the
[エンジン始動制御]
次に、本実施例のエンジン始動制御について説明する前に、比較例でのエンジン始動制御について説明する。図2は、比較例でのエンジン始動制御を示したタイミングチャートである。図2には、エンジン回転数[rpm]、モータ回転数[rpm]、K0クラッチ14の状態、及びエンジン10の燃焼状態を示している。尚、エンジン回転数は一点鎖線で示しており、その他は実線で示している。
[Engine start control]
Next, before describing the engine start control of this embodiment, the engine start control of a comparative example will be described. FIG. 2 is a timing chart showing engine start control in a comparative example. FIG. 2 shows the engine speed [rpm], the motor speed [rpm], the state of the
時刻t0ではK0クラッチ14は開放状態にあり、エンジン回転数が0であり、エンジン10の燃焼は停止している。その後にエンジン10の始動要求があると、時刻t1でK0クラッチ14はスリップ状態となり、モータ15の出力トルクがエンジン10をクランキングするためのトルク分だけ増大する。これにより、モータ回転数を現状の回転数に維持しつつモータ15によりエンジン10のクランキングが開始され、エンジン回転数が上昇する。
At time t0, the
K0クラッチ14がスリップ状態でありエンジン回転数がモータ回転数未満である時刻t2でエンジン10の燃焼が開始されると、エンジン回転数の上昇率が更に増大する。これにより、時刻t3でエンジン回転数がモータ回転数を超える。K0クラッチ14はスリップ状態であるため、モータ回転数もエンジン10の回転により一時的に上昇し、これによりハイブリッド車両1が加速してショックが発生するおそれがある。その後、時刻t4でエンジン回転数が安定してモータ回転数と一致し、K0クラッチ14は係合状態となる。このように、エンジン始動時にエンジン回転数がモータ回転数を超える現象は、モータ回転数が比較的低い場合に生じやすく、例えばモータ回転数が後述する閾値α以下の場合に生じやすい。
When combustion of the
図3は、本実施例のエンジン始動制御の一例を示したタイミングチャートである。図3には、図2と同様にエンジン回転数[rpm]、モータ回転数[rpm]、K0クラッチ14の状態、及びエンジン10の燃焼状態を示している。比較例と同様に、K0クラッチ14は開放状態でありエンジン10が停止状態である時刻t0から、エンジン始動要求により時刻t1でK0クラッチ14がスリップ状態となり、エンジン10のクランキングが開始される。時刻t2でエンジン回転数がモータ回転数にまで上昇すると、K0クラッチ14は係合状態となり、その後の時刻t3からエンジン10の燃焼が開始される。このように本実施例では、K0クラッチ14の係合状態でエンジン10の燃焼が開始されるため、K0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼が開始される比較例で生じるショックを抑制できる。
FIG. 3 is a timing chart showing an example of engine start control according to this embodiment. 3 shows the engine speed [rpm], the motor speed [rpm], the state of the
尚、本実施例のようにK0クラッチ14の係合状態でエンジン10の燃焼を開始する場合には、K0クラッチ14の係合後直ちにエンジン10の燃焼を開始することが好ましい。エンジン10の始動遅れを抑制するためである。また、本実施例のようにK0クラッチ14の係合状態でエンジン10の燃焼を開始した場合には、エンジン10のトルク上昇に起因してハイブリッド車両1に振動が発生するおそれがある。従って、エンジン10の燃焼開始のタイミングに合わせて、エンジン10のトルクの上昇を相殺するようにモータ15のトルクを低下させてもよい。
When the combustion of the
上述したようにエンジン始動時でのショックは、モータ回転数が比較的低い場合に発生しやすい。このため本実施例では、モータ回転数が閾値α未満の場合には、K0クラッチ14が係合状態でエンジン10の燃焼を開始し、モータ回転数が閾値以上の場合には、K0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始する。ここで閾値αは、K0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始した場合にエンジン回転数がモータ回転数を超える可能性がある上限値に設定されている。従って、モータ回転数がエンジン回転数に超えられる可能性が少ない閾値以上の場合にK0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始することにより、早期にエンジン10を始動することができる。
As described above, the shock at engine start-up is likely to occur when the motor speed is relatively low. Therefore, in this embodiment, when the motor rotation speed is less than the threshold value α, the
[ECUが実行するエンジン始動制御]
図4は、ECU40が実行するエンジン始動制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、イグニッションがオンの状態で所定の周期ごとに繰り返し実行される。ECU40は、エンジン10の始動要求があるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1でNoの場合には、本制御を終了する。
[Engine start control executed by ECU]
FIG. 4 is a flowchart showing an example of engine start control executed by the
ステップS1でYesの場合には、ECU40はエンジン10の始動失敗後での再始動であるか否かを判定する(ステップS2)。ここで例えば本実施例のECU40は、モータ15のクランキングによりエンジン回転数を自立運転可能な回転数にまで上昇させることができなかった場合には、始動失敗と判定して失敗履歴フラグをオンにする。ECU40は本フラグを参照することにより、ステップS2の判定を行う。ECU40は、始動失敗した場合には直ちにエンジン10を再度クランキングすることにより再始動する。この際にECU40は、モータ15のクランキングトルクを失敗前のクランキングトルクよりも所定値だけ増大させる。
In the case of Yes in step S1, the
ステップS2でNoの場合、即ちエンジン10の始動が始動要求があってからの初回始動の場合には、ECU40はモータ回転数が閾値α以上であるか否かを判定する(ステップS3)。
If No in step S2, that is, if the
ステップS3でYesの場合、上述したショックが生じるおそれは少ないものとして、ECU40はK0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始してエンジン10を始動する(ステップS4)。これによりエンジン10を早期に始動することができる。尚、K0クラッチの状態は、エンジン回転数とモータ回転数との差分の絶対値に基づいて判定することができる。この絶対値がほぼ0とみなすことができる所定値未満の場合にはK0クラッチ14は係合状態であり、この絶対値が所定値以上の場合にはK0クラッチ14はスリップ状態にあるとみなすことができる。ステップS4の処理は第1始動制御部が実行する処理の一例である。
In the case of Yes in step S3, the
ステップS3でNoの場合、即ちモータ回転数が閾値α未満の場合には、ECU40はK0クラッチ14の係合状態でエンジン10の燃焼を開始してエンジン10を始動する(ステップS5)。これにより、上述したショックの発生を抑制できる。ステップS5の処理は第2始動制御部が実行する処理の一例である。
If No in step S3, that is, if the motor rotation speed is less than the threshold value α, the
ステップS2でYesの場合、即ちエンジン10の始動が、始動要求があってからの失敗後の再始動である場合には、ECU40はモータ回転数が閾値β以上であるか否かを判定する(ステップS6)。ここで閾値βは閾値αよりも大きい値である。上述したように始動失敗後の再始動時では初回始動時よりもクランキングトルクが増大しているため、再始動時では初回始動時よりもエンジン回転数がモータ回転数を超えやすい。このため、始動失敗後の再始動時には、モータ回転数が閾値αよりも大きい閾値β以上であるか否かが判定される。
If Yes in step S2, that is, if the
ステップS6でYesの場合には、ECU40はK0クラッチ14がスリップ状態でエンジン10の燃焼を開始してエンジン10を始動する(ステップS4)。この場合もエンジン10を早期に始動することができる。ステップS6でNoの場合には、ECU40はK0クラッチ14の係合状態でエンジン10の燃焼を開始してエンジン10を始動する(ステップS5)。この場合も上述したショックの発生を抑制できる。
In the case of Yes in step S6, the
上記実施例では、単一のECU40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 above 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
14 K0クラッチ
15 モータ
40 ECU(第1始動制御部、第2始動制御部)
10
Claims (1)
前記エンジンの始動要求がある場合に前記モータの回転数が閾値以上の場合には、前記クラッチがスリップ状態で前記エンジンの燃焼を開始する第1始動制御部と、
前記エンジンの始動要求時に前記モータの回転数が前記閾値未満の場合には、前記クラッチが係合状態で前記エンジンの燃焼を開始する第2始動制御部と、を備えたハイブリッド車両の制御装置。
applied to a hybrid vehicle comprising an engine, a motor provided in a power transmission path between the engine and wheels, and a clutch provided between the engine and the motor in the power transmission path; A control device for a hybrid vehicle that engages the clutch after slipping the clutch and cranking the engine by the motor when there is a request for starting,
a first start control unit for starting combustion of the engine with the clutch in a slip state when the number of revolutions of the motor is equal to or greater than a threshold value when there is a request to start the engine;
A control device for a hybrid vehicle, comprising: a second start control unit that starts combustion of the engine with the clutch engaged when the number of revolutions of the motor is less than the threshold value at the time of request to start the engine.
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