JP4998436B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
そして、前記第1クラッチと前記第2クラッチを締結したハイブリッド車走行モードの選択時であり、かつ、前記エンジンを燃料カット状態としてのブレーキ操作時、エンジンストール時に前記エンジンを再始動可能な再クランキングと、前記モータジェネレータにより前記エンジンのアイドル回転数制御が可能な回転数制御と、のうちどちらか一方が可能であるときは、前記第1クラッチの締結を維持し、前記第2クラッチを開放した後、前記エンジンの燃料カットをリカバリし、前記再クランキング及び前記回転数制御のどちらも不可能であるときは、前記第1クラッチ及び第2クラッチを開放し、前記エンジンの燃料カットをリカバリする燃料カットリカバリ制御手段を設けた。
一方、再クランキング及び回転数制御のどちらも不可能であるときは、第1クラッチ及び第2クラッチを開放し、エンジンの燃料カットがリカバリされる。したがって、第1クラッチの開放によりエンジンを駆動系から切り離し、この状態でエンジンの燃料カットがリカバリされるため、エンジンストールになることが防止される。
この結果、減速時にエンジンの燃料カットリカバリを行う際、モータジェネレータによりエンジン回転数を維持できる条件下でのリカバリショックの発生を防止しつつ、モータジェネレータによりエンジン回転数を維持できない条件下でのエンジンストールを防止することができる。
図1は、実施例1のハイブリッド車両の制御装置が適用された後輪駆動によるFRハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図である。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントローラ5と、第1クラッチ油圧ユニット6と、ATコントローラ7と、第2クラッチ油圧ユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第1クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
ここで、「車両減速度」は、ブレーキ力・駆動系フリクション・車両走行抵抗・変速段毎のイナーシャ等に基づき算出する。「自動変速機ATのギア比」は、選択されている変速段により取得する。
ここで、「車両減速度」は、ステップS4と同様に、ブレーキ力・駆動系フリクション・車両走行抵抗・変速段毎のイナーシャ等に基づき算出する。「自動変速機ATのギア比」は、ステップS4と同様に、選択されている変速段により取得する。
ここで、MG再クランキングが不可能であるとの判断は、図5の出力制限特性に示すように、バッテリ温度が低温域・モータジェネレータ温度が過熱域・インバータ温度が過熱域のうち、少なくとも1つの温度条件が成立し、かつ、MGクランキング限界線(1)以下にMG出力が制限されているとき、あるいは、強電系フェール時(3)になされる。これらの条件が不成立時には、MG再クランキングが可能であると判断される。
ここで、MG回転数制御が不可能であるとの判断は、図5の出力制限特性に示すように、バッテリ温度が低温域・モータジェネレータ温度が過熱域・インバータ温度が過熱域のうち、少なくとも1つの温度条件が成立し、かつ、MG回転数制御限界線(2)による範囲内にMG出力が制限されているとき、あるいは、強電系フェール時(3)になされる。これらの条件が不成立時には、MG回転数制御が可能であると判断される。すなわち、MG回転数制御不可能判断は、MG再クランキング不可能判断より出力制限の厳しいところで発生する。
ここで、Z≦A、MG再クランキング可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作1が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、アイドル回転数制御を行う。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、Z≦A、MG再クランキング可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作2が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、少なくとも最低回転数を維持する下支えのみを行なう。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、Z≦A、MG再クランキング不可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作3が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、アイドル回転数制御を行なう。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、Z≦A、MG再クランキング不可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作4が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、アイドル回転数制御を行う。モータジェネレータMGに対しては、フリーとする。第1クラッチCL1に対しては締結状態からの開放制御を行う。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
なお、ステップS6〜ステップS13は、第1の条件成立時動作部に相当する。
ここで、A<Z≦B、MG再クランキング可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作5が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、アイドル回転数制御を行う。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、A<Z≦B、MG再クランキング可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作6が実行される。エンジンEngに対しては、第2クラッチCL2の開放後、燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、少なくとも最低回転数を維持する下支えのみを行なう。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、A<Z≦B、MG再クランキング不可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作7が実行される。エンジンEngに対しては、直ちに燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、アイドル回転数制御を行なう。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、A<Z≦B、MG再クランキング不可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作8が実行される。エンジンEngに対しては、直ちに燃料カットリカバリ制御を行い、アイドル回転数制御を行う。モータジェネレータMGに対しては、フリーとする。第1クラッチCL1に対しては締結状態からの開放制御を行う。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
なお、ステップS14〜ステップS21は、第2の条件成立時動作部に相当する。
ここで、B<Z、MG再クランキング可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作9が実行される。エンジンEngに対しては、燃料カットリカバリ制御を行わず、エンジンストール後に再始動する。モータジェネレータMGに対しては、エンジンストール後にクランキングを行う。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、B<Z、MG再クランキング可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作10が実行される。エンジンEngに対しては、燃料カットリカバリ制御を行わず、エンジンストール後に再始動する。モータジェネレータMGに対しては、エンジンストール後にクランキングする。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、B<Z、MG再クランキング不可、MG回転数制御可という条件が成立すると、次の動作11が実行される。エンジンEngに対しては、直ちに燃料カットリカバリ制御を行い、負荷運転状態とする。モータジェネレータMGに対しては、アイドル回転数制御を行なう。第1クラッチCL1に対しては締結を維持する。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
ここで、B<Z、MG再クランキング不可、MG回転数制御不可という条件が成立すると、次の動作12が実行される。エンジンEngに対しては、直ちに燃料カットリカバリ制御を行い、アイドル回転数制御を行う。モータジェネレータMGに対しては、フリーとする。第1クラッチCL1に対しては締結状態からの開放制御を行う。第2クラッチCL2に対しては締結状態からの開放制御を行う。
なお、ステップS22〜ステップS28は、第3の条件成立時動作部に相当する。
ここで、「CL2伝達トルク特性」は、図7(b)に示すように、CL2差回転数が高くなるにしたがってCL2伝達トルクが上昇し、CL2差回転数が所定回転数を超えるとCL2伝達トルクは一定トルクを維持する特性を示す。つまり、CL2伝達トルクは、第2クラッチCL2が開放されるとき(=CL2差回転数が高くなるとき)、駆動系にて発生するエンジンブレーキの減少に伴い、補正により増加するべきブレーキ力をあらわしている。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置は、減速時にエンジンEngの燃料カットリカバリを行う際、モータジェネレータMGと第1クラッチCL1と第2クラッチCL2を持つシステムの特長を生かし、できるだけブレーキ力を妨げず、また運転性や燃費を犠牲にしないエンジンストール対策を行うものである。以下、実施例1のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「燃料カットリカバリ対応動作の場合分け作用」、「第1の動作モードでの燃料カットリカバリ制御作用」、「第2の動作モードでの燃料カットリカバリ制御作用」、「第3の動作モードでの燃料カットリカバリ制御作用」、「第4の動作モードでの燃料カットリカバリ制御作用」、「エンジンブレーキの減少を補うブレーキ協調制御作用」に分けて説明する。
実施例1における減速時の燃料カットリカバリ制御では、制御開始条件(「HEVモード」での走行条件、ブレーキ操作条件、エンジン燃料カット条件)が成立すると、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む。そして、ステップS3では、エンスト限界回転数Zが算出され、ステップS4では、第2クラッチCL2の開放時間とエンジンEngの燃料カットリカバー時間で到達すると予測される予測エンジン回転数A(第1予測エンジン回転数)が算出され、ステップS5では、第2クラッチCL2の開放時間で到達すると予測される予測エンジン回転数B(第2予測エンジン回転数)が算出される。
図8は、燃料カットエンジンにより第1の動作モードでの走行中にブレーキ操作を行うことで実行される燃料カットリカバリ制御によるブレーキ操作・エンジン回転数・CL2差回転・エンジントルク・MGトルク・CL1差回転・ブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。
図9は、燃料カットエンジンにより第2の動作モードでの走行中にブレーキ操作を行うことで実行される燃料カットリカバリ制御によるブレーキ操作・エンジン回転数・CL2差回転・エンジントルク・MGトルク・CL1差回転・ブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。
なお、Z<Aの条件成立時には、第2クラッチCL2が開放されるまでの間にエンジンストールとなるリスクが無いため、第2クラッチCL2が開放後に燃料カットリカバリすることで、リカバリショックを抑えることができる。
また、A<Z≦Bの条件成立時やB<Zの条件成立時には、第2クラッチCL2が開放されるまでの間にエンジンストールとなるリスクが残っているため、第1クラッチCL1の開放が開始され、エンジンEngが切り離されるのと同時に燃料カットリカバリすることで、エンジンストールを確実に防止することができる。
図10は、燃料カットエンジンにより第3の動作モードでの走行中にブレーキ操作を行うことで実行される燃料カットリカバリ制御によるブレーキ操作・エンジン回転数・CL2差回転・エンジントルク・MGトルク・CL1差回転・ブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。
図11は、燃料カットエンジンにより第4の動作モードでの走行中にブレーキ操作を行うことで実行される燃料カットリカバリ制御によるブレーキ操作・エンジン回転数・CL2差回転・エンジントルク・MGトルク・CL1差回転・ブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。
実施例1の燃料カットリカバリ制御では、図4のフローチャートのステップS9,S10,S12,S13,S17,S18,S20,S21,S24,S25,S27,S28の何れかの出力動作に続き、ステップS29において、燃料カットリカバリ制御によるエンジンブレーキの減少を補うブレーキ協調制御が実行される。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
MG モータジェネレータ
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
RL 左後輪(駆動輪)
RR 右後輪(駆動輪)
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 インバータ
4 バッテリ
5 第1クラッチコントローラ
6 第1クラッチ油圧ユニット
7 ATコントローラ
8 第2クラッチ油圧ユニット
9 ブレーキコントローラ
10 統合コントローラ
Claims (6)
- エンジンとモータジェネレータの間に第1クラッチを介装し、前記モータジェネレータと駆動輪の間に第2クラッチを介装したハイブリッド車両の制御装置において、
前記第1クラッチと前記第2クラッチを締結したハイブリッド車走行モードの選択時であり、かつ、前記エンジンを燃料カット状態としてのブレーキ操作時、エンジンストール時に前記エンジンを再始動可能な再クランキングと、前記モータジェネレータにより前記エンジンのアイドル回転数制御が可能な回転数制御と、のうちどちらか一方が可能であるときは、前記第1クラッチの締結を維持し、前記第2クラッチを開放した後、前記エンジンの燃料カットをリカバリし、前記再クランキング及び前記回転数制御のどちらも不可能であるときは、前記第1クラッチ及び第2クラッチを開放し、前記エンジンの燃料カットをリカバリする燃料カットリカバリ制御手段を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記燃料カットリカバリ制御手段は、
エンスト限界回転数を算出するエンスト限界回転数算出部と、
前記ブレーキ操作時から前記第2クラッチの開放時間と前記エンジンの燃料カットリカバー時間で到達すると予測される第1予測エンジン回転数を算出する第1予測エンジン回転数算出部と、
前記ブレーキ操作時から前記第2クラッチの開放時間で到達すると予測される第2予測エンジン回転数を算出する第2予測エンジン回転数算出部と、
前記モータジェネレータにより前記エンジンの再クランキングが可能か否かを判断する再クランキング可否判断部と、
前記モータジェネレータにより回転数制御が可能か否かを判断する回転数制御可否判断部と、を備え、
前記エンジンと前記モータジェネレータと前記第1クラッチと前記第2クラッチに対する燃料カットリカバリ制御動作を、前記エンスト限界回転数が前記第1予測エンジン回転数以下の第1の条件成立時動作部と、前記エンスト限界回転数が前記第1予測エンジン回転数を超えて第2予測エンジン回転数以下の範囲にある第2の条件成立時動作部と、前記エンスト限界回転数が前記第2予測エンジン回転数を超えている第3の条件成立時動作部に分けて実行し、かつ、前記第1の条件成立時動作部と前記第2の条件成立時動作部と前記第3の条件成立時動作部のそれぞれは、再クランキング可否判断と回転数制御可否判断を加えることで、4つの動作パターンに分けて実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記燃料カットリカバリ制御手段は、前記第1の条件成立時であって、再クランキングと回転数制御が共に不可ではないとの判断時、あるいは、前記第2の条件成立時であって、再クランキングが可との判断時、前記第1クラッチの締結を維持したままで、前記第2クラッチを開放した後、前記エンジンの燃料カットをリカバリする第1動作モードを実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2または請求項3に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記燃料カットリカバリ制御手段は、前記第1〜第3の何れかの条件成立時であって、再クランキングと回転数制御が共に不可であるとの判断時、前記第1クラッチを開放し、前記エンジンの燃料カットをリカバリしてアイドル回転数制御を行う第2動作モードを実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2乃至請求項4の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記燃料カットリカバリ制御手段は、前記第2の条件成立時、あるいは、前記第3の条件成立時であって、再クランキングは不可であるが回転数制御が可であるとの判断時、前記第1クラッチの締結を維持したままで、直ちに前記第2クラッチの開放と前記エンジンの燃料カットをリカバリする第3動作モードを実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項2乃至請求項5の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記燃料カットリカバリ制御手段は、前記第3の条件成立時であって、再クランキングは可であるとの判断時、前記第1クラッチの締結を維持したままで、前記第2クラッチを開放し、前記エンジンの燃料カットをリカバリせずに、エンジンストール後に前記モータジェネレータによるクランキングにより再始動する第4動作モードを実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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