JP5403377B2 - 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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- B60K6/22—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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
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- H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
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Description
本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路に、前記入力部材の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。
内燃機関及び回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両用の駆動装置として、例えば、下記の特許文献1に記載された装置が既に知られている。このハイブリッド車両には、トルクコンバータのように駆動力源の回転速度を吸収する要素が備えられていない。このため、特許文献1に記載の技術では、駆動装置に備えられている第一係合装置及び第二係合装置を、車両の発進時や極低速走行時や内燃機関の始動時などにおいて滑り係合状態に制御して、各駆動力源の回転速度と車輪の回転速度との間に回転速度差があっても、駆動力を伝達可能に構成している。
また、特許文献1の技術は、第二係合装置に加えて、第一係合装置も滑り係合状態に制御するように構成されている。これにより、第一係合装置のスリップ量の分、内燃機関の回転速度に対して回転電機の回転速度が低下されて、第二係合装置のスリップ量が減少される。この第二係合装置のスリップ量の減少分、第二係合装置の発熱量が減少し、過熱による第二係合装置の劣化を抑制することができる。
しかしながら、バッテリの充電量が低く、電力消費量が大きい場合など、内燃機関の駆動力を用いた回転電機の発電が必要な場合に、第一係合装置が滑り係合状態にされ、回転電機の回転速度が低下されると、必要とされる発電量を確保するために、回転速度の低下量に応じて回転電機に出力させる回生トルクの大きさ(絶対値)を増加させる必要がある。回生トルクの大きさが増加されると、回転電機のコイルに流れる電流が増加し、コイルの発熱量が増加する。これによりコイル温度が上昇し、所定の許容上限値を上回るとコイルの劣化が進行する恐れが生じる。また、回転電機に流れる電流が増加すると、回転電機を制御するインバータの発熱量も増加する。これによりインバータ温度が上昇し、所定の許容上限値を上回るとインバータの劣化が進行する恐れが生じる。
そこで、第一係合装置及び第二係合装置の双方が滑り係合状態であって回転電機が発電中の状態である場合に、必要とされる発電量を確保しながら、回転電機及びインバータを流れる電流によりこれらが過熱することを抑制できる制御装置が求められる。
本発明に係る、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路に、前記入力部材の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置の特徴構成は、前記第一係合装置及び前記第二係合装置の双方が滑り係合状態であって前記回転電機が発電中の状態で、前記回転電機の回転速度が目標回転速度に近づくように前記回転電機の出力トルクを制御する発電回転速度制御を実行する発電回転速度制御部を備え、前記発電回転速度制御部は、前記発電回転速度制御において、前記回転電機の温度及びインバータの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて前記目標回転速度を決定すると共に、前記発電回転速度制御中の前記回転電機の発電量を目標発電量に維持する発電量維持制御を実行する点にある。
なお、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等が含まれていてもよい。
また、本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等が含まれていてもよい。
上記の特徴構成によれば、回転電機の発電中かつ第一係合装置及び第二係合装置の双方が滑り係合状態で、発電回転速度制御が実行される。この状態では、第一係合装置の係合部材間の回転速度差の分だけ、回転電機の回転速度が内燃機関の回転速度より低下される。この場合であっても、発電量維持制御により、回転電機の回転速度の低下量に応じて回転電機の回生トルクの大きさが増加され、回転電機の発電量を、必要とされる目標発電量に維持することができる。
一方、回生トルクの大きさの増加により、回転電機の温度及びインバータの温度が上昇する。そこで上記の特徴構成のように、回転電機の温度及びインバータの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度を決定することで、監視対象温度が上昇しすぎないように、回転電機の目標回転速度を増加させて、発電量維持制御により回生トルクの大きさを減少させることができる。よって、必要とされる発電量を確保しながら、監視対象温度の上昇を抑制することができ、回転電機又はインバータ(若しくはその両方;以下同様)の過熱を抑制することができる。
一方、回生トルクの大きさの増加により、回転電機の温度及びインバータの温度が上昇する。そこで上記の特徴構成のように、回転電機の温度及びインバータの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度を決定することで、監視対象温度が上昇しすぎないように、回転電機の目標回転速度を増加させて、発電量維持制御により回生トルクの大きさを減少させることができる。よって、必要とされる発電量を確保しながら、監視対象温度の上昇を抑制することができ、回転電機又はインバータ(若しくはその両方;以下同様)の過熱を抑制することができる。
或いは、監視対象温度が低い場合に、回転電機の目標回転速度を減少させて、発電量維持制御により回生トルクの大きさを増加させることができる。すなわち、例えば回転電機又はインバータが過熱する恐れがない範囲内で、回転電機の目標回転速度を減少させることができ、第二係合装置の係合部材間の回転速度差を低減してその発熱を抑制することができる。
また、第一係合装置及び第二係合装置の双方が滑り係合状態であるので、内燃機関の回転速度及び車輪の回転速度を変化させることなく、回転電機の目標回転速度を増減させることができる。よって、発電回転速度制御による監視対象温度の制御性を高くすることができる。
ここで、前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が予め定められた制御温度領域内である場合には、前記監視対象温度が高くなるに従って高い値となるように前記目標回転速度を決定すると好適である。
この構成によれば、監視対象温度が高くなるに従って目標回転速度が大きく増加され、回生トルクの大きさがより小さくされるので、監視対象温度が高いほど回転電機又はインバータの発熱量を有効に減少させることができる。よって、監視対象温度が高くなるに従ってその温度上昇をより確実に抑制することができる。従って、監視対象温度が所定の温度を超えることを有効に抑制することができる。
ここで、前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が、予め定められた許容上限温度となった場合に、前記目標発電量に応じて規定された回転速度であって、前記回転電機の運転時間に関わらず前記監視対象温度が前記許容上限温度を超えない回転速度である温度均衡回転速度まで、前記目標回転速度を増加させると好適である。
この構成によれば、監視対象温度が許容上限温度となった場合に、監視対象温度が定常的に許容上限温度となる温度均衡回転速度まで回転電機の回転速度が上昇されるので、監視対象温度が許容上限温度を超えることを抑制できる。よって、回転電機又はインバータの劣化の進行を抑制することができる。
また、前記発電回転速度制御部は、前記回転電機の温度に基づく第一目標回転速度と、前記インバータの温度に基づく第二目標回転速度とを決定し、前記第一目標回転速度及び前記第二目標回転速度のいずれか高い方に基づいて前記目標回転速度を決定する構成とすると好適である。
この構成によれば、回転電機の温度及びインバータの温度に基づいて発電量維持制御中における目標回転速度を適切に決定することができ、回転電機及びインバータの双方の過熱を抑制することができる。
また、前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が予め定められた制御温度領域の下限値未満である場合には、前記目標発電量を確保可能な下限回転速度を、前記目標回転速度に決定すると好適である。
この構成よれば、監視対象温度が下限値未満である場合には、回転電機の回転速度を、目標発電量を確保できる下限まで低下させることができ、第二係合装置の係合部材間の回転速度差を減少させることができる。よって、第二係合装置の滑り係合状態における発熱を低減することができ、第二係合装置の過熱を抑制することができる。
また、前記発電回転速度制御部は、前記発電量維持制御において、前記目標回転速度と前記目標発電量とに基づいて前記回転電機に出力させるべき目標のトルクを決定し、当該目標のトルクに基づいて、第一係合装置の伝達トルク、第二係合装置の伝達トルク、及び前記内燃機関の出力トルクのいずれか1つ以上を制御すると好適である。
この構成よれば、第一係合装置の伝達トルク、第二係合装置の伝達トルク、及び内燃機関の出力トルクのいずれか1つ以上を制御することで、回転電機の慣性系に外部から作用するトルクを、回転電機に出力させるべき目標のトルクの増減分だけ変化させることができる。この外部作用トルクの増減による回転電機の回転速度の変化を打ち消すため、回転電機の回転速度制御により、回転電機の出力トルクが、回転電機に出力させるべき目標のトルクの増減分だけ自動的に増減される。よって、回転電機の出力トルクを、間接的に回転電機に出力させるべき目標のトルクの増減分だけ変化させることができ、回転電機の発電量を目標発電量に維持することができる。
本発明に係る制御装置30の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30の概略構成を示す模式図である。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。この図に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、概略的には、エンジンE及び回転電機MGを駆動力源として備え、これらの駆動力源の駆動力を、動力伝達機構を介して車輪Wへ伝達する構成となっている。車両用駆動装置1には、エンジンEに駆動連結されるエンジン出力軸Eoと車輪Wに駆動連結される出力軸Oとを結ぶ動力伝達経路2に、エンジン出力軸Eoの側から、第一係合装置CL1、回転電機MG、第二係合装置CL2、の順に設けられている。ここで、第一係合装置CL1は、その係合状態に応じて、エンジンEと回転電機MGとの間の駆動連結を断接する。第二係合装置CL2は、その係合状態に応じて、回転電機MGと車輪Wとの間の駆動連結を断接する。本実施形態に係る車両用駆動装置1には、回転電機MGと車輪Wとの間の動力伝達経路2に変速機構TMが備えられている。そして、第二係合装置CL2は、変速機構TMに備えられた複数の係合装置の中の1つとされている。
なお、エンジン出力軸Eoが、本発明における「入力部材」であり、出力軸Oが、本発明における「出力部材」である。
なお、エンジン出力軸Eoが、本発明における「入力部材」であり、出力軸Oが、本発明における「出力部材」である。
ハイブリッド車両には、車両用駆動装置1を制御対象とする制御装置30が備えられている。本実施形態に係わる制御装置30は、回転電機MGの制御を行う回転電機制御ユニット32と、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2の制御を行う動力伝達制御ユニット33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御ユニット34と、を有している。また、ハイブリッド車両には、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31も備えられている。
制御装置30は、図2に示すように、発電回転速度制御部47を備えている。発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方が滑り係合状態であって回転電機MGが発電中の状態で、回転電機MGの回転速度ωmが目標回転速度ωmoに近づくように回転電機MGの出力トルクTmを制御する発電回転速度制御を実行する。
そして、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御において、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tc及びインバータINの温度Tinの少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定すると共に、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する点に特徴を有している。
以下、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
そして、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御において、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tc及びインバータINの温度Tinの少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定すると共に、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する点に特徴を有している。
以下、本実施形態に係る車両用駆動装置1及び制御装置30について、詳細に説明する。
1.車両用駆動装置1の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
エンジンEは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンEのクランクシャフト等のエンジン出力軸Eoが、第一係合装置CL1を介して、回転電機MGに駆動連結された入力軸Iと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンEは、摩擦係合要素である第一係合装置CL1を介して回転電機MGに選択的に駆動連結される。なお、エンジン出力軸Eoが、ダンパ等の他の部材を介して第一係合装置CL1の入力部材に駆動連結された構成としても好適である。
回転電機MGは、非回転部材に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。ステータには、コイルが巻装されている。この回転電機MGのロータは、入力軸I及び中間軸Mと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、入力軸I及び中間軸MにエンジンE及び回転電機MGの双方が駆動連結される構成となっている。回転電機MGのコイルは、直流交流変換を行うインバータINを介して蓄電装置としてのバッテリBTに電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、インバータINを介してバッテリBTからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電した電力を、インバータINを介してバッテリBTに蓄電(充電)する。なお、バッテリBTは蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。なお、以下では回転電機MGによる発電を回生又は回生発電と称し、発電中に回転電機MGが出力する負トルクを回生トルクと称する。回転電機要求トルクTmoが負トルクの場合には、回転電機MGは、エンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電しつつ回生トルクを出力する状態となる。
中間軸Mには、変速機構TMが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の係合装置とを備えている。本実施形態では、複数の係合装置の中の一つが、第二係合装置CL2である。この変速機構TMは、各変速段の変速比で、中間軸Mの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Oへ伝達する。変速機構TMから出力軸Oへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置DFを介して左右二つの車軸に分配されて伝達され、各車軸に駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速機構TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力軸Oの回転速度に対する中間軸Mの回転速度の比であり、本願では中間軸Mの回転速度を出力軸Oの回転速度で除算した値である。すなわち、中間軸Mの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力軸Oの回転速度になる。また、中間軸Mから変速機構TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速機構TMから出力軸Oに伝達されるトルクになる。
本例では、変速機構TMの複数の係合装置(第二係合装置CL2を含む)、及び第一係合装置CL1は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素である。これらの摩擦係合要素は、供給される油圧を制御することによりその係合圧を制御して伝達トルク容量の増減を連続的に制御することが可能とされている。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(以下、スリップ伝達トルク、又は伝達トルクという)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
各摩擦係合要素は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合要素の油圧シリンダに供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合要素は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合要素は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。
本実施形態において、係合状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じている状態であり滑り係合状態と直結係合状態とが含まれる。解放状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
2.油圧制御系の構成
車両用駆動装置1の油圧制御系は、機械式や電動式の油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TM、並びに第一係合装置CL1や第二係合装置CL2の各摩擦係合要素等に供給される。
車両用駆動装置1の油圧制御系は、機械式や電動式の油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TM、並びに第一係合装置CL1や第二係合装置CL2の各摩擦係合要素等に供給される。
3.制御装置30の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及びエンジン制御装置31の構成について、図2を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置30の各機能部41〜47などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜47の機能が実現される。
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置30及びエンジン制御装置31の構成について、図2を参照して説明する。
制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、CPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置30の各機能部41〜47などが構成されている。また、制御装置30の制御ユニット32〜34及びエンジン制御装置31は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部41〜47の機能が実現される。
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se5を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置30及びエンジン制御装置31に入力される。制御装置30及びエンジン制御装置31は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。
エンジン回転速度センサSe1は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe1の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度ωeを検出する。
入力回転速度センサSe2は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、制御装置30は、入力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度ωm、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。
出力回転速度センサSe3は、出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。制御装置30は、出力回転速度センサSe3の入力信号に基づいて出力軸Oの回転速度を検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、制御装置30は、出力回転速度センサSe3の入力信号に基づいて車速を算出する。
エンジン回転速度センサSe1は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe1の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度ωeを検出する。
入力回転速度センサSe2は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、制御装置30は、入力回転速度センサSe2の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度ωm、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。
出力回転速度センサSe3は、出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。制御装置30は、出力回転速度センサSe3の入力信号に基づいて出力軸Oの回転速度を検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、制御装置30は、出力回転速度センサSe3の入力信号に基づいて車速を算出する。
また、アクセル開度検出センサSe4は、運転者により操作されるアクセルペダルAPの操作量を検出することによりアクセル開度を検出するためのセンサである。制御装置30は、アクセル開度検出センサSe4の入力信号に基づいてアクセル開度を検出する。
バッテリ充電状態検出センサSe5は、バッテリBTの充電状態を検出するためのセンサである。本実施形態では、バッテリ充電状態検出センサSe5は、バッテリ電圧を検出するための電圧センサ、バッテリ電流を検出するための電流センサ、及びバッテリ温度を検出するための温度センサなどから構成されたセンサである。制御装置30は、バッテリ充電状態検出センサSe5の入力信号に基づいて、バッテリBTの充電量を推定する。
バッテリ充電状態検出センサSe5は、バッテリBTの充電状態を検出するためのセンサである。本実施形態では、バッテリ充電状態検出センサSe5は、バッテリ電圧を検出するための電圧センサ、バッテリ電流を検出するための電流センサ、及びバッテリ温度を検出するための温度センサなどから構成されたセンサである。制御装置30は、バッテリ充電状態検出センサSe5の入力信号に基づいて、バッテリBTの充電量を推定する。
3−1.エンジン制御装置31
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行うエンジン制御部41を備えている。本実施形態では、エンジン制御部41は、車両制御ユニット34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、エンジン制御装置31は、エンジン始動要求があった場合は、エンジンEの燃焼開始が指令されたと判定して、エンジンEへの燃料供給及び点火を開始するなどして、エンジンEの燃焼を開始する制御を行う。
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行うエンジン制御部41を備えている。本実施形態では、エンジン制御部41は、車両制御ユニット34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御ユニット34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。また、エンジン制御装置31は、エンジン始動要求があった場合は、エンジンEの燃焼開始が指令されたと判定して、エンジンEへの燃料供給及び点火を開始するなどして、エンジンEの燃焼を開始する制御を行う。
3−2.動力伝達制御ユニット33
動力伝達制御ユニット33は、変速機構TMの制御を行う変速機構制御部43と、第一係合装置CL1の制御を行う第一係合装置制御部44と、スリップ制御中に第二係合装置CL2の制御を行う第二係合装置制御部45と、を備えている。
動力伝達制御ユニット33は、変速機構TMの制御を行う変速機構制御部43と、第一係合装置CL1の制御を行う第一係合装置制御部44と、スリップ制御中に第二係合装置CL2の制御を行う第二係合装置制御部45と、を備えている。
3−2−1.変速機構制御部43
変速機構制御部43は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。変速機構制御部43は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた複数の係合装置に供給される油圧を制御することにより、各係合装置を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各係合装置に供給する。
変速機構制御部43は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。変速機構制御部43は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた複数の係合装置に供給される油圧を制御することにより、各係合装置を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、変速機構制御部43は、油圧制御装置PCに各係合装置の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各係合装置に供給する。
3−2−2.第一係合装置制御部44
第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の係合状態を制御する。本実施形態では、第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の伝達トルク容量が、車両制御ユニット34から指令された第一目標トルク容量T1oに一致するように、油圧制御装置PCを介して第一係合装置CL1に供給される油圧を制御する。具体的には、第一係合装置制御部44は、第一目標トルク容量T1oに基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を第一係合装置CL1に供給する。
第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の係合状態を制御する。本実施形態では、第一係合装置制御部44は、第一係合装置CL1の伝達トルク容量が、車両制御ユニット34から指令された第一目標トルク容量T1oに一致するように、油圧制御装置PCを介して第一係合装置CL1に供給される油圧を制御する。具体的には、第一係合装置制御部44は、第一目標トルク容量T1oに基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を第一係合装置CL1に供給する。
3−2−3.第二係合装置制御部45
第二係合装置制御部45は、スリップ制御中に第二係合装置CL2の係合状態を制御する。本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の一つとされる。
本実施形態では、第二係合装置制御部45は、第二係合装置CL2の伝達トルク容量が、車両制御ユニット34から指令された第二目標トルク容量T2oに一致するように、油圧制御装置PCを介して第二係合装置CL2に供給される油圧を制御する。具体的には、第二係合装置制御部45は、第二目標トルク容量T2oに基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を第二係合装置CL2に供給する。
第二係合装置制御部45は、スリップ制御中に第二係合装置CL2の係合状態を制御する。本実施形態では、第二係合装置CL2は、変速機構TMの変速段を形成している複数又は単数の係合装置の一つとされる。
本実施形態では、第二係合装置制御部45は、第二係合装置CL2の伝達トルク容量が、車両制御ユニット34から指令された第二目標トルク容量T2oに一致するように、油圧制御装置PCを介して第二係合装置CL2に供給される油圧を制御する。具体的には、第二係合装置制御部45は、第二目標トルク容量T2oに基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を第二係合装置CL2に供給する。
3−3.回転電機制御ユニット32
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から指令された回転電機要求トルクTmoを出力トルク指令値に設定し、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。具体的には、回転電機制御部42は、インバータINが備える複数のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、回転電機MGの出力トルクTmを制御する。
回転電機制御ユニット32は、回転電機MGの動作制御を行う回転電機制御部42を備えている。本実施形態では、回転電機制御部42は、車両制御ユニット34から指令された回転電機要求トルクTmoを出力トルク指令値に設定し、回転電機MGが出力トルク指令値のトルクを出力するように制御するトルク制御を行う。具体的には、回転電機制御部42は、インバータINが備える複数のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、回転電機MGの出力トルクTmを制御する。
回転電機制御部42は、回転電機MGのコイル温度Tc及びインバータ温度Tinを、回転電機MG及びインバータINを流れる電流Icなどに基づいて推定するように構成されている。回転電機制御部42は、コイルの熱容量、インバータINの熱容量による応答遅れを考慮して温度を推定する。そして、推定したコイル温度Tc、インバータ温度Tinを他の制御ユニットに伝達可能に構成されている。或いは、コイル温度Tc、インバータ温度Tinを温度センサの出力値に基づいて検出するように構成されてもよい。
3−4.車両制御ユニット34
車両制御ユニット34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
車両制御ユニット34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、第一係合装置CL1、及び第二係合装置CL2等に対して行われる各種トルク制御、及び各係合装置の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
車両制御ユニット34は、アクセル開度、車速、及びバッテリBTの充電量等に応じて、中間軸M側から出力軸O側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクTrq、回転電機MGによる発電量の目標値である目標発電量Wgoを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御ユニット34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルクTeo、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルクTmo、第一係合装置CL1に対して要求する伝達トルク容量である第一目標トルク容量T1o、及び第二係合装置CL2に対して要求する伝達トルク容量である第二目標トルク容量T2oを算出し、それらを他の制御ユニット32、33及びエンジン制御装置31に指令して統合制御を行う機能部である。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、回転電機MGの発電中に第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御するスリップ制御を行うスリップ制御部46、及び発電回転速度制御を行う発電回転速度制御部47を備えている。
以下、スリップ制御部46及び発電回転速度制御部47について詳細に説明する。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、回転電機MGの発電中に第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御するスリップ制御を行うスリップ制御部46、及び発電回転速度制御を行う発電回転速度制御部47を備えている。
以下、スリップ制御部46及び発電回転速度制御部47について詳細に説明する。
3−4−1.スリップ制御部46
本実施形態では、後述する発電回転速度制御部47の処理はスリップ制御中に実行されるため、まず、発電回転速度制御部47の処理の前提となるスリップ制御部46によるスリップ制御について説明する。
本実施形態では、スリップ制御部46は、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電中に、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御することにより、エンジンEの回転駆動を維持したままで、エンジンEの駆動力を車輪Wにも伝達して車両を駆動することができると共に、係合装置で生じる摩擦熱を各係合装置CL1、CL2に分散させて各係合装置CL1、CL2の過熱を抑制することができる。すなわち、スリップ制御部46は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に制御することにより、第二係合装置CL2のスリップ伝達トルクを駆動力源から車輪Wに伝達して車両を駆動することができる。また、スリップ制御部46は、第一係合装置CL1を滑り係合状態に制御することより、エンジンEの回転速度ωeを維持したままで回転電機MGの回転速度ωmを低減することができる。これにより、第二係合装置CL2の摩擦熱を低減して、その分を第一係合装置CL1に受け持たせることができる。
また、バッテリBTの充電量が低く、エアコンディショナ等などの各種電動機の電力消費量が大きい場合には、スリップ制御中も回転電機MGの発電量Wgを大きくする必要があり、目標発電量Wgoが大きく設定される。
本実施形態では、後述する発電回転速度制御部47の処理はスリップ制御中に実行されるため、まず、発電回転速度制御部47の処理の前提となるスリップ制御部46によるスリップ制御について説明する。
本実施形態では、スリップ制御部46は、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電中に、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御することにより、エンジンEの回転駆動を維持したままで、エンジンEの駆動力を車輪Wにも伝達して車両を駆動することができると共に、係合装置で生じる摩擦熱を各係合装置CL1、CL2に分散させて各係合装置CL1、CL2の過熱を抑制することができる。すなわち、スリップ制御部46は、第二係合装置CL2を滑り係合状態に制御することにより、第二係合装置CL2のスリップ伝達トルクを駆動力源から車輪Wに伝達して車両を駆動することができる。また、スリップ制御部46は、第一係合装置CL1を滑り係合状態に制御することより、エンジンEの回転速度ωeを維持したままで回転電機MGの回転速度ωmを低減することができる。これにより、第二係合装置CL2の摩擦熱を低減して、その分を第一係合装置CL1に受け持たせることができる。
また、バッテリBTの充電量が低く、エアコンディショナ等などの各種電動機の電力消費量が大きい場合には、スリップ制御中も回転電機MGの発電量Wgを大きくする必要があり、目標発電量Wgoが大きく設定される。
図3にスリップ制御中のタイムチャートの一例を示す。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、バッテリBTの充電量が低く、電動機の電力消費量が大きい場合のように、回転電機MGによる発電が必要である状態であって、車両が停止している状態の場合は、車両が停止している状態であってもエンジンEを停止させずに回転駆動させ、エンジンEの回転駆動力で回転電機MGに発電させる停車エンジン発電モードを実行するように構成されている。この停車エンジン発電モードでは、第一係合装置CL1は直結係合状態に制御され、第二係合装置CL2は解放状態に制御される。よって、エンジンEの駆動力は、回転電機MGに伝達され、車輪Wに伝達されない。
ここで、エンジンE及び回転電機MGの目標回転速度は、目標発電量Wgoに基づいて決定され、発電により回転電機MGのコイル及びインバータINの温度が上昇しすぎないような目標回転速度に設定される。
本実施形態では、車両制御ユニット34は、バッテリBTの充電量が低く、電動機の電力消費量が大きい場合のように、回転電機MGによる発電が必要である状態であって、車両が停止している状態の場合は、車両が停止している状態であってもエンジンEを停止させずに回転駆動させ、エンジンEの回転駆動力で回転電機MGに発電させる停車エンジン発電モードを実行するように構成されている。この停車エンジン発電モードでは、第一係合装置CL1は直結係合状態に制御され、第二係合装置CL2は解放状態に制御される。よって、エンジンEの駆動力は、回転電機MGに伝達され、車輪Wに伝達されない。
ここで、エンジンE及び回転電機MGの目標回転速度は、目標発電量Wgoに基づいて決定され、発電により回転電機MGのコイル及びインバータINの温度が上昇しすぎないような目標回転速度に設定される。
車両制御ユニット34は、停車エンジン発電モード中のように、車両が停止している状態であって、第一係合装置CL1が直結係合状態に制御され、第二係合装置CL2が解放状態に制御されると共に、エンジンEの駆動力により回転電機MGに発電させている状態で、車両の加速要求があった場合に、スリップ制御部46にスリップ制御を開始させる(時刻t11)。
スリップ制御部46は、スリップ制御の開始後、第二係合装置CL2の第二目標トルク容量T2oを車両要求トルクTrqに応じて設定するトルク制御を開始し、第二係合装置CL2を解放状態から滑り係合状態に移行させると共に、第二係合装置CL2のスリップ伝達トルクにより、車両要求トルクTrqに相当する大きさのトルクを車輪W側に伝達させて車両の速度(出力軸Oの回転速度)を増加させる(時刻t11から時刻t15)。
また、スリップ制御部46は、スリップ制御の開始後、第一係合装置CL1を直結係合状態から滑り係合状態に移行させるために、第一係合装置CL1の第一目標トルク容量T1oを完全係合容量から次第に減少するスイープダウンを実行する。スリップ制御部46は、エンジンEの回転速度ωeと回転電機MGの回転速度ωmとの間に回転速度差が生じた場合に、第一係合装置CL1が滑り係合状態になったと判定し、第一係合装置CL1の第一目標トルク容量T1oの減少を終了するとともに、エンジンEの回転速度ωeが目標回転速度ωmoに近づくように第一目標トルク容量T1oを変化させるエンジン回転速度制御を開始する(時刻t12)。
なお、完全係合容量は、駆動力源から係合装置に伝達されるトルクが変動しても、滑りのない係合状態を維持できる係合装置の伝達トルク容量である。本実施形態では、完全係合容量は、駆動力源から係合装置に伝達されるトルクが最大となっても係合装置に滑りを生じない伝達トルク容量に設定される。
なお、完全係合容量は、駆動力源から係合装置に伝達されるトルクが変動しても、滑りのない係合状態を維持できる係合装置の伝達トルク容量である。本実施形態では、完全係合容量は、駆動力源から係合装置に伝達されるトルクが最大となっても係合装置に滑りを生じない伝達トルク容量に設定される。
スリップ制御部46は、第一係合装置CL1が滑り係合状態になったと判定した場合に、発電回転速度制御部47に発電回転速度制御を開始させる(時刻t12)。すなわち、発電回転速度制御は、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方が滑り係合状態であって、回転電機MGが発電中の状態である場合に実行される(時刻t12から時刻t15)。
発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1を所定の回転速度差を有した滑り係合状態に維持するために、発電回転速度制御における回転電機MGの目標回転速度ωmoをエンジンEの回転速度ωeより低い回転速度に設定する。
すなわち、発電回転速度制御部47は、回転電機MGが発電中の状態で当該回転電機MGの回転速度ωmが、エンジンEの回転速度ωeより低い回転速度に設定された目標回転速度ωmoに近づくように、回転電機MGの出力トルクTm(回生トルク)を制御する。
発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1を所定の回転速度差を有した滑り係合状態に維持するために、発電回転速度制御における回転電機MGの目標回転速度ωmoをエンジンEの回転速度ωeより低い回転速度に設定する。
すなわち、発電回転速度制御部47は、回転電機MGが発電中の状態で当該回転電機MGの回転速度ωmが、エンジンEの回転速度ωeより低い回転速度に設定された目標回転速度ωmoに近づくように、回転電機MGの出力トルクTm(回生トルク)を制御する。
本実施形態では、発電回転速度制御部47は、エンジンEの回転速度ωeから所定値だけ低い回転速度を基準回転速度ωmobとして設定する。そして、発電回転速度制御部47は、監視対象温度に基づいた目標回転速度ωmoの増加補正が必要ない場合は、基準回転速度ωmobを目標回転速度ωmoとして設定して回転速度制御を行う(時刻t12から時刻t13)。
発電回転速度制御部47は、監視対象温度に基づく補正が必要な場合は、監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定して発電回転速度制御を行う(時刻t13から時刻t15)。また、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御中に、回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する(時刻t12から時刻t15)。
発電回転速度制御部47は、監視対象温度に基づく補正が必要な場合は、監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定して発電回転速度制御を行う(時刻t13から時刻t15)。また、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御中に、回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する(時刻t12から時刻t15)。
スリップ制御部46は、出力軸Oの回転速度が上昇し、出力軸Oの回転速度に変速機構TMの変速比を乗算して算出した出力回転速度と、回転電機MGの回転速度ωmとの回転速度差が所定値以下になった場合に、第二係合装置CL2を滑り係合状態から直結係合状態に移行させるために、第二係合装置CL2の第二目標トルク容量T2oを完全係合容量まで次第に増加するスイープアップを開始する(時刻t15)。また、スリップ制御部46は、回転電機MGの発電回転速度制御を終了し、回転電機MGのトルク制御を開始する(時刻t15)。
ここで、出力回転速度は、出力軸Oの回転速度を回転電機MG側の回転速度相当に換算した回転速度であり、出力回転速度と回転電機MGの回転速度ωmとの回転速度差が、第二係合装置CL2の係合部材間の回転速度差相当となる。
ここで、出力回転速度は、出力軸Oの回転速度を回転電機MG側の回転速度相当に換算した回転速度であり、出力回転速度と回転電機MGの回転速度ωmとの回転速度差が、第二係合装置CL2の係合部材間の回転速度差相当となる。
スリップ制御部46は、出力軸Oの回転速度が更に上昇し、回転電機MGの回転速度ωmと、エンジンEの回転速度ωeとの回転速度差が所定値以下になった場合(時刻t16)に、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態に移行させるために、第一係合装置CL1のエンジン回転速度制御を終了し、第一係合装置CL1の第一目標トルク容量T1oを完全係合容量まで次第に増加するスイープアップを開始し、スイープアップが終了した後、一連のスリップ制御を終了する(時刻t17)。
3−4−2.発電回転速度制御部47
次に、スリップ制御中に発電回転速度制御を実行する発電回転速度制御部47について詳細に説明する。
発電回転速度制御部47は、上記したように、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方が滑り係合状態であって回転電機MGが発電中の状態で、回転電機MGの回転速度ωmが目標回転速度ωmoに近づくように回転電機MGの出力トルクTmを制御する発電回転速度制御を実行する機能部である。
そして、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御において、回転電機MGの温度及びインバータINの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定すると共に、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する。
本実施形態では、発電回転速度制御部47は、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電中に、上記したスリップ制御により、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御している間に、発電回転速度制御を行うように構成されている。
次に、スリップ制御中に発電回転速度制御を実行する発電回転速度制御部47について詳細に説明する。
発電回転速度制御部47は、上記したように、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方が滑り係合状態であって回転電機MGが発電中の状態で、回転電機MGの回転速度ωmが目標回転速度ωmoに近づくように回転電機MGの出力トルクTmを制御する発電回転速度制御を実行する機能部である。
そして、発電回転速度制御部47は、発電回転速度制御において、回転電機MGの温度及びインバータINの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定すると共に、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行する。
本実施形態では、発電回転速度制御部47は、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電中に、上記したスリップ制御により、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方を滑り係合状態に制御している間に、発電回転速度制御を行うように構成されている。
3−4−2−1.回転電機MGの発熱特性
まず、回転電機MGのコイルの発熱特性について説明する。
回転電機MGの発電量Wgは、式(1)で示すように、回生トルクTgの大きさ(絶対値)と回転電機MGの回転速度ωmとを乗算した値に比例する。
Wg ∝ |Tg|×ωm ・・・(1)
よって、図4及び式(2)に示すように、発電量Wgを一定量とする条件では、回生トルクTgの大きさは、回転電機MGの回転速度ωmに反比例して変化する。
|Tg| ∝ Wg/ωm ・・・(2)
このため、例えば、スリップ制御を行う際のように回転電機MGの回転速度ωmを低下させる場合に、発電量Wgを同じ量に維持するためには、回生トルクTgの大きさを増加させる必要がある(例えば、図4における動作点Aから動作点Bへの移行)。
まず、回転電機MGのコイルの発熱特性について説明する。
回転電機MGの発電量Wgは、式(1)で示すように、回生トルクTgの大きさ(絶対値)と回転電機MGの回転速度ωmとを乗算した値に比例する。
Wg ∝ |Tg|×ωm ・・・(1)
よって、図4及び式(2)に示すように、発電量Wgを一定量とする条件では、回生トルクTgの大きさは、回転電機MGの回転速度ωmに反比例して変化する。
|Tg| ∝ Wg/ωm ・・・(2)
このため、例えば、スリップ制御を行う際のように回転電機MGの回転速度ωmを低下させる場合に、発電量Wgを同じ量に維持するためには、回生トルクTgの大きさを増加させる必要がある(例えば、図4における動作点Aから動作点Bへの移行)。
式(3)に示すように、回生トルクTgの大きさに比例して、回転電機MGのコイルを流れる電流Icが増加する。
Ic ∝ |Tg| ・・・(3)
そして、式(4)に示すように、回転電機MGのコイルを流れる電流Icの2乗に比例して、コイルの発熱量Wcが増加する。
Wc ∝ Ic2 ・・・(4)
Ic ∝ |Tg| ・・・(3)
そして、式(4)に示すように、回転電機MGのコイルを流れる電流Icの2乗に比例して、コイルの発熱量Wcが増加する。
Wc ∝ Ic2 ・・・(4)
コイルの温度Tcは、定常状態では、コイルに加わる電流Icによる発熱量Wcと、コイルから出ていく放熱量、冷却量とがバランスした温度となり、電流Icによる発熱量Wcが増加するにつれ、コイル温度Tcが増加する定常特性となる。また、電流Icによる発熱量Wcは、発電量Wgを一定量とする条件では、上記の式(2)、(3)、(4)より、回転電機MGの回転速度ωmの2乗に反比例して変化する。
よって、コイル温度Tcは、図5に示すように、発電量Wgを一定量とする条件では、回転電機MGの回転速度ωmが低下するに従い上昇する定常特性となる。
よって、コイル温度Tcは、図5に示すように、発電量Wgを一定量とする条件では、回転電機MGの回転速度ωmが低下するに従い上昇する定常特性となる。
3−4−2−2.回転電機MGの温度に応じた回転速度の上昇
例えば、図5に示すように、スリップ制御により回転電機MGの回転速度ωmが低下される前(ω1)では、高い発電量Wgが設定されている場合でも、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxc以下の温度T1に抑えられており(動作点A)、高温によるコイルの劣化が進行する恐れを抑制できている。しかし、スリップ制御により回転電機MGの回転速度ωmを低下させ(ω2)、しかも発電量Wgを変化させず一定量に維持する場合は、図5の動作点Eに示すように、コイル温度Tcは、定常状態では、許容上限温度Tmxcを超えた温度となり、高温によるコイルの劣化の恐れが生じる。そこで、コイル温度Tcが、コイルの許容上限温度Tmxcを超えないように、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により設定される回転速度(ω2)から、例えば、コイル温度Tcが定常的に許容上限温度Tmxcになる回転速度(ω3、動作点D)以上に上昇させる必要がある。
例えば、図5に示すように、スリップ制御により回転電機MGの回転速度ωmが低下される前(ω1)では、高い発電量Wgが設定されている場合でも、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxc以下の温度T1に抑えられており(動作点A)、高温によるコイルの劣化が進行する恐れを抑制できている。しかし、スリップ制御により回転電機MGの回転速度ωmを低下させ(ω2)、しかも発電量Wgを変化させず一定量に維持する場合は、図5の動作点Eに示すように、コイル温度Tcは、定常状態では、許容上限温度Tmxcを超えた温度となり、高温によるコイルの劣化の恐れが生じる。そこで、コイル温度Tcが、コイルの許容上限温度Tmxcを超えないように、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により設定される回転速度(ω2)から、例えば、コイル温度Tcが定常的に許容上限温度Tmxcになる回転速度(ω3、動作点D)以上に上昇させる必要がある。
ここで、コイル温度Tcは、コイルの熱容量などにより、コイルの発熱量Wcの変化に対して、例えば、一次遅れのような応答遅れを持って変化する。このため、図5に示すように、スリップ制御により動作点Aから動作点Bまで回転電機MGの回転速度ωmが低下された後、コイル温度Tcは、動作点Bから動作点Eまで応答遅れをもって上昇していく。よって、スリップ制御により回転電機MGの回転速度ωmが低下された後、コイル温度Tcが、許容上限温度Tmxcを超えるまでには、タイムラグ、すなわち余裕時間が生じる。
そこで、発電回転速度制御では、コイル温度Tc変化の応答遅れによる余裕時間の間は、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により比較的低い値に設定される基準回転速度ωmobにできるだけ維持し、第二係合装置CL2の発熱低減などのスリップ制御の利点が損なわれないようにしている。すなわち、発電回転速度制御部47は、後述するように、コイルの熱容量により応答遅れを持って上昇するコイル温度Tcに応じて回転電機MGの回転速度ωmを上昇させるように構成されている。
3−4−2−3.インバータINの発熱対策
次に、インバータINの発熱特性について説明する。
インバータINの発熱量は、回転電機MGのコイルと同様に、回転電機MGを流れる電流Icが増加するにつれて増加する。
インバータINの温度Tinは、定常状態では、電流IcによるインバータINの発熱量と、インバータINから出ていく放熱量、冷却量とがバランスした温度となり、電流Icによる発熱量が増加するに従い、インバータ温度Tinが増加する定常特性となる。よって、インバータ温度Tinは、上記したコイルと同様に、発電量Wgを一定量とする条件では、回転電機MGの回転速度ωmが低下するに従い増加する定常特性となる。よって、インバータ温度Tinが、インバータINの許容上限温度Tmxiを超えないように、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により設定される基準回転速度ωmobから上昇させる必要がある。
次に、インバータINの発熱特性について説明する。
インバータINの発熱量は、回転電機MGのコイルと同様に、回転電機MGを流れる電流Icが増加するにつれて増加する。
インバータINの温度Tinは、定常状態では、電流IcによるインバータINの発熱量と、インバータINから出ていく放熱量、冷却量とがバランスした温度となり、電流Icによる発熱量が増加するに従い、インバータ温度Tinが増加する定常特性となる。よって、インバータ温度Tinは、上記したコイルと同様に、発電量Wgを一定量とする条件では、回転電機MGの回転速度ωmが低下するに従い増加する定常特性となる。よって、インバータ温度Tinが、インバータINの許容上限温度Tmxiを超えないように、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により設定される基準回転速度ωmobから上昇させる必要がある。
また、インバータINの温度変化には、上記したコイルと同様に、インバータINの熱容量などによる応答遅れを有する。よって、インバータ温度Tin変化の応答遅れによる余裕時間の間は、回転電機MGの回転速度ωmをスリップ制御により比較的低い値に設定される回転速度(基準回転速度ωmob)にできるだけ維持し、第二係合装置CL2の発熱低減などのスリップ制御の利点が損なわれないようにしている。すなわち、発電回転速度制御部47は、後述するように、インバータ温度Tinにも応じて回転電機MGの回転速度ωmを上昇させるように構成されている。
3−4−2−4.発電回転速度制御部47の構成
3−4−2−4−1.監視対象温度に基づいた目標回転速度ωmoの決定
次に、本実施形態に係わる発電回転速度制御部47の構成について詳細に説明する。
発電回転速度制御部47は、上記したように、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tc及びインバータINの温度Tinの少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
3−4−2−4−1.監視対象温度に基づいた目標回転速度ωmoの決定
次に、本実施形態に係わる発電回転速度制御部47の構成について詳細に説明する。
発電回転速度制御部47は、上記したように、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tc及びインバータINの温度Tinの少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
まず、監視対象温度がコイル温度Tcである場合の目標回転速度ωmoの決定方法について詳細に説明する。
発電回転速度制御部47は、図6の例に示すように、コイル温度Tcが予め定められた制御温度領域内である場合には、コイル温度Tcが高くなるに従って高い値となるように目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
図6に示す例では、制御温度領域は、それぞれ許容上限温度Tmxcより所定温度だけ低い制御開始温度Tsc以上の温度領域に設定されている。
発電回転速度制御部47は、図6の例に示すように、コイル温度Tcが予め定められた制御温度領域内である場合には、コイル温度Tcが高くなるに従って高い値となるように目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
図6に示す例では、制御温度領域は、それぞれ許容上限温度Tmxcより所定温度だけ低い制御開始温度Tsc以上の温度領域に設定されている。
また、発電回転速度制御部47は、図6に示すように、監視対象温度としてのコイル温度Tcが予め定められた許容上限温度Tmxcとなった場合に、目標発電量Wgoに応じて規定された回転速度であって、回転電機MGの運転時間に関わらず(すなわち定常的に)、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えない回転速度である温度均衡回転速度まで、目標回転速度ωmoを増加させるように構成されている。温度均衡回転速度は、図7の例に示すように、目標発電量Wgoが増加するに従って増加する特性を有しており、温度均衡回転速度は、図7に示すような、コイル温度Tc毎に予め設定された目標発電量Wgoと温度均衡回転速度との関係特性に基づいて決定される。
このように構成することにより、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcとなった場合に、コイル温度Tcが定常的に許容上限温度Tmxcとなる温度均衡回転速度まで、回転電機MGの回転速度ωmが上昇されるので、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できる。
このように構成することにより、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcとなった場合に、コイル温度Tcが定常的に許容上限温度Tmxcとなる温度均衡回転速度まで、回転電機MGの回転速度ωmが上昇されるので、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できる。
なお、発電回転速度制御部47は、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcとなった場合に、温度均衡回転速度より高い回転速度まで、目標回転速度ωmoを増加させるように構成されてもよい。このように構成すれば、より確実にコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できる。
また、温度均衡回転速度は、スリップ制御中に設定されえる最大の目標発電量Wgoに対応する所定の温度均衡回転速度、又は変動、外乱が生じてもコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えないような所定の回転速度のように、目標発電量Wgoの変化に関わらず固定値に設定されるように構成されてもよい。このように構成すれば、簡単な構成で確実にコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できる。
また、温度均衡回転速度は、スリップ制御中に設定されえる最大の目標発電量Wgoに対応する所定の温度均衡回転速度、又は変動、外乱が生じてもコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えないような所定の回転速度のように、目標発電量Wgoの変化に関わらず固定値に設定されるように構成されてもよい。このように構成すれば、簡単な構成で確実にコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できる。
また、図6に示す例では、発電回転速度制御部47は、コイル温度Tcが制御開始温度Tscから許容上限温度Tmxcまで上昇するに従い、目標回転速度ωmoを、スリップ制御により決定される基準回転速度ωmobから温度均衡回転速度まで次第に増加させるように構成されている。
このように構成することにより、コイル温度Tcが制御開始温度Tscから許容上限温度Tmxcに近づくにつれ、回転電機MGの回転速度ωmを上昇させる共に回生トルクの大きさを減少させ、監視対象物であるコイルの発熱量を減少させることができる。よって、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcに近づくにつれ、コイル温度Tcの上昇速度を減少させ、コイル温度Tcを、許容上限温度Tmxcをオーバーシュートさせることなく、滑らかに許容上限温度Tmxc以下の温度に収束させることができる。
なお、図6に示す例では、目標回転速度ωmoは、コイル温度Tcが増加するに従い、一定の傾きで増加するように構成されているが、任意の傾きで増加するように構成されてもよい。また、目標回転速度ωmoは、許容上限温度Tmxc以下のコイル温度Tcで、ステップ的に基準回転速度ωmobから温度均衡回転速度まで増加させるように構成されてもよい。
このように構成することにより、コイル温度Tcが制御開始温度Tscから許容上限温度Tmxcに近づくにつれ、回転電機MGの回転速度ωmを上昇させる共に回生トルクの大きさを減少させ、監視対象物であるコイルの発熱量を減少させることができる。よって、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcに近づくにつれ、コイル温度Tcの上昇速度を減少させ、コイル温度Tcを、許容上限温度Tmxcをオーバーシュートさせることなく、滑らかに許容上限温度Tmxc以下の温度に収束させることができる。
なお、図6に示す例では、目標回転速度ωmoは、コイル温度Tcが増加するに従い、一定の傾きで増加するように構成されているが、任意の傾きで増加するように構成されてもよい。また、目標回転速度ωmoは、許容上限温度Tmxc以下のコイル温度Tcで、ステップ的に基準回転速度ωmobから温度均衡回転速度まで増加させるように構成されてもよい。
また、図6に示す例では、発電回転速度制御部47は、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcから増加するに従い、目標回転速度ωmoを、温度均衡回転速度から更に次第に増加させるように構成されている。このように構成することにより、何らかの要因でコイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えた場合でも、目標回転速度ωmoを温度均衡回転速度から更に増加させることができ、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを大幅に超えることを抑制できる。
或いは、発電回転速度制御部47は、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを上回った場合に、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxc以下になるまで、目標回転速度ωmoを温度均衡回転速度から徐々に増加させるように構成してもよい。
或いは、発電回転速度制御部47は、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを上回った場合に、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxc以下になるまで、目標回転速度ωmoを温度均衡回転速度から徐々に増加させるように構成してもよい。
発電回転速度制御部47は、図6に示すように、コイル温度Tcが予め定められた制御温度領域の下限値(制御開始温度Tsc)未満である場合には、基準回転速度ωmobを、目標回転速度ωmoに決定するように構成されている。
ここで、基準回転速度ωmobは、目標発電量Wgoを確保可能な下限回転速度に設定されるように構成されていてもよい。下限回転速度は、回転電機MGに出力可能な最大の大きさの回生トルクを出力させる場合に、回転電機MGの発電量Wgが目標発電量Wgoになるような回転速度に設定される。
このように構成すると、図3に示す時刻t12からt13までの期間のように、スリップ制御中にコイル温度Tcに基づいた目標回転速度ωmoの増加を行なっていない期間において、回転電機MGの回転速度ωmを、目標発電量Wgoを確保できる下限まで低下させることができ、第二係合装置CL2の係合部材間の回転速度差を減少させることができる。よって、第二係合装置のCL2の滑り係合状態における発熱を低減することができる。なお、滑り係合状態における係合装置の発熱量は、係合部材間の回転速度差とスリップ伝達トルクとを乗算した値に比例する。
このように構成すると、図3に示す時刻t12からt13までの期間のように、スリップ制御中にコイル温度Tcに基づいた目標回転速度ωmoの増加を行なっていない期間において、回転電機MGの回転速度ωmを、目標発電量Wgoを確保できる下限まで低下させることができ、第二係合装置CL2の係合部材間の回転速度差を減少させることができる。よって、第二係合装置のCL2の滑り係合状態における発熱を低減することができる。なお、滑り係合状態における係合装置の発熱量は、係合部材間の回転速度差とスリップ伝達トルクとを乗算した値に比例する。
次に、監視対象温度がインバータ温度Tinである場合の目標回転速度ωmoについて説明する。
発電回転速度制御部47は、これまで説明したコイル温度Tcの場合と同様の決定方法で、インバータ温度Tinに基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成される。監視対象温度がコイル温度Tcである場合の図6、図7は、監視対象温度がインバータ温度Tinである場合では、それぞれ、図8、図9となる。また、監視対象温度がコイル温度Tcである場合の許容上限温度Tmxc、制御開始温度Tscは、監視対象温度がインバータ温度Tinである場合では、図8に示すよう許容上限温度Tmxi、制御開始温度Tsiとなる。
監視対象温度がインバータ温度Tinである場合における制御温度領域、許容上限温度Tmxi、制御開始温度Tsi、温度均衡回転速度などの設定値は、インバータINの発熱特性などに合わせて設定される。
発電回転速度制御部47は、これまで説明したコイル温度Tcの場合と同様の決定方法で、インバータ温度Tinに基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成される。監視対象温度がコイル温度Tcである場合の図6、図7は、監視対象温度がインバータ温度Tinである場合では、それぞれ、図8、図9となる。また、監視対象温度がコイル温度Tcである場合の許容上限温度Tmxc、制御開始温度Tscは、監視対象温度がインバータ温度Tinである場合では、図8に示すよう許容上限温度Tmxi、制御開始温度Tsiとなる。
監視対象温度がインバータ温度Tinである場合における制御温度領域、許容上限温度Tmxi、制御開始温度Tsi、温度均衡回転速度などの設定値は、インバータINの発熱特性などに合わせて設定される。
次に、監視対象温度としてコイル温度Tc及びインバータ温度Tinの双方が設定されている場合の例について説明する。
発電回転速度制御部47が、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tcに基づく第一目標回転速度ωmo1と、インバータINの温度に基づく第二目標回転速度ωmo2とを決定し、第一目標回転速度ωmo1及び第二目標回転速度ωmo2のいずれか高い方に基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
発電回転速度制御部47が、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tcに基づく第一目標回転速度ωmo1と、インバータINの温度に基づく第二目標回転速度ωmo2とを決定し、第一目標回転速度ωmo1及び第二目標回転速度ωmo2のいずれか高い方に基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
図10に示す例では、発電回転速度制御部47に備えられた第一目標回転速度決定部50が、上記したように、コイル温度Tcに基づいて、第一目標回転速度ωmo1を決定し、第二目標回転速度決定部51が、インバータ温度Tinに基づいて、第二目標回転速度ωmo2を決定するように構成されている。そして、最大値取り器52が、第一目標回転速度ωmo1及び第二目標回転速度ωmo2のいずれか高い方を、仮目標回転速度ωmotとして設定するように構成されている。
また、図10に示す例では、基準回転速度決定部58が、上記したように、目標発電量Wgoに基づいて基準回転速度ωmobを決定するように構成されている。或いは、スリップ制御部46が決定した基準回転速度ωmobを用いるように構成してもよい。
また、図10に示す例では、基準回転速度決定部58が、上記したように、目標発電量Wgoに基づいて基準回転速度ωmobを決定するように構成されている。或いは、スリップ制御部46が決定した基準回転速度ωmobを用いるように構成してもよい。
第一係合装置CL1の滑り係合状態で、回転電機MGの回転速度ωmが、エンジンEの回転速度ωeより高くなると、第一係合装置CL1を回転電機MG側からエンジンE側にスリップ伝達トルクが伝達されるようになり、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を行うことができなくなる。
このため、図10に示す例では、上限制限器53は、仮目標回転速度ωmotをエンジンEの回転速度ωeで上限制限した値を目標回転速度ωmoとして設定するように構成されている。具体的には、上限制限器53は、仮目標回転速度ωmotと、エンジンEの回転速度ωeとの小さい方の値を、目標回転速度ωmoとして設定するように構成されている。
このように構成すると、回転電機MGの回転速度ωmをエンジンEの回転速度ωe以下に維持できる。よって、第一係合装置CL1のスリップ伝達トルクが、エンジンE側から回転電機MG側に伝達される状態を維持でき、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を継続的に行うことができる。
このため、図10に示す例では、上限制限器53は、仮目標回転速度ωmotをエンジンEの回転速度ωeで上限制限した値を目標回転速度ωmoとして設定するように構成されている。具体的には、上限制限器53は、仮目標回転速度ωmotと、エンジンEの回転速度ωeとの小さい方の値を、目標回転速度ωmoとして設定するように構成されている。
このように構成すると、回転電機MGの回転速度ωmをエンジンEの回転速度ωe以下に維持できる。よって、第一係合装置CL1のスリップ伝達トルクが、エンジンE側から回転電機MG側に伝達される状態を維持でき、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を継続的に行うことができる。
また、本実施形態では、発電回転速度制御部47は、監視対象温度に基づき決定された目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωeに上限制限されて、目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωeに決定された場合は、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態に移行させるように構成されている。より詳細には、発電回転速度制御部47は、回転電機MGの回転速度ωmとエンジンEの回転速度ωeとの回転速度差が所定値以下になった場合に、第一係合装置CL1の第一目標トルク容量T1oを完全係合容量まで次第に増加させるスイープアップを行って、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態に移行させるように構成されている。これにより、エンジンEの駆動力が回転電機MGに直接伝達されて、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を安定的に行わせることができる。
或いは、発電回転速度制御部47は、仮目標回転速度ωmotをエンジンEの回転速度ωeで上限制限せずに、仮目標回転速度ωmotをそのまま目標回転速度ωmoとして設定するように構成されてもよい。この場合も、発電回転速度制御部47は、回転電機MGの回転速度ωmとエンジンEの回転速度ωeとの回転速度差が所定値以下になった場合に、第一係合装置CL1の第一目標トルク容量T1oを完全係合容量まで次第に増加させるスイープアップを行って、第一係合装置CL1を滑り係合状態から直結係合状態に移行させるように構成される。このように構成すると、回転電機MGの目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωeを上回るまで増加されるような場合でも、第一係合装置CL1を直結係合状態に制御することで、エンジンEの駆動力が回転電機MGに伝達されることを確保しつつ、回転電機MGの回転速度ωmを上昇させて、回転電機MG及びインバータINの双方の過熱を抑制することができる。なお、第一係合装置CL1が直結係合状態に制御された場合は、エンジンEの回転速度ωeは、回転電機MGの回転速度ωmとともに、回転電機MGの回転速度制御により目標回転速度ωmoに制御される。
また、発電回転速度制御部47は、回転電機MGの回転速度ωmが目標回転速度ωmoに近づくように、回転電機要求トルクTmoを変化させる回転電機MGの回転速度制御を行うように構成されており、回転フィードバック制御器54を備えている。
3−4−2−4−2.発電回転速度制御による各要求トルクの決定
発電回転速度制御部47は、上記したように、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行するように構成されている。
本実施形態では、発電回転速度制御部47は、発電量維持制御において、目標回転速度ωmoと目標発電量Wgoとに基づいて回転電機MGに出力させるべき目標のトルクである目標回生トルクTgoを決定し、当該目標回生トルクTgoに基づいて、第一係合装置CL1の伝達トルク、第二係合装置CL2の伝達トルク、及びエンジンEの出力トルクTeのいずれか1つ以上を制御するように構成されている。
発電回転速度制御部47は、上記したように、発電回転速度制御中の回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持する発電量維持制御を実行するように構成されている。
本実施形態では、発電回転速度制御部47は、発電量維持制御において、目標回転速度ωmoと目標発電量Wgoとに基づいて回転電機MGに出力させるべき目標のトルクである目標回生トルクTgoを決定し、当該目標回生トルクTgoに基づいて、第一係合装置CL1の伝達トルク、第二係合装置CL2の伝達トルク、及びエンジンEの出力トルクTeのいずれか1つ以上を制御するように構成されている。
回転電機MGの出力トルクTmとなる回転電機要求トルクTmoは、回転電機MGの回転速度制御により自動的に決定されるため、目標発電量Wgoを維持するために必要となる目標回生トルクTgoを回転電機要求トルクTmoに直接設定できない。そこで、回転電機MGの慣性系に外部から作用するトルク(外部作用トルク)、すなわち、第一係合装置CL1の伝達トルク、第二係合装置CL2の伝達トルク、及びエンジンEの出力トルクTeのいずれか1つ以上を変化させることにより、間接的に回転電機要求トルクTmoが目標回生トルクTgoに近づくように制御する。例えば、回転電機MGの慣性系に外部から作用しているトルクが増減すると、外部作用トルクの増減に抗して回転電機MGの回転速度ωmを目標回転速度ωmoに維持するために、外部作用トルクの増減分だけ回転電機要求トルクTmoが回転速度制御により自動的に増減される。
よって、上記の構成のように、目標回生トルクTgoに基づいて、第一係合装置CL1の伝達トルク、第二係合装置CL2の伝達トルク、及びエンジンEの出力トルクTeのいずれか1つ以上を制御することにより、回転電機MGの慣性系に外部から作用しているトルクを、目標回生トルクTgoの増減分だけ変化させることができ、回転電機要求トルクTmoを目標回生トルクTgoの増減分だけ回転速度制御により自動的に変化させることができる。
本実施形態では、図11に示すように、発電回転速度制御部47に備えられた目標回生トルク決定部55が、式(1)及び図4に示すような発電特性を用いて、目標回転速度ωmoと目標発電量Wgoとに基づいて回転電機MGに出力させるべき目標回生トルクTgoを決定するように構成されている。ここで、目標回生トルクTgoは、負となる回生トルクの絶対値に対応している。
この構成によれば、図4に示すような発電特性に従い、スリップ制御の開始により目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobまで減少されると目標回生トルクTgoが増加され(動作点Aから動作点Bへの変化に相当)、監視対象温度の上昇とともに目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobから増加されると目標回生トルクTgoが減少される(動作点Cから動作点Dへの変化に相当)。
この構成によれば、図4に示すような発電特性に従い、スリップ制御の開始により目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobまで減少されると目標回生トルクTgoが増加され(動作点Aから動作点Bへの変化に相当)、監視対象温度の上昇とともに目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobから増加されると目標回生トルクTgoが減少される(動作点Cから動作点Dへの変化に相当)。
また、本実施形態では、発電回転速度制御部47は、目標回生トルクTgoに基づいて、エンジンEの出力トルクTeを制御するように構成されている。具体的には、図11に示すように、発電回転速度制御部47は、車両要求トルクTrqに目標回生トルクTgoを加算した値をエンジン要求トルクTeoとして設定するトルク制御を行うように構成されている。
そして、発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1の伝達トルクの制御として、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに近づくように、第一目標トルク容量T1oを変化させるエンジン回転速度制御を行うように構成されており、回転フィードバック制御器56を備えている。
この構成によれば、エンジンEの出力トルクTeは、目標回生トルクTgoの増減分だけ変化する。エンジンEの出力トルクTeが増減すると、エンジンEの回転速度ωeが変化しようとするが、第一係合装置CL1のエンジン回転速度制御により第一係合装置CL1の伝達トルクが自動的に増減されて、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに維持される。例えば、目標回生トルクTgoの増加分だけエンジンEの出力トルクTeが増加されると、エンジン回転速度制御によりエンジンEの出力トルクTeの増加分だけ第一係合装置CL1の伝達トルクが自動的に増加する。よって、目標回生トルクTgoの増加分だけ第一係合装置CL1の伝達トルクが増加することとなる。なお、この伝達トルクの増加分だけエンジンEの慣性系に作用するトルクが減少し、エンジンEの回転速度ωeが目標回転速度ωeoに維持される。
そして、発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1の伝達トルクの制御として、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに近づくように、第一目標トルク容量T1oを変化させるエンジン回転速度制御を行うように構成されており、回転フィードバック制御器56を備えている。
この構成によれば、エンジンEの出力トルクTeは、目標回生トルクTgoの増減分だけ変化する。エンジンEの出力トルクTeが増減すると、エンジンEの回転速度ωeが変化しようとするが、第一係合装置CL1のエンジン回転速度制御により第一係合装置CL1の伝達トルクが自動的に増減されて、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに維持される。例えば、目標回生トルクTgoの増加分だけエンジンEの出力トルクTeが増加されると、エンジン回転速度制御によりエンジンEの出力トルクTeの増加分だけ第一係合装置CL1の伝達トルクが自動的に増加する。よって、目標回生トルクTgoの増加分だけ第一係合装置CL1の伝達トルクが増加することとなる。なお、この伝達トルクの増加分だけエンジンEの慣性系に作用するトルクが減少し、エンジンEの回転速度ωeが目標回転速度ωeoに維持される。
この第一係合装置CL1の伝達トルクは、回転電機MGの慣性系に外部から作用するトルクとなる。そして、回転電機MGの慣性系に外部から作用するトルクが増加すると、上記した回転電機MGの回転速度制御により、第一係合装置CL1の伝達トルクの増加分だけ回転電機MGの出力トルクTmが自動的に減少することとなる。よって、目標回生トルクTgoの増加分だけ回転電機MGの出力トルクTmが減少することとなる。
従って、目標回生トルクTgoの増加分だけ、エンジンEの出力トルクTeが増加されと、第一係合装置CL1によるエンジン回転速度制御により、この増加分だけ第一係合装置CL1の伝達トルクが自動的に増加され、更に回転電機回転速度制御によりこの増加分だけ回転電機MGの出力トルクTmが自動的に減少される。
従って、上記の構成によれば、エンジンEの出力トルクTeを目標回生トルクTgoの増加分だけ増加させることにより、間接的に、目標回生トルクTgoの増加分だけ回転電機MGの出力トルクTmが減少され、回転電機MGの回生トルクの大きさを増加させることができる。
従って、上記の構成によれば、エンジンEの出力トルクTeを目標回生トルクTgoの増加分だけ増加させることにより、間接的に、目標回生トルクTgoの増加分だけ回転電機MGの出力トルクTmが減少され、回転電機MGの回生トルクの大きさを増加させることができる。
なお、発電回転速度制御部47は、第二係合装置CL2の伝達トルクの制御として、車両要求トルクTrqを第二目標トルク容量T2oとして設定するトルク制御を行うように
構成されており、設定器57を備えている。このため、回転電機MGの慣性系に第二係合装置CL2側から作用するトルクは、目標回生トルクTgoの増減に関わらず変化しない。
構成されており、設定器57を備えている。このため、回転電機MGの慣性系に第二係合装置CL2側から作用するトルクは、目標回生トルクTgoの増減に関わらず変化しない。
3−4−2−4−3.発電回転速度制御の挙動
<例1>
次に、発電回転速度制御の挙動について、図3の例を参照して説明する。図3に示す例は、監視対象温度としてのコイル温度Tcが制御開始温度Tscに達する場合の例である。なお、監視対象温度としてのインバータ温度Tinは制御開始温度Tsiに達していないものとする(不図示)。
上記したように、スリップ制御の開始後、第一係合装置CL1が滑り係合状態になったと判定された場合に、発電回転速度制御が開始される(時刻t12)。
回転電機MGの目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobに低下される前まで(時刻t12まで)は、目標回生トルクTgoは比較的小さい値に設定されているので、コイル温度Tcは、許容上限温度Tmxc及び制御開始温度Tscより低い温度T1に維持されている。これは、上記したように、スリップ制御が開始される前のエンジンE及び回転電機MGの目標回転速度は、目標発電量Wgoに基づいて、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcより低い温度に維持されるような回転速度に設定されているためである。
<例1>
次に、発電回転速度制御の挙動について、図3の例を参照して説明する。図3に示す例は、監視対象温度としてのコイル温度Tcが制御開始温度Tscに達する場合の例である。なお、監視対象温度としてのインバータ温度Tinは制御開始温度Tsiに達していないものとする(不図示)。
上記したように、スリップ制御の開始後、第一係合装置CL1が滑り係合状態になったと判定された場合に、発電回転速度制御が開始される(時刻t12)。
回転電機MGの目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobに低下される前まで(時刻t12まで)は、目標回生トルクTgoは比較的小さい値に設定されているので、コイル温度Tcは、許容上限温度Tmxc及び制御開始温度Tscより低い温度T1に維持されている。これは、上記したように、スリップ制御が開始される前のエンジンE及び回転電機MGの目標回転速度は、目標発電量Wgoに基づいて、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcより低い温度に維持されるような回転速度に設定されているためである。
スリップ制御の開始後、回転電機MGの目標回転速度ωmoが基準回転速度ωmobまで低下されると、回転電機MGの発電量Wgを目標発電量Wgoに維持するために、目標回生トルクTgoが、図4に示すような特性に基づいて、目標回転速度ωmoの低下に反比例して増加される。
本実施形態では、図11を参照して説明したように、目標回生トルクTgoの増加分だけ、エンジン要求トルクTeoが増加される。そして、第一係合装置CL1によるエンジン回転速度制御により、この増加分だけ第一目標トルク容量T1oが自動的に増加され、更に回転電機回転速度によりこの増加分だけ回転電機要求トルクTmoが自動的に減少される。よって、回転電機要求トルクTmoが、目標回生トルクTgoの増加分だけ間接的に減少され、回転電機MGの発電量Wgが目標発電量Wgoに維持される。
本実施形態では、図11を参照して説明したように、目標回生トルクTgoの増加分だけ、エンジン要求トルクTeoが増加される。そして、第一係合装置CL1によるエンジン回転速度制御により、この増加分だけ第一目標トルク容量T1oが自動的に増加され、更に回転電機回転速度によりこの増加分だけ回転電機要求トルクTmoが自動的に減少される。よって、回転電機要求トルクTmoが、目標回生トルクTgoの増加分だけ間接的に減少され、回転電機MGの発電量Wgが目標発電量Wgoに維持される。
目標回転速度ωmoが低下され、回生トルクTgの大きさが増加すると、コイルの発熱量Wcが増加する。コイル温度Tcは、コイルの発熱量Wcの増加に対して、コイルの熱容量などによる応答遅れを有して上昇していく(時刻t12から時刻t13)。よって、目標回転速度ωmoの低下後、コイル温度Tcが、制御開始温度Tscに到達するまでにはタイムラグが生じている(時刻t12から時刻t13までの期間)。このタイムラグの間は、回転電機MGの回転速度ωmを比較的低い値に設定された基準回転速度ωmobに維持することができており、第二係合装置CL2の係合部材間の回転速度差を低減し、第二係合装置CL2の発熱量を低減することができている。
そして、コイル温度Tcが制御開始温度Tscを上回ると、発電回転速度制御における目標回転速度ωmoが、コイル温度Tcが増加するに従い、基準回転速度ωmobから増加されていく。図3に示す例では、発電回転速度制御部47は、上記したように、コイル温度Tcが制御開始温度Tscから許容上限温度Tmxcに近づくに従い、目標回転速度ωmoを基準回転速度ωmobから温度均衡回転速度まで次第に増加させるように構成されている。このため、図3に示すように、コイル温度Tcが制御開始温度Tscから許容上限温度Tmxcに近づくにつれ、コイル温度Tcの増加速度を減少させ、コイル温度Tcを、許容上限温度Tmxcをオーバーシュートさせることなく、滑らかに許容上限温度Tmxcに収束させることができている。よって、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えることを防止できている。
また、上記のようにコイル温度Tcに基づいて目標回転速度ωmoを決定することにより、コイル温度Tcが制御開始温度Tsc以下の範囲にある場合に、目標回転速度ωmoを最大限に低下させることができ、第二係合装置CL2の発熱量を低減することができている。
そして、出力回転速度の増加により、第二係合装置CL2が直結係合状態にされると、発電回転速度制御が終了される(時刻t15)。
<例2>
次に、発電回転速度制御の挙動の別例について、図12の例を参照して説明する。図12に示す例は、図3の場合とは異なり、発電回転速度制御により目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωeまで増加される場合の例である。このような場合として、例えば、コイルを冷却する冷媒が、第二係合装置CL2を冷却する冷媒と共用されており、第二係合装置CL2がスリップ制御中に滑り係合状態にされ発熱することにより、コイルを冷却する冷媒の温度がスリップ制御前よりも上昇することなどにより生じる。これ以外の条件は、図3の場合と同様である。
次に、発電回転速度制御の挙動の別例について、図12の例を参照して説明する。図12に示す例は、図3の場合とは異なり、発電回転速度制御により目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωeまで増加される場合の例である。このような場合として、例えば、コイルを冷却する冷媒が、第二係合装置CL2を冷却する冷媒と共用されており、第二係合装置CL2がスリップ制御中に滑り係合状態にされ発熱することにより、コイルを冷却する冷媒の温度がスリップ制御前よりも上昇することなどにより生じる。これ以外の条件は、図3の場合と同様である。
なお、図12に示す例では、発電回転速度制御部47は、第二係合装置CL2の発熱などによるコイル温度Tcの上昇も考慮して、コイル温度Tcが許容上限温度Tmxcを超えないように、コイル温度Tcに基づいて目標回転速度ωmoを決定するように構成されている。
このため、図12に示す例では、コイル温度Tcが制御開始温度Tscを上回った後(時刻t23以降)、目標回転速度ωmoが、図3に示す例よりも、大きい傾きで増加されており、エンジンEの回転速度ωeまで増加されている。上記のように、発電回転速度制御部47は、目標回転速度ωmoをエンジンEの回転速度ωeで上限制限して設定するように構成されている(時刻t24からt26)。このため、目標回転速度ωmoがエンジンEの回転速度ωe以下に制限されている。よって、第一係合装置CL1のスリップ伝達トルクが、エンジンE側から回転電機MG側に伝達される状態を維持でき、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を行うことができている。
また、発電回転速度制御部47は、回転電機MGの回転速度ωmとエンジンEの回転速度ωeとの回転速度差が所定値以下になった場合に、第一係合装置CL1を直結係合状態に移行させるように構成されている。このため、前記回転速度差が所定値以下になった場合に、第一目標トルク容量T1oを完全係合容量までスイープアップさせ、直結係合状態に移行させている(時刻t24)。よって、エンジンEの駆動力が回転電機MGに直接伝達されて、エンジンEの駆動力による回転電機MGの発電を安定的に行わせることができている。
或いは、第一係合装置CL1を直結係合状態に移行させた後、第二係合装置CL2が直結係合されるまでの間(時刻t24から時刻t26の期間)に、上記したように、目標回転速度ωmoをエンジンEの回転速度ωeで上限制限するように構成せずに、発電回転速度制御を実行して、コイル温度Tcに基づき目標回転速度ωmoを決定するように構成されてもよい。このように構成すれば、コイルの過熱をより確実に抑制することができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態においては、変速機構TMの複数の係合装置の中の1つが、スリップ制御中に滑り係合状態に制御される第二係合装置CL2とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、車両用駆動装置1は、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路2に更に係合装置を備え、当該係合装置が、スリップ制御中に滑り係合状態に制御される第二係合装置CL2とされてもよい。
或いは、車両用駆動装置1は、回転電機MGと変速機構TMと間の動力伝達経路2に更にトルクコンバータを備え、トルクコンバータの入出力部材間を直結係合状態にするロックアップクラッチが、第二係合装置CL2とされてもよい。この場合、第二係合装置CL2は、スリップ制御中に滑り係合状態に制御される。
これらの場合は、車両用駆動装置1において、変速機構TMが備えられないように構成されてもよい。
これらの場合は、車両用駆動装置1において、変速機構TMが備えられないように構成されてもよい。
(2)上記の実施形態においては、変速機構TMが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速機構TMが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置にされるように構成されてもよい。この場合も、変速機構TMに備えられた係合装置が、スリップ制御中に滑り係合状態に制御される第二係合装置CL2とされ、或いは変速機構TMとは別に設けられた係合装置が第二係合装置CL2とされてもよい。
(3)上記の実施形態において、制御装置30は、複数の制御ユニット32〜34を備え、これら複数の制御ユニット32〜34が分担して複数の機能部41〜47を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、制御装置30は、上述した複数の制御ユニット32〜34を任意の組み合わせで統合又は分離した制御装置として備えるようにしてもよく、複数の機能部41〜47の分担も任意に設定することができる。
(4)上記の実施形態において、発電回転速度制御は、スリップ制御による車両の発進中に実行される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、発電回転速度制御は、第一係合装置CL1及び第二係合装置CL2の双方が滑り係合状態であって回転電機MGが発電中の状態であれば何れの状態であってもよく、例えば、極低速走行中、又は車両の減速中に実行されるように構成されてもよい。
(5)上記の実施形態において、発電回転速度制御部47は、図10を参照して、回転電機MGの温度としてのコイル温度Tc及びインバータINの温度の双方を監視対象温度としている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、発電回転速度制御部47は、回転電機MGの温度及びインバータINの温度の少なくとも一方を監視対象温度とすればよく、例えば、回転電機MGの温度のみを監視対象温度とする、又は、インバータINの温度のみを監視対象温度とするように構成されてもよい。
(6)上記の実施形態において、発電回転速度制御部47が、監視対象温度が予め定められた制御温度領域内である場合には、監視対象温度が高くなるに従って高い値となるように目標回転速度ωmoを決定するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、監視対象温度に基づいて目標回転速度ωmoを決定するのであればその決定方法は任意であってもよく、例えば、発電回転速度制御部47は、監視対象温度が許容上限温度Tmxc以下に設定された目標温度に近づくように、或いは監視対象温度が当該目標温度以下になるように、目標回転速度ωmoをフィードバック制御により変化させるように構成されてもよい。
(7)上記の実施形態において、制御温度領域は、許容上限温度Tmxcより所定温度だけ低い制御開始温度Tsc以上の温度領域に設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、制御温度領域は、許容上限温度Tmxcを含む所定の温度範囲であれば何れの温度範囲に設定されてもよく、当該制御温度領域内にある場合に、監視対象温度が高くなるに従って高い値になるように目標回転速度ωmoが決定されるように構成されればよい。
(8)上記の実施形態において、発電回転速度制御部47は、目標回生トルクTgoに基づいてエンジン要求トルクTeoを決定するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、発電回転速度制御部47は、目標回生トルクTgoに基づいて、第一係合装置CL1の伝達トルク、第二係合装置CL2の伝達トルク、及びエンジンEの出力トルクTeのいずれか1つ以上を制御するように構成されていればよく、例えば、目標回生トルクTgoに基づいて第一目標トルク容量T1oを決定するように構成されていてもよい。
例えば、発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1の伝達トルクの制御として、車両要求トルクTrqに目標回生トルクTgoを加算した値を、第一目標トルク容量T1oとして設定するトルク制御を行うように構成され、エンジンEの出力トルクTeの制御として、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに近づくようにエンジン要求トルクTeoを変化させるエンジン回転速度制御を行うように構成されてもよい。
或いは、発電回転速度制御部47は、車両要求トルクTrqに基づいて決定された第二目標トルク容量T2oを、目標回生トルクTgoに基づいて補正するなど、目標回生トルクTgoに基づいて第二目標トルク容量T2oを決定するように構成されてもよい。
例えば、発電回転速度制御部47は、第一係合装置CL1の伝達トルクの制御として、車両要求トルクTrqに目標回生トルクTgoを加算した値を、第一目標トルク容量T1oとして設定するトルク制御を行うように構成され、エンジンEの出力トルクTeの制御として、エンジンEの回転速度ωeがエンジンEの目標回転速度ωeoに近づくようにエンジン要求トルクTeoを変化させるエンジン回転速度制御を行うように構成されてもよい。
或いは、発電回転速度制御部47は、車両要求トルクTrqに基づいて決定された第二目標トルク容量T2oを、目標回生トルクTgoに基づいて補正するなど、目標回生トルクTgoに基づいて第二目標トルク容量T2oを決定するように構成されてもよい。
本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路2に、前記入力部材の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に好適に利用することができる。
1 :車両用駆動装置
2 :動力伝達経路
30 :制御装置
31 :エンジン制御装置
32 :回転電機制御ユニット
33 :動力伝達制御ユニット
34 :車両制御ユニット
41 :エンジン制御部
42 :回転電機制御部
43 :変速機構制御部
44 :第一係合装置制御部
45 :第二係合装置制御部
46 :スリップ制御部
47 :発電回転速度制御部
50 :第一目標回転速度決定部
51 :第二目標回転速度決定部
52 :最大値取り器
53 :上限制限器
54 :回転フィードバック制御器
55 :目標回生トルク決定部
56 :回転フィードバック制御器
57 :設定器
58 :基準回転速度決定部
AP :アクセルペダル
BT :バッテリ
CL1 :第一係合装置
CL2 :第二係合装置
E :エンジン(内燃機関)
Eo :エンジン出力軸(入力部材)
I :入力軸
M :中間軸
O :出力軸(出力部材)
IN :インバータ
MG :回転電機
PC :油圧制御装置
TM :変速機構
W :車輪
Se1 :エンジン回転速度センサ
Se2 :入力回転速度センサ
Se3 :出力回転速度センサ
Se4 :アクセル開度検出センサ
Se5 :バッテリ充電状態検出センサ
ωe :エンジンの回転速度
ωeo :エンジンの目標回転速度
ωm :回転電機の回転速度
ωmo :回転電機の目標回転速度
ωmo1 :第一目標回転速度
ωmo2 :第二目標回転速度
ωmob :基準回転速度
Te :エンジンの出力トルク
Teo :エンジン要求トルク
Tm :回転電機の出力トルク
Tmo :回転電機要求トルク
Trq :車両要求トルク
Tg :回生トルク
Tgo :目標回生トルク
T1o :第一目標トルク容量
T2o :第二目標トルク容量
Tc :コイル温度(回転電機の温度)
Tin :インバータ温度
Tmxc :許容上限温度(コイル温度)
Tsc :制御開始温度(コイル温度)
Tmxi :許容上限温度(インバータ温度)
Tsi :制御開始温度(インバータ温度)
Ic :電流
Wc :発熱量
Wg :発電量
Wgo :目標発電量
2 :動力伝達経路
30 :制御装置
31 :エンジン制御装置
32 :回転電機制御ユニット
33 :動力伝達制御ユニット
34 :車両制御ユニット
41 :エンジン制御部
42 :回転電機制御部
43 :変速機構制御部
44 :第一係合装置制御部
45 :第二係合装置制御部
46 :スリップ制御部
47 :発電回転速度制御部
50 :第一目標回転速度決定部
51 :第二目標回転速度決定部
52 :最大値取り器
53 :上限制限器
54 :回転フィードバック制御器
55 :目標回生トルク決定部
56 :回転フィードバック制御器
57 :設定器
58 :基準回転速度決定部
AP :アクセルペダル
BT :バッテリ
CL1 :第一係合装置
CL2 :第二係合装置
E :エンジン(内燃機関)
Eo :エンジン出力軸(入力部材)
I :入力軸
M :中間軸
O :出力軸(出力部材)
IN :インバータ
MG :回転電機
PC :油圧制御装置
TM :変速機構
W :車輪
Se1 :エンジン回転速度センサ
Se2 :入力回転速度センサ
Se3 :出力回転速度センサ
Se4 :アクセル開度検出センサ
Se5 :バッテリ充電状態検出センサ
ωe :エンジンの回転速度
ωeo :エンジンの目標回転速度
ωm :回転電機の回転速度
ωmo :回転電機の目標回転速度
ωmo1 :第一目標回転速度
ωmo2 :第二目標回転速度
ωmob :基準回転速度
Te :エンジンの出力トルク
Teo :エンジン要求トルク
Tm :回転電機の出力トルク
Tmo :回転電機要求トルク
Trq :車両要求トルク
Tg :回生トルク
Tgo :目標回生トルク
T1o :第一目標トルク容量
T2o :第二目標トルク容量
Tc :コイル温度(回転電機の温度)
Tin :インバータ温度
Tmxc :許容上限温度(コイル温度)
Tsc :制御開始温度(コイル温度)
Tmxi :許容上限温度(インバータ温度)
Tsi :制御開始温度(インバータ温度)
Ic :電流
Wc :発熱量
Wg :発電量
Wgo :目標発電量
Claims (6)
- 内燃機関に駆動連結される入力部材と車輪に駆動連結される出力部材とを結ぶ動力伝達経路に、前記入力部材の側から、第一係合装置、回転電機、第二係合装置、の順に設けられた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
前記第一係合装置及び前記第二係合装置の双方が滑り係合状態であって前記回転電機が発電中の状態で、前記回転電機の回転速度が目標回転速度に近づくように前記回転電機の出力トルクを制御する発電回転速度制御を実行する発電回転速度制御部を備え、
前記発電回転速度制御部は、前記発電回転速度制御において、前記回転電機の温度及びインバータの温度の少なくとも一方を監視対象温度として監視し、当該監視対象温度に基づいて前記目標回転速度を決定すると共に、前記発電回転速度制御中の前記回転電機の発電量を目標発電量に維持する発電量維持制御を実行する制御装置。 - 前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が予め定められた制御温度領域内である場合には、前記監視対象温度が高くなるに従って高い値となるように前記目標回転速度を決定する請求項1に記載の制御装置。
- 前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が、予め定められた許容上限温度となった場合に、前記目標発電量に応じて規定された回転速度であって、前記回転電機の運転時間に関わらず前記監視対象温度が前記許容上限温度を超えない回転速度である温度均衡回転速度まで、前記目標回転速度を増加させる請求項1又は2に記載の制御装置。
- 前記発電回転速度制御部は、前記回転電機の温度に基づく第一目標回転速度と、前記インバータの温度に基づく第二目標回転速度とを決定し、前記第一目標回転速度及び前記第二目標回転速度のいずれか高い方に基づいて前記目標回転速度を決定する請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記発電回転速度制御部は、前記監視対象温度が予め定められた制御温度領域の下限値未満である場合には、前記目標発電量を確保可能な下限回転速度を、前記目標回転速度に決定する請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記発電回転速度制御部は、前記発電量維持制御において、前記目標回転速度と前記目標発電量とに基づいて前記回転電機に出力させるべき目標のトルクを決定し、当該目標のトルクに基づいて、第一係合装置の伝達トルク、第二係合装置の伝達トルク、及び前記内燃機関の出力トルクのいずれか1つ以上を制御する請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置。
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