JP5614228B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
前記モータは、バッテリからの電力により駆動する。
前記第1クラッチは、前記エンジンと前記モータの間に介装され、前記モータをスタータモータとするエンジン始動時に締結される。
前記第2クラッチは、前記モータと駆動輪の間に介装され、前記エンジン始動時にスリップ締結される。
前記バッテリ電力制限拡大制御手段は、前記エンジン始動時、前記第1クラッチの締結開始状態を検知すると、前記エンジンの完爆状態を検知するまでのクランキング時間域で、通常時のバッテリ電力制限を一時的に拡大する電力制限拡大要求を出す。
そして、前記第1クラッチの締結開始状態を、第1クラッチのクラッチピストンの規範ストロークまたは実ストロークから判定する。
すなわち、エンジン始動を実施した場合、バッテリまたはインバータの電力制限があっても、第1クラッチの締結開始状態からエンジンの完爆状態までのクランキング時間域ではバッテリ状態等が許す限り要求に応えてバッテリ電力制限が拡大される。このため、エンジン始動時に駆動分トルクが減ってしまうことが抑えられ、第2クラッチのスリップ回転数を大きく設定することができ、例えクラッチバラつきがあったとしても第2クラッチが締結してしまうことが防止される。さらに、エンジン始動時のうち、第1クラッチの締結開始状態からのクランキング時間域でのみ一時的にバッテリ電力制限を拡大するため、長時間にわたってバッテリ電力制限を拡大することによるバッテリ劣化が防止される。
この結果、エンジン始動時における第2クラッチの締結防止によるショック低減と、バッテリの劣化防止と、の両立を図ることができる。
第1クラッチの締結開始状態は、第1クラッチのクラッチピストンの規範ストロークまたは実ストロークから判定される。このため、モータトルクが必要な状態でのバッテリ電力制限の拡大を確保しつつ、バッテリ電力制限の拡大開始タイミングを遅延させることにより、バッテリの劣化防止を図ることができることができる。
図1は、実施例1の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレーン系を示す。以下、図1に基づきパワートレーン系構成を説明する。
ここで、エンジン始動処理は、「EVモード」の選択状態で図5に示すエンジン始動線をアクセル開度APOが越えた時点で、第2クラッチ5をスリップさせるように、第2クラッチ5のトルク容量を制御する。そして、第2クラッチ5がスリップ開始したと判断した後に第1クラッチ4の締結を開始してエンジン回転を上昇させる。エンジン回転が初爆可能な回転数に達成したらエンジン1を燃焼作動させ、モータ回転数とエンジン回転数が近くなったところで第1クラッチ4を完全に締結する。その後、第2クラッチ5をロックアップさせて「HEVモード」に遷移させることをいう。
なお、電力が拡大された場合は、電力制限値であるモータ上限トルクを上昇し、要求トルクが低下した後は、車両挙動への影響を与えないように徐々に低下させる。
参考として、図11に「EVモード」と「HEVモード」と「WSCモード」を互いに遷移する目標走行モードの抜粋を示す。ここで、「WSCモード」とは、第2クラッチ5(CL2)をスリップさせての「HEVモード」による走行モードをいう。ステップS05の演算で、「EVモード」から「HEVモード」もしくは「WSCモード」を選択した場合には、エンジン始動を実施する。
エンジン始動時のうちクランキング時は、第2クラッチ5(CL2)のスリップを維持するように制御する。エンジン1の完爆を判定した後は、第2クラッチ5(CL2)のスリップを収束させるように制御する。
エンジン始動時は、目標駆動トルクに対して、第2クラッチ5(CL2)をスリップさせやすくするようにCL2スリップ助長トルクを加算する。この時、CL2トルク容量を低下させつつ、本演算を行うことで、実入力トルク>第2クラッチトルク容量の状態を積極的に作ることでスリップ促進させる。
ここで、CL1規範ストロークとは、第1クラッチ4(CL1)が油圧シリンダーにより締結・開放が制御されるクラッチであり、油圧シリンダーのピストンストロークの制御目標をいう。そして、所定値は、エンジン始動時に最もモータトルクを必要とする第1クラッチ4(CL1)の締結開始状態を示す値として設定される。なお、CL1ストロークによる判断は、油圧シリンダーのピストンストロークを検出するCL1ストロークセンサ23を有する場合は、CL1実ストロークが所定値を超えているか否かの判断を用いても良い。
ここで、所定時間は、エンジン1のバラつきを考慮し、バラつき範囲内であればエンジン完爆状態に要する基準時間として設定される。
まず、「比較例の課題について」の説明を行う。続いて、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、「エンジン始動時電力拡大要求演算処理作用」、「エンジン始動時電力拡大作用」に分けて説明する。
EVモードの選択時にエンジン始動要求があったとき、バッテリ電力制限を、バッテリやインバータの劣化保護のために実行される通常の電力制限を維持したままとするものを比較例とする(図13)。
「EVモード」を選択しての停車時や走行時には、図12のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→エンドへと進む流れが繰り返され、ステップS102では、始動時電力制限拡大要求フラグが、始動時電力制限拡大要求フラグ=OFFに設定されたままとなる。つまり、図14の時刻t1までの時間域の電力制限値特性に記載されているように、通常の電力制限値が維持される。
実施例1におけるエンジン始動時電力拡大作用を、アクセル開放からアクセル踏み込みにより加速発進時あるいは加速走行時を示す図14のタイムチャートに基づき説明する。なお、図14において、時刻t1までの時間域は「EVモード」であり、時刻t1から時刻t2までは「(エンジン)クランキング」であり、時刻t2から時刻t3は「(第1)クラッチロックアップ」であり、時刻t3以降の時間域は「HEVモード」である。
すなわち、エンジン始動開始時刻t1から電力制限値を拡大する場合に比べ、遅いタイミングで電力制限値の拡大を開始することになる。
したがって、電力制限値の拡大開始時間遅延作用により、バッテリ9の劣化防止を図ることができる。
すなわち、エンジン始動開始時刻t1からエンジン始動終了時刻t3まで電力制限値を拡大する場合に比べ、電力制限値の拡大領域が狭くなり、電力制限値の拡大領域が必要最小限の領域とされる。
したがって、電力制限値の拡大継続時間の短縮化により、バッテリ9の劣化防止を図ることができる。
すなわち、拡大したバッテリ電力制限を通常時のバッテリ電力制限に戻すとき、急激に通常時の電力制限値まで戻すと、応答良くモータトルクの低下することになる。このモータトルクの急低下によって、駆動輪へ伝達される駆動分のトルクの急変を招き、例えば、前後Gが発生するというように、車両挙動が不安定となる。
これに対し、バッテリ電力制限拡大値から徐々にバッテリ電力制限通常値に低下させることで、車両挙動の安定化が図られ、ドライバに違和感を与えることがない。
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。
バッテリ8からの電力により駆動するモータ(モータジェネレータ2)と、
前記エンジン1と前記モータ(モータジェネレータ2)の間に介装され、前記モータ(モータジェネレータ2)をスタータモータとするエンジン始動時に締結される第1クラッチ4と、
前記モータ(モータジェネレータ2)と駆動輪(タイヤ7,7)の間に介装され、前記エンジン始動時にスリップ締結される第2クラッチ5と、
前記エンジン始動時、最もモータトルクが必要な状態を含むエンジン始動領域を検知すると、通常時のバッテリ電力制限を一時的に拡大する電力制限拡大要求を出すバッテリ電力制限拡大制御手段(図12)と、
を備える。
このため、エンジン始動時における第2クラッチ5(CL2)の締結防止によるショック低減と、バッテリ8の劣化防止と、の両立を図ることができる。
このため、(1)の効果に加え、最もモータトルクが必要な状態でのバッテリ電力制限の拡大を確保しつつ、バッテリ電力制限の拡大開始タイミングを遅延させることにより、バッテリ9の劣化防止を図ることができることができる。
このため、(1)または(2)の効果に加え、最もモータトルクが必要な状態でのバッテリ電力制限の拡大を確保しつつ、バッテリ電力制限拡大を実行する継続時間の短縮化により、バッテリ9の劣化防止を図ることができる。
このため、(3)の効果に加え、拡大したバッテリ電力制限を通常のバッテリ電力制限に戻すとき、車両挙動の安定化が図られ、ドライバに与える違和感を防止することができる。
2 モータジェネレータ
3 自動変速機
4 第1クラッチ
5 第2クラッチ
6 ディファレンシャルギア
7 タイヤ(駆動輪)
8 インバータ
9 バッテリ
10 エンジン回転センサ
11 MG回転センサ
12 AT入力回転センサ
13 AT出力回転センサ
14、15 ソレノイドバルブ
16 SOCセンサ
17 アクセル開度センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータコントローラ
23 CL1ストロークセンサ
Claims (3)
- エンジンと、
バッテリからの電力により駆動するモータと、
前記エンジンと前記モータの間に介装され、前記モータをスタータモータとするエンジン始動時に締結される第1クラッチと、
前記モータと駆動輪の間に介装され、前記エンジン始動時にスリップ締結される第2クラッチと、
前記エンジン始動時、前記第1クラッチの締結開始状態を検知すると、前記エンジンの完爆状態を検知するまでのクランキング時間域で、通常時のバッテリ電力制限を一時的に拡大する電力制限拡大要求を出すバッテリ電力制限拡大制御手段と、を備え、
前記バッテリ電力制限拡大制御手段は、前記第1クラッチの締結開始状態を、第1クラッチのクラッチピストンの規範ストロークまたは実ストロークから判定する
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、
前記バッテリ電力制限拡大制御手段は、前記始動時電力制限拡大要求を出力した後、前記エンジンの完爆状態または所定時間の経過を検知すると、拡大したバッテリ電力制限を通常時のバッテリ電力制限に戻す
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、
前記バッテリ電力制限拡大制御手段は、拡大したバッテリ電力制限を通常時のバッテリ電力制限に戻すとき、バッテリ電力制限拡大値から徐々にバッテリ電力制限通常値に低下させる
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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