JP5696502B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
前記モード切替手段は、エンジンとモータを駆動源とするハイブリッド車モードと、モータを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替える。前記摩擦要素は、エンジン始動要求に基づくハイブリッド車モードから電気自動車モードへのモード遷移時、スリップ締結される。
前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動要求時の摩擦要素の締結トルクである始動要求時トルクが、摩擦要素のトルク抜けによるショック非発生トルク以下のときには、始動要求時トルクがショック非発生トルクよりも大きいときに比べて、モード遷移時の摩擦要素の締結トルクであるモード遷移時トルクを小さい値に設定する。
したがって、始動要求時トルクがショック非発生トルク以下では、モード遷移時トルクを小さくすることで摩擦要素は早急にスリップする。一方、エンジン始動要求時の摩擦要素の締結トルクは、摩擦要素のトルク抜けによるショック非発生トルク以下であるため、摩擦要素が早急にスリップしてもトルク抜けショックの影響は小さい。
そのため、トルク抜けショックの影響が小さいシーンに限って、摩擦要素のスリップ開始までの時間を短縮することができ、この結果、トルク抜けショックの影響を抑制しつつ、エンジン始動完了までの時間を短縮することができる。
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インを示すパワートレイン構成図である。以下、図1に基づき、パワートレイン構成を説明する。
ここで、エンジン始動条件の成立とは、エンジン始動要求が生じることである。図5に示すエンジン始動線をアクセル開度APOと車速VSPによる運転点が超えるか、バッテリSOCが下限閾値を下回ったときにエンジン始動条件が成立した(エンジン始動要求が生じた)と判断する。
ここで、第2クラッチ5における締結トルクが一定値以上のあるところから低減しすぎると、第2クラッチ5での伝達トルク容量が下がりすぎてトルク抜けによるショックが発生してしまう。なお、「トルク抜け」とは、第2クラッチ5の伝達トルク容量の低下により、駆動源から駆動輪に伝達する駆動トルクの少なくとも一部が第2クラッチ5で遮断され、車両の駆動トルクが急激に低下することをいう。
これに対し、「ショック非発生トルク」とは、第2クラッチ5の締結トルクをゼロNm相当まで低減してもトルク抜けの影響が低い(トルク抜けによる車両のショックがほとんど発生しない、あるいは、ショックが発生しても許容されるレベル)と判断できる締結トルク値である。この「ショック非発生トルク」は、エンジン始動要求時の走行レンジに応じてあらかじめ任意の値に設定する。例えば、エンジン始動要求時にドライブレンジ(Dレンジ)の場合には「ショック非発生トルク」を所定値αに設定し、エンジン始動要求時にリバースレンジ(Rレンジ)の場合には「ショック非発生トルク」を所定値β(>α)に設定する。
ここで、トルク抜けによるショックの大きさは、第2クラッチ5の伝達トルク容量を低下させる際の条件によって変化する。具体的には、伝達トルク容量を低下させる前と後との変化幅の大きさ、伝達トルク容量を低下させる際の変化率、第2クラッチ5を作動させるための作動液の温度等によって変化する。そのため、「ショック非発生トルク」は、実験等により予め求めておくことが好ましい。
ここで、車両が停止しているか否かは、AT出力回転センサ13により検出される自動変速機出力軸回転数に比例して求められる車速VSPが停止判定閾値(≒ゼロ)未満であるか否かによって判断する。車速VSPが停止判定閾値未満であれば、車両停止と判断する。
ここで、ブレーキがON操作されているか否かは、ブレーキ油圧センサ23により検出されるブレーキ油圧(BPS)に比例して求められるブレーキ踏力がブレーキON判定閾値以上であるか否かによって判断する。ブレーキ踏力がブレーキON判定閾値以上であれば、ブレーキがON操作されていると判断する。
ここで、エンジン始動制御は、まず、第2クラッチ5をスリップ締結させるために、第2クラッチ5における締結トルクを低減する。そして、第2クラッチ5がスリップしたと判断すると、第1クラッチ4を半締結状態にし、モータジェネレータ2をスタータモータとして、モータトルクを上昇させることでエンジン1をクランキングする。これによりエンジン回転数は上昇を始める。一方、第2クラッチ5の締結トルクは、第2クラッチ5がスリップした後、車両状態や運転者操作状態に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにコントロールされる。そして、エンジン回転数が初爆可能な回転数に達成したら燃料供給や点火によりエンジン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時点で第1クラッチ4を完全に締結する。これにより、エンジン始動モードからWSCモードへ移行し、エンジン始動制御は完了する。さらにその後、第2クラッチ5をロックアップさせてHEVモードに移行することで、モード遷移が終了する。
そして、このステップS6では、エンジン始動制御中、第2クラッチ5をスリップ締結させる際の第2クラッチ5における締結トルクである「モード遷移時トルク」を、「第1トルク」まで低減する。この「第1トルク」とは、第2クラッチ5を締結トルクがゼロNm相当となるまで開放せず、トルク抜けショックが生じない所定の中間圧であり、車両状態や運転者操作状態に応じて決まる要求駆動トルクよりわずかに低い値である。これにより、「モード遷移時トルク」が「第1トルク」よりも小さい値にならないようにトルク低減量が制限され、第2クラッチ5での伝達トルク容量が確保される。
ここで、エンジン始動制御については、上記ステップS6と同様である。
一方、このステップS7では、エンジン始動中、第2クラッチ5をスリップ締結させるために、「モード遷移時トルク」を、「第2トルク」まで低減する。この「第2トルク」とは、ステップS6において設定した「第1トルク」よりも小さい値であり、ここでは締結トルクがほぼゼロNm相当となる値である。すなわち、始動要求時トルクがショック非発生トルク以下のときでは、「モード遷移時トルク」におけるトルク低減量は大きくなる。
まず、「比較例の課題」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「エンジン始動制御作用」を、(1)始動要求時トルクがショック非発生トルクより大きいとき、 (2)始動要求時トルクがショック非発生トルク以下のとき、に分けて説明する。
図11は、ハイブリッド車両の停車時にエンジン始動要求が発生したときの第2クラッチ(CL2)締結トルク・モータトルク・モータ回転数・エンジン回転数・ブレーキ踏力・車速の各特性を示すタイムチャートである。図中、実線で実施例1のハイブリッド制御装置の適用時の状態を示し、破線で比較例1の状態を示す。
(1) 始動要求時トルクがショック非発生トルクより大きいとき
図12は、実施例1の制御装置を搭載したハイブリッド車両の停車時にエンジン始動要求が発生したときの第2クラッチ(CL2)締結トルク・モータトルク・モータ回転数・エンジン回転数・ブレーキ踏力・車速の各特性を示すタイムチャートである。図中、実線で始動要求時トルクがショック非発生トルクより大きいときを示し、破線で始動要求時トルクがショック非発生トルクより小さいときを示す。
このとき、第2クラッチ5への入力トルクの絶対値であるモータトルクの変化率を、上記モード遷移時トルクを「第2トルク」に設定するときのモータトルクの変化率に比べて、大きい値に設定する。すなわち、図12に示すように、時刻t11時点からモータトルクを上昇させる際の特性勾配θ1を、モード遷移時トルクを「第2トルク」に設定したときにおけるモータトルク上昇の特性勾配θ2よりも大きくする。
これにより、第2クラッチ5に入力されるトルクが速やかに上昇することになり、第2クラッチ5のスリップが発生するまでの時間の増長が防止される。
このとき、第2クラッチ5への入力トルクの絶対値であるモータトルクは、第2クラッチ5のスリップ締結に必要な所定値δに維持する。この「所定値δ」は、上記モード遷移時トルクを「第2トルク」に設定するときのモータトルクに比べて、大きい値に設定する。すなわち、図12に示すように、この所定値δは、モード遷移時トルクを「第2トルク」に設定したときにおけるモータトルク(所定値γ)よりも大きくする。
これにより、第2クラッチ5に入力されるトルクの絶対値が比較的大きな値になり、第2クラッチ5のスリップ状態が確実に維持される。
図12に示す時刻t10時点において、ハイブリッド車両はエンジン1が停止したEVモードであり、Dレンジで走行中にブレーキをON操作して車両を停止した状態である。
このとき、第2クラッチ5への入力トルクの絶対値であるモータトルクの変化率を、上記モード遷移時トルクを「第1トルク」に設定するときのモータトルクの変化率に比べて、小さい値に設定する。すなわち、図12に示すように、時刻t11時点からモータトルクを上昇させる際の特性勾配θ2を、モード遷移時トルクを「第1トルク」に設定したときにおけるモータトルク上昇の特性勾配θ1よりも小さくする。
これにより、第2クラッチ5に入力されるトルクが緩やかに上昇することになり、第2クラッチ5がスリップする時に、第2クラッチ5への入力トルクが原因で発生する突き上げショックが防止される。
このとき、第2クラッチ5への入力トルクの絶対値であるモータトルクは、第2クラッチ5のスリップ締結に必要な所定値γに維持する。この「所定値γ」は、上記モード遷移時トルクを「第1トルク」に設定するときのモータトルクに比べて、小さい値に設定する。すなわち、図12に示すように、この所定値γは、モード遷移時トルクを「第1トルク」に設定したときにおけるモータトルク(所定値δ)よりも小さくする。
これにより、第2クラッチ5に入力されるトルクの絶対値が比較的小さな値になり、第2クラッチ5がスリップする時に、第2クラッチ5への入力トルクが原因で発生する突き上げショックが防止される。
この構成により、第2クラッチ5のトルク抜けによるショックの影響を考慮しなくてよいシーンでは、第2クラッチ5をスリップさせる際に、この第2クラッチ5の締結トルクを大幅に低減することとなる。したがって、第2クラッチ5は、エンジン始動要求の発生と同時にほぼ開放した状態になり、早急にスリップ状態にされる(図12では、時刻t11〜時刻t13)。これにより、トルク抜けショックが発生しないシーンに限って、第2クラッチ5がスリップするまでの時間を短縮し、エンジン始動完了までの時間(図12では、時刻t16時点でエンジン始動完了)が短くなる。さらに、エンジン1が短時間で始動することで、エンジン1の駆動力でモータジェネレータ2を発電機として駆動して発電を行うまでの時間も短くなる。また、第2クラッチ5が早急にスリップすることでモータ負荷の低減が図られ、モータエネルギーの節約、つまり省エネルギー化が図られる。
この構成により、トルク抜けショックの影響を考慮する必要がある通常シーンでは、第2クラッチ5をスリップさせる際に、この第2クラッチ5における締結トルクの低減量を制限することとなる。したがって、第2クラッチ5においてトルク抜けショックが発生するシーンでは、トルク抜けショックの影響が確実に抑制される。
この構成により、車両が走行しているときに第2クラッチ5の締結トルクが大幅に低減し、トルク抜けが発生してしまうことを防止する。
この構成により、AT入力回転センサ12によって検出不可能な極低車速状態において車両停止を判断できず、車両走行中にトルク抜けが発生してしまうことを防止する。つまり、車両搭載の車速検出センサの検出不能領域における誤判定によるトルク抜けの発生を防止する。
この構成により、走行レンジに応じて、第2クラッチ5のトルク抜けによるショックが発生しない条件、つまりショック非発生トルクの値を最適な値に設定することとなり、トルク抜けショックの影響がさらに適切に抑制される。
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。
エンジン始動要求時の前記摩擦要素の締結トルクである始動要求時トルクが、前記摩擦要素5のトルク抜けによるショック非発生トルク以下のときには、前記始動要求時トルクが前記ショック非発生トルクよりも大きいときに比べて、前記モード遷移時の前記摩擦要素の締結トルクであるモード遷移時トルクを小さい値に設定するエンジン始動制御手段(図10)と、を備える構成とした。
このため、エンジン始動時のトルク抜けショックの影響を防止しつつ、エンジン始動完了までの時間を短縮することができる。
このため、(1)の効果に加え、摩擦要素のトルク抜けによるショックが発生しないシーンに限って、摩擦要素をスリップさせるまでの時間を確実に短縮することができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、車両走行中にトルク抜けショックが発生することを防止できる。
このため、上記(1)〜(3)の効果に加え、車両走行中にトルク抜けショックが発生することを防止できる。
このため、上記(1)〜(4)の効果に加え、第2クラッチ5がスリップする時に、第2クラッチ5への入力トルクが原因で発生する突き上げショックを防止できる。
このため、上記(1)〜(5)の効果に加え、第2クラッチ5への入力トルクが原因で発生する突き上げショックを防止できる。
このため、上記(1)〜(6)の効果に加え、走行レンジに応じて、ショック非発生トルクの値を最適な値に設定することとなり、トルク抜けショックの影響がさらに適切に抑制できる。
2 モータジェネレータ(モータ)
3 自動変速機
4 第1クラッチ(モード切替手段)
5 第2クラッチ(摩擦要素)
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 ブレーキ油圧センサ
Claims (6)
- エンジンと、
モータと、
前記エンジンと前記モータの連結部に設けられ、前記エンジンと前記モータを駆動源とするハイブリッド車モードと、前記モータを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替えるモード切替手段と、
前記モータと駆動輪の間に介装され、エンジン始動要求に基づく前記電気自動車モードから前記ハイブリッド車モードへのモード遷移時、締結トルクを低減してスリップ締結される摩擦要素と、
エンジン始動要求時の前記摩擦要素の締結トルクである始動要求時トルクが、前記摩擦要素のトルク抜けによるショック非発生トルクよりも大きいとき、前記摩擦要素の締結トルクのトルク低減量を制限して、前記モード遷移時の前記摩擦要素の締結トルクであるモード遷移時トルクをトルク抜けショックの生じない第1トルクに設定し、
前記始動要求時トルクが、前記ショック非発生トルク以下のとき、前記摩擦要素の締結トルクのトルク低減量を、前記始動要求時トルクが前記ショック非発生トルクよりも大きい場合と比べて大きくすると共に、前記モード遷移時トルクを前記第1トルクよりも小さい値である第2トルクに設定するエンジン始動制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御手段。 - 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、
前記エンジン始動制御手段は、車両停止時、前記モード遷移時トルクを前記第2トルクに設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又は請求項2に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、ブレーキ作動時、前記モード遷移時トルクを前記第2トルクに設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から請求項3のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記モード遷移時トルクを前記第2トルクに設定したときの前記摩擦要素への入力トルクの絶対値を、前記モード遷移時トルクを前記第1トルクに設定したときの前記摩擦要素への入力トルクの絶対値に比べて、小さい値に設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から請求項4のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記モード遷移時トルクを前記第2トルクに設定したときの前記摩擦要素への入力トルクの変化率を、前記モード遷移時トルクを前記第1トルクに設定したときの前記摩擦要素への入力トルクの変化率に比べて、小さい値に設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から請求項5のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記ショック非発生トルクの値を、走行レンジに応じて設定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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