JP5794377B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン及び電動機と駆動輪との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とするクラッチを備えた車両の制御装置に関するものである。
駆動力源としてのエンジン及び電動機と、その駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とすることが可能なクラッチとを備える車両が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両がそれである。特許文献1には、エンジンと電動機とを駆動力源として備えると共に、これら駆動力源と駆動輪との間に直結可能なロックアップクラッチ付き自動変速機を設けた車両の制御装置において、ロックアップクラッチを係合したモータ走行からエンジンを始動する場合は、そのロックアップクラッチをスリップ係合乃至解放することで、エンジン始動の際のトルク変動がアウトプットに伝達されることを抑制し、そのトルク変動に伴うショックの発生を抑制する技術が提案されている。
ところで、一般的に、クラッチは、伝達すべきトルクに対して完全係合された状態を維持する為に、伝達すべきトルクに応じた指令圧により元圧から調圧制御されたクラッチの係合圧(すなわちクラッチ圧)にて係合されるのではなく、一律の指令圧(例えば最大指令圧)によるクラッチ圧にて係合される場合が多い。このような場合に特許文献1に記載されたような従来技術が実行されると、クラッチが係合された状態でのエンジン始動の際には、実際のクラッチ圧が最大指令圧によるクラッチ圧からスリップ係合乃至解放されるクラッチ圧となるまで低下した後に、エンジン始動が実行されることになる。そうすると、クラッチ圧がスリップ係合乃至解放されるクラッチ圧へ低下するまではエンジン始動を待機することになり、ドライバビリティ(例えば駆動要求量に対する駆動力の応答性;動力性能)が低下する可能性がある。或いは、クラッチ圧が低下するまでに(すなわちクラッチが未だ係合された状態であるときに)エンジン始動を行うことになり、エンジン始動ショックが抑制されない可能性がある。特に、エンジン始動を行う際は、運転者が速やかな駆動力の増大を望んでいると考えられる為、エンジン始動ショックを抑制しつつ、速やかなエンジン始動が望まれる。尚、上述したような課題は未公知であり、クラッチが係合された状態でのモータ走行時にエンジン始動する際に、エンジン始動ショックを抑制しつつ速やかにエンジン始動することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、クラッチが係合された状態でのモータ走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる車両の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、電動機と、そのエンジン及びその電動機と駆動輪との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とすることが可能なクラッチとを備え、その電動機のみを走行用駆動力源とし、そのクラッチを係合して走行するモータ走行時にそのエンジンを始動する際にはそのクラッチをスリップ係合乃至解放させる車両の制御装置であって、(b) 前記モータ走行時に前記クラッチを係合しているときの係合圧を、少なくとも前記エンジンを走行用駆動力源として走行するエンジン走行時にそのクラッチを係合しているときの係合圧よりも低くすることにある。
このようにすれば、クラッチが係合された状態でのモータ走行時にエンジンを始動する際はクラッチをスリップ係合乃至解放させる為、モータ走行中はクラッチの係合を保ちながらも速やかにスリップ係合乃至解放へ移行できることが望まれることに対して、モータ走行時にクラッチをスリップ無しに係合しているときの係合圧をエンジン走行時よりも低くすることで、速やかにスリップ係合乃至解放へ移行してエンジンの始動を開始することができる。よって、クラッチが係合された状態でのモータ走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる。一方、クラッチが係合された状態でのエンジン走行時にエンジンを停止する際にも、トルク変動のショックを抑制する為にクラッチを同様にスリップ係合乃至解放させることが考えられる。しかしながら、エンジン停止は、運転者が駆動力の増大を望んでいると考えられるエンジン始動とは異なり、運転者が速やかにエンジンを停止することを望んでいるわけではないと考えられる為、エンジン走行時にクラッチをスリップ無しに係合しているときの係合圧をモータ走行時よりも高く設定し、クラッチを係合しているときの係合圧をエンジントルクに応じて変更する制御をモータ走行時に対して減らすことで、その制御を楽にすることができる(すなわちその制御を簡単にすることができる)。
ここで、第1の発明は、更に、前記クラッチを係合して走行する場合、前記モータ走行時は、前記電動機の出力トルクに基づいて前記クラッチの係合圧を常時調圧する一方で、前記エンジン走行時は、前記クラッチの係合圧を調圧しないことにある。このようにすれば、モータ走行時は、クラッチの係合(すなわちクラッチをスリップ無しに係合している状態)を維持しつつ、クラッチの係合圧をエンジン走行時よりも低くしてエンジンを始動する際に速やかにスリップ係合乃至解放へ移行することができる。一方で、エンジン走行時は、クラッチの係合圧の制御を簡単にしつつ、モータ走行時よりも高いクラッチの係合圧にて確実にクラッチを係合させられる。
また、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジン及び前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路には、流体式伝動装置が設けられており、前記クラッチは、前記流体式伝動装置の入力側回転部材と出力側回転部材とを直結することが可能なロックアップクラッチである。このようにすれば、ロックアップクラッチが係合された状態でのモータ走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる。
また、第3の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機が設けられており、前記クラッチは、前記自動変速機に備えられた係合装置である。このようにすれば、自動変速機の係合装置が係合された状態でのモータ走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる。
また、第4の発明は、前記第1の発明乃至第3の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、前記断接クラッチを解放した状態での前記モータ走行中には、その断接クラッチを係合に向けて制御しつつそのエンジンを始動することにある。このようにすれば、エンジン始動時の爆発に伴うトルク変動によるエンジン始動ショックを抑制できることはもちろんのこと、断接クラッチの係合に伴うエンジン始動ショックも抑制することができる。
本発明において、好適には、前記自動変速機は、前記流体式伝動装置を有する自動変速機、或いは副変速機を有する自動変速機などにより構成される。この自動変速機は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段が択一的に達成される公知の遊星歯車式自動変速機、常時噛み合う複数対の変速ギヤを2軸間に備える同期噛合型平行2軸式変速機ではあるが油圧アクチュエータによりギヤ段が自動的に切換られる同期噛合型平行2軸式自動変速機、同期噛合型平行2軸式自動変速機であるが入力軸を2系統備える型式の所謂DCT(Dual Clutch Transmission)、変速比が無段階に連続的に変化させられる所謂ベルト式無段変速機や所謂トロイダル式無段変速機などにより構成される。前記クラッチは、前記ロックアップクラッチの他に、前記自動変速機の変速に関与する前記係合装置、前記自動変速機の入力クラッチ、前記無段変速機と共に備えられる前後進切換装置を構成する係合装置なども想定される。
また、好適には、前記エンジンとしては、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が広く用いられる。
また、好適には、前記断接クラッチは、湿式或いは乾式の係合装置が用いられる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10を構成するエンジン14から駆動輪34までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、エンジン14の出力制御、自動変速機18の変速制御、電動機MGの駆動制御などの為に車両10に設けられた制御系統の要部を説明する図である。
図1において、車両10は、走行用駆動力源として機能するエンジン14及び電動機MGを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置12は、非回転部材としてのトランスミッションケース20内において、エンジン14側から順番に、エンジン断接用クラッチK0、トルクコンバータ16、及び自動変速機18等を備えている。また、動力伝達装置12は、自動変速機18の出力回転部材である変速機出力軸24に連結されたプロペラシャフト26、そのプロペラシャフト26に連結されたディファレンシャルギヤ28、そのディファレンシャルギヤ28に連結された1対の車軸30等を備えている。このように構成された動力伝達装置12は、例えばFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型の車両10に好適に用いられるものである。動力伝達装置12において、エンジン14の動力は、エンジン断接用クラッチK0が係合された場合に、エンジン14とエンジン断接用クラッチK0とを連結するエンジン連結軸32から、エンジン断接用クラッチK0、トルクコンバータ16、自動変速機18、プロペラシャフト26、ディファレンシャルギヤ28、及び1対の車軸30等を順次介して1対の駆動輪34へ伝達される。
トルクコンバータ16は、入力側回転部材であるポンプ翼車16aに入力された動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)を変速機入力軸36に連結された出力側回転部材であるタービン翼車16bから自動変速機18側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。トルクコンバータ16は、ポンプ翼車16aとタービン翼車16bとの間を直結する公知のロックアップクラッチ38を備えている。ロックアップクラッチ38は、ポンプ翼車16aとタービン翼車16bとの間を直結することで、結果的に、エンジン14及び電動機MGと駆動輪34との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とする。ポンプ翼車16aにはオイルポンプ22が連結されている。オイルポンプ22は、自動変速機18を変速制御するなどの為の作動油圧をエンジン14(或いは電動機MG)により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。 ロックアップクラッチ38は、オイルポンプ22が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置12に設けられた油圧制御回路50によって係合解放制御される。
電動機MGは、電気エネルギから機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機MGは、動力源であるエンジン14の代替として、或いはそのエンジン14と共に走行用の動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン14により発生させられた動力や駆動輪34側から入力される被駆動力(機械的エネルギー)から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ52を介して蓄電装置54に蓄積する等の作動を行う。電動機MGは、エンジン断接用クラッチK0とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路に連結されており(すなわち作動的にポンプ翼車16aに連結されており)、電動機MGとポンプ翼車16aとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機MGは、エンジン14と同様に、自動変速機18の入力回転部材である変速機入力軸36に動力伝達可能に連結されている。
エンジン断接用クラッチK0は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ22が発生する油圧を元圧とし油圧制御回路50によって係合解放制御される。その係合解放制御においてはエンジン断接用クラッチK0のトルク容量が、油圧制御回路50内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチK0は、係合状態では、エンジン連結軸32を介してポンプ翼車16aをエンジン14と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチK0の係合状態では、エンジン14からの動力がポンプ翼車16aに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチK0の解放状態では、ポンプ翼車16aとエンジン14との間の動力伝達が遮断される。前述したように、電動機MGは作動的にポンプ翼車16aに連結されているので、エンジン断接用クラッチK0は、エンジン14とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能することはもちろんであるが、エンジン14と電動機MGとの間の動力伝達経路を断接する断接クラッチとしても機能する。
自動変速機18は、エンジン断接用クラッチK0を介することなく電動機MGに動力伝達可能に連結されて、エンジン14及び電動機MGと駆動輪34との間の動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源(エンジン14及び電動機MG)からの動力を駆動輪34側へ伝達する。自動変速機18は、例えば係合装置としてのクラッチCやブレーキB等の複数の油圧式摩擦係合装置を備え、その油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速段(ギヤ段)が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機である。そして、自動変速機18では、クラッチC及びブレーキBが油圧制御回路50によってそれぞれ係合解放制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて所定のギヤ段が成立させられる。
車両10には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する車両10の制御装置を含む電子制御装置80が備えられている。電子制御装置80は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置80は、エンジン14の出力制御、電動機MGの回生制御を含む電動機MGの駆動制御、自動変速機18の変速制御、エンジン断接用クラッチK0のトルク容量制御、ロックアップクラッチ38の係合解放制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用等に分けて構成される。電子制御装置80には、各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ56、タービン回転速度センサ58、出力軸回転速度センサ60、電動機回転速度センサ62、アクセル開度センサ64、スロットルセンサ66、バッテリセンサ68など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン14の回転速度であるエンジン回転速度Ne、タービン回転速度Ntすなわち変速機入力軸36の回転速度である変速機入力回転速度Nin、車速Vに対応する変速機出力軸24の回転速度である変速機出力回転速度Nout、電動機MGの回転速度である電動機回転速度Nm、運転者による車両10に対する駆動要求量に対応するアクセル開度Acc、電子スロットル弁のスロットル弁開度θth、蓄電装置54のバッテリ温度THbat,バッテリ入出力電流(バッテリ充放電電流)Ibat,バッテリ電圧Vbat,充電状態(充電容量)SOCなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置80からは、例えばエンジン14の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Se、電動機MGの作動を制御する為の電動機制御指令信号Sm、エンジン断接用クラッチK0やロックアップクラッチ38や自動変速機18のクラッチC及びブレーキBの油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路50に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧指令信号Spなどが、スロットルアクチュエータや燃料供給装置等のエンジン制御装置、インバータ52、油圧制御回路50などへそれぞれ出力される。
図2は、電子制御装置80による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図2において、ロックアップ制御手段すなわちロックアップ制御部82は、例えば図3に示すような車速V及びスロットル弁開度θthを変数とする二次元座標内にてロックアップクラッチ38を解放するロックアップオフ領域、ロックアップクラッチ38をスリップ係合するスリップ領域、ロックアップクラッチ38を完全係合する(すなわちロックアップクラッチ38をスリップ無しに係合する;ロックアップクラッチ38を係合すると同意)ロックアップオン領域を有する予め求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(マップ、ロックアップ領域線図)から、実際の車速V及びスロットル弁開度θthで示される車両状態に基づいてロックアップクラッチ38の作動状態の切換えを制御する。ロックアップ制御部82は、上記ロックアップ領域線図から実際の車両状態に基づいて制御すべきロックアップクラッチ38の作動状態を判断し、判断した作動状態へ切り換える為のロックアップクラッチ38の係合油圧(ロックアップクラッチ圧)の指令値(LU指令圧)Sluを油圧制御回路50へ出力する。このLU指令圧Sluは、前記油圧指令信号Spの1つである。
ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部84は、エンジン14の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ52を介して電動機MGによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン14及び電動機MGによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部84は、アクセル開度Accや車速Vに基づいて車両10に対する駆動要求量(すなわちドライバ要求量)としての要求駆動トルクTouttgtを算出し、伝達損失、補機負荷、自動変速機18のギヤ段、蓄電装置54の充電容量SOC等を考慮して、その要求駆動トルクTouttgtが得られる走行用駆動力源(エンジン14及び電動機MG)の出力トルクとなるようにその走行用駆動力源を制御する。前記駆動要求量としては、駆動輪34における要求駆動トルクTouttgtの他に、駆動輪34における要求駆動力、駆動輪34における要求駆動パワー、変速機出力軸24における要求変速機出力トルク、及び変速機入力軸36における要求変速機入力トルク、走行用駆動力源(エンジン14及び電動機MG)の目標トルク等を用いることもできる。また、駆動要求量として、単にアクセル開度Accやスロットル弁開度θthや吸入空気量等を用いることもできる。
具体的には、ハイブリッド制御部84は、例えば上記要求駆動トルクTouttgtが電動機MGの出力トルク(電動機トルク)Tmのみで賄える範囲の場合には、走行モードをモータ走行モード(以下、EVモード)とし、電動機MGのみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行(EV走行)を行う。一方で、ハイブリッド制御部84は、例えば上記要求駆動トルクTouttgtが少なくともエンジン14の出力トルク(エンジントルク)Teを用いないと賄えない範囲の場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行モード(以下、EHVモード)とし、少なくともエンジン14を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行(EHV走行)を行う。
図4は、車速Vと駆動要求量(例えばアクセル開度Acc等)とを変数とする二次元座標内において予め定められたモータ走行領域(EV領域)とエンジン走行領域(EHV領域)とを領域分けするEV−EHV切替え線を有する関係(EV/EHV領域マップ)を示す図である。ハイブリッド制御部84は、例えば車両状態(例えば実際の車速V及びアクセル開度Acc等)がEV領域にある場合にはEV走行を実行する一方で、例えば車両状態がEHV領域にある場合にはEHV走行を実行する。この図4のEV/EHV領域マップにおけるEV−EHV切替え線は、便宜上線で表しているが、制御の上では、車両状態で表される点の連なりでもある。また、このEV−EHV切替え線は、ヒステリシスを有するように、EV領域からEHV領域に遷移する時のEV→EHV切替え線及びEHV領域からEV領域に遷移する時のEHV→EV切替え線を有することが望ましい。
ハイブリッド制御部84は、EV走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチK0を解放させてエンジン14とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機MGにEV走行に必要な電動機トルクTmを出力させる。一方で、ハイブリッド制御部84は、EHV走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチK0を係合させてエンジン14とトルクコンバータ16との間の動力伝達経路を接続すると共に、エンジン14にEHV走行に必要なエンジントルクTeを出力させつつ必要に応じて電動機MGにアシストトルクとして電動機トルクTmを出力させる。
また、ハイブリッド制御部84は、EV走行中に、例えば車両状態がEV領域からEHV領域へと遷移した場合には、走行モードをEVモードからEHVモードへ切り換えると共にエンジン14の始動開始を判断し、エンジン14を始動させてEHV走行を行う。ハイブリッド制御部84によるエンジン14の始動方法としては、例えばエンジン断接用クラッチK0を係合に向けて制御しつつ(見方を換えれば電動機MGによりエンジン14を回転駆動しつつ)エンジン始動する。具体的には、ハイブリッド制御部84は、エンジン14の始動開始を判断すると、エンジン始動に必要なトルクであるエンジン始動トルクTmsをエンジン14側へ伝達する為のK0伝達トルクTk(エンジン断接用クラッチK0のトルク容量に相当)が得られるように、エンジン断接用クラッチK0の係合油圧(K0クラッチ圧)の指令値(K0指令圧)を出力して、エンジン回転速度Neを引き上げる。そして、ハイブリッド制御部84は、エンジン回転速度Neが完爆可能な所定回転速度まで引き上げられたと判断すると、エンジン点火や燃料供給などを開始してエンジン14を始動する。
上記エンジン始動トルクTmsは、断接用クラッチK0を介してエンジン14側へ流れる分の電動機トルクTmに相当することから、その分だけ駆動輪34側へ流れる分の電動機トルクTmが減少させられる。その為、ハイブリッド制御部84は、エンジン14の始動時には、駆動トルクToutの落ち込みを抑制する為に、EV走行中の電動機トルクTmにエンジン始動トルクTmsとして必要な電動機トルクTmを加算した大きさの電動機トルクTmを出力する指令をインバータ52へ出力する。
ここで、部品のばらつきや制御のばらつきなどにより電動機トルクTmの加算分のトルクとエンジン始動トルクTmsとにずれが生じると、駆動トルクToutが変動してエンジン始動時のショック(エンジン始動ショック)が発生する可能性がある。また、電動機トルクTmからエンジントルクTeへのトルクの受け渡しにずれが生じることによっても、駆動トルクToutが変動してエンジン始動ショックが発生する可能性がある。また、エンジン始動時の爆発に伴うトルク変動が駆動輪34へ伝達されることによっても、エンジン始動ショックが発生する可能性がある。特に、ロックアップクラッチ38が係合されているときには、ロックアップクラッチ38がスリップ係合乃至解放されているときと比較して、エンジン始動時のトルク変動が抑制され難く、上記エンジン始動ショックが顕著に発生する。
そこで、ロックアップ制御部82は、ロックアップクラッチ38が係合された状態でのEV走行時に、ハイブリッド制御部84によりエンジン14の始動開始が判断された場合には、エンジン14の始動に先立って、ロックアップクラッチ38をスリップ係合乃至解放させる(より好適には、ロックアップクラッチ38をスリップ係合させる)。ハイブリッド制御部84は、エンジン14の始動開始を判断した後に、ロックアップ制御部82によるロックアップクラッチ38のスリップ係合乃至解放が完了した場合には、エンジン断接用クラッチK0を係合に向けて制御することでエンジン回転速度Neを引き上げ、エンジン点火などによりエンジン14を始動させてEHV走行を行う。ロックアップ制御部82は、ハイブリッド制御部84によるエンジン始動が完了した場合には、ロックアップクラッチ38を係合させる。
このように、ロックアップクラッチ38を係合して走行するEV走行時にエンジン始動する際は、ロックアップクラッチ38がスリップ係合乃至解放されるロックアップクラッチ圧となるまで実際のロックアップクラッチ圧が低下した後にエンジン始動が実行される。そうすると、実圧がスリップ係合乃至解放されるロックアップクラッチ圧へ低下するまではエンジン始動を待機することになり、ドライバビリティが低下する可能性がある。或いは、ロックアップクラッチ38が未だ係合されているときにエンジン始動を行うと、エンジン始動ショックが抑制されない可能性がある。エンジン14の始動開始が判断された場合には、運転者が駆動トルクToutの速やかな増大を望んでいると考えられる為、エンジン始動ショックを抑制しつつ速やかなエンジン始動が望まれる。
以下において、EV走行時にロックアップクラッチ38を係合しているときのロックアップクラッチ圧(すなわちロックアップクラッチ38をスリップ無しに係合しているときのロックアップクラッチ圧;係合時ロックアップクラッチ圧)について検討する。先ずは、EV走行時の係合時ロックアップクラッチ圧を、係合が維持される範囲で電動機トルクTmに応じてできるだけ低くしておき、エンジン始動の際にはスリップ係合乃至解放されるロックアップクラッチ圧へ速やかに低下させることが考えられる。一方で、係合時ロックアップクラッチ圧を、電動機トルクTmに応じてできるだけ低くするよりも、確実に係合できる高い値に設定する方が制御性の面では楽である(簡単である)。他方、ロックアップクラッチ38を係合して走行するエンジン走行時にエンジン14を停止する際(例えばモータ走行へ移行する際)も、駆動力源が切り替わったり、エンジン断接用クラッチK0が解放される為、トルク変動に伴うショックが発生する可能性がある。その為、エンジン停止する際も、一時的にロックアップクラッチ38をスリップ係合乃至解放することが考えられる。エンジン14を停止する際は、運転者が速やかな駆動トルクToutの減少を望んでいる訳ではないと考えられる為、速やかなエンジン停止を行う必要はない。その為、エンジン走行時の係合時ロックアップクラッチ圧を、確実に係合される値まで高くしておき、制御性を楽にすることが考えられる。
別の見方では、EV走行では、指令値に対する実際値のトルク変動(実トルク変動)が比較的小さい電動機MGにて狙いのトルクを出力する為、係合時ロックアップクラッチ圧を低く設定しておいても、電動機MGにおける実トルク変動によってロックアップクラッチ38の完全係合が維持されないこと(例えばロックアップクラッチ38がスリップ係合すること)が回避され易い。一方で、エンジン走行では、電動機MGよりも実トルク変動が大きいエンジン14にて狙いのトルクを出力する為、エンジン14の実トルク変動を考慮して係合時ロックアップクラッチ圧をEV走行時よりも大きくしておかなければロックアップクラッチ38の完全係合が維持され難い(例えばロックアップクラッチ38がスリップ係合し易い)。
上述の検討結果を勘案し、本実施例の電子制御装置80は、EV走行時の係合時ロックアップクラッチ圧を、エンジン走行時の係合時ロックアップクラッチ圧よりも低くする。電子制御装置80は、ロックアップクラッチ38を係合して走行する場合、EV走行時は電動機トルクTmに基づいて係合時ロックアップクラッチ圧を常時調圧する一方で、エンジン走行時は係合時ロックアップクラッチ圧を調圧しない(すなわちエンジントルクTeに基づいた係合時ロックアップクラッチ圧の調圧を行わない)。
より具体的には、図2に戻り、EV/EHV走行判定手段すなわちEV/EHV走行判定部86は、車両10の走行状態を判定する。例えば、EV/EHV走行判定部86は、ハイブリッド制御部84による制御作動に基づいて車両10がEV走行中であるか否かを判定する。また、EV/EHV走行判定部86は、ハイブリッド制御部84による制御作動に基づいて車両10がエンジン走行中(EHV走行中)であるか否かを判定する。
ロックアップ制御部82は、EV/EHV走行判定部86により車両10がEV走行中であると判定された場合には、例えば図3に示すようなロックアップ領域線図から実際の車速V及びスロットル弁開度θthに基づいてロックアップオン領域であるか否かを判定する。ロックアップ制御部82は、ロックアップオン領域であると判定した場合には、EV走行時の電動機トルクTmに応じたLU指令圧Sluを油圧制御回路50へ出力して、ロックアップクラッチ38を係合する。ロックアップ制御部82は、このEV走行時の電動機トルクTmに応じたLU指令圧Sluを、EV走行に必要な電動機トルクTmを出力する為の電動機制御指令信号Smと、実トルク変動が生じてもその電動機トルクTmを確実に伝達できる範囲で可及的に低い係合時ロックアップクラッチ圧が得られる為のLU指令圧Sluとの予め定められた例えば図5に示すような関係(LU指令圧マップ)から、EV走行時の電動機制御指令信号Smに基づいて決定する。
ロックアップ制御部82は、EV/EHV走行判定部86により車両10がエンジン走行中であると判定された場合には、例えば図3に示すようなロックアップ領域線図から実際の車速V及びスロットル弁開度θthに基づいてロックアップオン領域であるか否かを判定する。ロックアップ制御部82は、ロックアップオン領域であると判定した場合には、所定のLU指令圧Sluを油圧制御回路50へ出力して、ロックアップクラッチ38を係合する。この所定のLU指令圧Sluは、例えばエンジン走行時の要求駆動トルクTouttgtに対応するエンジントルクTe及び電動機トルクTmを確実に伝達できる係合時ロックアップクラッチ圧が得られる為のLU指令圧Sluとして予め定められた値である。具体的には、所定のLU指令圧Sluは、図6の実線或いは二点鎖線に示すような一律のLU指令圧Sluであり、好適には、最大の係合時ロックアップクラッチ圧が得られる最大指令圧(図6の実線参照)である。或いは、所定のLU指令圧Sluは、図6の破線に示すように、要求駆動トルクTouttgtに応じた一律のLU指令圧Slu値が段階的に複数設定されても良い。
図7は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわちロックアップクラッチ38が係合された状態でのモータ走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図8は、図7のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
図7において、先ず、EV/EHV走行判定部86に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、例えば車両10がEV走行中であるか否かが判定される。このS10の判断が肯定される場合はロックアップ制御部82に対応するS20において、ロックアップオン領域であるか否かが判定される。このS20の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はロックアップ制御部82に対応するS30において、EV走行時の電動機トルクTmに応じたLU指令圧(ロックアップ指令圧)Sluにてロックアップクラッチ38が係合される(図8のt1時点以前)。上記10の判断が否定される場合はEV/EHV走行判定部86に対応するS40において、例えば車両10がエンジン走行中(EHV走行中)であるか否かが判定される。このS40の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はロックアップ制御部82に対応するS50において、ロックアップオン領域であるか否かが判定される。このS50の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はロックアップ制御部82に対応するS60において、ロックアップクラッチ38が確実に係合される一律のLU指令圧Slu(例えば最大指令圧)にてロックアップクラッチ38が係合される(図8のt4時点以降)。
図8のタイムチャートは、例えばロックアップクラッチ38が係合された状態でのEV走行時に、エンジン14が始動される場合の一例を示したものである。図8の実線は本実施例であり、破線は従来例である。図8の破線に示す従来例では、EV走行及びエンジン走行(EHV走行)において共に、ロックアップクラッチ38を係合する為のLU指令圧Sluとして一律のLU指令圧Slu(例えば最大指令圧)が出力されている(図8のt1時点以前、及びt4’時点以降)。その為、エンジン始動の際には、LU指令圧Sluをこの最大指令圧からスリップ係合する為のLU指令圧Sluへ低下させるので、ロックアップクラッチ圧が実際に低下してロックアップクラッチ38がスリップ係合されるまでには比較的時間を要する(図8のt2’時点参照)。従って、エンジン始動が判断されてから(エンジン始動指令が出力されてから)実際にエンジン始動が開始されるまでには比較的時間を要することになり(図8のt2’時点参照)、結果的にエンジン走行への移行が遅れる(図8のt3’時点)。図8の実線に示す本実施例では、エンジン走行においては、制御性の簡素化やエンジン14の実トルク変動などを考慮して、ロックアップクラッチ38を係合する為のLU指令圧Sluとして一律のLU指令圧Sluが出力されている(図8のt4時点以降)。一方で、EV走行においては、電動機制御指令信号(電動機トルク指令信号)Smに追従してLU指令圧Sluが変動させられていることからも分かるように、エンジン始動を考慮して、ロックアップクラッチ38を係合する為のLU指令圧Sluとして電動機トルクTmに応じたLU指令圧Sluが出力されている(図8のt1時点以前)。これにより、EV走行中にはロックアップクラッチ38が確実に係合されつつ、エンジン始動の際には、LU指令圧Sluをこの電動機トルクTmに応じたLU指令圧Sluからスリップ係合する為のLU指令圧Sluへ低下させるので、ロックアップクラッチ38がスリップ係合されるまでの時間が比較的短くされる(図8のt2時点参照)。従って、エンジン始動指令が出力されてから実際にエンジン始動が開始されるまでの時間も比較的短くされ(図8のt2時点参照)、エンジン走行への移行も早くされる(図8のt3時点)。図8のt2時点やt2’時点は、電動機回転速度Nmとタービン回転速度Ntとの差回転速度がロックアップクラッチ38のスリップ係合を判断する為の予め定められた所定差回転以上となった時点であり、エンジン始動指令に対して実際にエンジン始動が開始される時点でもある。
上述のように、本実施例によれば、ロックアップクラッチ38が係合された状態でのEV走行時にエンジン14を始動する際はロックアップクラッチ38をスリップ係合乃至解放させる為、EV走行中はロックアップクラッチ38の係合を保ちながらも速やかにスリップ係合乃至解放へ移行できることが望まれることに対して、EV走行時の係合時ロックアップクラッチ圧をエンジン走行時よりも低くすることで、速やかにスリップ係合乃至解放へ移行してエンジン14の始動を開始することができる。よって、ロックアップクラッチ38が係合された状態でのEV走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる。一方、ロックアップクラッチ38が係合された状態でのエンジン走行時にエンジン14を停止する際にも、トルク変動のショックを抑制する為にロックアップクラッチ38を同様にスリップ係合乃至解放させることが考えられる。しかしながら、エンジン停止は、運転者が駆動トルクToutの増大を望んでいると考えられるエンジン始動とは異なり、運転者が速やかにエンジン14を停止することを望んでいるわけではないと考えられる為、エンジン走行時の係合時ロックアップクラッチ圧をEV走行時よりも高く設定し、エンジントルクTeに応じて係合時ロックアップクラッチ圧を変更する制御をEV走行に対して減らすことで、その制御を楽にすることができる(すなわちその制御を簡単にすることができる)。
また、本実施例によれば、EV走行時は、電動機トルクTmに基づいて係合時ロックアップクラッチ圧を常時調圧する一方で、エンジン走行時は、係合時ロックアップクラッチ圧を調圧しないので、EV走行時は、ロックアップクラッチ38の係合を維持しつつ、係合時ロックアップクラッチ圧をエンジン走行時よりも低くしてエンジン14を始動する際に速やかにスリップ係合乃至解放へ移行することができる。一方で、エンジン走行時は、係合時ロックアップクラッチ圧の制御を簡単にしつつ、EV走行時よりも高い係合時ロックアップクラッチ圧にて確実にロックアップクラッチ38を係合させられる。また、電動機MGよりもエンジン14の方が指令値に対する実トルク変動が大きいということにも適切に対処できる。
また、本実施例によれば、エンジン断接用クラッチK0を解放した状態でのモータ走行中におけるエンジン始動の際は、エンジン断接用クラッチK0を係合に向けて制御しつつエンジン14を始動するので、エンジン始動時の爆発に伴うトルク変動によるエンジン始動ショックを抑制できることはもちろんのこと、エンジン断接用クラッチK0の係合に伴うエンジン始動ショックも抑制することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、EV走行を行う場合にはエンジン断接用クラッチK0を解放させたが、エンジン断接用クラッチK0を係合乃至スリップ係合させたままEV走行を実行しても良い。このようなEV走行では、エンジン14を引き摺りながら走行することになり、エンジン始動の際にはそのまま点火等を行うだけで良い。エンジン断接用クラッチK0の係合に伴うエンジン始動ショックは発生しないが、エンジン始動時の爆発に伴うトルク変動によるエンジン始動ショックは発生する可能性がある為、本発明を適用することによる一応の効果は得られる。このようなことから、エンジン断接用クラッチK0が備えられていない車両であっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、エンジン14及び電動機MGと駆動輪34との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とすることが可能なクラッチとしてロックアップクラッチ38を例示したが、これに限らない。例えば、そのクラッチは、自動変速機18のクラッチCやブレーキB等の係合装置であっても本発明は適用され得る。このような場合、自動変速機18の係合装置が係合された状態でのEV走行時のエンジン始動に際して、エンジン始動ショックの抑制とドライバビリティの向上とを両立させることができる。このようなことから、ロックアップクラッチ38は必ずしも設けられなくても良いし、トルクコンバータ16が備えられていない車両であっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ16が用いられていたが、トルクコンバータ16に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。
また、前述の実施例では、ロックアップクラッチ38が係合された状態でのEV走行時には、電動機トルクTmに応じたLU指令圧Sluを設定したが、これに限らない。例えば、EV走行時にはエンジン走行時よりも低い一律のLU指令圧Sluが設定されても良い。このようにしても本発明による一応の効果は得られる。
また、前述の実施例において、エンジン停止する際は、一時的にロックアップクラッチ38をスリップ係合乃至解放する制御を必ずしも実行しなくても良い。
また、前述の実施例において、車両10には、自動変速機18が設けられていたが、この自動変速機18は必ずしも設けられなくても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両
14:エンジン
16:トルクコンバータ(流体式伝動装置)
16a:ポンプ翼車(入力側回転部材)
16b:タービン翼車(出力側回転部材)
18:自動変速機
34:駆動輪
38:ロックアップクラッチ(クラッチ)
80:電子制御装置(制御装置)
C:クラッチ(自動変速機に設けられた係合装置)
B:ブレーキ(自動変速機に設けられた係合装置)
MG:電動機
K0:エンジン断接用クラッチ(断接クラッチ)
14:エンジン
16:トルクコンバータ(流体式伝動装置)
16a:ポンプ翼車(入力側回転部材)
16b:タービン翼車(出力側回転部材)
18:自動変速機
34:駆動輪
38:ロックアップクラッチ(クラッチ)
80:電子制御装置(制御装置)
C:クラッチ(自動変速機に設けられた係合装置)
B:ブレーキ(自動変速機に設けられた係合装置)
MG:電動機
K0:エンジン断接用クラッチ(断接クラッチ)
Claims (4)
- エンジンと、電動機と、該エンジン及び該電動機と駆動輪との間の動力伝達経路を機械的に直結した状態とすることが可能なクラッチとを備え、該電動機のみを走行用駆動力源とし、該クラッチを係合して走行するモータ走行時に該エンジンを始動する際には該クラッチをスリップ係合乃至解放させる車両の制御装置であって、
前記モータ走行時に前記クラッチを係合しているときの係合圧を、少なくとも前記エンジンを走行用駆動力源として走行するエンジン走行時に該クラッチを係合しているときの係合圧よりも低くするものであり、
前記クラッチを係合して走行する場合、
前記モータ走行時は、前記電動機の出力トルクに基づいて前記クラッチの係合圧を常時調圧する一方で、
前記エンジン走行時は、前記クラッチの係合圧を調圧しないことを特徴とする車両の制御装置。 - 前記エンジン及び前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路には、流体式伝動装置が設けられており、
前記クラッチは、前記流体式伝動装置の入力側回転部材と出力側回転部材とを直結することが可能なロックアップクラッチであることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 - 前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機が設けられており、
前記クラッチは、前記自動変速機に備えられた係合装置であることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 - 前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、
前記断接クラッチを解放した状態での前記モータ走行中には、該断接クラッチを係合に向けて制御しつつ該エンジンを始動することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両の制御装置。
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