JP5803485B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するために講じられた本発明の概要は、異音が発生する運転条件が成立している状況で、内燃機関の動作特性(動作ライン)を切り換える際に、異音発生の可能性が高まる方向(低回転高トルク側)への切り換えを禁止するようにし、これにより、過渡運転状態となることを考慮して動作ラインを予め高回転側に設定しておくといった必要を無くし、この動作ラインを最適燃費動作ラインに近付けて設定することを可能にしている。
具体的に、本発明は、少なくとも3軸を有し、これら3軸のうちの一つに内燃機関の出力軸が連結され、他の二つにそれぞれ電動機が連結されて、上記内燃機関及び電動機の少なくとも一つを走行用駆動力源として走行すると共に、動力伝達経路において異音が発生する運転状態となった際に、上記内燃機関の回転数とトルクとの関係を規定する内燃機関動作特性を、燃料消費率が最適となる最適燃費動作ライン上の基準動作特性よりも、同一要求パワーの元で高回転数側となる異音低減用動作特性にすることで上記異音を低減または防止する構成とされたハイブリッド車両の制御装置を前提とする。このハイブリッド車両の制御装置に対し、上記異音が発生する運転状態となった際に選択可能な上記異音低減用動作特性として複数の異音低減用動作特性を予め記憶させておき、これら異音低減用動作特性を、上記内燃機関の動作特性を低回転高トルク側に規定する低回転側異音低減用動作特性、および、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性よりも高回転低トルク側に規定する高回転側異音低減用動作特性とする。また、上記低回転側異音低減用動作特性から上記高回転側異音低減用動作特性への切り換えは、その異音低減用動作特性の切り換え条件の成立に伴って許可する一方、上記高回転側異音低減用動作特性から上記低回転側異音低減用動作特性への切り換えは、その異音低減用動作特性の切り換え条件が成立しても禁止する構成としている。
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置(内燃機関)であって、吸気通路11に設けられたスロットルバルブ13のスロットル開度(吸入空気量)、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。また、燃焼後の排気ガスは排気通路12を経て図示しない酸化触媒による浄化が行われた後に外気に放出される。
第1モータジェネレータMG1は、インプットシャフト21に対して相対回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG1Rと、3相巻線が巻回されたステータMG1Sとを備えた交流同期発電機であって、発電機として機能するとともに電動機(電動モータ)としても機能する。また、第2モータジェネレータMG2も同様に、インプットシャフト21に対して相対回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG2Rと、3相巻線が巻回されたステータMG2Sとを備えた交流同期発電機であって、電動機(電動モータ)として機能するとともに発電機としても機能する。
図1に示すように、動力分割機構3は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS3と、サンギヤS3に外接しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤP3と、ピニオンギヤP3と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR3と、ピニオンギヤP3を支持するとともに、このピニオンギヤP3の公転を通じて自転するプラネタリキャリアCA3とを有する遊星歯車機構によって構成されている。プラネタリキャリアCA3はエンジン1側のインプットシャフト21に回転一体に連結されている。サンギヤS3は、第1モータジェネレータMG1のロータMG1Rに回転一体に連結されている。これにより、上記サンギヤS3、リングギヤR3、プラネタリキャリアCA3が、本発明でいう3軸を構成している。
リダクション機構4は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS4と、キャリア(トランスアクスルケース)CA4に回転自在に支持され、サンギヤS4に外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤP4と、ピニオンギヤP4と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR4とを有する遊星歯車機構によって構成されている。リダクション機構4のリングギヤR4と、上記動力分割機構3のリングギヤR3と、カウンタドライブギヤ51とは互いに一体となっている。また、サンギヤS4は第2モータジェネレータMG2のロータMG2Rと回転一体に連結されている。
ハイブリッド車両HVにおける運転席の近傍にシフト操作装置7(図2参照)が配置されている。このシフト操作装置7にはシフトレバー71が変位可能に設けられている。そして、この例のシフト操作装置7には、前進走行用のドライブレンジ(Dレンジ)、アクセルオフ時の制動力(エンジンブレーキ)が大きな前進走行用のブレーキレンジ(Bレンジ)、後進走行用のリバースレンジ(Rレンジ)、中立のニュートラルレンジ(Nレンジ)が設定されており、ドライバが所望のレンジへシフトレバー71を変位させることが可能となっている。これらDレンジ、Bレンジ、Rレンジ、Nレンジの各位置はシフトポジションセンサ104によって検出される。シフトポジションセンサ104の出力信号はECU100に入力される。なお、駐車ポジション(Pポジション)は別配置のPスイッチによって設定することができる。
ECU100は、エンジン1の運転制御、エンジン1及びモータジェネレータMG1,MG2の協調制御などを含む各種制御を実行する電子制御装置であって、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びバックアップRAMなどを備えている。
本実施形態に係るハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン1の運転効率が悪い場合には、第2モータジェネレータMG2のみにより走行(以下、「EV走行」ともいう)を行う。また、車室内に配置された走行モード選択スイッチによって運転者がEV走行モードを選択した場合にもEV走行を行う。
次に、後述する「異音低減制御」において利用されるエンジン1の動作ライン(エンジン1の回転数とトルクとの関係を規定する内燃機関動作特性)について説明する。以下では、異音低減制御に利用される複数の動作ラインとして、エンジン1の暖機運転中に選択される動作ラインと暖機運転完了後に選択される動作ラインとが設定された場合を代表して説明する。
次に、本実施形態の特徴とする動作である異音低減制御について具体的に説明する。本実施形態における異音低減制御は、上記暖機運転中異音防止動作ラインが選択されている運転状態から暖機運転完了後異音防止動作ラインが選択されている運転状態への移行(選択される動作ラインの暖機運転中異音防止動作ラインから暖機運転完了後異音防止動作ラインへの切り換え)を禁止(本発明でいう、「一方側(高回転低トルク側)へ特性を規定する異音低減用動作特性が選択されている状態にあっては、この異音低減用動作特性から他方側(低回転高トルク側)へ特性を規定する他の異音低減用動作特性への切り換えを禁止」)している点に特徴がある。
次に、変形例について説明する。本変形例では、上述した実施形態で説明した動作ラインの切り換え条件のうちの何れかが成立した場合において、現在、異音低減制御が実行されているか否かを判定し、異音低減制御が実行されている場合には、エンジン回転数を高回転側に移行させる動作ラインの切り換えのみを許可するようにしたものである。以下、図6のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートも、例えば、エンジン1の始動後、数msec毎、または、クランクシャフト10が所定角度だけ回転する毎に実行される。
以上説明した実施形態及び変形例では、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両や、4輪駆動車の制御にも適用できる。
10 クランクシャフト(内燃機関の出力軸)
3 動力分割機構
4 リダクション機構(動力伝達経路)
HV ハイブリッド車両
S3 サンギヤ
R3 リングギヤ
CA3 プラネタリキャリア
MG1 第1モータジェネレータ(第1の電動機)
MG2 第2モータジェネレータ(第2の電動機)
α 最適燃費動作ライン(基準動作特性)
β 暖機運転完了後異音防止動作ライン(低回転側異音低減用動作特性)
γ 暖機運転中異音防止動作ライン(高回転側異音低減用動作特性)
Claims (6)
- 少なくとも3軸を有し、これら3軸のうちの一つに内燃機関の出力軸が連結され、他の二つにそれぞれ電動機が連結されて、上記内燃機関及び電動機の少なくとも一つを走行用駆動力源として走行すると共に、動力伝達経路において異音が発生する運転状態となった際に、上記内燃機関の回転数とトルクとの関係を規定する内燃機関動作特性を、燃料消費率が最適となる最適燃費動作ライン上の基準動作特性よりも、同一要求パワーの元で高回転数側となる異音低減用動作特性にすることで上記異音を低減または防止する構成とされたハイブリッド車両の制御装置において、
上記異音が発生する運転状態となった際に選択可能な上記異音低減用動作特性として複数の異音低減用動作特性が予め記憶されており、これら異音低減用動作特性は、上記内燃機関の動作特性を低回転高トルク側に規定する低回転側異音低減用動作特性、および、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性よりも高回転低トルク側に規定する高回転側異音低減用動作特性であり、
上記低回転側異音低減用動作特性から上記高回転側異音低減用動作特性への切り換えは、その異音低減用動作特性の切り換え条件の成立に伴って許可する一方、
上記高回転側異音低減用動作特性から上記低回転側異音低減用動作特性への切り換えは、その異音低減用動作特性の切り換え条件が成立しても禁止する構成となっていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 - 請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記異音が発生しない運転状態にある際に内燃機関動作特性として選択される上記基準動作特性から上記何れかの異音低減用動作特性へ切り換える切り換え条件を第1切り換え条件とし、上記何れかの異音低減用動作特性から上記基準動作特性へ切り換える切り換え条件を第2切り換え条件とし、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性から上記高回転側異音低減用動作特性へ切り換える切り換え条件を第3切り換え条件とし、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性へ切り換える切り換え条件を第4切り換え条件とした場合において、
上記第1切り換え条件が成立した時点で上記第3切り換え条件が成立している場合には、上記内燃機関の動作特性を上記高回転側異音低減用動作特性に切り換え、
上記第1切り換え条件が成立した時点で上記第4切り換え条件が成立している場合には、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性に切り換え、
上記第2切り換え条件が成立した場合には、上記内燃機関の動作特性を上記基準動作特性に切り換え、
上記第1切り換え条件が成立している状態で上記第3切り換え条件が非成立から成立となった場合には、上記内燃機関の動作特性を上記低回転側異音低減用動作特性から上記高回転側異音低減用動作特性に切り換える一方、
上記第1切り換え条件が成立している状態で上記第4切り換え条件が非成立から成立となった場合であっても、上記内燃機関の動作特性を上記高回転側異音低減用動作特性から上記低回転側異音低減用動作特性への切り換えを禁止する構成となってい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記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記内燃機関の動作特性が上記高回転側異音低減用動作特性に選択されている場合には、この高回転側異音低減用動作特性から他の動作特性への切り換えは、上記第2切り換え条件が成立した場合の上記基準動作特性への切り換えのみとなってい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3記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記第1切り換え条件は上記電動機の出力が所定範囲内である場合に成立し、上記第2切り換え条件は上記電動機の出力が所定範囲を超えている場合に成立し、上記第3切り換え条件は上記内燃機関の状態が内燃機関回転変動が大きくなる所定状態となっている場合に成立し、上記第4切り換え条件は上記内燃機関の状態が内燃機関回転変動が小さくなる所定状態となっている場合に成立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4記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記内燃機関の状態は、内燃機関の暖機状態であって、内燃機関が暖機運転中である場合には第3切り換え条件が成立し、上記内燃機関の暖機運転が完了すると第4切り換え条件が成立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1〜5のうち何れか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアと、第1の電動機が連結されるサンギヤと、第2の電動機が連結されるリングギヤとを備えた遊星歯車機構により構成される動力分割機構を備えており、上記第2の電動機のトルク指令値が所定範囲内にある場合に、上記異音が発生する運転状態になったと判断して上記内燃機関の動作特性を異音低減用動作特性に切り換える構成とされてい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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