JP7200729B2 - 車載制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載制御装置に関する。
例えば特許文献1には、原動機として内燃機関及び電動機を備えるとともに、係合状態では内燃機関の出力軸と電動機の出力軸とを連結させる一方、解放状態では内燃機関の出力軸と電動機の出力軸との連結を解除するクラッチ機構を有する車両が記載されている。
この車両では、内燃機関が運転停止している状態でも、微速で車両を走行させるクリープ走行を実施するために、クラッチ機構を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを電動機から発生させるモータクリープ走行が実施される。
また、上記車両では、モータクリープ走行中に車両のブレーキペダルが踏み込まれて車両が停止した場合には、電動機から発生させるトルクを低下させることにより電動機の消費電力を削減するトルク低減処理が実施される。
特開2018-65399号公報
ところで、油圧式のクラッチ機構を備える場合には、クラッチ機構に油圧を供給するオイルポンプを上記電動機で回転駆動させる場合があり、オイルポンプを電動機で駆動する車両において上記トルク低減処理を実行すると、以下のような不都合の発生が懸念される。
すなわち、上記車両では、内燃機関の始動要求があるときにはクラッチ機構を係合状態にして電動機を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理が実施される。ここでトルク低減処理の実行中は、電動機から発生するトルクが低下しているため、オイルポンプの回転速度が低下しており油圧も低くなっている。そのため、トルク低減処理が実行された後に機関始動を実施する場合、電動機の回転速度が十分に高まるまではクラッチ機構に十分な油圧を供給することができず、クラッチ機構を速やかに係合させることが困難になるため、機関始動を速やかに行うことができないおそれがある。
上記課題を解決する車載制御装置は、原動機として内燃機関及び電動機を備えるとともに、係合状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸とを連結させる一方、解放状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との連結を解除する油圧式のクラッチ機構と、前記電動機によって駆動されて前記クラッチ機構に油圧を供給するオイルポンプと、を有する車両に搭載される。この車載制御装置は、前記内燃機関の始動要求があるときには前記クラッチ機構を係合状態にして前記電動機を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理と、前記クラッチ機構を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを前記電動機から発生させることによりモータクリープ走行を実施する処理と、前記モータクリープ走行中に車両のブレーキペダルが踏み込まれて車両が停止した場合には、前記電動機から発生させるトルクを低下させるトルク低減処理と、前記クラッチ機構が係合直前の状態に維持されている状態を係合準備状態としたときに、前記トルク低減処理の実行中には、前記クラッチ機構の状態が前記係合準備状態となるように前記クラッチ機構に油圧を供給する準備処理と、を実行する。
同構成によれば、トルク低減処理の実行中には、クラッチ機構の状態が上記係合準備状態となっているようにクラッチ機構は制御される。そのため、解放状態にあったクラッチ機構を内燃機関の始動要求に基づいて係合状態にする際には、クラッチ機構は速やかに係合するようになる。従って、トルク低減処理を実行する場合でも、機関始動を速やかに行うことができるようになる。
上記車載制御装置において、前記トルク低減処理の実行中に規定のクリープ復帰条件が成立する場合には、前記電動機から発生させるトルクを前記トルク低減処理の実行中よりも増加させる復帰処理を実行するとともに、前記復帰処理の実行後に前記始動要求がある場合には、前記電動機の回転速度が規定の閾値以上になったときに前記クラッチ機構の状態を前記係合準備状態から係合状態に移行させる係合処理を実行してもよい。
同構成によれば、上記復帰処理が実行されて電動機の回転速度が増大すると、この電動機で駆動されるオイルポンプの回転速度も増大する。そして、電動機の回転速度が規定の閾値以上になると、オイルポンプは定格動作するようになり、クラッチ機構の状態を係合準備状態から係合状態に移行させるために必要な油圧が安定して確保される。従って、同構成によれば、機関始動に必要なクラッチ機構の係合を確実に行うことができるようになる。
上記車載制御装置において、前記復帰処理の実行後に前記電動機の回転速度が前記閾値以上になったときに前記始動要求がない場合には、前記クラッチ機構に供給する油圧を低下させる油圧低下処理を実行してもよい。
同構成によれば、内燃機関の始動要求がなく、クラッチ機構を係合状態にする必要がないときには、クラッチ機構に供給する油圧が低下される。従って、クラッチ機構に供給する油圧を低下させることなく、クラッチ機構の状態を係合準備状態のまま維持する場合と比較して、オイルポンプの駆動に伴う損失を低減することができる。
上記車載制御装置において、前記油圧低下処理を実行してから規定の時間が経過するまでの間は、前記クラッチ機構を係合する際のクイックアプライ制御を禁止する処理を実行してもよい。
解放状態のクラッチ機構を係合状態に移行させるときには、クラッチ機構に作動油を速やかに供給するために、クラッチ機構に供給する油圧を一次的に増大させる周知のクイックアプライ制御を実施することがある。
ここで、上記の油圧低下処理を実行してから所定の時間が経過するまではクラッチ機構内にある程度の油圧が残るため、こうした残圧がある状態でクイックアプライ制御が実行されると、クラッチ機構の伝達トルク容量が過剰に大きくなり、クラッチ機構の係合時にショックが生じるおそれがある。この点、同構成では、上記油圧低下処理を実行してから規定の時間が経過するまでの間は、クイックアプライ制御の実行が禁止されるため、そうしたクラッチ機構の係合時におけるショックの発生を抑えることができる。
上記車載制御装置において、前記車両は、前記クラッチ機構に油圧を供給する電動オイルポンプを備えており、前記係合準備状態を維持するために前記電動オイルポンプを駆動するとともに、始動要求に基づいた機関始動が完了したときには前記電動オイルポンプを停止させる処理を実行してもよい。
機関始動が完了する前に上記電動オイルポンプを停止させると、クラッチ機構に供給される油圧が低下するため、クラッチ機構の係合状態が不安定になり、例えば機関始動を安定して行うことができなくなるおそれがある。この点、同構成によれば、機関始動が完了したときには電動オイルポンプを停止させるため、クラッチ機構の係合状態が不安定になることを抑えることができる。
上記車載制御装置において、前記トルク低減処理は、前記係合準備状態を維持するために必要となる油圧を前記オイルポンプが発生可能な回転速度にまで前記電動機の回転速度を低下させるとともにその低下させた回転速度を維持するのに必要なトルクにまで前記電動機の発生トルクを低下させる処理でもよい。
同構成によれば、トルク低減処理を実行することにより、クラッチ機構の係合準備状態を維持することができるようになる。
上記車載制御装置において、前記車両が停止した時点で前記クラッチ機構が前記係合準備状態となっているように、前記車両の減速度に基づいて前記準備処理の開始タイミングを設定する開始タイミング設定処理を実行してもよい。
同構成によれば、車両が停止した時点でクラッチ機構が係合準備状態となっているため、車両が停止してからクラッチ機構が係合準備状態になるまでトルク低減処理の実行を保留する場合と異なり、車両が停止した時点で直ちにトルク低減処理を実行することができる。このように、より早い時期にトルク低減処理を開始することができるため、例えば車両停止中の電動機の消費電力を低減することができる。
上記車載制御装置において、前記車両は、前記電動機によって駆動される前記オイルポンプの油圧により変速動作を行う変速機を備えており、前記開始タイミングから前記車両が停止するまでの間において前記変速機の変速動作が生じると予測される場合には前記準備処理の実行を禁止してもよい。
上記開始タイミングから車両が停止するまでの間において、変速機の変速動作が生じる場合に上記準備処理を実行すると、変速機では変速動作に必要な油圧が不足してしまい、変速動作が適切に行われなくなるおそれがある。この点、同構成では、上記開始タイミングから車両が停止するまでの間において変速機の変速動作が生じると予測される場合には車両停車前における準備処理の実行が禁止されるため、変速機の変速動作に必要な油圧を確保することができる。なお、同構成においては、例えば上記開始タイミングにおける変速機の変速段が車両停止時の変速段と異なる場合には、上記開始タイミングから車両が停止するまでの間において変速機の変速動作が生じると予測することが可能である。
上記車載制御装置において、前記車両の停止時に前記トルク低減処理の実行を禁止する禁止条件が成立するか否かを前記車両の減速中に判定する判定処理と、前記判定処理において、前記車両の停止時に前記禁止条件が成立すると判定される場合には前記準備処理の実行を禁止してもよい。
車両の停止時に上記トルク低減処理を実行しない場合には、車両が停止していてもオイルポンプによる油圧の確保が可能なため、上記準備処理の実施は不要になる。そこで、同構成では、車両の停止時にトルク低減処理の禁止条件が成立すると判定される場合には、前記準備処理の実行を禁止するようにしているため、不要な処理が実施されることを抑えることができる。
なお、同構成における上記禁止条件としては、例えばモータ走行中に運転停止していた内燃機関が車両の停止後速やかに始動される可能性が高い場合などを設定することができる。ちなみに、車両の停止後速やかに機関始動される可能性が高い場合とは、例えば車両に搭載された走行用バッテリの充電率が充電要求値近傍の値になっている場合などが挙げられる。
第1実施形態の車載制御装置を備える車両の模式図。 同実施形態の車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用を示すタイミングチャート。 第2実施形態の車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 第3実施形態の車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態の車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用を示すタイミングチャート。 第1実施形態の変更例における車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 第1実施形態の変更例における車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 第1実施形態の変更例における車載制御装置が実行するトルク低減処理を示すタイミングチャート。
(第1実施形態)
以下、車載制御装置の第1実施形態について、図1~図3を参照して説明する。
図1に示すように、車両500には、内燃機関10及び電動機30といった2つの原動機が搭載されている。内燃機関10は、気筒に燃料を供給する燃料噴射弁12を備えている。内燃機関10の燃焼室では、吸入された空気と燃料噴射弁12から噴射された燃料との混合気が燃焼することにより機関出力が得られる。
内燃機関10の出力軸であるクランクシャフト18は、油圧式のクラッチ機構20を介して電動機30の出力軸41に接続されている。出力軸41には、電動機30によって駆動されるオイルポンプ50が設けられている。
クラッチ機構20が係合状態のときにはクランクシャフト18と電動機30の出力軸41とが連結される一方、解放状態のときにはクランクシャフト18と電動機30の出力軸41との連結が解除される。
電動機30は、PCU(Power Control Unit)200を介して走行用の高圧バッテリ300と電力の授受を行う。PCU200は、高圧バッテリ300から入力された直流電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータ210、昇圧コンバータ210で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して電動機30に出力するインバータ220、高圧バッテリ300の直流電圧を補機駆動用の電圧に降圧するDC-DCコンバータ230等を備えている。また、PCU200は、高圧バッテリ300の充電率SOC(SOC=バッテリの残容量[Ah]/バッテリの満充電容量[Ah]×100%)を検出する。
電動機30の出力軸は、自動変速機40の入力軸に接続されている。自動変速機40は、ロックアップクラッチ45を有するトルクコンバータ42と、変速比が変更される変速部48とを有している。自動変速機40の出力軸はディファレンシャルギヤ60に接続されている。ディファレンシャルギヤ60の出力軸には車両500の駆動輪65が接続されている。
自動変速機40の変速部48による変速動作、ロックアップクラッチ45の作動、クラッチ機構20の作動は、オイルポンプ50から作動油が供給される油圧回路90を制御することにより実施される。また、車両500は、油圧回路90を介して変速部48及びロックアップクラッチ45及びクラッチ機構20に油圧を供給する電動オイルポンプ80も備えている。
内燃機関10の制御、電動機30の制御、自動変速機40及びクラッチ機構20を制御する油圧回路90の制御などの各種制御は、車両500に搭載された車載制御装置100(以下、制御装置という)によって実行される。
制御装置100は、中央処理装置(以下、CPUという)110や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ120を備えている。そして、メモリ120に記憶されたプログラムをCPU110が実行することにより各種制御を実行する。なお、図示はしないが、制御装置100は、内燃機関用の制御ユニットやPCU用の制御ユニットなど、複数の制御ユニットで構成されている。
制御装置100には、クランクシャフト18の回転角を検出するクランク角センサ70や、電動機30の回転速度であるモータ回転速度Nmを検出する回転速度センサ71や、内燃機関10の吸入空気量GAを検出するエアフロメータ72が接続されており、それら各種センサからの出力信号が入力される。また、制御装置100には、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCPを検出するアクセルポジジョンセンサ73や、ブレーキペダルの操作量であるブレーキ操作量BKPを検出するブレーキセンサ74が接続されており、それら各種センサからの出力信号が入力される。また、制御装置100には、車両500の車速SPを検出する車速センサ75や、車両500の加速度Gを検出する加速度センサ76が接続されており、それら各種センサからの出力信号が入力される。なお、制御装置100は、クランク角センサ70の出力信号Scrに基づいて機関回転速度NEを演算する。また、制御装置100は、機関回転速度NE及び吸入空気量GAに基づいて機関負荷率KLを演算する。
制御装置100は、モータ走行モード、ハイブリッド走行モード、エンジン走行モードのうちのいずれかの走行モードで車両500を走行させる。モータ走行モードでは、制御装置100は、クラッチ機構20を解放して電動機30の動力で駆動輪65を回転させる。ハイブリッド走行モードでは、制御装置100は、クラッチ機構20を係合して、内燃機関10及び電動機30の動力で駆動輪65を回転させる。エンジン走行モードでは、制御装置100は、クラッチ機構20を係合して、内燃機関10の動力で駆動輪65を回転させる。
制御装置100は、内燃機関10の始動要求があるときにはクラッチ機構20を係合状態にして電動機30を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理を実行する。なお、上記始動要求が起きる例としては、内燃機関10の運転が停止しているときに、電動機30のトルクだけでは補うことのできない車両駆動トルクが要求された場合や、高圧バッテリ300の充電要求が生じた場合等が挙げられる。
また、制御装置100は、車両運転者がアクセル操作を行なっていない状態(アクセル操作量が「0」の状態)であっても微速で車両500を走行させるためにモータクリープ走行を実施する。このモータクリープ走行を実施するために、制御装置100は、クラッチ機構20を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを電動機30から発生させる処理を行う。また、モータクリープ走行中に車両500が停止した後、後述のトルク低減処理が開始されるまでは、電動機30のモータ回転速度Nmは、オイルポンプ50を定格動作させるために必要なモータ回転速度Nmの要求値であるポンプ動作保証値Nmpに維持される。
また、制御装置100は、そうしたモータクリープ走行を開始すると、図2に示す一連の処理を開始する。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。
図2に示す一連の処理を開始すると、制御装置100は、まず、トルク低減条件が成立したか否かを判定する(S100)。このトルク低減条件は、モータクリープ走行を行うために電動機30が発生していたトルクを「0」にまで低下させるトルク低減処理の実行条件であり、本実施形態では、モータクリープ走行中に車両500のブレーキペダルが踏み込まれて車両500が停止した場合に、トルク低減条件が成立したと判定される。
そして、制御装置100は、モータクリープ走行中においてトルク低減条件が成立するまでS100の処理を繰り返し実行する。
制御装置100は、トルク低減条件が成立したと判定する場合(S100:YES)、電動オイルポンプ80の駆動を開始して(S110)、クラッチ機構20の準備処理を開始する(S120)。この準備処理は、クラッチ機構20が係合直前の状態に維持されている状態を係合準備状態としたときに、クラッチ機構20の状態がその係合準備状態となるようにクラッチ機構20に油圧を供給する処理である。なお、本実施形態における係合準備状態とは、クラッチ機構20の摩擦係合部材同士が当接した状態で伝達トルク容量がほぼ「0」になっている状態のことをいう。ただし、係合準備状態とは、クラッチ機構20が係合直前の状態になっていればよく、例えばクラッチ機構20の摩擦係合部材同士がクラッチ機構20への非油圧供給時と比べて近接した状態となっており伝達トルク容量が「0」になっている状態でもよい。
準備処理を開始すると、制御装置100は、クラッチ機構20に供給する油圧の目標値である指示圧Cpを、クイックアプライ制御を実施するためのアプライ圧APにまで一旦増大させる。なお、このクイックアプライ制御は、解放状態のクラッチ機構を係合状態に移行させる場合、クラッチ機構に作動油を速やかに供給するために、クラッチ機構に供給する油圧を一次的に増大させる周知の制御である。そして、制御装置100は、指示圧Cpを規定時間だけアプライ圧APに維持した後、クラッチ機構20の状態を上記係合準備状態にて維持するために必要な油圧である準備圧PPにまで指示圧Cpを低下させる。
次に、制御装置100は、クラッチ機構20が解放状態から係合準備状態になったか否かを判定する(S130)。このS130において制御装置100は、上述した準備処理を開始してからの経過時間が予め定めた規定時間PD以上になると、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定する。そして制御装置100は、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定するまでS130の処理を繰り返し実行する。
制御装置100は、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定する場合(S130:YES)、上述したトルク低減処理を実行して電動機30の駆動を停止する(S140)。
次に、制御装置100は、トルク低減処理の実行中にクリープ復帰条件が成立したか否かを判定する(S150)。このクリープ復帰条件は、電動機30から発生させるトルクをトルク低減処理の実行中よりも増加させる復帰処理の実行条件であり、本実施形態では、例えばブレーキペダルの踏み込みが解除された場合、つまりブレーキ操作量BKPが「0」の状態へと変化した場合に、クリープ復帰条件が成立したと判定される。
そして、制御装置100は、トルク低減処理の実行中においてクリープ復帰条件が成立するまでS150の処理を繰り返し実行する。
制御装置100は、クリープ復帰条件が成立したと判定する場合(S150:YES)、上述した復帰処理を実行して電動機30の駆動を再開する(S160)。
次に、制御装置100は、駆動を再開した電動機30のモータ回転速度Nmが規定の閾値A以上になっており、且つ上記復帰処理を実行してからの電動機30の回転回数Nが規定の閾値B以上となっているか否かを判定する(S170)。上記閾値Aとしては、上述したポンプ動作保証値Nmpが設定されている。また、上記閾値Bとしては、以下の値が設定されている。
すなわち、オイルポンプ50が停止すると、当該オイルポンプ50やクラッチ機構20からは作動油が抜けてしまう。そのため、オイルポンプ50の駆動が再開されても同オイルポンプ50やクラッチ機構20が作動油で満たされるまでは、たとえモータ回転速度Nmが閾値A以上になっていてもクラッチ機構20に供給される油圧は低い状態のままになっている可能性がある。そこで、復帰処理を実行してからオイルポンプ50やクラッチ機構20に作動油が十分に再充填されるまでに必要な電動機30の回転回数を予め計測しておき、その計測した値を上記閾値Bに設定する。そして、モータ回転速度Nmが閾値A以上であり、且つ上記回転回数Nが閾値B以上である場合には、オイルポンプ50の状態はクラッチ機構20の状態を係合準備状態から係合状態に移行させるために必要な油圧を安定して確保することができる状態になっており、オイルポンプ50の駆動は復帰したと判定する。ちなみに、オイルポンプ50が停止しても当該オイルポンプ50やクラッチ機構20に十分な量の作動油が残る構造となっている場合には、S170においてモータ回転速度Nmと上記閾値Aとの比較判定のみを行うようにしてもよい。
上記S170にて肯定判定するまで、制御装置100は、S170の処理を繰り返し実行する。
制御装置100は、モータ回転速度Nmが閾値A以上であり、且つ上記回転回数Nが閾値B以上であると判定する場合(S170:YES)、現在、内燃機関10の始動要求があるか否かを判定する(S180)。
そして、内燃機関10の始動要求があると判定する場合(S180:YES)、制御装置100は、クラッチ機構20の状態を係合準備状態から係合状態に移行させる係合処理を実行する(S190)。この係合処理を開始すると、制御装置100は、クラッチ機構20の指示圧Cpを、準備圧PPよりも増加させてクラッチ機構20を半クラッチ状態にする。そして、機関回転速度NEとモータ回転速度Nmとが同期すると、クラッチ機構20を完全係合状態に維持するために必要な係合圧KPにまで指示圧Cpを増加させる。
なお、機関回転速度NEとモータ回転速度Nmとが同期すると、制御装置100は、内燃機関10の燃料噴射や混合気の点火を開始する。
次に、制御装置100は、機関始動が完了したか否かを判定する(S210)。本実施形態では、機関回転速度NEとモータ回転速度Nmとが同期しており、且つ燃料噴射及び混合気の点火が実施されている場合に、制御装置100は機関始動が完了したと判定する。
S210にて機関始動が完了したと判定するまで、制御装置100は、S210の処理を繰り返し実行する。
制御装置100は、機関始動が完了したと判定する場合(S210:YES)、電動オイルポンプ80の駆動を停止して(S220)、本処理を終了する。
上記S180にて、内燃機関10の始動要求がないと判定する場合(S180:NO)、制御装置100は、クラッチ機構20に供給する油圧を低下させる油圧低下処理を実行する(S200)。この油圧低下処理を開始すると、制御装置100は、クラッチ機構20の指示圧Cpをモータ走行モード時の通常圧にまで低下させる。なお、モータ走行モード時の通常圧は、上記準備圧PPよりも低い圧力であり、例えば「0kpa」としたり、クラッチ機構20の応答性確保のために、例えば数十kpa程度の圧力としてもよい。この油圧低下処理が実行されると、クラッチ機構20の状態は係合準備状態から解放状態に変化する。
そして、油圧低下処理を実行すると、制御装置100は、電動オイルポンプ80の駆動を停止して(S220)、本処理を終了する。
図3に、上述した一連の処理の作用についてその一例を示す。なお、図3に示す時刻t1以前では、モータクリープ走行が実施されており内燃機関10は運転を停止している。また、図3に示す時刻t2~時刻t3の間、及び時刻t6以降は、実線で示す機関回転速度NEと一点鎖線で示すモータ回転速度Nmとが一致しているものとする。
ブレーキペダルが踏み込まれていると、車速SP及びモータ回転速度Nmは徐々に低下していく。そして、モータ回転速度Nmが上記ポンプ動作保証値Nmpにまで低下すると、モータ回転速度Nmはポンプ動作保証値Nmpにて維持されることにより上記準備処理を実行するための油圧が確保される。そして、時刻t1において車速SPが「0」になると、準備処理が開始される。
時刻t2において、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定されると、トルク低減処理が実行されて電動機30の駆動が停止する。このトルク低減処理の実行中は、電動オイルポンプ80の駆動を通じてクラッチ機構20に供給される油圧は確保されているため、電動機30によって駆動されるオイルポンプ50がトルク低減処理の実行によって駆動停止している状態でも、クラッチ機構20は係合準備状態に維持される。
時刻t3において、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、復帰処理が実行されることにより電動機30の駆動が再開されて、モータ回転速度Nmは「0」から増加し始める。
時刻t4において、アクセルペダルが大きく踏み込まれることにより、電動機30のトルクだけでは補うことのできない車両駆動トルクが要求されると、内燃機関10の始動要求が生じる。そして時刻t5において、モータ回転速度Nmが閾値A以上であり且つ上記回転回数Nが閾値B以上であるという条件が成立して、オイルポンプ50の駆動が復帰したと判定されたときに始動要求があると、上記の係合処理が開始されることにより、クラッチ機構20の状態は係合準備状態から半クラッチ状態になる。これにより機関回転速度NEは「0」から増加し始める。そして、時刻t6において、機関回転速度NEとモータ回転速度Nmとが同期すると、クラッチ機構20は完全係合状態になる。また、時刻t6では、内燃機関10の燃料噴射や混合気の点火が開始されて、機関始動は完了したと判定されることにより、電動オイルポンプ80の駆動は停止される。
以上説明した本実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)トルク低減処理の実行中には、クラッチ機構20の状態が上記係合準備状態となっているようにクラッチ機構20は制御される。そのため、解放状態にあったクラッチ機構20を内燃機関10の始動要求に基づいて係合状態にする際には、クラッチ機構20は速やかに係合するようになる。従って、トルク低減処理を実行する場合でも、機関始動を速やかに行うことができるようになる。
(2)解放状態にあったクラッチ機構20を内燃機関10の始動要求に基づいて係合状態にする際、クラッチ機構20を速やかに係合させることができない場合には、クランキングによる機関回転速度NEの増加とクラッチ機構20の伝達トルク容量の変化とが釣り合わず、ヘジテーションが生じるおそれがある。この点、本実施形態では、クラッチ機構20は速やかに係合するようになるため、そうしたヘジテーションの発生も抑えることができる。
(3)トルク低減処理の実行中に上記クリープ復帰条件が成立する場合には、電動機30から発生させるトルクをトルク低減処理の実行中よりも増加させる復帰処理が実行される。こうした復帰処理が実行されて電動機30の回転速度が増大すると、この電動機30で駆動されるオイルポンプ50の回転速度も増大する。
そして、この復帰処理の実行後に内燃機関10の始動要求がある場合には、モータ回転速度Nmが閾値A以上であることを含む条件が成立したときに、クラッチ機構20の状態を係合準備状態から係合状態に移行させる係合処理が実行される。
このようにしてモータ回転速度Nmが閾値A以上になると、オイルポンプ50は定格動作するようになり、クラッチ機構20の状態を係合準備状態から係合状態に移行させるために必要な油圧が安定して確保される。従って、上記係合処理の実行時には、機関始動に必要なクラッチ機構20の係合を確実に行うことができるようになる。
(4)上記復帰処理の実行後にモータ回転速度Nmが閾値A以上であることを含む条件が成立したときに、内燃機関10の始動要求がない場合には、クラッチ機構20に供給する油圧を低下させる油圧低下処理が実行される。これにより内燃機関10の始動要求がなく、クラッチ機構20を係合状態にする必要がないときには、クラッチ機構20に供給する油圧が低下される。従って、クラッチ機構20に供給する油圧を低下させることなく、クラッチ機構20の状態を係合準備状態のまま維持する場合と比較して、オイルポンプ50の駆動に伴う損失を低減することができる。
(5)車両500は、クラッチ機構20に油圧を供給する電動オイルポンプ80を備えている。そして、クラッチ機構20を係合準備状態に維持するために電動オイルポンプ80が駆動される。ここで、機関始動が完了する前に上記電動オイルポンプ80を停止させると、クラッチ機構20に供給される油圧が低下するため、クラッチ機構20の係合状態が不安定になり、例えば機関始動を安定して行うことができなくなるおそれがある。この点、本実施形態では、機関始動が完了したときに電動オイルポンプ80を停止させるため、クラッチ機構20の係合状態が不安定になることを抑えることができる。
(第2実施形態)
次に、車載制御装置の第2実施形態について、図4を参照して説明する。
本実施形態では、図2に示した一連の処理に加えて、図4に示す一連の処理も実行するようにしており、この点が第1実施形態と異なっている。そこで以下では、そうした相異点を中心にして、本実施形態を説明する。
制御装置100は、図4に示す一連の処理を、図2のS200において油圧低下処理が行われると開始する。
図4に示すように、本処理を開始すると、制御装置100は、油圧低下処理を実行してから規定の待機時間WTが経過したか否かを判定する(S300)。この待機時間WTとしては、油圧低下処理を実行した後のクラッチ機構20内の油圧が、上述したクイックアプライ制御の実行が必要となる程度にまで低下するのに要する時間が予め設定されている。なお、本実施形態では、この待機時間WTを一定値にしているが、クラッチ機構20内の油圧が低下する時間は、クラッチ機構20内の作動油の温度が高いときほど短くなる。そのため、そうした作動油の温度が高いときほど待機時間WTの値が短くなるように同待機時間WTを可変設定してもうよい。
そして、待機時間WTが経過していないと判定する場合(S300:NO)、制御装置100は、クイックアプライ制御の実行を禁止して(S310)、S300の処理に戻る。
一方、待機時間WTが経過していると判定する場合(S300:YES)、制御装置100は、クイックアプライ制御の実行を許可して(S320)、本処理を終了する。
以上説明した本実施形態によれば以下の作用効果が得られる。
(6)上記の油圧低下処理を実行してから所定の時間が経過するまではクラッチ機構20内にある程度の油圧が残るため、こうした残圧がある状態でクラッチ機構20の係合要求が生じてクイックアプライ制御が実行されると、クラッチ機構20の伝達トルク容量が過剰に大きくなり、クラッチ機構20の係合時にショックが生じるおそれがある。この点、本実施形態では、上記油圧低下処理を実行してから規定の待機時間WTが経過するまでの間は、クイックアプライ制御の実行が禁止されるため、そうしたクラッチ機構20の係合時におけるショックの発生を抑えることができる。
(第3実施形態)
次に、車載制御装置の第3実施形態について、図5~図7を参照して説明する。
第1実施形態では、車両500が停止してからクラッチ機構20を係合準備状態にするための準備処理を開始した。一方、本実施形態では、図5に示す一連の処理の実行を通じて車両500が停止する前に準備処理を開始することにより、車両500が停止した時点でクラッチ機構20が係合準備状態となっているようにしており、この点が第1実施形態と異なっている。そこで以下では、そうした相異点を中心にして、本実施形態を説明する。
制御装置100は、上述したモータクリープ走行を開始すると、図5に示す一連の処理を開始する。
図5に示すように、本処理を開始すると、制御装置100は、現在、車両500が減速中であるか否かを判定する(S400)。
そして、制御装置100は、減速中であると判定するまでS400の処理を繰り返し実行する。
一方、制御装置100は、減速中であると判定する場合(S400:YES)、車両500の停車時に上記トルク低減処理の実行を禁止する禁止条件が成立するか否かを判定する(S410)。この禁止条件としては、例えばモータ走行中に運転停止していた内燃機関10が車両500の停止後速やかに始動される可能性が高い場合などが設定されている。ちなみに、車両500の停止後速やかに機関始動される可能性が高い場合としては、例えば走行用の高圧バッテリ300の充電率SOCが充電要求値近傍の値になっている場合などが挙げられる。
そして、車両500の停車時に上記禁止条件が成立すると判定する場合(S410:YES)、制御装置100は、本処理を終了する。このようにしてS410にて肯定判定される場合には上記準備処理は実行されず、同準備処理の実行は禁止されることになる。
一方、車両500の停車時に上記禁止条件が成立しないと判定する場合(S410::NO)、制御装置100は、電動オイルポンプ80の駆動を開始する(S420)。
次に、制御装置100は、停車前準備制御を実行する(S430)。
図6に、停車前準備制御の処理手順を示す。
制御装置100は、まず、上記加速度Gから算出した車両500の減速度DGに基づいて準備処理の開始タイミングを設定する開始タイミング設定処理を実行する(S431)。制御装置100は、開始タイミング設定処理として、現時刻から車両500が停止するまでに要する予測時間を減速度DGに基づいて算出する。そして、その予測時間から準備処理を完了するまでに要する時間、つまり上記規定時間PDを減じることにより、制御装置100は準備処理の開始タイミングを算出する。
次に、制御装置100は、開始タイミングになったか否かを判定する(S432)。そして、制御装置100は、開始タイミングになるまでS432の処理を繰り返し実行する。
一方、制御装置100は、開始タイミングになったと判定する場合(S432:YES)、開始タイミングから車両500が停止するまでの間において自動変速機40の変速動作が起きないか否かを判定する(S433)。このS433において制御装置100は、開始タイミングにおける自動変速機40の変速段が車両停止時の変速段と異なる場合には、上記開始タイミングから車両500が停止するまでの間において自動変速機40の変速動作が起きると判定する。一方、開始タイミングにおける自動変速機40の変速段が車両停止時の変速段と一致している場合には、上記開始タイミングから車両500が停止するまでの間において自動変速機40の変速動作が起きないと判定する。
制御装置100は、自動変速機40の変速動作が起きると判定する場合(S433:NO)、車両停止前の準備処理を実行することなく、本処理を終了する。
一方、制御装置100は、自動変速機40の変速動作が起きないと判定する場合(S433:YES)、クラッチ機構20の準備処理を開始する(S434)。このS434における準備処理は、上記S120の準備処理と同一である。
次に、制御装置100は、クラッチ機構20が解放状態から係合準備状態になったか否かを判定する(S435)。このS435における判定処理は、上記S130における判定処理と同一である。
制御装置100は、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定するまでS435の処理を繰り返し実行する。
一方、制御装置100は、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定する場合(S435:YES)、本処理を終了する。
こうして図6に示した停車前準備制御を実行した後、制御装置100は、図2に示したS100の処理を実行して、トルク低減条件が成立したか否かを判定する。そして、制御装置100は、トルク低減条件が成立するまでS100の処理を繰り返し実行する。
一方、制御装置100は、トルク低減条件が成立したと判定する場合(S100:YES)、車両停止前に上記準備処理を実行したか否か、つまり上記の停車前準備制御の実行を通じて準備処理が実施されたか否かを判定する(S440)。
そして、制御装置100は、車両停止前に上記準備処理を実行したと判定する場合(S440:YES)、図2に示したS140の処理を実行してトルク低減処理を実施した後、図2に示したS150以降の処理を実行する。
一方、制御装置100は、車両停止前に上記準備処理を実行していないと判定する場合(S440:NO)、図2に示したS120の処理及びS130の処理を実行することにより、車両500の停止後に上記準備処理を実施する。そして、図2に示したS140の処理を実行してトルク低減処理を実施した後、図2に示したS150以降の処理を実行する。
図7に、上述した一連の処理の作用についてその一例を示す。なお、図7に示す時刻t1以前では、モータクリープ走行が実施されており内燃機関10は運転を停止している。また、図7に示す時刻t3~時刻t4の間、及び時刻t7以降は、実線で示す機関回転速度NEと一点鎖線で示すモータ回転速度Nmとが一致しているものとする。
ブレーキペダルが踏み込まれると、車速SPは徐々に低下して減速中になる。この減速中に上記S410にて肯定判定されると、電動オイルポンプ80の駆動が開始されるとともに、上記停車前準備制御が実行される。そして、上記S432及びS433にて肯定判定されると、クラッチ機構20の準備処理が開始される(時刻t1)。
そして、時刻t2においてクラッチ機構20が係合準備状態になったと判定されて、その後の時刻t3において車速SPが「0」になると、上記トルク低減処理が実行されて電動機30の駆動が停止する。そして、このトルク低減処理の実行を開始した時刻t4以降では、上記第1実施形態で説明した図3の時刻t2以降における処理と同様な処理が実施される。
以上説明した本実施形態によれば以下の効果が得られる。
(7)車両500が停止した時点でクラッチ機構20が係合準備状態となっているように、車両500の減速度DGに基づいて準備処理の開始タイミングを設定している。従って、車両500が停止した時点でクラッチ機構20が係合準備状態となっているため、車両500が停止してからクラッチ機構20が係合準備状態になるまでトルク低減処理の実行を保留する場合と異なり、車両500が停止した時点で直ちにトルク低減処理を実行することができる。このように、より早い時期にトルク低減処理を開始することができるため、例えば車両停止中の電動機30の消費電力を低減することができる。
(8)上記車載制御装置において、前記車両は、前記電動機によって駆動される前記オイルポンプの油圧により変速動作を行う変速機を備えており、前記開始タイミングから前記車両が停止するまでの間において前記変速機の変速動作が生じると予測される場合には前記準備処理の実行を禁止してもよい。
準備処理の開始タイミングから車両500が停止するまでの間において、自動変速機40の変速動作が生じる場合に上記準備処理を実行すると、自動変速機40では変速動作に必要な油圧が不足してしまい、変速動作が適切に行われなくなるおそれがある。
この点、本実施形態では、準備処理の開始タイミングから車両500が停止するまでの間において自動変速機40の変速動作が起きると判定される場合には、車両停車前における準備処理の実行が禁止されるため、自動変速機40の変速動作に必要な油圧を確保することができるようになる。
(9)車両500の停止時に上記トルク低減処理を実行しない場合には、車両500が停止していてもオイルポンプ50による油圧の確保が可能なため、上記準備処理の実施は不要になる。そこで、本実施形態では、S410において車両500の停止時にトルク低減処理の禁止条件が成立すると判定される場合には、上記準備処理の実行を禁止するようにしており、これにより不要な処理が実施されることを抑えることができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第1実施形態では、トルク低減処理を実行する前にクラッチ機構20の準備処理を行うようにした。この他、トルク低減処理を実行してからクラッチ機構20の準備処理を開始するようにしてもよい。この変更例は、図2に示した一連の処理手順を一部変更した図8の処理手順により実施可能である。
図8にこの変更例を実施するための処理手順の一例を示す。
本処理を開始すると、制御装置100は、まず、上記S100の処理を実行することにより、トルク低減条件が成立したか否かを判定する。
制御装置100は、トルク低減条件が成立したと判定する場合(S100:YES)、上記S110の処理を実行することにより、電動オイルポンプ80の駆動を開始する。
次に、制御装置100は、上記S140の処理を実行することにより、上記トルク低減処理を実行する。
次に、制御装置100は、クラッチ機構20の準備処理を開始する(S500)。このS500の処理は、上記S120の処理と同一である。
次に、制御装置100は、クラッチ機構20が解放状態から係合準備状態になったか否かを判定する(S510)。このS510の処理は、上記S130の処理と同一である。
そして、制御装置100は、クラッチ機構20が係合準備状態になったと判定する場合(S510:YES)、第1実施形態で説明した上記S150以降の処理を実行する。
・図2のS200の処理にて、油圧低下処理を実行する際には、クラッチ機構20の指示圧Cpをモータ走行モード時の通常圧にまで低下させるようにした。この他、油圧低下処理として、電動オイルポンプ80の駆動を停止する処理を実行することにより、クラッチ機構20に供給する油圧を低下させるようにしてもよい。この変更例は、図2に示した一連の処理手順を一部変更した図9の処理手順により実施可能である。
図9にこの変更例を実施するための処理手順の一例を示す。なお、図8に示す一連の処理は、図2に示した一連の処理を一部変更したものである。
図9に示すように、制御装置100は、図2に示したS170の処理にて肯定判定されると、上記S180の処理にて機関始動要求があるか否かを判定する。そして、機関始動要求があると判定する場合には(S180:YES)、制御装置100は、第1実施形態と同様にS190及びS210及びS220の各処理を実行する。
一方、機関始動要求がないと判定する場合には(S180:NO)、制御装置100は、上記S220の処理を実行して電動オイルポンプ80の駆動を停止することにより、上記油圧低下処理に相当する処理を実施し、本処理を終了する。
こうした変更例によれば、上記復帰処理の実行によりモータ走行モードを再開した車両500において、電動オイルポンプ80の消費電力を抑えることができる。
・クラッチ機構20の上記係合準備状態を維持するために電動オイルポンプ80を駆動するようにした。この他、電動オイルポンプ80を省略する。そして、図10に示すように、時刻t3~時刻t4の間で実行されるトルク低減処理では、電動機30の駆動を停止するのではなく次の処理を実行する。すなわちトルク低減処理として、クラッチ機構20の上記係合準備状態を維持するために必要となる油圧をオイルポンプ50が発生可能な回転速度Nmcにまでモータ回転速度Nmを低下させるとともにその回転速度Nmcを維持するのに必要なトルクにまで電動機30の発生トルクを低下させるようにしてよい。この場合には、トルク低減処理を実行することにより、クラッチ機構20の上記係合準備状態を維持することができる。
・図2のS170の処理において、回転回数Nと閾値Bとの比較判定を省略してもよい。
・トルク低減処理の実行中に上記係合準備状態を維持できるのであれば、電動オイルポンプ80の駆動開始時期は適宜変更することができる。
・第1実施形態におけるS100の処理に先立って、第3実施形態で説明したS400の処理及びS410の処理を実行する。そして、S410にて肯定判定される場合には、第1実施形態で説明したS100以降の処理を行うようにしてもよい。この場合でも、上記(9)と同様な効果を得ることができる。
・第3実施形態において、S433の処理を省略してもよい。この場合でも上記(8)以外の効果を得ることができる。
・第3実施形態において、S410の処理を省略してもよい。この場合でも上記(9)以外の効果を得ることができる。
10…内燃機関、12…燃料噴射弁、18…クランクシャフト、20…クラッチ機構、30…電動機、40…自動変速機、41…出力軸、42…トルクコンバータ、45…ロックアップクラッチ(LUC)、48…変速部、50…オイルポンプ、60…ディファレンシャルギヤ、65…駆動輪、70…クランク角センサ、71…回転速度センサ、72…エアフロメータ、73…アクセルポジジョンセンサ、74…ブレーキセンサ、75…車速センサ、76…加速度センサ、80…電動オイルポンプ、90…油圧回路、100…車載制御装置(制御装置)、110…中央処理装置(CPU)、120…メモリ、200…PCU、210…昇圧コンバータ、220…インバータ、230…DC-DCコンバータ、300…高圧バッテリ、500…車両。

Claims (9)

  1. 原動機として内燃機関及び電動機を備えるとともに、係合状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸とを連結させる一方、解放状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との連結を解除する油圧式のクラッチ機構と、前記電動機によって駆動されて前記クラッチ機構に油圧を供給するオイルポンプと、を有する車両に搭載される制御装置であって、
    前記内燃機関の始動要求があるときには前記クラッチ機構を係合状態にして前記電動機を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理と、
    車両運転者がアクセル操作を行っていないときに、前記クラッチ機構を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを前記電動機から発生させることによりモータクリープ走行を実施する処理と、
    前記モータクリープ走行中に車両のブレーキペダルが踏み込まれて車両が停止した場合には、前記電動機から発生させるトルクを低下させるトルク低減処理と、
    前記クラッチ機構が係合直前の状態に維持されている状態を係合準備状態としたときに、前記トルク低減処理の実行中には前記クラッチ機構の状態が前記係合準備状態となるように、前記トルク低減処理の実行前に前記クラッチ機構に油圧を供給する準備処理と、を実行する
    車載制御装置。
  2. 前記トルク低減処理の実行中に規定のクリープ復帰条件が成立する場合には、前記電動機から発生させるトルクを前記トルク低減処理の実行中よりも増加させる復帰処理を実行するとともに、
    前記復帰処理の実行後に前記始動要求がある場合には、前記電動機の回転速度が規定の閾値以上になったときに前記クラッチ機構の状態を前記係合準備状態から係合状態に移行させる係合処理を実行する
    請求項1に記載の車載制御装置。
  3. 前記復帰処理の実行後に前記電動機の回転速度が前記閾値以上になったときに前記始動要求がない場合には、前記クラッチ機構に供給する油圧を低下させる油圧低下処理を実行する
    請求項2に記載の車載制御装置。
  4. 前記油圧低下処理を実行してから規定の時間が経過するまでの間は、前記クラッチ機構を係合する際のクイックアプライ制御を禁止する処理を実行する
    請求項3に記載の車載制御装置。
  5. 前記車両は、前記クラッチ機構に油圧を供給する電動オイルポンプを備えており、
    前記係合準備状態を維持するために前記電動オイルポンプを駆動するとともに、始動要求に基づいた機関始動が完了したときには前記電動オイルポンプを停止させる処理を実行する
    請求項1~4のいずれか1項に記載の車載制御装置。
  6. 前記トルク低減処理は、前記係合準備状態を維持するために必要となる油圧を前記オイルポンプが発生可能な回転速度にまで前記電動機の回転速度を低下させるとともにその低下させた回転速度を維持するのに必要なトルクにまで前記電動機の発生トルクを低下させる処理である
    請求項1~4のいずれか1項に記載の車載制御装置。
  7. 原動機として内燃機関及び電動機を備えるとともに、係合状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸とを連結させる一方、解放状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との連結を解除する油圧式のクラッチ機構と、前記電動機によって駆動されて前記クラッチ機構に油圧を供給するオイルポンプと、を有する車両に搭載される制御装置であって、
    前記内燃機関の始動要求があるときには前記クラッチ機構を係合状態にして前記電動機を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理と、
    前記クラッチ機構を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを前記電動機から発生させることによりモータクリープ走行を実施する処理と、
    前記モータクリープ走行中に車両のブレーキペダルが踏み込まれて車両が停止した場合には、前記電動機から発生させるトルクを低下させるトルク低減処理と、
    前記クラッチ機構が係合直前の状態に維持されている状態を係合準備状態としたときに、前記トルク低減処理の実行中には、前記クラッチ機構の状態が前記係合準備状態となるように前記クラッチ機構に油圧を供給する準備処理と、
    前記車両が停止した時点で前記クラッチ機構が前記係合準備状態となっているように、前記車両の減速度に基づいて前記準備処理の開始タイミングを設定する開始タイミング設定処理と、を実行する
    載制御装置。
  8. 前記車両は、前記電動機によって駆動される前記オイルポンプの油圧により変速動作を行う変速機を備えており、
    前記開始タイミングから前記車両が停止するまでの間において前記変速機の変速動作が生じると予測される場合には前記準備処理の実行を禁止する
    請求項7に記載の車載制御装置。
  9. 原動機として内燃機関及び電動機を備えるとともに、係合状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸とを連結させる一方、解放状態では前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との連結を解除する油圧式のクラッチ機構と、前記電動機によって駆動されて前記クラッチ機構に油圧を供給するオイルポンプと、を有する車両に搭載される制御装置であって、
    前記内燃機関の始動要求があるときには前記クラッチ機構を係合状態にして前記電動機を駆動することによりクランキングを行う機関始動処理と、
    前記クラッチ機構を解放状態にするとともにクリープ走行用のトルクを前記電動機から発生させることによりモータクリープ走行を実施する処理と、
    前記モータクリープ走行中に車両のブレーキペダルが踏み込まれて車両が停止した場合には、前記電動機から発生させるトルクを低下させるトルク低減処理と、
    前記クラッチ機構が係合直前の状態に維持されている状態を係合準備状態としたときに、前記トルク低減処理の実行中には、前記クラッチ機構の状態が前記係合準備状態となるように前記クラッチ機構に油圧を供給する準備処理と、
    前記車両の停止時に前記トルク低減処理の実行を禁止する禁止条件が成立するか否かを前記車両の減速中に判定する判定処理と、を実行し、
    前記判定処理において、前記車両の停止時に前記禁止条件が成立すると判定される場合には前記準備処理の実行を禁止する
    載制御装置。
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