JP7444087B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
エンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両の駆動装置がそれである。この特許文献1には、走行モードとして、第1モードと、第1モードに比べてエネルギー効率よりも動力性能が重視される第2モードと、を有すること、又、走行モードを第1モードから第2モードへ切り替える際に、エンジンが停止状態であるときは、エンジンを始動することが開示されている。又、特許文献1には、第2モードとして、前駆動輪と後駆動輪とに動力を配分するトランスファーに設けられた変速機をローギヤ段にして走行するトランスファロー走行モード、他の車両を牽引して走行するトーイング走行モードなどが例示されている。
特開2016-179780号公報
ところで、被牽引車を牽引して走行するトーイングモード、主駆動輪と副駆動輪との何れもに駆動力を配分して走行する全輪駆動モードなどにおいて、十分な駆動力を確保してドライバビリティーを向上させる為に、エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件を一律に設定すると、必要以上にエンジンの運転比率が高くなってエネルギー効率が悪化する可能性がある。例えば、トーイングモードでは、発進時や加速時に確実に大きな駆動力が必要になる。一方で、全輪駆動モードでは、大きな駆動力が必ずしも必要ではない場合がある。
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、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
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、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置と、を備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、(b)予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、(c)運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、を含み、(d)前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行するトーイングモードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、を含むものであり、(e)前記エンジン作動条件は、前記トーイングモードの選択時は前記全輪駆動モードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定められているものであり、(f)前記エンジン作動条件は、前記ハイブリッド車両が所定状態であるときに前記トーイングモードが選択された場合には、前記トーイングモードの選択時点から前記エンジンの始動を開始する一方で、前記ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに前記全輪駆動モードが選択された場合には、前記全輪駆動モードの選択後に前記ハイブリッド車両において所定要求が為された時点から前記エンジンの始動を開始するエンジン開始条件を含むものであり、(g)前記所定状態は、前記ハイブリッド車両が停止中であって、前記駆動力を伝達する車両用動力伝達装置が、前進走行用駆動力を伝達可能とする前進走行位置とされた状態であるか、又は、前記車両用動力伝達装置の出力回転部材が機械的に回転不能に固定されておらず前記駆動力を伝達不能とするニュートラル位置とされた状態であり、(h)前記所定要求は、前記駆動力を増大する加速要求、又は、前記電動機に対して電力を授受する蓄電装置の充電要求である。
また、第の発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、電動機と、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置と、を備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、(b)予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、(c)運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、を含み、(d)前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行するトーイングモードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、を含むものであり、(e)前記エンジン作動条件は、前記トーイングモードの選択時は前記全輪駆動モードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定められているものであり、(f)前記エンジン作動条件は、前記ハイブリッド車両が所定状態であるときに前記トーイングモードが選択された場合には、前記トーイングモードの選択時点から前記エンジンの始動を開始する一方で、前記ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに前記全輪駆動モードが選択された場合には、前記全輪駆動モードの選択後に前記ハイブリッド車両において所定要求が為された時点から前記エンジンの始動を開始するエンジン開始条件を含むものであり、(g)前記全輪駆動モードは、前記駆動力配分装置に設けられた、噛合式クラッチの作動によってローギヤ段とハイギヤ段とが択一的に形成される変速機が前記ローギヤ段とされたローギヤ全輪駆動モードと、前記変速機が前記ハイギヤ段とされたハイギヤ全輪駆動モードと、を含むものであり、(h)前記主駆動輪駆動モードは、前記変速機が前記ハイギヤ段とされたハイギヤ主駆動輪駆動モードであり、(i)前記エンジン及び前記電動機が共に停止状態とされているときの前記ハイギヤ主駆動輪駆動モードでの制御時に、前記ハイギヤ全輪駆動モードが選択されたことによって前記ハイギヤ主駆動輪駆動モードから前記ハイギヤ全輪駆動モードへ切り替えられた場合には、前記エンジンの停止状態が維持された状態でクリープ現象を生じさせる所定トルクを前記電動機から出力させる電動機制御部を更に含むことにある。
また、第の発明の要旨とするところは、(a)エンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、(b)予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、(c)運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、を含み、(d)前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行する第1トーイングモードと、前記第1トーイングモードとは異なる、前記被牽引車を牽引して走行する第2トーイングモードと、を含むものであり、(e)前記エンジン作動条件は、前記第1トーイングモードの選択時は前記第2トーイングモードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定められていることにある。
また、第の発明は、前記第の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記第2トーイングモードは、前記第1トーイングモードよりも前記被牽引車の総重量が軽い場合に選択されるトーイングモードである。
また、第の発明は、前記第の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記運転者の運転操作に基づいて前記ハイブリッド車両の運転を行う手動運転制御と、少なくとも加減速を自動的に行うことによって前記ハイブリッド車両の運転を行う運転支援制御と、を実行することができる運転制御部を更に含み、前記第1トーイングモードは、前記手動運転制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、前記運転支援制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードである。
また、第の発明は、前記第の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記走行モードは、前記エンジンを運転状態と停止状態とで切り替えるエンジン間欠作動を行いつつ前記エンジンの停止状態で前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行が可能な充電量維持モードと、前記充電量維持モードよりも前記モータ走行の継続が可能な充電量消費モードと、を含むものであり、前記第1トーイングモードは、前記充電量維持モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、前記充電量消費モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードである。
また、第の発明は、前記第の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記走行モードは、減速走行中に前記エンジンの回転抵抗によるエンジンブレーキトルクを作用させるエンジンブレーキモードと、前記減速走行中に前記エンジンブレーキトルクよりも前記電動機の回生による回生ブレーキトルクを優先して作用させる回生ブレーキモードと、を含むものであり、前記第1トーイングモードは、前記エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、前記回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。
また、第の発明は、前記第の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記走行モードは、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置によって前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、を含むものであり、前記第1トーイングモードは、前記全輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、前記主駆動輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。
前記第1の発明によれば、エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件が、トーイングモードの選択時は全輪駆動モードの選択時と比較してエンジンの運転比率が高くなるように予め定められているので、トーイングモードの選択時には十分な駆動力が確保され易くされ、全輪駆動モードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、発進時や加速時に確実に大きな駆動力が必要になるトーイングモードと、大きな駆動力が必ずしも必要ではない全輪駆動モードと、に応じてエンジンが始動させられたり停止させられる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、前記エンジン作動条件には、ハイブリッド車両が所定状態であるときにトーイングモードが選択された場合には、トーイングモードの選択時点からエンジンの始動を開始する一方で、ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに全輪駆動モードが選択された場合には、全輪駆動モードの選択後にハイブリッド車両において所定要求が為された時点からエンジンの始動を開始するエンジン開始条件が含まれているので、トーイングモードの選択時には発進時や加速時に十分な駆動力が確保され易くされ、全輪駆動モードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。
また、前記所定状態は、ハイブリッド車両が停止中であって、車両用動力伝達装置が前進走行位置又はニュートラル位置とされた状態であり、前記所定要求は、加速要求、又は、蓄電装置の充電要求であるので、トーイングモードの選択時には発進時に十分な駆動力が確保され易くされ、全輪駆動モードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。
また、前記第の発明によれば、エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件が、トーイングモードの選択時は全輪駆動モードの選択時と比較してエンジンの運転比率が高くなるように予め定められているので、トーイングモードの選択時には十分な駆動力が確保され易くされ、全輪駆動モードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、発進時や加速時に確実に大きな駆動力が必要になるトーイングモードと、大きな駆動力が必ずしも必要ではない全輪駆動モードと、に応じてエンジンが始動させられたり停止させられる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、前記エンジン作動条件には、ハイブリッド車両が所定状態であるときにトーイングモードが選択された場合には、トーイングモードの選択時点からエンジンの始動を開始する一方で、ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに全輪駆動モードが選択された場合には、全輪駆動モードの選択後にハイブリッド車両において所定要求が為された時点からエンジンの始動を開始するエンジン開始条件が含まれているので、トーイングモードの選択時には発進時や加速時に十分な駆動力が確保され易くされ、全輪駆動モードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。
また、エンジン及び電動機が共に停止状態とされているときのハイギヤ主駆動輪駆動モードでの制御時に、ハイギヤ全輪駆動モードが選択されたことによってハイギヤ主駆動輪駆動モードからハイギヤ全輪駆動モードへ切り替えられた場合には、エンジンの停止状態が維持された状態でクリープ現象を生じさせる所定トルクが電動機から出力させられるので、ハイギヤ全輪駆動モードでは、電動機の回転によって、駆動力配分装置に設けられた変速機における噛合式クラッチの作動に必要な回転が得られ易くされる。これにより、ハイギヤ全輪駆動モードへの切替え後にエンジンが停止状態とされていても、ローギヤ全輪駆動モードへの切替えを確実に行うことができる。
また、前記第の発明によれば、エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件が、第1トーイングモードの選択時は第2トーイングモードの選択時と比較してエンジンの運転比率が高くなるように予め定められているので、第1トーイングモードの選択時には十分な駆動力が確保され易くされ、第2トーイングモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、前記第の発明によれば、前記第2トーイングモードは、前記第1トーイングモードよりも被牽引車の総重量が軽い場合に選択されるトーイングモードであるので、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、第1トーイングモードに比べて動力性能が重視されない第2トーイングモードでは、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。
また、前記第の発明によれば、前記第1トーイングモードは、手動運転制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、運転支援制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードであるので、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、手動運転制御に比べて要求される駆動力の自由度が大きくされる運転支援制御の実行時には、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。
また、前記第の発明によれば、前記第1トーイングモードは、充電量維持モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、充電量維持モードよりもモータ走行の継続が可能な充電量消費モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであるので、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、充電量維持モードに比べて動力性能よりもエネルギー効率が重視される充電量消費モードの実行時には、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。
また、前記第の発明によれば、前記第1トーイングモードは、エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであるので、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、エンジンを回転状態に維持することが必要とされるエンジンブレーキモードに比べてエネルギー効率が重視される回生ブレーキモードの選択時には、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。
また、前記第の発明によれば、前記第1トーイングモードは、全輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、前記第2トーイングモードは、主駆動輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであるので、発進時や加速時に大きな駆動力が必要になるトーイングモードであっても、全輪駆動モードの選択時に比べて動力性能が重視されない主駆動輪駆動モードの選択時には、エンジンを停止状態とする状況を増やすことができる。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 図1のトランスファーの構造を説明する骨子図である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートである。 本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図であって、図1とは別の実施例である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであって、図3のフローチャートとは別の実施例である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであって、図3や図5のフローチャートとは別の実施例である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御機能及び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、走行用の駆動力源である、エンジン12及び電動機MGを備えたハイブリッド車両である。又、車両10は、左右一対の前輪14と、左右一対の後輪16と、動力伝達装置18と、を備えている。動力伝達装置18は、エンジン12等からの駆動力を前輪14及び後輪16へそれぞれ伝達する車両用動力伝達装置である。
車両10は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式の主駆動輪駆動車両をベースとする全輪駆動車両である。車両10は、前輪14と後輪16とを各々二輪備え、車輪を四輪備えた車両であるので、FR方式の二輪駆動車両をベースとする四輪駆動車両でもある。本実施例では、主駆動輪駆動と二輪駆動(=2WD)とは同意であり、全輪駆動(=AWD)と四輪駆動(=4WD)とは同意である。後輪16は、2WD走行中及びAWD走行中において共に駆動輪となる主駆動輪である。又、前輪14は、2WD走行中において従動輪となり、AWD走行中において駆動輪となる副駆動輪である。2WD走行は、エンジン12等からの駆動力を後輪16のみに伝達する2WD状態での走行である。AWD走行は、エンジン12等からの駆動力を後輪16及び前輪14に伝達するAWD状態での走行である。
エンジン12は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン12は、後述する電子制御装置90によって、車両10に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置50が制御されることによりエンジン12の出力トルクであるエンジントルクTeが制御される。
電動機MGは、電力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動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。電動機MGは、車両10に備えられたインバータ52を介して、車両10に備えられたバッテリ54に接続されている。バッテリ54は、電動機MGに対して電力を授受する蓄電装置である。電動機MGは、後述する電子制御装置90によってインバータ52が制御されることにより、電動機MGの出力トルクであるMGトルクTmが制御される。MGトルクTmは、例えば電動機MGの回転方向がエンジン12の運転時と同じ回転方向である正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギも同意である。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。
動力伝達装置18は、K0クラッチ20、トルクコンバータ22、自動変速機24、トランスファー26、リヤプロペラシャフト28、リヤディファレンシャル30、左右一対のリヤドライブシャフト32、フロントプロペラシャフト34、フロントディファレンシャル36、及び左右一対のフロントドライブシャフト38などを備えている。動力伝達装置18において、K0クラッチ20、トルクコンバータ22、自動変速機24は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース40内に備えられている。又、動力伝達装置18は、ケース40内に、エンジン12とK0クラッチ20とを連結するエンジン連結軸42、K0クラッチ20とトルクコンバータ22とを連結する電動機連結軸44等を備えている。
K0クラッチ20は、エンジン12とトルクコンバータ22との間の動力伝達経路に設けられたクラッチである。つまり、トルクコンバータ22は、K0クラッチ20を介してエンジン12に連結されている。自動変速機24は、トルクコンバータ22とトランスファー26との間の動力伝達経路に介在させられている。つまり、トルクコンバータ22は、自動変速機24の入力回転部材である変速機入力軸46に連結されている。トランスファー26は、自動変速機24の出力回転部材である変速機出力軸48に連結されている。
電動機MGは、ケース40内において、電動機連結軸44に動力伝達可能に連結されている。つまり、電動機MGは、K0クラッチ20とトルクコンバータ22との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結されている。見方を換えれば、電動機MGは、K0クラッチ20を介することなくトルクコンバータ22や自動変速機24と動力伝達可能に連結されている。
トルクコンバータ22は、エンジン12及び電動機MGの各々からの駆動力を流体を介して変速機入力軸46へ伝達する流体式伝動装置である。自動変速機24は、エンジン12及び電動機MGの各々からの駆動力をトランスファー26へ伝達する機械式伝動装置である。
フロントディファレンシャル36は、ADD(Automatic Disconnecting Differential)機構37付きのディファレンシャルである。ADD機構37は、例えばディスコネクト用クラッチとして機能する噛合式クラッチである。ADD機構37は、作動状態つまり制御状態が係合状態とされることによってフロントディファレンシャル36をロック状態に切り替える。一方で、ADD機構37は、制御状態が解放状態とされることによってフロントディファレンシャル36をフリー状態に切り替える。ADD機構37は、後述する電子制御装置90によって、車両10に備えられたADD機構用アクチュエータ56が制御されることにより制御状態が切り替えられる。
自動変速機24は、例えば不図示の1組又は複数組の遊星歯車装置と、複数の係合装置CBと、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。係合装置CBは、例えば公知の油圧式の摩擦係合装置である。係合装置CBは、各々、車両10に備えられた油圧制御回路58から供給される調圧されたCB油圧PRcbによりそれぞれのトルク容量であるCBトルクTcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。油圧制御回路58は、後述する電子制御装置90により制御される。
自動変速機24は、係合装置CBのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比(ギヤ比ともいう)γat(=AT入力回転速度Ni/AT出力回転速度No)が異なる複数の変速段(ギヤ段ともいう)のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機24は、後述する電子制御装置90によって、ドライバー(=運転者)のアクセル操作や車速V等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる。AT入力回転速度Niは、変速機入力軸46の回転速度であり、自動変速機24の入力回転速度である。AT出力回転速度Noは、変速機出力軸48の回転速度であり、自動変速機24の出力回転速度である。
K0クラッチ20は、例えば油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチにより構成される湿式又は乾式の摩擦係合装置である。K0クラッチ20は、油圧制御回路58から供給される調圧されたK0油圧PRk0によりK0クラッチ20のトルク容量であるK0トルクTk0が変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。
トランスファー26は、例えばリヤプロペラシャフト28とフロントプロペラシャフト34との間における動力伝達の遮断と接続とを選択的に切り替える。これにより、トランスファー26は、自動変速機24から伝達された駆動力を後輪16のみへ伝達したり、或いは前輪14及び後輪16のそれぞれに配分する。このように、トランスファー26は、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置である。
図2は、トランスファー26の構造を説明する骨子図である。この図2は、後述の入力軸102、第1出力軸104、及び第2出力軸112のそれぞれの軸心を共通の平面内に示した展開図である。図2において、トランスファー26は、ケース40の車両後方側に連結された非回転部材であるトランスファケース100を備えている。トランスファー26は、トランスファケース100内において、共通の第1軸心CS1上に配設された、入力軸102、第1出力軸104、副変速機106、動力配分用噛合クラッチ108、及びドライブギヤ110などを備えている。又、トランスファー26は、トランスファケース100内において、共通の第2軸心CS2上に配設された、第2出力軸112、及びドリブンギヤ114などを備えている。又、トランスファー26は、ドライブギヤ110とドリブンギヤ114との間を連結するチェーン116を備えている。
入力軸102は、変速機出力軸48に連結されている。第1出力軸104は、リヤプロペラシャフト28に連結されている。第2出力軸112は、フロントプロペラシャフト34に連結されている。ドライブギヤ110は、第1出力軸104に対する相対回転の許可と阻止とが選択的に切り替えられるように設けられている。ドリブンギヤ114は、第2出力軸112に対する相対回転不能に設けられている。
副変速機106は、遊星歯車装置118と、副変速機用噛合クラッチ120と、を備えている。副変速機用噛合クラッチ120は、変速比が小さな高速側のギヤ段であるハイギヤ段GSHを成立させる為のハイ側噛合機構122と、変速比が大きな低速側のギヤ段であるローギヤ段GSLを成立させる為のロー側噛合機構124と、を有している。ハイ側噛合機構122及びロー側噛合機構124は各々、例えばシンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチである。つまり、副変速機106は、噛合式クラッチとしての副変速機用噛合クラッチ120の作動によってローギヤ段GSLとハイギヤ段GSHとが択一的に形成される変速機である。トランスファー26は、入力軸102の回転を副変速機106介して第1出力軸104へ伝達する。
動力配分用噛合クラッチ108は、ドライブギヤ110における第1出力軸104に対する相対回転の許可と阻止とを選択的に切り替える為の係合装置である。動力配分用噛合クラッチ108は、例えばシンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチである。動力配分用噛合クラッチ108が解放状態とされることにより、ドライブギヤ110は第1出力軸104に対して第1軸心CS1まわりの相対回転可能とされる。これにより、ドライブギヤ110等を介した第1出力軸104と第2出力軸112との間における動力伝達が不能とされる。一方で、動力配分用噛合クラッチ108が係合状態とされることにより、ドライブギヤ110は第1出力軸104に対して第1軸心CS1まわりの相対回転が阻止される。これにより、ドライブギヤ110、チェーン116、及びドリブンギヤ114等を介した第1出力軸104と第2出力軸112との間における動力伝達が可能とされる。
トランスファー26は、更に、トランスファケース100に固定されたシフトアクチュエータ126を備えている。シフトアクチュエータ126は、副変速機用噛合クラッチ120と動力配分用噛合クラッチ108とを各々作動させる為のアクチュエータである。
図1に戻り、トランスファー26において動力配分用噛合クラッチ108が係合状態とされ、フロントディファレンシャル36においてADD機構37が係合状態とされていると、トランスファー26によって第2出力軸112に配分された駆動力は、フロントプロペラシャフト34を介してフロントディファレンシャル36に伝達され、フロントドライブシャフト38を介して前輪14に伝達される。又、トランスファー26によって第2出力軸112に配分されなかった残りの駆動力は、リヤプロペラシャフト28を介してリヤディファレンシャル30に伝達され、リヤドライブシャフト32を介して後輪16に伝達される。これにより、車両10はAWD状態とされる。
一方で、トランスファー26において動力配分用噛合クラッチ108が解放状態とされると、トランスファー26によって駆動力は後輪16のみに伝達されるので、車両10は2WD状態とされる。車両10では、例えば2WD状態とされていることに連動してADD機構37が解放状態とされる。
車両10において、K0クラッチ20の係合状態では、エンジン12とトルクコンバータ22とが動力伝達可能に連結される。一方で、K0クラッチ20の解放状態では、エンジン12とトルクコンバータ22との間の動力伝達が遮断される。電動機MGはトルクコンバータ22に連結されているので、K0クラッチ20は、エンジン12を電動機MGと断接するクラッチとして機能する。
動力伝達装置18において、エンジン12から出力される駆動力は、K0クラッチ20が係合された場合に、エンジン連結軸42から、K0クラッチ20、電動機連結軸44、トルクコンバータ22、自動変速機24等を順次介してトランスファー26へ伝達される。又、電動機MGから出力される駆動力は、K0クラッチ20の制御状態に拘わらず、電動機連結軸44から、トルクコンバータ22、自動変速機24等を順次介してトランスファー26へ伝達される。更に、2WD状態の場合には、トランスファー26へ伝達された駆動力が、トランスファー26から後輪16へ伝達される。又は、AWD状態の場合には、トランスファー26へ伝達された駆動力が、トランスファー26によって後輪16側と前輪14側とへ配分される。
車両10は、機械式のオイルポンプであるMOP60、電動式のオイルポンプであるEOP62、ポンプ用モータ64等を備えている。MOP60は、電動機連結軸44に連結されており、駆動力源(エンジン12、電動機MG)により回転駆動させられて動力伝達装置18にて用いられる作動油OILを吐出する。ポンプ用モータ64は、EOP62を回転駆動する為のEOP62専用のモータである。EOP62は、ポンプ用モータ64により回転駆動させられて作動油OILを吐出する。MOP60やEOP62が吐出した作動油OILは、油圧制御回路58へ供給される。油圧制御回路58は、MOP60及び/又はEOP62が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、CB油圧PRcb、K0油圧PRk0などを供給する。
車両10は、ホイールブレーキ装置66を備えている。ホイールブレーキ装置66は、前輪14と後輪16との各々にホイールブレーキによる制動トルクTBを付与する。ホイールブレーキ装置66は、運転者による例えばブレーキペダルの踏込操作などに応じて、ホイールブレーキに設けられたホイールシリンダへブレーキ油圧を供給する。ホイールブレーキ装置66では、通常時には、ブレーキマスタシリンダから発生させられる、ブレーキ操作量Braに対応した大きさのマスタシリンダ油圧がブレーキ油圧としてホイールシリンダへ供給される。一方で、ホイールブレーキ装置66では、例えばABS機能作動時、ブレーキアシスト機能作動時、TRC機能作動時、VSCと称される横滑り抑制制御時、車速制御時、自動ブレーキ機能作動時などには、ホイールブレーキによる制動トルクTBの発生の為に、各制御で必要な制動トルクTBに対応した大きさのブレーキ油圧がホイールシリンダへ供給される。ブレーキ操作量Braは、ブレーキペダルの踏力に対応する、運転者によるブレーキペダルの踏込操作の大きさつまりブレーキ操作の大きさを表す信号である。
車両10は、更に、エンジン12の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90を備えている。電子制御装置90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。電子制御装置90は、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。
電子制御装置90には、車両10に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ70、入力回転速度センサ71、出力回転速度センサ72、MG回転速度センサ73、車輪速センサ74、アクセル開度センサ75、スロットル弁開度センサ76、ブレーキペダルセンサ77、Gセンサ78、ヨーレートセンサ79、シフトポジションセンサ80、トーイング選択スイッチ81、駆動切替ダイヤルスイッチ82、バッテリセンサ83、油温センサ84など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne、AT入力回転速度Ni、車速Vに対応するAT出力回転速度No、電動機MGの回転速度であるMG回転速度Nm、前輪14及び後輪16の各車輪の回転速度である車輪速Nr、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Bon、ブレーキ操作量Bra、車両10の前後加速度Gx及び左右加速度Gy、車両10の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートRyaw、車両10に備えられたシフトレバー68の操作位置を示すシフト操作ポジションPOSsh、運転者によってトーイングモードが選択されたことを示す信号であるトーイングモードオン信号TOWon、駆動切替ダイヤルスイッチ82の操作位置を示す信号であるダイヤル操作ポジションPOSdl、バッテリ54のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbat、作動油OILの温度である作動油温THoilなど)が、それぞれ供給される。
シフトレバー68は、複数のシフト操作ポジションPOSshのうちの何れかの操作ポジションへ運転者によって操作されるシフト操作部材である。シフト操作ポジションPOSshは、動力伝達装置18特には自動変速機24のシフトポジションを選択する為のシフトレバー68の操作位置であり、例えばP、R、N、D操作ポジションを含んでいる。
P操作ポジションは、自動変速機24の駐車位置であるパーキングポジション(=Pポジション)を選択するパーキング操作ポジションである。自動変速機24のPポジションは、自動変速機24がニュートラル状態とされ且つ変速機出力軸48の回転が機械的に阻止された、自動変速機24のシフトポジションである。自動変速機24のニュートラル状態は、自動変速機24が駆動力を伝達不能な状態であり、例えば係合装置CBが何れも解放状態とされて自動変速機24における動力伝達が遮断されることで実現される。変速機出力軸48の回転が機械的に阻止された状態は、変速機出力軸48が車両10に備えられた公知のパーキングロック機構により回転不能に固定されたパーキングロックの状態である。R操作ポジションは、自動変速機24の後進走行位置である後進走行ポジション(=Rポジション)を選択する後進走行操作ポジションである。自動変速機24のRポジションは、車両10の後進走行を可能とする自動変速機24のシフトポジションである。N操作ポジションは、自動変速機24のニュートラル位置であるニュートラルポジション(=Nポジション)を選択するニュートラル操作ポジションである。自動変速機24のNポジションは、自動変速機24がニュートラル状態とされた自動変速機24のシフトポジションである。つまり、自動変速機24のNポジションは、変速機出力軸48が機械的に回転不能に固定されておらず駆動力を伝達不能とする自動変速機24のシフトポジションである。D操作ポジションは、自動変速機24の前進走行位置である前進走行ポジション(=Dポジション)を選択する前進走行操作ポジションである。自動変速機24のDポジションは、自動変速機24の自動変速制御を実行して車両10の前進走行を可能とする自動変速機24のシフトポジションである。つまり、自動変速機24のDポジションは、前進走行用駆動力を伝達可能とする自動変速機24のシフトポジションである。
トーイング選択スイッチ81は、例えば運転席の近傍に設けられており、被牽引車を牽引して走行するときに運転者により操作される押しボタン式のスイッチである。トーイング選択スイッチ81が運転者により操作されると、走行モードとして、トーイングモードが選択される。トーイングモードは、被牽引車を牽引して走行する走行モードである。尚、トーイング選択スイッチ81は、上記押しボタン式に限らず、例えばスライド式やシーソー式等であっても良い。
駆動切替ダイヤルスイッチ82は、例えば運転席の近傍に設けられており、車両10における駆動状態を選択する為に運転者により操作されるダイヤル式のスイッチである。駆動切替ダイヤルスイッチ82は、例えば「H-2WD」、「H-AWD」、及び「L-AWD」の3つの操作位置を備えている。駆動切替ダイヤルスイッチ82の操作位置が「H-2WD」とされると、走行モードとしてハイギヤ2WDモードが選択される。駆動切替ダイヤルスイッチ82の操作位置が「H-AWD」とされると、走行モードとしてハイギヤAWDモードが選択される。駆動切替ダイヤルスイッチ82の操作位置が「L-AWD」とされると、走行モードとしてローギヤAWDモードが選択される。ハイギヤ2WDモードは、車両10における駆動状態を、トランスファー26における副変速機106がハイギヤ段GSHとされた2WD状態とする走行モードである。後輪16のみに駆動力を配分して走行する走行モードである2WDモードでは、基本的には、副変速機106がハイギヤ段GSHとされる。つまり、本実施例では、2WDモードは、ハイギヤ2WDモードである。ハイギヤAWDモードは、車両10における駆動状態を、副変速機106がハイギヤ段GSHとされたAWD状態とする走行モードである。ローギヤAWDモードは、車両10における駆動状態を、副変速機106がローギヤ段GSLとされたAWD状態とする走行モードである。本実施例では、後輪16と前輪14との何れもに駆動力を配分して走行する走行モードであるAWDモードは、ローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとを含んでいる。尚、駆動切替ダイヤルスイッチ82は、上記ダイヤル式に限らず、例えばスライド式やシーソー式等であっても良い。
電子制御装置90からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置50、インバータ52、ADD機構用アクチュエータ56、油圧制御回路58、ポンプ用モータ64、ホイールブレーキ装置66、シフトアクチュエータ126など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se、電動機MGを制御する為のMG制御指令信号Sm、ADD機構37の制御状態を切り替える為のADD切替制御指令信号Sadd、係合装置CBを制御する為のCB油圧制御指令信号Scb、K0クラッチ20を制御する為のK0油圧制御指令信号Sk0、EOP62を制御する為のEOP制御指令信号Seop、ホイールブレーキによる制動トルクTBを制御する為のブレーキ制御指令信号Sbra、副変速機106のギヤ段をハイギヤ段GSHとローギヤ段GSLとで切り替える為のハイロー切替制御指令信号Shl、トランスファー26による2WD状態とAWD状態との切替えを制御する為の駆動状態切替制御指令信号Swdなど)が、それぞれ出力される。
電子制御装置90は、車両10における各種制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部92、油圧制御手段すなわち油圧制御部94、及び走行モード制御手段すなわち走行モード制御部96を備えている。
ハイブリッド制御部92は、エンジン12の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部92aとしての機能と、インバータ52を介して電動機MGの作動を制御する電動機制御手段すなわち電動機制御部92bとしての機能と、を含んでおり、それらの制御機能によりエンジン12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。
ハイブリッド制御部92は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで、運転者による車両10に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記駆動要求量は、例えば駆動輪(後輪16、前輪14)における要求駆動トルクTrdemである。要求駆動トルクTrdem[Nm]は、見方を換えればそのときの車速Vにおける要求駆動パワーPrdem[W]である。前記駆動要求量としては、駆動輪における要求駆動力Frdem[N]、変速機出力軸48における要求AT出力トルク等を用いることもできる。前記駆動要求量の算出では、車速Vに替えてAT出力回転速度Noなどを用いても良い。
ハイブリッド制御部92は、伝達損失、補機負荷、自動変速機24の変速比γat、バッテリ54の充電可能電力Winや放電可能電力Wout等を考慮して、要求駆動パワーPrdemを実現するように、エンジン12を制御するエンジン制御指令信号Seと、電動機MGを制御するMG制御指令信号Smと、を出力する。エンジン制御指令信号Seは、例えばそのときのエンジン回転速度NeにおけるエンジントルクTeを出力するエンジン12のパワーであるエンジンパワーPeの指令値である。MG制御指令信号Smは、例えばそのときのMG回転速度NmにおけるMGトルクTmを出力する電動機MGの消費電力Wmの指令値である。
バッテリ54の充電可能電力Winは、バッテリ54の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ54の入力制限を示している。バッテリ54の放電可能電力Woutは、バッテリ54の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ54の出力制限を示している。バッテリ54の充電可能電力Winや放電可能電力Woutは、例えばバッテリ温度THbat及びバッテリ54の充電状態値SOC[%]に基づいて電子制御装置90により算出される。バッテリ54の充電状態値SOCは、バッテリ54の充電量に相当する充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいて電子制御装置90により算出される。
ハイブリッド制御部92は、電動機MGの出力のみで要求駆動トルクTrdemを賄える場合には、走行モードをモータ走行(=EV走行)モードとする。ハイブリッド制御部92は、EV走行モードでは、K0クラッチ20の解放状態で電動機MGのみを駆動力源として走行するEV走行を行う。一方で、ハイブリッド制御部92は、少なくともエンジン12の出力を用いないと要求駆動トルクTrdemを賄えない場合には、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(=HV走行)モードとする。ハイブリッド制御部92は、HV走行モードでは、K0クラッチ20の係合状態で少なくともエンジン12を駆動力源として走行するエンジン走行すなわちHV走行を行う。他方で、ハイブリッド制御部92は、電動機MGの出力のみで要求駆動トルクTrdemを賄える場合であっても、バッテリ54の充電状態値SOCが予め定められたエンジン始動閾値SOCengf未満となる場合やエンジン12等の暖機が必要な場合などには、HV走行モードを成立させる。エンジン始動閾値SOCengfは、エンジン12を強制的に始動してバッテリ54を充電する必要がある充電状態値SOCであることを判断する為の予め定められた閾値である。このように、ハイブリッド制御部92は、要求駆動トルクTrdem等に基づいて、HV走行中にエンジン12を自動停止したり、そのエンジン停止後にエンジン12を再始動したり、EV走行中にエンジン12を始動したりして、EV走行モードとHV走行モードとを切り替える。
エンジン制御部92aは、エンジン12の始動要求の有無を判定する。例えば、エンジン制御部92aは、EV走行モード時に、要求駆動トルクTrdemが電動機MGの出力のみで賄える範囲よりも増大したか否か、又は、エンジン12等の暖機が必要であるか否か、又は、バッテリ54の充電状態値SOCがエンジン始動閾値SOCengf未満であるか否かなどに基づいて、エンジン12の始動要求が有るか否かを判定する。
油圧制御部94は、エンジン制御部92aによりエンジン12の始動要求が有ると判定された場合には、エンジン回転速度Neを引き上げるトルクであるエンジン12のクランキングに必要なトルクをエンジン12側へ伝達する為のK0トルクTk0が得られるように、解放状態のK0クラッチ20を係合状態に向けて制御する為のK0油圧制御指令信号Sk0を油圧制御回路58へ出力する。本実施例では、エンジン12のクランキングに必要なトルクを必要クランキングトルクTcrnという。
電動機制御部92bは、エンジン制御部92aによりエンジン12の始動要求が有ると判定された場合には、油圧制御部94によるK0クラッチ20の係合状態への切替えに合わせて、電動機MGが必要クランキングトルクTcrnを出力する為のMG制御指令信号Smをインバータ52へ出力する。
エンジン制御部92aは、エンジン12の始動要求が有ると判定した場合には、K0クラッチ20及び電動機MGによるエンジン12のクランキングに連動して、燃料供給やエンジン点火などを開始する為のエンジン制御指令信号Seをエンジン制御装置50へ出力する。
電動機制御部92bは、EV走行中のエンジン12の始動の際には、EV走行用のMGトルクTmつまり駆動トルクTrを生じさせるMGトルクTmに加えて、必要クランキングトルクTcrn分のMGトルクTmを電動機MGから出力させる。その為、EV走行中には、エンジン12の始動に備えて、必要クランキングトルクTcrn分を担保しておく必要がある。従って、電動機MGの出力のみで要求駆動トルクTrdemを賄える範囲は、出力可能な電動機MGの最大トルクに対して、必要クランキングトルクTcrn分を減じたトルク範囲となる。出力可能な電動機MGの最大トルクは、バッテリ54の放電可能電力Woutによって出力可能な最大のMGトルクTmである。
エンジン制御部92aは、エンジン12の停止要求の有無を判定する。例えば、エンジン制御部92aは、HV走行モード時に、要求駆動トルクTrdemが電動機MGの出力のみで賄える範囲内であって、エンジン12等の暖機が不要であり、バッテリ54の充電状態値SOCがエンジン始動閾値SOCengf以上であるか否かなどに基づいて、エンジン12の停止要求が有るか否かを判定する。
エンジン制御部92aは、エンジン12の停止要求が有ると判定した場合には、エンジン12への燃料供給を停止する為のエンジン制御指令信号Seをエンジン制御装置50へ出力する。つまり、エンジン制御部92aは、エンジン12の停止に際して、エンジン12が運転を停止するようにエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Seをエンジン制御装置50へ出力する。
油圧制御部94は、エンジン制御部92aによりエンジン12の停止要求が有ると判定された場合には、係合状態のK0クラッチ20を解放状態に向けて制御する為のK0油圧制御指令信号Sk0を油圧制御回路58へ出力する。
このように、エンジン制御部92aは、予め定められた、エンジン12を始動したり停止したりする為のエンジン作動条件REQengに基づいて、エンジン12の作動状態を制御する。エンジン作動条件REQengは、例えば要求駆動パワーPrdemに対して電動機MGの出力のみで賄う所定駆動パワーPrf、バッテリ54の充電状態値SOCに対してバッテリ54の充電が必要となるエンジン始動閾値SOCengfなどである。
油圧制御部94は、例えば予め定められた関係である変速マップを用いて自動変速機24の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機24の変速制御を実行する為のCB油圧制御指令信号Scbを油圧制御回路58へ出力する。前記変速マップは、例えば車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機24の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記変速マップでは、車速Vに替えてAT出力回転速度Noなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクTrdemに替えて要求駆動力Frdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。
走行モード制御部96は、運転者により選択される走行モードを実現するように車両10の走行を制御する。具体的には、走行モードは、運転者により選択された、トーイングモードと、2WDモードつまりハイギヤ2WDモードと、ローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとを含むAWDモードと、を含んでいる。
走行モード制御部96は、トーイング選択スイッチ81によってトーイングモードが選択された場合には、例えばトーイングモードが選択されていない場合に比べて自動変速機24のギヤ段がロー側のギヤ段となり易い予め定められた変速マップを用いて自動変速機24の変速制御を実行する指令を油圧制御部94へ出力する。
走行モード制御部96は、駆動切替ダイヤルスイッチ82によってハイギヤ2WDモードが選択されている場合には、副変速機106のギヤ段をハイギヤ段GSHとする為のハイロー切替制御指令信号Shlと、動力配分用噛合クラッチ108を解放状態とする為の駆動状態切替制御指令信号Swdと、をシフトアクチュエータ126へ出力すると共に、ADD機構37を解放状態とする為のADD切替制御指令信号SaddをADD機構用アクチュエータ56へ出力する。
走行モード制御部96は、駆動切替ダイヤルスイッチ82によってハイギヤAWDモードが選択されている場合には、副変速機106のギヤ段をハイギヤ段GSHとする為のハイロー切替制御指令信号Shlと、動力配分用噛合クラッチ108を係合状態とする為の駆動状態切替制御指令信号Swdと、をシフトアクチュエータ126へ出力すると共に、ADD機構37を係合状態とする為のADD切替制御指令信号SaddをADD機構用アクチュエータ56へ出力する。
走行モード制御部96は、駆動切替ダイヤルスイッチ82によってローギヤAWDモードが選択されている場合には、副変速機106のギヤ段をローギヤ段GSLとする為のハイロー切替制御指令信号Shlと、動力配分用噛合クラッチ108を係合状態とする為の駆動状態切替制御指令信号Swdと、をシフトアクチュエータ126へ出力すると共に、ADD機構37を係合状態とする為のADD切替制御指令信号SaddをADD機構用アクチュエータ56へ出力する。
ここで、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時は各々、通常モード時に比べて大きな駆動力Frが必要になり易い。通常モード時は、トーイングモードの非選択時であって2WDモードの選択時である。HV走行モードは、エンジン12が運転状態であるので、EV走行モードに比べて大きな駆動力Frが得られ易い。その為、エンジン作動条件REQengは、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時は各々、通常モード時と比較してエンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められている。エンジン12の運転比率Rengは、車両10の稼働時間に対するエンジン12の運転時間の比の値である。車両10の稼働時間は、車両10のメイン電源がオン状態とされている間の時間であって、エンジン12の運転時間とエンジン12の停止時間との合計時間である。エンジン12の運転時間は、車両10の稼働時間中に、エンジン12が運転状態とされている間の時間である。エンジン12の停止時間は、車両10の稼働時間中に、エンジン12が停止状態とされている間の時間である。
エンジン作動条件REQengは、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時は各々、通常モード時と比較して、例えば小さい所定駆動パワーPrf、又は、高いエンジン始動閾値SOCengfが予め定められている。
通常モード時には、エンジン12を運転状態と停止状態とで切り替えるエンジン間欠作動が行われることで、EV走行モードとHV走行モードとが切り替えられる。大きな駆動力Frが必要なときの応答性を考慮すると、エンジン12が一旦運転状態とされた後は、エンジン間欠作動を禁止してエンジン12を停止状態としないことが望ましい。その為、エンジン作動条件REQengは、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時には各々、エンジン間欠作動を禁止するエンジン間欠作動条件を含んでいる。又、エンジン作動条件REQengは、通常モード時にはエンジン間欠作動を許可する、エンジン間欠作動条件を含んでいる。
ところで、トーイングモードでは、発進時や加速時に確実に大きな駆動力Frが必要になる。一方で、AWDモードでは、大きな駆動力Frが必ずしも必要ではない場合がある。必要に応じてエンジン12が運転状態とされればエネルギー効率を向上させることが可能である。その為、エンジン作動条件REQengは、トーイングモードの選択時はAWDモードの選択時と比較して、エンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められている。つまり、エンジン作動条件REQengは、AWDモードの選択時はトーイングモードの選択時と比較して、エンジン12を停止状態とする機会が多くなるように予め定められている。
トーイングモードでは、AWDモードと比較して、早期にエンジン12を始動することで、必要な駆動力Frを確実に担保することが望ましい。その為、エンジン作動条件REQengは、車両10が所定状態STvfであるときにトーイングモードが選択された場合には、例えばトーイングモードの選択時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。つまり、車両10が所定状態STvfであるときにトーイングモードが選択された場合には、所定駆動パワーPrf、エンジン始動閾値SOCengfが撤廃され、要求駆動パワーPrdemに拘わらず、又、バッテリ54の充電状態値SOCに拘わらず、HV走行モードとされる。又、エンジン作動条件REQengは、車両10が所定状態STvfであるときにAWDモードが選択された場合には、例えばAWDモードの選択後に車両10において所定要求REQvfが為された時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。
トーイングモードでは、発進時に確実に大きな駆動力Frが必要になる。その為、所定状態STvfは、例えば車両10が停止中であって、自動変速機24のシフトポジションが、Dポジションとされた状態であるか、又は、Nポジションとされた状態である。AWDモードの選択時には所定要求REQvfが為されるまでエンジン12が始動させられない為、AWDモードの選択時における所定状態STvfは、Dポジション又はNポジションに加えて、自動変速機24のシフトポジションが、Rポジションとされた状態であるか、又は、Pポジションとされた状態であっても良い。
所定要求REQvfは、駆動力Frを増大する加速要求、又は、バッテリ54の充電要求である。駆動力Frを増大する加速要求は、例えばアクセルオン操作に伴う要求駆動力Frdemの増大である。バッテリ54の充電要求は、例えばがエンジン始動閾値SOCengf未満へのバッテリ54の充電状態値SOCの低下である。又は、AWDモードの選択時における所定状態STvfに、Pポジション又はNポジションが含まれる場合には、所定要求REQvfは、シフトレバー68がP操作ポジション又はN操作ポジションからD操作ポジション又はR操作ポジションへ操作されたことを含んでも良い。
ローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとの切替えでは、副変速機106において副変速機用噛合クラッチ120の切替えが必要である。副変速機用噛合クラッチ120の切替えには、入力軸102等にある程度の回転が必要である。ローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとの切替時には、エンジン12が運転状態とされているか、又は、電動機MGが回転している必要がある。AWDモードの選択時には所定要求REQvfが為されるまでエンジン12が始動させられない為、AWDモードの選択時にエンジン12が停止状態であれば、電動機MGが回転している状態とされる。例えば、ハイギヤ2WDモードからハイギヤAWDモードへの切替時は、副変速機用噛合クラッチ120の切替えを伴わないが、ハイギヤAWDモードからローギヤAWDモードへの切替えに備えて、電動機MGが回転している状態とされる。
電動機制御部92bは、エンジン12及び電動機MGが共に停止状態とされているときのハイギヤ2WDモードでの制御時に、ハイギヤAWDモードが選択されたことによってハイギヤ2WDモードからハイギヤAWDモードへ切り替えられた場合には、エンジン12の停止状態が維持された状態で、例えば電動機MGのアイドリング制御であるMGアイドリング制御を実行する。MGアイドリング制御は、例えば予め定められた電動機MGのアイドリング回転速度であるMGアイドル回転速度にMG回転速度Nmを維持して電動機MGをアイドル状態とする制御である。MGアイドリング制御は、例えばエンジン12の停止状態でアクセルオフとされた状況下のときに、一時的な停車中にブレーキオフとされたことによって、アクセルオフの状態のままで車両10がゆっくり動くクリープ現象を生じさせる為の予め定められた所定トルクを電動機MGから出力させる制御である。前記所定トルクは、例えば車両停止状態においてブレーキオフ操作が為され且つアクセルオフのままであるときに所謂クリープ走行にて車両10を走行させる為のクリープトルクである。
図3は、電子制御装置90の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。
図3において、先ず、走行モード制御部96の機能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、トーイングモードが選択されたか否かが判定される。このS10の判断が肯定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS20において、トーイングモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。上記S10の判断が否定される場合は走行モード制御部96の機能に対応するS30において、AWDモードが選択されたか否かが判定される。このS30の判断が肯定される場合はエンジン制御部92a及び電動機制御部92bの機能に対応するS40において、AWDモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。又、停車時にエンジン12が停止状態であれば、電動機MGからクリープトルクが出力させられる。上記S30の判断が否定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS50において、通常モード時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengが、トーイングモードの選択時はAWDモードの選択時と比較してエンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められているので、トーイングモードの選択時には十分な駆動力Frが確保され易くされ、AWDモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、発進時や加速時に確実に大きな駆動力Frが必要になるトーイングモードと、大きな駆動力Frが必ずしも必要ではないAWDモードと、に応じてエンジン12が始動させられたり停止させられる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengが、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時は各々、通常モード時と比較してエンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められているので、トーイングモードの選択時はもちろんのことAWDモードの選択時にも必要な駆動力Frが確保され易くされる。
また、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengには、トーイングモードの選択時及びAWDモードの選択時には各々、エンジン間欠作動を禁止する一方で、通常モード時にはエンジン間欠作動を許可する、エンジン間欠作動条件が含まれているので、トーイングモードの選択時はもちろんのことAWDモードの選択時にも必要な駆動力Frが一層確保され易くされる。
また、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengには、車両10が所定状態STvfであるときにトーイングモードが選択された場合には、トーイングモードの選択時点からエンジン12の始動を開始する一方で、車両10が所定状態STvfであるときにAWDモードが選択された場合には、AWDモードの選択後に車両10において所定要求REQvfが為された時点からエンジン12の始動を開始する、エンジン開始条件が含まれているので、トーイングモードの選択時には発進時や加速時に十分な駆動力Frが確保され易くされ、AWDモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。
また、本実施例によれば、所定状態STvfは、車両10が停止中であって、自動変速機24のシフトポジションがDポジション又はNポジションとされた状態であり、所定要求REQvfは、加速要求又はバッテリ54の充電要求であるので、トーイングモードの選択時には発進時に十分な駆動力Frが確保され易くされ、AWDモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。
また、本実施例によれば、エンジン12及び電動機MGが共に停止状態とされているときのハイギヤ2WDモードでの制御時に、ハイギヤAWDモードが選択されたことによってハイギヤ2WDモードからハイギヤAWDモードへ切り替えられた場合には、エンジン12の停止状態が維持された状態でクリープトルクが電動機MGから出力させられるので、ハイギヤAWDモードでは、電動機MGの回転によって、副変速機106における副変速機用噛合クラッチ120の作動に必要な回転が得られ易くされる。これにより、ハイギヤAWDモードへの切替え後にエンジン12が停止状態とされていても、ローギヤAWDモードへの切替えを確実に行うことができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図4は、本発明が適用される車両200の概略構成を説明する図であると共に、車両200における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図4は、図1とは別の実施例である。図4において、車両200は、前述の実施例1における車両10と同様のハイブリッド車両である。車両200は、車両10とは、操舵装置69、ステアリングセンサ85、車両周辺情報センサ86、車両位置センサ87、ナビゲーションシステム88、各種設定スイッチ群89を備えると共に、電子制御装置90が運転制御部98を備えることが主に相違する。車両10と相違する点について主に説明する。
電子制御装置90には、車両200に備えられた各種センサ等(例えばステアリングセンサ85、車両周辺情報センサ86、車両位置センサ87、ナビゲーションシステム88、各種設定スイッチ群89など)による検出値に基づく各種信号等(例えば車両200に備えられたステアリングホイールの操舵角θsw及び操舵方向Dsw、ステアリングホイールが運転者によって握られている状態を示す信号であるステアリングオン信号SWon、車両周辺情報Iard、位置情報Ivp、ナビ情報Inavi、各種制御における運転者による設定を示す信号である各種設定信号Ssetなど)が、それぞれ供給される。
車両周辺情報センサ86は、例えばライダー、レーダー、及び車載カメラなどのうちの少なくとも一つを含んでおり、走行中の道路に関する情報や車両周辺に存在する物体に関する情報を直接的に取得する。例えば、車両周辺情報センサ86は、車両200の前方の物体、側方の物体、後方の物体などを各々検出し、検出した物体に関する物体情報を車両周辺情報Iardとして出力する。前記物体情報には、検出した物体の車両200からの距離と方向とが含まれる。
車両位置センサ87は、GPSアンテナなどを含んでいる。位置情報Ivpは、GPS(Global Positioning System)衛星が発信するGPS信号(軌道信号)などに基づく地表又は地図上における車両200の現在位置を示す情報である自車位置情報を含んでいる。
ナビゲーションシステム88は、ディスプレイやスピーカ等を有する公知のナビゲーションシステムである。ナビゲーションシステム88は、位置情報Ivpに基づいて、予め記憶された地図データ上に自車位置を特定する。ナビゲーションシステム88は、目的地が入力されると、出発地から目的地までの走行経路を演算し、ディスプレイやスピーカ等で運転者に走行経路などの指示を行う。ナビ情報Inaviは、例えばナビゲーションシステム88に予め記憶された地図データに基づく道路情報や施設情報などの地図情報などを含んでいる。
各種設定スイッチ群89は、自動運転制御CTadを実行させる為の自動運転選択スイッチ、クルーズ制御CTcrを実行させる為のクルーズスイッチ、クルーズ制御CTcrにおける車速を設定するスイッチ、クルーズ制御CTcrにおける先行車との車間距離を設定するスイッチ、設定された車線を維持して走行するレーンキープ制御を実行させる為のスイッチなどを含んでいる。
又、各種設定スイッチ群89は、エンジン制御部92aにより判定されたエンジン12の始動要求の有無に基づくEV走行モードとHV走行モードとの切替えに比べて、EV走行モードが継続される制御を実行させる為のEV走行スイッチなどを含んでいる。EV走行スイッチが操作されていない場合に実行される、EV走行モードとHV走行モードとが切り替えられる通常モードは、走行モードとして、エンジン間欠作動を行いつつエンジン12の停止状態で電動機MGのみを駆動力源とするEV走行が可能な充電量維持モードでもある。充電量維持モードは、バッテリ54の充電状態値SOCを狙い値に維持した状態で走行するCS(Charge Sustaining)モードである。EV走行モードが継続される制御を実行する走行モードは、バッテリ54の充電状態値SOCがエンジン始動閾値SOCengf未満となってもEV走行を可能とする走行モードであって、充電量維持モードよりもEV走行の継続が可能な充電量消費モードである。充電量消費モードは、バッテリ54の充電状態値SOCを減らしながら走行するCD(Charge Depleting)モードである。このように、走行モードは、充電量維持モードと充電量消費モードとを含んでいる。走行モード制御部96は、EV走行スイッチが操作された場合には、充電量消費モードを実現する指令をハイブリッド制御部92等に出力する。
シフト操作ポジションPOSshは、例えばP、R、N、D操作ポジションに加え、B操作ポジションを更に含んでいる。B操作ポジションは、自動変速機24のDポジションにおいて、走行モードとして、車両200の減速走行中にエンジンブレーキトルクTBeを作用させるエンジンブレーキモードを選択するエンジンブレーキ操作ポジションである。
車両200の制動トルクTBは、例えば回生ブレーキトルクTBr、ホイールブレーキトルクTBw、エンジンブレーキトルクTBeなどによって発生させられる。回生ブレーキトルクTBrは、電動機MGの回生による制動によって得られる制動トルクTBである。電動機MGの回生を行う回生制御は、後輪16等から入力される被駆動トルクにより電動機MGを回転駆動させて発電機として作動させ、その発電電力をインバータ52を介してバッテリ54へ充電する制御である。ホイールブレーキトルクTBwは、ホイールブレーキ装置66によるホイールブレーキによって得られる制動トルクTBである。エンジンブレーキトルクTBeは、エンジン12の被駆動回転に伴うポンピングロスやフリクショントルク等の回転抵抗によるエンジンブレーキによって得られる制動トルクTBである。
車両200の制動トルクTBは、例えばエネルギー効率の向上の観点では、回生ブレーキトルクTBrにて優先して発生させられる。ハイブリッド制御部92は、回生ブレーキトルクTBrに必要な回生トルクが得られるように電動機MGによる回生制御を実行するMG制御指令信号Smをインバータ52へ出力する。ハイブリッド制御部92は、例えば車両200が停止する直前には、回生ブレーキトルクTBrによる制動トルクTBをホイールブレーキトルクTBwに置き換える。ハイブリッド制御部92は、必要となるホイールブレーキトルクTBwを得る為のブレーキ制御指令信号Sbraをホイールブレーキ装置66へ出力する。
走行モード制御部96は、シフト操作ポジションPOSshがB操作ポジションであり、走行モードとしてエンジンブレーキモードが選択されている場合には、車両200の減速走行中に、K0クラッチ20を係合状態又はスリップ状態とし、回生ブレーキトルクTBrに加えて又は替えてエンジンブレーキトルクTBeを発生させる指令をハイブリッド制御部92及び油圧制御部94へ出力する。尚、シフト操作ポジションPOSshがB操作ポジションでない場合には、走行モードとして、減速走行中にエンジンブレーキトルクTBeよりも回生ブレーキトルクTBrを優先して作用させる回生ブレーキモードが選択される。このように、走行モードは、エンジンブレーキモードと回生ブレーキモードとを含んでいる。
電子制御装置90からは、車両200に備えられた各装置(例えば操舵装置69など)に各種指令信号(例えば車輪(特には前輪14)の操舵を制御する為の操舵制御指令信号Ssteなど)が、それぞれ出力される。
操舵装置69は、例えば車速V、操舵角θsw及び操舵方向Dsw、ヨーレートRyawなどに応じたアシストトルクを車両200の操舵系に付与する。操舵装置69では、例えば自動運転制御CTad時などには、前輪の操舵を制御するトルクを車両200の操舵系に付与する。
電子制御装置90は、車両200における各種制御を実現する為に、運転制御手段すなわち運転制御部98を更に備えている。
車両200に対する駆動要求量は、例えば手動運転制御CTmd時には運転者による車両200に対する駆動要求量であり、又は、例えば運転支援制御CTsd時には運転支援制御CTsdにて要求される車両200に対する駆動要求量である。
ハイブリッド制御部92は、例えば手動運転制御CTmd時には、駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで、運転者による車両200に対する駆動要求量として、ドライバ要求駆動力Frdemdを算出する。ハイブリッド制御部92は、例えば運転支援制御CTsd時には、運転支援制御CTsdにて要求される車両200に対する駆動要求量として、システム要求駆動力Frdemsを算出する。要求駆動力Frdem、要求駆動トルクTrdem、要求駆動パワーPrdemなどは、相互に換算可能である。
運転制御部98は、車両200の運転制御として、運転者の運転操作に基づいて車両200の運転を行う手動運転制御CTmdと、運転者の運転操作に因らず、加減速、制動、操舵のうちの少なくとも一つを自動的に行うことによって車両200の運転を行う運転支援制御CTsdと、を実行することができる。
手動運転制御CTmdは、運転者の運転操作による手動運転にて走行する運転制御である。その手動運転は、加減速を操作するアクセル操作、制動を操作するブレーキ操作、操舵を操作する操舵操作などの運転者の運転操作によって車両200の通常走行を行う運転方法である。
運転支援制御CTsdは、例えば運転者の運転操作の一部又は全部を自動的に支援する運転支援にて走行する運転制御である。その運転支援は、運転者の運転操作に因らず、各種センサからの信号や情報等に基づく電子制御装置90による制御により加減速、制動、操舵などの全部又は一部を自動的に行うことによって車両200の走行を行う運転方法である。運転支援制御CTsdは、例えば運転者により入力された目的地や地図情報などに基づいて自動的に目標走行状態を設定し、その目標走行状態に基づいて加減速、制動、操舵などを自動的に行う自動運転にて走行する自動運転制御CTadである。又は、運転支援制御CTsdは、例えばアクセル開度θaccに拘わらず車速Vを制御する自動車速制御CTasなどである。自動車速制御CTasは、例えば操舵操作などの一部の運転操作を運転者が行い、加減速、制動などを自動的に行う公知のクルーズ制御CTcrである。又は、自動車速制御CTasは、例えば車速Vが運転者により設定された目標車速を超えないように駆動力Frを制御する公知の自動車速制限制御(ASL(Adjustable Speed Limiter))である。
運転制御部98は、各種設定スイッチ群89における自動運転選択スイッチやクルーズスイッチなどがオフとされて運転支援による運転が選択されていない場合には、手動運転モードを成立させて手動運転制御CTmdを実行する。運転制御部98は、例えば運転者の操作等に応じて、エンジン12、電動機MG、自動変速機24などを各々制御する指令を、ハイブリッド制御部92及び油圧制御部94などに出力することで手動運転制御CTmdを実行する。
運転制御部98は、運転者によって各種設定スイッチ群89における自動運転選択スイッチが操作されて自動運転が選択されている場合には、自動運転モードを成立させて自動運転制御CTadを実行する。具体的には、運転制御部98は、運転者により入力された目的地、位置情報Ivpに基づく自車位置情報、ナビ情報Inaviなどに基づく地図情報、及び車両周辺情報Iardに基づく走行路における各種情報等に基づいて、自動的に目標走行状態を設定する。運転制御部98は、設定した目標走行状態に基づいて加減速と制動と操舵とを自動的に行うように、エンジン12、電動機MG、自動変速機24などを各々制御する指令をハイブリッド制御部92及び油圧制御部94などに出力することに加え、必要な制動トルクを得る為のブレーキ制御指令信号Sbraをホイールブレーキ装置66に出力し、前輪の操舵を制御する為の操舵制御指令信号Ssteを操舵装置69に出力することで自動運転制御CTadを行う。
ここで、前述の実施例1では、AWDモードの選択時とトーイングモードの選択時とでエンジン作動条件REQengを変える制御を例示した。トーイングモードが複数種類のトーイングモードを有している場合には、トーイングモード内でエンジン作動条件REQengを変える制御を行っても良い。
具体的には、本実施例では、走行モードは、被牽引車を牽引して走行する走行モードである第1トーイングモードと、第1トーイングモードとは異なる、被牽引車を牽引して走行する走行モードである第2トーイングモードと、を含んでいる。つまり、本実施例では、トーイングモードとして、第1トーイングモードと第2トーイングモードとを含んでいる。そして、エンジン作動条件REQengは、第1トーイングモードの選択時は第2トーイングモードの選択時と比較して、エンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められている。
第1トーイングモードでは、第2トーイングモードと比較して、早期にエンジン12を始動することで、必要な駆動力Frを確実に担保することが望ましい。その為、エンジン作動条件REQengは、車両200が所定状態STvfであるときに第1トーイングモードが選択された場合には、例えば第1トーイングモードの選択時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。又、エンジン作動条件REQengは、車両200が所定状態STvfであるときに第2トーイングモードが選択された場合には、例えば第2トーイングモードの選択後に車両200において所定要求REQvfが為された時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。尚、所定要求REQvfにおける駆動力Frを増大する加速要求は、例えばドライバ要求駆動力Frdemdの増大、又は、システム要求駆動力Frdemsの増大である。
被牽引車の総重量が軽い場合には、重い場合に比べて、大きな駆動力Frが必ずしも必要ではない。その為、第2トーイングモードは、第1トーイングモードよりも被牽引車の総重量が軽い場合に選択されるトーイングモードである。この場合、第1トーイングモードと第2トーイングモードとは各々、例えば軽量用トーイング選択スイッチと重量用トーイング選択スイッチとを有するトーイング選択スイッチ81が運転者により操作されることで選択されても良い。又は、第1トーイングモードと第2トーイングモードとは各々、例えば電子制御装置90により、トーイングモード選択時に、アクセル開度θaccと前後加速度Gxとに基づいて自動的に選択されても良い。
又は、運転支援制御CTsd時のシステム要求駆動力Frdemsは、手動運転制御CTmd時のドライバ要求駆動力Frdemdに比べて自由度が大きくされ易い。一方で、運転支援制御CTsd時は、手動運転制御CTmd時に比べて加速応答性が低下しても問題になり難い。その為、第1トーイングモードは、手動運転制御CTmdが実行されている場合に選択されるトーイングモードである。又、第2トーイングモードは、運転支援制御CTsdが実行されている場合に選択されるトーイングモードである。
又は、充電量維持モードは、EV走行モードとHV走行モードとの切替えによって動力性能とエネルギー効率との両立を図る走行モードである。一方で、充電量消費モードは、充電量維持モードに比べてEV走行が継続され易くする走行モードであり、動力性能よりもエネルギー効率の向上を優先する走行モードである。その為、第1トーイングモードは、充電量維持モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードである。又、第2トーイングモードは、充電量消費モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードである。
又は、エンジンブレーキモードは、エンジンブレーキトルクTBeによって、回生ブレーキモードに比べて大きな制動トルクTBが得られ易い走行モードであるが、エンジン12が回転状態に維持される必要がある。一方で、回生ブレーキモードは、エンジンブレーキトルクTBeを作用させないことで、エネルギー効率の向上を図ることができる走行モードである。その為、第1トーイングモードは、エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。又、第2トーイングモードは、回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。
又は、AWDモードの選択時は、2WDモードの選択時に比べて大きな駆動力Frが必要になり易い。一方で、2WDモードの選択時は、大きな駆動力Frが必ずしも必要ではない場合がある。その為、第1トーイングモードは、AWDモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。又、第2トーイングモードは、2WDモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードである。
上述したように、基本的には、第1トーイングモードは、動力性能重視のトーイングモードであり、第2トーイングモードは、エネルギー効率重視のトーイングモードである。
図5は、電子制御装置90の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図5は、図3のフローチャートとは別の実施例である。
図5において、先ず、走行モード制御部96の機能に対応するS10bにおいて、トーイングモードが選択されたか否かが判定される。このS10b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。このS10bの判断が肯定される場合は走行モード制御部96の機能に対応するS20bにおいて、トーイングモードは第1トーイングモードであるか否かが判定される。このS20bの判断が肯定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS30bにおいて、第1トーイングモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。上記S20bの判断が否定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS40bにおいて、第2トーイングモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengが、第1トーイングモードの選択時は第2トーイングモードの選択時と比較してエンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められているので、第1トーイングモードの選択時には十分な駆動力Frが確保され易くされ、第2トーイングモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、発進時や加速時に大きな駆動力Frが必要になるトーイングモードであっても、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、本実施例によれば、第2トーイングモードは、第1トーイングモードよりも被牽引車の総重量が軽い場合に選択されるトーイングモードであるので、第1トーイングモードに比べて動力性能が重視されない第2トーイングモードでは、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1トーイングモードは、手動運転制御CTmdが実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、第2トーイングモードは、運転支援制御CTsdが実行されている場合に選択されるトーイングモードであるので、トーイングモードであっても、手動運転制御CTmdに比べて要求される駆動力Frの自由度が大きくされる運転支援制御CTsdの実行時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1トーイングモードは、充電量維持モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、第2トーイングモードは、充電量維持モードよりもEV走行の継続が可能な充電量消費モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであるので、トーイングモードであっても、充電量維持モードに比べて動力性能よりもエネルギー効率が重視される充電量消費モードの実行時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1トーイングモードは、エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、第2トーイングモードは、回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであるので、トーイングモードであっても、エンジン12を回転状態に維持することが必要とされるエンジンブレーキモードに比べてエネルギー効率が重視される回生ブレーキモードの選択時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1トーイングモードは、AWDモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、第2トーイングモードは、2WDモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであるので、トーイングモードであっても、AWDモードの選択時に比べて動力性能が重視されない2WDモードの選択時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
前述の実施例2では、第1トーイングモードの選択時と第2トーイングモードの選択時とでエンジン作動条件REQengを変える制御を例示した。車両200において、トーイングモードが複数種類のトーイングモードを有していることに替えて、AWDモードが複数種類のAWDモードを有している場合には、AWDモード内でエンジン作動条件REQengを変える制御を行っても良い。
具体的には、本実施例では、走行モードは、後輪16と前輪14との何れもに駆動力を配分して走行する走行モードである第1AWDモードと、第1AWDモードとは異なる、後輪16と前輪14との何れもに駆動力を配分して走行する走行モードである第2AWDモードと、を含んでいる。つまり、本実施例では、AWDモードとして、第1AWDモードと第2AWDモードとを含んでいる。そして、エンジン作動条件REQengは、第1AWDモードの選択時は第2AWDモードの選択時と比較して、エンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められている。尚、AWDモードがローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとを含む場合、第1AWDモードと第2AWDモードとも各々、ローギヤAWDモードとハイギヤAWDモードとを含む。
第1AWDモードでは、第2AWDモードと比較して、早期にエンジン12を始動することで、必要な駆動力Frを確実に担保することが望ましい。その為、エンジン作動条件REQengは、車両200が所定状態STvfであるときに第1AWDモードが選択された場合には、例えば第1AWDモードの選択時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。又、エンジン作動条件REQengは、車両200が所定状態STvfであるときに第2AWDモードが選択された場合には、例えば第2AWDモードの選択後に車両200において所定要求REQvfが為された時点からエンジン12の始動を開始するエンジン開始条件を含んでいる。尚、所定要求REQvfにおける駆動力Frを増大する加速要求は、例えばドライバ要求駆動力Frdemdの増大、又は、システム要求駆動力Frdemsの増大である。
第1AWDモードは、手動運転制御CTmdが実行されている場合に選択されるAWDモードである。又、第2AWDモードは、運転支援制御CTsdが実行されている場合に選択されるAWDモードである。
又は、第1AWDモードは、充電量維持モードが実行されている場合に選択されるAWDモードである。又、第2AWDモードは、充電量消費モードが実行されている場合に選択されるAWDモードである。
又は、第1AWDモードは、エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるAWDモードである。又、第2AWDモードは、回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるAWDモードである。
又は、トーイングモードの選択時は、発進時や加速時に確実に大きな駆動力Frが必要になる。一方で、トーイングモードの非選択時は、大きな駆動力Frが必ずしも必要ではない場合がある。その為、第1AWDモードは、トーイングモードが選択されている場合に選択されるAWDモードである。又、第2AWDモードは、トーイングモードが選択されていない場合に選択されるAWDモードである。
上述したように、基本的には、第1AWDモードは、動力性能重視のAWDモードであり、第2AWDモードは、エネルギー効率重視のAWDモードである。
図6は、電子制御装置90の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつエネルギー効率を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図6は、図3や図5のフローチャートとは別の実施例である。
図6において、先ず、走行モード制御部96の機能に対応するS10cにおいて、AWDモードが選択されたか否かが判定される。このS10c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。このS10cの判断が肯定される場合は走行モード制御部96の機能に対応するS20cにおいて、AWDモードは第1AWDモードであるか否かが判定される。このS20cの判断が肯定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS30cにおいて、第1AWDモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。上記S20cの判断が否定される場合はエンジン制御部92aの機能に対応するS40cにおいて、第2AWDモード選択時のエンジン作動条件REQengに基づいてエンジン12の作動状態が制御される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン作動条件REQengが、第1AWDモードの選択時は第2AWDモードの選択時と比較してエンジン12の運転比率Rengが高くなるように予め定められているので、第1AWDモードの選択時には十分な駆動力Frが確保され易くされ、第2AWDモードの選択時にはエネルギー効率が向上され易くされる。つまり、大きな駆動力Frが必要になるAWDモードであっても、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。よって、ドライバビリティーの低下を抑制しつつ、エネルギー効率を向上させることができる。
また、本実施例によれば、第1AWDモードは、手動運転制御CTmdが実行されている場合に選択されるAWDモードであり、第2AWDモードは、運転支援制御CTsdが実行されている場合に選択されるAWDモードであるので、AWDモードであっても、手動運転制御CTmdに比べて要求される駆動力Frの自由度が大きくされる運転支援制御CTsdの実行時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1AWDモードは、充電量維持モードが実行されている場合に選択されるAWDモードであり、第2AWDモードは、充電量維持モードよりもEV走行の継続が可能な充電量消費モードが実行されている場合に選択されるAWDモードであるので、AWDモードであっても、充電量維持モードに比べて動力性能よりもエネルギー効率が重視される充電量消費モードの実行時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1AWDモードは、エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるAWDモードであり、第2AWDモードは、回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるAWDモードであるので、AWDモードであっても、エンジン12を回転状態に維持することが必要とされるエンジンブレーキモードに比べてエネルギー効率が重視される回生ブレーキモードの選択時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
また、本実施例によれば、第1AWDモードは、トーイングモードが選択されている場合に選択されるAWDモードであり、第2AWDモードは、トーイングモードが選択されていない場合に選択されるAWDモードであるので、AWDモードであっても、トーイングモードの選択時に比べて動力性能が重視されないトーイングモードの非選択時には、エンジン12を停止状態とする状況を増やすことができる。
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、トーイングモード、2WDモード、AWDモードなどの走行モードは運転者により選択されたが、この態様に限らない。例えば、電子制御装置90により、アクセル開度θacc、車輪速Nr、前後加速度Gx、ヨーレートRyawなどに基づいて自動的に選択されても良い。
また、前述の実施例2において、トーイングモード内でAWDモードの選択時と2WDモードの選択時とでエンジン作動条件REQengを変える制御を実施しないのであれば、車両200は、例えば駆動切替ダイヤルスイッチ82、トランスファー26、ADD機構37などを備えない、2WD車両であっても良い。要は、車両200は、トーイングモード内でエンジン作動条件REQengを変える制御の種類に応じて必要となる、運転制御、走行モードなどを備えていれば良い。
また、前述の実施例3において、AWDモード内でトーイングモードの選択時とトーイングモードの非選択時とでエンジン作動条件REQengを変える制御を実施しないのであれば、車両200は、例えばトーイング選択スイッチ81などを備えず、走行モードとして、トーイングモードを有していなくても良い。要は、車両200は、AWDモード内でエンジン作動条件REQengを変える制御の種類に応じて必要となる、運転制御、走行モードなどを備えていれば良い。
また、前述の実施例2、3において、車両200が、走行モードとして、充電量維持モードと充電量消費モードとを含んでいる場合、車両200は、充電スタンドや家庭用電源などの外部電源からバッテリ54への充電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両であっても良い。充電量維持モードと充電量消費モードとでエンジン作動条件REQengを変える制御は、プラグインハイブリッド車両に有用である。
また、前述の実施例において、エンジン12をクランキングする専用のモーターであるスターターが車両10、200に備えられている場合、MG回転速度Nmがゼロの状態とされているときの車両10、200の停止時に、例えば外気温が極低温の為に電動機MGによるクランキングが十分にできなかったり不可能なときには、スターターによってエンジン12をクランキングした後にエンジン12を点火する始動方法を採用することができる。
また、前述の実施例では、自動変速機24として遊星歯車式の自動変速機を例示したが、この態様に限らない。自動変速機24は、公知のDCT(Dual Clutch Transmission)を含む同期噛合型平行2軸式自動変速機、公知のベルト式無段変速機などであっても良い。
また、前述の実施例において、車両10、200は、FR方式の2WD車両をベースとするAWD車両であり、又、エンジン12及び電動機MGからの駆動力が後輪16等へ伝達されるパラレル式のハイブリッド車両であったが、この態様に限らない。例えば、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式の2WD車両をベースとするAWD車両、公知の電気式無段変速機を備えたハイブリッド車両、エンジンの動力によって駆動させられる発電機の発電電力及び/又はバッテリの電力で駆動させられる電動機からの駆動力が駆動輪へ伝達されるシリーズ式のハイブリッド車両などであっても、本発明を適用することができる。又は、上述したシリーズ式のハイブリッド車両などでは、自動変速機を備えていない場合もある。
また、前述の実施例において、AWDの方式は、トランスファー26とADD機構37とを備える方式に限定されない。例えば、副駆動輪が主駆動輪とは異なる電動機で駆動されるAWDの方式であっても良い。又は、トランスファー26が副変速機106を備えず、単に、2WDモードとAWDモードとが切り替えられるAWDの方式であっても良い。この場合、前述の実施例1においては、ハイギヤAWDモードからローギヤAWDモードへの切替えに備えたMGアイドリング制御は実行されない。又は、前述の実施例3においては、2WDモードを有さない常時AWDとされるAWDの方式であっても良い。
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22が用いられたが、この態様に限らない。例えば、流体式伝動装置として、トルクコンバータ22に替えて、トルク増幅作用のない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。又は、流体式伝動装置は、必ずしも備えられている必要はなく、例えば発進用のクラッチに置き換えられても良い。
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(ハイブリッド車両)
12:エンジン
14:前輪(副駆動輪)
16:後輪(主駆動輪)
18:動力伝達装置(車両用動力伝達装置)
26:トランスファー(駆動力配分装置)
48:変速機出力軸(出力回転部材)
54:バッテリ(蓄電装置)
90:電子制御装置(制御装置)
92a:エンジン制御部
92b:電動機制御部
96:走行モード制御部
98:運転制御部
106:副変速機(変速機)
120:副変速機用噛合クラッチ(噛合式クラッチ)
200:車両(ハイブリッド車両)
MG:電動機

Claims (8)

  1. エンジンと、電動機と、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置と、を備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、
    予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、
    運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、
    を含み、
    前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行するトーイングモードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、を含むものであり、
    前記エンジン作動条件は、前記トーイングモードの選択時は前記全輪駆動モードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定められているものであり、
    前記エンジン作動条件は、前記ハイブリッド車両が所定状態であるときに前記トーイングモードが選択された場合には、前記トーイングモードの選択時点から前記エンジンの始動を開始する一方で、前記ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに前記全輪駆動モードが選択された場合には、前記全輪駆動モードの選択後に前記ハイブリッド車両において所定要求が為された時点から前記エンジンの始動を開始するエンジン開始条件を含むものであり、
    前記所定状態は、前記ハイブリッド車両が停止中であって、前記駆動力を伝達する車両用動力伝達装置が、前進走行用駆動力を伝達可能とする前進走行位置とされた状態であるか、又は、前記車両用動力伝達装置の出力回転部材が機械的に回転不能に固定されておらず前記駆動力を伝達不能とするニュートラル位置とされた状態であり、
    前記所定要求は、前記駆動力を増大する加速要求、又は、前記電動機に対して電力を授受する蓄電装置の充電要求であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. エンジンと、電動機と、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置と、を備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、
    予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、
    運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、
    を含み、
    前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行するトーイングモードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、を含むものであり、
    前記エンジン作動条件は、前記トーイングモードの選択時は前記全輪駆動モードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定められているものであり、
    前記エンジン作動条件は、前記ハイブリッド車両が所定状態であるときに前記トーイングモードが選択された場合には、前記トーイングモードの選択時点から前記エンジンの始動を開始する一方で、前記ハイブリッド車両が前記所定状態であるときに前記全輪駆動モードが選択された場合には、前記全輪駆動モードの選択後に前記ハイブリッド車両において所定要求が為された時点から前記エンジンの始動を開始するエンジン開始条件を含むものであり、
    前記全輪駆動モードは、前記駆動力配分装置に設けられた、噛合式クラッチの作動によってローギヤ段とハイギヤ段とが択一的に形成される変速機が前記ローギヤ段とされたローギヤ全輪駆動モードと、前記変速機が前記ハイギヤ段とされたハイギヤ全輪駆動モードと、を含むものであり、
    前記主駆動輪駆動モードは、前記変速機が前記ハイギヤ段とされたハイギヤ主駆動輪駆動モードであり、
    前記エンジン及び前記電動機が共に停止状態とされているときの前記ハイギヤ主駆動輪駆動モードでの制御時に、前記ハイギヤ全輪駆動モードが選択されたことによって前記ハイギヤ主駆動輪駆動モードから前記ハイギヤ全輪駆動モードへ切り替えられた場合には、前記エンジンの停止状態が維持された状態でクリープ現象を生じさせる所定トルクを前記電動機から出力させる電動機制御部を更に含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. エンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、
    予め定められた、前記エンジンを始動したり停止したりする為のエンジン作動条件に基づいて、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、
    運転者により選択されるか又は自動的に選択される、走行モードを実現するように前記ハイブリッド車両の走行を制御する走行モード制御部と、
    を含み、
    前記走行モードは、被牽引車を牽引して走行する第1トーイングモードと、前記第1トーイングモードとは異なる、前記被牽引車を牽引して走行する第2トーイングモードと、を含むものであり、
    前記エンジン作動条件は、前記第1トーイングモードの選択時は前記第2トーイングモードの選択時と比較して、前記ハイブリッド車両の稼働時間に対する前記エンジンの運転時間の比である前記エンジンの運転比率が高くなるように予め定めら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。
  4. 前記第2トーイングモードは、前記第1トーイングモードよりも前記被牽引車の総重量が軽い場合に選択されるトーイングモードであることを特徴とする請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 前記運転者の運転操作に基づいて前記ハイブリッド車両の運転を行う手動運転制御と、少なくとも加減速を自動的に行うことによって前記ハイブリッド車両の運転を行う運転支援制御と、を実行することができる運転制御部を更に含み、
    前記第1トーイングモードは、前記手動運転制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、
    前記第2トーイングモードは、前記運転支援制御が実行されている場合に選択されるトーイングモードであることを特徴とする請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  6. 前記走行モードは、前記エンジンを運転状態と停止状態とで切り替えるエンジン間欠作動を行いつつ前記エンジンの停止状態で前記電動機のみを駆動力源とするモータ走行が可能な充電量維持モードと、前記充電量維持モードよりも前記モータ走行の継続が可能な充電量消費モードと、を含むものであり、
    前記第1トーイングモードは、前記充電量維持モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであり、
    前記第2トーイングモードは、前記充電量消費モードが実行されている場合に選択されるトーイングモードであることを特徴とする請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  7. 前記走行モードは、減速走行中に前記エンジンの回転抵抗によるエンジンブレーキトルクを作用させるエンジンブレーキモードと、前記減速走行中に前記エンジンブレーキトルクよりも前記電動機の回生による回生ブレーキトルクを優先して作用させる回生ブレーキモードと、を含むものであり、
    前記第1トーイングモードは、前記エンジンブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、
    前記第2トーイングモードは、前記回生ブレーキモードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであることを特徴とする請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  8. 前記走行モードは、駆動力を主駆動輪と副駆動輪とに配分する駆動力配分装置によって前記主駆動輪と前記副駆動輪との何れもに前記駆動力を配分して走行する全輪駆動モードと、前記主駆動輪のみに前記駆動力を配分して走行する主駆動輪駆動モードと、を含むものであり、
    前記第1トーイングモードは、前記全輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであり、
    前記第2トーイングモードは、前記主駆動輪駆動モードが選択されている場合に選択されるトーイングモードであることを特徴とする請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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