JPWO2014051107A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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    • F02D29/06Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
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Abstract

第1クラッチを直結係合しつつ第2クラッチを解放した状態でエンジンを駆動して発電制御を行っている停車中から、発進要求を検出したことに基づき発電制御を中断した後、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつモータ目標回転数(Nmtg)を低下させる。これにより、第2クラッチに負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチの耐久性の向上を図ることができる。また、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。

Description

本発明は、エンジンから車輪までの動力伝達経路上に、エンジンの側から順に、第1クラッチ、回転電機、第2クラッチが配設されたハイブリッド車両の制御装置に係り、詳しくは、エンジンにより回転電機を駆動する発電制御中に発進要求を検出した際に、発電制御を中断して車両を発進させるハイブリッド車両の制御装置に関する。
近年、エンジンと、モータ・ジェネレータ(以下、単に「モータ」という)と、エンジンとモータとの間に介在されたエンジン接続用クラッチと、エンジンやモータと車輪との動力伝達を接続・切断し得るクラッチを有する変速機構と、を備えた、いわゆる1モータパラレル式のハイブリッド車両の開発が進められている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
ところで、上述のような1モータパラレル式のハイブリッド車両において、停車中にバッテリ残量が少なくなると、変速機構のクラッチによる動力伝達を切断した状態で、エンジン接続用クラッチを接続してモータをエンジンにより回転駆動することで発電を行っている。
特許文献1のハイブリッド車両では、このような停車中の発電中に、例えば運転者によるブレーキOFFやアクセルON等の操作により、車両の発進要求を検出した場合に、エンジン接続用クラッチを解放すると共に、例えば変速機構のクラッチをスリップさせつつモータの駆動力により発進し、つまりEV走行によりレスポンス良く車両を発進させることを可能としている。
しかしながら、特許文献1のような発進手法では、バッテリ残量が少ない場合にEV走行による車両の発進は行えないという問題がある。EV走行による車両の発進が行えない場合は、一旦、エンジン接続用クラッチを解放し、変速機構のクラッチを係合させた後、さらにエンジン接続用クラッチをスリップ係合させながらエンジンの駆動力により発進させることになるので、運転者の発進要求(ブレーキOFFやアクセルON等)があってから、実際に車両が発進するまでに時間がかかり、いわゆるヘジテーションのような感覚を運転者に与えてしまう。
一方、特許文献2のハイブリッド車両では、このような停車中の発電中に、例えば運転者によるブレーキOFFやアクセルON等の操作により、車両の発進要求を検出した場合に、エンジン接続用クラッチをスリップ係合状態にすると共に、例えば変速機構のクラッチをスリップさせつつエンジンの駆動力により発進し、つまりエンジンの駆動力によりレスポンス良く車両を発進させることを可能としている。
特開2007−314097号公報 国際公開第2011/125775号
しかしながら、特許文献2のハイブリッド車両においては、例えば補機類(ヘッドライト、エアコン等)に対する電力供給を維持するために、発電制御を実行したまま車両の発進を行っているため、発進要求を検出してからモータの回転速度を低下させているものの、該モータの回転速度を発電が可能な程度の速度に維持する必要があり、変速機構のクラッチをスリップ係合状態にして車両を発進させる際は、該変速機構のクラッチに負荷がかかり、該クラッチの耐久性として好ましくないという問題があった。
そこで本発明は、車両停車中の発電制御を行っている状態から、発進要求を検出したことに基づき、ハイブリッド車両を発進させるものにあって、第2クラッチの耐久性を確保しつつ、発進要求から車両発進までのレスポンスを向上し、ヘジテーションの緩和を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
本発明は(例えば図1乃至図9参照)、エンジン(2)から車輪(6)までの動力伝達経路上に、前記エンジン(2)の側から順に、第1クラッチ(SSC)、回転電機(4)、第2クラッチ(C1)が配設されたハイブリッド車両(100)に用いられ、
発進要求を検出したことに基づき、前記ハイブリッド車両(100)を発進させるハイブリッド車両の制御装置(1)において、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第1クラッチ(SSC)の係合状態を制御する第1クラッチ制御手段(22)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第2クラッチ(C1)の係合状態を制御する第2クラッチ制御手段(25)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が目標の回転速度(Nmtg)となるように前記回転電機(4)を回転速度制御する回転電機制御手段(23)と、を備え、
前記第1クラッチ(SSC)を直結係合しつつ前記第2クラッチ(C1)を解放した状態で前記エンジン(2)を駆動して発電制御を行っている停車中から、前記発進要求を検出したことに基づき前記発電制御を中断した後、前記第2クラッチ制御手段(25)により前記第2クラッチ(C1)を解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に前記第1クラッチ制御手段(22)により前記第1クラッチ(SSC)を係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつ前記回転電機制御手段(23)により前記目標の回転速度を低下させることを特徴とする。
これにより、ハイブリッド車両の発進時にあって、発電制御を中断して、回転電機の回転速度を低下させた状態で、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御することができるので、第2クラッチに負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチの耐久性の向上を図ることができる。また、発電制御を中断して回転電機の回転速度を低下させるので、回転電機の回転速度を、変速機構の第2クラッチのスリップで調整する必要がなくなり、回転速度調整が不要になる分のレスポンスの向上を図ることができる。さらに、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記ハイブリッド車両(100)は、前記エンジン(2)の回転によって発電して補機に電力を供給可能なオルタネータ(50)を有し、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記エンジン(2)を駆動させて前記オルタネータ(50)による発電を行いながら、前記回転電機制御手段(23)により前記目標の回転速度を低下させることを特徴とする。
これにより、発進時にあってオルタネータにより発電を行うので、回転電機による発電を中断することを可能とすることができ、つまり回転電機の目標の回転速度を低下させることを可能とすることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記目標の回転速度を低下させる際、前記目標の回転速度(Nmtg)を第1の所定勾配で低下させた後、前記第1の所定勾配よりも緩い第2の所定勾配で低下させることを特徴とする。
これにより、急勾配である第1の所定勾配で回転電機の回転速度を低下させることができるので、スリップ係合状態にする第2クラッチの負荷をさらに低減することができる。また、例えば回転電機の回転速度が第2クラッチの出力側の回転速度と同期してしまうと、第2クラッチの係合状態を検出することができなくなるが、緩勾配である第2の所定勾配で回転電機の回転速度を低下させることで、第2クラッチに負荷をかけず、かつ第2クラッチのスリップ係合状態の制御性を確保することができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記第2クラッチ制御手段(25)は、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が前記変速機構(5)の変速比と出力回転速度(Nout)とを乗算した回転速度(Ns)に対して所定回転速度差(d2)以内となった際に、前記第2クラッチ(C1)を直結係合状態に移行することを特徴とする。
また、回転電機制御手段が、第1クラッチのスリップ係合を判定してから、回転電機の回転数が変速機構の変速比と出力回転数とを乗算した回転数に対して所定回転数以内になるまで、設定勾配で回転電機の回転数が下降するように回転速度制御を実行するので、レスポンス良く回転電機と車輪との回転同期を図ることができ、ヘジテーションの緩和を図り、かつ滑らかな発進を可能とすることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、運転者の要求駆動力(Treq)を算出する要求駆動力算出手段(28)を備え、
前記第2クラッチ制御手段(25)は、前記回転電機(4)の回転速度制御の実行中に前記第2クラッチ(C1)が前記要求駆動力(Treq)を伝達するトルク容量となるように、前記第2クラッチ(C1)を制御することを特徴とする。
これにより、回転速度制御された回転電機から運転者の要求駆動力以上の駆動力が出力されたとしても、回転電機と車輪との回転速度の同期が図られるまで、車両の出力駆動力を運転者の要求駆動力に合わせることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記第1クラッチ(SSC)のスリップ係合状態を判定するまで、前記エンジン(2)の回転速度(Ne)と異なる所定回転速度(例えばNi+d1)になるように前記回転速度制御を実行することを特徴とする。
これにより、第1クラッチの入力側と出力側とに異なる回転速度を与えて、第1クラッチのスリップを促進することができる。また、第1クラッチがスリップした際に、エンジンと回転電機とが異なる回転速度になるので、第1クラッチのスリップの検出を容易にすることができる。
さらに、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、回転電機回転速度センサ(42)により検出される前記回転電機(4)の回転速度(Nm)とエンジン回転速度センサ(41)により検出される前記エンジン(2)の回転速度(Ne)との回転速度差(d1)に基づいて前記第1クラッチ(SSC)のスリップ状態を判定することを特徴とする。
これにより、回転電機制御手段は、回転電機回転速度センサにより検出される回転電機の回転速度とエンジン回転速度センサにより検出されるエンジンの回転速度との回転速度差に基づいて第1クラッチのスリップを判定することを可能とすることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が前記変速機構(5)の変速比と前記出力回転速度(Nout)とを乗算した回転速度(Ns)に対して所定回転速度差(d2)以内になると、前記回転速度制御を終了して回転電機の出力トルクが目標のトルクとなるように回転電機を制御するトルク制御を開始することを特徴とする。
これにより、第2クラッチが直結係合した状態になると、回転電機を通常のトルク制御に戻すことができ、違和感のない車両の加速を可能とすることができる。
さらに、本発明は(例えば図1、図8及び図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記トルク制御を開始してから第1の所定時間(TB)の間、前記回転速度制御の終了時の回転電機(4)の出力トルクから前記回転電機(4)の回転速度の変化に必要なトルクを減算した値(Tmfb−A)を前記目標のトルクとすることを特徴とする。
これにより、回転速度制御の間に回転電機が出力しているトルクは、第1クラッチで伝達するトルク容量から第2クラッチで伝達するトルク容量を減算した値に、回転電機の回転速度の変化に必要なトルクを加算した値であるので、回転電機制御手段が、トルク制御を開始してから第1の所定時間の間、回転速度制御の終了時の回転電機の出力トルクから回転電機の回転速度の変化に必要なトルクを減算した値を目標のトルクとすることで、トルク制御を開始してから第1の所定時間の間は、第1クラッチで伝達するトルク容量から第2クラッチで伝達するトルク容量を減算した値に回転電機の目標のトルクを設定することができ、つまり係合開始直後の第2クラッチに、第1クラッチで伝達するトルク容量から回転電機の目標のトルクを減算したトルクが伝達されることになって、第2クラッチにスリップが発生しないようにすることができる。なお、第1の所定時間が経過すると、第2クラッチの係合が進み、該第2クラッチのトルク容量が十分に大きくなるので、その後に第2クラッチがスリップすることもないようにすることができる。
また、本発明は(例えば図1、図5乃至図7参照)、前記発電制御を中断してからの経過時間を計時するタイマ手段(27)と、
前記タイマ手段(27)により計時された時間が第2の所定時間(TA)に達しても、回転電機回転速度センサ(42)により検出される前記回転電機(4)の回転速度(Nm)とエンジン回転速度センサ(41)により検出される前記エンジン(2)の回転速度(Ne)との回転速度差(d1)が検出されない場合に、前記第1クラッチ(SSC)のスリップを強制的に発生させる強制スリップ制御を実行する強制スリップ手段(26)と、を備えたことを特徴とする。
これにより、発電制御を中断した後の第1クラッチのスリップへの移行の確実性を増すことができる。
さらに、本発明は(例えば図1、図5乃至図7参照)、前記強制スリップ手段(26)は、前記回転電機制御手段(23)に指令して、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)を前記エンジン(2)の回転速度(Ne)よりも低い回転速度(例えばNi−d3)になるように制御することで、前記強制スリップ制御を実行することを特徴とする。
これにより、強制スリップ手段は、回転電機制御手段に指令して、回転電機の回転速度をエンジンの回転速度よりも低い回転速度になるように制御することで、強制スリップ制御を実行することができる。
さらに、本発明は(例えば図1、図5乃至図7参照)、前記エンジン(2)の回転速度(Ne)を制御するエンジン制御手段(21)を備え、
前記強制スリップ手段(26)は、前記エンジン制御手段(21)に指令して、前記エンジン(2)の回転速度(Ne)を前記回転電機(4)の回転速度(Nm)よりも高い回転速度(例えばNi+d1+d4)になるように制御することで、前記強制スリップ制御を実行することを特徴とする。
これにより、強制スリップ手段は、エンジン制御手段に指令して、エンジンの回転速度を回転電機の回転速度よりも高い回転速度になるように制御することで、強制スリップ制御を実行することができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図7参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記第1クラッチ(SSC)のスリップ開始までのアクセル開度が大きいほど、前記目標の回転速度(Nmtg)を低下させる勾配が大きくなるように前記回転速度制御を実行することを特徴とする。
これにより、運転者の発進加速度の要求に応じたレスポンスの良い発進を可能とすることができる。
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
本ハイブリッド車両及びその制御装置を示すブロック図。 第1の実施の形態に係る発電制御の中断後から発進までの制御を示すフローチャート。 第1の実施の形態に係るアクセル開度がOFFの発進時を示すタイムチャート。 第1の実施の形態に係るアクセル開度がONされた際の発進時を示すタイムチャート。 第2の実施の形態に係る発電制御の中断後から発進までの制御を示すフローチャート。 第2の実施の形態に係るモータによる強制スリップ制御を行った発進時を示すタイムチャート。 第2の実施の形態に係るエンジンによる強制スリップ制御を行った発進時を示すタイムチャート。 第3の実施の形態に係る発電制御の中断後から発進までの制御を示すフローチャート。 第3の実施の形態に係るアクセル開度がOFFの発進時を示すタイムチャート。
<第1の実施の形態>
以下、本発明に係る第1の実施の形態を図1乃至図4に沿って説明する。なお、図1において、強制スリップ手段26及びタイマ手段27は、第2の実施の形態の場合に備えているものとし、第1の実施の形態では、それらの説明を省略する。なお、本明細書中において、「回転数」とは「回転速度」と同義で用いるものである。
図1に示すように、ハイブリッド車両100は、その駆動系として、エンジン2と、該エンジン2の出力軸(クランク軸)2aに接続されたハイブリッド駆動装置3とを備えており、該ハイブリッド駆動装置3の出力軸5bは、プロペラシャフト等を介してディファレンシャル装置Dに駆動連結され、該ディファレンシャル装置Dから左右のドライブシャフト等を介して左右の車輪6に駆動力が伝達される。また、ハイブリッド車両100には、エンジン2の回転によって発電して補機(ライト類、エアコンなど)に電力を供給可能なオルタネータ50がエンジン2に駆動連結されるように配設されている。
上記エンジン2は、詳しくは後述する車両制御装置(ECU)1のエンジン制御手段21からの指令に基づき、エンジン回転数(エンジンの回転速度)NeやエンジントルクTeを自在に制御するエンジン制御部11に電気的に接続されている。また、エンジン2の出力軸2aの外周側には、その出力軸2aの回転数、つまりエンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ(エンジン回転速度センサ)41が配置されている。
ハイブリッド駆動装置3は、エンジン2から車輪6までの動力伝達経路上に配置されており、大まかに、エンジン2の側から順に、エンジン接続用の第1クラッチSSCと、モータ・ジェネレータ(回転電機)4と、変速機構5とを備えて構成されている。そのうちの第1クラッチSSCは、上記エンジン2の出力軸2aとモータ・ジェネレータ(以下、単に「モータ」という)4のロータ軸4aとの間に介在し、それらを摩擦係合可能となっている。即ち、第1クラッチSSCは、詳しくは後述する車両制御装置(ECU)1の第1クラッチ制御手段22からの指令に基づき、AT制御部13により電気的な指令を受けた油圧制御装置5VBから供給される第1クラッチ油圧PSSCに応じて、係合状態が自在に制御され、そのトルク容量も自在に制御される。
上記モータ4は、図示を省略したステータ及びロータを備え、そのロータが接続されたロータ軸4aが第1クラッチSSCの出力側に駆動連結されている。上記モータ4は、詳しくは後述する車両制御装置(ECU)1のモータ制御手段(回転電機制御手段)23からの指令に基づき、モータ回転数(回転電機の回転速度)NmやモータトルクTm(モータ4から出力されるトルク)を自在に制御するモータ制御部12に電気的に接続されている。また、モータ4のロータ軸4aの外周側には、そのロータ軸4aの回転数、つまりモータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ(回転電機回転速度センサ)42が配置されている。ロータ軸4aは、後述する変速機構5の入力軸5aに直接的に駆動連結されている。
上記変速機構5は、例えばプラネタリギヤ列を複数列組合せて構成した歯車機構を有する有段式変速機からなり、油圧制御装置5VBから供給される油圧に基づき複数の摩擦係合要素(クラッチやブレーキ)の摩擦係合状態を変更することで、伝達経路を変更して変速比の変更を行うように構成されている。この複数の摩擦係合要素のうちの1つとして、入力軸5aと出力軸5bとの間の動力伝達を接続・切断自在に構成され、解放、スリップ係合、完全係合状態に摩擦係合可能な第2クラッチC1を有している。
即ち、第2クラッチC1は、詳しくは後述する車両制御装置(ECU)1の変速機構制御手段24の第2クラッチ制御手段25からの指令に基づき、AT制御部13により電気的な指令を受けた油圧制御装置5VBから供給される第2クラッチ油圧PC1に応じて、係合状態が自在に制御され、そのトルク容量も自在に制御される。
また、変速機構5の入力軸5aの外周側には、その入力軸5aの回転数、つまり入力回転数(本実施の形態ではモータ回転数Nmと同じ)を検出する入力回転数センサ43が配置されている。さらに、変速機構5の出力軸5bの外周側には、その出力軸5bの回転数、つまり出力回転数(出力回転速度)Noutを検出する出力回転数センサ44が配置されている。出力軸5bは、上述したようにディファレンシャル装置D等を介して車輪6に駆動連結されているので、出力回転数センサ44は車速Vを検出するものとしても用いることが可能である。
なお、本実施の形態にあって第2クラッチC1は、例えば不図示のワンウェイクラッチと共に係合状態になることで前進1速段を達成するものとし、つまり第2クラッチC1の1つだけが係合することで変速機構5の前進1速段が達成されるものとして説明するが、例えば他の摩擦係合要素と共に同時係合して前進1速段ないし前進3速段のような発進可能な変速段を達成するものであってもよい。
また、本実施の形態にあっては、変速機構5を有段変速機として説明するが、例えばベルト式、トロイダル式、コーンリング式などの無段変速機であってもよく、その場合、第2クラッチC1は、無段変速機に内蔵された動力伝達の接続・切断が可能なクラッチであると考えることができる。
また、上述の第1クラッチSSCと第2クラッチC1とは、2つ以上の摩擦係合部材を押圧する油圧の大きさで伝達可能なトルク容量の大きさが可変する摩擦係合可能な要素であり、通常は、それら摩擦係合部材を押圧するピストンと、そのピストンを押圧する油圧シリンダと、油圧シリンダに対して逆方向に作用するリターンスプリングとを備えて構成されているが、これに限らず、対向シリンダによる差圧でピストンが駆動するような構造でもよいし、油圧アクチュエータにより移動するアーム等で摩擦係合部材を押圧するような構造でもよい。
これら第1クラッチSSCや第2クラッチC1の状態は、上述のように油圧の大きさで制御され、摩擦係合部材同士が離れた「解放状態」、スリップしつつ伝達するトルク容量を生じる「スリップ係合状態」、油圧を可能な限り大きくして摩擦係合部材同士を締結した「直結係合状態」に分けられる。なお、「スリップ係合状態」は、解放状態からピストンがストロークして摩擦係合部材に接触するストロークエンドとなってから、摩擦係合部材同士の回転速度が同期するまでの間と定義でき、「解放状態」は、ピストンがストロークエンド未満となって摩擦係合部材から離れた状態と定義できる。
ついで、ハイブリッド車両100の制御装置としての車両制御装置(ECU)1について説明する。図1に示すように、車両制御装置1は、エンジン制御手段21と、第1クラッチ制御手段22と、モータ制御手段23と、第2クラッチ制御手段25を有する変速機構制御手段24と、要求駆動力算出手段28と、を備えている。また、車両制御装置1には、ハイブリッド車両100に備えられている、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ31と、ブレーキペダルの踏圧状態を検出するブレーキセンサ32と、が電気的に接続されている。
上記エンジン制御手段21は、エンジン制御部11を介してエンジン2に指令し、エンジン回転数Neやエンジントルクを自在に制御する。また、上記第1クラッチ制御手段22は、AT制御部13介して油圧制御装置5VBに指令し、第1クラッチ油圧PSSCを調圧制御することで第1クラッチSSCの摩擦係合状態を自在に制御する。また、上記モータ制御手段23は、モータ制御部12(及び不図示のインバータ回路)を介してモータ4に指令し、回転数制御(回転速度制御)によるモータ回転数Nmの制御やトルク制御によるモータトルクTmの制御を自在にする。
なお、回転数制御とは、モータ目標回転数Nmtgを算出・設定し、モータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgとなるようにインバータ回路等で電気的に制御するものである。また、トルク制御とは、モータ目標トルクを算出・設定し、モータトルクTmがモータ目標トルクとなるようにインバータ回路等で電気的に制御するものである。
上記変速機構制御手段24は、例えば車速やアクセル開度に基づき変速段を選択判断し、AT制御部13を介して油圧制御装置5VBに指令し、各摩擦係合要素(クラッチやブレーキ)を油圧制御して、変速制御(変速比の変更)を行うように制御する。また、第2クラッチ制御手段25は、上述と同様にAT制御部13を介して油圧制御装置5VBに指令し、第2クラッチ油圧PC1を調圧制御することで、複数の摩擦係合要素のうちの1つである第2クラッチC1の係合状態(解放、スリップ係合、係合完了など)を自在に制御する。
また、要求駆動力算出手段28は、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度(アクセルのON/OFF)やブレーキセンサ32により検出されるブレーキの踏圧状態(ブレーキのON/OFF)に基づき、運転者が要求(意図)している要求駆動力を算出する。
続いて、本車両制御装置1による停車中の発電制御中からの発進時における制御について、図2乃至図4に沿って説明する。なお、以下の説明では、まず、発進時にブレーキがOFFされてクリープ走行で発進する場合について図2及び図3に沿って説明し、次に、発進時にブレーキがOFFされた後にアクセルがON(踏圧)されて発進する場合について、図3との相違部分を主として図4に沿って説明する。また、図3及び図4に示すクラッチSSC油圧PSSC及びクラッチC1油圧PC1の値は、車両制御装置1から油圧制御装置5VBに対する指令値を示したものであり、実際の油圧は指令値に対して所定の応答速度で徐々に追従するものである。
図3に示すように、例えば運転者がブレーキを踏圧してONした状態でハイブリッド車両100が例えばニュートラルレンジ(Nレンジ)で停車している車両停車中にあって、車両制御装置1が不図示のバッテリの残量不足に基づき該バッテリの充電を行うために発電制御を判断している(発電要求の成立)状態では、第1クラッチ制御手段22からの指令に基づき油圧制御装置5VBから第1クラッチSSCに完全係合指令としてのクラッチSSC油圧PSSCが供給されて該第1クラッチSSCが直結係合状態にされ、エンジン2とモータ4とが駆動連結されると共に、第2クラッチ制御手段25からの指令に基づき油圧制御装置5VBから第2クラッチC1にクラッチC1油圧PC1が非供給(0圧)に指令されて該第2クラッチC1が解放状態にされ、エンジン2及びモータ4と、車輪6との動力伝達が切断された状態とされる。そして、エンジン制御手段21からの指令に基づきエンジン2が発電用の回転数に制御され、つまりモータ4がエンジン2により駆動されてバッテリへの発電が行われる。
この状態から例えば時点t11において運転者がニュートラルレンジからドライブレンジ(Dレンジ)にN−D操作し、時点t12においてブレーキを離してOFFにすると、車両制御装置1は、運転者が発進を要求しているもの(発進要求)と判断(検出)し、車両制御装置1がモータ4による発電制御の中断を判断する(発電要求の非成立)。すると、図2に示すように、発電制御を中断(発電要求が非成立)してからの発進制御を開始し(S1−1)、まず、図3に示すように、第1クラッチ制御手段22が、第1クラッチSSCがスリップ係合状態にされるようにクラッチSSC油圧PSSCを所定圧まで下降すると共に、第2クラッチ制御手段25が、第2クラッチC1の係合制御を開始する(S1−2)。なお、この際のクラッチSSC油圧PSSCの所定圧は、長時間経過すると第1クラッチSSCが解放する指令値であるが、油圧応答性を加味すると、第1クラッチSSCはスリップ係合状態であって完全には解放されないことになる。また、モータ4による発電制御は中断されるが、エンジン2が回転状態にあるため、オルタネータ50により補機類のための発電が行われることになる。
上記の発進要求の検出に基づき(発電制御が中断されたことに基づき)、まず、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1をファストフィル(ストロークエンドまでガタ詰め)するように指令し、一方で、要求駆動力算出手段28が、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度がOFF(0%)であることに基づき、クリープトルク分として要求駆動力Treqを算出し、第2クラッチ制御手段25は、ファストフィルが終了すると、その要求駆動力Treqを第2クラッチC1が伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令する。なお、変速機構制御手段24は、変速機構5を保護するため、駆動力制限値Tlimを設定し、仮に要求駆動力Treqが駆動力制限値Tlimを越えるような場合は、第2クラッチC1が駆動力制限値Tlimを伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令することになる。
また一方、エンジン制御手段21は、上記の発進要求の検出に基づき(発電制御が中断されたことに基づき)、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niとなるようにエンジン2に指令制御し、モータ制御手段23は、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niと異なる所定回転数となるようにモータ目標回転数Nmtgを設定し、モータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgになるようにする形で、アイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くなるようにモータ4の回転数制御を開始する。なお、時点t12の直後は、第1クラッチSSCがスリップを開始する前なので、エンジン回転数Neが回転数制御されたモータ回転数Nmに同期する形となる。なお、本実施の形態では、エンジン2をアイドル回転数Niに設定しているので、モータ回転数Nmをアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くなるように制御しているが、エンジン回転数Neがアイドル回転数Ni以外の回転数に設定される場合は、モータ回転数Nmをそのエンジン回転数とは異なる回転数に設定しておく。
上記のようにモータ4が回転数制御されることで、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高い回転数(Ni+d1)にモータ4の駆動力で制御されるので、例えば変速機構5の第2クラッチC1の引き摺り制御などで、エンジン2のイナーシャ、モータ4のイナーシャ、変速機構5の入力系のイナーシャなどを吸収する必要がなくなり、その分、変速機構5での制御時間が短縮でき、直ぐに第2クラッチC1の係合制御に移行することができることになると共に、第2クラッチC1で上記イナーシャを吸収する必要が無いため、第2クラッチC1の発熱量も下がり、第2クラッチC1の耐久性の向上が図られる。なお、この間は、図3に示すように、モータ4のフィードバックトルクTmfbがイナーシャ吸収分だけ上昇することになる。
その後、エンジン回転数センサ41によるエンジン回転数Neの検出とモータ回転数センサ42によるモータ回転数Nmの検出とに基づき、第1クラッチSSCの差回転が検知されるまで待機し(スリップ待ち)(S1−3のNo)、時点t13において、上記のように回転数制御されたモータ回転数Nmとアイドル回転数Niに制御されたエンジン回転数Neとの差回転、つまり第1クラッチSSCの差回転が回転数差d1となると(S1−3のYes)、第1クラッチSSCがスリップ係合状態となっているので、まず、第1クラッチ制御手段22は、第1クラッチSSCの引き摺り状態によってエンジン回転数Neがアイドル回転数Niに維持されるように、エンジン回転数制御を開始し(S1−4)、つまりクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御がエンジン回転数Neに基づいて開始される。
また、時点t13において、第1クラッチSSCの差回転が回転数差d1となると(S1−3のYes)、モータ制御手段23は、ハイブリッド車両100がクリープ走行を開始する際の加速度を考慮する形で、モータ目標回転数Nmtgをクリープ走行用の回転数になるように所定時間の間だけ第1の所定勾配である急勾配に設定し、つまりモータ回転数Nmが該急勾配で素早く降下させる。その後、所定時間が経過すると、第1の所定勾配よりも緩い第2の所定勾配である緩勾配に設定し、つまりモータ回転数Nmが該緩勾配で徐々に降下するようにモータ4の回転数制御を開始する(S1−5)。
またこの間、第2クラッチ制御手段25は、上述のように要求駆動力算出手段28により算出された要求駆動力Treqに基づき、第2クラッチC1が該要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、クラッチC1油圧PC1を一定値に維持するように指令制御する。
その後、変速機構制御手段24は、変速機構5の入力回転数センサ43により検出される入力軸5aの入力回転数Ninと出力回転数センサ44により検出される出力回転数Noutとから該変速機構5の変速比を随時算出し、モータ制御手段23は、その随時算出される変速比に出力回転数Noutを乗算した値を同期回転数Nsとして算出し、その同期回転数Nsとモータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとが所定回転数差d2以内となるまで待機する(S1−6のNo)。
そして、時点t14において、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S1−6のYes)、つまり変速機構5における第2クラッチC1がスリップ係合状態から直結係合状態になったことになり、モータ4と車輪6とが同期したものと判断して、モータ4の回転数制御を終了し(S1−7)、モータトルクTmが目標のトルクとなるようにモータ4を制御するトルク制御に移行する。
また、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S1−6のYes)、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇を開始し、第2クラッチC1の直結係合を完了するための係合完了制御を行い(S1−8)、時点t15において第2クラッチC1の係合完了制御を終了する。
なお、車両制御装置1は、変速機構5を保護するための駆動力制限値の演算を第2クラッチC1のトルク容量に基づき演算するので、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇に基づき駆動力制限値も上昇する。また、モータ4がトルク制御に移行し、第1クラッチSSCのスリップ係合の進行によりエンジン2の駆動力(エンジントルク)の入力が上昇するので、モータ4のフィードバックトルクTmfbは小さくされていき、時点t15までに0となる。
また、第1クラッチ制御手段22は、引き続きエンジン回転数制御を行いつつクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御を行う。これにより、第2クラッチC1が直結係合となって変速段が形成された変速機構5を介して、車輪6にエンジン2の駆動力を伝達して車速を上昇していき、つまり第1クラッチSSCよりも出力側のモータ回転数Nm(変速機構5の入力回転数Ninと同じ)が上昇していくので、時点t16において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとが同期して第1クラッチSSCも直結係合状態となって、以上によりハイブリッド車両の発進制御が終了する(S1−9)。
ついで、図4に沿って、ブレーキがOFFされた後にアクセルがON(例えばアクセル開度100%)された場合について説明する。
図4に示すように、ブレーキがONでハイブリッド車両100が停車している状態で発電制御を判断している(発電要求の成立)状態から、時点t21において運転者がニュートラルレンジからドライブレンジ(Dレンジ)にN−D操作し、時点t22においてブレーキを離してOFFにすると、発進要求と判断(検出)し、発電制御の中断を判断する(発電要求の非成立)。これにより、図3と同様に、第1クラッチ制御手段22が第1クラッチSSCのスリップ係合状態への制御を開始し、第2クラッチ制御手段25が第2クラッチC1の係合制御を開始する(S1−2)。
すると、上記の発進要求の検出に基づき、まず、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1をファストフィル(ストロークエンドまでガタ詰め)するように指令する。
ここで、例えば時点t23に運転者によりアクセルがONされると、要求駆動力算出手段28が、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度に基づき要求駆動力Treqを算出するが、アクセル開度の通りに算出した要求駆動力Treq’(図4中破線で示す)に対し、変速機構5の保護のための駆動力制限値Tlimの方が低いため、要求駆動力Treqを駆動力制限値Tlimと同じになるように算出する。従って、第2クラッチ制御手段25は、ファストフィルが終了すると、その駆動力制限値Tlimと同じに算出された要求駆動力Treqを第2クラッチC1が伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令する。
一方では、エンジン制御手段21は、上記の発進要求の検出に基づき、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niとなるようにエンジン2に指令制御し、モータ制御手段23は、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くモータ目標回転数Nmtgを設定し、モータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgになるようにモータ4の回転数制御を開始する。
その後、エンジン回転数センサ41によるエンジン回転数Neの検出とモータ回転数センサ42によるモータ回転数Nmの検出とに基づき、時点t24において、上記のように回転数制御されたモータ回転数Nmとアイドル回転数Niに制御されたエンジン回転数Neとの差回転が回転数差d1となると(S1−3のYes)、つまり第1クラッチSSCがスリップ係合状態となっているので、まず、第1クラッチ制御手段22は、第1クラッチSSCの引き摺り状態によってエンジン回転数Neがアイドル回転数Niに維持されるように、エンジン回転数制御を開始し(S1−4)、つまりクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御がエンジン回転数Neに基づいて開始される。
また、時点t24において、第1クラッチSSCの差回転が回転数差d1となると(S1−3のYes)、モータ制御手段23は、ハイブリッド車両100が上記算出した要求駆動力Treq(駆動力制限値Tlimと同じ)で走行を開始する際の加速度を考慮する形で、モータ目標回転数Nmtgを前述のクリープ走行用の場合に比して大きな勾配となる設定勾配に設定し、つまりモータ回転数Nmがアクセル開度に応じた大きな設定勾配で降下するようにモータ4の回転数制御を開始する(S1−5)。なお、この場合は、モータ目標回転数Nmtgを一定の設定勾配に設定しているが、図3で示した場合のように、所定時間の間、急勾配である第1の所定勾配に設定し、その後、緩勾配である第2の所定勾配に設定するようにしてもよい。
またこの間、第2クラッチ制御手段25は、上述のように要求駆動力算出手段28により算出された要求駆動力Treqに基づき、第2クラッチC1が該要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、クラッチC1油圧PC1を一定値に維持するように指令制御する。
その後、変速機構制御手段24が随時算出する変速機構5の変速比に基づき、モータ制御手段23は、その変速比に出力回転数Noutを乗算した値を同期回転数Nsとして算出し、その同期回転数Nsとモータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとが所定回転数差d2以内となるまで待機する(S1−6のNo)。
そして、時点t25において、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S1−6のYes)、つまり変速機構5における第2クラッチC1がスリップ係合状態から直結係合状態になったことになり、モータ4と車輪6とが同期したものと判断して、モータ4の回転数制御を終了し(S1−7)、モータ4のトルク制御に移行する。
また、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S1−6のYes)、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇を開始し、第2クラッチC1の直結係合を完了するための係合完了制御を行い(S1−8)、時点t26において第2クラッチC1の係合完了制御を終了する。
なお、図3の場合と同様に、変速機構5を保護するための駆動力制限値の演算は、第2クラッチC1のトルク容量に基づき演算するので、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇に基づき駆動力制限値Tlimも上昇し、それに伴い、要求駆動力Treqもそれに沿って上昇していき、アクセル開度の通りに算出した要求駆動力Treq’(図4中破線で示す)になると、要求駆動力Treqをその値で算出するので、つまり一定値となる。そして、モータ4がトルク制御に移行し、第1クラッチSSCのスリップ係合の進行によりエンジン2の駆動力(エンジントルク)の入力が上昇するので、モータ4のフィードバックトルクTmfbは小さくされていき、途中で0となる。
また、第1クラッチ制御手段22は、引き続きエンジン回転数制御を行いつつクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御を行う。これにより、第2クラッチC1が直結係合となって変速段が形成された変速機構5を介して、車輪6にエンジン2の駆動力を伝達して車速を上昇していき、つまり第1クラッチSSCよりも出力側のモータ回転数Nm(変速機構5の入力回転数Ninと同じ)が上昇していくので、時点t27において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとが同期して第1クラッチSSCも直結係合状態となって、以上によりハイブリッド車両の発進制御が終了する(S1−9)。
以上説明したように本ハイブリッド車両の制御装置1によると、ハイブリッド車両100の発進時にあって、発電制御を中断して、モータ4のモータ回転数Nmを低下させた状態で、第2クラッチC1を解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチSSCを係合状態からスリップ係合状態となるように制御することができるので、第2クラッチC1に負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチC1の耐久性の向上を図ることができる。また、発電制御を中断してモータ回転数Nmを低下させるので、モータ回転数Nmを、変速機構5の第2クラッチC1のスリップで調整する必要がなくなり、回転速度調整が不要になる分のレスポンスの向上を図ることができる。さらに、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチC1を解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチSSCを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。
また、本ハイブリッド車両100では、発進時にあってオルタネータ50により発電を行うので、モータ4による発電を中断することを可能とすることができ、つまりモータ目標回転数Nmtgを低下させることを可能とすることができる。
さらに、急勾配である第1の所定勾配でモータ回転数Nmを低下させることができるので、スリップ係合状態にする第2クラッチC1の負荷をさらに低減することができる。また、例えばモータ回転数Nmが第2クラッチC1の出力側の回転数と同期してしまうと、第2クラッチC1の係合状態を検出することができなくなるが、緩勾配である第2の所定勾配でモータ回転数Nmを低下させることで、第2クラッチC1に負荷をかけず、かつ第2クラッチC1のスリップ係合状態の制御性を確保することができる。
また、モータ制御手段23が、第1クラッチSSCのスリップ係合を判定してから、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内になるまで、設定勾配でモータ回転数Nmが下降するように回転数制御を実行するので、レスポンス良くモータ4と車輪6との回転同期を図ることができ、ヘジテーションの緩和を図り、かつ滑らかな発進を可能とすることができる。
また、第2クラッチ制御手段25が、モータ4の回転数制御の実行中に第2クラッチC1が要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、第2クラッチC1を係合制御するので、回転数制御されたモータ4から運転者の要求駆動力Treq以上の駆動力が出力されたとしても、モータ4と車輪6との回転数の同期が図られるまで、車両の出力駆動力を運転者の要求駆動力Treqに合わせることができる。
さらに、モータ制御手段23が、第1クラッチSSCのスリップを判定するまで、エンジン回転数Neと異なる所定回転数になるように(アイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くなるように)回転数制御を実行するので、第1クラッチSSCの入力側と出力側とに異なる回転数を与えて、第1クラッチSSCのスリップを促進することができる。また、第1クラッチSSCがスリップした際に、エンジン2とモータ4とが異なる回転数になるので、第1クラッチSSCのスリップの検出を容易にすることができる。
また、モータ制御手段23は、モータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとエンジン回転数センサ41により検出されるエンジン回転数Neとの回転数差を検出することで第1クラッチSSCのスリップを判定することを可能とすることができる。
さらに、モータ制御手段23が、モータ回転数Nmが変速機構5の変速比と出力回転数Noutとを乗算した回転数(つまり同期回転数Ns)に対して所定回転数差d2以内になると、回転数制御を終了してトルク制御を開始するので、第2クラッチC1が直結係合した状態になると、モータ4を通常のトルク制御に戻すことができ、違和感のない車両の加速を可能とすることができる。
そして、モータ制御手段23が、第1クラッチSSCのスリップ開始までのアクセル開度が大きいほど、モータ目標回転数Nmtgを低下させる勾配が大きくなるように回転数制御を実行するので、運転者の発進加速度の要求に応じたレスポンスの良い発進を可能とすることができる。
<第2の実施の形態>
ついで、第1の実施の形態を一部変更した第2の実施の形態について図5乃至図7に沿って説明する。なお、ハイブリッド車両100やその制御装置1における第1の実施の形態と同様な部分は、その説明を省略する。また、以下の説明では、まず、強制スリップ制御としてモータ回転数Nmを下げた場合について図5及び図6に沿って説明し、次に、強制スリップ制御としてエンジン回転数Neを上げた場合について図6との相違部分を主として図7に沿って説明する。
図1に示すように、本第2の実施の形態においては、車両制御装置1に、第1クラッチSSCに強制的にスリップを生じさせるための強制スリップ手段26と、発進要求の検出(発電制御の中止)からの経過時間を計時するタイマ手段27とを備えている。
ついで、第2の実施の形態における発進時の制御について説明する。図6に示すように、ブレーキがONでハイブリッド車両100が停車している状態で発電制御を判断している(発電要求の成立)状態から、時点t31において運転者がニュートラルレンジからドライブレンジ(Dレンジ)にN−D操作し、時点t32においてブレーキを離してOFFにすると、発進要求と判断(検出)し、発電制御の中断を判断する(発電要求の非成立)。これにより、本制御を開始し(S2−1)、第1の実施の形態(例えば図3参照)と同様に、第1クラッチ制御手段22が第1クラッチSSCのスリップ係合状態への制御を開始し、第2クラッチ制御手段25が第2クラッチC1の係合制御を開始する(S2−2)。
上記の発進要求の検出に基づき、まず、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1をファストフィル(ストロークエンドまでガタ詰め)するように指令し、一方で、要求駆動力算出手段28が、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度がOFF(0%)であることに基づき、クリープトルク分として要求駆動力Treqを算出し、第2クラッチ制御手段25は、ファストフィルが終了すると、その要求駆動力Treqを第2クラッチC1が伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令する。なお、ここでは、駆動力制限値Tlimよりも、要求駆動力Treqが下回っているので、特に制限されることなく、要求駆動力Treqがクリープトルク分として算出される。
一方では、エンジン制御手段21は、上記の発進要求の検出に基づき、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niとなるようにエンジン2に指令制御し、モータ制御手段23は、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くモータ目標回転数Nmtgを設定し、モータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgになるようにモータ4の回転数制御を開始する。
この間、エンジン回転数センサ41によるエンジン回転数Neの検出とモータ回転数センサ42によるモータ回転数Nmの検出とに基づき、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとの差回転、つまり第1クラッチSSCに差回転が生じたか否かを随時判定する(S2−3)。
また一方で、時点t32において、発進要求の検出(発電制御の中止)からタイマ手段27は計時を開始し、上述のようにステップS2−3で第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知されていない場合(S2−3のNo)、所定時間(第2の所定時間)TAが経過したか否かを判定する(S2−4)。なお、所定時間TAが経過する前に第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知された場合は、後述のステップS2−7に進み、第1の実施の形態と同様に制御を行って終了することになる。
例えば時点t33に第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知されていない状態で(S2−3のNo)、所定時間TAが経過すると(S2−4のYes)、ステップS2−5に進み、強制スリップ手段26は、モータ制御手段23にモータ目標回転数Nmtgがエンジン回転数Ne(ここではアイドル回転数Ni)よりも回転数差d3だけ低い回転数になるように設定し、モータ回転数Nmを強制的にエンジン回転数Neより低下させる強制スリップ制御を実行する。
これにより、第1クラッチSSCは、入力側がアイドル回転数Niであるエンジン回転数Neの駆動力で回転され、出力側がモータ4の回転数制御により強制的にモータ回転数Nmまで引き下げられ、入力側と出力側とで回転数差d3が発生するので、例えば摩擦係合部材同士が何らかの原因で貼り付きを生じていたとしても、強制的にスリップ状態にされる。
仮に、上記のような強制スリップ手段26による第1クラッチSSCの強制スリップ制御の実行にも拘らず、ステップS2−6において第1クラッチSSCの差回転が検知できない場合は(S2−6のNo)、例えば油圧制御装置5VBのバルブフェールによって第1クラッチSSCを係合(オン)させる状態に故障していることになるので(SSCオン故障判定)(S2−12)、車両制御装置1は、フェールセーフモードへ移行し(S2−13)、制御を終了する(S2−14)。なお、フェールセーフモードでは、例えば車両発進の禁止、変速機構を保護するために前進2速段や前進3速段での発進に変更、エンジン2やモータ4のトルクリミテーションの強化、などの制御が考えられる。
上記第1クラッチSSCの強制スリップ制御の実行により、ステップS2−6において第1クラッチSSCの差回転が検知された場合は、ステップS2−7に進む。すると、第1の実施の形態と同様に、まず、第1クラッチ制御手段22は、第1クラッチSSCの引き摺り状態によってエンジン回転数Neがアイドル回転数Niに維持されるように、エンジン回転数制御を開始し(S2−7)、つまりクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御がエンジン回転数Neに基づいて開始される。
また、時点t34において、第1クラッチSSCの差回転が検知されると(S2−6のYes)、モータ制御手段23は、ハイブリッド車両100が上記算出したクリープトルクの要求駆動力Treqで走行を開始する際の加速度を考慮する形で、モータ目標回転数Nmtgをクリープ走行用の設定勾配に設定し、つまりモータ回転数Nmがクリープ走行に応じた設定勾配で降下するようにモータ4の回転数制御を開始する(S2−8)。なお、上述した図4の場合と同様に、運転者によりアクセルがONされた場合には、設定勾配をアクセル開度に応じて急勾配にすることになる。また、この場合も、モータ目標回転数Nmtgを一定の設定勾配に設定しているが、図3で示した場合のように、所定時間の間、急勾配である第1の所定勾配に設定し、その後、緩勾配である第2の所定勾配に設定するようにしてもよい。
またこの間、第2クラッチ制御手段25は、上述のように要求駆動力算出手段28により算出された要求駆動力Treqに基づき、第2クラッチC1が該要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、クラッチC1油圧PC1を一定値に維持するように指令制御する。
その後、変速機構制御手段24が随時算出する変速機構5の変速比に基づき、モータ制御手段23は、その変速比に出力回転数Noutを乗算した値を同期回転数Nsとして算出し、その同期回転数Nsとモータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとが所定回転数差d2以内となるまで待機する(S2−9のNo)。
そして、時点t35において、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S2−9のYes)、つまり変速機構5における第2クラッチC1がスリップ係合状態から直結係合状態になったことになり、モータ4と車輪6とが同期したものと判断して、モータ4の回転数制御を終了し(S2−10)、モータ4のトルク制御に移行する。
また、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S2−9のYes)、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇を開始し、第2クラッチC1の直結係合を完了するための係合完了制御を行い(S2−11)、時点t36において第2クラッチC1の係合完了制御を終了する。
そして、第1クラッチ制御手段22は、引き続きエンジン回転数制御を行いつつクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御を行う。これにより、第2クラッチC1が直結係合となって変速段が形成された変速機構5を介して、車輪6にエンジン2の駆動力を伝達して車速を上昇していき、つまり第1クラッチSSCよりも出力側のモータ回転数Nm(変速機構5の入力回転数Ninと同じ)が上昇していくので、時点t37において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとが同期して第1クラッチSSCも直結係合状態となって、以上によりハイブリッド車両の発進制御が終了する(S2−14)。
続いて、図7に沿って、強制スリップ制御をエンジン2によって行った場合について説明する。図7に示すように、停車中の発電制御状態から、時点t41において運転者がN−D操作し、時点t42においてブレーキを離してOFFにすると、発進要求と判断(検出)し、発電制御の中断を判断する。すると、上記図6の場合と同様に、第1クラッチ制御手段22が第1クラッチSSCのスリップ係合状態への制御を開始し、第2クラッチ制御手段25が第2クラッチC1の係合制御を開始する(S2−2)。
次に、上記の発進要求の検出に基づき、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1をファストフィル(ストロークエンドまでガタ詰め)するように指令し、一方で、要求駆動力算出手段28が、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度がOFF(0%)であることに基づき、クリープトルク分として要求駆動力Treqを算出し、第2クラッチ制御手段25は、ファストフィルが終了すると、その要求駆動力Treqを第2クラッチC1が伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令する。なお、ここでは、駆動力制限値Tlimよりも、要求駆動力Treqが下回っているので、特に制限されることなく、要求駆動力Treqがクリープトルク分として算出される。
一方では、エンジン制御手段21は、上記の発進要求の検出に基づき、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niとなるようにエンジン2に指令制御し、モータ制御手段23は、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くモータ目標回転数Nmtgを設定し、モータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgになるようにモータ4の回転数制御を開始する。なお、エンジン制御手段21は、エンジントルクTeを、充電制御においてモータ4を駆動するためにトルク出力していた状態から時点t42においてアイドル回転数Niになるように下降を開始する。
この間、エンジン回転数センサ41によるエンジン回転数Neの検出とモータ回転数センサ42によるモータ回転数Nmの検出とに基づき、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとの差回転、つまり第1クラッチSSCに差回転が生じたか否かを随時判定する(S2−3)。
また一方で、時点t42において、発進要求の検出(発電制御の中止)からタイマ手段27は計時を開始し、上述のようにステップS2−3で第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知されていない場合(S2−3のNo)、所定時間TAが経過したか否かを判定する(S2−4)。なお、所定時間TAが経過する前に第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知された場合は、後述のステップS2−7に進み、同様に上述した制御を行って終了することになる。
例えば時点t43に第1クラッチSSCに差回転が生じたことが検知されていない状態で(S2−3のNo)、所定時間TAが経過すると(S2−4のYes)、ステップS2−5に進み、強制スリップ手段26は、エンジン制御手段21によりエンジントルクTeが一時的に上昇するように制御し、エンジン回転数Neをアイドル回転数Niよりも回転数差d4だけ高い回転数になるように、エンジン回転数Neを強制的に上昇させる強制スリップ制御を実行する。
これにより、第1クラッチSSCは、入力側がアイドル回転数Niよりも回転数差d1+d4だけ高いエンジン回転数Neの駆動力で回転され、出力側がモータ4の回転数制御によりアイドル回転数よりも回転数差d1だけ高いモータ回転数Nmに維持され、入力側と出力側とで回転数差d4が発生するので、例えば摩擦係合部材同士が何らかの原因で貼り付きを生じていたとしても、強制的にスリップ状態にされる。
また同様に、仮に、上記のような強制スリップ手段26による第1クラッチSSCの強制スリップ制御の実行にも拘らず、ステップS2−6において第1クラッチSSCの差回転が検知できない場合は(S2−6)、SSCオン故障判定を行い(S2−12)、フェールセーフモードへ移行して(S2−13)、本制御を終了する(S2−14)。
上記第1クラッチSSCの強制スリップ制御の実行により、ステップS2−6において第1クラッチSSCの差回転が検知された場合は、ステップS2−7に進む。その後は同様に、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niに維持されるように、第1クラッチSSCのエンジン回転数制御を開始し(S2−7)、モータ目標回転数Nmtgをクリープ走行用の設定勾配に設定し、該設定勾配で降下するようにモータ4の回転数制御を開始する(S2−8)。
またこの間、第2クラッチ制御手段25は、上述のように要求駆動力算出手段28により算出された要求駆動力Treqに基づき、第2クラッチC1が該要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、クラッチC1油圧PC1を一定値に維持するように指令制御する。
その後、変速機構制御手段24が随時算出する変速機構5の変速比に基づき、モータ制御手段23は、その変速比に出力回転数Noutを乗算した値を同期回転数Nsとして算出し、その同期回転数Nsとモータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとが所定回転数差d2以内となるまで待機する(S2−9のNo)。
そして、時点t45において、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S2−9のYes)、つまり変速機構5における第2クラッチC1がスリップ係合状態から直結係合状態になったことになり、モータ4と車輪6とが同期したものと判断して、モータ4の回転数制御を終了し(S2−10)、モータ4のトルク制御に移行する。
また、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S2−9のYes)、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇を開始し、第2クラッチC1の直結係合を完了するための係合完了制御を行い(S2−11)、時点t46において第2クラッチC1の係合完了制御を終了する。
そして、第1クラッチ制御手段22は、引き続きエンジン回転数制御を行いつつクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御を行う。これにより、第2クラッチC1が直結係合となって変速段が形成された変速機構5を介して、車輪6にエンジン2の駆動力を伝達して車速を上昇していき、つまり第1クラッチSSCよりも出力側のモータ回転数Nm(変速機構5の入力回転数Ninと同じ)が上昇していくので、時点t47において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとが同期して第1クラッチSSCも直結係合状態となって、以上によりハイブリッド車両の発進制御が終了する(S2−14)。
以上のように本第2の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置1によると、強制スリップ手段26が、タイマ手段27により計時された時間が所定時間TAに達しても、モータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとエンジン回転数センサ41により検出されるエンジン回転数Neとの回転速度差が検出されない場合に、第1クラッチSSCのスリップを強制的に発生させる強制スリップ制御を実行するので、発電制御を中断した後の第1クラッチSSCのスリップへの移行の確実性を増すことができる。
また、強制スリップ手段26は、図6に示すように、モータ制御手段23に指令して、モータ回転数Nmをエンジン回転数Neよりも低い回転数になるように制御することで、強制スリップ制御を実行することができる。
さらに、強制スリップ手段26は、図7に示すように、エンジン制御手段21に指令して、エンジン回転数Neをモータ回転数Nmよりも高い回転数になるように制御することで、強制スリップ制御を実行することができる。
なお、この強制スリップ制御は、図6に示すようなモータ回転数の低下と、図7に示すようなエンジン回転数の上昇とを組合せることも可能である。特に、ブレーキのOFFによって発進要求を検出した後に、アクセルがONされた場合には、エンジントルクTeをそのまま上昇しても良いので、図6に示すようなモータ回転数Nmの低下に図7に示すようなエンジン回転数Neの上昇が自然に組み合わさることが考えられる。
なお、第2の実施の形態における、これ以外の構成、作用、効果は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
<第3の実施の形態>
ついで、第1の実施の形態を一部変更した第3の実施の形態について図8及び図9に沿って説明する。なお、ハイブリッド車両100やその制御装置1における第1の実施の形態と同様な部分は、その説明を省略する。
本第3の実施の形態のものは、第1の実施の形態に比して、図8に示すようにステップS3−8及びステップS3−9を追加し、図9に示すようにモータ4の回転数制御からトルク制御に移行する時点t14から所定時間(第1の所定時間)TBの間(つまり第2クラッチC1のトルク容量が十分に上昇するまでの間)、第2クラッチC1に、そのトルク容量よりも大きなトルクが伝達されてスリップが生じることを防止するものである。なお、図8に示すステップS3−1〜ステップS3−7は図2に示すステップS1−1〜ステップS1−7に相当し、図8に示すステップS3−10〜ステップS3−11は図2に示すステップS1−8〜ステップS1−9に相当するものである。
詳細には、図9に示すように、例えば運転者がブレーキを踏圧してONした状態でハイブリッド車両100が例えばニュートラルレンジ(Nレンジ)で停車している車両停車中にあって、車両制御装置1が不図示のバッテリの残量不足に基づき該バッテリの充電を行うために発電制御を判断している(発電要求の成立)状態では、第1クラッチ制御手段22からの指令に基づき油圧制御装置5VBから第1クラッチSSCに完全係合指令としてのクラッチSSC油圧PSSCが供給されて該第1クラッチSSCが直結係合状態にされ、エンジン2とモータ4とが駆動連結されると共に、第2クラッチ制御手段25からの指令に基づき油圧制御装置5VBから第2クラッチC1にクラッチC1油圧PC1が非供給(0圧)に指令されて該第2クラッチC1が解放状態にされ、エンジン2及びモータ4と、車輪6との動力伝達が切断された状態とされる。そして、エンジン制御手段21からの指令に基づきエンジン2が発電用の回転数に制御され、つまりモータ4がエンジン2により駆動されてバッテリへの発電が行われる。
この状態から例えば時点t11において運転者がニュートラルレンジからドライブレンジ(Dレンジ)にN−D操作し、時点t12においてブレーキを離してOFFにすると、車両制御装置1は、運転者が発進を要求しているもの(発進要求)と判断(検出)し、車両制御装置1が発電制御の中断を判断する(発電要求の非成立)。すると、図8に示すように、発電制御を中断(発電要求が非成立)してからの発進制御を開始し(S3−1)、まず、図9に示すように、第1クラッチ制御手段22が、第1クラッチSSCがスリップ係合状態にされるようにクラッチSSC油圧PSSCを所定圧まで下降すると共に、第2クラッチ制御手段25が、第2クラッチC1の係合制御を開始する(S3−2)。なお、この際のクラッチSSC油圧PSSCの所定圧は、長時間経過すると第1クラッチSSCが解放する指令値であるが、油圧応答性を加味すると、第1クラッチSSCはスリップ係合状態であって完全には解放されないことになる。
上記の発進要求の検出に基づき(発電制御が中断されたことに基づき)、まず、第2クラッチ制御手段25は、クラッチC1油圧PC1をファストフィル(ストロークエンドまでガタ詰め)するように指令し、一方で、要求駆動力算出手段28が、アクセル開度センサ31により検出されるアクセル開度がOFF(0%)であることに基づき、クリープトルク分として要求駆動力Treqを算出し、第2クラッチ制御手段25は、ファストフィルが終了すると、その要求駆動力Treqを第2クラッチC1が伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令する。なお、変速機構制御手段24は、変速機構5を保護するため、駆動力制限値Tlimを設定し、仮に要求駆動力Treqが駆動力制限値Tlimを越えるような場合は、第2クラッチC1が駆動力制限値Tlimを伝達するようにクラッチC1油圧PC1を指令することになる。
また一方、エンジン制御手段21は、上記の発進要求の検出に基づき(発電制御が中断されたことに基づき)、エンジン回転数Neがアイドル回転数Niとなるようにエンジン2に指令制御し、モータ制御手段23は、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niと異なる所定回転数となるようにモータ目標回転数Nmtgを設定し、モータ回転数Nmがモータ目標回転数Nmtgになるようにする形で、アイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くなるようにモータ4の回転数制御を開始する。なお、時点t12の直後は、第1クラッチSSCがスリップを開始する前なので、エンジン回転数Neが回転数制御されたモータ回転数Nmに同期する形となる。なお、本実施の形態では、エンジン2をアイドル回転数Niに設定しているので、モータ回転数Nmをアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高くなるように制御しているが、エンジン回転数Neがアイドル回転数Ni以外の回転数に設定される場合は、モータ回転数Nmをそのエンジン回転数とは異なる回転数に設定しておく。
上記のようにモータ4が回転数制御されることで、モータ回転数Nmがアイドル回転数Niよりも回転数差d1だけ高い回転数(Ni+d1)にモータ4の駆動力で制御されるので、例えば変速機構5の第2クラッチC1の引き摺り制御などで、エンジン2のイナーシャ、モータ4のイナーシャ、変速機構5の入力系のイナーシャなどを吸収する必要がなくなり、その分、変速機構5での制御時間が短縮でき、直ぐに第2クラッチC1の係合制御に移行することができることになると共に、第2クラッチC1で上記イナーシャを吸収する必要が無いため、第2クラッチC1の発熱量も下がり、第2クラッチC1の耐久性の向上が図られる。なお、この間は、図9に示すように、モータ4のフィードバックトルクTmfbがイナーシャ吸収分だけ上昇することになる。
その後、エンジン回転数センサ41によるエンジン回転数Neの検出とモータ回転数センサ42によるモータ回転数Nmの検出とに基づき、第1クラッチSSCの差回転が検知されるまで待機し(スリップ待ち)(S3−3のNo)、時点t13において、上記のように回転数制御されたモータ回転数Nmとアイドル回転数Niに制御されたエンジン回転数Neとの差回転、つまり第1クラッチSSCの差回転が回転数差d1となると(S3−3のYes)、第1クラッチSSCがスリップ係合状態となっているので、まず、第1クラッチ制御手段22は、第1クラッチSSCの引き摺り状態によってエンジン回転数Neがアイドル回転数Niに維持されるように、エンジン回転数制御を開始し(S3−4)、つまりクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御がエンジン回転数Neに基づいて開始される。
また、時点t13において、第1クラッチSSCの差回転が回転数差d1となると(S3−3のYes)、モータ制御手段23は、ハイブリッド車両100がクリープ走行を開始する際の加速度を考慮する形で、モータ目標回転数Nmtgをクリープ走行用の設定勾配に設定し、つまりモータ回転数Nmが該設定勾配で徐々に降下するようにモータ4の回転数制御を開始する(S3−5)。
またこの間、第2クラッチ制御手段25は、上述のように要求駆動力算出手段28により算出された要求駆動力Treqに基づき、第2クラッチC1が該要求駆動力Treqを伝達するトルク容量となるように、クラッチC1油圧PC1を一定値に維持するように指令制御する。
その後、変速機構制御手段24は、変速機構5の入力回転数センサ43により検出される入力軸5aの入力回転数Ninと出力回転数センサ44により検出される出力回転数Noutとから該変速機構5の変速比を随時算出し、モータ制御手段23は、その随時算出される変速比に出力回転数Noutを乗算した値を同期回転数Nsとして算出し、その同期回転数Nsとモータ回転数センサ42により検出されるモータ回転数Nmとが所定回転数差d2以内となるまで待機する(S3−6のNo)。
なお、この時点t13から時点t14までの間においては、モータ4を回転数制御しているが、その際に出力するモータ4のフィードバックトルクTmfbは、第1クラッチSSCのトルク容量と第2クラッチC1のトルク容量とを釣り合わせるためのトルク(以下、「釣り合いトルク」という)に、モータ4(変速機構5の第2クラッチC1よりも入力側を含む)の回転変化(イナーシャ分)を発生させるトルク(以下、「回転変化トルク」という)を加算した値となっている。
ここで、第1クラッチSSCのトルク容量と第2クラッチC1のトルク容量とを釣り合わせるための「釣り合いトルク」とは、第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルク(エンジン回転数Neが上昇しない分を第1クラッチSSCがトルク伝達していることになる)から、モータ4のトルクを減算した値が、第2クラッチC1に伝達されることになり、該第2クラッチC1にスリップを生じさせないことから、つまり第1クラッチSSCのトルク容量から第2クラッチC1のトルク容量を減算した値となっている。なお、ここでのモータ4のフィードバックトルクTmfbは、上記釣り合いトルクや回転変化トルクの値を演算しているのではなく、回転数制御によってモータ4の回転数を上記設定勾配で降下させるので、自然に上述したフィードバックトルクTmfb(釣り合いトルク+回転変化トルク)が出力されている状態である。
そして、時点t14において、モータ回転数Nmが同期回転数Nsに対して所定回転数差d2以内となると(S3−6のYes)、つまり変速機構5における第2クラッチC1がスリップ係合状態から直結係合状態になったことになり、モータ4と車輪6とが同期したものと判断して、モータ4の回転数制御を終了し(S3−7)、モータトルクTmが目標のトルクとなるようにモータ4を制御するトルク制御に移行する。
ここで、本第3の実施の形態にあっては、回転数制御の終了時のモータ4のフィードバックトルクTmfb(回転速度制御の終了時の回転電機の出力トルク)から、上記回転変化トルク(回転電機の回転速度の変化に必要なトルク)を減算した値を、モータ4の目標のトルクとして、つまりフィードバックトルクTmfbを釣り合いトルクTmfb−Aに設定する(S3−8)。なお、第2クラッチ制御手段25は、この時点t14からクラッチC1油圧PC1の指令値の上昇も開始する。
これにより、第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルクから、モータ4のフィードバックトルクTmfbによる釣り合いトルクTmfb−Aが減算されたトルクが、第2クラッチC1に伝達されるので、つまり第2クラッチC1のトルク容量を超えたトルクが該第2クラッチC1に入力されることが防止され、つまり該第2クラッチC1のスリップが防止される。
そして、フィードバックトルクTmfbを釣り合いトルクTmfb−Aに設定した後、所定時間TBが経過するまで待機する(S3−9のNo)。この所定時間TBは、つまり第2クラッチC1の実油圧が上昇し、該第2クラッチC1のトルク容量が、第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルクよりも大きくなるまでの時間に設定されている。従って、所定時間TBが経過するまでフィードバックトルクTmfbを釣り合いトルクTmfb−Aに設定しておけば、その後に第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルクが第2クラッチC1に入力されても、ギア第2クラッチC1がスリップすることはない。
その後、モータ回転数制御が終了してから所定時間TBが経過すると(S3−9のYes)、第2クラッチ制御手段25は、第2クラッチC1の直結係合を完了するための係合完了制御を行い(S3−10)、時点t15において第2クラッチC1の係合完了制御を終了する。
なお、車両制御装置1は、変速機構5を保護するための駆動力制限値の演算を第2クラッチC1のトルク容量に基づき演算するので、クラッチC1油圧PC1の指令値の上昇に基づき駆動力制限値も上昇する。また、モータ4のフィードバックトルクTmfbは徐々に小さくされていき、時点t15までに0となる。
また、第1クラッチ制御手段22は、引き続きエンジン回転数制御を行いつつクラッチSSC油圧PSSCのフィードバック制御を行う。これにより、第2クラッチC1が直結係合となって変速段が形成された変速機構5を介して、車輪6にエンジン2の駆動力を伝達して車速を上昇していき、つまり第1クラッチSSCよりも出力側のモータ回転数Nm(変速機構5の入力回転数Ninと同じ)が上昇していくので、時点t16において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとが同期して第1クラッチSSCも直結係合状態となって、以上によりハイブリッド車両の発進制御が終了する(S3−11)。
以上説明したように本ハイブリッド車両の制御装置1によると、モータ4の回転数制御の間にモータ4が出力しているトルクは、第1クラッチSSCで伝達するトルク容量から第2クラッチC1で伝達するトルク容量を減算した値に、モータ4の回転数(回転速度)の変化に必要なトルク(イナーシャトルク分)を加算した値であるので、モータ制御手段23が、トルク制御を開始してから所定時間TBの間、回転数制御の終了時のモータ4のフィードバックトルクTmfbからモータ4の回転数変化に必要なトルク(イナーシャトルク分)を減算した値をフィードバックトルクTmfbの目標のトルクとして設定することで、トルク制御を開始してから所定時間TBの間は、第1クラッチSSCで伝達するトルク容量(つまりエンジントルク)から第2クラッチC1で伝達するトルク容量を減算した値にモータ4の目標のフィードバックトルクTmfb−Aを設定することができ、つまり係合開始直後の第2クラッチC1に、第1クラッチSSCで伝達するトルク容量(つまりエンジントルク)からモータ4の目標のフィードバックトルクTmfb−Aを減算したトルクが伝達されることになって、第2クラッチC1にスリップが発生しないようにすることができる。なお、所定時間TBが経過すると、第2クラッチC1の係合(実油圧の上昇)が進み、該第2クラッチC1のトルク容量が十分に大きくなるので、その後に第2クラッチC1がスリップすることもないようにすることができる。
なお、第3の実施の形態における、これ以外の構成、作用、効果は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、第3の実施の形態では、第2の実施の形態で説明した強制スリップ制御を行っていないものを説明したが、勿論、第3の実施の形態でも、第2の実施の形態と同様の強制スリップ制御を行ってもよい。
なお、以上説明した第1乃至第3の実施の形態においては、発進要求を検出して発電制御を中断した際に、第1クラッチSSCをスリップ係合状態にするものを説明したが、一旦、第1クラッチSSCが完全に解放されてから、第2クラッチC1をスリップ係合しつつ、第1クラッチSSCのスリップ係合も同時進行的に開始するようにしても構わない。
また、以上説明した第1乃至第3の実施の形態においては、モータ回転数Nmが変速機構の変速比と出力回転数Noutとを乗算した同期回転数Nsに対して所定回転速度差以内となった際に、モータ4と車輪6との回転同期として判断するものを説明したが、モータ回転数Nmを変速比で除算して出力回転数Noutと所定回転速度差以内となった際にモータ4と車輪6との回転同期として判断するものも同義であり、本発明の範囲内である。
また、以上説明した第1乃至第3の実施の形態においては、変速機構5の第2クラッチが第1速段をワンウェイクラッチと共に協働して達成するクラッチC1であるものを説明したが、これに限らず、変速機構5の動力伝達状態を摩擦係合により切断、スリップ伝達、接続できるものであれば、どのようなクラッチであっても構わない。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、乗用車、トラック等の車両に用いることが可能であり、特に車両の停車中に回転電機による発電制御を実行している状態から車両を発進させる際に、レスポンスを向上しつつクラッチの耐久性を確保することが求められるものに用いて好適である。
1 ハイブリッド車両の制御装置
2 エンジン
4 回転電機(モータ)
5 変速機構
6 車輪
21 エンジン制御手段
22 第1クラッチ制御手段
23 回転電機制御手段(モータ制御手段)
25 第2クラッチ制御手段
26 強制スリップ手段
27 タイマ手段
28 要求駆動力算出手段
31 アクセル開度センサ
41 エンジン回転速度センサ(エンジン回転数センサ)
42 回転電機回転速度センサ(モータ回転数センサ)
44 出力回転数センサ
50 オルタネータ
100 ハイブリッド車両
C1 第2クラッチ
Ne エンジンの回転速度(エンジン回転数)
Nm 回転電機の回転速度(モータ回転数)
Nmtg 目標の回転速度(モータ目標回転数)
Nout 出力回転速度
Ns 変速機構の変速比と出力回転速度とを乗算した回転速度(同期回転数)
SSC 第1クラッチ
TA 第2の所定時間
TB 第1の所定時間
Treq 要求駆動力
d1 回転速度差
d2 所定回転速度差
本発明は(例えば図1乃至図9参照)、エンジン(2)から車輪(6)までの動力伝達経路上に、前記エンジン(2)の側から順に、第1クラッチ(SSC)、回転電機(4)、第2クラッチ(C1)が配設され、かつ前記エンジンの回転によって発電して補機に電力を供給可能なオルタネータ(50)を有するハイブリッド車両(100)に用いられ、
発進要求を検出したことに基づき、前記ハイブリッド車両(100)を発進させるハイブリッド車両の制御装置(1)において、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第1クラッチ(SSC)の係合状態を制御する第1クラッチ制御手段(22)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第2クラッチ(C1)の係合状態を制御する第2クラッチ制御手段(25)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が目標の回転速度(Nmtg)となるように前記回転電機(4)を回転速度制御する回転電機制御手段(23)と、を備え、
前記第1クラッチ(SSC)を直結係合しつつ前記第2クラッチ(C1)を解放した状態で前記エンジン(2)を駆動して発電制御を行っている停車中から、前記発進要求を検出したことに基づき前記オルタネータ(50)による発電を行いながら前記発電制御を中断した後、前記第2クラッチ制御手段(25)により前記第2クラッチ(C1)を解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に前記第1クラッチ制御手段(22)により前記第1クラッチ(SSC)を係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつ前記回転電機制御手段(23)により前記目標の回転速度を低下させることを特徴とする。
これにより、ハイブリッド車両の発進時にあって、発電制御を中断して、回転電機の回転速度を低下させた状態で、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御することができるので、第2クラッチに負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチの耐久性の向上を図ることができる。また、発電制御を中断して回転電機の回転速度を低下させるので、回転電機の回転速度を、変速機構の第2クラッチのスリップで調整する必要がなくなり、回転速度調整が不要になる分のレスポンスの向上を図ることができる。さらに、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。そして、発進時にあってオルタネータにより発電を行うので、回転電機による発電を中断することを可能とすることができ、つまり回転電機の目標の回転速度を低下させることを可能とすることができる。
本発明は(例えば図1乃至図9参照)、エンジン(2)から車輪(6)までの動力伝達経路上に、前記エンジン(2)の側から順に、第1クラッチ(SSC)、回転電機(4)、第2クラッチ(C1)が配設されたハイブリッド車両(100)に用いられ、
発進要求を検出したことに基づき、前記ハイブリッド車両(100)を発進させるハイブリッド車両の制御装置(1)において、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第1クラッチ(SSC)の係合状態を制御する第1クラッチ制御手段(22)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第2クラッチ(C1)の係合状態を制御する第2クラッチ制御手段(25)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が目標の回転速度(Nmtg)となるように前記回転電機(4)を回転速度制御する回転電機制御手段(23)と、を備え、
前記第1クラッチ(SSC)を直結係合しつつ前記第2クラッチ(C1)を解放した状態で前記エンジン(2)を駆動して発電制御を行っている停車中から、前記発進要求を検出したことに基づき前記発電制御を中断した後、前記第2クラッチ制御手段(25)により前記第2クラッチ(C1)を解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に前記第1クラッチ制御手段(22)により前記第1クラッチ(SSC)を係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつ前記回転電機制御手段(23)により前記目標の回転速度を低下させ、
さらに、前記回転電機制御手段(23)は、前記目標の回転速度を低下させる際、前記目標の回転速度(Nmtg)を、所定時間の間、第1の所定勾配で低下させ、前記所定時間が経過すると前記第1の所定勾配よりも緩い第2の所定勾配で低下させることを特徴とする。
これにより、ハイブリッド車両の発進時にあって、発電制御を中断して、回転電機の回転速度を低下させた状態で、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御することができるので、第2クラッチに負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチの耐久性の向上を図ることができる。また、発電制御を中断して回転電機の回転速度を低下させるので、回転電機の回転速度を、変速機構の第2クラッチのスリップで調整する必要がなくなり、回転速度調整が不要になる分のレスポンスの向上を図ることができる。さらに、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。そして、急勾配である第1の所定勾配で回転電機の回転速度を低下させることができるので、スリップ係合状態にする第2クラッチの負荷をさらに低減することができる。また、例えば回転電機の回転速度が第2クラッチの出力側の回転速度と同期してしまうと、第2クラッチの係合状態を検出することができなくなるが、緩勾配である第2の所定勾配で回転電機の回転速度を低下させることで、第2クラッチに負荷をかけず、かつ第2クラッチのスリップ係合状態の制御性を確保することができる。
本発明は(例えば図1乃至図9参照)、エンジン(2)から車輪(6)までの動力伝達経路上に、前記エンジン(2)の側から順に、第1クラッチ(SSC)、回転電機(4)、第2クラッチ(C1)が配設されたハイブリッド車両(100)に用いられ、
発進要求を検出したことに基づき、前記ハイブリッド車両(100)を発進させるハイブリッド車両の制御装置(1)において、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第1クラッチ(SSC)の係合状態を制御する第1クラッチ制御手段(22)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記第2クラッチ(C1)の係合状態を制御する第2クラッチ制御手段(25)と、
前記発進要求を検出したことに基づき、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が目標の回転速度(Nmtg)となるように前記回転電機(4)を回転速度制御する回転電機制御手段(23)と、
運転者の要求駆動力(Treq)を算出する要求駆動力算出手段(28)と、を備え、
前記第1クラッチ(SSC)を直結係合しつつ前記第2クラッチ(C1)を解放した状態で前記エンジン(2)を駆動して発電制御を行っている停車中から、前記発進要求を検出したことに基づき前記発電制御を中断した後、前記第2クラッチ制御手段(25)により前記第2クラッチ(C1)を解放した状態から前記要求駆動力を伝達するトルク容量でスリップ係合状態となるように制御すると共に前記第1クラッチ制御手段(22)により前記第1クラッチ(SSC)を係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつ前記回転電機制御手段(23)により前記目標の回転速度を低下させることを特徴とする。
これにより、ハイブリッド車両の発進時にあって、発電制御を中断して、回転電機の回転速度を低下させた状態で、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御することができるので、第2クラッチに負荷をかけることの防止を図ることができ、第2クラッチの耐久性の向上を図ることができる。また、発電制御を中断して回転電機の回転速度を低下させるので、回転電機の回転速度を、変速機構の第2クラッチのスリップで調整する必要がなくなり、回転速度調整が不要になる分のレスポンスの向上を図ることができる。さらに、発進要求を検出したことに基づき、第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御するので、レスポンス良い車両の発進を可能にすることができ、ヘジテーションの緩和を図ることができる。そして、回転速度制御された回転電機から運転者の要求駆動力以上の駆動力が出力されたとしても、回転電機と車輪との回転速度の同期が図られるまで、車両の出力駆動力を運転者の要求駆動力に合わせることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機(4)と車輪(6)との間に介在され、前記第2クラッチを有する変速機構(5)を備え、
前記第2クラッチ制御手段(25)は、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が前記変速機構(5)の変速比と出力回転速度(Nout)とを乗算した回転速度(Ns)に対して所定回転速度差(d2)以内となった際に、前記第2クラッチ(C1)を直結係合状態に移行することを特徴とする。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機制御手段(23)は、前記第1クラッチ(SSC)のスリップ係合状態を判定するまで、前記エンジン(2)の回転速度(Ne)と異なる所定回転速度(例えばNi+d1)になるように前記回転速度制御を実行することを特徴とする。
これにより、第1クラッチの入力側と出力側とに異なる回転速度を与えて、第1クラッチのスリップを促進することができる。また、第1クラッチがスリップした際に、エンジンと回転電機とが異なる回転速度になるので、第1クラッチのスリップの検出を容易にすることができる。
また、本発明は(例えば図1乃至図9参照)、前記回転電機(4)と車輪(6)との間に介在され、前記第2クラッチを有する変速機構(5)を備え、
前記回転電機制御手段(23)は、前記回転電機(4)の回転速度(Nm)が前記変速機構(5)の変速比と前記変速機構(5)の出力回転速度(Nout)とを乗算した回転速度(Ns)に対して所定回転速度差(d2)以内になると、前記回転速度制御を終了して回転電機の出力トルクが目標のトルクとなるように回転電機を制御するトルク制御を開始することを特徴とする。
そして、フィードバックトルクTmfbを釣り合いトルクTmfb−Aに設定した後、所定時間TBが経過するまで待機する(S3−9のNo)。この所定時間TBは、つまり第2クラッチC1の実油圧が上昇し、該第2クラッチC1のトルク容量が、第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルクよりも大きくなるまでの時間に設定されている。従って、所定時間TBが経過するまでフィードバックトルクTmfbを釣り合いトルクTmfb−Aに設定しておけば、その後に第1クラッチSSCから伝達されてくるエンジントルクが第2クラッチC1に入力されても、第2クラッチC1がスリップすることはない。

Claims (13)

  1. エンジンから車輪までの動力伝達経路上に、前記エンジンの側から順に、第1クラッチ、回転電機、第2クラッチが配設されたハイブリッド車両に用いられ、
    発進要求を検出したことに基づき、前記ハイブリッド車両を発進させるハイブリッド車両の制御装置において、
    前記発進要求を検出したことに基づき、前記第1クラッチの係合状態を制御する第1クラッチ制御手段と、
    前記発進要求を検出したことに基づき、前記第2クラッチの係合状態を制御する第2クラッチ制御手段と、
    前記発進要求を検出したことに基づき、前記回転電機の回転速度が目標の回転速度となるように前記回転電機を回転速度制御する回転電機制御手段と、を備え、
    前記第1クラッチを直結係合しつつ前記第2クラッチを解放した状態で前記エンジンを駆動して発電制御を行っている停車中から、前記発進要求を検出したことに基づき前記発電制御を中断した後、前記第2クラッチ制御手段により前記第2クラッチを解放した状態からスリップ係合状態となるように制御すると共に前記第1クラッチ制御手段により前記第1クラッチを係合状態からスリップ係合状態となるように制御し、かつ前記回転電機制御手段により前記目標の回転速度を低下させる、
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの回転によって発電して補機に電力を供給可能なオルタネータを有し、
    前記発進要求を検出したことに基づき、前記エンジンを駆動させて前記オルタネータによる発電を行いながら、前記回転電機制御手段により前記目標の回転速度を低下させる、
    ことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記回転電機制御手段は、前記目標の回転速度を低下させる際、前記目標の回転速度を第1の所定勾配で低下させた後、前記第1の所定勾配よりも緩い第2の所定勾配で低下させる、
    ことを特徴とする請求項1または2記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 前記第2クラッチ制御手段は、前記回転電機の回転速度が前記変速機構の変速比と出力回転速度とを乗算した回転速度に対して所定回転速度差以内となった際に、前記第2クラッチを直結係合状態に移行する、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 運転者の要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段を備え、
    前記第2クラッチ制御手段は、前記回転電機の回転速度制御の実行中に前記第2クラッチが前記要求駆動力を伝達するトルク容量となるように、前記第2クラッチを制御する、
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  6. 前記回転電機制御手段は、前記第1クラッチのスリップ係合状態を判定するまで、前記エンジンの回転速度と異なる所定回転速度になるように前記回転速度制御を実行する、
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  7. 前記回転電機制御手段は、回転電機回転速度センサにより検出される前記回転電機の回転速度とエンジン回転速度センサにより検出される前記エンジンの回転速度との回転速度差に基づいて前記第1クラッチのスリップ係合状態を判定する、
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  8. 前記回転電機制御手段は、前記回転電機の回転速度が前記変速機構の変速比と前記出力回転速度とを乗算した回転速度に対して所定回転速度差以内になると、前記回転速度制御を終了して回転電機の出力トルクが目標のトルクとなるように回転電機を制御するトルク制御を開始する、
    ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  9. 前記回転電機制御手段は、前記トルク制御を開始してから第1の所定時間の間、前記回転速度制御の終了時の回転電機の出力トルクから前記回転電機の回転速度の変化に必要なトルクを減算した値を前記目標のトルクとする、
    ことを特徴とする請求項8記載のハイブリッド車両の制御装置。
  10. 前記発電制御を中断してからの経過時間を計時するタイマ手段と、
    前記タイマ手段により計時された時間が第2の所定時間に達しても、回転電機回転速度センサにより検出される前記回転電機の回転速度とエンジン回転速度センサにより検出される前記エンジンの回転速度との回転速度差が検出されない場合に、前記第1クラッチのスリップを強制的に発生させる強制スリップ制御を実行する強制スリップ手段と、を備えた、
    ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
  11. 前記強制スリップ手段は、前記回転電機制御手段に指令して、前記回転電機の回転速度を前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度になるように制御することで、前記強制スリップ制御を実行する、
    ことを特徴とする請求項10記載のハイブリッド車両の制御装置。
  12. 前記エンジンの回転速度を制御するエンジン制御手段を備え、
    前記強制スリップ手段は、前記エンジン制御手段に指令して、前記エンジンの回転速度を前記回転電機の回転速度よりも高い回転速度になるように制御することで、前記強制スリップ制御を実行する、
    ことを特徴とする請求項10または11記載のハイブリッド車両の制御装置。
  13. 前記回転電機制御手段は、前記第1クラッチのスリップ開始までのアクセル開度が大きいほど、前記目標の回転速度を低下させる勾配が大きくなるように前記回転速度制御を実行する、
    ことを特徴とする請求項1ないし12のいずれか記載のハイブリッド車両の制御装置。
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