KR100846532B1 - 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치 - Google Patents

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신이찌로 조오
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전기 주행(EV) 모드로부터 하이브리드(HEV) 모드로의 절환 시의 엔진 시동을 토크의 해제감 없이, 또한 저쇼크 하에 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
액셀러레이터 증가에 수반하는 EV→HEV 모드 절환 요구시 t1에 모드 2301b에 의해 제어를 개시하고, HEV용의 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1을 구동력 제어용으로 늘리고, EV 및 HEV용의 제2 클러치가 슬립하기 시작하기 전부터 제1 클러치의 드래그에 의해 엔진의 크랭킹을 개시한다. 모드 2301b에서는 또한 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를 EV 모드시 최대 구동력 evTmax로 유지한다. 제2 클러치가 미끄러지기 시작한 t2에 모드 2303으로 천이하고, 제2 클러치를 미끄럽게 하면서 제1 클러치의 드래그에 의한 엔진 시동을 행하게 하도록 tTc2를 결정하고, tTc1은 구동력의 상승과, 제2 클러치의 안정적인 슬립을 유지하도록 결정한다. 모드 2303에서는 또한 엔진이 시동되도록 제어하고, 모터/제너레이터 토크를 제2 클러치의 슬립이 달성되도록 결정한다.
구동력 제어, 클러치, 전달 토크, EV 모드, HEV 모드

Description

하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치{AN ENGINE START CONTROL DEVICE FOR A HYBRID VEHICLE}
도1은 본 발명의 착상을 적용 가능한 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 개략 평면도.
도2는 본 발명의 착상을 적용 가능한 다른 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 개략 평면도.
도3은 본 발명의 착상을 적용 가능한 또 다른 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 개략 평면도.
도4는 도3에 도시한 파워트레인의 제어 시스템을 도시한 블록선도.
도5는 상기 제어 시스템에 있어서의 통합 컨트롤러의 기능별 블록선도.
도6은 상기 기능별 블록선도에 있어서의 동작점 지령부가 실행하는 제어 프로그램을 도시한 플로우차트.
도7은 도6의 플로우차트에서 도달 목표 구동력을 구할 때에 이용하는 도달 목표 구동력의 특성선도.
도8은 하이브리드 차량의 전기 주행(EV) 모드 영역 및 하이브리드 주행(HEV) 모드 영역을 도시한 영역선도.
도9는 하이브리드 차량의 배터리 축전 상태에 대한 목표 충방전량 특성을 도 시한 특성선도.
도10은 하이브리드 차량에 탑재한 자동 변속기의 변속선도.
도11은 하이브리드 차량에 탑재한 엔진의 허용 최대 토크를 예시하는 특성선도.
도12는 하이브리드 차량이 전기 주행(EV) 모드로부터 하이브리드 주행(HEV) 모드로 절환될 때의 모드 천이 맵 도면.
도13은 액셀러레이터 조작에 수반하여 전기 주행(EV) 모드로부터 하이브리드 주행(HEV) 모드로 이행하는 경우의, 도6에 도시한 제어 프로그램에 의한 동작 타임차트.
도14는 차속 변화나 배터리 축전 상태의 변화에 따라 전기 주행(EV) 모드로부터 하이브리드 주행(HEV) 모드로 이행하는 경우의, 도6에 도시한 제어 프로그램에 의한 동작 타임차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진
2 : 구동 차량(후륜)
3 : 자동 변속기
4 : 전동축
5 : 모터/제너레이터
6 : 제1 클러치
7 : 제2 클러치
8 : 차동 기어 장치
9 : 배터리
10 : 인버터
11 : 엔진 회전 센서
12 : 모터/제너레이터 회전 센서
13 : 변속기 입력 회전 센서
14 : 변속기 출력 회전 센서
특허문헌 1: 일본 특개 평11-82260호 공보
본 발명은 엔진 이외에 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서도 주행할 수 있으며, 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서만 주행하는 전기 주행(EV) 모드와, 엔진 및 모터/제너레이터의 쌍방, 또는 엔진으로부터의 동력에 의해 주행하는 하이브리드 주행(HEV) 모드를 갖는 하이브리드 차량에 관한 것으로, 특히, 전자의 EV 모드에서의 주행 중에 엔진 출력도 필요하게 되어 후자의 HEV 모드로 절환할 때에, 엔진을 시동 시키기 위한 장치에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 하이브리드 차량에 이용하는 하이브리드 구동 장치로서는 종래에 여러가지 형식의 것이 제안되어 있지만, 그 중의 하나로서, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 것이 알려져 있다.
이 하이브리드 구동 장치는 엔진 회전을 변속기로 향하게 하는 축에 결합하여, 이들 엔진과 변속기 사이에 모터/제너레이터를 구비하고, 엔진과 모터/제너레이터 사이를 분리 가능하게 결합하는 제1 클러치를 가짐과 아울러, 모터/제너레이터와 변속기 출력축 사이를 분리 가능하게 결합하는 제2 클러치를 토크 컨버터 대신에 갖는 구성으로 되는 것이다.
이러한 하이브리드 구동 장치를 구비한 하이브리드 차량은, 제1 클러치를 해방함과 아울러 제2 클러치를 체결하는 경우, 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서만 주행하는 전기 주행(EV) 모드로 되고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 함께 체결하는 경우, 엔진 및 모터/제너레이터의 쌍방, 또는 엔진으로부터의 동력에 의해 주행하는 하이브리드 주행(HEV) 모드로 될 수 있다.
이러한 하이브리드 차량에 있어서, 전자의 EV 모드에서의 주행 중 엔진 출력이 필요하게 되고, EV 모드로부터 후자의 HEV 모드로 절환할 때에는, 엔진을 시동 시키면서 당해 모드 절환을 행할 필요가 있다.
이러한 모드의 절환 및 엔진의 시동 시에 있어서는, 종래, 특허문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이, 엔진과 모터/제너레이터 사이에 있어서 해방 상태의 제1 클러치를 체결 진행시키고, 상기 제1 클러치의 드래그 토크에 의해 정지 상태의 엔진을 크랭킹시켜 엔진을 시동 시킴으로써 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환을 행한다.
그런데, 상기 엔진 시동 시는 엔진 토크 변동이 발생하거나, 제1 클러치의 체결 진행에 수반하는 토크 변동이 발생하여, 이들 토크 변동이 구동 차륜에 전달되어 쇼크로 된다.
이러한 쇼크에 관한 문제를 해결하기 위하여, 특허문헌 1에는 또한 모터/제너레이터와 변속기 사이에 있어서 체결 상태의 제2 클러치를 일단 해방하고, 이 상태에서 상기 제1 클러치의 체결 진행에 의한 엔진의 시동을 행하게 하는 기술도 제안되어 있다.
그러나, 종래와 같이, 엔진과 모터/제너레이터 사이의 제1 클러치를 체결 진행시켜 엔진을 크랭킹시키고 있는 동안에, 모터/제너레이터와 변속기 사이의 제2 클러치를 해방 상태로 해 두는 것에서는, 이러한 엔진의 크랭킹 중에 제2 클러치가 동력원 및 구동 차륜 사이를 분리하여 구동 차륜으로의 토크 전달을 행하지 못하게 하기 때문에, 구동 차륜으로의 출력 토크가 제로로 되어 엔진의 크랭킹 중에 출력 토크의 해제를 느끼게 하여, 운전자에게 위화감을 줄 우려가 있다.
본 발명은 제2 클러치를 종래와 같이 완전 해방하는 대신에, 슬립 체결시키면, 제1 클러치의 체결 진행에 의한 엔진 시동 시의 변동이 구동 차륜에 전달되는 것을 방지하면서, 엔진의 크랭킹 중에 구동 차륜으로의 출력 토크가 제로로 되어 출력 토크의 해제감이 발생한다는 상기의 문제를 해소할 수 있다는 사실 인식에 의거하여, 이 착상을 구체화하여 상기의 문제 해결을 실현한 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치를 제안하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 엔진 시동 시에 있어서의 제2 클러치의 슬립 체결시에, 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대하여 실제 유압이 불균일한 경우에 있어서도, 이에 따른 영향을 받지 않고, 상기의 문제 해결을 확실하게 실현할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치를 제안하는 것도 목적으로 한다.
이들 목적을 위하여, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치는, 청구항 1에 기재한 이하의 구성으로 한다.
먼저, 전제로 되는 하이브리드 차량을 설명하면, 이것은, 동력원으로서 엔진 및 모터/제너레이터를 구비하고, 이들 엔진과 모터/제너레이터 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제1 클러치를 개재시키고, 모터/제너레이터와 구동 차륜 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제2 클러치를 개재시키고, 제1 클러치를 해방함과 아울러 제2 클러치를 체결함으로써 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서만 전기 주행 모드를 선택 가능하고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 함께 체결함으로써 엔진 및 모터/제너레이터의 쌍방, 또는 엔진으로부터의 동력에 의한 하이브리드 주행 모드를 선택 가능한 것이다.
본 발명은, 이러한 하이브리드 차량에 있어서, 먼저, 전기 주행 모드로부터 하이브리드 주행 모드로의 모드 절환에 수반하여 제1 클러치를 체결 진행시켜 행하는 엔진 시동 시에, 또는 하이브리드 주행 모드에서 엔진으로의 연료 공급을 정지한 퓨얼 컷 상태로부터 연료 공급을 재개시켜서 행하는 엔진 시동 시에, 상기 제2 클러치를 슬립 제어하도록 구성한다.
그리고, 상기 제2 클러치의 슬립 제어에, 모터/제너레이터의 토크 조작으로 구동력을 제어하면서, 제2 클러치의 전달 토크 용량을 구동력 상당값으로 제어하는 제1 단계와, 이 제1 단계 후에, 제2 클러치의 전달 토크 용량 조작으로 구동력을 제어하면서, 모터/제너레이터의 제어로 제2 클러치의 슬립 상태를 유지하는 제2 단계를 설정한다.
상기한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치에 따르면, 전기 주행 모드에서의 주행중 하이브리드 주행 모드로 절환할 때의 엔진 시동 시나, 하이브리드 주행 모드에서 퓨얼 컷 상태로부터 연료 공급을 재개시켜서 행하는 엔진 시동 시에, 제2 클러치를 슬립 제어하기 때문에, 제2 클러치가 상기의 슬립 제어에 의해, 구동력을 계속적으로 차륜에 전달하는 반면, 엔진 시동 시의 토크 변동을 구동 차륜에 전달되지 않게 하게 되어, 엔진 시동 시의 토크 변동에 의한 쇼크를 회피하면서, 구동력의 해제감을 회피하여 이에 수반하는 위화감을 없앨 수 있다.
또한, 상기 제2 클러치의 슬립 제어시에, 먼저, 제1 단계에서, 모터/제너레이터의 토크 조작으로 구동력을 제어하면서, 제2 클러치의 전달 토크 용량을 구동력 상당값으로 제어하고, 다음의 제2 단계에서, 제2 클러치의 전달 토크 용량 조작으로 구동력을 제어하면서, 모터/제너레이터의 제어로 제2 클러치의 슬립 상태를 유지하기 때문에, 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대하여 실제 유압이 불균일한 경우에 있어서도, 이에 따른 영향을 받아, 제2 클러치의 슬립 전후에 구동력이 해제되거나, 토크 단차를 발생하는 일 없이, 쇼크가 적은 엔진 시동을 실현하여, 상기의 작용 효과를 더욱 확실한 것으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 도시한 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 상기한 엔진 시동 제어 장치를 적용 가능한 하이브리드 구동 장치를 구비한 프론트 엔진 리어 휠 드라이브차(후륜 구동식 하이브리드 차량)의 파워트레인을 나타내고, 1은 엔진, 2는 구동 차륜(후륜)이다.
도1에 도시한 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서는, 통상의 후륜 구동차와 마찬가지로, 엔진(1)의 차량 전후 방향 후방에 자동 변속기(3)를 직렬로 배치하고, 엔진(1)(크랭크 샤프트(1a))으로부터의 회전을 자동 변속기(3)의 입력축(3a)에 전달하는 축(4)에 결합하여 모터/제너레이터(5)를 형성한다.
모터/제너레이터(5)는 모터로서 작용하거나, 제너레이터(발전기)로서 작용하는 것으로, 엔진(1) 및 자동 변속기(3) 사이에 배치한다.
이 모터/제너레이터(5) 및 엔진(1) 사이에, 더욱 상세하게는, 축(4)과 엔진 크랭크 샤프트(1a) 사이에 제1 클러치(6)를 구비하고, 이 제1 클러치(6)에 의해 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5) 사이를 분리 가능하게 결합한다.
여기서 제1 클러치(6)는, 전달 토크 용량(Torque Capacity)을 연속적 또는 단계적으로 변경 가능한 것으로 하고, 예를 들면 비례 솔레노이드로 클러치 작동유 유량 및 클러치 작동 유압(클러치 체결 유압)을 연속적 또는 단계적으로 제어하여 전달 토크 용량을 변경 가능한 습식 다판 클러치로 구성한다.
모터/제너레이터(5) 및 자동 변속기(3) 사이에, 더욱 상세하게는, 축(4)과 변속기 입력축(3a) 사이에 제2 클러치(7)를 구비하고, 이 제2 클러치(7)에 의해 모 터/제너레이터(5) 및 자동 변속기(3) 사이를 분리 가능하게 결합한다.
제2 클러치(7)도 제1 클러치(6)와 마찬가지로, 전달 토크 용량을 연속적 또는 단계적으로 변경 가능한 것으로 하고, 예를 들면, 비례 솔레노이드로 클러치 작동유 유량 및 클러치 작동 유압(클러치 체결 유압)을 연속적 또는 단계적으로 제어하여 전달 토크 용량을 변경 가능한 습식 다판 클러치로 구성한다.
자동 변속기(3)는 2003년 1월, 닛산 자동차 가부시키가이샤 발행 “스카이 라인 신형차(CV35형 차) 해설서” 제C-9페이지∼C-22페이지에 기재된 것과 동일한 것으로 하고, 복수개의 마찰 요소(클러치나 브레이크 등)를 선택적으로 체결하거나 해방함으로써, 이들 마찰 요소의 체결·해방 조합에 의해 전동계 트랙(변속단)을 결정하는 것으로 한다.
따라서, 자동 변속기(3)는 입력축(3a)으로부터의 회전을 선택 변속단에 따른 기어비로 변속하여 출력축(3b)에 출력한다.
이 출력 회전은 차동 기어 장치(8)에 의해 좌우 후륜(2)으로 분배하여 전달되고, 차량의 주행에 이용된다.
다만 자동 변속기(3)는 상기한 바와 같은 유단식의 것에 한정되지 않고, 무단 변속기이어도 무방한 것은 물론이다.
상기한 도1의 파워트레인에 있어서는, 차량의 정차 상태로부터의 발진 시 등을 포함하는 저부하·저차속 시에 이용되는 전기 주행(EV) 모드가 요구되는 경우, 제1 클러치(6)를 해방하고, 제2 클러치(7)를 체결하고, 자동 변속기(3)를 동력 전달 상태로 한다.
이 상태에서 모터/제너레이터(5)를 구동하면, 당해 모터/제너레이터(5)로부터의 출력 회전만이 변속기 입력축(3a)에 도달하게 되고, 자동 변속기(3)가 당해 입력축(3a)으로의 회전을, 선택 중인 변속단에 따라 변속하여 변속기 출력축(3b)으로부터 출력한다.
변속기 출력축(3b)으로부터의 회전은 그 후, 차동 기어 장치(8)를 거쳐 후륜(2)에 이르고, 차량을 모터/제너레이터(5)에 의해서만 전기 주행(EV 주행)시킬 수 있다.
고속 주행시나 대부하 주행시 등에서 이용되는 하이브리드 주행(HEV 주행) 모드가 요구되는 경우, 제1 클러치(6) 및 제2 클러치(7)를 함께 체결하여, 자동 변속기(3)를 동력 전달 상태로 한다.
이 상태에서는, 엔진(1)으로부터의 출력 회전 및 모터/제너레이터(5)로부터의 출력 회전의 쌍방, 또는 엔진(1)으로부터의 출력 회전이 변속기 입력축(3a)에 도달하게 되고, 자동 변속기(3)가 당해 입력축(3a)으로의 회전을, 선택 중인 변속단에 따라 변속하여, 변속기 출력축(3b)으로부터 출력한다.
변속 출력축(3b)으로부터의 회전은 그 후, 차동 기어 장치(8)를 거쳐 후륜(2)에 이르고, 차량을 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)의 쌍방에 의해 하이브리드 주행(HEV 주행)시킬 수 있다.
이러한 HEV 주행 중에 있어서, 엔진(1)을 최적 연비로 운전시키면 에너지가 잉여로 되는 경우, 이 잉여 에너지에 의해 모터/제너레이터(5)를 발전기로서 작동시킴으로써 잉여 에너지를 전력으로 변환하고, 이 발전 전력을 모터/제너레이터(5) 의 모터 구동에 이용하도록 축전해 둠으로써 엔진(1)의 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 도1은 모터/제너레이터(5) 및 구동 차륜(2)을 분리 가능하게 결합하는 제2 클러치(7)를, 모터/제너레이터(5) 및 자동 변속기(3) 사이에 개재시켰지만, 도2에 도시한 바와 같이, 제2 클러치(7)를 자동 변속기(3) 및 차동 기어 장치(8) 사이에 개재시키더라도, 마찬가지로 기능시킬 수 있다.
또한, 도1 및 도2에서는 제2 클러치(7)로서 전용의 것을 자동 변속기(3)의 앞, 또는 뒤에 추가하기로 하였으나, 이 대신에, 제2 클러치(7)로서, 도3에 도시한 바와 같이 자동 변속기(3) 내에 이미 존재하는 직진 변속단 선택용의 마찰 요소 또는 후퇴 변속단 선택용의 마찰 요소를 유용하도록 해도 무방하다.
이 경우, 제2 클러치(7)가 상기한 모드 선택 기능을 수행하는데 더하여, 이 기능을 수행하도록 체결될 때에 자동 변속기를 동력 전달 상태로 하게 되어, 전용의 제2 클러치가 불필요하여 비용상 크게 유리하다.
도1 내지 도3에 도시한 하이브리드 차량의 파워트레인을 이루는 엔진(1), 모터/제너레이터(5), 제1 클러치(6), 제2 클러치(7)는 도4에 도시한 바와 같은 시스템에 의해 제어한다.
한편, 이하에서는, 파워트레인이 도1에 도시한 바와 같은 것인 경우에 대하여 설명을 진행하기로 한다.
도4의 제어 시스템은, 파워트레인의 동작점을 통합 제어하는 통합 컨트롤러(2)를 구비하고, 파워트레인의 동작점을, 목표 엔진 토크 tTe와, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm(목표 모터/제너레이터 회전수 tNm이어도 무방하다)와, 제1 클러 치(6)의 목표 전달 토크 용량 tTcl과, 제2 클러치(7)의 목표 전달 토크 용량 tTc2으로 규정한다.
통합 컨트롤러(20)에는, 상기 파워트레인의 동작점을 결정하기 위하여, 엔진 회전수 Ne를 검출하는 엔진 회전 센서(11)로부터의 신호와, 모터/제너레이터 회전수Nm를 검출하는 모터/제너레이터 회전 센서(12)로부터의 신호와, 변속기 입력 회전수 Ni를 검출하는 입력 회전 센서(13)로부터의 신호와, 변속기 출력 회전수 No를 검출하는 출력 회전 센서(14)로부터의 신호와, 엔진(1)의 요구 부하 상태를 나타낸 액셀러레이터 페달 밟음량(액셀러레이터 개도 APO)를 검출하는 액셀러레이터 개도 센서(15)로부터의 신호와, 모터/제너레이터(5)용의 전력을 축전해 두는 배터리(9)의 축전 상태 SOC(인출 가능 전력)를 검출하는 축전 상태 센서(16)로부터의 신호를 입력한다.
한편, 상기한 센서 중에서, 엔진 회전 센서(11), 모터/제너레이터 회전 센서(12), 입력 회전 센서(13), 및 출력 회전 센서(14)는 각각 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 배치할 수 있다.
통합 컨트롤러(20)는 상기 입력 정보 중에서 액셀러레이터 개도 APO, 배터리 축전 상태 SOC, 및 변속기 출력 회전수 No(차속 VSP)로부터, 운전자가 희망하고 있는 차량의 구동력을 실현 가능한 운전 모드(EV 모드, HEV 모드)를 선택함과 아울러, 목표 엔진 토크 tTe, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm(목표 모터/제너레이터 회전수 tNm이어도 무방하다), 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTcl, 및 목표 제2 클러치 전달 토크 용량tTc2을 각각 연산한다.
목표 엔진 토크 tTe는 엔진 컨트롤러(21)에 공급되고, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm(목표 모터/제너레이터 회전수 tNm이어도 무방하다)는 모터/제너레이터 컨트롤러(22)에 공급된다.
엔진 컨트롤러(21)는 엔진 토크 Te가 목표 엔진 토크 tTe로 되도록 엔진(1)을 제어하고, 모터/제너레이터 컨트롤러(22)는 모터/제너레이터(5)의 토크 Tm(또는 회전수 Nm)이 목표 모터/제너레이터 토크 tTm(또는 목표 모터/제너레이터 회전수 tNm)이 되도록, 배터리(9) 및 인버터(10)를 통하여 모터/제너레이터(5)를 제어한다.
통합 컨트롤러(20)는 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTcl 및 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2에 대응한 솔레노이드 전류를 제1 클러치(6) 및 제2 클러치(7)의 체결 제어 솔레노이드(도시하지 않음)에 공급하고, 제1 클러치(6)의 전달 토크 용량 Tc1이 목표 전달 토크 용량 tTcl과 일치하도록, 또한 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2가 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2과 일치하도록, 제1 클러치(6) 및 제2 클러치(7)를 개별적으로 체결력 제어한다.
통합 컨트롤러(20)는 상기한 운전 모드(EV 모드, HEV 모드)의 선택, 그리고 목표 엔진 토크 tTe, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm(목표 모터/제너레이터 회전수 tNm이어도 무방하다), 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTcl 및 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2의 연산을, 도5의 기능별 블록선도로 도시한 바와 같이 실행한다.
목표 구동력 연산부 30에서는, 도7에 도시한 도달 목표 구동력 맵을 이용하 여, 액셀러레이터 개도 APO 및 차속 VSP으로부터, 정상적인 도달 목표 구동력 tFo0을 연산한다.
운전 모드 선택부(40)에서는 도8에 도시한 EV-HEV 영역 맵을 이용하여, 액셀러레이터 개도 APO 및 차속 VSP로부터 목표로 하는 운전 모드를 결정한다.
도8에 도시한 EV-HEV 영역 맵으로부터 확실한 바와 같이, 고부하·고차속 시에는 HEV 모드를 선택하고, 저부하·저차속 시에는 EV 모드를 선택하고, EV 주행 중에 액셀러레이터 개도(APO) 및 차속(VSP)의 조합으로 결정되는 운전점이 EV→HEV 절환선을 넘어서 HEV 영역에 들어올 때 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환을 행하고, 또한, HEV 주행 중에 운전점이 HEV→EV 절환선을 넘어서 EV 영역에 들어올 때 HEV 모드로부터 EV 모드로의 모드 절환을 행하는 것으로 한다.
도5의 목표 충방전량 연산부(50)에서는, 도9에 도시한 충방전량 맵을 이용하여, 배터리 축전 상태 SOC로부터 목표 충방전량(전력) tP을 연산한다.
동작점 지령부(60)에서는, 액셀러레이터 개도 APO와, 도달 목표 구동력 tFo0과, 목표 운전 모드와, 차속 VSP와, 목표 충방전 전력 tP으로부터, 이들을 동작점 도달 목표로 하여, 시시각각의 과도적인 목표 엔진 토크 tTe와, 목표 모터/제너레이터 토크tTm와, 제1 클러치(6)의 목표 솔레노이드 전류 Is1와, 제2 클러치(7)의 목표 전달 토크 용량 tTc2와, 목표 변속단 SHIFT를 연산한다.
변속 제어부(70)에서는, 상기의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2과, 목표 변속단 SHIFT가 입력되고, 이들 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2과, 목표 변속단 SHIFT가 달성되도록 자동 변속기(3) 내의 대응하는 솔레노이드 밸브를 구동 한다.
이에 따라, 도3의 자동 변속기(3)는 제2 클러치(7)를 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2이 달성되도록 체결 제어되면서, 목표 변속단 SHIFT가 선택된 동력 전달 상태로 된다.
상기의 동작점 지령부(60)는 도6에 도시한 제어 프로그램을 실행하여, 상기의 과도적인 목표 엔진 토크 tTe와, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm와, 제1 클러치 목표 솔레노이드 전류 Is1와, 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2와, 목표 변속단 SHIFT를 연산한다.
스텝 S61에 있어서는, 현재의 구동력으로부터 상기한 도달 목표 구동력 tFo0으로의 소정의 가감을 갖는 응답으로 이행하는데 필요한 과도 목표 구동력 tFo을 연산한다.
이 연산에 있어서는, 예를 들면 도달 목표 구동력 tFo0을 소정 시정수의 로우 패스 필터에 통과시켜서 얻어지는 출력을 과도 목표 구동력 tFo으로 할 수 있다.
다음의 스텝 S62에 있어서는, 과도 목표 구동력 tFo를 얻는데 필요한 자동 변속기(3)의 목표 입력 토크 tTi를 다음 식의 연산에 의해 구한다.
tTi=tFo×Rt/if/ig
여기서, Rt는 구동 차륜(2)의 타이어 유효 반경, if는 파이널 기어비, iG는 현재의 선택 변속단에 의해 결정되는 자동 변속기(3)의 기어비이다.
스텝 S63에 있어서는, 도5의 운전 모드 선택부(40)에서 결정한 목표 운전 모드에 따른 운전 모드의 선택을 행한다.
정상적으로는, 목표 운전 모드가 EV 모드이라면 EV 모드를 선택하고, 목표 운전 모드가 HEV 모드이라면 HEV 모드를 선택한다.
HEV 모드에서의 주행 중에 목표 운전 모드가 EV 모드로 되면, HEV 모드로부터 EV 모드로의 모드 절환을 행한다.
EV 모드에서의 주행 중에 목표 운전 모드가 HEV 모드로 되면, 도12에 도시한 상태 천이도에 따라 후술하는 바와 같이 모드 절환을 행함으로써, 본 발명에 따른 엔진(1)의 시동을 수반하는 당해 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환을 실행한다.
스텝 S64에 있어서는, 도10에 예시하는 예정의 변속 맵을 이용하여, 액셀러레이터 개도 APO 및 차속 VSP로부터 목표 변속단 SHIFT를 결정하고, 이것을 도5의 변속 제어부(70)에 지령하여 자동 변속기(3)를 목표 변속단 SHIFT으로 변속시킨다.
한편, 도10에 있어서, 실선은 이웃하는 변속단 사이의 업시프트 선이고, 파선은 이웃하는 변속단 사이의 다운시프트 선이다.
다만, 이들 업시프트 선 또는 다운시프트 선을 가로질러 대응하는 변속 요구가 발생하더라도, EV 모드로부터 HEV 모드로의 절환 중이라면, 당해 모드 절환이 종료될 때까지 이 변속 요구를 실행하지 않고, 모드 절환 후에 대응하는 변속을 행하게 하는 것으로 한다.
스텝 S65에 있어서는, 목표 엔진 토크 tTe를 이하와 같이 하여 구한다.
HEV 모드이라면, 먼저, 스텝 S62에서 구한 목표 입력 토크 tTi와, 자동 변속기(3)의 입력 회전수 Ni와, 엔진 회전수 Ne로부터, 다음 식을 이용하여 이상(理想) 엔진 토크 tTe0을 연산한다.
tTe0 = (tTi×Ni-tP)/Ne
그리고, 도11에 예시하는 최대 엔진 토크 맵을 기초로, 엔진 회전수 Ne에 따른 최대 엔진 토크 Temax를 구하고, 상기 식에 의해 구한 이상 엔진 토크 tTe0을 최대 엔진 토크 Temax를 넘지 않도록 제한한 것을 목표 엔진 토크 tTe로 한다.
또한, EV 모드이라면 엔진 토크가 불필요하기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe는 제로로 한다.
한편, 운전 모드의 절환 중이라면, 나중에 상세히 설명하는 모드 절환 중의 조작에 따라 목표 엔진 토크 tTe를 구한다.
상기한 바와 같이 결정한 목표 엔진 토크 tTe는 도4의 엔진 컨트롤러(21)에 지령하고, 엔진 컨트롤러(21)는 엔진(1)을 목표 엔진 토크 tTe가 실현되도록 제어한다.
스텝 S66에 있어서는, EV 모드 또는 HEV 모드 중 어느 하나이라면, 다음 식을 이용하여, 목표 엔진 토크 tTe와의 협동에 의해 목표 변속기 목표 입력 토크 tTi를 발생시키는데 필요한 목표 모터/제너레이터 토크 tTm을 연산한다.
tTm=tTi-tTe
모드 절환 중이라면, 후술하는 모드 절환 중의 조작에 따라 목표 모터/제너레이터 토크 tTm을 결정한다.
이상과 같이 결정한 목표 모터/제너레이터 토크 tTm은 도4의 모터/제너레이터 컨트롤러(22)에 지령하고, 모터/제너레이터 컨트롤러(22)는 모터/제너레이터(5)를 목표 모터/제너레이터 토크 tTm이 실현되도록, 인버터(10)를 통하여 제어한다.
스텝 S67에 있어서는, 제1 클러치(6)의 목표 전달 토크 용량 tTc1을 이하와 같이 결정한다.
EV 모드이라면, 제1 클러치(6)를 해방해 두기 때문에, 그 목표 전달 토크 용량 tTc1은 제로로 하고, HEV 모드이라면, 제1 클러치(6)를 체결하기 때문에, 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1을 최대값으로 한다.
그리고, 모드 절환 중이라면, 후술하는 모드 절환 중의 조작에 따라 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1을 결정한다.
이상과 같이 결정한 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은, 도5에 도시한 목표 제1 클러치 솔레노이드 전류 Is1로 변환되어, 도4에 도시한 바와 같이 제1 클러치(6)의 체결 제어에 이용되고, 제1 클러치(6)를 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1이 실현되도록 체결 제어한다.
스텝 S68에 있어서는, 제2 클러치(7)의 목표 전달 토크 용량 tTc2를 이하와 같이 결정한다.
EV 모드이라면, 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를 EV 모드에서의 최대 구동력 상당값 evTmax(EV시, 제2 클러치 최대 전달 토크 용량)으로 하고, HEV 모드 이라면 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를 최대값으로 한다.
그리고, 모드 절환 중이라면, 후술하는 모드 절환 중의 조작에 따라 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2을 결정한다.
이상과 같이 결정한 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2은 도5의 변속 제어부(70)를 통하여 제2 클러치(7)의 체결 제어에 이용되고, 제2 클러치(7)를 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2가 실현되도록 체결 제어한다.
즉 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 TTc2는 목표 변속단 SHIFT와 함께 도5의 변속 제어부(70)에 지령되고, 자동 변속기(3)의 목표 변속단 SHIFT로의 변속 제어에 제공된다.
여기서, 본 발명에 따른, 엔진 시동을 수반한 EV 모드로부터 HEV 모드로의 절환 제어를, 도12에 도시한 상태 천이도와, 도13, 도14에 도시한 타임차트에 의거하여 이하에 상세히 설명한다.
EV 모드에서의 주행 중, 액셀러레이터 개도 APO를 도13과 같이 증대시킨(목표 구동력이 증대된) 결과, 운전점이 예를 들면 도8의 점 A에서 점 A’로 변화하여 목표 모드가 HEV 모드로 되고, EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환이 발생한 경우는 도12 및 도13에 도시한 바와 같이 EV 모드로부터 먼저 모드 2301b로 천이하여 모드 절환이 개시되고, 그 후 모드 2303∼2307을 거쳐 HEV 모드에 이른다.
모드 2301b, 및 모드 2303∼2307에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
EV 모드에서의 주행 중, 액셀러레이터 개도 APO는 도14와 같이 일정하더라도, 차속 VSP가 상승한 결과, 운전점이 예를 들면 도8의 점 B에서 점 B’로 변화하 여 목표 모드가 HEV 모드로 되고, EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환이 발생한 경우나, 운점점을 예를 들면 도8의 C점에 고정한 상태이더라도 배터리 축전 상태가 SOC가 저하된 결과, 목표 모드가 HEV 모드로 되어 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환이 발생한 경우는 도12 및 도14에 도시한 바와 같이 EV 모드로부터 먼저 모드 2301a로 천이하여 모드 절환이 개시되고, 그 후, 모드 2302a(모드 2302a1 또는 2302a2) 및 모드 2303∼2307을 거쳐 HEV 모드에 이른다.
모드 2301a 및 모드 2302a(모드 2302a1, 2302a2)에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
먼저, 전자와 같은 액셀러레이터 개도 증가(목표 구동력 증가)에 수반하는, 모드 2301b를 경유하는 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환에 대하여, 도12 및 도13을 참조하면서 설명한다.
이 모드 절환은 액셀러레이터 페달의 밞음에 의한 EV 모드로부터 HEV 모드로의 절환 요구(엔진 시동 요구)이기 때문에, 매끄러운 모드 절환(엔진 시동)보다도 고응답의 모드 절환(엔진 시동)에 의한 신속한 구동력 증대가 요망된다.
또한, 액셀러레이터 조작에 따른 구동력 변화 중이기 때문에, 어느 정도의 모드 절환(엔진 시동) 파워 쇼크는 운전자가 이것을 감지하지 못하는 운전 상태에 있다.
따라서, 당해 모드 2301b을 지나는 모드 절환 제어에서는, 이하와 같이 이것을 행하게 하는 것으로 한다.
액셀러레이터 페달의 밟음에 의한 EV 모드로부터 HEV 모드로의 절환 요구 시 간 t1(도13)에, 모드 2301b로 천이하여 모드 절환이 개시되고, 이 모드 2301b에서는, 제2 클러치(7)가 분담 가능한 범위의 구동력은 EV 모드에서 발생시키고, 제2 클러치(7)가 분담 가능한 범위를 넘은 구동력으로 되면 가능한 조속히 제2 클러치(7)가 미끄러져 나가도록 제어하기 때문에, 이하와 같은 제어 태양으로 한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
상술한 바와 같이, 조속히 엔진(1)을 시동하고자 하는 요구로부터, 도13에 도시한 바와 같이 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1을 늘리고, 제2 클러치(7)가 슬립하기 시작하기 전부터 제1 클러치(6)의 드래그 토크에 의해 엔진(1)의 크랭킹(엔진 회전수 Ne≥0)을 개시한다.
다만, 제1 클러치(6)의 드래그 토크가 지나치게 크면 구동력이 저하되어 감속감이 발생하기 때문에, 이것을 방지하기 위하여 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은 다음 식으로 나타낸 범위 내의 값, 즉 모터/제너레이터(5)가 최대 토크 Tmmax를 발생할 때, 목표 변속기 입력 토크 tTi가 달성되도록 하는 제1 클러치 전달 토크 용량보다도 작은 값으로 한다.
tTc1＜Tmmax-tTi
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
상기한 바와 같이, 모드 2301b는 제2 클러치(7)가 분담 가능한 범위의 구동력은 EV 모드에서 발생시키고, 제2 클러치(7)가 분담 가능한 범위를 넘은 구동력으로 되면 가능한 빨리 제2 클러치(7)가 미끄러져 나가도록 하기 위하여, 모드 2301b 에서의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2을, 도13에 도시한 바와 같이 EV 모드에서의 최대 구동력 상당값 ecTmax로 유지한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2301b에서는 엔진 시동 전이기 때문에, 모드 2301b에서의 목표 엔진 토크 tTe를 도13에 도시한 바와 같이 제로로 한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
모드 2301b에서는 제1 클러치(6)의 드래그 토크(엔진 크랭킹 토크)에 의한 차륜 구동력 저하를 억제하기 위히여, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm로서, 과도 목표 구동력 tFo을 실현하는 목표 변속기 입력 토크 tTi에 제1 클러치(6)의 드래그 토크 보상분 tTc1을 가산하여 얻어지는, 다음 식으로 표현되는 토크 값을 도13과 같이 부여한다.
tTm=tTi+tTc1
《다음 모드 2303로의 천이 조건》
상기의 제어 중, 액셀러레이터 개도 APO의 증대에 따른 목표 변속기 입력 토크 tTi의 상승에 호응한 목표 모터/제너레이터 tTm의 상승으로, 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크가, EV 모드에서의 최대 구동력 상당값으로 유지된 EV시 제2 클러치 최대 전달 토크 용량 evTmax를 넘으면, 제2 클러치(7)가 미끄러지기 시작한다.
이와 같이 제2 클러치(7)가 미끄러지기 시작한(Nm＞Ni로 되기 시작한) 도13 의 시간 t2에 상기 모드 2301b로부터 다음 모드 2303으로 천이한다.
제2 클러치(7)가 미끄러지기 시작한 전후에서 제2 클러치(7)가 전달하는 토크는 모터/제너레이터(5)에 의한 토크로부터 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량분 Tc2에 연속적 또는 단계적으로 절환되기 때문에, 구동력이 단차를 갖는 것으로 되지 않고, 그 연속성이 확보된다.
또한, 제1 클러치(6)의 드래그 토크를 확보하면서 제2 클러치(7)를 슬립시키기 위해서는, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2을 EV 모드에서 나올 수 있는 구동력 범위까지 낮추어야 하지만, 미리 EV 모드로부터 제2 클러치 전달 토크 용량 Tc2를 EV 모드에서 나올 수 있는 최대 구동력 상당값으로 유지해 두기 때문에, EV 모드에서 나올 수 있는 구동력 범위까지 제2 클러치(7)의 체결 작동 유압을 낮추는 시간을 생략할 수 있으며, 엔진 시동에 의한 구동력 상승의 리스폰스가 향상된다.
천이(시간 t2) 후의 모드 2303에서는, 제1 클러치(6)의 체결시에 있어서의 구동력 변동 쇼크를 저감하는 것을 목적으로, 제2 클러치(7)를 미끄러지게 하면서 제1 클러치(6)의 드래그 토크에 의한 엔진 시동을 행하게 위하여, 이하와 같은 제어 태양로 한다.
《제2 클러치의 체결 제어》
제2 클러치(7)가 미끄러져 있을 때에는, 제2 클러치(7)의 입력측에서 어떠한 토크 변동이 발생하려고 해도, 제2 클러치의 출력 토크는 제2 클러치 전달 토크 용량으로 된다.
따라서, 모드 2303에서는, 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를 다음 식에 의해 결정하고,
tTc2=tTi
이 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를, 도13에 도시한 바와 같이 과도 목표 구동력 tFo0(목표 변속기 입력 토크 tTi)의 상승에 맞추어 상승시킨다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
모드 2303에서의 제1 클러치(6)의 목표 전달 토크 용량 tTc1은 구동력의 상승과, 제2 클러치(7)의 안정적인 슬립을 유지하기 위하여, 다음 식으로 표현되는 범위 내의 값으로 한다.
Tc1min＜tTc1＜Tmmax-tTc2=Tmmax-tTi
여기서, Tc1min은 엔진 점화 전이라면 엔진 마찰값으로 하고, 엔진 점화 후라면 제로로 한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2303에서는 엔진(1)이 크랭킹되어 있기 때문에, 엔진(1)이 시동되도록 하는 제어를 행한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
모드 2303에서의 모터/제너레이터 제어에 있어서는, 예를 들면 제2 클러치(7)의 목표 슬립량 dNc2를 달성하기 위한 목표 모터/제너레이터 회전수 tNm을 다 음 식에 의해 구하고,
tNm=Ni+dNc2
모터/제너레이터 회전수 Nm이 이 목표값 tNm과 일치하도록, PI 제어기(P:비례 제어, I: 적분 제어)를 이용하여 모터/제너레이터(5)를 회전수 제어한다.
이러한 PI 제어에 따르면, 도13에 도시한 바와 같이 제1 클러치(6)의 체결시에 있어서의 클러치 토크 변동에 맞추어 모터/제너레이터 토크 tTm이 변화하고, 모터/제너레이터(5)의 회전수 제어를 안정되게 행할 수 있다.
다만, PI 제어기만으로는, 제1 클러치(6)의 드래그 토크 부하에 의해 회전 변동이 발생하고 나서, 이 회전 변동을 억제하도록 모터/제너레이터 토크 tTm이 변화하기 때문에, 이 모터/제너레이터 토크 tTm에 의한 제1 클러치(6)의 회전 변동(토크 변동) 보상에서는, 모터/제너레이터 회전수의 일시적인 저하량이 많아지기 때문에, 제2 클러치(7)에 큰 슬립량을 확보할 필요가 있다.
따라서, 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1에 맞추어, 피드 포워드 제어에 의해 제1 클러치(6)의 토크 변동을 보상하는 성분을 목표 모터/제너레이터 토크 tTm에 부가하도록 하는 것이 좋다.
이와 같이 피드 포워드 보상을 부가하는 경우, 제1 클러치(6)의 토크 변동을 모터/제너레이터(5)에 의해 조속히 보상할 수 있으며, 결과적으로 모터/제너레이터 회전수의 일시적인 저하량이 많아지는 것을 억제할 수 있으며, 제2 클러치의 슬립량을 적게 하여 그 발열을 억제할 수 있다.
한편, 동일한 목적을 달성하기 위해서는, 상기의 피드 포워드 제어를 추가하는 대신에, 모터/제너레이터의 회전 관성계에 의거한 외란 오브저버(disturbance observer)를 이용하여, 모터/제너레이터(5)에 작용하는 모터/제너레이터 토크 이외의 토크를 외란으로 간주하여 외란 추정을 행하고, 이 외란 추정값으로 모터/제너레이터 토크를 보정하여 외란 상쇄를 행해도 무방하다.
회전수 제어를 이용하지 않고 제2 클러치(7)의 슬립을 유지하는 기타 수법으로서는, 다음 식에 나타낸 바와 같이, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm가, 구동력분(제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2)에 제1 클러치(6)의 드래그 토크 보상분 tTc1을 부가한 값보다 커지도록, 모터/제너레이터(5)를 오픈 제어하는 방법도 있다.
tTm＞tTc2+tTc1
《다음 모드 2304로의 천이 조건》
상기의 제어 중, 엔진 회전수 Ne가 모터/제너레이터 회전수 Nm 이상으로 되는 도13의 시간 t3에, 엔진 회전수 Ne의 오버슈트(overshoot) 제어를 위하여 모드 2303으로부터 모드 2304로 천이한다.
상기한 제어에 의해, 제1 클러치(6)의 체결 완료시에도 제2 클러치(7)가 슬립 상태를 안정되게 유지하기 때문에, 제1 클러치(6)가 체결 완료되거나, 클러치 전후의 회전차가 역전되어 제1 클러치(6)의 회전 토크가 급변하더라도, 이에 따른 제1 클러치의 전달 토크 변동이 자동 변속기(3)에 전해지는 것을 회피할 수 있으 며, 쇼크가 없는 엔진 시동이 가능함과 아울러 제2 클러치(7)의 발열을 억제할 수 있다.
모드 2304에서는, 엔진 회전수 Ne의 오버슈트를 억제하기 위하여, 다음과 같이 제어 태양으로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
이 모드 2304에서는 제2 클러치(7)가 아직 미끄러져 있기 때문에, 변속기 입력 토크 Ti는 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2와 동일하다.
따라서, 모드 2304에서의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2는 상기한 수학식 6으로 표시되도록 결정하고, 과도 목표 구동력 tFo에 맞추어 도13에 도시한 바와 같이 설정한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
모드 2304에서는 상기와 같이 제1 클러치(6)가 체결을 완료하고 있기 때문에, 당해 모드에서의 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은 도13에 도시하는 바와 같이 최대 전달 토크 용량으로 한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2304에서는 제1 클러치(6)가 쳬결을 완료하고, 엔진 시동 후이기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe로서 HEV 모드에서의 목표 엔진 토크를 설정한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
모드 2304에서의 모터/제너레이터 제어에 있어서는, 상기한 모드 2303에 있어서와 마찬가지로, 예를 들면 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2를 달성하도록 목표 모 터/제너레이터 회전수 tNm을 상기한 식(8)에 의해 구하고, 모터/제너레이터 회전수 Nm이 이 목표값 tNm과 일치하도록 모터/제너레이터(5)를 회전수 제어하거나, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm이 상기한 식(8)에 도시한 바와 같이, 구동력분(제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2)에 제1 클러치(6)의 드래그 토크 보상분 tTc1을 부가한 값보다 커지도록, 모터/제너레이터(5)를 오픈 제어한다.
《다음 모드 2305로의 천이 조건》
엔진 회전수 Ne가 모터/제너레이터 회전수 Nm 이상으로 된 도13의 시간 t3 이후, 엔진 회전수 Ne와 모터/제너레이터 회전수 Nm이 소정 시간에 걸쳐 거의 동일하다고 판정하는 도13의 시간 t4에, 제1 클러치(6)의 체결이 확실하게 완료되었다는 판단에 의거하여, 모드 2304로부터 모드 2305로 천이한다.
상기한 제어에 의해, 제1 클러치(6)의 쳬결 완료시에도 제2 클러치(7)가 슬립 상태를 안정되게 유지하게 되기 때문에, 제1 클러치(6)가 체결 완료되거나, 클러치 전후의 회전차가 역전되어 제1 클러치(6)의 전달 토크가 급변하더라도, 이에 따른 제1 클러치의 전달 토크 변동이 구동 차륜(2)에 전해지는 것을 회피할 수 있으며, 쇼크가 없는 엔진 시동이 가능함과 아울러, 제2 클러치(7)의 발열을 억제할 수 있다.
모드 2305에서는, 제2 클러치(7)의 재체결시에 있어서의 쇼크를 억제하기 위하여, 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크와, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량을 일치시킨 상태로 하는 것을 내용으로 하고, 이를 위하여 이하와 같은 제어 태양으로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
이 모드 2305에서는 제2 클러치(7)가 아직 미끄러져 있기 때문에, 변속기 입력 토크 Ti는 제2 클러치의 전달 토크 용량 tTc2와 동일한 값으로 된다.
따라서, 모드 2305에서의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2는 상기한 식(6)으로 표시되는 바와 같이 결정하고, 과도 목표 구동력 tFo에 맞추어 도13에 도시한 바와 같이 설정한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
모드 2305에서는 상기와 같이 제1 클러치(6)가 체결을 완료하고 있기 때문에, 당해 모드에서의 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은 도13에 도시하는 바와 같이 최대 전달 토크 용량으로 한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2305에서는 제1 클러치(6)가 쳬결을 완료하고, 엔진 시동 후이기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe로서 HEV 모드에서의 목표 엔진 토크를 설정한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
모드 2305에서의 모터/제너레이터 제어에 있어서는, 후속의 모드 2306, 2307에서의 매끄러운 제2 클러치(7)의 체결에 대비하기 위하여, 제2 클러치(7)의 슬립량 dNc2를 안정되게 달성하도록 목표 모터/제너레이터 회전수 tNm을 상기한 수학식 8에 의해 구하고, 모터/제너레이터 회전수 Nm이 이 목표값 tNm과 일치하도록 모터/제너레이터(5)를 회전수 제어를 행한다.
《다음 모드 2306로의 천이 조건》
엔진 회전수 Ne와 모터/제너레이터 회전수 Nm이 소정 시간에 걸쳐 거의 동일하다고 판정하는(제1 클러치(6)의 체결 완료를 판정하는) 도13의 시간 t4 이후, 모터/제너레이터 회전수 Nm이 소정 시간에 걸쳐 목표 모터/제너레이터 회전수 tNm 근방이라고 판정하는 도13의 시간 t5에, 회전의 오버슈트나 토크의 변동이 억제되고 제2 클러치(7)가 일정 속도로 안정된 슬립 상태이고, 엔진 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크와 제2 클러치 전달 토크 용량 Tc2가 거의 동일하다는 판단 하에, 모드 2305로부터 모드 2306으로 천이한다.
여기서, 최초부터 제2 클러치(7)의 슬립을 제로로 하는 것을 목적으로 하지 않고, 소정량의 슬립 상태를 목표로 하는 것은 모터/제너레이터 회전수의 언더슈트에 의해 제2 클러치(7)의 슬립 방향이 역전되어 구동력 변동이 발생하는 것을 억제하기 위함이다.
이 모드 2306에서는, 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력된 토크와, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2가 거의 동일한 상태를 유지하면서, 모터/제너레이터 회전수 Nm의 언더슈트에 의해 제2 클러치(7)의 슬립 방향이 역전되어 구동력 변동일 발생하는 것을 억제하기 위하여, 이하의 제어 태양으로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
이 모드 2306에서는 제2 클러치(7)가 아직 미끄러져 있기 때문에, 변속기 입력 토크 Ti는 제2 클러치의 전달 토크 용량 tTc2와 동일한 값으로 된다.
따라서, 모드 2306에서의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2는 상기한 식(6)으로 표시되도록 결정하고, 과도 목표 구동력 tF0에 맞추어 도13에 도시한 바와 같이 설정한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
모드 2306에서는 상기와 같이 제1 클러치(6)가 체결을 완료하고 있기 때문에, 당해 모드에서의 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은 도13에 도시하는 바와 같이 최대 전달 토크 용량으로 한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2306에서는 제1 클러치(6)가 체결을 완료하고, 엔진 시동 후이기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe로서 HEV 모드에서의 목표 엔진 토크를 설정한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
모드 2306에서의 모터/제너레이터 제어에 있어서는, 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2의 변화 정도가, 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2의 감소에 따라 작아지도록, 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2를 서서히 제로까지 줄이면서, 목표 모터/제너레이터 회전수 tNm을 상기한 식(8)에 의해 결정하고, 모터/제너레이터 회전수 Nm이 이 목표값 tNm과 일치하도록 모터/제너레이터(5)를 회전수 제어를 행한다.
《다음 모드 2307로의 천이 조건》
도13의 시간 t5 이후, 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2가 0 근방인 상태가 소정 시간 지속된 시간 t6에, 제2 클러치(7)의 재체결을 행하기 위한 모드 2307로 천이한다.
이와 같이, 목표 제2 클러치 슬립량 dNc2이 제로 근방으로 되었을 때에 제2 클러치(7)의 재체결을 행하도록 하면, 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크와 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2가 거의 일치한 상태로 제2 클러치(7)의 재체결이 행해지게 되고, 제2 클러치(7)의 전달 토크가 그 전달 토크 용량 Tc2로부터 엔진 토크 및 모터/제너레이터 토크의 합성 토크로 절환되더라도, 제2 클러치(7)의 재체결시에 있어서의 토크 변동을 억제할 수 있다.
이 모드 2307에서는, 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크와, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2가 거의 동일한 상태를 유지하면서 제2 클러치(7)를 재체결하기 위하여, 이하의 제어 태양으로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
모터/제너레이터(5)의 회전수 제어에서는, 회전 센서의 정밀도나 외란 토크에 의한 영향으로, 확실하게 제2 클러치(7)의 전후 회전 차를 제로로 할 때까지 시간이 걸리는 경우가 있다.
따라서, 이 모드 2307에 있어서는, 제2 클러치(7)의 슬립 량이 어느 정도 없어 지면, 제2 클러치(7)의 목표 전달 토크 용량 tTc2를 도13에 도시한 바와 같이, 허용할 수 있는 구동력 변동 이하로 되도록 오픈 제어로 서서히 증대시키고, 매끄럽게 제2 클러치(7)의 슬립량을 없애면서 당해 제2 클러치(7)의 재체결을 행하게 한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
모드 2307에서는 제1 클러치(6)가 체결 상태이기 때문에, 당해 모드에서의 목표 제1 클러치 전달 토크 용량 tTc1은 도13에 도시하는 바와 같이 최대 전달 토 크 용량으로 한다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2307에서는 제1 클러치(6)가 체결 상태이고, 엔진 시동 후이기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe로서 HEV 모드에서의 목표 엔진 토크를 설정한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
이 모드 2307에서는 목표 모터/제너레이터 토크 tTm을 도13에 도시한 바와 같이, 시간 t6에서의 지령값을 유지한다.
《HEV로의 천이 조건》
도13의 시간 t6으로부터 소정 시간이 경과한 시간 t7에 HEV 모드로 천이하여, EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환을 종료한다.
이상의 제어에 의해, 제2 클러치(7)를 쇼크 없이 매끄럽게 재체결할 수 있으며, 엔진 시동을 수반한 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환을 완료할 수 있다.
다만, 모터/제너레이터(5)의 회전수 제어를 이용하여, 엔진(1) 및 모터/제너레이터(5)로부터 제2 클러치(7)에 입력되는 토크와, 제2 클러치 전달 토크 용량 Tc2를 거의 동일하게 한 경우, 목표 엔진 토크 tTe와 실제의 엔진 토크 Te 사이에 있어서의 괴리량이나 외란 토크를 모터/제너레이터 토크로 보상하게 되기 때문에, 모드 2307의 종료 시 t7에 있어서 HEV 모드에서의 목표 모터/제너레이터 토크 tTm과 모터/제너레이터 토크 Tm 사이에 변위 ΔTm(도13 참조)가 발생한다.
이로 인해, HEV 모드로 하는 시간 t7로 되어 바로 목표 모터/제너레이터 토크 tTm을 HEV 모드에서의 목표 모터/제너레이터 토크로 바꾸면, 모터/제너레이터 토크 편차 ΔTm에 의거한 구동력 변화가 발생하여 쇼크로 된다.
이와 같이, 이 모터/제너레이터 토크 편차 ΔTm을 계속하여 유지하면, 소망하는 충방전량의 방해가 된다.
따라서, HEV 모드로 하는 도13의 시간 t7으로부터 모터/제너레이터 토크 편차 ΔTm을 서서히 제로로 함으로써, 구동력의 급변 및 이에 따른 쇼크가 발생하는 것을 방지하는 것으로 한다.
다음으로, 배터리 축전 상태 SOC의 저하나, 차속 VSP의 상승에 따른, 모드 2301a를 경유하는 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환에 대하여, 도12 및 도14를 참조하면서 설명한다.
이 모드 절환은 운전자의 액셀러레이터 조작에 의한 것이 아니고, 운전자가 일정한 운전 조작을 계속하고 있는 동안에 있어서의, 엔진 시동이 필요한 모드 절환이기 때문에, 신속한 모드 절환이나 엔진 시동보다도, 구동력 변화(쇼크)가 작은 매끄러운 모드 절환이나 엔진 시동이 요망된다.
따라서, 당해 모드 2301a를 지나는 모드 절환 제어에서는, 이하와 같이 이것을 행하는 것으로 한다.
배터리 축전 상태 SOC의 저하나, 차속 VSP의 상승에 따른, EV 모드로부터 HEV 모드로의 절환 요구 시간 t1(도14)에, 모드 2301a로 천이하여 모드 절환이 개시되고, 이 모드 2301a에서는, 제2 클러치(7)의 작동(체결) 유압을 조금이라도 조속히 해제하기 위하여, 이하와 같은 제어 태양으로 한다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
고응답의 엔진 시동보다도 매끄러운 엔진 시동이 요구되고 있기 때문에, 이 모드 2301a에서는 아직 제1 클러치(6)의 드래그 토크에 의한 엔진(1)의 크랭킹을 개시시키지 않는다.
《제2 클러치(7)의 체결력 제어》
모드 2301a에서 필요 이상으로 제2 클러치(7)의 작동 유압이 해제되고, 제2 클러치(7)의 슬립이 발생하여 구동력이 해제되는 것을 막기 위하여, 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2가 도14에 도시한 바와 같이, 목표 변속기 입력 토크 tTi 상당값보다도 약간 큰 값까지 저하하도록, 제2 클러치(7)의 작동 유압(체결 유압)을 저하시킨다.
《엔진(1)의 제어》
모드 2301a에서는 엔진 시동 전이기 때문에, 목표 엔진 토크 tTe를 도14에 도시한 바와 같이 0으로 정한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
이 모드 2301a에서는 엔진 시동 전이고 아직 EV 주행이므로, 목표 모터/제너레이터 토크 tTm을, 도14에 도시한 바와 같이 EV 모드에서의 목표 토크로 한다.
《다음 모드 2302a로의 천이 조건》
도14의 시간 t1으로부터, 제2 클러치(7)의 작동 유압의 해제에 요하는 소정 시간이 경과한 시간 t2’에, 모드 2301a로부터 모드 2302a(2302a1 또는 2302a2)로 천이하지만, 이 때 클러치 작동 유온(油溫)이 소정값 이상이라면 모드 2302a1로 천이하고, 클러치 작동 유온이 소정값보다 작으면 모드 2302a2로 천이한다.
고온시에 선택되는 모드 2302a1에서는, 유온이 높아서 클러치 작동 유압의 제어성이 좋기 때문에, 이하와 같은 제어 태양로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
모드 2302a1에서의 제2 클러치(7)의 체결 제어에 있어서는, 제2 클러치(7)의 목표 슬립량 dNc2가 달성되도록 제2 클러치(7)를 슬립 제어하고, 이를 위한 슬립 제어기로서는 PI 제어기를 이용하는 것이 좋다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
엔진 시동의 응답성보다도 매끄러움이 우선되기 때문에, 이 모드 2302a1에서는 제1 클러치(6)의 체결 진행에 의한 엔진의 크랭킹을 도14에 도시한 바와 같이 아직 개시시키지 않는다.
《엔진(1)의 제어》
이 모드 2302a1에서는, 엔진이 아직 시동 전이므로 목표 엔진 토크 tTe를 도14에 도시한 바와 같이 제로로 한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
이 모드 2302a1에서는, 아직 EV 모드에서의 주행 중이기 때문에, 목표 모터/제너레이터 tTm을 EV 모드에서의 값으로 한다.
한편으로, 저온시에 선택되는 모드 2302a2에서는, 유온이 낮아서 클러치 작동 유압의 제어성이 좋지 않고, 제2 클러치(7)의 안정된 슬립 제어가 어렵기 때문에, 상기한 고온시의 제어와 달리, 이하와 같은 오픈 제어로 한다.
《제2 클러치(7)의 체결 제어》
모드 2302a2에서는, 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를, 오픈 제어에 의해 소정의 시간 변화 비율로 서서히 저하시킨다.
《제1 클러치(6)의 체결 제어》
고응답의 엔진 시동보다도 매끄러운 엔진 시동이 요구되고 있기 때문에, 이 모드 2302a에서는 아직 제1 클러치(6)의 드래그 토크에 의한 엔진(1)의 크랭킹을 개시시키지 않는다.
《엔진(1)의 제어》
이 모드 2302a2에서는, 엔진이 아직 시동 전이므로 목표 엔진 토크 tTe를 도14에 도시한 바와 같이 0으로 한다.
《모터/제너레이터(5)의 제어》
이 모드 2302a2에서는, 아직 엔진 시동 전이고 EV 모드에 의한 주행이 행해지고 있기 때문에, 목표 모터/제너레이터 tTm을 EV 모드에서의 목표 모터/제너레이터 토크로 한다.
《다음 모드 2303으로의 천이 조건》
도14의 시간 t2’ 이후, 모드 2302a1에 의한 상기의 제어가 행해지고 있는 경우는, 제2 클러치(7)가 슬립하기 시작한 시간 t2에, 또한 모드 2302a2에 의한 상기의 제어가 행해지고 있는 경우는, 제2 클러치(7)가 슬립하기 시작하고 나서 이 슬립이 안정되는데 필요한 소정 시간이 경과한 시간 t2에, 모드 2302a(2302a1 또는 2302a2)로부터 모드 2303으로 천이한다.
상기의 제어에 따르면, 제2 클러치(7)의 슬립이 일정하게 유지되고 있는 안 정 상태 하에서는, 제2 클러치 전달 토크 용량 Tc2가, 제2 클러치 체결시의 전달 토크와 동일하게 되고, 제2 클러치(7)가 슬립하기 전후의 변속기 입력 토크 Ti를 거의 동일하게 할 수 있기 때문에, 구동력의 변동을 억제하여 쇼크를 완화할 수 있다.
그 이유를 이하에 설명한다.
제2 클러치(7)가 체결되고, 변속기 입력 회전수 Ni가 임의의 가속도 dN으로 가속되고 있다고 가정하면, 이 때 모터/제너레이터(5)의 회전계 운동 방정식은 다음 식으로 표시된다.
Jm×dN=Tm-Tc2
여기서, Jm은 모터/제너레이터(5)의 관성 모멘트, Tm은 모터/제너레이터 토크, Tc2는 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량이다.
따라서, 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2는 수학식 10으로부터 다음 식에 의해 표시된다.
Tc2=Tm-Jm×dN
또한, 제2 클러치(7)의 슬립이 일정하게 안정되어 있을 때에도, 모터/제너레이터(5)의 가속도는 제2 클러치(7)를 체결하고 있을 때와 동일한 dN이기 때문에, 모터/제너레이터(5)의 회전계 운동 방정식은 상기의 수학식 10으로 표시된다.
따라서, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2도, 제2 클러치(7)를 체결하고 있을 때와 동일한 수학식 11로 표시되므로, 제2 클러치(7)의 슬립이 일정하게 안정되어 있으면, 제2 클러치의 전달 토크 용량을 체결 시의 전달 토크와 동일하게 자동 조절할 수 있다.
도14의 시간 t2에, 모드 2302a(모드 2302a1 또는 모드 2302a2)로부터 모드 2303으로의 천이가 행해진 후에는 도12에 도시한 바와 같이, 모드 2301b를 경유하는 경우와 동일한 제어가 행해지고, 도14의 시간 t2 이후에 나타낸 바와 같은 제어가 수행된다.
그런데, 도12의 모드 2302a2를 경유하는 저온시는 제2 클러치(7)가 슬립하기 시작하고 나서 이 슬립이 안정되는데 필요한 소정 시간이 경과했을 때에, 모드 2302a2로부터 모드 2303으로의 천이를 행하는 것으로 했으므로, 이하의 작용 효과가 얻어진다.
제2 클러치(7)의 슬립 발생시에는 제2 클러치의 전달 토크 용량 Tc2가 변속기 입력 토크 Ti와 거의 일치하지만, 클러치 작동 유압(체결 유압)은 목표값에 대하여 늦게 추종하기 때문에, 제2 클러치(7)가 슬립된 시점의 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2는 변속기 입력 토크 Ti보다도 조금 작아진다.
따라서, 클러치 작동 유압이 안정되면, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 Tc2가 슬립 개시시보다도 조금 작아짐과 아울러 구동력도 작아지지만, 제2 클러치(7)가 슬립되기 시작한 것만을 조건으로 하지 않고, 이 슬립 개시로부터 이 슬립이 안정되는데 필요한 소정 시간이 경과했을 때에 모드 2303으로의 천이를 행함으로써, 저온으로 인해 클러치 작동 유압의 제어성이 나쁠 때에도 제2 클러치의 슬립 개시 전후에 있어서의 구동력 단차를 제어할 수 있으며, 제어 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 모드 2302a를 경유하는 경우에 있어서, 모드 2301a의 개시로부터 모드 2303의 개시까지의 시간 t1∼t2를, 액셀러레이터 개도 APO가 클수록 짧게 함과 아울러, 그것에 맞추어, 모드 2032a2에서의 오픈 제어에 의한 목표 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2의 저하(제2 클러치(6)의 체결 유압의 저하)를 가속할 수도 있다.
상기한 본 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치에 따르면, EV 모드에서의 주행 중, HEV 모드로 절환할 때에, 제1 클러치(6)의 체결 진행으로 엔진(1)을 시동 시킬 때에, 제2 클러치(7)를 슬립 제어하기 때문에, 구동력을 계속적으로 차륜(2)에 전달하는 반면, 엔진 시동 시의 토크 변동을 구동 차륜(2)에 전달되지 않게 하게 되고, 엔진 시동 시의 토크 변동에 의한 쇼크를 회피하면서, 구동력의 해제감을 회피하여 이에 따른 위화감을 없앨 수 있다.
또한, 상기 제2 클러치의 슬립 제어시에, 모드 2301b(모드 2301a 및 모드 2302a1, 2302a2)에 의한 제1 단계에서, 모터/제너레이터(5)의 토크 tTm 조작으로 구동력을 제어하면서, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2를 구동력 상당값으로 제어하고, 다음 모드 2303에 의한 제2 단계에서, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2 조작으로 구동력을 제어하면서, 모터/제너레이터(5)의 제어로 제2 클러치(7)의 슬립 상태 dNc2을 유지하기 때문에, 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대하여 실제 유압이 불균일한 경우에 있어서도, 이에 따른 영향을 받아서, 제2 클러치의 슬립 전후에 구동력이 해제되거나, 토크 단차를 발생하지 않고, 쇼크가 적은 엔진 시동을 실현하여, 상기의 작용 효과를 더욱 확실한 것으로 할 수 있다.
또한, 엔진의 시동을, 상기 제2 단계로 들어 가고 나서 행하게 하도록 구성했기 때문에, 제1 단계에서의 제2 클러치 전달 토크 용량 제어에, 엔진 시동 시의 토크 변동이 관여하지 않고, EV 모드시의 구동력을, 제1 단계에서의 제2 클러치 전달 토크 용량 제어 중에도 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
또한, 제1 단계에서 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2를 구동력 상당값으로 하는 제어를, 제2 클러치의 차동 회전 서보 제어에 의해 실현하기 때문에, 제2 클러치(7)의 전달 토크 용량 tTc2가 구동력 상당값으로 자동 조정되게 되고, 구동력 상당의 제2 클러치 전달 토크 용량 tTc2를 정밀도 좋게 실현할 수 있다.
한편, 제1 단계에서는, 제2 클러치(7)가 미끄러져 나가지 않는 유압 범위로부터 제2 클러치 체결 유압을 저하시켜서, 제2 클러치(7)가 미끄러지기 시작했을 때의 체결 유압을 목표 구동력 상당의 유압값으로 정하고, 제2 클러치가 미끄러지기 시작하면 제2 단계로 이행하도록 구성할 수 있다.
이 경우, 유압의 제어성이 나쁘고 제2 클러치 차동 회전 서보계의 성능이 얻어지지 않을 때에도, 안정되게 목표 구동력 상당 근방에 제2 클러치의 체결 유압을 설정할 수 있다.
또한, 제2 클러치(7)가 미끄러지기 시작한 제1 단계 종료 시의 제2 클러치 체결 유압으로서, 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대한 실제 유압의 추정 응답에 의거하여 제2 클러치 체결 유압 지령값으로부터 추정한 제2 클러치 체결 유압의 실제 유압을 이용하도록 구성할 수도 있으며, 이 경우, 유압의 제어성이 나빠서 제2 클러치 차동 회전 서보계의 성능이 얻어지지 않을 때에 있어서도, 제2 클러치의 체 결 유압을 목표 구동력 상당 근방의 유압값으로 고정밀도로 설정할 수 있다.
또한, 제2 단계에서는, 제1 단계 종료 시의 제2 클러치 체결 유압과 목표 구동력의 관계를 기준으로 하고, 제2 클러치 체결 유압의 초기값에 대한 목표 구동력의 증감에 맞추어 제2 클러치 체결 유압을 증감시키도록 구성할 수 있다.
이 경우, 엔진 시동에 따른 토크 변동의 영향을 받지 않고, 고정밀도의 구동력 제어가 가능해진다.
또한, 제1 단계에서 제2 클러치의 전달 토크 용량을 구동력 상당값으로 하는 제어를, 소정의 유온 영역에서는 모드 2302a1에 있어서 제2 클러치의 차동 회전 서보 제어에 의해 실현하지만, 상기 소정의 유온 영역을 벗어나면 모드 2302a2에 있어서 제2 클러치 체결 유압을 제2 클러치가 미끄러지지 않는 유압 범위로부터 서서히 저하시키는 체결 유압 제어에 의해 실현하기 때문에, 제1 단계에서 제2 클러치의 전달 토크 용량 tTc2를 구동력 상당값으로 할 때에 행해야 할 제2 클러치 체결 유압의 점감을, 유압의 제어성에 적합한 제어 태양로 행하게 할 수 있으며, 유압의 제어성에 따른 최량의 제어 결과를 얻을 수 있다.
또한, 제1 단계의 시간을 상기한 바와 같이, 액셀러레이터 페달 밟음량(액셀러레이터 개도 APO)가 클수록 짧게 하는 경우, 액셀러레이터 개도 APO가 클 때에 요구되는 구동력 변화 응답의 향상에 대응할 수 있다.
한편, 이 경우, 클러치 체결 유압의 조정 정밀도가 저하되어 구동력의 목표값으로부터의 변위가 커지지만, 액셀러레이터 개도 APO가 큰 경우에는 구동력의 변화도 커서 구동력의 변위를 느끼기 어려워지기 때문에, 상기의 변위를 현저한 구동 력 쇼크로 느끼지는 않고, 체감 상의 구동력 쇼크를 늘리지 않고 상기 구도력 변화 응답의 향상을 실감할 수 있다.
또한, EV 모드에서의 주행 중 액셀러레이터 페달의 밟음량에 따라 하이브리드 주행 모드로 천이하는 경우, 상기의 제1 단계는 이것을 생략할 수 있다.
이 경우, 구동력의 편차는 커지지만, 구동력 변화 응답이 향상되고, 밟음 가속 시에 요구되는 구동력 변화 응답을, 구동력의 편차에 의한 쇼크에 우선하여 실현할 수 있다.
그런데, 평상시에는 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 절환 시에 행해지는 엔진 시동에 대하여 본 발명의 착상을 적용하였지만, 엔진 시동으로서는, 상기의 모드 절환에 따른 엔진 시동 외에, 엔진에의 연료 공급을 중지한 퓨얼 컷 상태로부터 연료 공급을 재개시켜서 행하는, 퓨얼 리커버에 따른 엔진 시동이 있다. 이 퓨얼 컷 상태도 EV 주행 상태의 하나에 포함되고, 이 상태로부터 퓨얼 리커버에 의한 엔진 시동 시의 토크 변동에 따른 쇼크를 완화할 필요가 있는 경우도, 본 발명에 따른 상기한 착상은 그대로 적용하여, 동일한 작용 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 제2 클러치를 종래와 같이 완전 해방하는 대신에, 슬립 체결시키면, 제1 클러치의 체결 진행에 의한 엔진 시동 시의 변동이 구동 차륜에 전달되는 것을 방지하면서, 엔진의 크랭킹 중에 구동 차륜으로의 출력 토크가 제로로 되어 출력 토크의 해제감이 발생한다는 문제의 해결을 실현한 하이브리드 차량 의 엔진 시동 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 엔진 시동 시에 있어서의 제2 클러치의 슬립 체결시에, 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대하여 실제 유압이 불균일한 경우에 있어서도, 이에 따른 영향을 받지 않고, 상기의 문제의 해결을 확실하게 실현할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치에 있어서,
    동력원으로서 엔진 및 모터/제너레이터를 구비하고,
    이들 엔진과 모터/제너레이터 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제1 클러치를 구비하고,
    모터/제너레이터와 구동 차륜 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제2 클러치를 구비하고,
    제1 클러치를 해방함과 아울러 제2 클러치를 체결함으로써 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서만 전기 주행 모드를 선택 가능하고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 함께 체결함으로써 엔진 및 모터/제너레이터의 쌍방, 또는 엔진으로부터의 동력에 의한 하이브리드 주행 모드를 선택 가능하게 하고,
    전기 주행 모드로부터 하이브리드 주행 모드로의 모드 절환에 수반하여 상기 제1 클러치를 체결 진행시켜서 행하는 엔진 시동 시에, 상기 제2 클러치를 슬립 제어하도록 구성하고,
    상기 제2 클러치의 슬립 제어에,
    차량에 요구되는 구동력을 실현하도록 제2 클러치의 전달 토크 용량을 제어하는 제1 단계와,
    이 제1 단계 후에, 제2 클러치의 전달 토크 용량 조작으로 차량의 구동력을 제어하면서, 상기 모터/제너레이터의 토크를 엔진 시동에 수반하는 토크만큼 증가시킴과 아울러 제2 클러치의 슬립 상태를 유지하도록 제어하는 제2 단계를 설정한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계에서는, 상기 모터/제너레이터의 토크 조작으로 차량의 구동력을 제어하면서, 차량에 요구되는 구동력을 실현하도록 제2 클러치의 전달 토크 용량을 제어하는, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 단계에 들어오고 나서 상기 엔진 시동을 행하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제1 단계에서 차량에 요구되는 구동력을 실현하도록 제2 클러치의 전달 토크 용량을 제어하는 것은 제2 클러치의 차동 회전 서보 제어에 의해 실현하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계에서는, 제2 클러치가 미끄러져 나가지 않는 유압 범위로부터 제2 클러치 체결 압력을 저하시켜서, 제2 클러치가 미끄러지기 시작했을 때의 체결 유압을 목표 구동력 상당의 유압값으로 정하고, 제2 클러치가 미끄러지기 시작하면 제2 단계로 이행하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제2 클러치가 미끄러지기 시작한 제1 단계 종료 시의 제2 클러치 체결 유압으로서, 상기 제2 클러치 체결 유압의 지령값에 대한 실제 유압의 추정 응답에 의거하여 제2 클러치 체결 유압 지령값으로부터 추정한 제2 클러치 체결 유압의 실제 유압을 이용하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제2 단계에서는, 제1 단계 종료 시의 제2 클러치 체결 유압과 목표 구동력의 관계를 기준으로 하고, 제2 클러치 체결 유압의 초기값에 대한 목표 구동력의 증감에 맞추어 제2 클러치 체결 유압을 증감시키도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계에서 차량에 요구되는 구동력을 실현하도록 제2 클러치의 전달 토크 용량을 제어하는 것을, 소정의 유온 영역에서는 제2 클러치의 차동 회전 서보 제어에 의해 실현하지만, 상기 소정의 유온 영역을 밑도는 경우에는 제2 클러치 체결 유압을 제2 클러치가 미끄러져 나가지 않는 유압 범위로부터 서서히 저하시키는 체결 유압 제어에 의해 실현하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계의 시간을, 액셀러레이터 페달 밟음량이 클수록 짧게 하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 전기 주행 모드에서의 주행중 액셀러레이터 페달의 밟음에 수반하여 하이브리드 주행 모드로 천이하는 경우, 상기 제1 단계를 생략하도록 구성한, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
  11. 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치에 있어서,
    동력원으로서 엔진 및 모터/제너레이터를 구비하고,
    이들 엔진과 모터/제너레이터 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제1 클러치를 구비하고,
    모터/제너레이터와 구동 차륜 사이에 전달 토크 용량을 변경 가능한 제2 클러치를 구비하고,
    제1 클러치를 해방함과 아울러 제2 클러치를 체결함으로써 모터/제너레이터로부터의 동력에 의해서만 전기 주행 모드를 선택 가능하고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 함께 체결함으로써 엔진 및 모터/제너레이터의 쌍방, 또는 엔진으로부터의 동력에 의한 하이브리드 주행 모드를 선택 가능하게 하고,
    전기 주행 모드로부터 하이브리드 주행 모드로의 모드 절환에 수반하여 상기 제1 클러치를 체결 진행시켜서 행하는 엔진 시동 시에, 상기 제2 클러치를 슬립 제어하도록 구성하고,
    상기 제2 클러치의 슬립 제어는,
    제2 클러치의 전달 토크 용량을 차량에 요구되는 구동력으로 제어하면서, 상기 모터/제너레이터의 토크를 엔진 시동에 수반하는 토크만큼 증가시킴과 아울러 제2 클러치의 슬립 상태를 상기 제1 클러치의 체결을 완료할 때까지 유지하도록 제어하는, 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치.
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