KR101297020B1

KR101297020B1 - 하이브리드 차량의 제어 장치

Info

Publication number: KR101297020B1
Application number: KR1020127012151A
Authority: KR
Inventors: 히로끼 마쯔이
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2013-08-14
Also published as: CN102686466B; EP2489565B1; CN102686466A; WO2011046123A1; JP5252087B2; US9186975B2; EP2489565A4; EP2489565A1; JPWO2011046123A1; US20120203417A1; KR20120082915A

Abstract

구동계에, 엔진과 모터／제너레이터와 클러치와 구동륜을 구비하고, 엔진으로부터의 구동력을, 모터／제너레이터와 체결된 클러치를 통해 구동륜으로 전달하고, 클러치의 개방에 의해 구동륜으로부터 엔진에 가해지는 구동 부하를 무부하 상태로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 엔진이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 모터／제너레이터에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우, 엔진의 회전수를 제한하는 레이싱 제어부를 설치하였다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치 {CONTROL APPARATUS FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 구동계에, 엔진과 모터／제너레이터와 클러치와 구동륜을 구비하고, 엔진 무부하 상태에서의 액셀러레이터 스텝핑 조작에 기초하여 레이싱 제어를 행하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 엔진의 출력축에 모터／제너레이터를 구비하여 토크 어시스트를 행하는 하이브리드 차량에 있어서, 스톨 발진 시나 엔진의 레이싱 시, 모터／제너레이터에 의한 토크 어시스트를 금지한다. 이에 의해, 배터리 등의 전압 저하를 방지하여, 엔진의 연비의 향상을 도모하도록 한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1을 참조).

여기서, 본원 명세서에서 이용하는 「레이싱」이라 함은, 발진 시를 포함하는 가속 시에 있어서, 엔진이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 올리는 엔진의 아이들링을 말한다.

일본 특허 출원 공개 평8-182114호 공보

하이브리드 차량에서는, 엔진 아이들링 상태로부터 클러치를 체결하여 차량을 가속시키는 레이싱 셀렉트 시, 클러치의 발열을 억제하면서, 반응성 좋게 가속하기 위해, 모터／제너레이터에 의해 엔진의 회전수를 내려, 클러치의 입력 회전수와 출력 회전수의 차회전수를 낮게 한 후, 클러치를 체결하는 것이 바람직하다.

그러나 모터／제너레이터에 의해 엔진 회전수를 내릴 때에, 모터／제너레이터에 의해 흡수 토크를 발생시킬 수 없는 경우, 예를 들어 배터리 충전 용량이 높아, 모터／제너레이터로부터의 에너지를 배터리에 충전할 수 없는 경우에는, 모터／제너레이터에 의해 클러치의 차회전수를 낮게 할 수 없어, 레이싱 셀렉트에 의해 체결되는 클러치의 발열량이 과대해진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 모터／제너레이터나 배터리의 온도가 매우 높은 경우에는, 모터／제너레이터에서의 토크 흡수 시에 모터／제너레이터나 배터리가 더욱 고온으로 되어, 모터／제너레이터나 배터리의 성능 저하나 내구성 저하를 초래해버릴 가능성이 있다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 발진 시를 포함하는 가속 시에 있어서의 레이싱 조작 시, 모터／제너레이터에 의한 토크 흡수가 제한되는 조건이 성립할 때, 레이싱 제어의 실행에 수반되는 문제를 방지하여, 클러치의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킬 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하이브리드 차량에서는, 구동계에, 엔진과 모터／제너레이터와 클러치와 구동륜을 구비하고, 상기 엔진으로부터의 구동력을, 상기 모터／제너레이터와 체결된 상기 클러치를 통해 구동륜으로 전달하고, 상기 클러치의 개방에 의해 상기 구동륜으로부터 상기 엔진에 가해지는 구동 부하를 무부하 상태로 한다. 이 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 엔진이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우, 상기 엔진의 회전수를 제한하는 레이싱 제어부를 설치하였다.

도 1은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 후륜 구동에 의한 FR 하이브리드 차량(하이브리드 차량의 일례)을 도시하는 전체 시스템도이다.
도 2는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 도시하는 제어 블록도이다.
도 3은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서의 모드 선택 처리를 행할 때에 사용되는 EV-HEV 선택맵을 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 배터리 충전 제어를 행할 때에 사용되는 목표 충방전량 맵을 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 레이싱 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제1 실시예의 레이싱 금지 제어 시에 있어서의 엔진의 목표 회전수의 산출 수순을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 7은 레이싱 금지 제어 시에 있어서의 엔진의 상한 회전수를 산출할 때에 사용하는 맵도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 레이싱 금지 제어 시에 있어서의 엔진의 상한 회전수를 산출할 때에 사용하는 맵도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 실시예의 제어 장치를 탑재한 하이브리드 차량에서 파킹 레인지의 선택에 의한 정차 상태로부터 리버스 레인지의 선택으로 전환한 이후의 후퇴 발진 시에 있어서의 액셀러레이터 개방도ㆍ레인지 신호ㆍ레이싱 판정ㆍ매뉴얼 모드ㆍ엔진 토크ㆍ모터 토크ㆍ입력 회전수ㆍ제2 클러치 유압 지령값ㆍ제2 클러치 토크 용량의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.
도 10은 모터 제너레이터와 변속기 사이에 독립된 제2 클러치를 배치한 FR 하이브리드 차량의 구동계를 도시하는 구동계 개략도이다.
도 11은 변속기와 구동륜 사이에 독립된 제2 클러치를 배치한 FR 하이브리드 차량의 구동계를 도시하는 구동계 개략도이다.

통상의 레이싱 제어에서는, 엔진이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑하는 레이싱 조작이 행해지면, 레이싱을 허가하는 한편, 차량의 가속 시에 모터／제너레이터에 의한 토크 흡수를 허가함으로써, 엔진 회전수의 저하에 의한 클러치에서의 차회전수를 저하시켜, 클러치의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킨다. 그러나 토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있을 때, 레이싱과 토크 흡수를 허가하면, 토크 흡수에 의한 엔진 회전수의 상승 억제를 기대할 수 없으므로, 클러치의 차회전수가 확대되어버리고, 또한 모터／제너레이터계에 열부하를 부여하는 토크 흡수가 계속되므로, 모터／제너레이터계의 온도를 더욱 높게 해버리는 등의 문제가 발생하게 된다.

이에 대해, 이하에 설명하는 본 발명의 하이브리드 차량에서는, 레이싱 조작 시에 토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있으면, 액셀러레이터 스텝핑량에 관계없이, 엔진의 회전수를 제한한다. 따라서, 예를 들어 배터리 충전 용량이 높은 경우, 클러치의 차회전수의 확대가 억제되어, 레이싱 셀렉트에 의해 체결되는 클러치의 발열량이 과대해지는 것을 방지한다. 예를 들어, 모터／제너레이터계가 고온인 경우, 모터／제너레이터계의 온도를 보다 높게 하는 것을 방지한다.

이 결과, 발진 시를 포함하는 가속 시에 있어서의 레이싱 조작 시, 모터／제너레이터에 의한 토크 흡수가 제한되는 조건이 성립할 때, 레이싱 제어의 실행에 수반되는 문제를 방지하여, 클러치의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치를 실현하는 최선의 형태를, 도면에 나타내는 제1 실시예에 기초하여 설명한다.

제1 실시예

우선, 구성을 설명한다.

도 1은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 후륜 구동에 의한 FR 하이브리드 차량(하이브리드 차량의 일례)을 도시하는 전체 시스템도이다.

제1 실시예에 있어서의 FR 하이브리드 차량의 구동계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(Eng)과, 플라이 휠(FW)과, 제1 클러치(CL1)와, 모터／제너레이터(MG)와, 제2 클러치(CL2)(클러치)와, 자동 변속기(AT)와, 프로펠러 샤프트(PS)와, 디퍼렌셜(DF)과, 좌측 드라이브 샤프트(DSL)와, 우측 드라이브 샤프트(DSR)와, 좌측 후륜(RL)(구동륜)과, 우측 후륜(RR)(구동륜)을 갖는다. 또한, FL은 좌측 전륜, FR은 우측 전륜이다.

상기 엔진(Eng)은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진이고, 엔진 컨트롤러(1)로부터의 엔진 제어 지령에 기초하여, 엔진 시동 제어나 엔진 정지 제어나 스로틀 밸브의 밸브 개방도 제어가 행해진다. 또한, 엔진 출력축에는, 플라이 휠(FW)이 설치되어 있다.

상기 제1 클러치(CL1)는, 상기 엔진(Eng)과 모터／제너레이터(MG) 사이에 개재 장착된 엔진 차단 기구이고, 제1 클러치 컨트롤러(5)로부터의 제1 클러치 제어 지령에 기초하여, 제1 클러치 유압 유닛(6)에 의해 만들어진 제1 클러치 제어 유압에 의해, 반 클러치 상태를 포함하여 체결ㆍ개방이 제어된다. 이 제1 클러치(CL1)로서는, 예를 들어 피스톤(14a)을 갖는 유압 액추에이터(14)로의 유압 공급의 정지에 의해 체결 상태를 유지하고, 유압 액추에이터(14)로의 유압 공급에 의해 개방되는 노멀 클로즈의 건식 단판 클러치가 사용된다.

상기 모터／제너레이터(MG)는, 로터에 영구 자석을 매설하고 스테이터에 스테이터 코일이 권취된 동기형 모터／제너레이터에 의한 엔진 시동용 겸 주행용 모터이고, 모터 컨트롤러(2)로부터의 제어 지령에 기초하여, 인버터(3)에 의해 만들어진 3상 교류를 인가함으로써 제어된다. 이 모터／제너레이터(MG)는, 배터리(4)의 방전에 의해 전력의 공급을 받는 경우, 회전 구동하는 모터 기능을 발휘하고, 로터가 엔진(Eng)이나 구동륜으로부터 회전에너지를 받는 경우에는, 스테이터 코일의 양단부에 기전력을 발생시켜 배터리(4)에 충전하는 제너레이터 기능을 발휘한다. 이 모터／제너레이터(MG)의 로터는, 자동 변속기(AT)의 변속기 입력축에 연결되어 있다.

상기 제2 클러치(CL2)는, 상기 모터／제너레이터(MG)와 좌우 후륜(RL, RR) 사이에 개재 장착된 발진 요소 겸 엔진 시동 시의 슬립용 차단 기구이고, AT 컨트롤러(7)로부터의 제2 클러치 제어 지령에 기초하여, 제2 클러치 유압 유닛(8)에 의해 만들어진 제어 유압에 의해, 슬립 체결과 슬립 개방을 포함하여 체결ㆍ개방이 제어된다. 이 제2 클러치(CL2)로서는, 예를 들어 비례 솔레노이드에서 오일 유량 및 유압을 연속적으로 제어할 수 있는 습식 다판 클러치나 습식 다판 브레이크가 사용된다. 또한, 제1 클러치 유압 유닛(6)과 제2 클러치 유압 유닛(8)은, 자동 변속기(AT)에 부설되는 AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 내장되어 있다.

상기 자동 변속기(AT)는, 예를 들어 전진 7속／후퇴 1속 등의 유단계의 변속단을 차속이나 액셀러레이터 개방도 등에 따라 자동적으로 전환하는 트랜스미션이고, 제2 클러치(CL2)는 전용 클러치로서 새롭게 추가한 것은 아니고, 자동 변속기(AT)의 각 변속단에서 체결되는 복수의 마찰 체결 요소 중, 선택된 변속단의 토크 전달 경로에 배치되는 최적의 마찰 체결 요소를 선택하고 있다. 이 자동 변속기(AT)의 출력축은, 프로펠러 샤프트(PS), 디퍼렌셜(DF), 좌측 드라이브 샤프트(DSL), 우측 드라이브 샤프트(DSR)를 통해 좌우 후륜(RL, RR)에 연결되어 있다.

제1 실시예의 하이브리드 구동계는, 구동 형태에 의해 구분되는 대표적인 모드로서, 전기 자동차 모드(이하, 「EV 모드」)와, 하이브리드 차 모드(이하, 「HEV 모드」)와, 구동 토크 컨트롤 모드(이하, 「WSC 모드」)를 갖는다.

상기 「EV 모드」는, 제1 클러치(CL1)를 개방 상태로 하고, 주행용 동력으로서, 모터／제너레이터(MG)의 동력만을 사용하는 모드이다.

상기 「HEV 모드」는, 제1 클러치(CL1)를 체결 상태로 하고, 주행용 동력으로서, 엔진(Eng)과 모터／제너레이터(MG)의 동력을 사용하는 것이 가능한 모드이다. 이 「HEV 모드」를, 모터／제너레이터(MG)의 사용 방법에 의해 세분화하면, 엔진 차 모드[모터／제너레이터(MG)에 제로 토크 지령]ㆍ모터 어시스트 모드[모터／제너레이터(MG)에 정 토크 지령]ㆍ엔진 발전 모드[모터／제너레이터(MG)에 부 토크 지령]를 갖는다.

상기 「WSC 모드」는, 「HEV 모드」의 선택 시, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결 상태로 하고, 제2 클러치(CL2)를 경과하는 클러치 전달 토크가, 차량 상태나 드라이버 조작에 따라 결정되는 요구 구동 토크로 되도록 클러치 토크 용량을 컨트롤하는 모드이다. 「HEV 모드」를 선택하여 발진할 때나 「HEV 모드」의 선택 상태에서 정지할 때이며, 차속(VSP)이 차속(VSP1)(아이들 회전수 상당) 이하의 영역에 있을 때, 「WSC 모드」를 선택하여, 제2 클러치(CL2)를 미끄럼 체결 상태로 함으로써, 엔진 스톨을 방지하는 동시에 전달 토크의 변동을 흡수한다. 또한, 「WSC」라 함은 「Wet Start clutch」의 약자이다.

다음에, 하이브리드 차량의 제어계를 설명한다.

제1 실시예에 있어서의 FR 하이브리드 차량의 제어계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진 컨트롤러(1)와, 모터 컨트롤러(2)와, 인버터(3)와, 배터리(4)와, 제1 클러치 컨트롤러(5)와, 제1 클러치 유압 유닛(6)과, AT 컨트롤러(7)와, 제2 클러치 유압 유닛(8)과, 브레이크 컨트롤러(9)와, 통합 컨트롤러(10)를 갖고 구성되어 있다. 또한, 엔진 컨트롤러(1)와, 모터 컨트롤러(2)와, 제1 클러치 컨트롤러(5)와, AT 컨트롤러(7)와, 브레이크 컨트롤러(9)와, 통합 컨트롤러(10)는, 정보 교환이 서로 가능한 CAN 통신선(11)을 통해 접속되어 있다.

상기 엔진 컨트롤러(1)는, 엔진 회전수 센서(12)로부터의 엔진 회전수 정보와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 엔진 토크 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고 엔진 동작점(Ne, Te)을 제어하는 지령을, 엔진(Eng)의 스로틀 밸브 액추에이터 등에 출력한다.

상기 모터 컨트롤러(2)는, 모터／제너레이터(MG)의 로터 회전 위치를 검출하는 리졸버(13)로부터의 정보와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 MG 토크 지령 및 목표 MG 회전수 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고 모터／제너레이터(MG)의 모터 동작점(Nm, Tm)을 제어하는 지령을 인버터(3)에 출력한다. 또한, 이 모터 컨트롤러(2)에서는, 배터리(4)의 충전 용량을 나타내는 배터리 SOC와 배터리(4)의 전압을 감시하고 있고, 이 배터리 SOC 정보와 배터리 전압 정보는, 모터／제너레이터(MG)의 제어 정보에 사용되는 동시에, CAN 통신선(11)을 통해 통합 컨트롤러(10)에 공급된다.

상기 제1 클러치 컨트롤러(5)는, 유압 액추에이터(14)의 피스톤(14a)의 스트로크 위치를 검출하는 제1 클러치 스트로크 센서(15)로부터의 센서 정보와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 CL1 토크 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고 제1 클러치(CL1)의 체결ㆍ개방을 제어하는 지령을, AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU) 내의 제1 클러치 유압 유닛(6)에 출력한다.

상기 AT 컨트롤러(7)는, 액셀러레이터 개방도 센서(16)와, 차속 센서(17)(＝트랜스미션 출력 회전 센서)와, 인히비터 스위치(18) 등으로부터의 정보를 입력한다. 그리고 D 레인지를 선택한 후의 주행 시, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 결정되는 운전점이 시프트맵 상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하고, 검색된 변속단을 얻는 제어 지령을 AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 출력한다. 또한, 시프트맵이라 함은, 액셀러레이터 개방도와 차속에 따라 업 시프트 선과 다운 시프트 선을 기입한 맵을 말한다. 상기 자동 변속 제어에 더하여, 통합 컨트롤러(10)로부터 목표 CL2 토크 지령을 입력한 경우, 제2 클러치(CL2)의 체결ㆍ개방을 제어하는 지령을 AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU) 내의 제2 클러치 유압 유닛(8)에 출력하는 제2 클러치 제어를 행한다.

상기 브레이크 컨트롤러(9)는, 4륜의 각 차륜속을 검출하는 차륜속 센서(19)와, 브레이크 스트로크 센서(20)로부터의 센서 정보와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 회생 협조 제어 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고, 예를 들어 브레이크 스텝핑 제동 시, 브레이크 스트로크(BS)로부터 구해지는 요구 제동력에 대해 회생 제동력만으로는 부족한 경우, 그 부족분을 기계 제동력(액압 제동력이나 모터 제동력)으로 보충하도록, 회생 협조 브레이크 제어를 행한다.

상기 통합 컨트롤러(10)는, 차량 전체의 소비 에너지를 관리하여, 최고 효율로 차량을 달리게 하기 위한 기능을 담당하는 것으로, 제1 클러치 입력 회전 센서(21), 제1 클러치 출력 회전 센서(22), 제2 클러치 입력 회전 센서(23), 제2 클러치 출력 회전 센서(24), 매뉴얼 모드 스위치(25), 배터리 온도 센서(26), 모터 온도 센서(27), 인버터 온도 센서(28), 등으로부터의 필요 정보 및 CAN 통신선(11)을 통해 정보를 입력한다. 그리고 엔진 컨트롤러(1)에 목표 엔진 토크 지령, 모터 컨트롤러(2)에 목표 MG 토크 지령 및 목표 MG 회전수 지령, 제1 클러치 컨트롤러(5)에 목표 CL1 토크 지령, AT 컨트롤러(7)에 목표 CL2 토크 지령, 브레이크 컨트롤러(9)에 회생 협조 제어 지령을 출력한다.

도 2는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 도시하는 제어 블록도이다. 도 3은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서의 모드 선택 처리를 행할 때에 사용되는 EV-HEV 선택맵을 나타내는 도면이다. 도 4는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 배터리 충전 제어를 행할 때에 사용되는 목표 충방전량 맵을 나타내는 도면이다. 이하, 도 2 내지 도 4에 기초하여, 제1 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 설명한다.

상기 통합 컨트롤러(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 목표 구동력 연산부(100)와, 모드 선택부(200)와, 목표 충방전 연산부(300)와, 동작점 지령부(400)를 갖는다.

상기 목표 구동력 연산부(100)에서는, 목표 구동력 맵을 사용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터, 목표 구동력(tFoO)을 연산한다.

상기 모드 선택부(200)에서는, 예를 들어 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택맵을 사용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터, 「EV 모드」 또는 「HEV 모드」를 목표 모드로서 선택한다. 단, 배터리 SOC가 소정값 이하이면, 강제적으로 「HEV 모드」를 목표 모드로 한다. 또한, 「HEV 모드」로부터의 발진 시, 차속(VSP)이 제1 설정 차속(VSP1)으로 될 때까지 「WSC 모드」를 목표 모드로서 선택하고, 「HEV 모드」에서의 정지 시, 차속(VSP)이 제1 설정 차속(VSP1) 이하로 되면 「WSC 모드」를 목표 모드로서 선택한다.

상기 목표 충방전 연산부(300)에서는, 예를 들어 도 4에 나타내는 목표 충방전량 맵을 사용하여, 배터리 SOC로부터 목표 충방전 전력(tP)을 연산한다.

상기 동작점 지령부(400)에서는, 액셀러레이터 개방도(APO)와, 목표 구동력(tFoO)과, 목표 모드와, 차속(VSP)과, 목표 충방전 전력(tP) 등의 입력 정보에 기초하여, 동작점 도달 목표로서, 목표 엔진 토크와 목표 MG 토크와 목표 MG 회전수와 목표 CL1 토크와 목표 CL2 토크를 연산한다. 그리고 목표 엔진 토크 지령과 목표 MG 토크 지령과 목표 MG 회전수 지령과 목표 CL1 토크 지령과 목표 CL2 토크 지령을, CAN 통신선(11)을 통해 각 컨트롤러(1, 2, 5, 7)에 출력한다.

도 5는 제1 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 레이싱 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다(레이싱 제어부). 이하, 도 5의 각 스텝에 대해 설명한다.

스텝 S1에서는, 액셀러레이터 개방도 센서(16)로부터의 액셀러레이터 개방도(APO)가, 레이싱 임계값 이상의 액셀러레이터 스텝핑 조작 시인지 여부를 판단하여, 예(액셀러레이터 스텝핑 조작 시)의 경우에는 스텝 S2로 진행하고, 아니오(액셀러레이터 발 떼기 조작 시)의 경우에는 스텝 S1의 판단을 반복한다.

스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 액셀러레이터 스텝핑 조작 시라는 판단에 이어서, 인히비터 스위치(18)로부터의 시프트 레버 위치 정보에 기초하여, 레인지 위치는 P 레인지 위치(파킹 레인지 위치)인지 여부를 판단하여, 예(P 레인지 위치의 선택 시)의 경우에는 스텝 S3으로 진행하고, 아니오(P 레인지 위치 이외의 선택 시)의 경우에는 스텝 S10으로 진행한다.

여기서, P 레인지 위치가 선택되어 있을 때는, 제1 클러치(CL1)는 체결 상태이고, 제2 클러치(CL2)는 개방 상태이다. 즉, 제2 클러치(CL2)를 개방 상태로 함으로써, 엔진(Eng)에 가해지는 좌우 후륜(RL, RR)으로부터의 구동 부하는, 무부하 상태로 된다.

스텝 S3에서는, 스텝 S2에서의 P 레인지 위치의 선택 시라는 판단에 이어서, 배터리(4)의 SOC 조건은, 배터리 SOC가 설정 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 예(배터리 SOC≤설정 임계값)의 경우에는 스텝 S4로 진행하고, 아니오(배터리 SOC＞설정 임계값)의 경우에는 스텝 S8로 진행한다. 이 스텝 S3에서 아니오라고 판단된 경우, 배터리(4)의 충전 용량이 설정 임계값을 초과한 배터리 충전 용량 조건(조건 1)을 만족하게 된다.

여기서, 배터리 SOC의 설정 임계값은, 엔진 아이들링 상태에서 엔진 회전수가 상승한 경우, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에서 흡수(충전)할 수 있는 용량이 충분히 확보되어 있는지 여부를 판정하기 위한 값으로 설정된다.

스텝 S4에서는, 스텝 S3에서의 배터리 SOC≤설정 임계값이라는 판단에 이어서, 배터리 전압은, 레이싱을 허가하는 설정 범위 내에 있는지 여부를 판단하여, 예(배터리 전압이 설정 범위 내)의 경우에는 스텝 S5로 진행하고, 아니오(배터리 전압이 설정 범위 외)의 경우에는 스텝 S8로 진행한다. 이 스텝 S4에서 아니오라고 판단된 경우, 배터리(4)의 전압이 설정 범위 외로 된 배터리 전압 조건(조건 2)을 만족하게 된다.

여기서, 배터리 전압의 설정 범위는, 조건 1과 마찬가지로, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않는 범위로, 안전율을 취하여 설정된다.

스텝 S5에서는, 스텝 S4에서의 배터리 전압이 설정 범위 내라는 판단에 이어서, 배터리 온도 센서(26)로부터의 배터리 온도는, 레이싱을 허가하는 설정 범위 내에 있는지 여부를 판단하여, 예(배터리 온도가 설정 범위 내)의 경우에는 스텝 S6으로 진행하고, 아니오(배터리 온도가 설정 범위 외)의 경우에는 스텝 S8로 진행한다. 이 스텝 S5에서 아니오라고 판단된 경우, 배터리(4)의 온도가 설정 범위 외로 된 배터리 온도 조건(조건 3)을 만족하게 된다.

여기서, 배터리 온도의 설정 범위는, 조건 1과 마찬가지로, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않고, 또한 배터리(4)가 에너지를 확실하게 흡수할 수 있는 범위로, 안전율을 취하여 설정된다.

스텝 S6에서는, 스텝 S5에서의 배터리 온도가 설정 범위 내라는 판단에 이어서, 모터 온도 센서(27)로부터의 모터 온도가, 설정 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 예(모터 온도≤설정 임계값)의 경우에는 스텝 S7로 진행하고, 아니오(모터 온도＞설정 임계값)의 경우에는 스텝 S8로 진행한다. 이 스텝 S6에서 아니오라고 판단된 경우, 모터／제너레이터(MG)의 온도가 설정 임계값을 초과한 모터 온도 조건(조건 4)을 만족하게 된다.

여기서, 모터 온도의 설정 범위는, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때, 모터／제너레이터(MG)의 온도 상승에 의해 모터／제너레이터(MG)가 고장나지 않는 임계값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

스텝 S7에서는, 스텝 S6에서의 모터 온도≤설정 임계값이라는 판단에 이어서, 인버터 온도 센서(28)로부터의 인버터 온도가, 설정 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 예(인버터 온도≤설정 임계값)의 경우에는 스텝 S9로 진행하고, 아니오(인버터 온도＞설정 임계값)의 경우에는 스텝 S8로 진행한다. 이 스텝 S7에서 아니오라고 판단된 경우, 인버터(3)의 온도가 설정 임계값을 초과한 인버터 온도 조건(조건 5)을 만족하게 된다.

여기서, 인버터 온도의 설정 임계값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때, 인버터(3)의 온도 상승에 의해 인버터(3)가 고장나지 않는 임계값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

스텝 S8에서는, 스텝 S3, S4, S5, S6, S7에 의한 조건 1 내지 조건 5 중, 적어도 1개의 토크 흡수 제한 조건을 만족한다라는 판단에 이어서, 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어를 실행하고, 리턴으로 진행한다(레이싱 금지 제어부).

이 레이싱 금지 제어에 있어서, 엔진(Eng)에 대해서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리 SOC에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수, 배터리 전압에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수, 배터리 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수, 모터／제너레이터(MG)의 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수, 인버터 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수 및 인버터 전압에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수 중에서, 가장 작은 값을 목표 회전수로서 설정한다.

상세하게 서술하면, 배터리 SOC에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수(레이싱 상한 회전수)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 배터리 SOC의 증가에 수반하여 대략 사다리꼴 형상으로 변화되는 특성으로 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 종축을 엔진 회전수, 횡축을 배터리 SOC로 하고, 배터리 SOC가 작은 영역 A에서는 배터리 SOC의 값에 관계없이 상한 회전수가 아이들 회전수로 유지되고, 영역 A보다도 배터리 SOC가 커지는 영역 B에서는 배터리 SOC의 증가에 비례하여 상한 회전수가 아이들 회전수보다도 증가하고, 영역 B보다도 배터리 SOC가 커지는 영역 C에서는, 배터리 SOC의 값에 관계없이 상한 회전수가 후술하는 소정의 한계 회전수로 유지되고, 영역 C보다도 배터리 SOC가 커지는 영역 D에서는, 배터리 SOC의 증가에 반비례하여 상한 회전수가 상기 한계 회전수보다도 감소하고, 영역 D보다도 배터리 SOC가 커지는 영역 E에서는, 배터리 SOC의 값에 관계없이 상한 회전수가 아이들 회전수로 유지된다.

배터리 전압에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수(레이싱 상한 회전수), 배터리 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수(레이싱 상한 회전수), 인버터 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수(레이싱 상한 회전수)도, 도 7과 동일한 특성, 즉 종축을 엔진 회전수, 횡축을 각각 배터리 전압, 배터리 온도 혹은 인버터 온도로 하고, 배터리 전압, 배터리 온도, 인버터 온도의 증가에 수반하여 엔진 회전수가 대략 사다리꼴 형상으로 변화되는 특성으로 되도록 설정되어 있다.

모터 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수(레이싱 상한 회전수)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 모터 온도의 증가에 수반하여 감소하는 특성으로 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 종축을 엔진 회전수, 횡축을 모터 온도로 하고, 모터 온도가 작은 영역 F에서는 모터 온도의 값에 관계없이 상한 회전수가 아이들 회전수보다도 큰 상기 한계 회전수(상세한 것은 후술)로 유지되고, 영역 F보다도 모터 온도가 높아지는 영역 G에서는 모터 온도가 높을수록 상한 회전수가 상기 한계 회전수(상세한 것은 후술)보다도 감소하고, 영역 G보다도 모터 온도가 높아지는 영역 H에서는 모터 온도의 값에 관계없이 상한 회전수가 아이들 회전수로 유지된다.

인버터 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수도, 도 8과 동일한 특성, 즉 종축을 엔진 회전수, 횡축을 인버터 온도로 하고, 인버터 온도의 증가에 수반하여 엔진 회전수가 감소하는 특성으로 되도록 설정되어 있다.

여기서, 도 7에 있어서의 영역 A, E 및 도 8에 있어서의 영역 H는, 상술한 바와 같이, 엔진(Eng)의 상한 회전수가 아이들 회전수로 설정된 영역이다. 도 7에 있어서의 영역 B, D 및 도 8에 있어서의 영역 G는, 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수의 제한에 의해, 레이싱 중의 엔진 회전수의 상한이 제한되는 영역이다. 도 7에 있어서의 영역 B, D 및 도 8에 있어서의 영역 G에서는, 레이싱 중의 엔진 회전수를 상한 회전수로 제한함으로써, 제2 클러치(CL2)의 체결 전에, 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크의 범위 내에서, 모터／제너레이터(MG)의 흡수 토크에 의해 엔진 회전수를 충분히 저하시킬 수 있다. 따라서 제2 클러치(CL2)의 체결 시에, 제2 클러치(CL2)의 차회전수를 충분히 작게 하여, 제2 클러치(CL2)의 발열을 억제할 수 있다.

또한, 배터리 SOC에 따라 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 1과 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지가 배터리(4)에서 충분히 흡수(충전)할 수 있는 용량으로 되는 값으로 설정된다.

배터리 전압에 따라 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 2와 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않는 값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

배터리 온도에 따라 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 3과 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않는 값이고, 또한 배터리(4)가 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 확실하게 흡수할 수 있는 값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

모터／제너레이터(MG)의 온도에 따라 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 4와 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때, 모터／제너레이터(MG)의 온도 상승에 의해 모터／제너레이터(MG)가 고장나지 않는 값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

인버터 온도에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 5와 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때에, 인버터(3)의 온도 상승에 의해 인버터(3)가 고장나지 않는 값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

인버터 전압에 따라 결정되는 엔진(Eng)의 상한 회전수를 구할 때의 모터／제너레이터(MG)의 제한된 흡수 토크(모터 흡수 토크의 제한값)는, 상술한 조건 2와 동일한 사고 방식에 의해 설정되어 있다. 즉, 이때의 모터 흡수 토크의 제한값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 인버터(3)가 고장나지 않는 값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

도 7에 있어서의 영역 C 및 도 8에 있어서의 영역 F에 있어서의 상한 회전수는, 차량의 가속(발진 시)에, 차량 가속 제어의 개시 시점으로부터 제2 클러치(CL2) 클러치를 체결할 때까지의 짧은 시간에, 모터／제너레이터(MG)에 의해 엔진 회전수를 충분히 저하시킬 수 있는 회전수인 한계 회전수로 설정되어 있다. 즉, 도 7의 영역 C에 있어서의 모터／제너레이터(MG)의 흡수 토크는, 배터리 SOC, 배터리 전압, 배터리 온도 및 인버터 전압에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 8의 영역 F에 있어서의 모터／제너레이터(MG)의 흡수 토크는, 모터／제너레이터(MG)의 온도 및 인버터 온도에 의해 제한되는 것은 아니다.

이 레이싱 금지 제어에 있어서, 엔진(Eng)의 목표 회전수가 아이들 회전수이면, 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, 엔진(Eng)이 아이들 회전수를 유지하도록 회전수 제어를 하고, 결과적으로 아이들 회전수에 의한 엔진 토크 분을 발전하는 제어를 행한다. 또한, 이 레이싱 금지 제어에 있어서, 엔진(Eng)의 목표 회전수가 아이들 회전수 이외이면, 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, 제로 토크 지령을 출력하는 토크 컷트 제어를 행한다. 발진 클러치인 제2 클러치(CL2)는, 개방 상태 그대로로 한다.

스텝 S9에서는, 스텝 S7에서의 인버터 온도≤설정 임계값이라는 판단, 환언하면, 스텝 S3, S4, S5, S6, S7에 의한 조건 1 내지 조건 5의 토크 흡수 제한 조건을 모두 만족시키지 않는다라는 판단에 이어서, 레이싱 허가 제어를 실행하고, 리턴으로 진행한다(레이싱 허가 제어부).

이 레이싱 허가 제어에 있어서, 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, 제로 토크 지령을 출력하는 토크 컷트 제어를 행한다. 엔진(Eng)에 대해서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시킨 후, 엔진 회전수를 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내의 회전수로 유지하는 엔진 동작 제어를 행한다. 발진 클러치인 제2 클러치(CL2)는, 개방 상태 그대로로 한다.

스텝 S10에서는, 스텝 S2에서의 P 레인지 위치 이외의 선택 시라는 판단에 이어서, 레인지 위치는, R 레인지 위치(리버스 레인지 위치), 또는 D 레인지 위치(드라이브 레인지 위치)에 의한 주행 레인지 위치인지 여부를 판단하여, 예(주행 레인지 위치의 선택 시)의 경우에는 스텝 S11로 진행하고, 아니오(N 레인지 위치 등의 주행 레인지 위치 이외의 선택 시)의 경우에는 리턴으로 진행한다.

또한, N 레인지 위치(뉴트럴 레인지 위치)가 선택된 경우에는, 제1 클러치(CL1)와 제2 클러치(CL2)는, 모두 개방 상태로 된다.

스텝 S11에서는, 스텝 S10에서의 주행 레인지 위치의 선택 시(레이싱 셀렉트 시)라는 판단에 이어서, 레이싱 셀렉트 제어를 실행하고, 리턴으로 진행한다(레이싱 셀렉트 제어부).

이 레이싱 셀렉트 제어에 있어서, 엔진(Eng)에 대해서는, 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 지령을 출력하는 엔진 동작 제어를 행한다. 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, MG 회전수를 아이들 회전수로 하는 모터 회전수 제어를 행한다. 발진 클러치인 제2 클러치(CL2)에 대해서는, 개방 상태로부터 제2 클러치(CL2)를 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 의해 체결하는 클러치 체결 제어를 행한다.

다음에, 작용을 설명한다.

제1 실시예의 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서의 작용을, 「레이싱 금지 제어 작용」, 「개별의 토크 흡수 제한 조건에 있어서의 문제 방지 작용」, 「레이싱 허가 제어 작용」, 「레이싱 셀렉트 제어 작용」, 「레이싱 제어 천이 작용」으로 구분하여 설명한다.

[레이싱 금지 제어 작용]

파킹 레인지를 선택함으로써 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작을 행하면, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S3으로 진행하고, 스텝 S3에 있어서, 토크 흡수 제한 조건인 조건 1이 판단된다.

스텝 S3에 있어서, 배터리 SOC가 설정 임계값 이하인지 여부에 의한 배터리(4)의 SOC 조건을 판단하여, 배터리 SOC≤설정 임계값이라고 판단된 경우는, 스텝 S3으로부터 스텝 S4로 진행한다. 그러나 배터리 SOC＞설정 임계값이라고 판단된 경우는, 스텝 S3으로부터 스텝 S8로 진행하고, 스텝 S8에서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어가 실행된다.

스텝 S3에서 배터리 SOC≤설정 임계값이라고 판단되어, 스텝 S4로 진행하면, 스텝 S4에 있어서, 배터리 전압이, 레이싱을 허가하는 설정 범위 내에 있는지 여부에 의한 배터리 전압 조건(조건 2)이 판단된다. 그리고 배터리 전압이 설정 범위 내라고 판단된 경우는, 스텝 S4로부터 스텝 S5로 진행한다. 그러나 배터리 전압이 설정 범위 외라고 판단된 경우는, 스텝 S4로부터 스텝 S8로 진행하고, 스텝 S8에서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어가 실행된다.

스텝 S4에서 배터리 전압이 설정 범위 내라고 판단되어, 스텝 S5로 진행하면, 스텝 S5에서는, 배터리 온도가, 레이싱을 허가하는 설정 범위 내에 있는지 여부에 의한 배터리 온도 조건(조건 3)이 판단된다. 그리고 배터리 온도가 설정 범위 내라고 판단된 경우는, 스텝 S5로부터 스텝 S6으로 진행한다. 그러나 배터리 온도가 설정 범위 외라고 판단된 경우는, 스텝 S5로부터 스텝 S8로 진행하고, 스텝 S8에서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어가 실행된다.

스텝 S5에서 배터리 온도가 설정 범위 내라고 판단되어, 스텝 S6으로 진행하면, 스텝 S6에서는, 모터 온도가, 설정 임계값 이하인지 여부에 의한 모터 온도 조건(조건 4)이 판단된다. 그리고 모터 온도가 설정 임계값 이하라고 판단된 경우는, 스텝 S6으로부터 스텝 S7로 진행한다. 그러나 모터 온도가 설정 임계값을 초과하고 있다고 판단된 경우는, 스텝 S6으로부터 스텝 S8로 진행하고, 스텝 S8에서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어가 실행된다.

스텝 S6에서 모터 온도가 설정 임계값 이하라고 판단되어, 스텝 S7로 진행하면, 스텝 S7에서는, 인버터 온도가, 설정 임계값 이하인지 여부에 의한 인버터 온도 조건(조건 5)이 판단된다. 그리고 인버터 온도가 설정 임계값 이하라고 판단된 경우는, 스텝 S7로부터 스텝 S9로 진행한다. 그러나 인버터 온도가 설정 임계값을 초과하고 있다고 판단된 경우는, 스텝 S7로부터 스텝 S8로 진행하고, 스텝 S8에서는, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 금지 제어가 실행된다.

우선, 제1 실시예에서 전제로 하는 통상의 레이싱 제어 작용을 설명한다.

엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑하는 레이싱 조작이 행해지면, 엔진 회전수를 상승시키는 레이싱을 허가하는 한편, 모터／제너레이터(MG)의 발전 토크에 의해 엔진 토크를 흡수하는 토크 흡수를 허가함으로써, 엔진 회전수의 상승을 억제한다. 따라서 레이싱 셀렉트 조작에 의해, 제2 클러치(CL2)를 체결하여 발진할 때는, 제2 클러치(CL2)의 차회전수가 낮게 억제되므로, 제2 클러치(CL2)의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킬 수 있다.

그러나 토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있을 때, 레이싱과 토크 흡수를 허가하면, 하기와 같은 문제를 발생한다.

ㆍ토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있을 때에는, 토크 흡수에 의한 엔진 회전수의 상승 억제를 기대할 수 없으므로, 제2 클러치(CL2)의 차회전수가 확대되어, 레이싱 셀렉트에 의해 체결되는 제2 클러치(CL2)의 발열량이 과대해진다. 특히, 토크 흡수 그 자체가 처음부터 제한되는, 혹은 도중으로부터 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있는 경우, 제2 클러치(CL2)의 발열이 현저해진다.

ㆍ토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있음에도 불구하고, 모터／제너레이터(MG) 등에 열부하를 부여하는 토크 흡수가 계속됨으로써, 모터／제너레이터(MG)나 인버터(3)나 배터리(4)의 온도를 더욱 높게 해버린다. 특히, 모터／제너레이터(MG)나 인버터(3)나 배터리(4)가 미리 고온으로 되어 있는 경우 등이며, 토크 흡수 그 자체를 처음부터 제한할 필요가 있는 경우, 온도 상승에 의한 영향이 현저해진다.

ㆍ토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있음에도 불구하고, 모터／제너레이터(MG)에서의 토크 흡수에 의해, 배터리(4)로의 충전이 개시되고, 배터리(4)로의 충전이 계속됨으로써, 배터리 전압이 적정한 전압 범위로부터 벗어나버린다. 특히, 배터리 전압이 레이싱 허용 범위 외인 경우 등이며, 토크 흡수 그 자체를 처음부터 제한할 필요가 있는 경우, 배터리(4)에 부여하는 영향이 현저해진다.

이에 대해, 제1 실시예의 레이싱 제어에서는, 레이싱 조작 시에 조건 1 내지 조건 5에 의한 토크 흡수 제한 조건 중 적어도 1개의 조건을 만족시키고 있으면, 레이싱 조작에 관계없이, 엔진(Eng)의 회전수를 제한하도록 하고 있다.

따라서 토크 흡수 제한 조건을 만족시키고 있는 경우, 토크 흡수 그 자체가 처음부터 제한되므로, 혹은 도중으로부터 제한되므로, 레이싱 제어를 실행하면, 제2 클러치(CL2)의 차회전수가 확대되어, 레이싱 셀렉트에 의해 체결되는 제2 클러치(CL2)의 발열량이 과대해진다. 이에 대해, 레이싱 조작 시에 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 조건이 성립할 때, 레이싱 조작에 관계없이 레이싱 제어를 금지함으로써, 제2 클러치(CL2)의 차회전수의 확대가 억제된다. 이로 인해, 레이싱 셀렉트 시, 제2 클러치(CL2)의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킬 수 있다.

[개별의 토크 흡수 제한 조건에 있어서의 문제 방지 작용]

이 레이싱 셀렉트 시에 있어서, 제2 클러치(CL2)의 발열량이 과대해지는 것을 억제하는 작용은, 토크 흡수 제한 조건의 내용에 관계없이, 레이싱 제어의 실행에 수반되는 공통하는 문제 방지 작용이다. 이하, 토크 흡수 제한하는 각 조건(조건 1 내지 조건 5)에 있어서의 개별의 문제 방지 작용을 설명한다.

ㆍ조건 1

배터리 SOC가 설정 임계값을 초과한 배터리 충전 용량 조건(조건 1)에서는, 설정 임계값이, 엔진 아이들링 상태에서 엔진 회전수가 상승한 경우, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때에, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에서 흡수(충전)할 수 있는 용량이 충분히 확보되어 있는지 여부를 판정하기 위한 값으로 설정된다.

예를 들어, 배터리 SOC가 설정 임계값보다도 높은 경우에 레이싱 제어를 허가하면, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를, 배터리(4)의 빈 용량 이상으로 배터리(4)에 공급해버려, 배터리(4)의 열화나 고장을 촉진할 가능성이 있다.

이에 대해, 배터리 SOC가 설정 임계값을 초과한 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하므로, 배터리(4)의 빈 용량 이상으로 배터리(4)에 공급하는 것에 의한 배터리(4)의 열화나 고장의 촉진을 방지할 수 있어, 배터리(4)의 내구성이나 신뢰성을 확보할 수 있다.

ㆍ조건 2

배터리(4)의 전압이 설정 범위 외로 된 배터리 전압 조건(조건 2)에서는, 설정 범위가, 조건 1과 마찬가지로, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않는 범위로, 안전율을 취하여 설정된다.

예를 들어, 배터리(4)가 리튬 이온 2차 전지의 경우, 전압이 높은 경우에 레이싱 제어를 허가하면, 전해액의 분해에 의해 배터리(4)가 손상될 가능성이 있다. 반대로, 전압이 너무 낮은 경우에 레이싱 제어를 허가하면, 전극재로서 구리를 사용하였을 때에 구리가 용출된 후 석출함으로써 배터리(4)가 손상될 가능성이 있다.

이에 대해, 배터리(4)의 전압이 설정 범위 외로 된 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하므로, 전해액의 분해나 전극재의 용출에 의해 배터리(4)가 손상되는 것을 방지할 수 있어, 배터리(4)의 내구성이나 신뢰성을 확보할 수 있다.

ㆍ조건 3

배터리(4)의 온도가 설정 범위 외로 된 배터리 온도 조건(조건 3)에서는, 배터리 온도의 설정 범위를, 조건 1과 마찬가지로, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내리고, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를 배터리(4)에 흡수시킬 때, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지에 의해 배터리(4)가 고장나지 않고, 또한 배터리(4)가 에너지를 확실하게 흡수할 수 있는 범위로, 안전율을 취하여 설정된다.

예를 들어, 배터리(4)의 온도가 지나치게 높으면, 에너지 흡수 시에 배터리 온도가 더욱 상승하여, 배터리(4)의 열화나 고장을 촉진할 가능성이 있다. 배터리(4)의 온도가 지나치게 낮으면, 배터리(4)의 충전 자체를 할 수 없다.

이에 대해, 배터리(4)의 온도가 설정 범위 외로 된 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하므로, 배터리(4)의 열화나 고장의 촉진을 방지할 수 있어, 배터리(4)의 내구성이나 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 배터리(4)의 충전 자체를 할 수 없는 상태에서의 토크 흡수(발전)를 회피할 수 있다.

ㆍ조건 4

모터／제너레이터(MG)의 온도가 설정 임계값을 초과한 모터 온도 조건(조건 4)에서는, 모터 온도의 설정 범위는, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때, 모터／제너레이터(MG)의 온도 상승에 의해 모터／제너레이터(MG)가 고장나지 않는 임계값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

예를 들어, 모터／제너레이터(MG)의 온도가 지나치게 높으면, 엔진 회전수를 내릴 때에 모터／제너레이터(MG)의 온도가 더욱 높아져, 모터／제너레이터(MG)가 고장날 가능성이 있다.

이에 대해, 모터／제너레이터(MG)의 온도가 설정 임계값을 초과한 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하므로, 모터／제너레이터(MG)가 고장나는 것을 방지할 수 있어, 모터／제너레이터(MG)의 내구성이나 신뢰성을 확보할 수 있다.

ㆍ조건 5

인버터(3)의 온도가 설정 임계값을 초과한 인버터 온도 조건(조건 5)에서는, 인버터 온도의 설정 임계값은, 상승한 엔진 회전수를 모터／제너레이터(MG)의 부 토크에 의해 내릴 때, 인버터(3)의 온도 상승에 의해 인버터(3)가 고장나지 않는 임계값으로, 안전율을 취하여 설정된다.

예를 들어, 인버터(3)의 온도가 지나치게 높으면, 모터／제너레이터(MG)로부터의 에너지를, 인버터(3)를 통해 배터리(4)에 공급할 때에, 인버터(3)의 온도가 더욱 높아져, 인버터(3)가 고장날 가능성이 있다.

이에 대해, 인버터(3)의 온도가 설정 임계값을 초과한 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 관계없이 엔진(Eng)의 회전수를 제한하므로, 인버터(3)가 고장나는 것을 방지할 수 있어, 인버터(3)의 내구성이나 신뢰성을 확보할 수 있다.

[레이싱 허가 제어 작용]

파킹 레인지를 선택함으로써 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작을 행하면, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S3으로 진행한다. 이 스텝 S3에 있어서, 토크 흡수 제한 조건인 조건 1이 판단되어, 배터리 SOC≤설정 임계값이라고 판단된 경우는, 스텝 S3으로부터 스텝 S4로 진행한다. 이 스텝 S4에 있어서, 배터리 전압 조건인 조건 2가 판단되어, 배터리 전압이 설정 범위 내라고 판단된 경우는, 스텝 S4로부터 스텝 S5로 진행한다. 이 스텝 S5에 있어서, 배터리 온도 조건인 조건 3이 판단되어, 배터리 온도가 설정 범위 내라고 판단된 경우는, 스텝 S5로부터 스텝 S6으로 진행한다. 이 스텝 S6에 있어서, 모터 온도 조건인 조건 4가 판단되어, 모터 온도가 설정 임계값 이하라고 판단된 경우는, 스텝 S6으로부터 스텝 S7로 진행한다. 이 스텝 S7에 있어서, 인버터 온도 조건인 조건 5가 판단되어, 인버터 온도가 설정 임계값 이하라고 판단된 경우는, 스텝 S7로부터 스텝 S9로 진행한다.

상기한 바와 같이, 토크 흡수 제한 조건인 조건 1 내지 조건 5의 모두를 만족시키지 않는 경우에는, 스텝 S9에 있어서, 하기의 각 액추에이터 동작에 의한 레이싱 허가 제어가 실행된다.

모터／제너레이터(MG) : 제로 토크 지령을 출력하는 토크 컷트 제어를 행한다.

엔진(Eng) : 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시킨 후, 엔진 회전수를 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내의 회전수로 유지하는 엔진 동작 제어를 행한다.

제2 클러치(CL2) : 개방 상태 그대로로 한다.

이와 같이, 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, 제로 토크 지령이 출력되어 있으므로, 엔진(Eng)과는 제1 클러치(CL1)를 통해 연결되어 있는 모터／제너레이터(MG)는, 단순히 로터가 플라이 휠의 역할을 할 뿐이다. 즉, P 레인지의 선택에 의해 정지하고 있는 엔진 차와 동일한 상태이고, 모터／제너레이터(MG)의 발전에 의한 토크 흡수는 행할 수 없어, 토크 흡수에 의해 엔진 회전수의 상승을 억제할 수 없다.

따라서 레이싱 조작에 따라 엔진(Eng)에서 액셀러레이터 개방도 상당의 토크를 발생시켜, 엔진 회전수를 상승시키지만, 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이상으로 되면 엔진 토크를 컷트하는 리미터 처리에 의해, 엔진 회전수를 목표 회전수 이하로 유지함으로써, 엔진 회전수의 상승을 억제하고 있다.

상기한 바와 같이, 제1 실시예의 레이싱 허가 제어에서는, 모터／제너레이터(MG)에 대해 토크 컷트 제어를 행하고, 엔진(Eng)에 대해 엔진 회전수를 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내의 회전수로 유지하는 엔진 동작 제어를 행한다. 이로 인해, 레이싱 조작에 대응하는 엔진 회전수의 상승을 허용하면서도, 레이싱 셀렉트 조작 시점에서의 제2 클러치(CL2)의 차회전수를, 모터／제너레이터(MG)를 사용한 토크 흡수 작용에 의해 컨트롤할 수 있는 범위 내로 억제할 수 있다.

[레이싱 셀렉트 제어 작용]

P 레인지 선택 시에 있어서의 레이싱 금지 제어 중, 혹은 P 레인지 선택 시에 있어서의 레이싱 허가 제어 중, 드라이버가, P 레인지로부터 R 레인지, 혹은 P 레인지로부터 D 레인지로 레이싱 셀렉트 조작을 행하면, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S10→스텝 S11로 진행한다. 그리고 스텝 S11에 있어서, 하기의 각 액추에이터 동작에 의한 레이싱 셀렉트 제어가 실행된다.

엔진(Eng) : 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 지령을 출력하는 엔진 동작 제어를 행한다.

모터／제너레이터(MG) : MG 회전수를 아이들 회전수로 하는 모터 회전수 제어를 행한다.

제2 클러치(CL2) : 개방 상태로부터 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 의해 체결하는 클러치 체결 제어를 행한다.

이와 같이, 모터／제너레이터(MG)에 대해서는, 엔진(Eng)의 아이들 회전수를 목표 회전수로 하고, 레이싱 셀렉트 시의 엔진 회전수를 아이들 회전수까지 내리도록 모터／제너레이터 회전수 제어를 행한다. 이로 인해, 결과적으로 레이싱 허가 제어로부터 레이싱 셀렉트 제어로 이행하면, 모터／제너레이터(MG)에 대해 큰 부 토크 지령을 내고, 엔진(Eng)에 부하를 부여하게 된다. 즉, 모터／제너레이터(MG)에서의 발전에 의해 엔진 토크를 흡수하는 토크 흡수 작용에 의해, 엔진 회전수를 아이들 회전수까지 저하시킨다. 또한, 엔진(Eng)에 대해서는, 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 지령을 출력하는 제어를 행하지만, 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수 작용에 의해, 엔진 토크는 레이싱 셀렉트 제어 개시 영역에서 원활하게 상승한다.

따라서, 레이싱 셀렉트 제어 개시 영역에서, 엔진 회전수가 아이들 회전수까지 저하되므로, 제2 클러치(CL2)의 차회전수를 낮게 억제할 수 있다. 또한, 레이싱 셀렉트 제어 개시 영역에서는, 유압 응답 지연에 의해 제2 클러치(CL2)의 체결 용량은 서서히 높아지지만, 이 제2 클러치(CL2)의 체결 용량의 고조에 부합되어 엔진 토크가 원활하게 상승함으로써, 과대한 제2 클러치(CL2)로의 토크 입력에 의한 미끄럼도 방지된다.

상기한 바와 같이, 제1 실시예의 레이싱 셀렉트 제어에서는, 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 엔진 동작 제어와, 엔진(Eng)의 아이들 회전수를 목표 회전수로 하는 모터／제너레이터 회전수 제어와, 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 체결시키는 제2 클러치 체결 제어를 행한다. 이로 인해, 레이싱 셀렉트 제어에서 목적으로 하는 제2 클러치(CL2)의 발열을 유효하게 억제하면서, 반응성 좋게 발진시킬 수 있다.

[레이싱 제어 천이 작용]

도 9는 제1 실시예의 제어 장치를 탑재한 하이브리드 차량에서 파킹 레인지의 선택에 의한 정차 상태로부터 리버스 레인지의 선택으로 전환한 후의 후퇴 발진 시에 있어서의 액셀러레이터 개방도ㆍ레인지 신호ㆍ레이싱 판정ㆍ매뉴얼 모드ㆍ엔진 토크ㆍ모터 토크ㆍ입력 회전수ㆍ제2 클러치 유압 지령값ㆍ제2 클러치 토크 용량의 각 특성을 나타내는 타임차트이다. 이하, 도 9의 타임차트를 사용하여 레이싱 제어 천이 작용을 설명한다.

전체의 천이 작용을 설명하면, 액셀러레이터 스텝핑 중의 P 레인지의 선택에 의한 정차 상태에 있어서, 토크 흡수 제한 조건을 만족시키는 시각 t0 내지 시각 t1까지는, 레이싱 금지 제어가 실행된다. 그리고 시각 t1에서 토크 흡수 제한 조건을 만족시키지 않게 되면 레이싱 허가 제어로 전환되어, 레이싱 금지 제어로부터 레이싱 허가 제어로 천이한다. 그리고 레이싱 허가 제어의 도중의 시각 t2에서 R 레인지로의 선택으로 전환되면, 레이싱 허가 제어로부터 레이싱 셀렉트 제어로 천이하여, 차량이 후퇴 발진한다.

레이싱 금지 제어(시각 t0 내지 시각 t1)는, 토크 흡수 제한 조건을 만족시킬 때, 레이싱 제어를 허가하는 것에 의한 문제를 방지하는 것을 목적으로 한다. 이로 인해, 각 액추에이터 동작은, 엔진(Eng) : 발전분의 토크 발생.

모터／제너레이터(MG) : 아이들 회전수로 회전수 제어.

제2 클러치(CL2) : 개방으로 한다.

즉, 액셀러레이터 스텝핑에 의한 레이싱 조작 시이지만, 토크 흡수 제한 조건을 만족시키는 시각 t0으로부터 시각 t1까지는, 엔진 회전수를 상승시키는 레이싱을 금지하고, 엔진 회전수를 아이들 회전수인 상태로 유지한다(도 9의 입력 회전수 특성). 그리고 도 9의 Eng 토크 특성과 MG 토크 특성에 나타낸 바와 같이, 아이들 회전수를 유지하기 위한 엔진 토크 분을, 모터／제너레이터(MG)에 의해 발전한다.

레이싱 금지 제어의 도중(시각 t1)에서, 토크 흡수 제한 조건을 만족시키지 않게 되었을 때는, 레이싱 금지 제어로부터 레이싱 허가 제어로 천이한다. 이 레이싱 허가 제어(시각 t1 내지 시각 t2)는, 엔진 회전수는 MG 토크 제한량으로 결정되는 것을 목적으로 한다. 이로 인해, 각 액추에이터 동작은,

모터／제너레이터(MG) : 토크 컷트(0Nm 지령).

엔진(Eng) : 액셀러레이터 개방도 상당의 토크를 발생시킨다. 단, 목표 회전수 이상에서 토크를 컷트하여, MG 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내로 제어한다.

제2 클러치(CL2) : 개방으로 한다.

즉, 레이싱 허가 제어 중은, 도 9의 A에 나타낸 바와 같이, 목표 발전 토크와 MG 어시스트 토크를 제로로 한다. 또한, 레이싱 허가 제어 중은, 도 9의 B에 나타낸 바와 같이, 엔진 회전수(＝입력 회전수)로 리미터 처리를 행하여, MG 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수를 초과하지 않도록 한다.

레이싱 허가 제어의 도중(시각 t2)에서, P 레인지로부터 R 레인지로의 셀렉트 조작이 행해졌을 때는, 레이싱 허가 제어로부터 레이싱 셀렉트 제어로 천이한다. 이 레이싱 셀렉트 제어(시각 t2 내지 시각 t3)는, 레이싱 셀렉트 시의 발진 클러치[제2 클러치(CL2)]의 그을림을 염려하여, 모터／제너레이터(MG)에 의해 발진 클러치의 차회전을 작게 하는 것을 목적으로 한다. 이로 인해, 각 액추에이터 동작은, 엔진(Eng) : 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시킨다.

모터／제너레이터(MG) : 아이들 회전수로 회전수 제어.

제2 클러치(CL2) : 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 체결시키는 것으로 한다.

즉, 레이싱 셀렉트 제어에서는, 아이들 회전수를 목표 회전수로 하는 모터／제너레이터(MG)의 회전수 제어를 행함으로써, 모터／제너레이터(MG)는, 토크 컷트 제어로부터 단번에 발전 모드로 이행하고(도 9의 MG 토크 특성), 이 발전에 의한 토크 흡수 작용에 의해, 엔진 회전수를, 아이들 회전수 영역까지 저하시키고(도 9의 입력 회전수 특성), 결과적으로 발진 클러치[제2 클러치(CL2)]의 차회전수가 낮게 억제된다. 또한, 발전에 의한 토크 흡수 작용에 의해, 엔진 토크를 매끄러운 상승 특성으로 한다(도 9의 Eng 토크 특성). 또한, 제2 클러치(CL2)는, 도 9의 유압 지령값ㆍ토크 용량의 특성에 나타낸 바와 같이, 습식 다판 클러치에 있어서의 통상의 체결 제어에 의해 체결된다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 구동계에, 엔진(Eng)과 모터／제너레이터(MG)와 클러치[제2 클러치(CL2)]와 구동륜[좌우 후륜(RL, RR)]을 구비하고, 상기 엔진(Eng)으로부터의 구동력을, 상기 모터／제너레이터(MG)와 체결된 상기 클러치[제2 클러치(CL2)]를 통해 구동륜[좌우 후륜(RL, RR)]으로 전달하고, 상기 클러치[제2 클러치(CL2)]의 개방에 의해 상기 구동륜[좌우 후륜(RL, RR)]으로부터 상기 엔진(Eng)에 가해지는 구동 부하를 무부하 상태로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우, 상기 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 제어부(도 5)를 설치하였다.

또한, 상기 레이싱 제어부(도 5)는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 상기 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시키는 레이싱을 금지한다.

이로 인해, 발진 시를 포함하는 가속 시에 있어서의 레이싱 조작 시, 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 조건이 성립할 때, 레이싱 제어의 실행에 수반되는 문제를 방지하여, 클러치[제2 클러치(CL2)]의 발열을 억제하면서 반응성 좋게 가속시킬 수 있다.

(2) 상기 모터／제너레이터(MG)에, 배터리(4)와 인버터(3)를 갖는 전원 유닛을 접속하고, 상기 레이싱 제어부(도 5)는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때,

조건 1 : 상기 배터리(4)의 충전 용량이 설정 임계값을 초과한 배터리 충전 용량 조건,

조건 2 : 상기 배터리(4)의 전압이 설정 범위 외로 된 배터리 전압 조건,

조건 3 : 상기 배터리(4)의 온도가 설정 범위 외로 된 배터리 온도 조건,

조건 4 : 상기 모터／제너레이터(MG)의 온도가 설정 임계값을 초과한 모터 온도 조건,

조건 5 : 상기 인버터(3)의 온도가 설정 임계값을 초과한 인버터 온도 조건,

상기 조건 1 내지 조건 5 중, 적어도 1개의 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우(스텝 S3 스텝 S7 중 어느 하나에서 아니오), 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시키는 레이싱을 금지하는 레이싱 금지 제어부(스텝 S8)를 갖는다.

이로 인해, 상기 (1)의 효과에 더하여, 모터／제너레이터계의 구성 요소인 모터／제너레이터(MG)와 인버터(3)와 배터리(4)의 내구성과 신뢰성을, 장기에 걸쳐 안정적으로 확보할 수 있다.

(3) 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 경우의 엔진 회전수의 상한 회전수를, 상기 배터리(4)의 충전 용량에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 배터리(4)의 전압에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 배터리(4)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 모터／제너레이터(MG)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 인버터(3)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수 및 상기 인버터(3)의 전압에 따라 결정되는 상한 회전수 중에서 가장 작은 값의 상한 회전수로 설정한다.

이에 의해, 예를 들어 배터리 충전 용량이 높은 경우, 상기 클러치[제2 클러치(CL2)]의 차회전수의 확대가 억제되어, 레이싱 셀렉트에 의해 체결되는 상기 클러치[제2 클러치(CL2)]의 발열량이 과대해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들어 모터／제너레이터계가 고온인 경우, 모터／제너레이터계의 온도를 보다 높게 하는 것을 방지할 수 있다.

(4) 상기 레이싱 제어부(도 5)는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시키지 않는 경우(스텝 S3 내지 스텝 S7에서 예), 상기 모터／제너레이터(MG)에 대해 제로 토크 지령을 출력하는 토크 컷트 제어를 행하는 동시에, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시킨 후, 엔진 회전수를 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내의 회전수로 유지하는 엔진 동작 제어를 행하는 레이싱 허가 제어부(스텝 S9)를 갖는다.

이로 인해, 상기 (2), (3)의 효과에 더하여, 레이싱 조작에 대응하는 엔진 회전수의 상승을 허용하면서도, 레이싱 셀렉트 조작 시점에서의 클러치[제2 클러치(CL2)]의 차회전수를, 모터／제너레이터(MG)를 사용한 토크 흡수 작용에 의해 컨트롤할 수 있는 범위 내로 억제할 수 있다.

(5) 상기 레이싱 제어부(도 5)는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해지고 있는 차량 정지 상태에서, 발진을 의도하여 레인지 위치를 정지 레인지 위치로부터 주행 레인지 위치로 전환하였을 때(스텝 S11에서 예), 상기 엔진(Eng)에 대해 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 지령을 출력하는 엔진 동작 제어와, 상기 모터／제너레이터(MG)의 회전수를 아이들 회전수로 하는 모터 회전수 제어와, 개방되어 있는 상기 클러치[제2 클러치(CL2)]를 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 의해 체결하는 클러치 체결 제어를 행하는 레이싱 셀렉트 제어부(스텝 S12)를 갖는다.

이로 인해, 상기 (2), (3), (4)의 효과에 더하여, 레이싱 셀렉트 제어에서 목적으로 하는 클러치[제2 클러치(CL2)]의 발열을 유효하게 억제하면서, 반응성 좋게 발진시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치를 제1 실시예에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 제1 실시예로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는, 토크 흡수 제한 조건으로서 5개의 조건을 열거하는 예를 나타냈다. 그러나, 예를 들어 DC／DC 컨버터를 갖는 시스템의 경우, 컨버터 온도 조건을 더하는 등, 다른 토크 흡수 제한 조건을 더하는 예나, 다른 토크 흡수 제한 조건과 치환하는 예로 해도 된다.

제1 실시예에서는, 「1 모터＋2 클러치」의 FR 하이브리드 차량에 대한 적용 예를 나타냈다. 그러나 「1 모터＋2 클러치」의 FF 하이브리드 차량에 대한 적용 예로 해도 되고, 또한 제1 실시예의 제1 클러치(CL1)를 없앤 「1 모터＋1 클러치」의 모터 어시스트형에 의한 하이브리드 차량에 대한 적용예이어도 된다.

제1 실시예에서는, 발진 클러치인 제2 클러치(CL2)로서, 자동 변속기(AT)에 내장되는 마찰 체결 요소 중 1개를 유용하는 예를 나타냈다. 그러나 도 10에 도시한 바와 같이, 모터 제너레이터(MG)와 자동 변속기(AT) 사이에 독립된 제2 클러치(CL2)를 배치하는 예로 해도 된다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 자동 변속기(AT)와 구동륜(RL, RR) 사이에 독립된 제2 클러치(CL2)를 배치하는 예로 해도 된다.

Claims

구동계에, 엔진(Eng)과 모터／제너레이터(MG)와 클러치(CL2)와 구동륜(RL, RR)을 구비하고, 상기 엔진(Eng)으로부터의 구동력을, 상기 모터／제너레이터(MG)와 체결된 상기 클러치(CL2)를 통해 구동륜(RL, RR)으로 전달하고, 상기 클러치(CL2)의 개방에 의해 상기 구동륜(RL, RR)으로부터 상기 엔진(Eng)에 가해지는 구동 부하를 무부하 상태로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서,
상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시킨 경우, 상기 엔진(Eng)의 회전수를 제한하는 레이싱 제어부를 설치하고,
상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 경우의 엔진 회전수의 상한 회전수를,
적어도 상기 배터리(4)의 충전 용량에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 배터리(4)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수 중에서 가장 작은 값의 상한 회전수로 설정하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 경우의 엔진 회전수의 상한 회전수를,
상기 배터리(4)의 충전 용량에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 배터리(4)의 전압에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 배터리(4)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 모터／제너레이터(MG)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수, 상기 인버터(3)의 온도에 따라 결정되는 상한 회전수 및 상기 인버터(3)의 전압에 따라 결정되는 상한 회전수 중에서 가장 작은 값의 상한 회전수로 설정하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 레이싱 제어부는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해졌을 때, 엔진 토크를 발전 토크로 하는 상기 모터／제너레이터(MG)에 의한 토크 흡수가 제한되는 토크 흡수 제한 조건을 만족시키지 않는 경우, 상기 모터／제너레이터(MG)에 대해 제로 토크 지령을 출력하는 토크 컷트 제어를 행하는 동시에, 액셀러레이터 스텝핑 조작에 따라 엔진 회전수를 상승시킨 후, 엔진 회전수를 발전 토크 제한량으로 결정되는 목표 회전수 이내의 회전수로 유지하는 엔진 동작 제어를 행하는 레이싱 허가 제어부(S9)를 갖는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 레이싱 제어부는, 상기 엔진(Eng)이 무부하 상태에서 액셀러레이터 스텝핑 조작이 행해지고 있는 차량 정지 상태에서, 발진을 의도하여 레인지 위치를 정지 레인지 위치로부터 주행 레인지 위치로 전환하였을 때, 상기 엔진(Eng)에 대해 목표 구동력과 발전량 분의 토크를 발생시키는 지령을 출력하는 엔진 동작 제어와, 상기 모터／제너레이터(MG)의 회전수를 아이들 회전수로 하는 모터 회전수 제어와, 개방되어 있는 상기 클러치(CL2)를 액셀러레이터 개방도 상당의 토크에 의해 체결하는 클러치 체결 제어를 행하는 레이싱 셀렉트 제어부(S11)를 갖는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
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