KR20100109421A - 하이브리드 차량의 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 발진시, 제2 체결 요소의 발열 요인인 제3 주행 모드로의 절환 빈도를 저감시킴으로써, 제2 체결 요소의 내구 신뢰성을 확보할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것이다.
엔진(Eng)과, 모터/제너레이터(MG)와, 엔진(Eng)과 모터/제너레이터(MG)의 사이에 개재 장착된 제1 클러치(CL1)와, 모터/제너레이터(MG)와 구동륜(RL, RR)의 사이에 개재 장착된 제2 클러치(CL2)와, 제1 클러치(CL1)를 해방하는「EV 주행 모드」와, 제1 클러치(CL1)와 제2 클러치(CL2)를 체결하는「HEV 주행 모드」와, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결하는「WSC 주행 모드」를 주행 상태에 따라서 절환하는 모드 선택부(200)와, 제2 클러치(CL2)의 온도를 검지하는 제2 클러치 온도 센서(18)와, 제2 클러치(CL2)의 온도가 소정치 이상일 때에는, 주행 모드에 관계없이 엔진(Eng)을 작동 상태로 해 두는 제2 클러치 보호 제어 수단(도 5)을 구비하였다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치{CONTROLLING APPARATUS OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은, 복수의 주행 모드를 갖고, 소정의 조건에 의해 주행 모드를 절환하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 엔진과 모터를 체결, 해방하는 제1 체결 요소와, 모터와 구동륜을 체결, 해방하는 제2 체결 요소를 구비하고, 주행 모드로서, 모터만을 동력원으로 하여 주행하는 모터 사용 주행 모드(이하,「EV 주행 모드」라 함)와, 엔진을 동력원에 포함하면서 주행하는 엔진 사용 주행 모드(이하,「HEV 주행 모드」라 함)를 갖고, 차량 상태나 주행 상태에 따라서 주행 모드를 절환함으로써, 연비의 향상을 도모하고 있는 하이브리드 차량의 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
이러한 하이브리드 차량은, 토크 컨버터와 같이 입력 회전수나 회전수 변동을 흡수하는 요소가 존재하지 않으므로, 제1 체결 요소와 제2 체결 요소를 완전 체결로 하여 발진하면, 엔진의 회전수에 따라서 차속이 정해져 버린다. 한편, 엔진에는, 자립 회전을 유지하기 위한 아이들 회전수에 의한 하한치가 존재하고, 이 아이들 회전수는 엔진의 난기(暖機) 운전 등에 의해 아이들 상승 제어를 행하고 있으면, 더욱 하한치가 높아진다.
따라서, 드라이버의 구동력 요구가 높아, 엔진과 모터의 양쪽의 구동력을 이용한 발진 요구가 이루어지는 차량 발진시에는, 요구 구동력에 따르면서 회전 흡수 기능을 발휘시키기 위해, 제2 체결 요소를 슬립 제어시키면서, 엔진을 이용한 주행을 가능하게 하고 있다. 이 주행 모드를,「WSC 주행 모드」라 하고,「WSC」라 함은「Wet Start Clutch」의 약자이다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2005-221073호 공보
그러나 종래의 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서는,「EV 주행 모드」에 의해 주행할 때에는, 통상 엔진을 정지하고 있으므로, 액셀러레이터 페달의 답입 조작 등에 의해 드라이버의 요구 구동력이 높아져,「HEV 주행 모드」로의 이행이 판정되면, 모터는「EV 주행 모드」에 있어서, 엔진 시동분만큼의 여력을 남긴 분까지밖에 토크를 사용할 수 없다. 즉,「EV 주행 모드」에서 가능한 구동력 이상의 구동력이 요구되면, 모터의 여력으로 엔진을 시동한 후,「HEV 주행 모드」로 모드 천이하여, 엔진의 토크와 모터의 토크로 요구 구동력에 응하게 된다. 따라서「EV 주행 모드」를 유지하는 것이 가능한 영역은, 엔진 시동을 위한 여력분만큼 좁아진다.
이와 같이, 엔진 시동에 필요한 토크분의 여력을 가짐으로써,「EV 주행 모드」가 가능한 영역은 본래의 모터가 출력 가능한 영역보다도 좁게 되어 있다. 이로 인해, 발진시, 엔진 시동으로부터의 WSC 발진이 되는 빈도가 높아지고, 이것에 수반하여 제2 체결 요소의 슬립 제어 빈도도 높아진다.
특히, 드라이버의 요구 구동력이 높은 액셀러레이터 답입 발진시에는, 엔진 시동으로부터의 WSC 발진이 되어 버려, 제2 체결 요소의 슬립 제어 빈도가 높아진다. 그리고 슬립 제어에 의해 제2 체결 요소가 과열되어 있는 상태에서, 다음의 차량 발진시에「WSC 주행 모드」에 의한 슬립 제어가 더 행해지면, 제2 체결 요소의 내구성의 저하를 초래할 우려가 있다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 발진시, 제2 체결 요소의 발열 요인인 제3 주행 모드(WSC 주행 모드)로의 절환 빈도를 저감시킴으로써, 제2 체결 요소의 내구 신뢰성을 확보할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치에서는,
엔진과,
모터와,
상기 엔진과 상기 모터의 사이에 개재 장착되고, 상기 엔진과 상기 모터를 체결, 해방하는 제1 체결 요소와,
상기 모터와 구동륜의 사이에 개재 장착되고, 상기 모터와 상기 구동륜을 체결, 해방하는 제2 체결 요소와,
상기 제1 체결 요소를 해방하고 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 모터의 구동력만으로 주행하는 제1 주행 모드와, 상기 제1 체결 요소와 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 엔진과 상기 모터의 양쪽의 구동력으로 주행하는 제2 주행 모드와, 상기 제2 체결 요소를 슬립 체결하고, 상기 제2 체결 요소를 통해 전달되는 구동력으로 주행하는 제3 주행 모드를 주행 상태에 따라서 절환하는 주행 모드 절환 수단과,
상기 제2 체결 요소의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과,
상기 제2 체결 요소의 온도가 소정치 이상일 때에는, 주행 모드에 관계없이 상기 엔진을 작동 상태로 해 두는 제2 체결 요소 보호 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서는, 제2 체결 요소의 온도가 소정치 이상일 때, 제2 체결 요소 보호 제어 수단에 있어서, 주행 모드에 관계없이 엔진이 작동 상태로 되므로, 모터의 구동력만으로 주행하는 제1 주행 모드에 있어서, 모터 토크의 여력을 구동용 토크에 완전히 사용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 운전자의 요구 구동력을 만족시키면서도, 제1 주행 모드를 선택한 주행 영역을 확대할 수 있다.
이 제1 주행 모드의 선택 영역이 확대됨으로써, 운전자의 구동력의 부족에 의한 위화감을 부여하는 일 없이, 제1 주행 모드에 의해 발진하는 빈도가 높아지고, 반대로 엔진 시동으로부터 제3 주행 모드로 절환한 발진 빈도가 저감된다.
이 결과, 발진시, 제2 체결 요소의 발열 요인인 제3 주행 모드로의 절환 빈도를 저감시킴으로써, 제2 체결 요소의 내구 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 후륜 구동에 의한 FR 하이브리드 차량(하이브리드 차량의 일례)을 도시하는 전체 시스템도.
도 2는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 나타내는 제어 블록도.
도 3은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서의 모드 선택 처리를 행할 때에 이용되는 EV-HEV 선택 맵을 나타내는 도면.
도 4는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 배터리 충전 제어를 행할 때에 이용되는 목표 충방전량 맵을 나타내는 도면.
도 5는 제1 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 제2 클러치 보호 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 6은 제1 실시예의 제2 클러치 보호 제어 중 고온 판정 처리를 나타내는 흐름도.
도 7은 제1 실시예의 제2 클러치 보호 제어 중 발진 개시 판정 처리를 나타내는 흐름도.
도 8은 CL2 고온 판정 중에 있어서의 EV 발진시에 EV 영역 이상의 구동력이 요구되었을 때의 EV-HEV 선택 맵 상에서의 운전점의 변화 특성을 나타내는 도면.
도 9는 CL2 고온 판정 중에 있어서의 EV 발진시에 EV 영역 이상의 구동력이 요구되었을 때의 액셀러레이터 개방도·회전수(엔진 회전수, 모터 회전수)·제1 비교예의 모드 천이·제2 비교예의 모드 천이·제1 실시예의 모드 천이의 각 특성을 나타내는 타임차트.
도 10은 제2 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 제2 클러치 보호 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 11은 CL2 고온 판정 중에 있어서의 EV 발진시에 EV 영역 이상의 구동력이 요구되었을 때의 EV-HEV 선택 맵 상에서의 속도가 상이한 운전점의 변화 특성을 나타내는 도면.
도 12는 CL2 고온 판정 중에 있어서의 EV 발진시에 EV 영역 이상의 구동력이 요구되었을 때의 변화 속도 대(大)의 액셀러레이터 개방도·변화 속도＞C의 모드 천이·변화 속도 소(小)의 액셀러레이터 개방도·변화 속도≤C의 모드 천이의 각 특성을 나타내는 타임차트.
이하, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 도시하는 제1 실시예 및 제2 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 도시하는 바와 같이, 엔진(Eng)과, 플라이 휠(FW)과, 제1 클러치(CL1)(제1 체결 요소)와, 모터/제너레이터(MG)(모터)와, 제2 클러치(CL2)(제2 체결 요소)와, 자동 변속기(AT)와, 프로펠러 샤프트(PS)와, 차동 기어(DF)와, 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 엔진으로, 엔진 컨트롤러(1)로부터의 엔진 제어 지령에 기초하여, 엔진 시동 제어나 엔진 정지 제어나 스로틀 밸브의 밸브 개방도 제어나 연료 컷 제어 등이 행해진다. 또한, 엔진 출력축에는, 플라이 휠(FW)이 설치되어 있다.
상기 제1 클러치(CL1)는, 상기 엔진(Eng)과 모터/제너레이터(MG)의 사이에 개재 장착된 클러치로, 제1 클러치 컨트롤러(5)로부터의 제1 클러치 제어 지령에 기초하여, 제1 클러치 유압 유닛(6)에 의해 만들어내어진 제1 클러치 제어 유압에 의해, 체결·슬립 체결(반클러치 상태)·개방이 제어된다. 이 제1 클러치(CL1)로서는, 예를 들어 다이어프램 스프링에 의한 가압력으로 완전 체결을 유지하고, 피스톤(14a)을 갖는 유압 액추에이터(14)를 이용한 스트로크 제어에 의해, 슬립 체결로부터 완전 개방까지가 제어되는 노멀 클로즈의 건식 단판 클러치가 이용된다.
상기 모터/제너레이터(MG)는, 로터에 영구 자석을 매설하고 스테이터에 스테이터 코일이 권취된 동기형 모터/제너레이터로, 모터 컨트롤러(2)로부터의 제어 지령에 기초하여, 인버터(3)에 의해 만들어내어진 삼상 교류를 인가함으로써 제어된다. 이 모터/제너레이터(MG)는, 배터리(4)로부터의 전력의 공급을 받아 회전 구동하는 전동기로서 동작할 수도 있고[이하, 이 동작 상태를「역행(力行)」이라 함], 로터가 엔진(Eng)이나 구동륜으로부터 회전 에너지를 받는 경우에는, 스테이터 코일의 양단부에 기전력을 발생시키는 발전기로서 기능하여, 배터리(4)를 충전할 수도 있다(이하, 이 동작 상태를「회생」이라 함). 또한, 이 모터/제너레이터(MG)의 로터는, 댐퍼를 통해 자동 변속기(AT)의 변속기 입력축에 연결되어 있다.
상기 제2 클러치(CL2)는, 상기 모터/제너레이터(MG)와 좌우 후륜(RL, RR)의 사이에 개재 장착된 클러치로, AT 컨트롤러(7)로부터의 제2 클러치 제어 지령에 기초하여, 제2 클러치 유압 유닛(8)에 의해 만들어내어진 제어 유압에 의해, 체결·슬립 체결·개방이 제어된다. 이 제2 클러치(CL2)로서는, 예를 들어 비례 솔레노이드로 오일 유량 및 유압을 연속적으로 제어할 수 있는 노멀 오픈의 습식 다판 클러치나 습식 다판 브레이크가 이용된다. 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/후진 1속 등의 유단계의 변속단을 차속이나 액셀러레이터 개방도 등에 따라서 자동적으로 절환하는 유단 변속기로, 상기 제2 클러치(CL2)는 전용 클러치로서 새롭게 추가한 것이 아니라, 자동 변속기(AT)의 각 변속단에서 체결되는 복수의 마찰 체결 요소 중, 토크 전달 경로에 배치되는 최적의 클러치나 브레이크를 선택하고 있다. 그리고 상기 자동 변속기(AT)의 출력축은, 프로펠러 샤프트(PS), 차동 기어(DF), 좌측 드라이브 샤프트(DSL), 우측 드라이브 샤프트(DSR)를 통해 좌우 후륜(RL, RR)에 연결되어 있다.
제1 실시예의 하이브리드 구동계는, 전기 차량 주행 모드(이하,「EV 주행 모드」라 함)와, 하이브리드 차량 주행 모드(이하,「HEV 주행 모드」라 함)와, 구동 토크 컨트롤 주행 모드(이하,「WSC 주행 모드」라 함) 등의 주행 모드를 갖는다.
상기「EV 주행 모드」(제1 주행 모드)는, 제1 클러치(CL1)를 개방 상태로 하고, 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행하는 모드이다.
상기「HEV 주행 모드」(제2 주행 모드)는, 제1 클러치(CL1)를 체결 상태로 하여 주행하는 모드이며, 모터 어시스트 주행 모드·주행 발전 모드·엔진 주행 모드를 갖고, 어느 하나의 모드에 의해 주행한다. 모터 어시스트 주행 모드는, 엔진(Eng)과 모터/제너레이터(MG)의 구동력에 의해 주행하는 모드를 말한다. 주행 발전 모드는, 엔진(Eng)의 구동력 중, 일부를 모터/제너레이터(MG)의 발전에 이용하면서 나머지를 주행용 구동력으로서 주행하는 모드를 말한다. 엔진 주행 모드는, 엔진(Eng)의 구동력만으로 주행하는 모드를 말한다.
상기「WSC 주행 모드」(제3 주행 모드)는, 모터/제너레이터(MG)의 회전수 제어에 의해, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결 상태로 유지하고, 제2 클러치(CL2)를 경과하는 클러치 전달 토크가, 차량 상태나 드라이버 조작에 따라서 정해지는 요구 구동 토크가 되도록 클러치 토크 용량을 컨트롤하면서 발진하는 모드이다.
이「WSC 주행 모드」는, 발진 전에 엔진 시동과 제1 클러치(CL1)의 체결을 완료시킨「HEV 주행 모드」에서의 차량 발진시, 제1 클러치(CL1)를 분리시킨 상태의「EV 주행 모드」에서 발진할 때에「HEV 주행 모드」로의 이행이 판단된 경우의 차량 발진시, 등에 있어서 선택된다.
다음에, 하이브리드 차량의 제어계를 설명한다.
제1 실시예에 있어서의 FR 하이브리드 차량의 제어계는, 도 1에 도시하는 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 등으로 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)로 출력한다. 또한, 이 모터 컨트롤러(2)에서는, 배터리(4)의 충전 용량을 나타내는 배터리 SOC를 감시하고 있고, 이 배터리 SOC 정보는, 모터/제너레이터(MG)의 제어 정보에 이용되는 동시에, CAN 통신선(11)을 통해 통합 컨트롤러(10)로 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 체결·슬립 체결·개방을 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)와, 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도를 검지하는 제2 클러치 온도 센서(18)(온도 검지 수단) 등으로부터의 정보를 입력한다. 그리고 D 레인지를 선택한 주행시, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 정해지는 운전점이 시프트 맵 상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하고, 검색된 변속단을 얻는 제어 지령을 AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 출력한다. 또한, 시프트 맵이라 함은, 액셀러레이터 개방도와 차속에 따라서 업 시프트선과 다운 시프트선을 기입한 맵을 말한다. 상기 자동 변속 제어에 부가하여, 통합 컨트롤러(10)로부터 목표 CL2 토크 지령을 입력한 경우, 제2 클러치(CL2)의 슬립 체결을 제어하는 지령을 AT 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU) 내의 제2 클러치 유압 유닛(8)에 출력하는 제2 클러치 제어를 행한다. 또한, 통합 컨트롤러(10)로부터 변속 제어 변경 지령이 출력된 경우, 통상적으로 변속 제어 대신에, 변속 제어 변경 지령에 따른 변속 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 답입 제동시, 브레이크 스트로크(BS)로부터 요구되는 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 주행시키기 위한 기능을 담당하는 것으로, 모터 회전수(Nm)를 검출하는 모터 회전수 센서(21)나 다른 센서·스위치류(22)로부터의 필요 정보 및 CAN 통신선(11)을 통해 정보를 입력한다. 그리고 엔진 컨트롤러(1)로 목표 엔진 토크 지령, 모터 컨트롤러(2)로 목표 MG 토크 지령 및 목표 MG 회전수 지령, 제1 클러치 컨트롤러(5)로 목표 CL1 토크 지령, AT 컨트롤러(7)로 목표 CL2 토크 지령, 브레이크 컨트롤러(9)로 회생 협조 제어 지령을 출력한다.
도 2는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 도 3은 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서의 모드 선택 처리를 행할 때에 이용되는 EV-HEV 선택 맵을 나타내는 도면이다. 도 4는 제1 실시예의 제어 장치가 적용된 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 배터리 충전 제어를 행할 때에 이용되는 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 나타내는 바와 같이, 목표 구동력 연산부(100)와, 모드 선택부(200)(주행 모드 절환 수단)와, 목표 충방전 연산부(300)와, 동작점 지령부(400)를 갖는다.
상기 목표 구동력 연산부(100)에서는, 목표 구동력 맵을 이용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터 목표 구동력(tFo0)을 연산한다.
상기 모드 선택부(200)에서는, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵(맵)을 이용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터「EV 주행 모드」또는「HEV 주행 모드」를 목표 주행 모드로서 선택한다. 단, 배터리 SOC가 소정치 이하이면, 강제적으로「HEV 주행 모드」를 목표 주행 모드로 한다. 또한, EV-HEV 선택 맵에는, 차속(VSP)이 제1 설정 차속(VSP1) 이하의 저차속 영역이고, 액셀러레이터 개방도(APO)가 클 때에, 큰 구동력을 출력하기 위해,「WSC 주행 모드」가 설정되어 있다. HEV→WSC 절환선 혹은 EV→WSC 절환선은, 자동 변속기(AT)가 1속단일 때에, 엔진(Eng)의 아이들 회전수 영역의 제1 설정 차속(VSP1)보다도 낮은 차속 영역으로 설정되어 있다. 또한, 도 3 중, 사선 영역이「HEV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로 절환되는 영역이고, 도 3 중 그물 형상 영역이「WSC 주행 모드」로부터「EV 주행 모드」로 절환되는 영역이다.
상기 목표 충방전 연산부(300)에서는, 도 4에 나타내는 목표 충방전량 맵을 이용하여, 배터리 SOC로부터 목표 충방전 전력(tP)을 연산한다.
상기 동작점 지령부(400)에서는, 액셀러레이터 개방도(APO)와, 목표 구동력(tFo0)과, 목표 주행 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 제2 클러치 보호 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다(제2 체결 요소 보호 제어 수단). 도 6은 제1 실시예의 제2 클러치 보호 제어 중 고온 판정 처리를 나타내는 흐름도이다. 도 7은 제1 실시예의 제2 클러치 보호 제어 중 발진 개시 판정 처리를 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 5 내지 도 7에 나타내는 흐름도의 각 단계에 대해 설명한다.
단계 S101에서는, 제2 클러치(CL2)가 고온 판정 중인지 여부를 판단하여, "예"(CL2 고온 판정 중)인 경우는 단계 S102로 진행하고, "아니오"(CL2 고온 판정 종료)인 경우는 단계 S120으로 진행한다.
여기서, 제2 클러치(CL2)가 고온 판정은, 도 6에 나타내는 흐름도에 의해 이루어지는 것으로, 단계 S101a에서 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도가 제1 설정 온도(A)보다도 높다고 판단되면 단계 S101b로 진행하여, 제2 클러치(CL2)가 고온이라고 판정된다. 그리고 단계 S101c에서 고온 판정 중이고, 또한 단계 S101d에서 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도가 제2 설정 온도(B)(＜A) 이상으로 판단되어 있는 한, 단계 S101b로 진행하여, 제2 클러치(CL2)가 고온이라고 판정된다. 또한, 단계 S101c에서 고온 판정 중이 아니라고 판단되었을 때, 혹은 단계 S101c에서 고온 판정 중이지만, 단계 S101d에서 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도가 제2 설정 온도(B) 미만이라고 판단되었을 때에는 단계 S101e로 진행하여, 제2 클러치(CL2)의 고온 판정을 종료한다. 즉, 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도(TCL2)가, 온도 상승에 의해 제1 설정 온도(A)를 초과하고 나서, 온도 하강에 의해 제2 설정 온도(B) 미만으로 될 때까지 고온 판정 중이 된다.
단계 S102에서는, 단계 S101에서의 CL2 고온 판정 중이라는 판단에 이어서, 엔진(Eng)이 회전 작동 중인지 여부를 판단하고, "예"(Eng 작동 중)인 경우는 단계 S108로 진행하고, "아니오"(Eng 정지 중)인 경우는 단계 S103으로 진행한다.
단계 S103에서는, 단계 S102에서의 엔진(Eng)이 정지 중이라는 판단에 이어서, 발진 개시 판정 온(ON)인지 여부를 판단하여, "예"(발진 개시 판정 온)인 경우는 단계 S104로 진행하고, "아니오"[발진 개시 판정 오프(OFF)]인 경우는 복귀로 진행한다.
여기서, 발진 개시 판정은, 도 7에 나타내는 흐름도에 의해 이루어지는 것으로, 셀렉트 레인지 위치가 리버스 위치(R) 또는 드라이브 위치(D)인(S103a), 액셀러레이터 온(S103b), 브레이크 오프(S103c)의 모든 조건이 성립되어 있으면 단계 S103d로 진행하여, 발진 개시 판정 온으로 된다. 한편, 셀렉트 레인지 위치가 리버스 위치(R) 또는 드라이브 위치(D)인(S103a), 액셀러레이터 온(S103b), 브레이크 오프(S103c) 중 어느 하나의 조건이 성립되지 않으면 단계 S103e로 진행하여, 발진 개시 판정 오프로 된다.
단계 S104에서는, 단계 S103에서의 발진 개시 판정 온이라는 판단에 이어서, 차량의 현재의 운전점이, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵 상에서, EV 영역에 존재하는지 여부를 판단하고, "예"(EV 영역에 존재)인 경우는 단계 S105로 진행하고, "아니오"(EV 영역 이외에 존재)인 경우는 단계 S107로 진행한다.
단계 S105에서는, 단계 S104에서의 EV 영역에 존재한다는 판단에 이어서, 제1 클러치(CL1)를 슬립 체결하여 엔진(Eng)을 크랭킹하여 시동한 후, 제1 클러치(CL1)를 해방하는 동시에,「엔진 정지 금지 플래그」를 세워, 단계 S106으로 진행한다.
단계 S106에서는, 단계 S105에서의 ENG 시동 후 CL1 오프와 ENG 정지 금지에 이어서, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역을 확대하는 보정을 행하여(도 8 참조), 복귀로 진행한다(맵 보정부).
여기서, EV-HEV 선택 맵의 EV 영역의 확대 보정은, 엔진(Eng)의 시동에 필요한 모터/제너레이터(MG)의 출력을 고려한 분을 최대한으로 하여 행한다.
단계 S107에서는, 단계 S104에서의 EV 영역 이외에 존재한다는 판단에 이어서, 제1 클러치(CL1)를 슬립 체결하여 엔진(Eng)을 크랭킹하여 시동한 후, 제1 클러치(CL1)를 체결하는 동시에, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결하여「WSC 주행 모드」에 의해 발진하고, 복귀로 진행한다.
단계 S108에서는, 단계 S103에서의 엔진(Eng)이 회전 작동 중이라는 판단에 이어서, 차량의 현재의 운전점이, 도 3 혹은 보정된 EV-HEV 선택 맵 상에서, EV 영역에 존재하는지 여부를 판단하고, "예"(EV 영역에 존재)인 경우는 단계 S113으로 진행하고, "아니오"(EV 영역 이외에 존재)인 경우는 단계 S109로 진행한다.
단계 S109에서는, 단계 S108에서의 EV 영역 이외에 존재한다는 판단에 이어서, 차량의 현재의 운전점이, 도 3 혹은 보정된 EV-HEV 선택 맵 상에서 HEV 영역에 존재하는지 여부를 판단하고, "예"(HEV 영역에 존재)인 경우는 단계 S110으로 진행하고, "아니오"(HEV 영역 이외에 존재)인 경우는 단계 S111로 진행한다.
단계 S110에서는, 단계 S109에서의 HEV 영역에 존재한다는 판단에 이어서,「HEV 주행 모드」에서의 주행 제어를 실행하여, 복귀로 진행한다.
단계 S111에서는, 단계 S109에서의 HEV 영역 이외에 존재한다는 판단에 이어서, 차량의 현재의 운전점이, 도 3 혹은 보정된 EV-HEV 선택 맵 상에서 WSC 영역에 존재하는지 여부를 판단하고, "예"(WSC 영역에 존재)인 경우는 단계 S112로 진행하고, "아니오"(WSC 영역 이외에 존재 : 정차)인 경우는 단계 S113으로 진행한다.
단계 S112에서는, 단계 S111에서의 WSC 영역에 존재한다는 판단에 이어서,「엔진 정지 금지 플래그」를 세우고, 복귀로 진행한다.
단계 S113에서는, 단계 S108에서의 EV 영역에 존재한다는 판단, 혹은 단계 S111에서의 WSC 영역 이외(정차)에 존재한다는 판단에 이어서,「엔진 정지 금지 플래그」를 세우는 동시에, 제1 클러치(CL1)를 해방하고, 단계 S114로 진행한다.
또한, 이미「엔진 정지 금지 플래그」가 세워져 있는 동시에, 제1 클러치(CL1)가 해방되어 있는 경우에는, 그 상태를 유지한다.
단계 S114에서는, 단계 S113에서의 ENG 정지 금지와 CL1 오프에 이어서, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역을 확대하였는지 여부를 판단하고, "예"(EV 영역 확대 보정 있음)인 경우는 단계 S116으로 진행하고, "아니오"(EV 영역 확대 보정 없음)인 경우는 단계 S115로 진행한다.
단계 S115에서는, 단계 S114에서의 EV 영역 확대 보정 없음이라는 판단에 이어서, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역을 확대하는 보정을 행하고(도 8 참조), 단계 S116으로 진행한다(맵 보정부).
여기서, EV-HEV 선택 맵의 EV 영역의 확대 보정은, 엔진(Eng)의 시동에 필요한 모터/제너레이터(MG)의 출력을 고려한 분을 최대한으로 하여 행한다.
단계 S116에서는, 단계 S114에서의 EV 영역 확대 보정 있음이라는 판단, 혹은 단계 S115에서의 EV 영역의 확대 보정에 이어서, 보정된 EV-HEV 선택 맵에서, EV 영역 이상의 구동력이 요구되었는지 여부를 판단하고, "예"(EV 영역 이상의 구동력 요구 있음)인 경우는 단계 S117로 진행하고, "아니오"(EV 영역 이상의 구동력 요구 없음)인 경우는 복귀로 진행한다.
단계 S117에서는, 단계 S116에서의 EV 영역 이상의 구동력 요구 있음이라는 판단, 혹은 단계 S118에서의「WSC 주행 모드」로의 이행 금지에 이어서, 모터 회전수가 엔진 회전수 이상에 도달하였는지 여부를 판단하고, "예"(모터 회전수≥엔진 회전수)인 경우는 단계 S119로 진행하고, "아니오"(모터 회전수＜엔진 회전수)인 경우는 단계 S118로 진행한다.
단계 S118에서는, 단계 S117에서의 모터 회전수＜엔진 회전수라는 판단에 이어서,「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지하고, 단계 S117로 복귀한다(제3 주행 모드 이행 금지부).
단계 S119에서는, 단계 S117에서의 모터 회전수≥엔진 회전수라는 판단에 이어서, 모터 회전수가 엔진 회전수에 일치하고, 클러치 상대 회전이 없어진 타이밍에서 제1 클러치(CL1)를 체결하고,「EV 주행 모드」로부터 직접적으로「HEV 주행 모드」로 이행하여, 복귀로 진행한다(제2 주행 모드 이행부).
단계 S120에서는, 단계 S101에서의 CL2 고온 판정 중이 아니라는 판단에 이어서, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역이 확대 보정되어 있는지 여부를 판단하고, "예"(EV 영역 확대 보정 있음)인 경우는 단계 S121로 진행하고, "아니오"(EV 영역 확대 보정 없음)인 경우는 단계 S122로 진행한다.
단계 S121에서는, 단계 S120에서의 EV 영역 확대 보정 있음이라는 판단에 이어서, 확대 보정된 EV 영역의 축소 보정을 행하고, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역의 상태까지 복귀시켜, 단계 S122로 진행한다.
단계 S122에서는, 단계 S120에서의 EV 영역 확대 보정 없음이라는 판단, 혹은 단계 S121에서의 맵을 원래 상태로 되돌리는 처리에 이어서, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵을 이용하여, 제1 클러치(CL1)를 해방하고 있는「EV 주행 모드」에서는 엔진(Eng)을 정지하는 통상의 모드 천이 제어를 실행하여, 복귀로 진행한다.
다음에, 작용을 설명한다.
제1 실시예의 FR 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서의 작용을,「CL2 고온 판정 중이 아닐 때의 모드 천이 제어 작용」,「CL2 고온 판정 중에 있어서의 모드 천이 제어 작용」,「제2 클러치 보호 제어 작용」으로 나누어 설명한다.
[CL2 고온 판정 중이 아닐 때의 모드 천이 제어 작용]
이하, 도 5의 흐름도를 이용하여, CL2 고온 판정 중이 아닐 때의 모드 천이 제어 작용을 설명한다.
CL2 고온 판정 중이 아닐 때에는, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S120(→단계 S121)→단계 S122→복귀라고 하는 흐름이 반복된다. 그리고 단계 S122에서는, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵을 이용하여, 제1 클러치(CL1)를 해방하고 있는「EV 주행 모드」에서는 엔진(Eng)을 정지하는 통상의 모드 천이 제어가 실행된다.
이와 같이, 통상의 모드 천이 제어에서는 연비 성능을 중시하여,「EV 주행 모드」에 있어서 엔진(Eng)을 정지하도록 하고 있으므로, 모터/제너레이터(MG)에 엔진 시동에 필요한 토크분의 여력을 갖게 할 필요가 있다. 이로 인해, 통상의 모드 천이 제어에서 이용되는 EV-HEV 선택 맵(도 3)에서의「EV 주행 모드」가 가능한 영역의 설정은, 본래의 모터/제너레이터(MG)가 출력 가능한 영역보다도 좁게 되어 있다.
따라서, 예를 들어「EV 주행 모드」에서의 발진시, 액셀러레이터 페달의 답입 조작 등에 의해 드라이버의 요구 구동력이 높아져, 발진 개시 판정 후에「HEV 주행 모드」로의 이행이 판정되면, 엔진 시동으로부터의 WSC 발진이 되어,「WSC 주행 모드」가 선택되는 빈도가 높아져, 제2 클러치(CL2)의 슬립 제어 빈도도 높아지게 된다.
특히, 차량 발진시에는, 드라이버의 요구 구동력이 높기 때문에, 엔진 시동으로부터의 WSC 발진이 되는 경우를 많이 볼 수 있어, 제2 클러치(CL2)의 슬립 제어 빈도가 높아진다. 그리고 제2 클러치(CL2)가 과열되어 있는 상태에서, 다음의 차량 발진시에 엔진 시동으로부터의 WSC 발진에 의한 슬립 제어가 더 행해지면, 제2 클러치(CL2)의 페이싱 온도가 상승하여 고온이 된다.
[CL2 고온 판정 중에 있어서의 모드 천이 제어 작용]
이하, 도 5의 흐름도를 이용하여, CL2 고온 판정 중에서 HEV 발진시의 모드 천이 제어 작용을 설명한다.
상기와 같이, 통상의 모드 천이 제어의 실행에 의해 제2 클러치(CL2)의 페이싱 온도가 상승하여 고온이 되면, 통상의 모드 천이 제어 대신에, 제2 클러치 보호에 의한 모드 천이 제어가 실행된다.
예를 들어, 통상의 모드 천이 제어의 실행에 의한 주행 후, 엔진(Eng) 및 차량의 정지 중에 제2 클러치(CL2)가 고온이라고 판정되면, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S103→복귀로 진행하는 흐름이 반복되고, 단계 S103에서 발진 개시 판정이 행해진다.
그리고 단계 S103에서 발진 개시 판정 온이라고 판정되어, 운전자의 발진 의사가 확인되면, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S103→단계 S104로 진행하고, 단계 S104에서는 차량의 현재의 운전점이 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵 상에서, EV 영역에 존재하는지 여부가 판단된다.
액셀러레이터 답입 상태로부터의 셀렉트 발진시이며, 발진 개시 판정시에 운전점이 EV 영역 이외에 존재한다고 판단된 경우는, 단계 S104로부터 단계 S107로 진행하고, 단계 S107에서는 엔진(Eng)을 시동한 후, 제1 클러치(CL1)를 체결하는 동시에, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결하는「WSC 주행 모드」에 의해 발진한다. 계속해서, 엔진(Eng)이 회전 작동 중이며, 운전점이 WSC 영역에 존재하는 경우에는, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S108→단계 S109→단계 S111→단계 S112로 진행하고, 단계 S112에서는 엔진(Eng)의 정지가 금지된다. 계속해서, 운전점이 HEV 영역으로 이동하면, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S108→단계 S109→단계 S110으로 진행하고, 단계 S110에서는「HEV 주행 모드」에서의 주행 제어가 실행된다. 즉, 액셀러레이터 답입 상태로부터의 셀렉트 발진시에 한해서는, 제2 클러치 보호 제어에 우선하여, 운전자의 구동력 요구에 응하기 위해, 발진시에「WSC 주행 모드」→「HEV 주행 모드」로 이행하는 모드 천이 제어가 행해진다.
한편, 발진 개시 판정시에 운전점이 EV 영역에 존재한다고 판단되는 EV 셀렉트 발진시에는, 단계 S104로부터 단계 S105→단계 S106으로 진행하고, 단계 S105에서는 제1 클러치(CL1)를 슬립 체결하여 엔진(Eng)을 크랭킹하여 시동한 후, 제1 클러치(CL1)가 해방되는 동시에,「엔진 정지 금지 플래그」가 세워진다. 다음의 단계 S106에서는, 도 3에 나타내는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역을 확대하는 보정이 행해진다. 계속해서, 엔진(Eng)이 회전 작동 중이며, 운전점이 EV 영역에 존재하므로, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S108→단계 S113→단계 S114→단계 S116으로 진행한다. 그리고 단계 S116에서 보정에 의해 확대된 EV 영역 이상의 구동력이 요구되지 않는 경우는, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S101→단계 S102→단계 S108→단계 S113→단계 S114→단계 S116으로 진행하는 흐름이 반복되어, 단계 S108에서 보정 맵에서 운전점이 EV 영역에 존재하지 않는다고 판단될 때까지는, 엔진(Eng)은 아이들 회전수 영역에서 작동하여, 제1 클러치(CL2)를 해방 상태로 하는「EV 주행 모드」가 유지된다.
또한, 발진 개시 판정 후의 EV 셀렉트 발진시, 혹은 정차로부터의 D 레인지 EV 발진시(단계 S111→단계 S113으로 진행할 때)이며, 단계 S116에서 보정에 의해 확대된 EV 영역 이상의 구동력이 요구되고, 또한 엔진 회전수가 모터 회전수를 초과하고 있는 경우는, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S116으로부터 단계 S117→단계 S118로 진행하고, 단계 S117→단계 S118로 진행하는 흐름이 반복되고, 단계 S118에서는「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로의 이행이 금지된다. 그리고 엔진 회전수가 모터 회전수 이하가 되면, 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S117로부터 단계 S119로 진행하고, 단계 S119에서는 엔진 회전수＝모터 회전수의 타이밍에서 제1 클러치(CL1)를 체결하고,「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」를 건너뛰고 「HEV 주행 모드」로 이행한다.
[제2 클러치 보호 제어 작용]
제1 실시예에 있어서, 제2 클러치(CL2)가 고온이라는 판정 중에 실행되는 제2 클러치 보호 제어는, 하기의 점을 특징으로 하고 있다.
(엔진 정지 금지 판정 로직)
제1 실시예의 엔진 정지 금지 판정 로직은, 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도가 고온일 때에는, 엔진(Eng)을 정지시키지 않는다고 하고 있다. 구체적으로는,
·발진 개시 판정시의 EV 영역에서는, 정지하고 있는 엔진(Eng)을 작동시키고, 작동하면 제1 클러치(CL1)를 분리시켜, 엔진(Eng)의 정지를 금지한다(단계 S105).
·엔진 회전 중에 EV 영역에서는, 제1 클러치(CL1)를 분리시켜, 엔진(Eng)의 정지를 금지한다(단계 S113).
·엔진 회전 중에 WSC 영역에서는, 엔진(Eng)의 정지를 금지한다(단계 S112).
를 채용하고 있다.
또한, 발진 개시 판정은, 발진이나 가속의 의도를 검지하는 것으로, 도 7에 나타내는 바와 같이, D 레인지나 R 레인지나 액셀러레이터 온이나 브레이크 오프를 판정에 이용한다. 또한,「EV 주행 모드」에서 회생 이상의 엔진 브레이크가 필요한 경우에는, 제1 클러치(CL1)를 체결한다.
이와 같이, 제2 클러치(CL2)의 열보호 제어에서는, 주행 모드에 관계없이 엔진(Eng)이 작동 상태로 되므로, 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행하는「EV 주행 모드」에 있어서, 모터 토크의 여력을 구동용 토크에 완전히 사용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 운전자의 요구 구동력을 만족시키면서도,「EV 주행 모드」를 선택한 주행 영역을 확대할 수 있다.
이「EV 주행 모드」의 선택 영역이 확대됨으로써, 운전자의 구동력의 부족에 의한 위화감을 부여하는 일 없이,「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로 절환하는 주행 모드의 절환 빈도가 저감된다.
(EV 가능 영역 판정 로직)
제1 실시예의 EV 가능 영역 판정 로직은,「EV 주행 모드」의 선택 중에 엔진(Eng)이 작동 상태인지 여부로 엔진 시동 여력의 필요성을 판단하고, 미리 설정되어 있는 EV-HEV 선택 맵의 EV 영역을 확대하는 보정을 행하도록 하고 있다(단계 S106, 단계 S115).
즉, 보정 전의 EV-HEV 선택 맵의 EV→HEV 절환선은, 도 8에 나타내는 바와 같이,「EV 주행 모드」의 영역을 배터리 SOC나 모터 회전수(출력 특성) 등에 의해 정하고 있다. 이에 대해, 보정 전의 EV-HEV 선택 맵의 EV→HEV 절환선은, 도 8에 나타내는 바와 같이,「EV 주행 모드」의 영역을, 엔진 시동 여력을 최대한으로 하여,「HEV 주행 모드」의 영역측으로 확대하고 있다.
예를 들어, EV 발진시, 도 8의 운전점 E로부터 운전점 F로 변화된 경우, 보정 전의 EV-HEV 선택 맵을 이용한 모드 천이 제어를 비교예로 하고, 보정 후의 EV-HEV 선택 맵을 이용한 모드 천이 제어를 제1-1 실시예로 한다.
비교예의 경우는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 운전점 F에서는「HEV 주행 모드」가 판정되어 있으므로, 도 9의 비교예의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이, 「EV 주행 모드」→「WSC 주행 모드」→「HEV 주행 모드」로 모드 천이한다.
이에 대해, 제1-1 실시예의 경우에는, 액셀러레이터 급답입이 없고, 운전점 F는 도 8에 나타내는 바와 같이, 확대된 EV 영역 내에 존재하기 때문에, 도 9의 제1-1 실시예의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이, EV 발진이 되고, 그 후,「HEV 주행 모드」로 이행한다.
따라서, 기존의 EV-HEV 선택 맵을 보정할 뿐인 간단한 구성에 의해, 운전자의 요구 구동력에 응하면서, 확실하게 제2 클러치(CL2)가 과열되기 쉬운「WSC 주행 모드」로 들어가는 빈도를 저감시킬 수 있다.
(액셀러레이터 답입 발진시에 EV로 유지시키는 제어 로직)
제1 실시예의 답입 발진시에 EV로 유지시키는 제어 로직은, EV 발진시에 액셀러레이터가 답입된 경우, 운전자로부터의 요구 구동력을 달성할 수 없어도, 소정의 범위에서「EV 주행 모드」를 유지하도록 하고 있다.
즉, 제1 실시예에서는, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 EV-HEV 선택 맵에 있어서「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로 절환되는 것이 판정되어도(단계 S116에서 "예"), 모터 회전수가 엔진 회전수 이상으로 될 때까지 「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지하고(단계 S117→단계 S118), 모터 회전수가 엔진 회전수 이상이 되면 제1 클러치(CL1)를 체결하여「HEV 주행 모드」로 이행한다(단계 S117→단계 S119).
예를 들어, EV 발진시, 도 8의 운전점 E로부터 운전점 G로 변화된 경우, 보정 전의 EV-HEV 선택 맵을 이용한 모드 천이 제어를 비교예로 하고, 보정 후의 EV-HEV 선택 맵을 이용하는 동시에, EV로 유지시키는 제어 로직을 이용한 모드 천이 제어를 제1-2 실시예로 한다.
비교예의 경우에는, 도 9의 비교예의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이, WSC 발진이 되는 것에 대해, 제1-2 실시예의 경우에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 운전점 G에서는「HEV 주행 모드」가 판정되어 있다. 그러나 도 9의 회전수 특성으로 나타내는 바와 같이, 모터 회전수가 엔진 회전수에 도달할 때까지는「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지하고 있으므로, 제1-2 실시예의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이, 시각 t0으로부터 시각 t1까지는「EV 주행 모드」가 유지된다. 그리고 시각 t1에서 제1 클러치(CL1)가 체결됨으로써, 시각 t1로부터는「HEV 주행 모드」로 이행한다고 하는「WSC 주행 모드」를 생략한 모드 천이가 된다.
따라서「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지함으로써, 가일층의 제2 클러치(CL2)의 열보호를 도모할 수 있는 동시에, 모터 회전수가 엔진 회전수에 일치하는 타이밍에서 제1 클러치(CL1)를 체결함으로써, 모드 천이 쇼크를 억제하면서,「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」를 생략하고「HEV 주행 모드」로의 모드 천이를 달성할 수 있다.
다음에, 효과를 설명한다.
제1 실시예의 FR 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 엔진(Eng)과, 모터[모터/제너레이터(MG)]와, 상기 엔진(Eng)과 상기 모터의 사이에 개재 장착되고, 상기 엔진(Eng)과 상기 모터를 체결, 해방하는 제1 체결 요소[제1 클러치(CL1)]와, 상기 모터와 구동륜(RL, RR)의 사이에 개재 장착되고, 상기 모터와 상기 구동륜을 체결, 해방하는 제2 체결 요소[제2 클러치(CL2)]와, 상기 제1 체결 요소를 해방하고 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 모터의 구동력만으로 주행하는 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)와, 상기 제1 체결 요소와 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 엔진(Eng)과 상기 모터의 양쪽의 구동력으로 주행하는 제2 주행 모드(「HEV 주행 모드」)와, 상기 제2 체결 요소를 슬립 체결하고, 상기 제2 체결 요소를 통해 전달되는 구동력으로 주행하는 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)를 주행 상태에 따라서 절환하는 주행 모드 절환 수단[모드 선택부(200)]과, 상기 제2 체결 요소의 온도를 검지하는 온도 검지 수단[제2 클러치 온도 센서(18)]과, 상기 제2 체결 요소의 온도가 소정치 이상일 때에는, 주행 모드에 관계없이 상기 엔진(Eng)을 작동 상태로 해 두는 제2 체결 요소 보호 제어 수단(도 5)을 구비하였다.
이로 인해, 발진시, 제2 체결 요소[제2 클러치(CL2)]의 발열 요인인 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로의 절환 빈도를 저감시킴으로써, 제2 체결 요소의 내구 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 주행 중에 엔진 시동할 때, 제2 체결 요소의 슬립 빈도를 저감시킬 수 있다.
(2) 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단(도 5)은, 상기 엔진을 작동 상태로 해 두는 보호 제어시, 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)를 선택하는 영역 조건을, 보호 제어를 행하지 않을 때에 비해 확대한다.
이로 인해, 발진시, 제2 체결 요소[제2 클러치(CL2)]가 과열되기 쉬운 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로 들어가는 빈도를 저감시킬 수 있다.
(3) 상기 주행 모드 절환 수단[모드 선택부(200)]은, 적어도 액셀러레이터 개방도(APO)에 기초하여 주행 모드가 판정되는 맵(EV-HEV 선택 맵)을 구비하고, 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단(도 5)은, 상기 엔진(Eng)을 작동 상태로 해 두는 보호 제어시, 엔진 시동에 필요한 모터 출력을 고려한 분을 최대한으로 하여, 상기 맵에 있어서의 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)의 영역을 확대하는 보정을 행하는 맵 보정부(단계 S106, 단계 S115)를 갖는다.
이로 인해, 기존의 맵(EV-HEV 선택 맵)을 보정할 뿐인 간단한 구성에 의해, 운전자의 요구 구동력에 응하면서, 확실하게 제2 체결 요소[제2 클러치(CL2)]가 과열되기 쉬운 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로 들어가는 빈도를 저감시킬 수 있다.
(4) 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단(도 5)은, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 상기 맵(도 8)에 있어서 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)로부터 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로 절환되는 것이 판정되어도, 모터 회전수가 엔진 회전수 이상이 될 때까지 제3 주행 모드로의 이행을 금지하는 제3 주행 모드 이행 금지부(단계 S117→단계 S118)와, 모터 회전수가 엔진 회전수 이상이 되면 상기 제1 체결 요소[제1 클러치(CL1)]를 체결하여 제2 주행 모드(「HEV 주행 모드」)로 이행하는 제2 주행 모드 이행부(단계 S117→단계 S119)를 갖는다. 이로 인해, 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로의 이행 금지에 의해, 가일층의 제2 체결 요소[제2 클러치(CL2)]의 열보호를 도모할 수 있는 동시에, 모드 천이 쇼크를 억제하면서, 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)로부터 제2 주행 모드(「HEV 주행 모드」)로의 모드 천이를 달성할 수 있다.
<제2 실시예>
제2 실시예는, 액셀러레이터 답입 발진시, 요구 구동력의 변화 속도가 낮은 영역에서는「EV 주행 모드」로 유지시키는 제어 로직을 채용한 예이다.
우선, 구성을 설명한다.
도 10은 제2 실시예의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 제2 클러치 보호 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다(제2 체결 요소 보호 제어 수단). 이하, 도 10에 나타내는 흐름도의 각 단계에 대해 설명한다.
또한, 단계 S201 내지 단계 S216, 단계 220 내지 단계 S222의 각 단계에 대해서는, 도 5의 단계 S101 내지 단계 S116, 단계 120 내지 단계 S122의 각 단계와 동일한 처리를 행하므로, 설명을 생략한다.
단계 S217에서는, 단계 S216에서의 EV 영역 이상의 구동력 요구 있음이라는 판단, 혹은 단계 S218에서의「EV 주행 모드」의 유지에 이어서, 요구 구동력[예를 들어, 액셀러레이터 개방도(APO)나 목표 구동력 등]의 변화 속도가, 설정 변화 속도(C)를 초과하고 있는지 여부를 판단하고, "예"(요구 구동력의 변화 속도＞C)인 경우는 단계 S219로 진행하고, "아니오"(요구 구동력의 변화 속도≤C)인 경우는 단계 S218로 진행한다.
단계 S218에서는, 단계 S217에서의 요구 구동력의 변화 속도≤C라는 판단에 이어서, EV 영역 이상의 구동력 요구에 관계없이,「EV 주행 모드」를 그대로 유지하고, 단계 S223으로 진행한다(제1 주행 모드 유지부).
단계 S223에서는, 단계 S218에서의「EV 주행 모드」의 유지에 이어서, 확대된 맵에서의 운전점이 HEV 영역인지 여부를 판단하고, "예"인 경우는 단계 S224로 진행하고, "아니오"인 경우는 단계 S217로 복귀된다.
단계 S224에서는, 단계 S223에서의 확대된 맵에서의 운전점이 HEV 영역이라는 판단에 이어서, 제1 클러치(CL1)를 체결하여「HEV 주행 모드」로 이행하고, 복귀로 진행한다.
단계 S219에서는, 단계 S217에서의 요구 구동력의 변화 속도＞C라는 판단에 이어서, 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결하고, 모터/제너레이터(MG)를 회전수 제어로 하여 엔진 회전수와 일치시키고, 클러치 상대 회전이 없어진 타이밍에서 제1 클러치(CL1)를 체결하는「WSC 주행 모드」로 이행하여, 복귀로 진행한다.
또한, 도 1 내지 도 4 및 도 6, 도 7의 구성은, 제1 실시예와 동일하므로, 도시와 설명을 생략한다.
다음에, 작용을 설명한다.
(액셀러레이터 답입 발진시에 EV로 유지시키는 제어 로직)
제2 실시예의 액셀러레이터 답입 발진시에 EV로 유지시키는 제어 로직은, EV 발진시에 액셀러레이터가 답입된 경우, 운전자로부터의 요구 구동력을 달성할 수 없어도, 소정의 범위에서「EV 주행 모드」를 유지하도록 되어 있다.
즉, 제2 실시예에서는, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 EV-HEV 선택 맵에 있어서「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로 절환되는 것이 판정되면(단계 S216에서 "예"), 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C)를 초과하는 경우, 바꾸어 말하면 구동력의 요구가 높은 경우에는 , 통상의 모드 천이 방법에 따라서「EV 주행 모드」로부터「WSC 주행 모드」로 절환한다(단계 S217→단계 S219). 그러나 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C) 이하인 경우, 바꾸어 말하면 구동력의 요구가 낮은 경우에는, EV 영역 이상의 구동력 요구에 관계없이「EV 주행 모드」를 그대로 유지한다(단계 S217→단계 S218).
예를 들어, EV 발진시, 도 11의 운전점 E로부터 운전점 H로 변화된 경우, 도 12의 변화 속도 대(大)의 액셀러레이터 개방도 특성으로 나타내는 바와 같이, 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C)를 초과하고 있는 경우에는, 도 12의 변화 속도＞C의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이,「EV 주행 모드」→「WSC 주행 모드」→「HEV 주행 모드」로 모드 천이한다.
한편, EV 발진시, 도 11의 운전점 E로부터 운전점 I로 변화된 경우, 도 12의 변화 속도 소(小)의 액셀러레이터 개방도 특성으로 나타내는 바와 같이, 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C) 이하인 경우에는, 도 12의 변화 속도≤C의 모드 천이 특성으로 나타내는 바와 같이,「HEV 주행 모드」로의 이행 판정시에 관계없이「EV 주행 모드」를 유지하고, HEV 영역으로 들어갔다고 판정되면,「HEV 주행 모드」로 이행한다.
따라서, 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C)를 초과하고 있을 때에는, 운전자의 높은 요구 구동력에 응하면서, 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C) 이하일 때에는,「EV 주행 모드」를 유지함으로써 가일층의 제2 클러치(CL2)의 열보호를 달성할 수 있다. 즉, 요구 구동력의 변화 속도가 설정 속도(C) 이하인 경우에는, 운전자의 구동력 요구도가 낮다고 추정된다. 이로 인해,「EV 주행 모드」의 유지에 의해 유지하게 해도, 운전자에게 부여하는 위화감을 최소한으로 억제하면서, 제2 클러치(CL2)의 열보호의 면에서 유용한「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지할 수 있다.
또한, 다른 작용은, 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
다음에, 효과를 설명한다.
제2 실시예의 FR 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서는, 제1 실시예의 (1) 내지 (3)의 효과에 부가하여, 하기의 효과를 얻을 수 있다.
(5) 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단(도 10)은, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 상기 맵(EV-HEV 선택 맵)에 있어서 제1 주행 모드(「EV 주행 모드」)로부터 제3 주행 모드(「WSC 주행 모드」)로 절환되는 것이 판정되어도 단계 S216에서 "예"), 요구 구동력의 변화 속도가 소정치[설정 속도(C)] 이하인 경우(단계 S217에서 "아니오"), 제1 주행 모드를 그대로 유지하는 제1 주행 모드 유지부(단계 S218)를 갖는다.
이로 인해, 요구 구동력의 변화 속도가 소정치[설정 속도(C)] 이하일 때에는, 운전자의 구동력 요구도가 낮다는 추정에 기초하여,「EV 주행 모드」를 유지함으로써, 위화감을 최소한으로 억제하면서, 새로운 제2 클러치(CL2)의 열보호를 달성할 수 있다.
이상, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치를 제1 실시예 및 제2 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
제1, 제2 실시예에서는, 제2 클러치(CL2)의 페이싱면의 주변 온도를 직접 측정하는 온도계인 제2 클러치 온도 센서(18)를 이용하여, 제2 클러치(CL2)의 페이싱 주변 온도(TCL2)가, 온도 상승에 의해 제1 설정 온도(A)를 초과하고 나서, 온도 하강에 의해 제2 설정 온도(B) 미만이 될 때까지 고온 판정 중으로 하는 예를 나타냈다. 그러나 제2 클러치(CL2)의 발열량(전달 토크와 슬립 회전수 차 등에 의해 추정)과 방열량(체결 시간 또는 해방 시간과 분위기 온도 등에 의해 추정)을 감시하여, 제2 클러치(CL2)의 페이싱면 주변의 온도를 추정 연산하는 제2 클러치 온도 추정 수단을 이용하는 예로 해도 좋다.
제1 실시예에서는, 액셀러레이터 답입 발진시,「WSC 주행 모드」로의 이행을 금지하고,「EV 주행 모드」를 유지하게 하여,「EV 주행 모드」로부터「HEV 주행 모드」로 모드 천이시키는 예를 나타냈다. 제2 실시예에서는, 액셀러레이터 답입 발진시, 요구 구동력의 변화 속도가 낮은 영역에서는「EV 주행 모드」로 유지시키는 제어 로직을 채용한 예를 나타냈다. 그러나 제1, 제2 실시예의「EV 주행 모드」로 유지시키는 제어 로직을 병렬로 채용하는 예로 해도 좋다. 또한, 다른 조건으로「EV 주행 모드」로 유지시키는 제어 로직의 예로 해도 좋다.
제1, 제2 실시예에서는, FR 하이브리드 차량에 적용한 예를 나타냈지만, 예를 들어 FF 하이브리드 차량 등에 대해서도 본 발명의 제어 장치를 적용할 수 있다. 요컨대, 구동계에 상류측으로부터, 엔진, 제1 체결 요소, 모터, 제2 체결 요소, 구동륜을 갖는 하이브리드 차량의 제어 장치이면 적용할 수 있다.
Eng : 엔진
MG : 모터/제너레이터(모터)
AT : 자동 변속기
CL1 : 제1 클러치(제1 체결 요소)
CL2 : 제2 클러치(제2 체결 요소)
RL : 좌측 후륜
RR : 우측 후륜
1 : 엔진 컨트롤러
2 : 모터 컨트롤러
3 : 인버터
4 : 배터리
5 : 제1 클러치 컨트롤러
6 : 제1 클러치 유압 유닛
7 : AT 컨트롤러
8 : 제2 클러치 유압 유닛
9 : 브레이크 컨트롤러
10 : 통합 컨트롤러

Claims (5)

  1. 엔진과,
    모터와,
    상기 엔진과 상기 모터의 사이에 개재 장착되고, 상기 엔진과 상기 모터를 체결, 해방하는 제1 체결 요소와,
    상기 모터와 구동륜의 사이에 개재 장착되고, 상기 모터와 상기 구동륜을 체결, 해방하는 제2 체결 요소와,
    상기 제1 체결 요소를 해방하고 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 모터의 구동력만으로 주행하는 제1 주행 모드와, 상기 제1 체결 요소와 상기 제2 체결 요소를 체결하고, 상기 엔진과 상기 모터의 양쪽의 구동력으로 주행하는 제2 주행 모드와, 상기 제2 체결 요소를 슬립 체결하고, 상기 제2 체결 요소를 통해 전달되는 구동력으로 주행하는 제3 주행 모드를 주행 상태에 따라서 절환하는 주행 모드 절환 수단과,
    상기 제2 체결 요소의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과,
    상기 제2 체결 요소의 온도가 소정치 이상일 때에는, 주행 모드에 관계없이 상기 엔진을 작동 상태로 해 두는 제2 체결 요소 보호 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단은, 상기 엔진을 작동 상태로 해 두는 보호 제어시, 제1 주행 모드를 선택하는 영역 조건을, 보호 제어를 행하지 않을 때에 비해 확대하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주행 모드 절환 수단은, 적어도 액셀러레이터 개방도에 기초하여 주행 모드가 판정되는 맵을 구비하고,
    상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단은, 상기 엔진을 작동 상태로 해 두는 보호 제어시, 엔진 시동에 필요한 모터 출력을 고려한 분을 최대한으로 하여, 상기 맵에 있어서의 제1 주행 모드의 영역을 확대하는 보정을 행하는 맵 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단은, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 상기 맵에 있어서 제1 주행 모드로부터 제3 주행 모드로 절환되는 것이 판정되어도, 모터 회전수가 엔진 회전수 이상이 될 때까지 제3 주행 모드로의 이행을 금지하는 제3 주행 모드 이행 금지부와, 모터 회전수가 엔진 회전수 이상이 되면 상기 제1 체결 요소를 체결하여 제2 주행 모드로 이행하는 제2 주행 모드 이행부를 갖는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2 체결 요소 보호 제어 수단은, 차량 정지 상태로부터의 발진시이며, 보정 후의 상기 맵에 있어서 제1 주행 모드로부터 제3 주행 모드로 절환되는 것이 판정되어도, 요구 구동력의 변화 속도가 소정치 이하인 경우, 제1 주행 모드를 그대로 유지하는 제1 주행 모드 유지부를 갖는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
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