WO2012131958A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device.
  • Patent Document 1 when a request for starting an internal combustion engine is determined by a start request determination unit, the output torque of the electric motor is the motoring torque required to rotate the internal combustion engine or the motoring.
  • assist amount setting means for increasing a torque corresponding to a torque obtained by adding an inertia torque according to a rate of change in the rotational speed of an internal combustion engine to a torque.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of suppressing power consumption when a motor outputs torque when the engine is running.
  • the vehicle control device of the present invention includes an engine, a motor disposed on a drive wheel side of the engine in the vehicle, a clutch disposed between the engine and the motor, and engaged or released by an operation input, And when the engine is stopped and the clutch is engaged and the engine and the drive wheel are connected, the engine is started with the power transmitted to the engine via the clutch. And, the assist torque that suppresses the decrease in the acceleration of the vehicle due to the engagement of the clutch is output by the motor, and the assist torque when the braking operation is performed is the same as the assist torque when the braking operation is not performed. The assist torque is smaller than the assist torque.
  • the assist torque when the assist torque is increased in accordance with an increase in the degree of engagement of the clutch when the clutch is engaged, with the predetermined predetermined torque as an upper limit, and the braking operation is performed.
  • the predetermined torque is preferably smaller than the predetermined torque when the braking operation is not performed.
  • the vehicle control device further includes a braking device capable of controlling a braking force, and the brake is applied when the engine is stopped and the clutch is engaged and the engine and the driving wheel are connected while traveling. It is preferable to cooperatively control the motor and the braking device based on a target deceleration force based on an operation.
  • the assist torque is output by the braking device instead of the motor.
  • the generation of the deceleration force due to the regeneration of the motor has priority over the generation of the deceleration force due to the braking device.
  • the predetermined torque when the braking operation is not performed corresponds to an engagement degree of the clutch at which cranking of the engine starts.
  • the vehicle control apparatus further includes a manual transmission disposed between the clutch and the drive wheel, wherein the vehicle travels with the power of the engine and the power of the motor, and the manual transmission.
  • a manual transmission disposed between the clutch and the drive wheel, wherein the vehicle travels with the power of the engine and the power of the motor, and the manual transmission.
  • the vehicle control device starts the engine with the power transmitted to the engine through the clutch when the engine is stopped and the clutch is engaged and the engine and the driving wheel are connected while traveling. And the assist torque which suppresses the fall of the acceleration of the vehicle by engagement of a clutch is output by a motor.
  • the assist torque when the braking operation is performed is smaller than the assist torque when the braking operation is not performed. Therefore, according to the vehicle control device of the present invention, there is an effect that it is possible to suppress power consumption when the motor outputs torque when the engine is running.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a pedal arrangement of the hybrid vehicle.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shift interface (shift pattern) of the shift lever according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a time chart according to the vehicle control of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the assist upper limit torque.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the brake operation amount and the assist upper limit torque.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a shift pattern of a vehicle equipped with a free-run system.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a pedal arrangement of the hybrid vehicle.
  • FIG. 4 is
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of vehicle control when the clutch torque can be estimated.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of vehicle control when the clutch torque cannot be estimated.
  • FIG. 13 is a time chart relating to vehicle control when the second target torque is larger than the regenerative maximum torque.
  • FIG. 14 is another time chart relating to vehicle control when the second target torque is larger than the regenerative maximum torque.
  • FIG. 15 is a time chart according to vehicle control when the second target torque is smaller than the regenerative maximum torque.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle according to the first embodiment.
  • the vehicle control device 1-1 of the present embodiment controls a vehicle in which a motor (see reference numeral 4 in FIG. 2) is closer to the driving wheel than a clutch (see reference numeral 2 in FIG. 2) and a three-pedal system is mounted. To do.
  • the vehicle control device 1-1 stops the engine (see reference numeral 1 in FIG. 2) and starts the engine 1 at the timing when the driver selects the engine travel gear and engages the clutch 2 while traveling. At this time, the generation of a feeling of deceleration is suppressed by the motor assist up to the clutch engagement degree at which the clutch torque capable of cranking is generated. As a result, the driver is prevented from stopping the return operation of the clutch pedal before the start of cranking due to the occurrence of a feeling of deceleration, and the engine can be started reliably.
  • the driver intends to decelerate.
  • the driver intends to decelerate.
  • motor assist is executed as in the case where the braking operation is not performed, power is wasted.
  • the vehicle control device 1-1 of the present embodiment reduces the torque for canceling the deceleration feeling when the brake is depressed. Thereby, the assist amount of the motor 4 can be reduced to save power.
  • This embodiment is based on a vehicle equipped with the following system.
  • a 3-pedal system (2) A system in which MG is located on the vehicle side (drive wheel side) with respect to the clutch (the position of MG can be the T / M input shaft or the output shaft). (3) A system that can stop the engine while driving.
  • the hybrid vehicle 100 includes an engine 1, a clutch 2, a manual transmission 3, a motor 4, and an ECU 30.
  • the vehicle control device 1-1 according to the present embodiment includes an engine 1, a motor 4, a clutch 2, and an ECU 30.
  • the engine 1 can function as a power source for the hybrid vehicle 100.
  • the engine 1 converts the combustion energy of the fuel into a rotational motion of the output shaft 1a and outputs it.
  • the output shaft 1a is connected to the input shaft 3A of the manual transmission 3 via the clutch 2.
  • the clutch 2 is disposed in a power transmission path between the engine 1 and the input shaft 3A of the manual transmission 3, and connects or blocks transmission of power between the engine 1 and the input shaft 3A according to a driver's input.
  • the clutch 2 is, for example, a friction engagement type clutch device, and includes an input side engagement member 21 and an output side engagement member 22.
  • the input side engaging member 21 is connected to the output shaft 1 a of the engine 1, and the output side engaging member 22 is connected to the input shaft 3 A of the manual transmission 3.
  • the clutch 2 connects the transmission of power between the engine 1 and the input shaft 3 ⁇ / b> A when the input side engagement member 21 and the output side engagement member 22 are engaged, and the input side engagement member 21 and the output side engagement are connected.
  • the member 22 is open (separated), the transmission of power between the engine 1 and the input shaft 3A is cut off.
  • the clutch 2 is engaged or released by a driver's operation input to the clutch pedal, and cannot be freely operated on the vehicle side.
  • FIG. 3 is a diagram showing the pedal arrangement of the hybrid vehicle 100.
  • the hybrid vehicle 100 includes three pedals: a clutch pedal 41, a brake pedal 42, and an accelerator pedal 43.
  • the clutch 2 is released when the clutch pedal 41 is depressed, and the clutch 2 is engaged when the clutch pedal 41 is released.
  • the clutch pedal 41 is provided with a clutch pedal stroke sensor 44 that detects the pedal stroke of the clutch pedal 41.
  • the motor (MG) 4 has a stator 4a and a rotor 4b.
  • the rotor 4b is connected to the rotation shaft 4c and rotates integrally with the rotation shaft 4c with the rotation shaft 4c as a rotation center.
  • An MG gear 4d that rotates integrally with the rotation shaft 4c is disposed on the rotation shaft 4c.
  • the motor 4 is connected to the battery 5 and is an electric motor that consumes electric power supplied from the battery 5 and outputs power to the rotating shaft 4c.
  • the motor 4 can also function as a generator that converts the power transmitted through the rotating shaft 4c into electric power and outputs it.
  • the manual transmission 3 is a manual transmission type transmission that is changed by a driver's operation input to the shift lever.
  • the manual transmission 3 has an input shaft 3A, an output shaft 3B, and a synchronization device (not shown).
  • the manual transmission 3 is a constant-mesh transmission, and has a plurality of forward gear pairs 31, 32, 33, 34, 35 and a reverse gear pair 36 that are always meshed.
  • the synchronization device has a synchronization mechanism that synchronizes the rotation of the input shaft 3A and the rotation of the output shaft 3B in conjunction with a shift operation on the shift lever.
  • Each forward gear pair 31, 32, 33, 34, 35 forms a gear stage having a different gear ratio.
  • the first gear pair 31 is disposed on the input shaft 3A and is rotatable relative to the input shaft 3A.
  • the first gear pair 31 is disposed on the output shaft 3B and is not relative to the output shaft 3B. 31b.
  • the second gear pair 32, the third gear pair 33, the fourth gear pair 34, the fifth gear pair 35, and the reverse gear pair 36 are input gears 32a, 33a, 34a, 35a, 36a and outputs similar to the input gear 31a, respectively.
  • Output gears 32b, 33b, 34b, 35b, and 36b similar to the gear 31b are provided.
  • an input gear 36a and an output gear 36b are connected via an intermediate gear 36c.
  • An output gear 37 is disposed on the output shaft 3B.
  • the output gear 37 is connected to the output shaft 3B so as not to rotate relative to the output shaft 3B.
  • the output gear 37 is in mesh with the MG gear 4 d of the motor 4. That is, the motor 4 is disposed closer to the drive wheel 8 than the engine 1 and the clutch 2.
  • the synchronization device selectively engages any one of the gear pairs 31, 32, 33, 34, 35, and 36 to synchronize the rotation of the input shaft 3A and the rotation of the output shaft 3B.
  • the transmission of power between the input shaft 3A and the output shaft 3B by the pair is connected.
  • the synchronizer operates in conjunction with an operation input to the shift lever and engages with a gear pair corresponding to the range selected by the shift lever.
  • the synchronization device disconnects all the gear pairs from the input shaft 3A and sets the manual transmission 3 to the neutral state.
  • a pinion gear 38 is connected to the output shaft 3B of the manual transmission 3.
  • the pinion gear 38 meshes with the diff ring gear 6.
  • the differential ring gear 6 is connected to the left and right drive wheels 8 via a differential mechanism 7.
  • the power of the engine 1 and the motor 4 output to the output shaft 3B is transmitted to the drive wheels 8 via the pinion gear 38, the diff ring gear 6 and the differential mechanism 7.
  • the ECU 30 is an electronic control unit having a computer, and has a function as a travel control device of the hybrid vehicle 100.
  • the ECU 30 is connected to the engine 1, the clutch 2, the manual transmission 3, and the motor 4.
  • the ECU 30 can execute fuel injection control, ignition control, start control, and the like of the engine 1.
  • a clutch pedal stroke sensor 44 is connected to the ECU 30.
  • the ECU 30 can detect the degree of engagement of the clutch 2 based on a signal input from the clutch pedal stroke sensor 44.
  • the ECU 30 may acquire the degree of engagement of the clutch 2 based on the detection result of the clutch stroke sensor that detects the stroke of the clutch 2 instead of the detection result of the clutch pedal stroke sensor 44.
  • the ECU 30 can control the motor 4 and cause the motor 4 to output power.
  • the power output by the motor 4 is transmitted to the drive wheels 8 via the output shaft 3B and the differential mechanism 7, and becomes a driving force that causes the hybrid vehicle 100 to travel.
  • the ECU 30 can also cause the motor 4 to generate power.
  • the ECU 30 can control the magnitude of power output from the motor 4 and the amount of power generated by the motor 4.
  • the torque acting on the drive wheels 8 the torque for driving the hybrid vehicle 100 forward is referred to as positive torque
  • the torque for driving the hybrid vehicle 100 rearward is described as negative torque or braking torque.
  • the ECU 30 can cause the motor 4 to output either positive torque or negative torque.
  • the ECU 30 can control the braking torque due to the power generation load of the motor 4 by adjusting the power generation amount of the motor 4.
  • the output torque of the motor 4 is also referred to as “MG torque”.
  • the ECU 30 receives signals indicating detection results of the shift position sensor and the neutral switch of the manual transmission 3.
  • the shift position sensor detects a range selected in the manual transmission 3.
  • the neutral switch detects that the manual transmission 3 is in a neutral state, in other words, that the transmission of power between the input shaft 3A and the output shaft 3B is interrupted.
  • the ECU 30 is connected to the battery 5 and can control charging / discharging of the battery 5. Moreover, ECU30 is connected with the sensor which detects the voltage of the battery 5, the electric current which charges / discharges, etc., and can acquire charge amount SOC of the battery 5 based on the detection result of this sensor.
  • the ECU 30 calculates the required torque or the required driving force to be transmitted to the drive wheels 8 based on conditions such as the vehicle speed and the accelerator opening, and controls the engine 1 and the motor 4 based on the calculation results.
  • the ECU 30 can execute hybrid traveling in which the hybrid vehicle 100 travels using the power output from the engine 1 and the motor 4 and EV traveling in which the hybrid vehicle 100 travels using the power of the motor 4 regardless of the power of the engine 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a shift interface (shift pattern) of the shift lever.
  • the shift lever of the manual transmission 3 is provided with an R (reverse) range, an N (neutral) range, and an EV range in addition to five ranges (shift positions) corresponding to the first to fifth gears. It has been.
  • the EV range is a range that instructs to perform EV traveling. When the shift position is operated in five ranges from the first speed to the fifth speed, the power of the engine 1 is transmitted from the input shaft 3A to the output shaft 3B through the gear pair corresponding to the shift position.
  • the ECU30 makes the hybrid vehicle 100 drive
  • the ECU 30 causes the hybrid vehicle 100 to travel with the power of the engine 1.
  • the ECU 30 can cause the motor 4 to output positive torque to assist the engine 1, and can drive the motor 4 by the power of the engine 1 to cause the motor 4 to generate power. Further, the ECU 30 can cause the motor 4 to perform regenerative power generation when the hybrid vehicle 100 is decelerated or the like.
  • the manual transmission 3 is in a neutral state in conjunction with the operation of the shift lever to the EV range. Thereby, while the EV range is selected, the transmission of power between the engine 1 and the output shaft 3B is cut off.
  • ECU 30 stops engine 1 and executes EV travel. The ECU 30 controls the output torque of the motor 4 so as to realize the required torque.
  • the ECU 30 restarts the engine 1 when the shift from the first forward speed to the fifth speed is performed by the driver's operation input during EV traveling and the clutch 2 is engaged.
  • the ECU 30 starts the engine 1 when the clutch 2 is engaged and the engine 1 and the drive wheel 8 are connected while the engine 1 is stopped and traveling.
  • the ECU 30 starts the engine by increasing the engine speed Ne by the cranking torque generated when the clutch 2 is engaged. That is, the ECU 30 starts the engine 1 with the power transmitted to the engine 1 via the clutch 2.
  • the torque transmitted to the engine 1 via the clutch 2 includes torque transmitted from the drive wheels 8 via the manual transmission 3 and torque transmitted from the motor 4 via the manual transmission 3.
  • cranking start torque is a lower limit of the clutch torque that enables cranking of the engine 1. Even if the clutch 2 is engaged, if the clutch torque of the clutch 2 is less than the cranking start torque, the engine 1 remains stopped.
  • the clutch torque corresponds to the degree of engagement of the clutch 2 and can be the maximum torque that can be transmitted in the clutch 2.
  • the vehicle acceleration (vehicle G) of the hybrid vehicle 100 decreases and a feeling of deceleration occurs. Due to this feeling of deceleration, there is a possibility that the driver stops the release of the clutch pedal 41 in expectation of an increase in the engine speed Ne and maintains the clutch stroke. This is related to the fact that, for example, the cranking start torque required to start increasing the rotation of the stopped engine 1 is larger than the torque required to increase the rotational speed of the engine 1 that is already rotating. . When a certain degree of deceleration occurs, the driver expects the clutch 2 to be fully engaged and the engine speed Ne to increase, but the clutch torque has reached a magnitude that allows the engine 1 to start rotating. A situation can occur that does not exist.
  • the engine 1 If the engine 1 is still stopped despite expecting an increase in the engine speed Ne, the driver may feel uncomfortable and the drivability may be reduced. It is desirable that the engine 1 can be started more reliably when the clutch 2 is engaged.
  • the vehicle control device 1-1 of the present embodiment suppresses a decrease in acceleration of the hybrid vehicle 100 due to the engagement of the clutch 2.
  • the assist torque is output by the motor 4. Even if the clutch 2 starts to be engaged, the occurrence of a feeling of deceleration is suppressed, so that the driver is prevented from stopping the release of the clutch pedal 41 before the clutch torque reaches the cranking start torque. Thereby, it can be expected that the driver will surely release the clutch pedal 41 until the clutch stroke at which cranking starts, and the engine 1 can be started more reliably.
  • the assist torque when the braking operation is performed is smaller than the assist torque when the braking operation is not performed.
  • the assist torque when the braking operation is performed is a torque on the side where the acceleration of the hybrid vehicle 100 is reduced compared to the assist torque when the braking operation is not performed.
  • FIG. 5 is a time chart according to the vehicle control of the present embodiment.
  • FIG. 5 shows vehicle control in the case where the braking operation is performed with a constant brake operation amount before the clutch 2 is engaged.
  • 5 (a) is the clutch stroke of the clutch pedal 41, (b) is the clutch torque, (c) is the rotation speed of the input shaft 3A of the manual transmission 3, (d) is the engine rotation speed Ne, (e).
  • (f) represents MG torque.
  • Reference numerals 101 and 103 denote vehicle acceleration and MG torque (hereinafter referred to as “vehicle acceleration during non-braking” and “MG torque during non-braking”) when the braking operation is not performed, respectively.
  • Reference numerals 102 and 104 indicate vehicle acceleration and MG torque (hereinafter referred to as “vehicle acceleration during braking” and “MG torque during braking”) when the braking operation is performed, respectively.
  • vehicle acceleration during braking vehicle acceleration during braking
  • MG torque during braking vehicle acceleration during braking
  • FIG. 5 it is assumed that the motor 4 does not output any torque other than the assist torque during braking and during non-braking.
  • the vehicle control device 1-1 causes the motor 4 to output an assist torque in accordance with the clutch torque when the gear position for hybrid traveling is selected and the clutch 2 is engaged during EV traveling.
  • the clutch torque has a range in which the assist torque is increased.
  • the assist upper limit torque that is the upper limit of the range is based on the cranking start torque. When the clutch torque reaches a predetermined assist upper limit torque, the assist torque of the motor 4 is not further increased.
  • the assist upper limit torque differs depending on whether or not a braking operation is performed.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is smaller than the assist upper limit torque Ts1 during non-braking. In other words, at the time of braking, the increase of the assist torque is finished when the clutch torque is smaller than that at the time of non-braking. As described below, even if the assist torque is reduced more than during non-braking during braking, it is considered that the driver does not feel uncomfortable and does not lead to a decrease in engine startability.
  • the driver who has felt a sense of deceleration may stop the clutch operation assuming that the clutch 2 is engaged. In this case, the time until the engine is started may become longer, and the transition to acceleration may be delayed. However, since the driver is performing a braking operation and expects a deceleration, it is considered that even if the time until the engine start is slightly increased, the drivability is unlikely to decrease.
  • control flow shown in FIG. 1 is executed while the hybrid vehicle 100 is traveling, and is repeatedly executed at predetermined intervals, for example.
  • step S100 the ECU 30 determines whether or not the engine 1 is stopped.
  • the EV is running
  • an affirmative determination is made in step S100.
  • step S100-Y if it is determined that the engine is stopped (step S100-Y), the process proceeds to step S110. If not (step S100-N), the control flow ends.
  • step S110 the ECU 30 determines whether or not the ENG gear is selected.
  • the ENG gear is a gear stage that travels while the engine 1 is operating. For example, if the selected gear stage is a gear stage for hybrid travel from the first speed to the fifth speed, an affirmative determination is made in step S110. As a result of the determination in step S110, if it is determined that the ENG gear is selected (step S110-Y), the process proceeds to step S120. If not (step S110-N), the control flow ends.
  • step S120 the ECU 30 determines whether or not the clutch 2 has started to be engaged.
  • the ECU 30 can make the determination in step S120 based on the detection result of the clutch pedal stroke sensor 44.
  • the ECU 30 stores in advance a clutch stroke value (meet point) at which the clutch 2 starts to be engaged, and performs the determination in step S120 based on the comparison result between the pedal stroke at the meet point and the detected pedal stroke. be able to.
  • step S120-Y if it is determined that the clutch 2 has started engagement (step S120-Y), the process proceeds to step S130, and if not (step S120-N), the control flow ends.
  • step S130 the assist upper limit torque is calculated by the ECU 30.
  • the ECU 30 calculates the assist upper limit torque according to the brake operation amount. For example, the ECU 30 calculates the assist upper limit torque based on the pedal stroke of the brake pedal 42 or the master cylinder pressure of the brake device.
  • the assist upper limit torque Ts1 during non-braking is, for example, cranking start torque.
  • the assist upper limit torque Ts1 during non-braking can be calculated, for example, by the following formula (1).
  • Ts1 Maximum compression pressure + Maximum static friction (1)
  • the ECU 30 can calculate the assist upper limit torque Ts1 during non-braking based on the maximum compression pressure of the engine 1 and the maximum static friction torque of the engine 1.
  • the assist upper limit torque Ts1 during non-braking may be a torque that starts cranking within a certain time after the torque is applied to the engine 1.
  • the air in the cylinder decreases as time elapses, and the compression pressure decreases. Therefore, the engine speed Ne does not increase all at once even when torque is applied, but there is torque that cranking starts due to a decrease in compression pressure. If the torque at which cranking starts within a certain standby time is set to the assist upper limit torque Ts1 during non-braking, the power consumption of the motor 4 can be suppressed.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the assist upper limit torque
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the brake operation amount and the assist upper limit torque.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is smaller than the assist upper limit torque Ts1 during non-braking and is variable as indicated by an arrow Y1.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is variable according to the brake operation amount.
  • the horizontal axis represents the brake operation amount, for example, the brake pedal stroke or the master cylinder pressure.
  • Reference numeral 201 denotes an example of how to determine the assist upper limit torque Ts during braking based on the brake operation amount
  • reference numeral 202 denotes another example of how to determine the assist upper limit torque Ts during braking based on the brake operation amount.
  • the value when the brake operation amount is large is smaller than the value when the brake operation amount is small.
  • the assist upper limit torque Ts at the time of braking may be set to a large or small value with a threshold Pt of the brake operation amount as a boundary.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is set to the same value as the assist upper limit torque Ts1 during non-braking when the brake operation amount is smaller than the threshold value Pt, and when the brake operation amount is greater than or equal to the threshold value Pt. You may make it become the value Ts2 smaller than assist upper limit torque Ts1.
  • hysteresis may be provided in the vicinity of the threshold value Pt.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is gradually changed according to the change of the brake operation amount in the vicinity of the threshold value Pt, as indicated by reference numeral 202, instead of being changed discontinuously at the threshold value Pt. It may be. That is, the assist upper limit torque Ts during braking may be gradually decreased in accordance with an increase in the brake operation amount.
  • the assist upper limit torque Ts at the time of braking is gradually decreased linearly as the brake operation amount increases, and the brake operation amount is smaller than the intermediate region Pb2.
  • the assist upper limit torque Ts during braking may be set to a constant value.
  • step S130 When the assist upper limit torque corresponding to the brake operation amount is calculated in step S130, the process proceeds to step S140.
  • step S140 the ECU 30 performs MG assist according to the assist upper limit torque and the degree of clutch engagement.
  • the ECU 30 controls the assist torque to be output to the motor 4 based on the assist upper limit torque calculated in step S130 and the clutch engagement degree detected by the clutch pedal stroke sensor 44.
  • the ECU 30 stores the correspondence between the clutch stroke detected by the clutch pedal stroke sensor 44 and the degree of clutch engagement.
  • the clutch engagement degree is the degree of engagement between the input side engagement member 21 and the output side engagement member 22 of the clutch 2 and corresponds to the clutch torque of the clutch 2.
  • the ECU 30 sets the assist torque when the degree of engagement of the clutch 2 is large to a torque larger than the assist torque when the degree of engagement of the clutch 2 is small, with the assist upper limit torque calculated in step S130 as an upper limit.
  • the assist torques 103 and 104 by the motor 4 increase according to the increase of the clutch torque.
  • the ECU 30 increases the MG torque 103 in accordance with the increase in clutch torque when the MG torque 103 is less than the upper limit 103a corresponding to the assist upper limit torque Ts1 during non-braking. Thereby, the fall of the vehicle acceleration 101 of the hybrid vehicle 100 by the clutch 2 engaging is suppressed.
  • the assist upper limit torque Ts1 during non-braking is the same torque as the cranking start torque.
  • the ECU 30 makes the upper limit (predetermined torque) 104a of the assist torque during braking smaller than the upper limit (predetermined torque) 103a of the assist torque during non-braking.
  • the ECU 30 increases the assist torque 103 according to the increase of the clutch torque with the upper limit 103a of the assist torque at the time of non-braking as the upper limit at the time of non-braking.
  • the ECU 30 increases the assist torque 104 according to the increase of the clutch torque, with the upper limit 104a of the assist torque at the time of braking as the upper limit at the time of braking.
  • the upper limit 103a of the assist torque at the time of non-braking corresponds to the assist upper limit torque Ts1 at the time of non-braking, and the vehicle acceleration due to the engagement of the clutch 2 with the degree of engagement that becomes the assist upper limit torque Ts1 at the time of non-braking. It is intended to suppress the decrease.
  • the upper limit 104a of the assist torque at the time of braking corresponds to the assist upper limit torque Ts at the time of braking, and is due to the engagement of the clutch 2 with the degree of engagement that becomes the assist upper limit torque Ts at the time of braking. This suppresses a decrease in vehicle acceleration. Power consumption can be reduced by lowering the upper limit 104a of the assist torque during braking.
  • the vehicle acceleration 102 starts to decrease at time t2 earlier than during non-braking. As a result, the driver's intention to decelerate that appears in engaging the clutch 2 can be realized early.
  • the assist torque of the motor 4 may be adjusted based on the vehicle acceleration 102. For example, if the MG torque is feedback-controlled so as to realize the target deceleration based on the brake operation amount, a decrease in the vehicle acceleration 102 due to the engagement of the clutch 2 can be suppressed. At this time, if the assist upper limit torque Ts at the time of braking is the upper limit torque of the MG torque, it becomes possible to reduce power consumption at the time of braking or to realize the driver's intention to decelerate early. When MG assist is executed in step S140, this control flow ends.
  • the assist upper limit torque Ts during braking is set to the assist upper limit torque during non-braking.
  • Ts1 it is not limited to this.
  • the rate of increase in assist torque may be made smaller for the same increase in clutch torque than during non-braking during braking.
  • the rising of the MG torque 104 during braking may be made gentler than the rising of the MG torque 103 during non-braking.
  • the assist upper limit torque Ts at the time of braking changes according to the amount of brake operation, but the assist upper limit torque Ts at the time of braking may be changed according to other parameters. For example, depending on the state of charge SOC of the battery 5, even if the assist upper limit torque Ts during braking when the state of charge SOC is low is smaller than the assist upper limit torque Ts during braking when the state of charge SOC is high. Good. Further, the assist upper limit torque Ts at the time of braking may be made variable according to environmental parameters such as a gradient.
  • the control for providing a difference depending on the presence or absence of the braking operation to the upper limit of the assist torque at the time of clutch engagement is performed during EV traveling, but is not limited to this. Not only during EV travel, but when the engine 1 is stopped and the clutch 2 is engaged during travel to connect the engine 1 and the drive wheel 8, the upper limit of the assist torque is set to be different depending on the presence or absence of a braking operation. It may be.
  • the upper limit of the assist torque when the forward gear is selected and the clutch 2 is engaged It is possible to provide a difference depending on the presence or absence of a braking operation.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a shift pattern when the hybrid vehicle 100 is equipped with a free-run system. Unlike the shift pattern of the first embodiment (FIG. 4), the EV range is not provided.
  • the ECU 30 stops the engine 1 when the N range is selected during traveling. As an example, the ECU 30 stops the engine 1 when the clutch 2 is engaged while the N range is selected. Since the manual transmission 3 is in a neutral state, the drive wheel 8 is in a free-run state in which engine brake does not act, and the hybrid vehicle 100 travels by inertia. In this free run, the engine 1 can be stopped to improve fuel efficiency.
  • the ECU 30 stops the engine 1 in a free run and selects the range for forward travel from the 1st speed to the 5th speed during traveling and the clutch 2 is engaged, in other words, the clutch 2 is engaged.
  • the engine 1 and the drive wheel 8 are connected, the engine 1 is started with the power transmitted to the engine 1 via the clutch 2.
  • the assist torque during braking is made smaller than the assist torque during non-braking.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle according to the present embodiment
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the present embodiment.
  • the vehicle control device 1-2 of the present embodiment is different from the vehicle control device 1-1 of the first embodiment described above in that the ECB 50 is provided and a braking operation is performed when the clutch is engaged for engine restart.
  • the target deceleration force determined by the braking operation is distributed to the MG torque, the deceleration force due to the engagement of the clutch 2, and the deceleration force due to the brake. Thereby, increase of regeneration amount and power saving can be aimed at.
  • the vehicle control device 1-2 of the present embodiment includes a brake 9 and an ECB 50 in addition to the components of the vehicle control device 1-1 of the first embodiment.
  • the brake 9 is a braking device that can control the braking force.
  • the brake 9 is, for example, a hydraulic brake capable of controlling a braking force with supplied hydraulic pressure.
  • the ECB 50 can control the braking force generated by the brake 9 of each wheel to a braking force different from the braking force corresponding to the amount of brake operation by the driver.
  • the ECB 50 can control the braking force of each wheel to a desired value by controlling the hydraulic pressure supplied to the brake 9.
  • the ECU 30 is connected to the ECB 50 and controls the deceleration force generated in the hybrid vehicle 100 in cooperation with the ECB 50.
  • the vehicle control of this embodiment will be described with reference to FIG.
  • the control flow shown in FIG. 10 is executed when the hybrid vehicle 100 is traveling, and is repeatedly executed at predetermined intervals, for example.
  • Step S200 to step S220 can be the same as step S100 to step S120 of the first embodiment (FIG. 1). That is, when the engine 1 is stopped (step S200-Y), the ENG gear is selected (step S210-Y), and the clutch 2 starts to be engaged (step S220-Y), the ECU 30 Proceed to step S230.
  • step S230 the ECU 30 calculates the deceleration force Tb.
  • the deceleration force Tb takes a negative value.
  • the ECU 30 calculates the deceleration force Tb based on the brake operation amount with respect to the brake pedal 42.
  • the deceleration force Tb is a target deceleration force determined by the driver's braking operation.
  • step S240 the assist upper limit torque is calculated by the ECU 30.
  • the ECU 30 calculates the assist upper limit torque based on the brake operation amount with respect to the brake pedal 42. For example, the ECU 30 may calculate the assist upper limit torque in the same manner as in step S130 of the first embodiment.
  • step S240 is executed, the process proceeds to step S250.
  • step S250 the ECU 30 performs braking by the MG assist and the hydraulic brake according to the assist upper limit torque and the clutch engagement degree.
  • the ECU 30 performs braking control as described below according to the assist upper limit torque calculated in step S240 and the degree of engagement of the clutch 2.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of vehicle control when the clutch torque can be estimated.
  • the symbol Tb1 indicates the target braking torque corresponding to the deceleration force Tb calculated in step S230
  • the symbol Tm indicates the assist torque during braking according to the clutch torque.
  • the sum (Tb1 + Tm) of the target braking torque Tb1 and the assist torque Tm during braking corresponding to the clutch torque is described as a target value of torque generated by the motor 4 and the brake 9 (hereinafter simply referred to as “first target torque”). .)
  • the symbol Tg indicates the maximum regenerative torque of the motor 4.
  • the maximum regeneration torque Tg is a negative torque having a maximum magnitude that can be output to the rotating shaft 4c when the motor 4 performs regenerative power generation.
  • the ECU 30 causes the ECU 4 to Realize one target torque.
  • the ECU 30 sets the output torque of the motor 4 as the first target torque. At this time, the braking torque by the brake is set to zero.
  • the ECU 30 4 and the brake 9 are coordinated to achieve the first target torque.
  • the ECU 30 sets the regeneration amount of the motor 4 to the maximum, causes the motor 4 to generate power, and sets the braking torque by the brake 9 to a value that is insufficient due to regeneration of the motor 4, that is, a value represented by the following formula (2).
  • Braking torque by brake Tb1 + Tm-Tg (2)
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of vehicle control when the clutch torque cannot be estimated.
  • torque control may be performed so that the actual deceleration force becomes the target deceleration force.
  • the ECU 30 sets the MG regeneration torque for realizing the deceleration force determined by the brake operation amount when the clutch 2 is not engaged and the braking torque by the brake 9 as the initial values of the MG torque and the brake braking torque.
  • the ECU 30 realizes a target deceleration force by cooperative control of the motor 4 and the brake 9.
  • the MG torque and the braking torque of the brake 9 are controlled so as to realize a target deceleration force based on the driver's braking operation.
  • the braking force by the brake 9 is first removed, and when the braking force by the brake 9 becomes 0, the MG torque is increased.
  • the generation of braking torque can be prioritized.
  • the ECU 30 controls, for example, braking torque and MG torque by the brake 9 as described below.
  • the sum (Tb1 + Ts) of the target braking torque Tb1 and the assist upper limit torque Ts during braking shown in FIG. 12 is the maximum value of the target value of torque generated by the motor 4 and the brake 9 (hereinafter simply referred to as “second target torque Tx”). ").
  • second target torque Tx the maximum value of the target value of torque generated by the motor 4 and the brake 9
  • the target deceleration force can be generated by the braking torque of the motor 4 regardless of the braking force by the brake 9.
  • the braking force by the brake 9 can be reduced to 0 and the target deceleration force can be realized by MG torque.
  • the upper limit of the MG torque when changing the MG torque is the second target torque Tx.
  • FIGS. 13 and 14 are time charts related to vehicle control when the second target torque Tx is larger than the regenerative maximum torque Tg, respectively.
  • FIG. 13 is a time chart when the second target torque Tx is negative
  • FIG. 14 is a time chart when the second target torque Tx is positive.
  • reference numeral 111 denotes vehicle acceleration during non-braking
  • reference numeral 113 denotes MG torque during non-braking
  • reference numeral 112 denotes vehicle acceleration during braking
  • reference numeral 114 denotes MG torque during braking
  • reference numeral 121 denotes vehicle acceleration during non-braking
  • reference numeral 123 denotes MG torque during non-braking
  • reference numeral 122 denotes vehicle acceleration during braking
  • reference numeral 124 denotes MG torque during braking.
  • FIGS. 13 and 14 show a case where a deceleration force corresponding to the brake operation amount can be generated by the braking torque of the motor 4.
  • the ECU 30 does not operate the brake 9 and regenerates the motor 4.
  • the hybrid vehicle 100 is braked.
  • the MG torque 114 is controlled based on the deceleration of the hybrid vehicle 100.
  • the ECU 30 controls the MG torque 114 based on the longitudinal acceleration of the hybrid vehicle 100 detected by the acceleration sensor so that the actual acceleration becomes an acceleration corresponding to the brake operation amount.
  • MG torque 114 reaches upper limit second target torque Tx at time t12. Even if the clutch torque subsequently increases and the vehicle acceleration 112 decreases, the MG torque 114 is maintained at the second target torque.
  • the regenerative amount of the motor 4 is increased by making the MG torque 114 during braking smaller than the MG torque 113 during non-braking.
  • Time t13 is the time when the clutch torque reaches the assist upper limit torque Ts1 during non-braking
  • time t14 is the time when the start of the engine 1 is completed.
  • the ECU 30 sets the MG torque to the regenerative maximum torque Tg and causes the brake 9 to generate an insufficient braking torque. Specifically, the ECU 30 adjusts the brake 9 by setting the upper limit value of the braking torque by the brake 9 as a value of the following equation (3), and sets the MG torque to the regenerative maximum torque Tg.
  • Upper limit of braking torque by brake Tb1 + Ts-Tg (3)
  • FIG. 15 shows a time chart relating to vehicle control when the second target torque Tx is smaller than the regenerative maximum torque Tg.
  • FIG. 15 shows (g) braking torque by the brake 9.
  • Reference numeral 131 is vehicle acceleration during non-braking
  • reference numeral 133 is MG torque during non-braking
  • reference numeral 132 is vehicle acceleration during braking
  • reference numeral 134 is MG torque during braking
  • reference numeral 135 is braking torque due to braking. Indicates.
  • the braking operation by the driver is started.
  • the ECU 30 uses the MG torque 134 as the regenerative maximum torque Tg, and further generates the braking torque 135 by the brake to realize the target braking torque Tb1 according to the brake operation amount.
  • the ECU 30 When the clutch 2 starts to be engaged at time t31, the ECU 30 reduces the magnitude of the braking torque 135 by the brake (decreases the braking force) so as to realize the target braking torque Tb1. By reducing the magnitude of the braking torque 135 by the brake, the decrease in the acceleration 132 of the hybrid vehicle 100 due to the engagement of the clutch 2 is suppressed. That is, the ECU 30 outputs assist torque by the brake 9 as a braking device instead of the motor 4. Not only the total amount of assist torque but also at least a part of the assist torque may be output by the brake 9.
  • the ECU 30 sets the upper limit of the braking torque 135 due to the brake to 0 and increases the braking torque 135. Further, the ECU 30 keeps the MG torque 134 during braking as the regenerative maximum torque Tg without generating the assist torque by the motor 4 even if the clutch torque further increases after the braking torque 135 by the brake becomes zero. To do. As a result, although the vehicle acceleration 132 decreases after the time t33, it is difficult for the driver to feel uncomfortable because the braking operation is being performed. According to this control, the MG torque 134 at the time of braking can be maintained at the maximum regeneration torque Tg. Therefore, the regeneration amount is higher than when the assist torque is generated by the motor 4 like the MG torque 133 at the time of non-braking. Can be increased. Further, the assist torque is generated by the braking torque 135 by the brake until the braking torque 135 by the brake becomes zero. Therefore, it is possible to prevent the vehicle acceleration 132 from starting to decrease before the cranking starts, and to ensure the startability of the engine 1.

Landscapes

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Abstract

 エンジンと、車両におけるエンジンよりも駆動輪側に配置されたモータと、エンジンとモータとの間に配置され、操作入力によって係合あるいは開放するクラッチと、を備え、エンジンを停止して走行中(S100-Y)にクラッチが係合してエンジンと駆動輪とを接続した(S110-Y,S120-Y)場合に、クラッチを介してエンジンに伝達される動力でエンジンを始動し、かつクラッチが係合することによる車両の加速度の低下を抑制するアシストトルクをモータによって出力させ(S140)、制動操作がなされているときのアシストトルクは、制動操作がなされていないときのアシストトルクよりも小さい(S130)。

Description

車両制御装置
 本発明は、車両制御装置に関する。
 従来、走行中のエンジン始動時にモータにトルクを出力させることが提案されている。例えば、特許文献1には、内燃機関を始動する要求のあったことが始動要求判断手段によって判断された場合に、電動機の出力トルクを、内燃機関を回転させるに要するモータリングトルクもしくは該モータリングトルクに内燃機関の回転数の変化率に応じた慣性トルクを加えたトルクに相当するトルクだけ増大させるアシスト量設定手段を備えるハイブリッド車の駆動制御装置の技術が開示されている。
特開平11-178113号公報
 モータにトルクを出力させる場合、モータによって電力が消費される。エンジン始動時にモータに出力させるトルクを適正なものとすることなどによりモータの消費電力を抑制できることが望まれている。
 本発明の目的は、走行中のエンジン始動時にモータにトルクを出力させる場合の消費電力を抑制できる車両制御装置を提供することである。
 本発明の車両制御装置は、エンジンと、車両における前記エンジンよりも駆動輪側に配置されたモータと、前記エンジンと前記モータとの間に配置され、操作入力によって係合あるいは開放するクラッチと、を備え、前記エンジンを停止して走行中に前記クラッチが係合して前記エンジンと前記駆動輪とを接続した場合に、前記クラッチを介して前記エンジンに伝達される動力で前記エンジンを始動し、かつ前記クラッチが係合することによる前記車両の加速度の低下を抑制するアシストトルクを前記モータによって出力させ、制動操作がなされているときの前記アシストトルクは、前記制動操作がなされていないときの前記アシストトルクよりも小さいことを特徴とする。
 上記車両制御装置において、予め定められた所定トルクを上限として、前記クラッチが係合するときの前記クラッチの係合度合いの増加に応じて前記アシストトルクを増加させ、前記制動操作がなされているときの前記所定トルクは、前記制動操作がなされていないときの前記所定トルクよりも小さいことが好ましい。
 上記車両制御装置において、更に、制動力を制御可能な制動装置を備え、前記エンジンを停止して走行中に前記クラッチが係合して前記エンジンと前記駆動輪とを接続した場合に、前記制動操作に基づく目標減速力に基づいて前記モータおよび前記制動装置を協調制御することが好ましい。
 上記車両制御装置において、前記アシストトルクの少なくとも一部を前記モータに代えて前記制動装置によって出力させることが好ましい。
 上記車両制御装置において、前記モータの回生による減速力の発生を前記制動装置による減速力の発生よりも優先することが好ましい。
 上記車両制御装置において、制動操作がなされていないときの前記所定トルクは、前記エンジンのクランキングが開始する前記クラッチの係合度合いに対応していることが好ましい。
 上記車両制御装置において、更に、前記クラッチと前記駆動輪との間に配置された手動変速機を備え、前記エンジンの動力および前記モータの動力によって前記車両を走行させるハイブリッド走行、および前記手動変速機が中立状態であるときに前記エンジンの動力によらずに前記モータの動力によって前記車両を走行させるEV走行を実行可能であり、前記EV走行中に前記手動変速機において前記ハイブリッド走行用の変速段が選択され、かつ前記クラッチが係合して前記ハイブリッド走行に移行する場合に、前記アシストトルクを前記モータに出力させることが好ましい。
 本発明に係る車両制御装置は、エンジンを停止して走行中にクラッチが係合してエンジンと駆動輪とを接続した場合に、クラッチを介してエンジンに伝達される動力でエンジンを始動し、かつクラッチが係合することによる車両の加速度の低下を抑制するアシストトルクをモータによって出力させる。制動操作がなされているときのアシストトルクは、制動操作がなされていないときのアシストトルクよりも小さい。よって、本発明に係る車両制御装置によれば、走行中のエンジン始動時にモータにトルクを出力させる場合の消費電力を抑制できるという効果を奏する。
図1は、第1実施形態の動作を示すフローチャートである。 図2は、第1実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 図3は、ハイブリッド車両のペダル配置を示す図である。 図4は、第1実施形態に係るシフトレバーのシフトインターフェイス(シフトパターン)の一例を示す図である。 図5は、第1実施形態の車両制御に係るタイムチャートである。 図6は、アシスト上限トルクの説明図である。 図7は、ブレーキ操作量とアシスト上限トルクとの関係を示す図である。 図8は、フリーランシステム搭載車両のシフトパターンの一例を示す図である。 図9は、第2実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 図10は、第2実施形態の動作を示すフローチャートである。 図11は、クラッチトルクが推定可能な場合の車両制御の説明図である。 図12は、クラッチトルクが推定不可能な場合の車両制御の説明図である。 図13は、第二目標トルクが回生最大トルクよりも大である場合の車両制御に係るタイムチャートである。 図14は、第二目標トルクが回生最大トルクよりも大である場合の車両制御に係る他のタイムチャートである。 図15は、第二目標トルクが回生最大トルクよりも小である場合の車両制御に係るタイムチャートである。
 以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[第1実施形態]
 図1から図7を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図1は、第1実施形態の動作を示すフローチャート、図2は、第1実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
 本実施形態の車両制御装置1-1は、モータ(図2の符号4参照)がクラッチ(図2の符号2参照)よりも駆動輪側にあり、かつ3ペダルのシステムを搭載した車両を制御する。車両制御装置1-1は、エンジン(図2の符号1参照)を停止して走行中に、ドライバがエンジン走行ギアを選択してクラッチ2を係合するタイミングでエンジン1を始動する。このときに、クランキングが可能なクラッチトルクが生じるクラッチ係合度まではモータアシストにより減速感の発生を抑制する。これにより、ドライバが減速感の発生によってクランキング開始前にクラッチペダルの戻し操作を停止してしまうことが抑制され、確実なエンジン始動を図ることができる。
 ここで、エンジン走行ギアを選択してクラッチ2を係合する操作がブレーキを踏みながらなされる場合、ドライバは減速を意図している。このときに、制動操作がなされていない場合と同様にモータアシストを実行すると、電力の無駄が発生してしまう。本実施形態の車両制御装置1-1は、ブレーキが踏まれている場合は、減速感打ち消しのためのトルクを低減する。これにより、モータ4のアシスト量を下げて節電することができる。
 本実施形態は、以下のシステムを搭載した車両を前提とする。
(1)3ペダルのシステム。
(2)クラッチよりも車両側(駆動輪側)にMGがあるシステム(MGの位置は、T/Mの入力軸でも出力軸でも可能)。
(3)走行中にエンジンを停止できるシステム。
 図2に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両100は、エンジン1、クラッチ2、手動変速機3、モータ4、ECU30を備える。また、本実施形態に係る車両制御装置1-1は、エンジン1、モータ4、クラッチ2、ECU30を備える。
 エンジン1は、ハイブリッド車両100の動力源として機能することができる。エンジン1は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸1aの回転運動に変換して出力する。出力軸1aは、クラッチ2を介して手動変速機3の入力軸3Aに接続されている。
 クラッチ2は、エンジン1と手動変速機3の入力軸3Aとの間の動力伝達経路に配置され、運転者の入力によってエンジン1と入力軸3Aとの動力の伝達を接続あるいは遮断するものである。クラッチ2は、例えば摩擦係合式のクラッチ装置であり、入力側係合部材21と出力側係合部材22とを有する。入力側係合部材21は、エンジン1の出力軸1aと連結されており、出力側係合部材22は、手動変速機3の入力軸3Aと連結されている。クラッチ2は、入力側係合部材21と出力側係合部材22とが係合することによってエンジン1と入力軸3Aとの動力の伝達を接続し、入力側係合部材21と出力側係合部材22とが開放(離間)しているとエンジン1と入力軸3Aとの動力の伝達を遮断する。クラッチ2は、クラッチペダルに対する運転者の操作入力によって係合あるいは開放するものであり、車両側で自由に操作することはできない。
 図3は、ハイブリッド車両100のペダル配置を示す図である。図3に示すように、ハイブリッド車両100は、クラッチペダル41、ブレーキペダル42およびアクセルペダル43の3つのペダルを備えている。クラッチペダル41が踏み込まれることでクラッチ2が開放し、クラッチペダル41がリリースされるとクラッチ2が係合する。クラッチペダル41には、クラッチペダル41のペダルストロークを検出するクラッチペダルストロークセンサ44が設けられている。
 図2に戻り、モータ(MG)4は、ステータ4aとロータ4bとを有する。ロータ4bは、回転軸4cと接続されており、回転軸4cを回転中心として回転軸4cと一体回転する。回転軸4cには、回転軸4cと一体回転するMGギア4dが配置されている。モータ4は、バッテリ5と接続されており、バッテリ5から供給される電力を消費して回転軸4cに動力を出力する電動機である。なお、モータ4は、回転軸4cを介して伝達される動力を電力に変換して出力する発電機として機能することも可能である。
 手動変速機3は、シフトレバーに対する運転者の操作入力によって変速がなされる手動変速式の変速機である。手動変速機3は、入力軸3A、出力軸3Bおよび図示しない同期装置を有する。手動変速機3は、常時噛合い式の変速機であり、常時噛合っている前進用の複数のギア対31,32,33,34,35および後進用の後進ギア対36を有する。同期装置は、シフトレバーに対するシフト操作に連動して入力軸3Aの回転と出力軸3Bの回転とを同期させるシンクロ機構を有する。
 前進用の各ギア対31,32,33,34,35は、互いに変速比が異なる変速段を形成するものである。第一ギア対31は、入力軸3Aに配置され、かつ入力軸3Aに対して相対回転自在な入力ギア31aと、出力軸3Bに配置され、かつ出力軸3Bに対して相対回転不能な出力ギア31bとを有する。第二ギア対32、第三ギア対33、第四ギア対34、第五ギア対35、後進ギア対36は、それぞれ入力ギア31aと同様の入力ギア32a、33a、34a、35a、36aおよび出力ギア31bと同様の出力ギア32b、33b、34b、35b、36bを有している。後進ギア対36では、入力ギア36aと出力ギア36bとが中間ギア36cを介して接続されている。出力軸3Bには、出力ギア37が配置されている。出力ギア37は、出力軸3Bに対して相対回転不能に連結されている。出力ギア37は、モータ4のMGギア4dと噛み合っている。つまり、モータ4は、エンジン1およびクラッチ2よりも駆動輪8側に配置されている。
 同期装置は、例えば、ギア対31,32,33,34,35,36のいずれかに選択的に係合して入力軸3Aの回転と出力軸3Bの回転とを同期させることにより、当該ギア対による入力軸3Aと出力軸3Bとの動力の伝達を接続する。同期装置は、シフトレバーに対する操作入力と連動して動作し、シフトレバーにおいて選択されたレンジに対応するギア対に係合する。また、同期装置は、シフトレバーがNレンジおよびEVレンジに操作されると、全てのギア対を入力軸3Aから切り離して手動変速機3を中立状態とする。
 手動変速機3の出力軸3Bには、ピニオンギア38が接続されている。ピニオンギア38は、デフリングギア6と噛み合っている。デフリングギア6は、差動機構7を介して左右の駆動輪8と接続されている。出力軸3Bに出力されたエンジン1やモータ4の動力は、ピニオンギア38、デフリングギア6および差動機構7を介して駆動輪8に伝達される。
 ECU30は、コンピュータを有する電子制御ユニットであり、ハイブリッド車両100の走行制御装置としての機能を有する。ECU30は、エンジン1、クラッチ2、手動変速機3、モータ4と接続されている。ECU30は、エンジン1の燃料噴射制御や点火制御、始動制御等を実行することができる。また、ECU30には、クラッチペダルストロークセンサ44が接続されている。ECU30は、クラッチペダルストロークセンサ44から入力される信号に基づいてクラッチ2の係合度合いを検出することができる。なお、ECU30は、クラッチペダルストロークセンサ44の検出結果に代えて、クラッチ2のストロークを検出するクラッチストロークセンサの検出結果に基づいてクラッチ2の係合度合いを取得するようにしてもよい。
 また、ECU30は、モータ4を制御し、モータ4に動力を出力させることができる。モータ4が出力する動力は、出力軸3B、差動機構7を介して駆動輪8に伝達され、ハイブリッド車両100を走行させる駆動力となる。また、ECU30は、モータ4に発電を行わせることもできる。ECU30は、モータ4が出力する動力の大きさ、およびモータ4の発電量を制御することができる。なお、本明細書では、駆動輪8に作用するトルクにおいて、ハイブリッド車両100を前方に駆動するトルクを正のトルクとし、ハイブリッド車両100を後方に駆動するトルクを負のトルクあるいは制動トルクと記載する。ECU30は、モータ4によって正のトルクあるいは負のトルクのいずれかを出力させることができる。ECU30は、例えば、モータ4の発電量を調節することによって、モータ4の発電負荷による制動トルクを制御することができる。なお、以下の説明では、モータ4の出力トルクを「MGトルク」とも記載する。
 ECU30には、手動変速機3のシフトポジションセンサおよびニュートラルスイッチの検出結果を示す信号がそれぞれ入力される。シフトポジションセンサは、手動変速機3において選択されているレンジを検出するものである。ニュートラルスイッチは、手動変速機3が中立状態であること、言い換えると入力軸3Aと出力軸3Bとの動力の伝達が遮断されていることを検出する。
 ECU30は、バッテリ5と接続されており、バッテリ5の充放電を制御することができる。また、ECU30は、バッテリ5の電圧や充放電する電流等を検出するセンサと接続されており、このセンサの検出結果に基づいてバッテリ5の充電量SOCを取得することができる。
 ECU30は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪8に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン1およびモータ4を制御する。ECU30は、エンジン1とモータ4の出力する動力によってハイブリッド車両100を走行させるハイブリッド走行、およびエンジン1の動力によらずにモータ4の動力によってハイブリッド車両100を走行させるEV走行を実行可能である。
 図4は、シフトレバーのシフトインターフェイス(シフトパターン)の一例を示す図である。手動変速機3のシフトレバーには、1速から5速までの変速段に対応する5つのレンジ(シフトポジション)の他に、R(後進)レンジ、N(中立)レンジ、およびEVレンジが設けられている。EVレンジは、EV走行を行うことを指示するレンジである。シフトポジションが、1速から5速までの5つのレンジに操作されている場合、シフトポジションに対応するギア対を介して、入力軸3Aから出力軸3Bにエンジン1の動力が伝達される。
 ECU30は、1速から5速までの5つのレンジのいずれかが選択されている場合、ハイブリッド走行によってハイブリッド車両100を走行させる。ハイブリッド走行では、ECU30は、エンジン1の動力によってハイブリッド車両100を走行させる。また、ECU30は、モータ4に正のトルクを出力させてエンジン1をアシストさせること、およびエンジン1の動力によってモータ4を駆動してモータ4に発電を行わせることがそれぞれ可能である。また、ECU30は、ハイブリッド車両100の減速時等にモータ4に回生発電を行わせることができる。
 EVレンジが選択される場合、シフトレバーがEVレンジに操作されることと連動して、手動変速機3は中立状態となる。これにより、EVレンジが選択されている間、エンジン1と出力軸3Bとの動力の伝達は遮断された状態である。ECU30は、EVレンジが選択されると、エンジン1を停止してEV走行を実行する。ECU30は、要求トルクを実現するようにモータ4の出力トルクを制御する。
 ECU30は、EV走行中に運転者の操作入力によって前進用の1速から5速のいずれかの変速段への切替えがなされ、かつクラッチ2が係合すると、エンジン1を再始動する。言い換えると、ECU30は、エンジン1を停止して走行中にクラッチ2が係合してエンジン1と駆動輪8とを接続した場合に、エンジン1を始動する。ECU30は、クラッチ2が繋がることにより発生するクランキングトルクによってエンジン回転数Neを持ち上げてエンジン始動を行う。つまり、ECU30は、クラッチ2を介してエンジン1に伝達される動力でエンジン1を始動する。クラッチ2を介してエンジン1に伝達されるトルクには、駆動輪8から手動変速機3を介して伝達されるトルク、およびモータ4から手動変速機3を介して伝達されるトルクが含まれる。
 ここで、停止しているエンジン1が回転してクランキングを開始するためにはある程度の大きさのトルクを必要とする。本明細書では、エンジン1がクランキングを開始するトルクを「クランキング開始トルク」と記載する。クランキング開始トルクは、エンジン1のクランキングが可能となるクラッチトルクの下限である。クラッチ2が係合しても、クラッチ2のクラッチトルクがクランキング開始トルクに満たない場合、エンジン1は停止したままである。なお、クラッチトルクとは、クラッチ2の係合度合いに対応するものであり、クラッチ2において伝達可能な最大トルクとすることができる。
 クラッチ2が係合すると、ハイブリッド車両100の車両加速度(車両G)が減少し、減速感が生じる。この減速感により、運転者がエンジン回転数Neの上昇を期待してクラッチペダル41のリリースを停止し、クラッチストロークを維持してしまう虞がある。これは、例えば、停止したエンジン1の回転を上昇させ始めるために必要なクランキング開始トルクが、既に回転しているエンジン1の回転数を上昇させるために必要なトルクよりも大きいことが関係する。ある程度の減速感が発生すると、運転者はクラッチ2が十分につながってエンジン回転数Neが上昇するものと期待するが、クラッチトルクはエンジン1を回転させ始めることが可能な大きさには達していないという状況が発生し得る。
 エンジン回転数Neの上昇を期待しているにもかかわらずエンジン1が停止したままであると、運転者が違和感を覚え、ドライバビリティの低下を招く虞がある。クラッチ2が係合したときに、より確実にエンジン1を始動できることが望ましい。
 本実施形態の車両制御装置1-1は、EV走行中にハイブリッド走行用のレンジが選択され、かつクラッチ2が係合すると、クラッチ2が係合することによるハイブリッド車両100の加速度の低下を抑制するアシストトルクをモータ4によって出力させる。クラッチ2が係合し始めても減速感の発生が抑制されることで、クラッチトルクがクランキング開始トルクに到達する前に運転者がクラッチペダル41のリリースを停止してしまうことが抑制される。これにより、運転者がクランキング開始されるクラッチストロークまでクラッチペダル41を確実にリリースすることが期待でき、エンジン1をより確実に始動できるようにすることができる。
 ここで、制動操作がなされている場合に、制動操作がなされていない場合と同様にクラッチ2の係合に対してモータ4にアシストトルクを出力させてしまうと、電力の無駄が生じてしまうという問題がある。ブレーキペダル42を踏み込んだ状態で走行用の変速段を選択してクラッチペダル41をリリースする場合、運転者は減速を期待している。これに対してモータ4のアシストトルクによって減速度の発生を抑制してしまうことは、モータ4の電力消費の増加につながってしまう。
 本実施形態の車両制御装置1-1では、制動操作がなされているときのアシストトルクは、制動操作がなされていないときのアシストトルクよりも小さい。言い換えると、制動操作がなされているときのアシストトルクは、制動操作がなされていないときのアシストトルクよりもハイブリッド車両100の加速度が減少する側のトルクである。これにより、以下に図5を参照して説明するように、ハイブリッド車両100の電力消費を抑制することができる。
 図5は、本実施形態の車両制御に係るタイムチャートである。図5には、クラッチ2の係合以前からブレーキ操作量一定で制動操作がなされている場合についての車両制御が示されている。図5において、(a)はクラッチペダル41のクラッチストローク、(b)はクラッチトルク、(c)は手動変速機3の入力軸3Aの回転数、(d)はエンジン回転数Ne、(e)は車両加速度、(f)はMGトルクをそれぞれ示している。また、符号101、103は、それぞれ制動操作がなされていないときの車両加速度およびMGトルク(以下、「非制動時の車両加速度」および「非制動時のMGトルク」と記載する。)を示す。符号102、104は、それぞれ制動操作がなされているときの車両加速度およびMGトルク(以下、「制動時の車両加速度」および「制動時のMGトルク」と記載する。)を示す。なお、図5では、制動時、非制動時共にモータ4はアシストトルク以外のトルクを出力しないものとする。
 本実施形態の車両制御装置1-1は、EV走行中にハイブリッド走行用の変速段が選択されてクラッチ2が係合すると、クラッチトルクに応じてモータ4にアシストトルクを出力させる。クラッチトルクには、アシストトルクを増加させる範囲が定められており、その範囲の上限であるアシスト上限トルクは、クランキング開始トルクに基づいている。クラッチトルクが予め定められたアシスト上限トルクに達すると、モータ4のアシストトルクはそれ以上に増加されない。
 アシスト上限トルクは、制動操作がなされているか否かで異なる。制動時のアシスト上限トルクTsは、非制動時のアシスト上限トルクTs1よりも小さい。言い換えると、制動時には、非制動時よりもクラッチトルクが小さい段階でアシストトルクの上昇が終了する。このように制動時に非制動時よりもアシストトルクを低減させたとしても、以下に説明するように、運転者が違和感を覚えにくく、エンジン始動性の低下にはつながらないと考えられる。
 制動時には、運転者は減速度の発生を期待している。このため、クラッチトルクが小さい段階でアシストトルクの増加を終了させることで減速感が発生したとしても、減速度を期待する運転者には違和感を与えにくいと考えることができる。従って、運転者がそのままクランキングが開始されるまでクラッチペダル41のリリース操作を続けることが期待できる。
 なお、時刻t2においてアシストトルクの上昇を停止させることで車両加速度102が減少すると、減速感を感じた運転者はクラッチ2が繋がったと考えてクラッチ操作を止める可能性もある。この場合、エンジン始動までの時間が長くなり、加速への移行が遅くなる場合がある。しかしながら、運転者は制動操作を行っており、減速度を期待していることから、エンジン始動までの時間がわずかに長くなったとしても、運転性の低下にはつながりにくいものと考えられる。
 図1および図5を参照して、本実施形態の動作について説明する。図1に示す制御フローは、ハイブリッド車両100の走行中に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
 まず、ステップS100では、ECU30により、エンジン1が停止中であるか否かが判定される。EV走行中の場合、ステップS100で肯定判定がなされる。ステップS100の判定の結果、エンジン停止中であると判定された場合(ステップS100-Y)にはステップS110に進み、そうでない場合(ステップS100-N)には本制御フローは終了する。
 ステップS110では、ECU30により、ENGギアが選択されているか否かが判定される。ENGギアとは、エンジン1の運転状態で走行する変速段である。例えば、選択されている変速段が1速から5速までのハイブリッド走行用の変速段である場合、ステップS110で肯定判定がなされる。ステップS110の判定の結果、ENGギアが選択されていると判定された場合(ステップS110-Y)にはステップS120に進み、そうでない場合(ステップS110-N)には本制御フローは終了する。
 ステップS120では、ECU30により、クラッチ2が係合開始したか否かが判定される。ECU30は、クラッチペダルストロークセンサ44の検出結果に基づいてステップS120の判定を行うことができる。ECU30は、クラッチ2が係合し始めるクラッチストロークの値(ミートポイント)を予め記憶しており、このミートポイントのペダルストロークと検出されたペダルストロークとの比較結果に基づいてステップS120の判定を行うことができる。ステップS120の判定の結果、クラッチ2が係合開始したと判定された場合(ステップS120-Y)にはステップS130に進み、そうでない場合(ステップS120-N)には本制御フローは終了する。
 ステップS130では、ECU30により、アシスト上限トルクが算出される。ECU30は、ブレーキ操作量に応じてアシスト上限トルクを算出する。ECU30は、例えば、ブレーキペダル42のペダルストロークあるいはブレーキ装置のマスターシリンダ圧に基づいてアシスト上限トルクを算出する。
 まず、非制動時のアシスト上限トルクTs1の決定方法について説明する。本実施形態では、非制動時のアシスト上限トルクTs1は、例えば、クランキング開始トルクとされる。非制動時のアシスト上限トルクTs1は、例えば下記式(1)で算出することができる。
 Ts1 = 最大コンプレッション圧 + 最大静止摩擦…(1)
 ECU30は、エンジン1の最大コンプレッション圧と、エンジン1の最大静止摩擦トルクとに基づいて、非制動時のアシスト上限トルクTs1を算出することができる。
 なお、非制動時のアシスト上限トルクTs1は、エンジン1にトルクを作用させてから一定の時間内にクランキング開始するトルクとされてもよい。エンジン1にトルクをかけた状態で停止した場合、時間が経過すると筒内の空気が減少し、コンプレッション圧が低下していく。従って、トルクをかけ始めてもエンジン回転数Neが一気に持ち上がるわけではないが、コンプレッション圧の低下によりクランキングが開始するというトルクが存在する。一定の待機時間内にクランキングが開始するトルクを非制動時のアシスト上限トルクTs1とすれば、モータ4の消費電力を抑制することができる。
 次に、制動時のアシスト上限トルクTsの決定方法を説明する。図6は、アシスト上限トルクの説明図、図7は、ブレーキ操作量とアシスト上限トルクとの関係を示す図である。図6に示すように、制動時のアシスト上限トルクTsは、非制動時のアシスト上限トルクTs1よりも小さなトルクであり、かつ矢印Y1で示すように可変である。本実施形態では、図7を参照して説明するように、制動時のアシスト上限トルクTsは、ブレーキ操作量に応じて可変とされる。
 図7において、横軸はブレーキ操作量、例えばブレーキペダルストロークあるいはマスターシリンダ圧である。符号201は、ブレーキ操作量に基づく制動時のアシスト上限トルクTsの定め方の一例を示し、符号202は、ブレーキ操作量に基づく制動時のアシスト上限トルクTsの定め方の他の例を示す。
 図7に示すように、アシスト上限トルクTsにおいて、ブレーキ操作量が大きいときの値は、ブレーキ操作量が小さいときの値よりも小さい。制動時のアシスト上限トルクTsは、例えば、符号201で示すように、ブレーキ操作量の閾値Ptを境にして大あるいは小のいずれかの値とするようにしてもよい。一例として、制動時のアシスト上限トルクTsは、ブレーキ操作量が閾値Ptよりも小さいときには非制動時のアシスト上限トルクTs1と同様の値とし、ブレーキ操作量が閾値Pt以上であると非制動時のアシスト上限トルクTs1よりも小さな値Ts2となるようにしてもよい。なお、このように制動時のアシスト上限トルクTsを非連続的に変化させる場合、閾値Ptの近傍にヒステリシスを設けるようにしてもよい。
 また、制動時のアシスト上限トルクTsは、閾値Ptにおいて非連続的に変化させることに代えて、符号202に示すように、閾値Ptの近傍でブレーキ操作量の変化に応じて徐々に変化させるようにしてもよい。すなわち、ブレーキ操作量の増加に応じて制動時のアシスト上限トルクTsを漸減させるようにしてもよい。一例として、閾値Ptを含むブレーキ操作量の中間の領域Pb2では、制動時のアシスト上限トルクTsをブレーキ操作量の増加に応じて線形的に漸減させ、中間の領域Pb2よりもブレーキ操作量が小さな領域Pb1および中間の領域Pb2よりもブレーキ操作量が大きな領域Pb3では、それぞれ制動時のアシスト上限トルクTsを一定の値とするようにしてもよい。
 ステップS130においてブレーキ操作量に応じたアシスト上限トルクが算出されると、ステップS140に進む。
 ステップS140では、ECU30により、アシスト上限トルクとクラッチ係合度に応じてMGアシストがなされる。ECU30は、ステップS130で算出したアシスト上限トルクと、クラッチペダルストロークセンサ44によって検出されたクラッチ係合度とに基づいて、モータ4に出力させるアシストトルクを制御する。ECU30は、クラッチペダルストロークセンサ44によって検出されるクラッチストロークとクラッチ係合度との対応関係を記憶している。ここで、クラッチ係合度とは、クラッチ2の入力側係合部材21と出力側係合部材22との係合度合いであり、クラッチ2のクラッチトルクに対応するものである。
 ECU30は、ステップS130で算出されたアシスト上限トルクを上限として、クラッチ2の係合度合いが大きい場合のアシストトルクをクラッチ2の係合度合いが小さい場合のアシストトルクよりも大きなトルクとする。図5では、クラッチペダル41に対する運転者の操作入力によって時刻t1にクラッチ2が係合を開始すると、クラッチトルクの増加に応じてモータ4によるアシストトルク103,104が増加する。
 非制動時には、ECU30は、MGトルク103が非制動時のアシスト上限トルクTs1に対応する上限103aに満たない場合、クラッチトルクの増加に応じてMGトルク103を増加させる。これにより、クラッチ2が係合することによるハイブリッド車両100の車両加速度101の低下が抑制される。本実施形態では、非制動時のアシスト上限トルクTs1は、クランキング開始トルクと同様のトルクとされている。これにより、時刻t3にクラッチトルクが非制動時のアシスト上限トルクTs1に達すると、クランキングが開始されてエンジン回転数Neが上昇し始め、時刻t4においてエンジン始動が完了する。
 ここで、制動時に、非制動時と同じクラッチトルク(非制動時のアシストトルクの上限103a)までモータ4のアシストトルクを発生させてしまうと、モータ4によるアシストをブレーキで止めるという状況が発生し、電力の無駄が発生してしまう。
 本実施形態では、ECU30は、制動時のアシストトルクの上限(所定トルク)104aを非制動時のアシストトルクの上限(所定トルク)103aよりも小さくする。ECU30は、非制動時には非制動時のアシストトルクの上限103aを上限として、クラッチトルクの増加に応じてアシストトルク103を増加させる。また、ECU30は、制動時には制動時のアシストトルクの上限104aを上限として、クラッチトルクの増加に応じてアシストトルク104を増加させる。
 非制動時のアシストトルクの上限103aは、非制動時のアシスト上限トルクTs1に対応するものであり、非制動時のアシスト上限トルクTs1となる係合度合いでクラッチ2が係合することによる車両加速度の低下を抑制するものである。これに対して、制動時のアシストトルクの上限104aは、制動時のアシスト上限トルクTsに対応するものであり、制動時のアシスト上限トルクTsとなる係合度合いでクラッチ2が係合することによる車両加速度の低下を抑制するものである。制動時にアシストトルクの上限104aが下げられることによって、電力消費を低減させることができる。また、制動時にアシストトルクの上限104aが下げられることによって、非制動時よりも早く時刻t2において車両加速度102が低下し始める。これにより、クラッチ2を係合することに表れた運転者の減速意図を早期に実現することができる。
 なお、ハイブリッド車両100がクラッチペダルストロークセンサ44を備えないなど、クラッチトルクを推定不可能な場合、車両加速度102に基づいてモータ4のアシストトルクを調節するようにしてもよい。例えば、ブレーキ操作量に基づく目標減速度を実現するように、MGトルクをフィードバック制御するようにすれば、クラッチ2の係合による車両加速度102の低下を抑制することができる。このときに、制動時のアシスト上限トルクTsをMGトルクの上限のトルクとすれば、制動時の電力消費を低減することや、運転者の減速意図を早期に実現することなどが可能となる。ステップS140でMGアシストが実行されると、本制御フローは終了する。
 なお、本実施形態では、制動操作がなされているときのアシストトルクを制動操作がなされていないときのアシストトルクよりも小さくする方法として、制動時のアシスト上限トルクTsを非制動時のアシスト上限トルクTs1よりも小さくしたが、これに限定されるものではない。例えば、制動時には非制動時よりも同じクラッチトルクの増加に対して、アシストトルクの増加の割合を小さくするようにしてもよい。例えば、図5において時刻t1にクラッチ2の係合が開始した場合に、非制動時のMGトルク103の立上がりに対して、制動時のMGトルク104の立上がりを緩やかにしてもよい。
 本実施形態では、制動時のアシスト上限トルクTsがブレーキ操作量に応じて変化したが、更に他のパラメータに応じて制動時のアシスト上限トルクTsを変化させるようにしてもよい。例えば、バッテリ5の充電状態SOCに応じて、充電状態SOCが低い場合の制動時のアシスト上限トルクTsが、充電状態SOCが高い場合の制動時のアシスト上限トルクTsよりも小さな値とされてもよい。また、制動時のアシスト上限トルクTsは、勾配等の環境パラメータに応じて可変とされてもよい。
[第1実施形態の変形例]
 図8を参照して、第1実施形態の変形例について説明する。上記第1実施形態では、クラッチ係合時のアシストトルクの上限に制動操作の有無による差を設ける制御は、EV走行中に実行されたが、これに限定されるものではない。EV走行中に限らず、エンジン1を停止して走行中にクラッチ2が係合してエンジン1と駆動輪8とを接続する場合に、アシストトルクの上限に制動操作の有無による差を設けるようにしてもよい。
 一例として、走行中にエンジン1を停止してフリーランを実行するフリーランシステムを搭載した車両において、前進走行用の変速段が選択されてクラッチ2が係合されるときに、アシストトルクの上限に制動操作の有無による差を設けることが可能である。
 図8は、ハイブリッド車両100がフリーランシステムを搭載する場合のシフトパターンの一例を示す図である。上記第1実施形態のシフトパターン(図4)と異なり、EVレンジは設けられていない。ECU30は、走行中にNレンジが選択されると、エンジン1を停止させる。一例として、ECU30は、Nレンジが選択された状態でクラッチ2が係合したときにエンジン1を停止させる。手動変速機3が中立状態であることから、駆動輪8にエンジンブレーキが作用しないフリーランの状態となり、ハイブリッド車両100は惰性によって走行する。このフリーランにおいて、エンジン1を停止しておくことで、燃費の向上を図ることができる。
 ECU30は、フリーランにおいてエンジン1を停止して走行中に1速から5速までの前進走行用のレンジが選択され、かつクラッチ2が係合した場合、言い換えると、クラッチ2が係合してエンジン1と駆動輪8とを接続した場合、クラッチ2を介してエンジン1に伝達される動力でエンジン1を始動する。このときに、上記第1実施形態と同様にして、制動時のアシストトルクは、非制動時のアシストトルクよりも小さくされる。
[第2実施形態]
 図9から図15を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図9は、本実施形態に係る車両の概略構成を示す図、図10は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。本実施形態の車両制御装置1-2において、上記第1実施形態の車両制御装置1-1と異なる点は、ECB50を備え、エンジン再始動に係るクラッチ係合時に制動操作がなされている場合、その制動操作により決まる目標減速力をMGトルク、クラッチ2の係合による減速力およびブレーキによる減速力に分配する。これにより、回生量の増加や節電を図ることができる。
 図9に示すように、本実施形態の車両制御装置1-2は、上記第1実施形態の車両制御装置1-1の構成要素に加えて、ブレーキ9およびECB50を備える。ブレーキ9は、制動力を制御可能な制動装置である。ブレーキ9は、例えば、供給される油圧によって制動力を制御可能な油圧式ブレーキである。ECB50は、各車輪のブレーキ9が発生させる制動力を運転者によるブレーキ操作量に対応する制動力とは異なる制動力に制御することができる。例えば、ECB50は、ブレーキ9に供給する油圧を制御することにより、各車輪の制動力を所望の値に制御することができる。
 ECU30は、ECB50と接続されており、ECB50と協調してハイブリッド車両100に発生させる減速力を制御する。
 図10を参照して、本実施形態の車両制御について説明する。図10に示す制御フローは、ハイブリッド車両100の走行時に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
 ステップS200からステップS220までは、上記第1実施形態(図1)のステップS100からステップS120までと同様とすることができる。すなわち、ECU30は、エンジン1が停止中(ステップS200-Y)であり、かつENGギアが選択されており(ステップS210-Y)、かつクラッチ2が係合開始した(ステップS220-Y)場合、ステップS230に進む。
 ステップS230では、ECU30により、減速力Tbが算出される。減速力Tbは、負の値をとる。ECU30は、ブレーキペダル42に対するブレーキ操作量に基づいて減速力Tbを算出する。この減速力Tbは、運転者の制動操作により決まる目標減速力である。減速力Tbが算出されると、ステップS240に進む。
 ステップS240では、ECU30により、アシスト上限トルクが算出される。ECU30は、ブレーキペダル42に対するブレーキ操作量に基づいてアシスト上限トルクを算出する。ECU30は、例えば上記第1実施形態のステップS130と同様にしてアシスト上限トルクを算出するようにしてもよい。ステップS240が実行されると、ステップS250に進む。
 ステップS250では、ECU30により、アシスト上限トルクとクラッチ係合度に応じてMGアシストと油圧ブレーキによる制動が実施される。ECU30は、ステップS240で算出されたアシスト上限トルクと、クラッチ2の係合度に応じて、以下に説明するように制動制御を実施する。
 図11は、クラッチトルクが推定可能な場合の車両制御の説明図である。図11において、符号Tb1は、ステップS230で算出された減速力Tbに対応する目標制動トルク、符号Tmは、クラッチトルクに応じた制動時のアシストトルクを示す。目標制動トルクTb1とクラッチトルクに応じた制動時のアシストトルクTmとの和(Tb1+Tm)は、モータ4とブレーキ9とで発生させるトルクの目標値(以下、単に「第一目標トルク」と記載する。)を示す。
 また、符号Tgは、モータ4の回生最大トルクを示す。回生最大トルクTgは、モータ4が回生発電を行う際に回転軸4cに対して出力することができる大きさが最大の負のトルクである。ECU30は、モータ4の回生によって第一目標トルクを実現できる場合、すなわち、回生最大トルクTgが、符号Tg1で示すように第一目標トルク(Tb1+Tm)よりも小さなトルクである場合、モータ4によって第一目標トルクを実現する。ECU30は、モータ4の出力トルクを第一目標トルクとする。このとき、ブレーキによる制動トルクは0とされる。
 一方、モータ4による回生のみでは第一目標トルクを実現できない場合、すなわち、回生最大トルクTgが、符号Tg2で示すように第一目標トルク(Tb1+Tm)よりも大きなトルクである場合、ECU30は、モータ4とブレーキ9とを協調させて第一目標トルクを実現する。ECU30は、モータ4の回生量を最大としてモータ4に発電を行わせ、かつブレーキ9による制動トルクを、モータ4の回生で不足する分、すなわち、下記式(2)で示す値とする。
 ブレーキによる制動トルク = Tb1+Tm-Tg…(2)
 このように、ブレーキ9による制動トルクの発生よりもモータ4の回生による制動トルクの発生を優先させることで、モータ4による回生量の増加を実現することができる。
 図12は、クラッチトルクが推定不可能な場合の車両制御の説明図である。クラッチペダルストロークセンサ44を備えない車両など、クラッチトルクが推定不可能な場合は、例えば、実際の減速力が目標の減速力となるようにトルク制御を行うようにすればよい。ECU30は、例えば、クラッチ2の未係合時のブレーキ操作量により決まる減速力を実現するためのMG回生トルクおよびブレーキ9による制動トルクをMGトルクおよびブレーキ制動トルクの初期値とする。ECU30は、クラッチ2が係合してクラッチトルクによる減速力が発生すると、モータ4およびブレーキ9の協調制御によって目標の減速力を実現する。この協調制御では、運転者の制動操作に基づく目標減速力を実現するように、MGトルクおよびブレーキ9の制動トルクが制御される。
 このときに、減速力の過剰に対してはまずブレーキ9による制動力を抜くようにし、ブレーキ9による制動力が0となったらMGトルクを増加させていくようにすれば、モータ4の回生による制動トルクの発生を優先させることができる。ECU30は、例えば、以下に説明するようにブレーキ9による制動トルクおよびMGトルクを制御する。
 図12に示す目標制動トルクTb1と制動時のアシスト上限トルクTsとの和(Tb1+Ts)は、モータ4とブレーキ9とで発生させるトルクの目標値の最大値(以下、単に「第二目標トルクTx」と記載する。)を示す。符号Tg3で示すように、回生最大トルクTgが第二目標トルク(Tx=Tb1+Ts)よりも小である場合、ブレーキ9による制動力によらずにモータ4の制動トルクによって目標の減速力を発生可能なクラッチトルクの領域が存在する。つまり、クラッチ2の係合度合いが増加するときに、ブレーキ9による制動力を0まで減少させてMGトルクによって目標減速力を実現することが可能な場面が存在する。この場面においてMGトルクを変化させるときのMGトルクの上限は、第二目標トルクTxとされる。
 図13および図14は、それぞれ第二目標トルクTxが回生最大トルクTgよりも大である場合の車両制御に係るタイムチャートを示す。図13は、第二目標トルクTxが負である場合のタイムチャート、図14は、第二目標トルクTxが正である場合のタイムチャートである。
 図13において、符号111は、非制動時の車両加速度、符号113は、非制動時のMGトルク、符号112は、制動時の車両加速度、符号114は、制動時のMGトルクを示す。図14において、符号121は、非制動時の車両加速度、符号123は、非制動時のMGトルク、符号122は、制動時の車両加速度、符号124は、制動時のMGトルクを示す。
 図13、図14では、クラッチ2の係合開始前からブレーキ操作がなされて車両加速度が負の値となっている。また、図13、図14には、ブレーキ操作量に応じた減速力をモータ4の制動トルクによって発生可能な場合が示されており、ECU30は、ブレーキ9を作動させずにモータ4の回生によってハイブリッド車両100を制動している。図13では、時刻t11においてクラッチ2が係合開始すると、ハイブリッド車両100の減速度に基づいてMGトルク114が制御される。ECU30は、例えば、加速度センサによって検出されるハイブリッド車両100の前後加速度に基づいて、実際の加速度がブレーキ操作量に応じた加速度となるようにMGトルク114を制御する。
 MGトルク114は、時刻t12において上限の第二目標トルクTxに達する。その後にクラッチトルクが増加して車両加速度112が低下したとしても、MGトルク114は第二目標トルクに維持される。非制動時のMGトルク113よりも制動時のMGトルク114が小さくされることで、モータ4の回生量が増加する。なお、時刻t13は、クラッチトルクが非制動時のアシスト上限トルクTs1に達する時刻であり、時刻t14は、エンジン1の始動が完了する時刻である。
 図14についても同様であり、時刻t21においてクラッチ2が係合開始し、時刻t22において制動時のMGトルク124は第二目標トルクTxに達する。時刻t22以降のMGトルク124は、第二目標トルクTxに維持される。ここで、図13とは異なり、時刻t22以降のMGトルクは、正の値であるため、モータ4は電力を消費してアシストトルクを発生している。制動時のMGトルク124は、非制動時のMGトルク123よりも小さな値であり、モータ4の消費電力が抑制される。なお、時刻t23は、クラッチトルクが非制動時のアシスト上限トルクTs1に達する時刻であり、時刻t24は、エンジン1の始動が完了する時刻である。
 次に、第二目標トルクTxが回生最大トルクTgよりも小である場合の車両制御について説明する。図12に符号Tg4で示すように、回生最大トルクTgが第二目標トルク(Tx=Tb1+Ts)よりも大である場合、MGトルクを回生最大トルクTgとしても、第二目標トルクTxを実現できない。この場合、ECU30は、MGトルクを回生最大トルクTgとし、不足する制動トルクをブレーキ9によって発生させる。具体的には、ECU30は、ブレーキ9による制動トルクの上限値を下記式(3)の値としてブレーキ9の調整を行い、MGトルクは回生最大トルクTgとする。
 ブレーキによる制動トルクの上限 = Tb1+Ts-Tg…(3)
 図15は、第二目標トルクTxが回生最大トルクTgよりも小である場合の車両制御に係るタイムチャートを示す。図15には、(g)ブレーキ9による制動トルクが示されている。符号131は、非制動時の車両加速度、符号133は、非制動時のMGトルク、符号132は、制動時の車両加速度、符号134は、制動時のMGトルク、符号135は、ブレーキによる制動トルクを示す。時刻t31以前において、運転者による制動操作が開始されている。ECU30は、MGトルク134を回生最大トルクTgとし、さらにブレーキによる制動トルク135を発生させてブレーキ操作量に応じた目標制動トルクTb1を実現している。
 時刻t31においてクラッチ2が係合を開始すると、ECU30は、目標制動トルクTb1を実現するようにブレーキによる制動トルク135の大きさを減少(制動力を減少)させる。ブレーキによる制動トルク135の大きさを減少させることにより、クラッチ2が係合することによるハイブリッド車両100の加速度132の低下が抑制される。つまり、ECU30は、モータ4に代えて、制動装置としてのブレーキ9によってアシストトルクを出力させている。なお、アシストトルクの全量に限らず、アシストトルクの少なくとも一部をブレーキ9によって出力させるようにしてもよい。
 ECU30は、ブレーキによる制動トルク135の上限を0として、制動トルク135を増加させる。また、ECU30は、ブレーキによる制動トルク135が0となってから、さらにクラッチトルクが増加したとしてもモータ4によるアシストトルクを発生させることなく、制動時のMGトルク134を回生最大トルクTgのままとする。これにより、時刻t33以降に車両加速度132が低下するものの、制動操作中であるため運転者に違和感を与えにくい。この制御によれば、制動時のMGトルク134を回生最大トルクTgに維持しておくことができるため、非制動時のMGトルク133のようにモータ4によってアシストトルクを発生させる場合よりも回生量の増加を図ることができる。また、ブレーキによる制動トルク135が0となるまではブレーキによる制動トルク135によってアシストトルクを発生させる。よって、クランキング開始前に車両加速度132が低下し始めることを抑制し、エンジン1の始動性を確保することができる。
 上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。
 1-1,1-2 車両制御装置
 1 エンジン
 2 クラッチ
 3 手動変速機
 4 モータ
 8 駆動輪
 30 ECU
 100 ハイブリッド車両
 103a 非制動時のアシストトルクの上限
 104a 制動時のアシストトルクの上限
 Ts 制動時のアシスト上限トルク
 Ts1 非制動時のアシスト上限トルク

Claims (7)

  1.  エンジンと、
     車両における前記エンジンよりも駆動輪側に配置されたモータと、
     前記エンジンと前記モータとの間に配置され、操作入力によって係合あるいは開放するクラッチと、
     を備え、
     前記エンジンを停止して走行中に前記クラッチが係合して前記エンジンと前記駆動輪とを接続した場合に、前記クラッチを介して前記エンジンに伝達される動力で前記エンジンを始動し、かつ前記クラッチが係合することによる前記車両の加速度の低下を抑制するアシストトルクを前記モータによって出力させ、
     制動操作がなされているときの前記アシストトルクは、前記制動操作がなされていないときの前記アシストトルクよりも小さい
     ことを特徴とする車両制御装置。
  2.  予め定められた所定トルクを上限として、前記クラッチが係合するときの前記クラッチの係合度合いの増加に応じて前記アシストトルクを増加させ、
     前記制動操作がなされているときの前記所定トルクは、前記制動操作がなされていないときの前記所定トルクよりも小さい
     請求項1に記載の車両制御装置。
  3.  更に、制動力を制御可能な制動装置を備え、
     前記エンジンを停止して走行中に前記クラッチが係合して前記エンジンと前記駆動輪とを接続した場合に、前記制動操作に基づく目標減速力に基づいて前記モータおよび前記制動装置を協調制御する
     請求項1または2に記載の車両制御装置。
  4.  前記アシストトルクの少なくとも一部を前記モータに代えて前記制動装置によって出力させる
     請求項3に記載の車両制御装置。
  5.  前記モータの回生による減速力の発生を前記制動装置による減速力の発生よりも優先する
     請求項3に記載の車両制御装置。
  6.  制動操作がなされていないときの前記所定トルクは、前記エンジンのクランキングが開始する前記クラッチの係合度合いに対応している
     請求項2に記載の車両制御装置。
  7.  更に、前記クラッチと前記駆動輪との間に配置された手動変速機を備え、
     前記エンジンの動力および前記モータの動力によって前記車両を走行させるハイブリッド走行、および前記手動変速機が中立状態であるときに前記エンジンの動力によらずに前記モータの動力によって前記車両を走行させるEV走行を実行可能であり、
     前記EV走行中に前記手動変速機において前記ハイブリッド走行用の変速段が選択され、かつ前記クラッチが係合して前記ハイブリッド走行に移行する場合に、前記アシストトルクを前記モータに出力させる
     請求項1または2に記載の車両制御装置。
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CN103963765A (zh) * 2013-01-29 2014-08-06 罗伯特·博世有限公司 制动需求检测的方法、针对车辆的制动系统的检测的装置及车辆制动系统的传感器

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