WO2013151104A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013151104A1
WO2013151104A1 PCT/JP2013/060248 JP2013060248W WO2013151104A1 WO 2013151104 A1 WO2013151104 A1 WO 2013151104A1 JP 2013060248 W JP2013060248 W JP 2013060248W WO 2013151104 A1 WO2013151104 A1 WO 2013151104A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
value
engine
travel mode
gradient
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/060248
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
広樹 下山
山村 吉典
弘毅 松井
Original Assignee
日産自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日産自動車株式会社 filed Critical 日産自動車株式会社
Publication of WO2013151104A1 publication Critical patent/WO2013151104A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4825Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • B60W2520/105Longitudinal acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/28Wheel speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a control apparatus for a hybrid vehicle that includes an engine and a motor as a drive source, and performs control for switching a traveling mode in response to a gradient request.
  • the second clutch CL2 is protected by releasing the first clutch CL1 while the engine is operating when the driving force transmission system load is greater than or equal to a predetermined value, and setting the motor to a lower rotational speed than the predetermined rotational speed. This is done by selecting a motor slip travel mode (hereinafter referred to as “MWSC travel mode”) in which CL2 is slip-engaged.
  • MWSC travel mode motor slip travel mode
  • the estimated gradient is used as the driving force transmission system load, and the road surface gradient is estimated by the difference between the front-rear G sensor value and the wheel speed differential value. For this reason, at the time of wheel slip, the wheel speed deviates from the actual vehicle speed, and thus the road surface gradient is erroneously estimated, and the travel mode is unnecessarily switched in the travel control using the estimated gradient as input information. There's a problem.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and in the traveling mode control using the estimated road surface gradient as input information at the time of wheel slip, control of a hybrid vehicle capable of preventing unnecessary switching of the traveling mode.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the present invention is premised on a hybrid vehicle including an engine and a motor as drive sources.
  • the hybrid vehicle includes gradient estimation calculation means, travel mode control means, wheel slip determination means, and travel mode maintenance means.
  • the slope estimation calculation means performs a road surface slope estimation calculation based on a difference between a longitudinal acceleration sensor value from the longitudinal acceleration sensor and a wheel speed acceleration / deceleration value obtained by time differentiation of the wheel speed sensor value from the wheel speed sensor.
  • the travel mode control means uses the estimated gradient from the gradient estimation calculation means as input information and performs switching control between at least a motor travel mode in which the engine is stopped and an engine travel mode in which the engine is operated. .
  • the wheel slip determination means is configured to detect a wheel slip when an absolute value of a difference between a target acceleration / deceleration obtained from a target braking / driving force and a wheel speed acceleration / deceleration value obtained based on the wheel speed sensor value exceeds a predetermined value. It is determined that The travel mode maintaining means maintains the travel mode selected by the travel mode control means when it is determined that the wheel slip is detected when the wheel slip determination means determines that the wheel slip.
  • the travel mode maintaining means determines the wheel slip.
  • the travel mode selected by the travel mode control means when it is determined that the travel mode is determined is maintained.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing a rear-wheel drive-based 4WD hybrid vehicle to which a control device according to a first embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating an arithmetic processing program in the integrated controller according to the first embodiment. It is a figure which shows an example of the target drive torque map used for target drive torque calculation in the target drive torque calculating part which the integrated controller of Example 1 has.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating an internal configuration of a mode selection unit included in the integrated controller according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration block diagram illustrating a configuration of a gradient estimation calculation unit in a mode selection unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of engine start / stop request previous value holding processing in a request holding unit in a mode selection unit of Example 1; 6 is a flowchart illustrating a flow of a travel mode transition control process in a travel mode transition control unit in the mode selection unit of the first embodiment. It is a figure showing the relationship between the estimated gradient and mode map which are mode selection conditions in the driving mode transition control process of FIG. It is a figure showing the relationship of the CL2 protection driving mode transition threshold value with respect to the steering angle (absolute value) which is the mode selection condition in the driving mode transition control process of FIG.
  • the configuration of the control device for the 4WD hybrid vehicle of the first embodiment is defined as “system configuration”, “control configuration of integrated controller”, “configuration of mode selection unit”, “configuration of gradient estimation calculation unit”, “wheel slip for gradient estimation”
  • the description is divided into “configuration of determination unit”, “configuration of gradient determination unit”, and “configuration of travel mode transition control unit”.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing a rear-wheel drive based 4WD hybrid vehicle to which the control device of the first embodiment is applied.
  • the system configuration configuration of drive system and control system
  • the rear wheel drive system of the 4WD hybrid vehicle includes an engine E, a first clutch CL1, a motor generator MG (motor), a second clutch CL2, an automatic transmission AT, and a rear propeller. It includes a shaft RPS, a rear differential RD, a left drive shaft DRL, a right drive shaft DRR, a left rear wheel RL, and a right rear wheel RR.
  • the front wheel drive system of the 4WD hybrid vehicle is branched from the rear propeller shaft RPS, and includes a third clutch CL3, a front propeller shaft FPS, a front differential FD, a left drive shaft DFL, It has a right drive shaft DFR, a left front wheel FL, and a right front wheel FR. That is, the third clutch CL3 is released so that a part of the driving force output from the automatic transmission AT is distributed to the left and right front wheels FL and FR according to the engagement torque of the third clutch CL3 that is a transfer clutch.
  • the front-rear wheel driving force distribution ratio can be changed from the rear-wheel driving state to the four-wheel driving state by equal distribution.
  • the third clutch CL3 is engaged, and a four-wheel driving state in which driving force is distributed to the left and right rear wheels RL and RR and the left and right front wheels FL and FR is achieved. , Ensure start acceleration.
  • the engine E is, for example, a gasoline engine, and the throttle valve opening and the like are controlled based on a control command from an engine controller 1 described later.
  • the engine output shaft is provided with a flywheel FW.
  • the first clutch CL1 is a clutch interposed between the engine E and the motor generator MG, and is generated by the first clutch hydraulic unit 6 based on a control command from the first clutch controller 5 described later. Fastening / release including slip fastening is controlled by the control hydraulic pressure.
  • the motor generator MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator, and a three-phase AC generated by an inverter 3 based on a control command from a motor controller 2 described later. It is controlled by applying.
  • the motor generator MG can operate as an electric motor that is driven to rotate by receiving power supplied from the battery 4 (hereinafter, this state is referred to as “power running”), or when the rotor is rotated by an external force.
  • the rotor of the motor generator MG is connected to the input shaft of the automatic transmission AT via a damper (not shown).
  • the second clutch CL2 is a clutch interposed between the motor generator MG and the left and right rear wheels RL, RR, and is produced by the second clutch hydraulic unit 8 based on a control command from the AT controller 7 described later.
  • the controlled hydraulic pressure controls the fastening / release including slip fastening.
  • the automatic transmission AT is a transmission that automatically switches a stepped gear ratio such as forward 7 speed, reverse 1 speed, etc. according to vehicle speed, accelerator opening, etc., and the second clutch CL2 is newly added as a dedicated clutch. It is not an addition, and some friction clutches are used among a plurality of friction clutches that are engaged at each gear stage of the automatic transmission AT.
  • the 4WD hybrid drive system has three travel modes according to the engaged / released state of the first clutch CL1.
  • the first travel mode is an electric vehicle travel mode (hereinafter, abbreviated as “EV travel mode”) as a motor use travel mode in which the first clutch CL1 is disengaged and travels using only the power of the motor generator MG as a power source. It is.
  • the second travel mode is an engine use travel mode (hereinafter abbreviated as “HEV travel mode”) in which the first clutch CL1 is engaged and the engine E is included in the power source.
  • the third travel mode is an abbreviated engine use slip travel mode (hereinafter referred to as “WSC travel mode”) in which the second clutch CL2 is slip-controlled while the first clutch CL1 is engaged and the engine E is included in the power source. ).
  • WSC travel mode engine use slip travel mode
  • This mode is a mode in which creep running can be achieved particularly when the battery SOC is low or the engine water temperature is low.
  • the slip of the second clutch CL2 occurs when the WSC drive mode is set. Excessive amounts may continue. This is because the engine E cannot be made smaller than the idle speed. Therefore, as the CL2 protection control travel mode, a motor slip travel mode by CL1 release (hereinafter abbreviated as “MWSC travel mode”) and a motor slip travel mode by CL1 slip engagement (hereinafter abbreviated as “MWSC + CL1 slip control travel mode”). And).
  • the “HEV travel mode” has three travel modes of “engine travel mode”, “motor assist travel mode”, and “travel power generation mode”.
  • engine running mode the drive wheels are moved using only the engine E as a power source.
  • motor assist travel mode the drive wheels are moved by using the engine E and the motor generator MG as power sources.
  • the “running power generation mode” causes the motor generator MG to function as a generator at the same time as the drive wheels RR and RL are moved using the engine E as a power source. Further, during deceleration operation, the braking energy is regenerated and generated by the motor generator MG and used for charging the battery 4. Further, as a further mode, there is a power generation mode in which the motor generator MG is operated as a generator using the power of the engine E when the vehicle is stopped.
  • the control system of the 4WD hybrid vehicle includes an engine controller 1, a motor controller 2, an inverter 3, a battery 4, a first clutch controller 5, a first clutch hydraulic unit 6, and an AT controller. 7, a second clutch hydraulic unit 8, a brake controller 9, and an integrated controller 10.
  • the engine controller 1, the motor controller 2, the first clutch controller 5, the AT controller 7, the brake controller 9, and the integrated controller 10 are connected via a CAN communication line 11 that can exchange information with each other. Has been.
  • the engine controller 1 inputs the engine speed information from the engine speed sensor 12 and sets the engine operating point (Ne: engine speed, Te: engine torque) according to the target engine torque command from the integrated controller 10 or the like.
  • a command to control is output to, for example, a throttle valve actuator (not shown). More detailed engine control contents will be described later.
  • Information such as the engine speed Ne is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the motor controller 2 receives information from the resolver 13 that detects the rotor rotational position of the motor generator MG, and according to a target motor generator torque command from the integrated controller 10, the motor operating point (Nm: motor A command for controlling the generator speed (Tm: motor generator torque) is output to the inverter 3.
  • the motor controller 2 monitors the battery SOC indicating the state of charge of the battery 4.
  • the battery SOC information is used as input information for the motor generator MG and is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11. Is done.
  • the first clutch controller 5 inputs sensor information from the first clutch hydraulic pressure sensor 14 and the first clutch stroke sensor 15, and engages / releases the first clutch CL 1 according to the first clutch control command from the integrated controller 10. Is output to the first clutch hydraulic unit 6. Information on the first clutch stroke C1S is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the AT controller 7 inputs sensor information and the like from an accelerator opening sensor 16, a vehicle speed sensor 17, a second clutch hydraulic pressure sensor 18, and an inhibitor switch that outputs a signal corresponding to the position of a shift lever operated by the driver. Then, in response to the second clutch control command and the third clutch control command from the integrated controller 10, a command for controlling the engagement / release of the second clutch CL2 and the third clutch CL3 is sent to the second clutch hydraulic unit in the AT hydraulic control valve. 8 is output. Information on the accelerator opening APO, the vehicle speed VSP, and the inhibitor switch is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the brake controller 9 inputs sensor information from a wheel speed sensor 19 and a brake stroke sensor 20 that detect the wheel speeds of the four wheels. For example, when the brake is depressed, the required braking force is obtained from the brake stroke BS. When the regenerative braking force is insufficient, the regenerative cooperative brake control is performed based on the regenerative cooperative control command from the integrated controller 10 so that the shortage is supplemented by the mechanical braking force (braking force by the friction brake).
  • the integrated controller 10 manages the energy consumption of the entire vehicle and has a function for running the vehicle with the highest efficiency.
  • the integrated controller 10 detects the motor rotation speed Nm, and the second clutch output rotation speed.
  • Information obtained via the second clutch output rotational speed sensor 22 that detects N2out, the second clutch torque sensor 23 that detects the second clutch transmission torque capacity TCL2, and the CAN communication line 11 is input.
  • information from the steering angle sensor 24, the CL2 temperature sensor 25 that detects the temperature of the second clutch CL2, and the longitudinal acceleration sensor 26 that detects longitudinal acceleration are input.
  • the integrated controller 10 also controls the operation of the engine E according to the control command to the engine controller 1, the operation control of the motor generator MG based on the control command to the motor controller 2, and the first control command to the first clutch controller 5.
  • Engagement / release control of clutch CL1 engagement / release control of second clutch CL2 by control command to AT controller 7, and engagement torque control of third clutch CL3 by control command to AT controller 7 (front and rear wheel driving force distribution) Control).
  • FIG. 2 is a control block diagram illustrating an arithmetic processing program in the integrated controller 10 according to the first embodiment. Hereinafter, based on FIG.2 and FIG.3, the control structure of the integrated controller 10 is demonstrated.
  • the integrated controller 10 includes a target drive torque calculation unit 100, a mode selection unit 200, a target charge / discharge calculation unit 300, an operating point command unit 400, and a shift control unit 500. .
  • the target drive torque calculator 100 calculates the target drive torque tFoO from the accelerator opening APO and the vehicle speed VSP using the target drive torque map shown in FIG.
  • the target mode is output according to the accelerator opening APO. The detailed configuration of the mode selection unit 200 will be described later.
  • the target charge / discharge calculation unit 300 calculates the target charge / discharge power tP from the battery SOC using the target charge / discharge amount map.
  • the target engine torque is a transient target engine torque.
  • the target motor generator torque, the target second clutch transmission torque capacity, the target gear position of the automatic transmission AT, and the first clutch solenoid current command are calculated.
  • the operating point command unit 400 includes an engine start control unit that starts the engine E when transitioning from the EV traveling mode to the HEV traveling mode, and stops the engine E when transitioning from the HEV traveling mode to the EV traveling mode. And an engine stop control unit.
  • the shift control unit 500 drives and controls the solenoid valve in the automatic transmission AT so as to achieve the target second clutch transmission torque capacity and the target shift speed according to a predetermined shift schedule.
  • the shift map is a map in which a target gear stage is set in advance based on the vehicle speed VSP and the accelerator opening APO.
  • FIG. 4 is a control block diagram illustrating an internal configuration of the mode selection unit 200 included in the integrated controller 10 according to the first embodiment.
  • the configuration of the mode selection unit 200 will be described with reference to FIG.
  • the mode selection unit 200 includes a gradient estimation calculation unit 201 (gradient estimation calculation unit), a gradient estimation wheel slip determination unit 202 (wheel slip determination unit), and a request holding unit 203 (travel mode). Maintenance means), an engine start / stop request unit 204 (travel mode control means), and a travel mode transition control unit 205 (travel mode control means).
  • the estimated gradient calculated by the gradient estimation calculation unit 201 is output to the engine start / stop request unit 204 and the travel mode transition control unit 205 based on the gradient condition.
  • the gradient estimation wheel slip determination unit 202 inputs necessary information such as target drive torque, brake braking force, front / rear left / right wheel speed, and gear stage. At least one of the determination condition based on the target acceleration, the determination condition based on the wheel speed deviation, and the determination condition based on the wheel acceleration is satisfied, and if one determination condition continues for a predetermined time or more, there is a wheel slip.
  • the engine start / stop request unit 204 receives the estimated gradient from the gradient estimation calculation unit 201, and outputs an engine start request to the travel mode transition control unit 205 when the estimated gradient is equal to or greater than the engine start request threshold. When the estimated gradient becomes less than the engine stop permission threshold, an engine stop permission request is output to the travel mode transition control unit 205.
  • the travel mode transition control unit 205 inputs the estimated gradient from the gradient estimation calculation unit 201 and the engine start / stop request from the engine start / stop request unit 204. Then, switching control between the normal mode map and the MWSC compatible mode map is performed (FIG. 8). Then, in the selected MWSC compatible mode map or normal mode map, the travel mode is selected based on the operating point determined by the vehicle speed VSP and the accelerator opening APO. An engine start request or an engine stop permission request is added to the selected travel mode to determine the travel mode, and the determined travel mode is output as the target mode.
  • FIG. 5 is a configuration block diagram illustrating a configuration of the gradient estimation calculation unit 201 in the mode selection unit 200 according to the first embodiment.
  • the configuration of the gradient estimation calculation unit 201 will be described with reference to FIG.
  • the gradient estimation calculation unit 201 includes a primary filter 201a, a primary filter + differentiator 201b, a subtractor 201c, a primary filter 201d, and an external output switch 201e. ing.
  • the primary filter 201a obtains a G sensor filter value by performing a primary filter process on the G sensor value, and outputs the G sensor filter value to the subtractor 201c.
  • the primary filter + differentiator 201b obtains the wheel speed calculation acceleration / deceleration by time-differentiating the front wheel speed vehicle speed filter value obtained by performing the primary filter processing on the front wheel speed vehicle speed, and outputs it to the subtractor 201c.
  • the subtractor 201c obtains an estimated gradient value by subtracting the wheel speed calculation acceleration / deceleration from the primary filter + differentiator 201b from the G sensor filter value from the primary filter 201a, and obtains an estimated gradient value to the primary filter 201d. Output.
  • the estimated gradient is calculated using the G sensor filter value, and the integrated value of the estimated gradient calculation that has been retained until then (determination of wheel slip is After the cancellation, the estimated gradient value used first) is reset (initialized) by the estimated gradient calculated using the G sensor filter value.
  • the external output estimated gradient is set to zero, but the estimated gradient calculated using the G sensor filter value is used as the monitor estimated gradient.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of wheel slip determination processing in the gradient estimation wheel slip determination unit 202 in the mode selection unit 200 of the first embodiment.
  • FIG. 6 representing the configuration of the gradient estimation wheel slip determination unit 202 will be described.
  • step S601 it is determined whether or not the absolute value of the difference between the target braking / driving force calculated acceleration / deceleration and the wheel speed calculated acceleration / deceleration is greater than or equal to a predetermined value. If YES (
  • the predetermined value is set to a value of about 0.4G, for example.
  • step S602 following the determination that
  • the predetermined value is given by, for example, (full steering difference between inner and outer wheels + ⁇ ).
  • step S603 following the determination in step S602 that the maximum value of the four wheel speeds ⁇ the minimum value of the four wheel speeds ⁇ the predetermined value, whether or not the absolute value of the wheel speed calculation acceleration / deceleration is equal to or greater than the predetermined value is determined. to decide. If YES (
  • the predetermined value is set to a value of about 1.0 G, for example.
  • step S604 following the determination of YES in step S601, step S602, or step S603, if any of the determination conditions in step S601, step S602, and step S603 is satisfied for a predetermined time or longer. It is determined that there is a wheel slip, and the process proceeds to the end.
  • the predetermined time is set to a time shorter than the time required until the engine start / stop gradient condition in the engine start / stop request unit 204 is satisfied.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating the flow of the engine start / stop request previous value holding process in the request holding unit 203 in the mode selection unit 200 according to the first embodiment. Hereinafter, each step of FIG. 7 representing the configuration of the request holding unit 203 will be described.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a travel mode transition control process in the travel mode transition control unit 205 in the mode selection unit 200 according to the first embodiment.
  • each step representing the configuration of the travel mode transition control unit 205 will be described with reference to FIG.
  • step S801 it is determined whether or not the normal mode map is selected. If YES (selection of normal mode map), the process proceeds to step S802, and if NO (selection of MWSC compatible mode map), the process proceeds to step S811 (FIG. 9A).
  • the “normal mode map” has an EV travel mode, a WSC travel mode, and an HEV travel mode in the map, and calculates the target mode from the accelerator opening APO and the vehicle speed VSP.
  • the HEV ⁇ WSC switching line is the lower limit vehicle speed at which the rotational speed is lower than the idle rotational speed of the engine E when the automatic transmission AT is in the first speed in the region below the predetermined accelerator opening APO1. It is set to an area lower than VSP1.
  • the WSC travel mode is set up to a vehicle speed VSP1 ′ region that is higher than the lower limit vehicle speed VSP1.
  • the “MWSC compatible mode map” has a first schedule shown in FIG. 11A, a second schedule shown in FIG. 11B, and a third schedule shown in FIG. 11C.
  • the first schedule has a WSC travel mode, an MWSC travel mode, an MWSC + CL1 slip control travel mode, and an HEV travel mode, and includes an accelerator opening APO and a vehicle speed VSP.
  • the second schedule has a MWSC travel mode, a MWSC + CL1 slip control travel mode, and a HEV travel mode in the map, and calculates the target mode from the accelerator opening APO and the vehicle speed VSP. .
  • FIG. 11A the first schedule has a WSC travel mode, an MWSC travel mode, an MWSC + CL1 slip control travel mode, and an HEV travel mode, and includes an accelerator opening APO and a vehicle speed VSP.
  • the second schedule has a MWSC travel mode, a MWSC + CL1 slip control travel mode, and a HEV travel mode in the map, and calculate
  • the third schedule has a WSC travel mode, an EV travel mode, an MWSC + CL1 slip control travel mode, and an HEV travel mode, and includes an accelerator opening APO and a vehicle speed VSP. Calculate the target mode.
  • These first to third schedules may be selected according to the conditions of the motor generator MG, the first clutch CL1, the second clutch CL2, etc. for each vehicle type, or at least two of the first to third schedules in one hybrid vehicle. Two schedules may be used properly.
  • step S802 following the determination that the normal mode map is selected in step S801, it is determined whether or not the WSC travel mode is selected. If YES (selection of WSC travel mode), the process proceeds to step S803, and if NO (selection other than WSC travel mode), the process proceeds to step S820 to execute control processing based on the normal mode map.
  • the initial state is the selected state of the WSC drive mode, but when the initial state is the selected state of the EV drive mode, it waits until the mode transition from the EV drive mode to the WSC drive mode is performed by the accelerator depression operation. (See FIG. 10).
  • step S803 following the determination that the WSC travel mode is selected in step S802, it is determined whether the CL2 temperature from the CL2 temperature sensor 25 is equal to or higher than a predetermined value. If YES (CL2 temperature ⁇ predetermined value), the process proceeds to step S804. If NO (CL2 temperature ⁇ predetermined value), the process proceeds to step S820 to execute control processing based on the normal mode map.
  • the predetermined value needs to shift to the CL2 protection traveling mode (MWSC traveling mode and MWSC + CL1 slip control traveling mode), reduce the thermal load caused by slip engagement applied to the second clutch CL2, and protect the second clutch CL2. It is set to a certain CL2 temperature.
  • step S804 following the determination in step S803 that the CL2 temperature ⁇ predetermined value, the second threshold value g2 of the estimated gradient that shifts to the MWSC compatible mode map is changed and set based on the steering angle (absolute value).
  • the second threshold value g2 is set to a value set based on the straight uphill road. In a region exceeding the steering determination threshold value, it is reduced by a certain amount of reduction.
  • step S805 following the change setting of the second threshold value g2 by the steering operation in step S804, it is determined whether or not the estimated gradient is equal to or greater than the second threshold value g2 after the change setting. If YES (estimated gradient ⁇ g2), the process proceeds to step S806, and if NO (estimated gradient ⁇ g2), the process proceeds to step S820 to execute control processing based on the normal mode map.
  • step S806 following the determination of YES in step S805, the normal mode map is switched to the MWSC compatible mode map, and the process proceeds to step S807.
  • step S807 whether the operating point determined by the current accelerator opening APO and the vehicle speed VSP is within the MWSC travel mode area following the mode map switching in step S806 or the determination of NO in step S816. Judge whether or not. If YES (in the MWSC travel mode area), the process proceeds to step S808. If NO (outside the MWSC travel mode area), the process proceeds to step S811.
  • step S808 following the determination of YES in step S807, it is determined whether or not the battery SOC is greater than a predetermined value A.
  • the predetermined value A is a threshold value for determining whether or not the driving force can be secured only by the motor generator MG.
  • the battery SOC is larger than the predetermined value A, the driving force can be secured only by the motor generator MG.
  • the battery SOC is lower than the predetermined value A, the battery 4 needs to be charged, so the selection of the MWSC traveling mode is prohibited. To do.
  • step S809 following the determination of YES in step S808, it is determined whether or not the transmission torque capacity TCL2 of the second clutch CL2 is less than a predetermined value B.
  • the predetermined value B is a predetermined value indicating that an excessive current does not flow through the motor generator MG. Since motor generator MG is controlled in rotational speed, the torque generated in motor generator MG is equal to or greater than the driving force transmission system load acting on motor generator MG.
  • step S810 following the determination of YES in step S809, MWSC control processing is executed, and the process proceeds to return. Specifically, in the MWSC control process, the first clutch CL1 is released while the engine is operating, the engine E is set to feedback control so as to become the idle speed, and the motor generator MG is set to the output side speed Ncl2out of the second clutch CL2. The feedback control is performed to obtain a target rotational speed obtained by adding the predetermined rotational speed ⁇ to (a value lower than the idle rotational speed), and the second clutch CL2 is set to a transmission torque capacity corresponding to the target driving torque. Since the MWSC travel mode is not set in the normal mode map, the MWSC control processing in step S810 includes mode transition processing from the WSC travel mode and the idle power generation mode.
  • step S811 following the determination of NO in step S807, it is determined whether or not the operating point determined by the current accelerator opening APO and vehicle speed VSP is within the MWSC + CL1 slip control travel mode region. If YES (in the MWSC + CL1 slip control travel mode region), the process proceeds to step S812. If NO (outside the MWSC + CL1 slip control travel mode region), the process proceeds to step S813.
  • step S812 following the determination of YES in step S811, MWSC + CL1 slip control processing is executed, and the process proceeds to return.
  • the engine CL is slip-engaged with the target CL1 torque of the first clutch CL1 as the required torque while the engine is operating, the engine E is set to feedback control so as to become the idle speed, and the motor generator MG is Feedback control is performed to obtain a target rotational speed obtained by adding a predetermined rotational speed ⁇ ′ to the output rotational speed Ncl2out of the two clutch CL2 (however, a value lower than the idle rotational speed), and the second clutch CL2 is transmitted according to the target driving torque.
  • the feedback control for torque capacity is used.
  • the target CL1 torque is, for example, (target drive torque - ⁇ ) when the motor torque is requested to be reduced, (target drive torque) when the motor torque is zero (target drive torque), and (target drive torque + power generation torque) when requesting power generation.
  • step S813 following the determination of NO in step S811, it is determined whether or not the operating point determined by the current accelerator opening APO and vehicle speed VSP is within the WSC travel mode region. If YES (in the WSC travel mode area), the process proceeds to step S814. If NO (outside the WSC travel mode area), the process proceeds to step S815 after determining that the current position is in the HEV travel mode area.
  • step S814 following the determination of YES in step S813, WSC control processing is executed, and the process proceeds to return.
  • the WSC control process the first clutch CL1 is completely engaged, the engine E is set to feedforward control in accordance with the target torque, the motor generator MG is set to feedback control for idling speed, and the second clutch CL2 is set to the target. It is set as the feedback control which makes the transmission torque capacity
  • the WSC control process in step S814 includes a mode transition process from the EV travel mode.
  • step S815 following the NO determination in step S813, HEV control processing is executed, and the process proceeds to return. Specifically, in the HEV control process, the first clutch CL1 is completely engaged, the engine E and the motor generator MG are feedforward controlled so as to have a torque corresponding to the target drive torque, and the second clutch CL2 is completely engaged.
  • the HEV control process in step S812 includes a mode transition process from the EV travel mode.
  • step S816 following the determination of NO in step S801, it is determined whether the estimated gradient is less than the first threshold value g1. If YES (estimated gradient ⁇ g1), the process proceeds to step S817. If NO (estimated gradient ⁇ g1), the process proceeds to step S807 and the control using the MWSC compatible mode map is continued.
  • step S817 following the determination of YES in step S816, the mode map is switched from the MWSC compatible mode map to step S818.
  • step S818 following the map switching in step S817, it is determined whether or not the travel mode has been changed along with the map switching. If YES (travel mode is changed), the process proceeds to step S819. If NO (travel mode is not changed), the process proceeds to step S820.
  • a transition from the MWSC travel mode to the WSC travel mode, a transition from the WSC travel mode to the EV travel mode, a transition from the HEV travel mode to the EV travel mode, etc. occur. Because you get.
  • step S819 following the determination of YES in step S818, a travel mode change process is executed, and the process proceeds to step S820. Specifically, for example, at the time of transition from the MWSC travel mode to the WSC travel mode, the target rotational speed of the motor generator MG is changed to the idle rotational speed, and the first clutch CL1 is engaged at the synchronized stage. Then, the engine control is switched from the idle speed feedback control to the target engine torque feedforward control.
  • step S820 following the determination of NO in steps S802, S803, S805, or the determination of NO in step S818, or the travel mode change process in step S819, a control process based on the normal mode map is executed, Proceed to return.
  • the traveling mode transition control unit 205 selects the MWSC compatible mode map and outputs the target mode when the estimated gradient ⁇ g2 when selecting the normal mode map, and outputs the estimated gradient when selecting the MWSC compatible mode map.
  • ⁇ g1 the normal mode map is selected and the target mode is output.
  • the effects of the control device for the 4WD hybrid vehicle of the first embodiment are as follows: “Comparison of WSC control / MWSC control / MWSC + CL1 slip control”, “Action of WSC drive mode”, “Action of MWSC drive mode”, “MWSC + CL1 slip control drive mode”
  • the operation will be divided into “the operation of the engine”, “the problem of the background art and the comparative example”, and “the engine start / stop request holding operation by the wheel slip determination”.
  • FIG. 12 is an operating point of each actuator during WSC control
  • FIG. 13 is an operating point of each actuator during MWSC control
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an operating point of each actuator during MWSC + CL1 slip control.
  • the WSC control, the MWSC control, and the MWSC + CL1 slip control will be described based on FIGS.
  • the first clutch CL1 is completely engaged, the engine E is set to feedforward control in accordance with the target engine torque, and the motor generator MG is set to feedback control to be the idling speed.
  • the second clutch CL2 is controlled to be slip-engaged with feedback control using a transmission torque capacity corresponding to the target drive torque.
  • “MWSC control” performs feedback control so that the first clutch CL ⁇ b> 1 is released while the engine is operating and the engine E is at an idle speed. Then, feedback control is performed in which the motor generator MG is set to a target rotational speed obtained by adding the predetermined rotational speed ⁇ to the output-side rotational speed Ncl2out of the second clutch CL2 (however, a value lower than the idle rotational speed).
  • the second clutch CL2 is controlled to be slip-engaged with feedback control using a transmission torque capacity corresponding to the target drive torque.
  • the engine CL is slip-engaged with the target CL1 torque of the first clutch CL1 as (target drive torque ⁇ ) while the engine is operating, so that the engine E becomes the idling speed.
  • Use feedback control is performed in which the motor generator MG is set to a target rotational speed (a value lower than the idle rotational speed) obtained by adding the predetermined rotational speed ⁇ ′ to the output-side rotational speed Ncl2out of the second clutch CL2.
  • the second clutch CL2 is controlled to be slip-engaged with feedback control using a transmission torque capacity corresponding to the target drive torque.
  • the WSC travel mode by “WSC control” is characterized in that the engine E is maintained in an operating state and the first clutch CL1 is completely engaged.
  • the difference between the drive wheel speed and the engine speed can be absorbed by the slip of the second clutch CL2.
  • the target drive torque change can be dealt with by the torque capacity change of the second clutch CL2, the responsiveness to the target drive torque change is high.
  • the second clutch CL2 is slip-controlled as a transmission torque capacity corresponding to the target driving torque, and travels using the driving force of the engine E and / or the motor generator MG.
  • MWSC drive mode by“ MWSC control ” is characterized in that the first clutch CL1 that is completely engaged in the WSC drive mode is released.
  • “MWSC + CL1 slip control travel mode by“ MWSC + CL1 slip control ” is characterized in that the first clutch CL1 released in the MWSC travel mode is slip-engaged.
  • the motor torque of the motor generator MG can be reduced by adding the transmission torque capacity of the first clutch CL1 as the drive torque.
  • the second clutch CL2 is slip-controlled as a transmission torque capacity corresponding to the target driving torque, and travels using the driving force of the engine E and the motor generator MG.
  • the vehicle travels or generates electricity using the driving force of the engine E.
  • the engine speed is set to a predetermined value. While maintaining the lower limit rotational speed, the second clutch CL2 is slip-controlled, and the WSC traveling mode for traveling using the engine torque is selected.
  • the current accelerator opening APO and the current accelerator opening APO are displayed on the normal mode map (FIG. 10).
  • the WSC travel mode is selected.
  • the second clutch CL2 serves as a rotational difference absorbing element between the drive wheel rotational speed and the engine rotational speed, and the rotational difference can be absorbed by the slip of the second clutch CL2.
  • the second clutch CL2 Since the second clutch CL2 has a transmission torque capacity corresponding to the target drive torque, the drive torque requested by the driver can be transmitted to the drive wheels to start the vehicle.
  • the transmission torque capacity of the second clutch CL2 Because it is possible to respond to changes in the target driving torque due to changes in the accelerator opening APO and changes in the vehicle speed VSP by changing the transmission torque capacity of the second clutch CL2, without waiting for the driving force change due to the engine E, High responsiveness to changes in target drive torque.
  • the first clutch CL1 is released while the engine E is operated, and the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is controlled to the driver's target drive torque, while the rotation speed of the motor generator MG is the same as that of the second clutch CL2.
  • An MWSC driving mode was set in which feedback control is performed to a target rotational speed that is higher than the output rotational speed by a predetermined rotational speed.
  • the second clutch CL2 is slip-controlled while the rotational state of the motor generator MG is set to a rotational speed lower than the idle rotational speed of the engine.
  • the engine E switches to feedback control in which the idling speed is set as the target speed.
  • the engine speed was maintained by the rotational speed feedback control of the motor generator MG.
  • the first clutch CL1 is released, the engine speed cannot be controlled to the idle speed by the motor generator MG. Therefore, engine speed feedback control is performed by the engine E itself.
  • the flow of proceeding to step S810 in the flowchart of FIG. 8 is repeated, and the current accelerator is displayed on the MWSC-compatible mode map (FIG. 11).
  • the MWSC travel mode is selected.
  • the following advantages can be obtained when the MWSC travel mode is selected when starting up a slope.
  • (b) The durability of the switching element and the like can be improved by ensuring the rotation state of the motor generator MG.
  • the MWSC traveling mode cannot be maintained. Therefore, the WSC driving mode is forced to be selected, and the slip rotation speed of the second clutch CL2 increases (when the first clutch CL1 is fully engaged) when starting on an uphill road, and the durability of the second clutch CL2 is increased. Has an effect.
  • the current accelerator is displayed on the MWSC-compatible mode map (FIG. 11).
  • the MWSC + CL1 slip control travel mode is selected.
  • the slip amount ⁇ ′ of the second clutch CL2 in the MWSC + CL1 slip control travel mode is determined by the CL2 temperature at the time of mode transition from the MWSC travel mode. As a result, after the mode transition to the MWSC + CL1 slip control travel mode, the thermal load on the second clutch CL2 can be reduced (CL2 protection control) in the same manner as when the MWSC travel mode is selected.
  • the gradient estimation calculation unit 201 performs road surface gradient estimation calculation based on the difference between the G sensor value from the longitudinal acceleration sensor 26 and the wheel speed calculation acceleration / deceleration obtained by time differentiation of the front wheel speed vehicle speed from the wheel speed sensor 19. Is called.
  • the longitudinal acceleration sensor 26 hangs down the mass body in the direction of gravity, and detects the deflection angle of the mass body with respect to a reference line perpendicular to the road surface from the center of gravity of the vehicle body to an electrical signal. Therefore, when the vehicle stops or does not affect the vehicle body acceleration / deceleration, the mass body deflection angle directly matches the road surface gradient, and the G sensor from the longitudinal acceleration sensor 26 is used. The road surface gradient can be accurately detected by the value. It should be noted that the wheel speed calculation acceleration / deceleration becomes zero when the vehicle is stopped or traveling at a constant speed.
  • the wheel speed calculation acceleration / deceleration obtained by time differentiation of the front wheel speed vehicle speed from the wheel speed sensor 19 is used as a correction factor for estimating the road surface gradient when the vehicle is accelerated or decelerated.
  • the wheel speed sensor 19 for the left and right front wheels is used for road surface gradient estimation.
  • the road surface gradient is estimated based on the difference between the G sensor value and the wheel speed calculation acceleration / deceleration. For this reason, when the left and right front wheels are accelerated and slipped, the estimated road surface gradient is made smaller than the actual road surface gradient.
  • the road surface gradient estimation calculation is performed based on the difference between the G sensor value and the wheel speed calculation acceleration / deceleration. Done. For this reason, when the left and right front wheels decelerate and slip, the estimated road surface gradient is made larger than the actual road surface gradient.
  • the running mode control for example, a control example in which the calculated estimated gradient is used regardless of wheel slip and an engine start / stop request is made based on the gradient condition is used as a comparative example.
  • this comparative example for example, when the uphill road start is performed using the WSC traveling mode in which the engine is operated in accordance with the engine start request, when the left and right front wheels are accelerated and slipped immediately after the uphill road start, the estimated road surface gradient is An engine stop permission request is output when it becomes smaller than the actual road surface gradient.
  • the EV travel mode is selected as the target mode, the engine is stopped and the mode is changed from the WSC travel mode to the EV travel mode.
  • the HEV traveling mode is selected as the target mode, and the stopped engine is started again. That is, the mode transition is made from WSC travel mode ⁇ EV travel mode ⁇ HEV travel mode.
  • the road surface gradient when the road surface gradient is estimated based on the difference between the G sensor value and the wheel speed calculation acceleration / deceleration, the road surface greatly deviates from the actual road surface gradient when the driving mode control does not consider the wheel slip. Due to erroneous estimation of the gradient, the driving mode is unnecessarily switched, and the engine is stopped or started at an unintended timing.
  • the estimated road surface gradient at the time of the wheel slip is input information by including a gradient estimation wheel slip determination unit 202 that determines the difference between the estimated gradient caused by the wheel slip and the actual gradient.
  • a gradient estimation wheel slip determination unit 202 that determines the difference between the estimated gradient caused by the wheel slip and the actual gradient.
  • step S604 if the condition for determining the target acceleration in step S601 continues for a predetermined time or more, it is determined that there is a wheel slip, and the wheel slip determination flag is turned ON. In other words, during acceleration / deceleration traveling on a low ⁇ road, the target braking / driving force calculation acceleration / deceleration and the wheel speed calculation acceleration / deceleration substantially coincide with each other when no wheel slip occurs.
  • step S604 If the value obtained by subtracting the minimum value of the four wheel speeds from the maximum value of the four wheel speeds is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds from step S601 to step S602 to step S604 in the flowchart of FIG. In step S604, if the condition for determining the wheel speed deviation in step S602 continues for a predetermined time or more, it is determined that there is a wheel slip and the wheel slip determination flag is turned ON. That is, when no wheel slip occurs during turning, the value obtained by subtracting the minimum value of the four wheel speeds from the maximum value of the four wheel speeds is within the range of the wheel difference between the inner and outer wheels in full steering.
  • step S604 If the absolute value of the wheel speed calculation acceleration / deceleration is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds from step S601 to step S602 to step S603 to step S604 in the flowchart of FIG. In step S604, when the determination condition based on the wheel acceleration in step S603 continues for a predetermined time or more, it is determined that there is a wheel slip and the wheel slip determination flag is turned ON. That is, when a gentle acceleration / deceleration operation is performed, the absolute value of the wheel speed calculation acceleration / deceleration is less than a predetermined value.
  • the wheel slip determination is performed even if the left and right front wheels start an acceleration slip immediately after the uphill road start. Therefore, the engine start request is held as it is. Therefore, because the estimated gradient is reduced due to acceleration slip, the engine operation is maintained based on the engine start request from the engine start / stop request unit 204 even when the EV travel mode is selected as the target mode. That is, the WSC traveling mode is changed to the HEV traveling mode, and the traveling mode using the engine E is maintained by starting up the slope.
  • FIG. 15 is a time chart showing characteristics of the engine start request based on accelerator opening, vehicle speed, acceleration, gradient, wheel slip determination, and gradient when the vehicle is stepped on the uphill road in the 4WD hybrid vehicle equipped with the control device of the first embodiment. is there.
  • time t1 is an uphill starting start time
  • time t2 is a wheel slip determination time
  • time t3 is an engine stop permission request time
  • time t4 is an engine start request time
  • Time t5 is the return time to the normal estimated gradient.
  • an engine stop permission request was output from time t3 to t4, and engine E was stopped unnecessarily.
  • the engine start request is maintained after time t1, and unnecessary stop of the engine E is prevented.
  • the wheel slip determination flag 202 for estimating the slope is set so that one determination condition is satisfied and one determination condition satisfied state continues for a predetermined time.
  • the predetermined time is set to a time shorter than the time required until the engine start / stop gradient condition in the engine start / stop request unit 204 is satisfied. Therefore, the wheel slip determination timing (time t2 in FIG. 15) is earlier than the engine start / stop determination timing (time t3 in FIG. 15) based on the gradient condition by the engine start / stop request unit 204 (time difference ⁇ t in FIG. 15). ), Preventing the engine from starting / stopping unnecessarily.
  • the gradient estimation calculation unit 201 uses the G sensor filter value as the estimated gradient value first used after the wheel slip determination is canceled while the wheel slip determination flag is ON.
  • a configuration is adopted in which resetting (initialization) is performed with the estimated gradient calculated in this way (FIG. 5). For this reason, when a new calculation is started in the gradient estimation calculation unit 201 by canceling the determination of the wheel slip, the calculation result of the estimated gradient is not greatly different from the actual gradient, and the calculation of the estimated gradient is newly started smoothly.
  • Gradient estimation calculation means for performing road surface gradient estimation calculation based on the difference between the longitudinal acceleration sensor value from the longitudinal acceleration sensor 26 and the wheel speed acceleration / deceleration value obtained by time differentiation of the wheel speed sensor value from the wheel speed sensor 19 ( Gradient estimation calculation unit 201), Switching control between at least a motor travel mode in which the engine E is stopped and an engine travel mode in which the engine E is operated is performed using the estimated gradient from the gradient estimation calculation means (gradient estimation calculation unit 201) as input information.
  • Travel mode control means engine start / stop request unit 204, travel mode transition control unit 205
  • Wheel slip that is determined to be wheel slip when the absolute value of the difference between the target acceleration / deceleration obtained from the target braking / driving force and the wheel speed acceleration / deceleration value obtained based on the wheel speed sensor value exceeds a predetermined value.
  • Determination means grade estimation wheel slip determination unit 202, S601 ⁇ S604 in FIG. 6
  • the travel mode control means engine start / stop request unit 204, A driving mode maintaining means (request holding unit 203) for maintaining the driving mode selected by the driving mode transition control unit 205); (FIG. 4).
  • the wheel slip determining means includes a target acceleration / deceleration obtained from a target braking / driving force and a wheel speed acceleration / deceleration value obtained based on the wheel speed sensor value.
  • a target acceleration / deceleration obtained from a target braking / driving force
  • a wheel speed acceleration / deceleration value obtained based on the wheel speed sensor value.
  • the wheel slip determination means (gradient estimation wheel slip determination unit 202) is configured to detect the wheel speed sensor when a difference between a wheel speed maximum value and a wheel speed minimum value is less than a predetermined value among all wheel speeds.
  • a predetermined value a predetermined value obtained based on the value exceeds a predetermined value.
  • the hybrid vehicle (4WD hybrid vehicle) includes an engine E, a first clutch CL1, a motor (motor generator MG), a second clutch CL2, and driving wheels (left and right rear) in order from the upstream side to the downstream side of the driving system.
  • the travel mode control means releases the first clutch while the engine is in operation and rotates the motor at a speed lower than the predetermined number of revolutions when the estimated gradient exceeds a predetermined value when the normal mode map having the motor travel mode is selected.
  • the gradient estimation calculation unit (gradient estimation calculation unit 201), when the wheel slip determination unit (gradient estimation wheel slip determination unit 202) determines that the vehicle is slipping, the traveling mode control unit (engine The estimated gradient value output to the start / stop request unit 204 and the travel mode transition control unit 205) is set to zero, and the estimated gradient value used immediately after cancellation of the wheel slip determination is used as the longitudinal acceleration from the longitudinal acceleration sensor 19. Reset to the value of the estimated gradient using only the sensor value (FIG. 5). For this reason, in addition to the effects of (1) to (6), when a new calculation is started in the gradient estimation calculation unit 201 by canceling the wheel slip determination, the calculation result of the estimated gradient is not significantly different from the actual gradient. The calculation of the estimated gradient can be started smoothly.
  • the hybrid vehicle control device of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the invention according to each claim of the claims is described. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.
  • Example 1 shows an example in which the control device of the present invention is applied to a 4WD hybrid vehicle based on a rear wheel drive using one motor and two clutches. However, it can also be applied to FR hybrid vehicles and FF hybrid vehicles. Furthermore, the present invention can be applied to a parallel type hybrid vehicle other than one motor and two clutches, which can switch between the engine traveling mode and the motor traveling mode.

Abstract

 車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止すること。 駆動源としてエンジン(E)とモータジェネレータ(MG)を備えた4WDハイブリッド車両において、勾配推定演算部(201)と、走行モード制御部(204,205)と、勾配推定用車輪スリップ判定部(202)と、要求保持部(203)と、を備える。勾配推定演算部(201)は、前後加速度センサ値と車輪速センサ値の時間微分により求めた車輪速加減速度値の差分により路面勾配の推定演算を行う。走行モード制御部(204,205)は、推定勾配を入力情報とし、モータ走行モードとエンジン走行モードと、の切り替え制御を行う。勾配推定用車輪スリップ判定部(202)は、目標加減速度と車輪速加減速度値の差の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する。要求保持部(203)は、車輪スリップ判定時、走行モード制御部(204,205)により選択されている走行モードを維持する。

Description

ハイブリッド車両の制御装置
 本発明は、駆動源にエンジンとモータを備え、勾配要求により走行モードを切り替える制御を行うハイブリッド車両の制御装置に関する。
 駆動系の上流側から下流側に向かって順にエンジン、第1クラッチCL1、モータ、第2クラッチCL2、駆動輪を備えたハイブリッド車両において、駆動力伝達系負荷が大きいときに第2クラッチCL2の過剰な発熱を抑制することで第2クラッチCL2を保護するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
 上記第2クラッチCL2の保護は、駆動力伝達系負荷が所定値以上のとき、エンジンを作動させた状態で第1クラッチCL1を解放し、モータを所定回転数よりも低い回転数として第2クラッチCL2をスリップ締結するモータスリップ走行モード(以下、「MWSC走行モード」という。)を選択することでなされる。
特開2009-132195号公報
 しかしながら、従来装置にあっては、駆動力伝達系負荷として推定勾配を用い、前後Gセンサ値と車輪速微分値の差分により路面勾配の推定演算を行っている。このため、車輪スリップ時には、車輪速が実際の車速から乖離することで路面勾配を誤推定してしまい、この推定勾配を入力情報とする走行制御において、不必要に走行モードを切り替えてしまう、という問題がある。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明は、駆動源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車両を前提とする。このハイブリッド車両において、勾配推定演算手段と、走行モード制御手段と、車輪スリップ判定手段と、走行モード維持手段と、を備える。
前記勾配推定演算手段は、前後加速度センサからの前後加速度センサ値と、車輪速センサからの車輪速センサ値の時間微分により求めた車輪速加減速度値と、の差分により路面勾配の推定演算を行う。
前記走行モード制御手段は、前記勾配推定演算手段からの推定勾配を入力情報とし、少なくとも、前記エンジンを停止させたモータ走行モードと、前記エンジンを作動させたエンジン走行モードと、の切り替え制御を行う。
前記車輪スリップ判定手段は、目標制駆動力から求めた目標加減速度と、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値と、の差の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する。
前記走行モード維持手段は、前記車輪スリップ判定手段により車輪スリップであると判定されると、車輪スリップであると判定されるときに前記走行モード制御手段により選択されている走行モードを維持する。
 例えば、勾配推定に用いる車輪に制駆動トルクが入力することにより車輪スリップ(加速スリップと減速スリップを含む)が発生した時には、車輪速センサ値が実際の車速から乖離することで、車輪速センサ値を用いて演算される路面勾配を誤推定してしまう。このため、推定勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要に走行モードを切り替えてしまい、意図しないタイミングにてエンジンが始動/停止する。
この車輪スリップに着目すると、車輪スリップの非発生時には、目標加減速度と車輪速加減速度値がほぼ一致するが、車輪スリップの発生時には、車輪スリップが大きく発生するほど目標加減速度と車輪速加減速度値の差が拡大する。
よって、車輪スリップ判定手段において、目標加減速度と車輪速加減速度値との差の絶対値が所定値以上になったことで車輪スリップであると判定されると、走行モード維持手段において、車輪スリップであると判定されるときに走行モード制御手段により選択されている走行モードが維持される。
このように、車輪スリップを原因とする推定勾配と実勾配の乖離を判定する手段を備えることで、車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止することができる。
実施例1の制御装置が適用された後輪駆動ベースの4WDハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例1の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。 実施例1の統合コントローラに有する目標駆動トルク演算部にて目標駆動トルク演算に用いられる目標駆動トルクマップの一例を示す図である。 実施例1の統合コントローラに有するモード選択部の内部構成を示す制御ブロック図である。 実施例1のモード選択部における勾配推定演算部の構成を示す構成ブロック図である。 実施例1のモード選択部における勾配推定用車輪スリップ判定部での車輪スリップ判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のモード選択部における要求保持部でのエンジン始動/停止要求前回値保持処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のモード選択部における走行モード遷移制御部での走行モード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 図8の走行モード遷移制御処理にてモード選択条件となっている推定勾配とモードマップの関係をあらわす図である。 図8の走行モード遷移制御処理にてモード選択条件となっているステアリング角(絶対値)に対するCL2保護走行モード移行閾値の関係をあらわす図である。 図8の走行モード遷移制御処理にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップの一例を示す図である。 図8の走行モード遷移制御処理にて目標モードの選択に用いられるMWSC対応モードマップのパターン例1を示す図である。 図8の走行モード遷移制御処理にて目標モードの選択に用いられるMWSC対応モードマップのパターン例2を示す図である。 図8の走行モード遷移制御処理にて目標モードの選択に用いられるMWSC対応モードマップのパターン例3を示す図である。 WSC制御中の各アクチュエータの動作点を示す概略図である。 MWSC制御中の各アクチュエータの動作点を示す概略図である。 MWSC+CL1スリップ制御中の各アクチュエータの動作点を示す概略図である。 実施例1の制御装置を搭載した4WDハイブリッド車両で踏み込み登坂路発進時におけるアクセル開度・車速・加速度・勾配・車輪スリップ判定・勾配によるエンジン始動要求の各特性を示すタイムチャートである。
 以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
 まず、構成を説明する。
実施例1の4WDハイブリッド車両の制御装置の構成を、「システム構成」、「統合コントローラの制御構成」、「モード選択部の構成」、「勾配推定演算部の構成」、「勾配推定用車輪スリップ判定部の構成」、「勾配判定部の構成」、「走行モード遷移制御部の構成」に分けて説明する。
 [システム構成]
 図1は、実施例1の制御装置が適用された後輪駆動ベースの4WDハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図1に基づいて、システム構成(駆動系と制御系の構成)を説明する。
 前記4WDハイブリッド車両の後輪駆動系は、図1に示すように、エンジンEと、第1クラッチCL1と、モータジェネレータMG(モータ)と、第2クラッチCL2と、自動変速機ATと、リアプロペラシャフトRPSと、リアディファレンシャルRDと、左ドライブシャフトDRLと、右ドライブシャフトDRRと、左後輪RLと、右後輪RRと、を有する。
 前記4WDハイブリッド車両の前輪駆動系は、図1に示すように、リアプロペラシャフトRPSから分岐していて、第3クラッチCL3と、フロントプロペラシャフトFPSと、フロントディファレンシャルFDと、左ドライブシャフトDFLと、右ドライブシャフトDFRと、左前輪FLと、右前輪FRと、を有する。すなわち、トランスファクラッチである第3クラッチCL3の締結トルクに応じて自動変速機ATから出力される駆動力の一部を、左右前輪FL,FRに配分するというように、第3クラッチCL3を解放する後輪駆動状態から等配分による4輪駆動状態まで前後輪駆動力配分比を変更可能とする構成である。なお、前後輪駆動力配分制御では、例えば、発進時において、第3クラッチCL3を締結し、左右後輪RL,RRと左右前輪FL,FRに駆動力を配分する4輪駆動状態とすることで、発進加速性を確保する。
 前記エンジンEは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。
 前記第1クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第1クラッチコントローラ5からの制御指令に基づいて、第1クラッチ油圧ユニット6により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・解放が制御される。
 前記モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づいて、インバータ3により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ4からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(以下、この状態を「力行」と呼ぶ)、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ4を充電することもできる(以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ)。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
 前記第2クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づいて、第2クラッチ油圧ユニット8により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・解放が制御される。
 前記自動変速機ATは、前進7速後退1速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える変速機であり、第2クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦クラッチのうち、いくつかの摩擦クラッチを流用している。
 上記4WDハイブリッド駆動系は、第1クラッチCL1の締結・解放状態に応じて3つの走行モードを有する。第1走行モードは、第1クラッチCL1の解放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード(以下、「EV走行モード」と略称する。)である。第2走行モードは、第1クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード(以下、「HEV走行モード」と略称する。)である。第3走行モードは、第1クラッチCL1の締結状態で第2クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード(以下、「WSC走行モード」と略称する。)である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。なお、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第1クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。
 また、路面勾配が所定値以上の登坂路等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールドが行われるような場合、WSC走行モードにすると、第2クラッチCL2のスリップ量が過多の状態が継続されるおそれがある。なぜなら、エンジンEをアイドル回転数より小さくすることができないからである。そこで、CL2保護制御走行モードとして、CL1解放によるモータスリップ走行モード(以下、「MWSC走行モード」と略称する)と、CL1スリップ締結によるモータスリップ走行モード(以下、「MWSC+CL1スリップ制御走行モード」と略称する)と、を備える。「MWSC走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGを作動させたまま、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2をスリップ制御して走行する。「MWSC+CL1スリップ制御走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGを作動させたまま、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2をスリップ制御して走行する。なお、詳細については後述する。
 上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との3つの走行モードを有する。
「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの2つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ4の充電のために使用する。また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
 4WDハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントローラ5と、第1クラッチ油圧ユニット6と、ATコントローラ7と、第2クラッチ油圧ユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第1クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、互いの情報交換が可能なCAN通信線11を介して接続されている。
 前記エンジンコントローラ1は、エンジン回転数センサ12からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点(Ne:エンジン回転数,Te:エンジントルク)を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。更に詳細なエンジン制御内容については後述する。なお、エンジン回転数Ne等の情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
 前記モータコントローラ2は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ13からの情報を入力し、統合コントローラ10からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点(Nm:モータジェネレータ回転数,Tm:モータジェネレータトルク)を制御する指令をインバータ3へ出力する。なお、このモータコントローラ2では、バッテリ4の充電状態をあらわすバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの入力情報に用いると共に、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
 前記第1クラッチコントローラ5は、第1クラッチ油圧センサ14と第1クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ10からの第1クラッチ制御指令に応じ、第1クラッチCL1の締結・解放を制御する指令を第1クラッチ油圧ユニット6に出力する。なお、第1クラッチストロークC1Sの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
 前記ATコントローラ7は、アクセル開度センサ16と車速センサ17と第2クラッチ油圧センサ18と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報等を入力する。そして、統合コントローラ10からの第2クラッチ制御指令及び第3クラッチ制御指令に応じ、第2クラッチCL2及び第3クラッチCL3の締結・解放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第2クラッチ油圧ユニット8に出力する。なお、アクセル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
 前記ブレーキコントローラ9は、4輪の各車輪速を検出する車輪速センサ19とブレーキストロークセンサ20からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力(摩擦ブレーキによる制動力)で補うように、統合コントローラ10からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
 前記統合コントローラ10は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ21と、第2クラッチ出力回転数N2outを検出する第2クラッチ出力回転数センサ22と、第2クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第2クラッチトルクセンサ23およびCAN通信線11を介して得られた情報を入力する。加えて、操舵角センサ24と、第2クラッチCL2の温度を検知するCL2温度センサ25と、前後加速度を検出する前後加速度センサ26からの情報を入力する。また、統合コントローラ10は、エンジンコントローラ1への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ2への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第1クラッチコントローラ5への制御指令による第1クラッチCL1の締結・解放制御と、ATコントローラ7への制御指令による第2クラッチCL2の締結・解放制御と、ATコントローラ7への制御指令による第3クラッチCL3の締結トルク制御(前後輪駆動力配分制御)を行う。
 [統合コントローラの制御構成]
 図2は、実施例1の統合コントローラ10における演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。以下、図2及び図3に基づいて、統合コントローラ10の制御構成を説明する。
 前記統合コントローラ10は、図2に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。
 前記目標駆動トルク演算部100では、図3に示す目標駆動トルクマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標駆動トルクtFoOを演算する。
 前記モード選択部200は、推定された路面勾配(=推定勾配)に基づいて、通常モードマップ(図10)とMWSC対応モードマップ(図11)のうち、いずれかのマップを選択し、車速VSPとアクセル開度APOに応じて目標モードを出力する。なお、モード選択部200の詳しい構成の説明は後述する。
 前記目標充放電演算部300では、目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
 前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと、目標駆動トルクtFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第2クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第1クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンEを始動するエンジン始動制御部と、HEV走行モードからEV走行モードに遷移するときにエンジンEを停止するエンジン停止制御部と、が設けられている。
 前記変速制御部500では、所定のシフトスケジュールに沿って、目標第2クラッチ伝達トルク容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。なお、シフトマップは、車速VSPとアクセル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
 [モード選択部の構成]
 図4は、実施例1の統合コントローラ10に有するモード選択部200の内部構成を示す制御ブロック図である。以下、図4に基づき、モード選択部200の構成を説明する。
 前記モード選択部200は、図4に示すように、勾配推定演算部201(勾配推定演算手段)と、勾配推定用車輪スリップ判定部202(車輪スリップ判定手段)と、要求保持部203(走行モード維持手段)と、エンジン始動/停止要求部204(走行モード制御手段)と、走行モード遷移制御部205(走行モード制御手段)と、を備えている。
 前記勾配推定演算部201は、前後加速度センサ26からのGセンサ値(=前後加速度センサ値)と、車輪速センサ19からの前輪速車速(=前輪車輪速センサ値)の時間微分により求めた車輪速算出加減速度(=車輪速加減速度値)と、の差分により路面勾配の推定演算を行う(図5)。勾配推定演算部201にて演算された推定勾配は、勾配条件によるエンジン始動/停止要求部204と走行モード遷移制御部205に出力される。
 前記勾配推定用車輪スリップ判定部202は、目標駆動トルク、ブレーキ制動力、前後左右車輪速、ギア段等の必要情報を入力する。目標加速度による判定条件と、車輪速偏差による判定条件と、車輪加速度による判定条件と、のうち少なくとも1つの条件が成立し、1つの判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると車輪スリップ有りとの判定結果(車輪スリップ判定フラグ=ON)を、勾配推定演算部201と要求保持部203に対して出力する(図6)。また、車輪スリップ判定が解除されると、勾配推定演算部201と要求保持部203に対して車輪スリップ判定フラグ=OFFを出力する。つまり、車輪スリップ判定フラグ=OFFは、車輪スリップ無しとの判定結果をあらわす。
 前記要求保持部203は、勾配推定用車輪スリップ判定部202から車輪スリップ判定フラグ=ONを入力すると、エンジン始動/停止要求前回値を保持する指令をエンジン始動/停止要求部204に出力する(図7)。
 前記エンジン始動/停止要求部204は、勾配推定演算部201からの推定勾配を入力し、推定勾配がエンジン始動要求閾値以上になったらエンジン始動要求を走行モード遷移制御部205に対し出力する。また、推定勾配がエンジン停止許可閾値未満になったらエンジン停止許可要求を走行モード遷移制御部205に対し出力する。
 前記走行モード遷移制御部205は、勾配推定演算部201からの推定勾配とエンジン始動/停止要求部204からのエンジン始動/停止要求を入力する。そして、通常モードマップとMWSC対応モードマップの切り替え制御を行う(図8)。そして、選択されたMWSC対応モードマップ又は通常モードマップにおいて、車速VSPとアクセル開度APOにより決まる動作点に基づき走行モードを選択する。この選択した走行モードに、エンジン始動要求又はエンジン停止許可要求を加えて走行モードを決定し、決定した走行モードを目標モードとして出力する。
 [勾配推定演算部の構成]
 図5は、実施例1のモード選択部200における勾配推定演算部201の構成を示す構成ブロック図である。以下、図5に基づき、勾配推定演算部201の構成を説明する。
 前記勾配推定演算部201は、図5に示すように、1次フィルタ201aと、1次フィルタ+微分器201bと、減算器201cと、1次フィルタ201dと、外部出力切替器201eと、を備えている。
 前記1次フィルタ201aでは、Gセンサ値を1次フィルタ処理することでGセンサフィルタ値を取得し、減算器201cへ出力する。
 前記1次フィルタ+微分器201bでは、前輪速車速を1次フィルタ処理した前輪速車速フィルタ値を時間微分することにより車輪速算出加減速度を取得し、減算器201cへ出力する。
 前記減算器201cでは、1次フィルタ201aからのGセンサフィルタ値から、1次フィルタ+微分器201bからの車輪速算出加減速度を差し引く差分処理により、推定勾配値を取得し、1次フィルタ201dに出力する。
 前記1次フィルタ201dは、減算器201cからの推定勾配値を1次フィルタ処理することで推定勾配フィルタ値(=推定勾配)を取得し、外部出力切替器201eに出力する。
 前記外部出力切替器201eは、勾配推定用車輪スリップ判定部202から車輪スリップ判定フラグ=OFFが出力されていると、1次フィルタ201dからの推定勾配をそのまま外部出力用推定勾配として出力する。しかし、車輪スリップ判定フラグ=ONが出力されていると、外部出力用推定勾配としてゼロの値を出力する側に切り替える。ここで、車輪スリップ判定フラグ=ONである車輪スリップ中は、車輪速を使った車輪速算出加減速度を使用しない。代わりに、車輪スリップ中は、加減速があまり大きくないため、Gセンサフィルタ値を使用して推定勾配を演算し、それまで内部に留保されていた推定勾配演算の積分値(車輪スリップの判定が解除された後、最初に用いる推定勾配の値)を、Gセンサフィルタ値を使用して演算された推定勾配によりリセット(初期化)しておく。なお、車輪スリップ中は、外部出力用推定勾配をゼロにするが、Gセンサフィルタ値を使用して演算される推定勾配を、モニタ用推定勾配として用いる。
 [勾配推定用車輪スリップ判定部の構成]
 図6は、実施例1のモード選択部200における勾配推定用車輪スリップ判定部202での車輪スリップ判定処理の流れを示すフローチャートである。以下、勾配推定用車輪スリップ判定部202の構成をあらわす図6の各ステップを説明する。
 ステップS601では、目標制駆動力算出加減速度と車輪速算出加減速度との差の絶対値が、所定値以上であるか否かを判断する。YES(|目標制駆動力算出加減速度-車輪速算出加減速度|≧所定値)の場合はステップS604へ進み、NO(|目標制駆動力算出加減速度-車輪速算出加減速度|<所定値)の場合はステップS602へ進む。
ここで、所定値としては、例えば、0.4G程度の値に設定される。
 ステップS602では、ステップS601での|目標制駆動力算出加減速度-車輪速算出加減速度|<所定値であるとの判断に続き、車輪速度4輪最大値から車輪速度4輪最小値を差し引いた値が、所定値以上であるか否かを判断する。YES(車輪速度4輪最大値-車輪速度4輪最小値≧所定値)の場合はステップS604へ進み、NO(車輪速度4輪最大値-車輪速度4輪最小値<所定値)の場合はステップS603へ進む。
ここで、所定値としては、例えば、(フル転舵の内外輪差+α)で与える。
 ステップS603では、ステップS602での車輪速度4輪最大値-車輪速度4輪最小値<所定値であるとの判断に続き、車輪速算出加減速度の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する。YES(|車輪速算出加減速度|≧所定値)の場合はステップS604へ進み、NO(|車輪速算出加減速度|<所定値)の場合はエンドへ進む。
ここで、所定値としては、例えば、1.0G程度の値に設定される。
 ステップS604では、ステップS601、或いは、ステップS602、或いは、ステップS603でのYESの判断に続き、ステップS601とステップS602とステップS603とのうち、何れかの判断条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りと判定し、エンドへ進む。
ここで、所定時間は、エンジン始動/停止要求部204でのエンジン始動/停止の勾配条件が成立するまでに要する時間よりも短い時間に設定する。
 このように、勾配推定用車輪スリップ判定部202は、目標加速度による判定条件(ステップS601)と、車輪速偏差による判定条件(ステップS602)と、車輪加速度による判定条件(ステップS603)のうち、何れかの1つの条件が成立し、かつ、1つの条件成立状態が所定時間継続することを、車輪スリップ有りという判定結果(車輪スリップ判定フラグ=ON)の出力条件とする。
 そして、車輪スリップ有りの判定中(車輪スリップ判定フラグ=ON)における車輪スリップ解除判定条件としては、例えば、下記の条件を用いる。
・停車後、一定時間以上経過しているとき(停車による判定)。
・車輪スリップが判定された後、2速以上のギア段による走行状態が所定時間(msec単位)以上経過しているとき(ギア段と時間による判定)。
・車輪スリップ有りと判定された後、2速以上のギア段による走行状態が所定時間(分単位)以上経過しているとき(タイムアウトによる判定)。なお、このタイムアウトによる判定のときは、一旦解除し、再度勾配判定を試みる。
 [勾配判定部の構成]
 図7は、実施例1のモード選択部200における要求保持部203でのエンジン始動/停止要求前回値保持処理の流れを示すフローチャートである。以下、要求保持部203の構成をあらわす図7の各ステップについて説明する。
 ステップS701では、車輪スリップ判定フラグのON/OFFにより、車輪スリップ有りと判定されたか否かを判断する。YES(車輪スリップ判定フラグ=ON)の場合はステップS702へ進み、NO(車輪スリップ判定フラグ=OFF)の場合はエンドへ進む。
 ステップ702では、ステップS701での車輪スリップ判定フラグ=ONであるとの判断に続き、走行モード遷移制御部205に対し、勾配条件によるエンジン始動/停止判定前回値を保持する指令を出力し、エンドへ進む。
 このように、要求保持部203は、車輪スリップ判定フラグがOFF→ONになると、勾配条件によるエンジン始動/停止要求前回値を保持し、車輪スリップ判定フラグ=ONである限り、エンジン始動/停止要求前回値をそのまま保持する。
 [走行モード遷移制御部の構成]
 図8は、実施例1のモード選択部200における走行モード遷移制御部205での走行モード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図8に基づき、走行モード遷移制御部205の構成をあらわす各ステップについて説明する。
 ステップS801では、通常モードマップが選択されているか否かを判断する。YES(通常モードマップの選択)のときはステップS802へ進み、NO(MWSC対応モードマップの選択)のときはステップS811へ進む(図9A)。
 ここで、「通常モードマップ」は、図10に示すように、マップ内に、EV走行モードとWSC走行モードとHEV走行モードを有し、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。この通常モードマップにおいて、HEV→WSC切替線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが1速段のときに、エンジンEのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動力を要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。
 一方、「MWSC対応モードマップ」は、図11Aに示す第1スケジュールと、図11Bに示す第2スケジュールと、図11Cに示す第3スケジュールと、を有する。
第1スケジュールは、図11Aに示すように、マップ内に、WSC走行モードと、MWSC走行モードと、MWSC+CL1スリップ制御走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセル開度APOと車速VSPとから目標モードを演算する。
第2スケジュールは、図11Bに示すように、マップ内に、MWSC走行モードと、MWSC+CL1スリップ制御走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセル開度APOと車速VSPとから目標モードを演算する。
第3スケジュールは、図11Cに示すように、マップ内に、WSC走行モードと、EV走行モードと、MWSC+CL1スリップ制御走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセル開度APOと車速VSPとから目標モードを演算する。
これら第1~第3スケジュールは、車種毎のモータジェネレータMGや第1クラッチCL1や第2クラッチCL2等の条件により選択しても良いし、1つのハイブリッド車両で第1~第3スケジュールの少なくとも2つのスケジュールを使い分けても良い。
 ステップS802では、ステップS801での通常モードマップの選択であるという判断に続き、WSC走行モードが選択されているか否かを判断する。YES(WSC走行モード選択)の場合はステップS803へ進み、NO(WSC走行モード以外選択)の場合はステップS820へ進んで通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
ここで、初期状態がWSC走行モードの選択状態であるときには問題ないが、初期状態がEV走行モードの選択状態であるときには、アクセル踏み込み操作によりEV走行モードからWSC走行モードへとモード遷移するまで待たれる(図10参照)。
 ステップS803では、ステップS802でのWSC走行モード選択であるとの判断に続き、CL2温度センサ25からのCL2温度が所定値以上であるか否かを判断する。YES(CL2温度≧所定値)の場合はステップS804へ進み、NO(CL2温度<所定値)の場合はステップS820へ進んで通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
ここで、所定値は、CL2保護走行モード(MWSC走行モード及びMWSC+CL1スリップ制御走行モード)へ移行し、第2クラッチCL2に加わるスリップ締結による熱負荷を軽減し、第2クラッチCL2を保護する必要があるCL2温度に設定される。
 ステップS804では、ステップS803でのCL2温度≧所定値であるとの判断に続き、MWSC対応モードマップに移行する推定勾配の第2閾値g2を、ステアリング角(絶対値)により変更設定し、ステップS805へ進む。
ここで、第2閾値g2の変更設定は、図9Bに示すように、操舵角センサ24からのステアリング角(絶対値)が、ステアリング角判定閾値以下のときには直進登坂路に基づき設定された値とし、操舵判定閾値を超える領域にて、一定の低下幅により低下させるようにしている。
 ステップS805では、ステップS804でのステアリング操作による第2閾値g2の変更設定に続き、推定勾配が、変更設定後の第2閾値g2以上であるか否かを判断する。YES(推定勾配≧g2)のときはステップS806へ進み、NO(推定勾配<g2)のときはステップS820へ進んで通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
 ステップS806では、ステップS805でのYESの判断に続き、通常モードマップからMWSC対応モードマップに切り替え、ステップS807へ進む。
 ステップS807では、ステップS806でのモードマップ切り替え、あるいは、ステップS816でのNOとの判断に続き、現在のアクセル開度APOと車速VSPにより決定される動作点が、MWSC走行モード領域内にあるか否かを判断する。YES(MWSC走行モード領域内)のときはステップS808へ進み、NO(MWSC走行モード領域外)のときはステップS811へ進む。
 ステップS808では、ステップS807でのYESの判断に続き、バッテリSOCが所定値Aよりも大きいか否かを判断する。YES(バッテリSOC>A)のときはステップS809へ進み、NO(バッテリSOC≦A)のときはステップS814へ進む。
ここで、所定値Aとは、モータジェネレータMGのみによって駆動力を確保することが可能か否かを判断するための閾値である。バッテリSOCが所定値Aよりも大きいときはモータジェネレータMGのみによって駆動力を確保できる状態であり、所定値A以下のときはバッテリ4への充電が必要であるため、MWSC走行モードの選択を禁止する。
 ステップS809では、ステップS808でのYESの判断に続き、第2クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が所定値B未満か否かを判断する。YES(TCL2<B)のときはステップS810へ進み、NO(TCL2≧B)のときはステップS814へ進む。
ここで、所定値Bとは、モータジェネレータMGに過剰な電流が流れないことをあらわす所定値である。モータジェネレータMGは回転数制御されるため、モータジェネレータMGに発生するトルクは、モータジェネレータMGに作用する駆動力伝達系負荷以上となる。
言い換えると、モータジェネレータMGは第2クラッチCL2をスリップ状態となるように回転数制御されるため、モータジェネレータMGには第2クラッチ伝達トルク容量TCL2よりも大きなトルクが発生する。よって、第2クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が過剰なときは、モータジェネレータMGに流れる電流が過剰となり、スイッチング素子等の耐久性が悪化する。この状態を回避する為に所定値B以上のときはMWSC走行モードの選択を禁止する。
 ステップS810では、ステップS809でのYESの判断に続き、MWSC制御処理を実行し、リターンへ進む。
MWSC制御処理は、具体的に、エンジン動作状態のまま第1クラッチCL1を解放し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とし、モータジェネレータMGを第2クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数βを加算した目標回転数(ただし、アイドル回転数よりも低い値)とするフィードバック制御とし、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。なお、通常モードマップにはMWSC走行モードが設定されていないことから、ステップS810におけるMWSC制御処理にはWSC走行モードやアイドル発電モードからのモード遷移処理が含まれる。
 ステップS811では、ステップS807でのNOの判断に続き、現在のアクセル開度APOと車速VSPにより決定される動作点が、MWSC+CL1スリップ制御走行モード領域内にあるか否かを判断する。YES(MWSC+CL1スリップ制御走行モード領域内)のときはステップS812へ進み、NO(MWSC+CL1スリップ制御走行モード領域外)のときはステップS813へ進む。
 ステップS812では、ステップS811でのYESの判断に続き、MWSC+CL1スリップ制御処理を実行し、リターンへ進む。
MWSC+CL1スリップ制御処理は、具体的に、エンジン動作状態のまま第1クラッチCL1の目標CL1トルクを要求トルクとしてスリップ締結し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とし、モータジェネレータMGを第2クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数β’を加算した目標回転数(ただし、アイドル回転数よりも低い値)とするフィードバック制御とし、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。なお、目標CL1トルクとしては、例えば、モータトルクの低減要求時には(目標駆動トルク-α)とし、モータトルクのゼロ要求時には(目標駆動トルク)とし、発電要求時には(目標駆動トルク+発電トルク)とする。また、所定回転数β’(=CL2スリップ量)は、例えば、CL2温度が高いほど、低い回転数に設定する。
 ステップS813では、ステップS811でのNOの判断に続き、現在のアクセル開度APOと車速VSPにより決定される動作点が、WSC走行モード領域内にあるか否かを判断する。YES(WSC走行モード領域内)のときはステップS814へ進み、NO(WSC走行モード領域外)のときはHEV走行モード領域内にあると判断してステップS815へ進む。
 ステップS814では、ステップS813でのYESの判断に続き、WSC制御処理を実行し、リターンへ進む。
WSC制御処理は、具体的に、第1クラッチCL1を完全締結し、エンジンEを目標トルクに応じたフィードフォワード制御とし、モータジェネレータMGをアイドル回転数となるフィードバック制御とし、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。なお、EV走行モードが設定されていないMWSC対応モードマップの場合には、ステップS814におけるWSC制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
 ステップS815では、ステップS813でのNOの判断に続き、HEV制御処理を実行し、リターンへ進む。
HEV制御処理は、具体的に、第1クラッチCL1を完全締結し、エンジンE及びモータジェネレータMGを目標駆動トルクに応じたトルクとなるようにフィードフォワード制御し、第2クラッチCL2を完全締結する。なお、EV走行モードが設定されていないMWSC対応モードマップの場合には、ステップS812におけるHEV制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
 ステップS816では、ステップS801でのNOの判断に続き、推定勾配が第1閾値g1未満か否かを判断する。YES(推定勾配<g1)のときはステップS817へ進み、NO(推定勾配≧g1)のときはステップS807に進んでMWSC対応モードマップによる制御を継続する。
 ステップS817では、ステップS816でのYESの判断に続き、MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り替え、ステップS818へ進む。
 ステップS818では、ステップS817でのマップ切り替えに続き、マップ切り替えに伴って走行モードが変更されたか否かを判断する。YES(走行モード変更有り)のときはステップS819へ進み、NO(走行モード変更無し)のときはステップS820に進む。
なお、MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り替えると、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移、WSC走行モードからEV走行モードへの遷移、HEV走行モードからEV走行モードへの遷移、等が生じ得るからである。
 ステップS819では、ステップS818でのYESの判断に続き、走行モード変更処理を実行し、ステップS820へ進む。
具体的には、例えば、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移時には、モータジェネレータMGの目標回転数をアイドル回転数に変更し、同期した段階で第1クラッチCL1を締結する。そして、エンジン制御をアイドル回転数フィードバック制御から目標エンジントルクフィードフォワード制御に切り替える。
 ステップS820では、ステップS802,S803,S805でのNOの判断、あるいは、ステップS818でのNOの判断、あるいは、ステップS819での走行モード変更処理に続き、通常モードマップに基づく制御処理を実行し、リターンへ進む。
 このように、走行モード遷移制御部205では、通常モードマップの選択時、推定勾配≧g2になると、MWSC対応モードマップを選択して目標モードを出力し、MWSC対応モードマップの選択時、推定勾配<g1になると、通常モードマップを選択して目標モードを出力する。
 次に、作用を説明する。
実施例1の4WDハイブリッド車両の制御装置における作用を、「WSC制御・MWSC制御・MWSC+CL1スリップ制御の対比」、「WSC走行モードの作用」、「MWSC走行モードの作用」、「MWSC+CL1スリップ制御走行モードの作用」、「背景技術と比較例の課題」、「車輪スリップ判定によるエンジン始動/停止要求保持作用」に分けて説明する。
 [WSC制御・MWSC制御・MWSC+CL1スリップ制御の対比]
 図12はWSC制御中の各アクチュエータの動作点、図13はMWSC制御中の各アクチュエータの動作点、図14は、MWSC+CL1スリップ制御中の各アクチュエータの動作点を示す概略図である。以下、図12~図14に基づき、WSC制御・MWSC制御・MWSC+CL1スリップ制御を対比して説明する。
 「WSC制御」は、図12に示すように、第1クラッチCL1を完全締結し、エンジンEを目標エンジントルクに応じたフィードフォワード制御とし、モータジェネレータMGをアイドル回転数となるフィードバック制御とする。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とし、スリップ締結する制御である。
 「MWSC制御」は、図13に示すように、エンジン動作状態のまま第1クラッチCL1を解放し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とする。そして、モータジェネレータMGを第2クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数βを加算した目標回転数(ただし、アイドル回転数よりも低い値)とするフィードバック制御とする。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とし、スリップ締結する制御である。
 「MWSC+CL1スリップ制御」は、図14に示すように、エンジン動作状態のまま第1クラッチCL1の目標CL1トルクを(目標駆動トルク-α)としてスリップ締結し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とする。そして、モータジェネレータMGを第2クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数β’を加算した目標回転数(ただし、アイドル回転数よりも低い値)とするフィードバック制御とする。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とし、スリップ締結する制御である。なお、所定回転数β’(=CL2スリップ量)は、第2クラッチCL2の発熱量が高いほど、低い回転数に設定する。
 「WSC制御」によるWSC走行モードは、エンジンEが作動した状態を維持している点と第1クラッチCL1を完全締結にしている点に特徴がある。WSC走行モードでは、駆動輪回転数とエンジン回転数の差を第2クラッチCL2のスリップにより吸収できる。更に、目標駆動トルク変化に第2クラッチCL2のトルク容量変化で対応することができるので、目標駆動トルク変化に対する応答性が高い。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジンE及び/又はモータジェネレータMGの駆動力を用いて走行する。
 「MWSC制御」によるMWSC走行モードは、WSC走行モードで完全締結にしている第1クラッチCL1を解放している点に特徴がある。MWSC走行モードでは、エンジンEのアイドル回転数に拘束されることなく、モータジェネレータMGの回転数制御によりスリップ量をコントロールできるので、WSC走行モードに比べて第2クラッチCL2のスリップ量(=β)を低減することができる。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、モータジェネレータMGの駆動力を用いて走行する。
 「MWSC+CL1スリップ制御」によるMWSC+CL1スリップ制御走行モードは、MWSC走行モードで解放にしている第1クラッチCL1をスリップ締結にしている点に特徴がある。MWSC+CL1スリップ制御走行モードでは、MWSC走行モードと同様に第2クラッチCL2のスリップ量(=β’)を低減することができる。更に、駆動トルクとして第1クラッチCL1の伝達トルク容量分が加わることで、モータジェネレータMGのモータトルクを低減することができる。そして、第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジンEとモータジェネレータMGの駆動力を用いて走行する。あるいは、エンジンEの駆動力を用いて走行又は発電走行する。
 [WSC走行モードの作用]
 まず、WSC走行モード領域を設定した理由について説明する。実施例1のような4WDハイブリッド車両では、トルクコンバータのように回転数差を吸収する要素が存在しないため、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2を完全締結すると、エンジンEの回転数に応じて車速が決まってしまう。エンジンEには、自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在し、このアイドル回転数は、エンジンの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると更に下限値が高くなる。また、目標駆動トルクが高い状態では素早くHEV走行モードに遷移できない場合がある。
 一方、EV走行モードでは、第1クラッチCL1を解放するため、上記エンジン回転数による下限値に伴う制限はない。しかしながら、バッテリSOCに基づく制限によってEV走行モードによる走行が困難な場合や、モータジェネレータMGのみで目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジンEによって安定したトルクを発生する以外に手段がない。
 そこで、上記下限値に相当する車速よりも低車速領域であって、かつ、EV走行モードによる走行が困難な場合やモータジェネレータMGのみでは目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジン回転数を所定の下限回転数に維持し、第2クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジントルクを用いて走行するWSC走行モードを選択する。
 実施例1では、通常モードマップが選択されていて、図8のフローチャートのステップS820へと進む流れが繰り返されるときであって、通常モードマップ(図10)上で、現在のアクセル開度APOと車速VSPによる動作点がWSC走行モード領域内にあるとき、WSC走行モードが選択される。
 したがって、平坦路発進時等でWSC走行モードが選択されると、下記のメリットを得ることができる。
(a)第2クラッチCL2が駆動輪回転数とエンジン回転数の回転差吸収要素となり、第2クラッチCL2のスリップにより回転差を吸収できる。
(b)第2クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としているため、ドライバが要求する駆動トルクを駆動輪へ伝達しての発進を行うことができる。
(c)アクセル開度APOの変化や車速VSPの変化による目標駆動トルク変化に対し、エンジンEによる駆動力変化を待つことなく、第2クラッチCL2の伝達トルク容量変化で対応することができるので、目標駆動トルク変化に対する応答性が高い。
 [MWSC走行モード作用]
 まず、MWSC走行モード領域を設定した理由について説明する。走行路面の推定勾配が所定勾配(g1もしくはg2)より大きいときに、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態もしくは微速発進状態に維持しようとすると、平坦路に比べて大きな駆動力が要求される。なぜなら、自車両に加わる勾配負荷に対抗する必要があるからである。
 第2クラッチCL2のスリップによる発熱を回避する観点から、バッテリSOCに余裕があるときはEV走行モードを選択することも考えられる。このとき、EV走行モード領域からWSC走行モード領域に遷移したときにはエンジン始動を行う必要があり、モータジェネレータMGはエンジン始動用トルクを確保した状態で駆動トルクを出力するため、駆動トルク上限値が不要に狭められる。
 また、EV走行モードにおいてモータジェネレータMGにトルクだけを出力し、モータジェネレータMGの回転を停止もしくは極低速回転すると、インバータのスイッチング素子にロック電流が流れ(電流が1つの素子に流れ続ける現象)、耐久性の低下を招くおそれがある。
 また、1速でエンジンEのアイドル回転数に相当する下限車速VSP1よりも低い領域(図11のVSP2以下の領域)において、エンジンE自体は、アイドル回転数より低下させることができない。このとき、WSC走行モードを選択すると、第2クラッチCL2のスリップ量が大きくなり、第2クラッチCL2の耐久性に影響を与えるおそれがある。
 特に、登り勾配路では、平坦路に比べて大きな駆動力が要求されていることから、第2クラッチCL2に要求される伝達トルク容量は高くなり、高トルクで高スリップ量の状態が継続されることは、第2クラッチCL2の耐久性の低下を招きやすい。また、車速の上昇もゆっくりとなることから、HEV走行モードへの遷移までに時間がかかり、更に発熱するおそれがある。
 そこで、エンジンEを作動させたまま、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2の伝達トルク容量を運転者の目標駆動トルクに制御しつつ、モータジェネレータMGの回転数が第2クラッチCL2の出力回転数よりも所定回転数高い目標回転数にフィードバック制御するMWSC走行モードを設定した。
 言い換えると、モータジェネレータMGの回転状態をエンジンのアイドル回転数よりも低い回転数としつつ第2クラッチCL2をスリップ制御するものである。同時に、エンジンEはアイドル回転数を目標回転数とするフィードバック制御に切り替える。WSC走行モードでは、モータジェネレータMGの回転数フィードバック制御によりエンジン回転数が維持されていた。これに対し、第1クラッチCL1が解放されると、モータジェネレータMGによってエンジン回転数をアイドル回転数に制御できなくなる。よって、エンジンE自体によりエンジン回転数フィードバック制御を行う。
 実施例1では、MWSC対応モードマップが選択されていて、図8のフローチャートのステップS810へと進む流れが繰り返されるときであって、かつ、MWSC対応モードマップ(図11)上で、現在のアクセル開度APOと車速VSPによる動作点がMWSC走行モード領域内にあるとき、MWSC走行モードが選択される。
 したがって、登坂路発進時等でMWSC走行モードが選択されると、下記のメリットを得ることができる。
(a)エンジンEが作動状態であることからモータジェネレータMGにエンジン始動分の駆動トルクを残しておく必要が無く、モータジェネレータMGの駆動トルク上限値を大きくすることができる。具体的には、目標駆動トルク軸で見たときに、EV走行モードの領域よりも高い目標駆動トルクに対応できる。
(b)モータジェネレータMGの回転状態を確保することでスイッチング素子等の耐久性を向上できる。
(c)アイドル回転数よりも低い回転数でモータジェネレータMGを回転することから、第2クラッチCL2のスリップ量を小さくすることが可能となり、第2クラッチCL2の耐久性の向上を図ることができる(CL2保護制御)。
 [MWSC+CL1スリップ制御走行モード作用]
 まず、MWSC+CL1スリップ制御走行モード領域を設定した理由について説明する。MWSC走行モードでは、モータジェネレータMGを用いて第2クラッチCL2のスリップ回転数の低減を行っている。このため、モータジェネレータMGの出力制限や、バッテリ4の出力制限があった場合には、MWSC走行モードを適用することができない。
 そこで、MWSC走行モードを適用できない制限時において、例えば、第2クラッチCL2を完全締結し、第1クラッチCL1にて発進時のスリップ制御を行うようにした走行モードを想定する。この走行モードの場合、第1クラッチCL1のスリップ量が増大し、第1クラッチCL1の耐久性への影響がある。また、第2クラッチCL2を完全締結状態にすると、再度、第2クラッチCL2をスリップへ移行する時に段差がある。さらに、発電を実施する際に、第1クラッチトルクとのバランスを取る必要がある。
 したがって、モータジェネレータMGのモータトルクが、ドライバの要求駆動トルク(=目標駆動トルク)相当を確保できないときは、MWSC走行モードを維持することができない。よって、WSC走行モードの選択を余儀なくされることになり、登坂路発進時等において、第2クラッチCL2のスリップ回転数が増大し(第1クラッチCL1の完全締結)、第2クラッチCL2の耐久性に影響がある。
 すなわち、モータトルクがドライバの要求駆動トルク(=目標駆動トルク)相当を確保できず、MWSC走行モードを維持することができないとき、MWSC走行モードに代わる走行モードが必要であり、このとき、MWSC+CL1スリップ制御走行モードを選択する。
 実施例1では、MWSC対応モードマップが選択されていて、図8のフローチャートのステップS812へと進む流れが繰り返されるときであって、かつ、MWSC対応モードマップ(図11)上で、現在のアクセル開度APOと車速VSPによる動作点がMWSC+CL1スリップ制御走行モード領域内にあるとき、MWSC+CL1スリップ制御走行モードが選択される。
 次に、MWSC+CL1スリップ制御走行モードの選択により、なぜモータトルクが低減されるかの理由を説明する。
 エンジン軸周りの運動方程式は、
Teng-Tcl1=Ieng・dωeng       …(1)
 モータ軸周りの運動方程式は、
Tmg+Tcl1-Tcl2=Img・dωmg     …(2)
であらわされる。但し、
Teng:エンジントルク
Tmg:モータトルク
Tcl1:CL1トルク容量
Tcl2:CL2トルク容量
Ieng:エンジンイナーシャ
Img:モータイナーシャ
dωeng:エンジン回転角加速度
dωmg:モータ回転角加速度
である。
 MWSCモードの場合は、Tcl1=0であるため、上記(1)式は、
Teng=Ieng・dωeng       …(1-1)
となり、上記(2)式は、
Tmg-Tcl2=Img・dωmg     …(2-1)
となる。よって、MWSCモードを選択した場合、(2-1)式から明らかなように、CL2トルク容量Tcl2に対抗できるだけのモータトルクTmgが必要である。
 これに対し、MWSC+CL1スリップ制御走行モードの場合、Tcl1>0であるため、上記(2)式から明らかなように、モータトルクTmgとCL1トルク容量Tcl1を合算したトルクにより、CL2トルク容量Tcl2に対抗する。よって、モータトルクTmgを、CL1トルク容量Tcl1(>0)の分だけ減少させることができる。
 したがって、登坂路発進時等でMWSC+CL1スリップ制御走行モードが選択されると、下記のメリットを得ることができる。
(a)MWSC+CL1スリップ制御走行モードが選択されると、第1クラッチCL1がスリップすることで、モータジェネレータMGのモータトルクが低減される。この結果、モータジェネレータMGの耐久性向上や消費電力の低減を図ることができる。
(b)MWSC走行モードが選択されるアクセル開度上限値APO1以上でMWSC+CL1スリップ制御走行モードを選択することで、モータジェネレータMGが使える間はMWSC走行モードの選択が維持される。この結果、長時間にわたるMWSC+CL1スリップ制御走行モードの選択による第1クラッチCL1の負荷を低減できる。
(c)MWSC+CL1スリップ制御走行モードでの第2クラッチCL2のスリップ量β’は、MWSC走行モードからのモード遷移時のCL2温度により決める。この結果、MWSC+CL1スリップ制御走行モードへのモード遷移後、MWSC走行モードの選択時と同様に第2クラッチCL2の熱負荷を低減できる(CL2保護制御)。
 [背景技術と比較例の課題]
 まず、路面勾配の推定演算について説明する。
勾配推定演算部201では、前後加速度センサ26からのGセンサ値と、車輪速センサ19からの前輪速車速の時間微分により求めた車輪速算出加減速度と、の差分により路面勾配の推定演算が行われる。
 ここで、前後加速度センサ26は、質量体を重力方向に垂下し、車体の重心位置から路面へ垂直な基準線に対する質量体の振れ角度を電気的信号に変換して検出している。したがって、質量体の振れ角度に対して車両の加減速影響を与えない停車時や定速走行時においては、質量体の振れ角度が、そのまま路面勾配と一致し、前後加速度センサ26からのGセンサ値により路面勾配を精度良く検出できる。なお、この停車時や定速走行時には、車輪速算出加減速度がゼロになる。
 しかし、車両が加速すると、質量体が車両後方側に振れると共に車体のフロント側がアップするピッチ挙動が加わって、前後加速度センサ26からのGセンサ値により推定される路面勾配は、実際の路面勾配よりも大きくあらわれる。逆に、車両が減速すると、質量体が車両前方側に振れると共に車体のフロント側がダウンするピッチ挙動が加わって、前後加速度センサ26からのGセンサ値により推定される路面勾配は、実際の路面勾配よりも小さくあらわれる。
 したがって、車輪速センサ19からの前輪速車速の時間微分により求めた車輪速算出加減速度を、車両の加速時や減速時における路面勾配推定の補正要素とし、車両の加速時には、Gセンサ値から加速分を減算し、車両の減速時には、Gセンサ値から減速分を加算することで、車両の加減速時における路面勾配の推定精度を確保している。
 これに対し、例えば、後輪駆動ベースの4WDハイブリッド車両の場合、路面勾配推定に左右前輪の車輪速センサ19が用いられるが、左右前輪へ過剰な駆動力の入力により加速スリップすると、あたかも車両が加速しているものとして、Gセンサ値と車輪速算出加減速度の差分により路面勾配の推定演算が行われる。このため、左右前輪が加速スリップしたときには、推定される路面勾配は、実際の路面勾配よりも小さくされることになる。逆に、左右前輪へ過剰な制動力の入力により減速スリップ(=減速ロック)すると、あたかも車両が減速しているものとして、Gセンサ値と車輪速算出加減速度の差分により路面勾配の推定演算が行われる。このため、左右前輪が減速スリップしたときには、推定される路面勾配は、実際の路面勾配よりも大きくされることになる。
 これに対し、走行モード制御として、例えば、車輪スリップにかかわらず、演算された推定勾配を用い、勾配条件によるエンジン始動/停止要求を行うものを比較例とする。
この比較例において、例えば、登坂路発進を、エンジン始動要求にしたがいエンジンを作動させたWSC走行モードを用いて行う場合、登坂路発進直後から左右前輪が加速スリップすると、推定される路面勾配が、実際の路面勾配よりも小さくなることで、エンジン停止許可要求が出力される。このとき、目標モードとしてEV走行モードが選択されると、エンジンを停止し、WSC走行モードからEV走行モードへとモード遷移される。しかし、登坂路発進のためにアクセル踏み込み量を大きくしてゆくと、目標モードとしてHEV走行モードが選択されることになり、再び、停止したエンジンを始動する。つまり、WSC走行モード→EV走行モード→HEV走行モードへとモード遷移される。
 このように、比較例の場合、Gセンサ値と車輪速算出加減速度の差分により路面勾配の推定演算を行うとき、車輪スリップを考慮しない走行モード制御とすると、実際の路面勾配から大きく乖離する路面勾配の誤推定により、不必要に走行モードを切り替え、意図しないタイミングにてエンジンの停止や始動が発生することになる。
 [車輪スリップ判定によるエンジン始動/停止要求保持作用]
 上記のように、車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止するための工夫が必要である。以下、車輪スリップ判定によるエンジン始動/停止要求保持作用を説明する。
 実施例1では、上記課題に対し、車輪スリップを原因とする推定勾配と実勾配の乖離を判定する勾配推定用車輪スリップ判定部202を備えることで、車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止するようにした。まず、勾配推定用車輪スリップ判定部202での車輪スリップ判定について説明する。
 (a) 目標制駆動力算出加減速度と車輪速算出加減速度との差の絶対値が、所定値以上である場合、図6にフローチャートにおいて、ステップS601からステップS604へと進む。ステップS604では、ステップS601の目標加速度の判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りと判定され、車輪スリップ判定フラグがONとされる。
すなわち、低μ路での加減速走行時において、車輪スリップの非発生時には、目標制駆動力算出加減速度と車輪速算出加減速度がほぼ一致する。しかし、低μ路での加減速走行時において、車輪スリップの発生時には、車輪スリップが大きく発生するほど車輪速算出加減速度が大きくなり、目標制駆動力算出加減速度と車輪速算出加減速度の差が拡大する。このため、車輪スリップの頻度が高い低μ路での加減速走行時における車輪スリップ判定に有効な条件となる。
 (b) 車輪速度4輪最大値から車輪速度4輪最小値を差し引いた値が、所定値以上である場合、図6にフローチャートにおいて、ステップS601→ステップS602→ステップS604へと進む。ステップS604では、ステップS602の車輪速偏差の判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りと判定され、車輪スリップ判定フラグがONとされる。
すなわち、旋回時の車輪スリップの非発生時には、車輪速度4輪最大値から車輪速度4輪最小値を差し引いた値は、フル転舵での内外輪の車輪差の範囲内に収まる。しかし、旋回時の車輪スリップの発生時には、車輪スリップが大きく発生するほど車輪速度4輪最大値から車輪速度4輪最小値を差し引いた値は、フル転舵での内外輪の車輪差の範囲から外れる。このため、旋回外輪側への輪荷重移動により輪荷重が減少する旋回内輪側で車輪スリップが発生しやすい加減速旋回時における車輪スリップの判定に有効な条件となる。
 (c) 車輪速算出加減速度の絶対値が所定値以上である場合、図6にフローチャートにおいて、ステップS601→ステップS602→ステップS603→ステップS604へと進む。ステップS604では、ステップS603の車輪加速度による判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りと判定され、車輪スリップ判定フラグがONとされる。
すなわち、緩やかな加減速操作を行う時には、車輪速算出加減速度の絶対値が所定値未満となる。しかし、急な車両の加減速操作を行う時には、車輪速算出加減速度の絶対値が所定値以上となる。このため、路面μにかかわらず急加減速操作時における車輪スリップの判定に有効な条件となる。
 このように、勾配推定用車輪スリップ判定部202は、目標加速度による判定条件(ステップS601)と、車輪速偏差による判定条件(ステップS602)と、車輪加速度による判定条件(ステップS603)のうち、何れかの1つの条件が成立し、かつ、1つの条件成立状態が所定時間継続することを、車輪スリップ有りという判定結果(車輪スリップ判定フラグ=ON)の出力条件とする。
 そして、勾配推定用車輪スリップ判定部202から車輪スリップ判定フラグ=ONが出力されると、この車輪スリップ判定フラグ=ONを入力した要求保持部203では、図7に示すフローチャートにおいて、ステップS701→ステップS702へと進み、エンジン始動/停止要求部204に対し、エンジン始動/停止要求前回値を保持する指令が出力される。
 エンジン始動/停止要求部204は、車輪スリップ判定フラグ=OFFの間、勾配推定演算部201からの推定勾配を入力し、推定勾配がエンジン始動要求閾値以上になったらエンジン始動要求を走行モード遷移制御部205に対し出力する。また、推定勾配がエンジン停止許可閾値未満になったらエンジン停止許可要求を走行モード遷移制御部205に対し出力する。しかし、車輪スリップ判定フラグがOFFからONに切り替わると、車輪スリップ判定フラグ=ONを入力した要求保持部203からの指令により、そのとき選択されているエンジン始動要求或いはエンジン停止許可要求がそのまま保持される。
 したがって、実施例1において、例えば、登坂路発進を、エンジン始動要求にしたがいエンジンを作動させたWSC走行モードを用いて行う場合、登坂路発進直後から左右前輪が加速スリップしても、車輪スリップ判定に基づき、エンジン始動要求がそのまま保持される。したがって、加速スリップを原因とし、推定勾配が小さくなることで、目標モードとしてEV走行モードが選択されても、エンジン始動/停止要求部204からのエンジン始動要求に基づきエンジン作動が維持される。つまり、WSC走行モード→HEV走行モードとなり、エンジンEを用いた走行モードが登坂路発進で維持される。
 図15は、実施例1の制御装置を搭載した4WDハイブリッド車両で踏み込み登坂路発進時におけるアクセル開度・車速・加速度・勾配・車輪スリップ判定・勾配によるエンジン始動要求の各特性を示すタイムチャートである。
図15において、時刻t1は、登坂路発進開始時刻であり、時刻t2は、車輪スリップ判定時刻であり、時刻t3は、エンジン停止許可要求時刻であり、時刻t4は、エンジン始動要求時刻であり、時刻t5は、正常な推定勾配への復帰時刻である。
4WDハイブリッド車両で踏み込み登坂路発進時、図15から明らかなように、比較例の場合、時刻t3~t4までエンジン停止許可要求が出力され、不必要にエンジンEが停止されていたのに対し、実施例1の場合、時刻t1以降、エンジン始動要求が維持され、不必要なエンジンEの停止が防止される。
 そして、車輪スリップ判定フラグ=ONになると、停車による解除判定条件、ギア段と時間による解除判定条件、タイムアウトによる解除判定条件の何れかが成立するまで、車輪スリップ判定フラグ=ONが維持され、これらの解除条件の何れか1つが成立することにより、車輪スリップ判定フラグがONからOFFに切り替えられ、正常システムでの走行モード遷移制御に復帰する。
 上記車輪スリップ判定によるエンジン始動/停止要求保持作用において、車輪スリップの判定タイミングが、エンジン始動/停止要求部204による勾配要求による判定タイミングより遅れると、不必要にエンジン始動/停止してしまう。
これに対し、実施例1では、勾配推定用車輪スリップ判定部202を、1つの判定条件が成立し、かつ、1つの判定条件成立状態が所定時間継続することを、車輪スリップ判定フラグ=ONの出力条件とし、所定時間を、エンジン始動/停止要求部204でのエンジン始動/停止の勾配条件が成立するまでに要する時間よりも短い時間に設定している。
このため、車輪スリップの判定タイミング(図15の時刻t2)が、エンジン始動/停止要求部204による勾配条件によるエンジン始動/停止判定タイミング(図15の時刻t3)より早期となり(図15の時間差Δt)、不必要にエンジン始動/停止してしまうことが防止される。
 また、実施例1では、勾配推定演算部201として、車輪スリップ判定フラグ=ONの出力中、車輪スリップの判定が解除された後、最初に用いる推定勾配の値を、Gセンサフィルタ値を使用して演算された推定勾配によりリセット(初期化)しておく構成を採用している(図5)。
このため、車輪スリップの判定解除により勾配推定演算部201にて新たに演算が立ち上がるとき、推定勾配の演算結果が実勾配から大きくかけ離れることが無く、スムーズに新たに推定勾配の演算が開始される。
 次に、効果を説明する。
実施例1の4WDハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
 (1) 駆動源としてエンジンEとモータ(モータジェネレータMG)を備えたハイブリッド車両(4WDハイブリッド車両)において、
 前後加速度センサ26からの前後加速度センサ値と、車輪速センサ19からの車輪速センサ値の時間微分により求めた車輪速加減速度値と、の差分により路面勾配の推定演算を行う勾配推定演算手段(勾配推定演算部201)と、
 前記勾配推定演算手段(勾配推定演算部201)からの推定勾配を入力情報とし、少なくとも、前記エンジンEを停止させたモータ走行モードと、前記エンジンEを作動させたエンジン走行モードと、の切り替え制御を行う走行モード制御手段(エンジン始動/停止要求部204、走行モード遷移制御部205)と、
 目標制駆動力から求めた目標加減速度と、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値と、の差の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202、図6のS601→S604)と、
 前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)により車輪スリップであると判定されると、車輪スリップであると判定されるときに前記走行モード制御手段(エンジン始動/停止要求部204、走行モード遷移制御部205)により選択されている走行モードを維持する走行モード維持手段(要求保持部203)と、
 を備える(図4)。
  このため、車輪スリップ時、推定した路面勾配を入力情報とする走行モード制御において、不必要な走行モードの切り替えを防止することができる。加えて、目標加減速度と車輪速加減速度値の差の絶対値により、車輪スリップ頻度が高い低μ路での加減速走行時において車輪スリップであると判定することができる。
 (2) 前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)は、目標制駆動力から求めた目標加減速度と、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値と、の差の絶対値が所定値未満のとき、全輪の車輪速のうち、車輪速最大値と車輪速最小値の差が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する(図6のS601→S602→S604)。
  このため、(1)の効果に加え、旋回内輪側で車輪スリップが発生しやすい加減速旋回時において車輪スリップであると判定することができる。
 (3) 前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)は、全輪の車輪速のうち、車輪速最大値と車輪速最小値の差が所定値未満のとき、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する(図6のS601→S602→S603→S604)。
  このため、(2)の効果に加え、急加減速操作時において車輪スリップであると判定することができる。
 (4) 前記走行モード制御手段は、前記勾配推定演算手段(勾配推定演算部201)からの推定勾配を入力し、前記推定勾配がエンジン始動要求閾値以上になったらエンジン始動要求を出力し、前記推定勾配がエンジン停止許可閾値未満になったらエンジン停止許可要求を出力する勾配条件によるエンジン始動/停止要求部204を有し、
 前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)を、車輪スリップであるとの判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りとの判定結果(車輪スリップ判定フラグ=ON)を出力する手段とし、かつ、前記所定時間を、前記エンジン始動/停止要求部204によるエンジン始動/停止の勾配条件が成立するまでに要する時間よりも短い時間に設定した(図4)。
  このため、(1)~(3)の効果に加え、車輪スリップの判定タイミングが、エンジン始動/停止要求部204による勾配条件によるエンジン始動/停止判定タイミングより遅れることで、不必要にエンジン始動/停止してしまうことを防止することができる。
 (5) 前記走行モード維持手段は、前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)から車輪スリップ有りの判定結果(車輪スリップ判定フラグ=ON)を入力すると、そのときの前記エンジン始動/停止要求部204によるエンジン始動/停止要求を保持する要求保持部203である(図7)。
  このため、(4)の効果に加え、エンジン始動/停止要求部204からのエンジン始動要求またはエンジン停止許可要求を保持することで、不必要な走行モードの切り替えを防止することができる。
 (6) 前記ハイブリッド車両(4WDハイブリッド車両)は、駆動系の上流側から下流側に向かって順にエンジンE、第1クラッチCL1、モータ(モータジェネレータMG)、第2クラッチCL2、駆動輪(左右後輪RR,RL、左右前輪FR,FL)を備え、
 前記走行モード制御手段は、モータ走行モードを有する通常モードマップの選択時に推定勾配が所定値以上になると、エンジンを作動させた状態で第1クラッチを解放し、モータを所定回転数よりも低い回転数として第2クラッチをスリップ締結するモータスリップ走行モードを有するモータスリップ走行対応モードマップに切り替え、モータスリップ走行対応モードマップの選択時に推定勾配が所定値未満になると、通常モードマップに切り替える走行モード遷移制御部205を有する(図8)。
  このため、(1)~(5)の効果に加え、推定勾配を駆動力伝達系負荷として用いる走行モードの遷移制御とすることで、登坂路での高負荷走行が継続するとき、第2クラッチCL2を高熱抑制により保護することができる。
 (7) 前記勾配推定演算手段(勾配推定演算部201)は、前記車輪スリップ判定手段(勾配推定用車輪スリップ判定部202)により車輪スリップであると判定されると、前記走行モード制御手段(エンジン始動/停止要求部204、走行モード遷移制御部205)へ出力する推定勾配の値をゼロとし、かつ、車輪スリップ判定の解除直後に用いる推定勾配の値を、前記前後加速度センサ19からの前後加速度センサ値のみを用いた推定勾配の値にリセットしておく(図5)。
  このため、(1)~(6)の効果に加え、車輪スリップの判定解除により勾配推定演算部201にて新たに演算が立ち上がるとき、推定勾配の演算結果が実勾配から大きくかけ離れることが無く、スムーズに新たに推定勾配の演算を開始することができる。
 以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
 実施例1では、走行モード維持手段として、車輪スリップ判定フラグ=ONを入力すると、そのときのエンジン始動/停止要求部204によるエンジン始動/停止要求を保持する要求保持部203を用いる例を示した。しかし、走行モード維持手段としては、前回の制御周期にて検出又は演算された車両負荷(推定勾配)を用いる例としても良いし、また、車輪スリップ判定フラグ=ONを入力すると、最終的に出力される目標モードをそのまま維持する例としても良い。要するに、車輪スリップが判定されたときの走行モード(エンジン使用の走行モード、又は、エンジン停止の走行モード)を維持するものであれば良い。
 実施例1では、本発明の制御装置を、1モータ・2クラッチによる後輪駆動ベースの4WDハイブリッド車両に適用した例を示した。しかし、FRハイブリッド車両やFFハイブリッド車両に適用することもできる。さらに、1モータ・2クラッチ以外であって、エンジン走行モードとモータ走行モードを切り替えることができるパラレルタイプのハイブリッド車両に対しても適用することができる。
関連出願の相互参照
 本出願は、2012年4月6日に日本国特許庁に出願された特願2012-086962に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (7)

  1.  駆動源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車両において、
     前後加速度センサからの前後加速度センサ値と、車輪速センサからの車輪速センサ値の時間微分により求めた車輪速加減速度値と、の差分により路面勾配の推定演算を行う勾配推定演算手段と、
     前記勾配推定演算手段からの推定勾配を入力情報とし、少なくとも、前記エンジンを停止させたモータ走行モードと、前記エンジンを作動させたエンジン走行モードと、の切り替え制御を行う走行モード制御手段と、
     目標制駆動力から求めた目標加減速度と、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値と、の差の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する車輪スリップ判定手段と、
     前記車輪スリップ判定手段により車輪スリップであると判定されると、車輪スリップであると判定されるときに前記走行モード制御手段により選択されている走行モードを維持する走行モード維持手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2.  請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記車輪スリップ判定手段は、目標制駆動力から求めた目標加減速度と、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値と、の差の絶対値が所定値未満のとき、全輪の車輪速のうち、車輪速最大値と車輪速最小値の差が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3.  請求項2に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記車輪スリップ判定手段は、全輪の車輪速のうち、車輪速最大値と車輪速最小値の差が所定値未満のとき、前記車輪速センサ値に基づいて求めた車輪速加減速度値の絶対値が所定値以上になったら車輪スリップであると判定する
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4.  請求項1から3までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記走行モード制御手段は、前記勾配推定演算手段からの推定勾配を入力し、前記推定勾配がエンジン始動要求閾値以上になったらエンジン始動要求を出力し、前記推定勾配がエンジン停止許可閾値未満になったらエンジン停止許可要求を出力する勾配条件によるエンジン始動/停止要求部を有し、
     前記車輪スリップ判定手段を、車輪スリップであるとの判定条件の成立状態が所定時間以上継続すると、車輪スリップ有りとの判定結果を出力する手段とし、かつ、前記所定時間を、前記エンジン始動/停止要求部によるエンジン始動/停止の勾配条件が成立するまでに要する時間よりも短い時間に設定した
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5.  請求項4に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記走行モード維持手段は、前記車輪スリップ判定手段から車輪スリップ有りの判定結果を入力すると、そのときの前記エンジン始動/停止要求部によるエンジン始動/停止要求を保持する要求保持部である
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6.  請求項1から5までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両は、駆動系の上流側から下流側に向かって順にエンジン、第1クラッチ、モータ、第2クラッチ、駆動輪を備え、
     前記走行モード制御手段は、モータ走行モードを有する通常モードマップの選択時に推定勾配が所定値以上になると、エンジンを作動させた状態で第1クラッチを解放し、モータを所定回転数よりも低い回転数として第2クラッチをスリップ締結するモータスリップ走行モードを有するモータスリップ走行対応モードマップに切り替え、モータスリップ走行対応モードマップの選択時に推定勾配が所定値未満になると、通常モードマップに切り替える走行モード遷移制御部を有する
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7.  請求項1から6までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
     前記勾配推定演算手段は、前記車輪スリップ判定手段により車輪スリップであると判定されると、前記走行モード制御手段へ出力する推定勾配の値をゼロとし、かつ、車輪スリップ判定の解除直後に用いる推定勾配の値を、前記前後加速度センサからの前後加速度センサ値のみを用いた推定勾配の値にリセットしておく
     ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
PCT/JP2013/060248 2012-04-06 2013-04-03 ハイブリッド車両の制御装置 WO2013151104A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012086962 2012-04-06
JP2012-086962 2012-04-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013151104A1 true WO2013151104A1 (ja) 2013-10-10

Family

ID=49300584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/060248 WO2013151104A1 (ja) 2012-04-06 2013-04-03 ハイブリッド車両の制御装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013151104A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107757600A (zh) * 2017-11-08 2018-03-06 衢州学院 混合动力车辆的驱动模式切换方法及装置
JP2018111432A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 いすゞ自動車株式会社 路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法
CN108454757A (zh) * 2018-06-07 2018-08-28 平湖市伶俐童车厂 一种带离合的四驱儿童电动童车
CN110001618A (zh) * 2017-11-29 2019-07-12 本田技研工业株式会社 混合动力车辆的控制装置
CN110290991A (zh) * 2017-02-22 2019-09-27 日立汽车系统株式会社 车辆用控制装置
CN110329240A (zh) * 2018-03-28 2019-10-15 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
CN112319473A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 清华大学苏州汽车研究院(吴江) 带环境自适应能力的自动驾驶车辆纵向控制方法及系统
CN112389417A (zh) * 2019-07-30 2021-02-23 现代自动车株式会社 用于控制车辆的车轮滑移的系统和方法
JP2021075198A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 日立Astemo株式会社 路面勾配推定装置、車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム
CN115257765A (zh) * 2021-04-29 2022-11-01 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种道路坡度计算方法
US20220412756A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, information processing method, and storage medium
CN115257765B (zh) * 2021-04-29 2024-04-26 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种道路坡度计算方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001334842A (ja) * 2000-05-30 2001-12-04 Nissan Motor Co Ltd 先行車追従制御装置
JP2002071009A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Suzuki Motor Corp 自動車用自動変速機の制御装置
JP2005297798A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Nissan Motor Co Ltd 車両の制御装置
JP2009132195A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2010241265A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Toyota Motor Corp 道路勾配推定装置
JP2011251550A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001334842A (ja) * 2000-05-30 2001-12-04 Nissan Motor Co Ltd 先行車追従制御装置
JP2002071009A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Suzuki Motor Corp 自動車用自動変速機の制御装置
JP2005297798A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Nissan Motor Co Ltd 車両の制御装置
JP2009132195A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2010241265A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Toyota Motor Corp 道路勾配推定装置
JP2011251550A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018111432A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 いすゞ自動車株式会社 路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法
CN110290991B (zh) * 2017-02-22 2022-06-03 日立安斯泰莫株式会社 车辆用控制装置
CN110290991A (zh) * 2017-02-22 2019-09-27 日立汽车系统株式会社 车辆用控制装置
CN107757600A (zh) * 2017-11-08 2018-03-06 衢州学院 混合动力车辆的驱动模式切换方法及装置
CN110001618A (zh) * 2017-11-29 2019-07-12 本田技研工业株式会社 混合动力车辆的控制装置
CN110001618B (zh) * 2017-11-29 2022-06-28 本田技研工业株式会社 混合动力车辆的控制装置
CN110329240A (zh) * 2018-03-28 2019-10-15 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
CN108454757A (zh) * 2018-06-07 2018-08-28 平湖市伶俐童车厂 一种带离合的四驱儿童电动童车
CN108454757B (zh) * 2018-06-07 2023-08-15 平湖市伶俐童车厂 一种带离合的四驱儿童电动童车
CN112389417A (zh) * 2019-07-30 2021-02-23 现代自动车株式会社 用于控制车辆的车轮滑移的系统和方法
JP2021075198A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 日立Astemo株式会社 路面勾配推定装置、車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム
CN112319473B (zh) * 2020-11-19 2022-04-08 清华大学苏州汽车研究院(吴江) 带环境自适应能力的自动驾驶车辆纵向控制方法及系统
CN112319473A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 清华大学苏州汽车研究院(吴江) 带环境自适应能力的自动驾驶车辆纵向控制方法及系统
CN115257765A (zh) * 2021-04-29 2022-11-01 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种道路坡度计算方法
CN115257765B (zh) * 2021-04-29 2024-04-26 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种道路坡度计算方法
US20220412756A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, information processing method, and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013151104A1 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
KR101485286B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 장치
US9126583B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP5585859B2 (ja) 車両の発進制御装置
JP2012091621A (ja) ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
JP5742248B2 (ja) 車両の制御装置
JP2009035188A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP4998036B2 (ja) 車両の制御装置
JP5672950B2 (ja) 車両の制御装置
JP2009214641A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2012091603A (ja) 車両の制御装置
JP4935797B2 (ja) 電動車の制御装置
JP5918464B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5239841B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2008128346A (ja) 車両の発進制御装置
JP2009090898A (ja) 駆動力制御装置
JP5278403B2 (ja) 車両の制御装置
JP2010143512A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2012091601A (ja) 車両の制御装置
JP5761327B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5696430B2 (ja) 車両の制御装置
JP5598256B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5141535B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5691383B2 (ja) 車両用走行制御装置
JP5309676B2 (ja) 車両の発進制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13771842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13771842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP