JP2010228672A

JP2010228672A - 車両システム

Info

Publication number: JP2010228672A
Application number: JP2009080330A
Authority: JP
Inventors: Shota Hirose; 祥多廣瀬
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】駆動源として内燃機関およびモータを備える車両の内燃機関を停止した停車状態からの発進時にモータのみを駆動して走行する走行モードを有する車両システムにおける前記発進時の駆動力の不足を的確かつ速やかに判定し、内燃機関を始動させることができるようにする。
【解決手段】車両システムは、前記モータから出力された駆動力を変速機入力軸に伝達する流体クラッチと、車両状態に応じて前記モータ走行モードを選択し、前記モータの駆動を開始し、前記モータの駆動後、所定の時間以上経過しても、前記変速機の入力軸回転数が所定値を超えない場合は、前記内燃機関を始動する制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両システムに関し、特に、駆動源として内燃機関およびモータを備える車両システムに関する。

特許文献１に駆動源として内燃機関およびモータを備え、走行モードとして、モータのみを駆動源として走行するモータ使用走行モードと、エンジン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を有する車両（ハイブリッド車両）の発進時エンジン始動制御装置が開示されている。同公報記載の発進時エンジン始動制御装置は、ブレーキ解除過渡期におけるブレーキトルクとモータジェネレータトルクと車速との関係から、発進に必要な最低限駆動トルクを推定し、その値に基づいて、アクセル踏み込み操作を行う前にエンジン始動の有無を判定する。これにより、急勾配での坂道発進時に車両後退量を抑制することができるとされている。

特開２００７−２３０２８８号公報

しかしながら、上記した特許文献１の方法では、車速センサで車両の後退を検出したことをエンジン始動の判定条件としているため、坂道発進時等、駆動力がつりあって車両が静止している状態では、エンジン使用走行モードに切り替わらないため、アクセス踏み込み操作を待たなければ前進できないという問題点がある。

また、モータの駆動力が最低限駆動トルクを上回り、前進している場合であっても、路面勾配や路面抵抗が大きい状態では、車速が上がらない状態が続いてしまうという問題点がある。

その一方で、特許文献１でも触れているように、この種の車両システムでは燃費が重要項目であり、可能な限り内燃機関の始動を避けたいという要請もある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、駆動源として内燃機関およびモータを備える車両の内燃機関を停止した停車状態からの発進時にモータのみを駆動して走行する走行モードを有する車両システムにおける前記発進時の駆動力の不足を的確かつ速やかに判定し、内燃機関を始動させることができる車両システムを提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、駆動源として内燃機関およびモータを備え、前記内燃機関を停止した車両停止状態から発進する際に、前記モータのみを駆動して走行するモータ走行モードを有する車両システムであって、前記モータから出力された駆動力を変速機入力軸に伝達する流体クラッチと、車両状態に応じて前記モータ走行モードを選択し、前記モータの駆動を開始し、前記モータの駆動後、所定の時間以上経過しても、前記変速機の入力軸回転数が所定値を超えない場合は、前記内燃機関を始動する制御部と、を備えたことを特徴とする車両システムが提供される。

本発明によれば、上記内燃機関を停止した停車状態からの発進時の駆動力の不足を的確かつ速やかに判定し、内燃機関を始動させることができる。その理由は、トルクコンバータを介して入力される変速機入力軸の回転数を用いて駆動力が足りているか否かを判断するよう構成したためである。

本発明の第１の実施形態に係る車両システムの概略構成を表した図である。本発明の第１の実施形態に係る車両システムの制御系の構成を表した図である。本発明の第１の実施形態に係る車両システムの動作を表したフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る車両システムのエンジン始動条件を説明するための図である。本発明の変形実施形態に係る車両システムの制御系の構成を表した図である。本発明の変形実施形態を説明するための図である。

［第１実施形態］
続いて、流体クラッチとしてトルクコンバータを用いた本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用可能な車両システムの一例を表した図である。図１を参照すると、この車両システムは、エンジン１０と、モータジェネレータ２０と、トルクコンバータ３０を介して入力された駆動力を所定の変速比にてプロペラシャフト５２に伝達する変速機４０と、を備えて構成されている。

エンジン１０のクランク軸は、エンジン切離しクラッチ５０を介して、モータジェネレータ２０の回転軸と接続されており、エンジン切離しクラッチ５０を断接することにより、エンジンを切離した状態とし、モータを力行運転することにより走行するモータ走行モード（ＥＶ走行モード）と、エンジン１０の駆動を主としモータジェネレータ２０によりトルク吸収作用又はトルク追加作用を適宜行うハイブリッドモードとを切替可能となっている。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る車両システムの制御系の構成を表した図である。図２中の太線はパワー線を表し、細矢線は信号線を表している。

図２を参照すると、エンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ６０と、バッテリの充電状態等を管理するバッテリＥＣＵ６２と、インバータ７２を介してモータジェネレータ２０の力行／回生動作を制御するＭ／Ｇ−ＥＣＵ６６と、変速機（Ａ／Ｔ）４０及びエンジン切離しクラッチ５０を制御するＡＴ−ＥＣＵ６８と、これらＥＣＵ群を制御するＨＶ−ＥＣＵ６４とが示されている。

また、変速機４０の入力軸の回転数を検出する変速機入力軸回転数センサ４１が設けられている。

ＨＶ−ＥＣＵ６４は、変速機入力軸回転数センサ４１から変速機４０の入力軸回転数に基づいて、エンジンの始動の要否を判定し、エンジンＥＣＵ６０にエンジン始動を指示する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、エンジンを停止した車両停止状態から発進する際に、モータ走行モード（ＥＶ走行モード）を選択し、所定時間（Ｔｈ＿Ｔ）経過しても、変速機４０の入力軸回転数が所定のしきい値（ＴＨ＿Ｎ）を超えていない場合は、エンジンＥＣＵ６０にエンジン始動を指示する。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る車両システムのＨＶ−ＥＣＵ６４が、エンジンを停止した車両停止状態から発進するためにモータ走行モード（ＥＶ走行モード）を選択し、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示した後に、所定の時間間隔で実行する処理を表したフローチャートである。

図３を参照すると、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示してからの経過時間（Ｔｅｖ）と、変速機入力軸回転数センサ４１からの入力値（Ｎａｔ；変速機入力軸回転数）を監視する（ステップＳ００１）。

ＨＶ−ＥＣＵ６４は、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示してからの経過時間（Ｔｅｖ）が所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を超えているか否かを判断する（ステップＳ００２）。このしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）は、駆動力が足りない場合に、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示してからエンジンを始動するまでの最短判定時間となる。

ここで、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示してからの経過時間（Ｔｅｖ）が所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を超えている場合（ステップＳ００２の「ＹＥＳ」）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、変速機入力軸回転数センサ４１から入力された変速機入力軸回転数（Ｎａｔ）が所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｎ）を超えているか否かを判断する（ステップＳ００３）。

ここで、変速機入力軸回転数センサ４１から入力された変速機入力軸回転数（Ｎａｔ）が所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｎ）を超えていない場合、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、クラッチを係合し、エンジンを始動するよう、ＡＴ−ＥＣＵ６８およびエンジンＥＣＵ６０にそれぞれ指示を行う（ステップＳ００４）。

図４は、本発明の第１の実施形態のエンジン始動条件を説明するための図である。エンジンを停止した車両停止状態から発進するためにモータ走行モード（ＥＶ走行モード）を選択し、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し力行運転を指示すると（図４の「ＥＶ走行開始」）、モータの駆動に従ってトルクコンバータ３０を介してトルクが伝達されて、変速機入力軸回転数Ｎａｔは増大していく。

急勾配の登り坂から発進している場合など、モータからの駆動力が円滑な発進のために必要な駆動トルクに満たない場合は、図４に示すように、変速機入力軸回転数Ｎａｔは緩やかに増大していく。

そして、上記所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を経過した時点で、変速機入力軸回転数Ｎａｔが、所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｎ）以下である場合は、上記ＨＶ−ＥＣＵ６４は、駆動力不足と判定し（図４の「駆動力不足判定」）、モータ駆動を一時停止し、クラッチ５０を係合して、エンジンの始動を開始する（図４の「クラッチ係合、エンジン始動」）。

なお、勾配のない道路や下り坂から発進している場合など、モータからの駆動力が円滑な発進のために必要な駆動トルクを上回っている場合は、図４よりも大きな勾配で変速機入力軸回転数Ｎａｔは増大していく。そのため、上記所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を経過した時点で、変速機入力軸回転数Ｎａｔは、所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｎ）を超えているため、エンジンが始動されることはない。

以上のように、本実施形態によれば、エンジンの駆動力が必要でないときには、エンジンの始動を抑止し、エンジンの駆動力が必要とされる場合には、エンジンをより早いタイミングで始動させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、トルクコンバータを備える車両システムに適用した例を挙げて説明したが、その他モータの出力が流体クラッチを介して変速機入力軸に伝達される構成であれば、適用することが可能である。

また例えば、図５に示すように、車両システムに勾配センサ７４または重量センサ７６が備えられている場合には、これらの値に応じて、上記エンジンの始動判定を行うしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を調整してもよい。例えば、極端に急勾配の登り坂での停車状態から発進する場合には、上記所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を短くしたり、無条件にエンジンを始動するようにしてもよい。同様に、積荷を積載した停車状態から発進する場合には、上記所定のしきい値（Ｔｈ＿Ｔ）を短くしたり、無条件にエンジンを始動するようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、エンジンとモータとがクラッチを介して直接に接続された構成を挙げて説明したが、その他のモータの出力が流体クラッチを介して変速機入力軸に伝達される構成であれば、適用することが可能である。

また、上記した実施形態では、駆動力不足と判定した際に、モータ駆動を一時停止するものとして説明したが、図６に示すように、駆動力不足と判定した際に、モータ駆動を継続したまま、クラッチ５０を係合して、エンジンの始動を開始することも可能である。

１０エンジン
２０モータジェネレータ（ＭＧ）
３０トルクコンバータ
４０変速機（Ａ／Ｔ）
４１変速機入力軸回転数センサ
５０エンジン切離しクラッチ
５２プロペラシャフト
６０エンジンＥＣＵ
６２バッテリＥＣＵ
６４ＨＶ−ＥＣＵ
６６Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ
６８ＡＴ−ＥＣＵ
７０バッテリ
７２インバータ
７４勾配センサ
７６重量センサ

Claims

駆動源として内燃機関およびモータを備え、前記内燃機関を停止した車両停止状態から発進する際に、前記モータのみを駆動して走行するモータ走行モードを有する車両システムであって、
前記モータから出力された駆動力を変速機入力軸に伝達する流体クラッチと、
車両状態に応じて前記モータ走行モードを選択し、前記モータの駆動を開始し、前記モータの駆動後、所定の時間以上経過しても、前記変速機の入力軸回転数が所定値を超えない場合は、前記内燃機関を始動する制御部と、
を備えたことを特徴とする車両システム。
さらに、路面勾配センサを備え、
路面勾配が大きいほど、内燃機関の始動判定を行う前記所定の時間を短くする請求項１の車両システム。