JP2012144172A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者の意思等に応じて、NVの抑制と応答性の向上とを調整可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第1回転電機と、第2回転電機と、動力伝達機構と、制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。制御手段は、第1走行モードから、第2走行モードへ走行モードを切り替える場合、クラッチを係合してからエンジンを始動させる。そして、制御手段は、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態では、エンジン回転数を略0にしてから、クラッチを係合状態にし、エンジンを始動させる。
【選択図】図4
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第1回転電機と、第2回転電機と、動力伝達機構と、制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。制御手段は、第1走行モードから、第2走行モードへ走行モードを切り替える場合、クラッチを係合してからエンジンを始動させる。そして、制御手段は、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態では、エンジン回転数を略0にしてから、クラッチを係合状態にし、エンジンを始動させる。
【選択図】図4
Description
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
従来から、内燃機関(エンジン)に加えて、発電機として主に機能する第1回転電機と、駆動輪に連結された駆動軸に動力を供給する電動機として主に機能する第2回転電機と、内燃機関の出力トルクを第1回転電機側と駆動軸及び第2回転電機側とに分配する動力分配機構を備えるハイブリッド車両が知られている。
例えば、特許文献1には、エンジンと第1及び第2回転電機とを備えるとともに、第2回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、クラッチの締結時には所謂シリーズパラレル式のハイブリッド走行を行い、クラッチを解放することで、エンジンを切り離して第2回転電機によるEV(Electric Vehicle)走行を行う。また、特許文献2には、無段変速モードから固定変速比モードへ変速する際、NV(Noise and Vibration:騒音と振動)上の制約を満たして変速し、運転者からの入力により経済性能を優先する場合、NV上の制約を緩和して変速する技術が開示されている。さらに、特許文献3には、低ノイズ低ノイズモードスイッチがオンの場合、低速段に設定する走行領域を増やす点が開示されている。
第2回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両において、クラッチが解放状態にあるEV走行時からクラッチを係合させてエンジンを始動させる場合であって、第1回転電機によりクラッチの係合要素の回転を同期させる際に、エンジン回転数が所定の範囲にある場合、振動が発生する虞がある。一方、運転者によっては、振動を許容して応答性を向上させたい場合がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、運転者の意思等に応じて、NVの抑制と応答性の向上とを調整可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
本発明の1つの観点では、エンジンと、第1回転電機と、第2回転電機と、前記第1回転電機に連結された第1回転要素と、前記第2回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第2回転要素と、前記エンジンと連結する第3回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第2回転電機により走行を行う第1走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第2走行モードへ走行モードを切り替える場合、前記クラッチを係合してから前記エンジンを始動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態では、エンジン回転数を略0にしてから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを始動させる。
上記のハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンと、第1回転電機と、第2回転電機と、動力伝達機構と、制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。具体的には、動力伝達機構は、第1回転電機に連結された第1回転要素と、第2回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第2回転要素と、エンジンと連結する第3回転要素とを備える。ここで、「連結」とは、動力(回転)の伝達を直接的に行う構造を含むほか、1又は2以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。制御手段は、例えばECU(Electronic Control Unit)であり、第1走行モードから、第2走行モードへ走行モードを切り替える場合、クラッチを係合してからエンジンを始動させる。第1走行モードは、クラッチが解放状態の場合の走行モードであり、エンジンを停止させたEV走行を指す。第2走行モードは、クラッチが係合状態にしてエンジンを駆動させた走行モードであり、この場合、エンジンから出力された動力は動力伝達機構により2つに分配され、一部は機械的な動力のまま駆動軸に出力されると共に、残余は電力に変換されて駆動軸に出力される。そして、制御手段は、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態では、エンジン回転数を略0にしてから、クラッチを係合状態にし、エンジンを始動させる。このように、ハイブリッド車両の制御装置は、NVの抑制を優先すべき場合に、エンジン回転数を略0にすることで、エンジンの振動を抑制すると共に、クラッチの係合要素の同期を高精度に行うことができ、クラッチの係合時でのショックの発生を抑制することができる。
上記ハイブリッド車両の制御装置の一態様では、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態であるか否かをユーザに指定させるためのインターフェースをさらに備える。インターフェースは、例えばスイッチである。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、ユーザ(運転者)の意思に応じて、NVの抑制と応答性の向上とのいずれを優先すべきか決定することができる。
上記ハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記クラッチの係合要素の差回転数が所定値以下の場合であって、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態ではない場合、前記クラッチの係合要素の回転を同期させる制御を行わずに前記クラッチを係合状態にする。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、ユーザが振動を許容して加速したい場合などに、早期にクラッチを係合状態にすることができる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
[全体構成]
始めに、図1を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両1の構成の一例について説明する。図1は、ハイブリッド車両1の概略構成図である。ハイブリッド車両1は、ECU100、PCU(Power Control Unit)11、バッテリ12、アクセル開度センサ13、車速センサ14、回転数センサ15及びハイブリッド駆動装置10を備える。
始めに、図1を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両1の構成の一例について説明する。図1は、ハイブリッド車両1の概略構成図である。ハイブリッド車両1は、ECU100、PCU(Power Control Unit)11、バッテリ12、アクセル開度センサ13、車速センサ14、回転数センサ15及びハイブリッド駆動装置10を備える。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)、A/D(Analog to Digital)変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両1の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ECU100は、本発明における「制御手段」として機能する。なお、本発明に係る制御手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば制御手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。
ハイブリッド駆動装置10は、ハイブリッド車両1の車軸たる左車軸SFL(左前輪FLに対応)及び右車軸SFR(右前輪FRに対応)に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両1を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成については後述する。
PCU11は、不図示のインバータを含み、バッテリ12と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ12を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、PCU11は、バッテリ12から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ12に供給する。PCU11は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される。
バッテリ12は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
アクセル開度センサ13は、ハイブリッド車両1の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ta」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ13は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Taは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される。
車速センサ14は、ハイブリッド車両1の車速「V」を検出するセンサである。車速センサ14は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される。
回転数センサ15は、エンジン20の回転数(「エンジン回転数Ne」とも呼ぶ。)を示す出力パルスを発生する。回転数センサ15は、出力パルスを検出信号によりECU100へ供給する。
[ハイブリッド駆動装置の構成]
ここで、図2を参照し、ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成について説明する。図2は、ハイブリッド駆動装置10の概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
ここで、図2を参照し、ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成について説明する。図2は、ハイブリッド駆動装置10の概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
図2において、ハイブリッド駆動装置10は、エンジン20、動力分割機構30、モータジェネレータMG1(以下、適宜「モータMG1」と略称する。)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「モータMG2」と略称する。)、入力軸40、クラッチCL、ブレーキBR、減速機構60、及びオイルポンプ70を備える。
エンジン20は、ハイブリッド車両1の主たる動力源として機能する。エンジン20の出力動力たるエンジントルク「Te」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置10の入力軸40に連結されている。
モータMG1は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第1回転電機」の一例たる電動発電機である。
モータMG2は、モータMG1よりも体格の大きい本発明に係る「第2回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータMG1と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータMG2は、モータMG1及びエンジン20と異なり、ハイブリッド車両1の駆動軸(以後、「駆動軸OUT」と呼ぶ。)に対し、その出力トルク(以後、「MG2トルクTmg2」と呼ぶ。)を作用させることが可能である。従って、モータMG2は、駆動軸OUTにトルクを付加してハイブリッド車両1の走行をアシストすることも、駆動軸OUTからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。MG2トルクTmg2は、モータMG1の入出力トルク(以後、「MG1トルクTmg1」と呼ぶ。)と共に、PCU11を介してECU100により制御される。
尚、モータMG1及びモータMG2は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
動力分割機構30は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構30は、中心部に設けられた、本発明に係る「第1回転要素」の一例たるサンギヤS1と、サンギヤS1の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第2回転要素」の一例たるリングギヤR1と、サンギヤS1とリングギヤR1との間に配置されてサンギヤS1の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ「P1」(不図示)と、これら各ピニオンギヤ「P1」の回転軸を軸支する本発明に係る「第3回転要素」の一例たるキャリアC1とを備える。
ここで、サンギヤS1は、モータMG1のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータMG1の回転数(以後、「MG1回転数Nmg1」と呼ぶ。)と等価である。
リングギヤR1は、クラッチCLの係合要素RCLと連結する。また、クラッチCLのもう一方の係合要素OCLは、減速機構60に連結されている。従って、リングギヤR1は、クラッチCLを介して減速機構60に連結されている。リングギヤR1の回転数は、係合要素RCLの回転数と等価であり、係合要素OCLの回転数は、駆動軸OUTの回転数(「出力回転数Nout」とも呼ぶ。)と等価である。従って、クラッチCLが締結された場合には、リングギヤR1の回転数は、出力回転数Noutと等価である。
キャリアC1は、エンジン20のクランク軸に連結された入力軸40と連結されており、その回転数は、エンジン回転数Neと等価である。
動力分割機構30は、上述した構成の下で、エンジン20から入力軸40に供給されるエンジントルクTeを、キャリアC1によってサンギヤS1及びリングギヤR1に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構30は、エンジン20の動力を2系統に分割する。
減速機構60は、モータMG2のロータと連結すると共に、クラッチCLを介してリングギヤR1と連結する。そして、減速機構60は、駆動軸OUTの回転を、減速機構60を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータMG2に伝達する。よって、モータMG2の回転数(以後、「MG2回転数Nmg2」と呼ぶ。)は、車速Vに応じて一義的に定まる。また、減速機構60は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸OUTと、この駆動軸OUTに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構60により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸OUTに伝達される。
オイルポンプ70は、ハイブリッド駆動装置10の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ70は、入力軸40にて伝達された動力にて駆動される。
また、破線枠A1に相当する部位に、レゾルバ等の回転センサが設けられている。この回転センサは、ECU100と電気的に接続された状態にあり、MG1回転数Nmg1を検出する。検出されたMG1回転数Nmg1は、ECU100に対し一定又は不定の周期で送出される。
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構30のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
[制御方法]
まず、ECU100が実行するクラッチCLの制御について説明する。
まず、ECU100が実行するクラッチCLの制御について説明する。
ECU100は、EV走行を行う場合、クラッチCLを解放状態とし、エンジン20を停止させ、モータMG2により走行を行う。このように、ECU100は、EV走行時にクラッチCLを解放状態とすることで、EV走行時でのモータMG1及び動力分割機構30の各ギヤ並びにベアリングの引き摺りによる損失を抑制する。上述のEV走行は、本発明における「第1走行モード」の一例である。
一方、ECU100は、クラッチCLを係合状態とし、エンジン20を駆動させることで、ハイブリッド車両1を、所謂シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両1は、エンジン20からの動力を動力分割機構30により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸OUTに出力すると共に、残余をモータMG1、MG2により電力に変換して駆動軸OUTに出力する。この場合の走行モードを、以後では、「シリーズパラレル走行」とも呼ぶ。シリーズパラレル走行は、本発明における「第2走行モード」の一例である。
従って、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える場合には、クラッチCLを解放状態から係合状態へ遷移させる必要がある。具体的には、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える場合には、クラッチCLの係合要素RCL、OCLの回転数を同期させる制御(「クラッチ同期制御」とも呼ぶ。)と、クラッチCLを解放状態から係合状態へ移行させる制御(「クラッチ係合制御」とも呼ぶ。)と、エンジン20を始動させる制御(「エンジン始動制御」とも呼ぶ。)を実行する。ここで、ECU100は、クラッチ同期制御では、具体的には、係合要素RCLと係合要素OCLとの差回転数の絶対値(「クラッチ差回転数dNcl」とも呼ぶ。)を所定の閾値(「閾値dNth」とも呼ぶ。)以下にする。閾値dNthは、クラッチCLを係合状態へ移行可能なクラッチ差回転数dNclの上限値である。また、ECU100は、エンジン始動制御では、エンジン回転数Neを、エンジン20を始動させるのに必要な回転数(「エンジン始動回転数Nes」とも呼ぶ。)まで上昇させて燃料噴射を開始する。
以後の第1実施形態乃至第3実施形態では、EV走行からシリーズパラレル走行への切り替え時でのクラッチ同期制御、クラッチ係合制御、及びエンジン始動制御の実行順序等について具体的に説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態では、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える際、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上である場合には、エンジン始動制御を行い、エンジン始動制御中又はその後にクラッチ同期制御及びクラッチ係合制御を順に行う。これにより、ECU100は、再加速時等に、加速までの時間を短縮し、応答性を向上させる。
第1実施形態では、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える際、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上である場合には、エンジン始動制御を行い、エンジン始動制御中又はその後にクラッチ同期制御及びクラッチ係合制御を順に行う。これにより、ECU100は、再加速時等に、加速までの時間を短縮し、応答性を向上させる。
これについて、補足説明する。シリーズパラレル走行からEV走行に走行モードを変更し、エンジン20の燃料噴射の停止中に、再加速などで再びシリーズパラレル走行へ走行モードを切り替える場合、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上となっているときがある。この場合には、ECU100は、モータMG1によりエンジン20のクランキングを実行する必要がない。
以上を勘案し、ECU100は、この場合、まずエンジン20の燃料噴射を再開してエンジン20を始動させ、その途中又はその後に、クラッチ同期制御及びクラッチ係合制御を行う。これにより、ECU100は、エンジン始動制御に要する時間を短縮することができ、再加速までの時間を短縮することができる。
図3は、第1実施形態においてECU100が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ECU100は、図3に示すフローチャートの処理を、シリーズパラレル走行の実行時に、所定の周期に従い繰り返し実行する。
まず、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきか否か判定する(ステップS101)。そして、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきと判断した場合(ステップS101;Yes)、クラッチ解放制御を実施する(ステップS102)。即ち、この場合、ECU100は、クラッチCLを係合状態から解放状態に移行させる。一方、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS101;No)、フローチャートの処理を終了する。
次に、ECU100は、ステップS103で、車速Vが閾値「Vth」よりも大きいか否か判定する(ステップS103)。閾値Vthは、エンジン20の燃料停止を行うべきか否かを判断するための閾値であり、例えばEV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える可能性などを勘案して予め定められる。
そして、ECU100は、車速Vが閾値Vthより大きいと判断した場合(ステップS103;Yes)、エンジン20のアイドル運転を実施する(ステップS104)。即ち、この場合には、ECU100は、再びEV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える可能性が高いと判断し、エンジン20を停止させずに継続して運転させる。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS105;Yes)、クラッチ同期制御を実施する(ステップS106)。これにより、ECU100は、クラッチ差回転数dNclを閾値dNth以下にする。そして、ECU100は、クラッチ係合制御を実施する(ステップS107)。これにより、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行への移行を完了する。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS105;No)、フローチャートの処理を終了する。
一方、ECU100は、車速Vが閾値Vth以下であると判断した場合(ステップS103;No)、エンジン20を停止させる(ステップS108)。即ち、この場合、ECU100は、エンジン20の燃料噴射を停止する。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS109;Yes)、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であるか否か判定する(ステップS110)。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS109;No)、フローチャートの処理を終了し、引き続きEV走行を行う。
そして、ECU100は、ステップS110で、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であると判断した場合(ステップS110;Yes)、エンジン20の始動制御を実施し(ステップS111)、その後、クラッチ同期制御(ステップS106)及びクラッチ係合制御(ステップS107)を実行する。このようにすることで、ECU100は、エンジン始動制御に要する時間を短縮し、ユーザの意図に応じて早期にハイブリッド車両1を再加速させることができる。
一方、ECU100は、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes未満であると判断した場合(ステップS110;No)、エンジン回転数Neが「0」であるか否か判定する(ステップS112)。そして、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」であると判断した場合(ステップS112;Yes)、クラッチ同期制御を実施後(ステップS113)、クラッチ係合制御を行う(ステップS114)。そして、ECU100は、エンジン始動制御を行う(ステップS115)。具体的には、ECU100は、エンジン20をモータMG1によりクランキングさせてエンジン始動回転数Nes以上にした後、燃料噴射を行う。一方、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」ではないと判断した場合(ステップS112;No)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機する。このように、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」になってから、モータMG1により係合要素RCLの回転数を調整することで、クラッチ同期制御を高精度に行うことができ、クラッチCLの係合時のショックの発生を抑制することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。以後において、「エンジンNV回転数Nenv」とは、NV(騒音又は/及び振動)が発生するエンジン回転数Neの範囲か否かを規定する境界値を指す。そして、ここでは、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きい場合には、NVが発生する虞があると判断する。
次に、第2実施形態について説明する。以後において、「エンジンNV回転数Nenv」とは、NV(騒音又は/及び振動)が発生するエンジン回転数Neの範囲か否かを規定する境界値を指す。そして、ここでは、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きい場合には、NVが発生する虞があると判断する。
第2実施形態では、第1実施形態に加え、ECU100は、NVを優先すべき走行モード(「NV優先モード」とも呼ぶ。)ではない場合、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える際、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes未満、かつ、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きく、かつ、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下のとき、クラッチ係合制御の実行後、エンジン始動制御を行う。即ち、ECU100は、NV優先モードではない場合、以下の関係
Nenv<Ne<Nes (1)
を満たし、かつ、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下のとき、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行い、その後にエンジン始動制御を行う。これにより、ECU100は、クラッチ同期制御に要する時間を削減し、EV走行からシリーズパラレル走行へ早期に切り替えることができ、再加速までの時間を短縮することができる。
Nenv<Ne<Nes (1)
を満たし、かつ、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下のとき、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行い、その後にエンジン始動制御を行う。これにより、ECU100は、クラッチ同期制御に要する時間を削減し、EV走行からシリーズパラレル走行へ早期に切り替えることができ、再加速までの時間を短縮することができる。
一方、NV優先モードの場合、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」となってから、クラッチ同期制御、クラッチ係合制御、エンジン始動制御の順に実行する。このように、NV優先モードの場合には、ECU100は、エンジン回転数Neを「0」にしてからクラッチ同期制御等を行うことで、エンジン20の振動を抑え、かつ、クラッチ同期制御を高精度に実行することができる。即ち、ECU100は、エンジン回転数Neを「0」にした状態でクラッチ同期制御を行うことで、後述する図5に示す共線図の関係に基づき、比較的高精度に検出可能なMG1回転数Nmg1から係合要素RCLの回転数を推定することができ、クラッチ同期制御を高精度に実行することができる。
また、ECU100は、NV優先モードか否かを、例えば、運転席の近傍に設置されたNV優先モードか否かを決定するスイッチ等のユーザインタフェースの操作状態に基づき定める。これにより、ECU100は、ユーザ(運転者)の意思に応じて、NVの抑制を優先する場合と、応答性の向上を優先する場合とを、適切に場合分けして実行することができる。
なお、上述したスイッチ等によるNV優先モードか否かの決定方法の他、NV優先モードか否かは、ハイブリッド車両1の仕様に基づき予め定められてもよい。
図4は、第2実施形態においてECU100が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ECU100は、図4に示すフローチャートの処理を、シリーズパラレル走行の実行時に、所定の周期に従い繰り返し実行する。
まず、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきか否か判定する(ステップS201)。そして、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきと判断した場合(ステップS201;Yes)、クラッチ解放制御を実施する(ステップS202)。一方、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS201;No)、フローチャートの処理を終了する。
次に、ECU100は、ステップS203で、車速Vが閾値Vthよりも大きいか否か判定する(ステップS203)。そして、ECU100は、車速Vが閾値Vthより大きいと判断した場合(ステップS203;Yes)、エンジン20のアイドル運転を実施する(ステップS204)。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS205;Yes)、クラッチ同期制御を実施する(ステップS206)。これにより、ECU100は、係合要素RCL、OCLの回転数差を所定回転数差以内に収める。そして、ECU100は、クラッチ係合制御を実施する(ステップS207)。これにより、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行への移行を完了する。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS205;No)、フローチャートの処理を終了する。
一方、ECU100は、車速Vが閾値Vth以下であると判断した場合(ステップS203;No)、エンジン20を停止させる(ステップS208)。即ち、この場合、ECU100は、エンジン20の燃料噴射を停止する。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS209;Yes)、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であるか否か判定する(ステップS210)。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS209;No)、フローチャートの処理を終了し、引き続きEV走行を行う。
そして、ECU100は、ステップS210で、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であると判断した場合(ステップS210;Yes)、エンジン始動制御を実施し(ステップS211)、その後、クラッチ同期制御(ステップS206)及びクラッチ係合制御(ステップS207)を実行する。このようにすることで、ECU100は、エンジン始動制御に要する時間を短縮し、加速までの時間を短縮することができる。
一方、ECU100は、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes未満であると判断した場合(ステップS210;No)、エンジン回転数Neが「0」より大きいか否か判定する(ステップS212)。そして、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」より大きいと判断した場合(ステップS212;Yes)、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きいか否か判定する(ステップS213)。そして、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きいと判断した場合(ステップS213;Yes)、ステップS214以降の処理を行う。一方、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」以下の場合(ステップS212;No)、又は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenv以下の場合(ステップS213;No)、クラッチ同期制御(ステップS217)、クラッチ係合制御(ステップS218)、及びエンジン始動制御(ステップS219)を順に実行する。
次に、ECU100は、ステップS214で、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下であるか否か判定する(ステップS214)。そして、ECU100は、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下の場合(ステップS214;Yes)、かつ、NV優先モードの場合(ステップS215;Yes)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機する(ステップS216)。そして、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」となった場合(ステップS216;Yes)、クラッチ同期制御(ステップS217)、クラッチ係合制御(ステップS218)、及びエンジン始動制御(ステップS219)を順に実行する。これにより、ECU100は、NV優先モードの場合に、NVの発生を確実に抑制しつつ、走行モードを切り替えることができる。
一方、ステップS214で、ECU100は、クラッチ差回転数dNclが閾値dNthより大きいと判断した場合(ステップS214;No)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機した後(ステップS216;Yes)、クラッチ同期制御等を実行する(ステップS217乃至S219)。
同様に、ステップS215で、ECU100は、NV優先モードではないと判断した場合(ステップS215;No)、クラッチ係合制御を実施し(ステップS218)、エンジン始動制御を実行する(ステップS219)。このように、ECU100は、NV優先モードではない場合には、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機することなく、クラッチ係合制御を実施することで、クラッチ同期制御を行う時間を削減し、応答性を向上させることができる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態では、第2実施形態に加えて、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える際、第1実施形態、第2実施形態で規定した場合を除き、原則として、エンジン回転数Neを「0」にしてから、クラッチ同期制御、クラッチ係合制御、エンジン始動制御の順に実行する。具体的には、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenv以下であるときは、エンジン回転数Neを「0」にしてから、クラッチ同期制御、クラッチ係合制御、エンジン始動制御の順に実行する。これにより、ECU100は、エンジン20の振動を抑制しつつ、クラッチ同期制御を高精度に実行する。
次に、第3実施形態では、第2実施形態に加えて、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替える際、第1実施形態、第2実施形態で規定した場合を除き、原則として、エンジン回転数Neを「0」にしてから、クラッチ同期制御、クラッチ係合制御、エンジン始動制御の順に実行する。具体的には、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenv以下であるときは、エンジン回転数Neを「0」にしてから、クラッチ同期制御、クラッチ係合制御、エンジン始動制御の順に実行する。これにより、ECU100は、エンジン20の振動を抑制しつつ、クラッチ同期制御を高精度に実行する。
これについて図5を参照して補足説明する。図5は、クラッチ同期係合制御時のハイブリッド駆動装置10の一動作状態を例示する動作共線図である。図5において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順に、サンギヤS1(一義的に、モータMG1)、キャリアC1(一義的に、エンジン20)、係合要素RCL(一義的に、リングギヤR1)、ピニオンギヤP1、係合要素OCL(一義的に、駆動軸OUT)及びモータMG2を表す。また、図5の矢印「Y1」は、モータMG1による力行トルクに相当し、矢印「Y2」は、モータMG1によりエンジン20に伝達されるトルクに相当し、矢印「Y3」は、係合要素RCL、OCL間に発生する摩擦トルクに相当する。
図5では、ECU100は、矢印Y1の方向にMG1トルクTmg1を作用させることで、係合要素RCLの回転数を上昇させ、係合要素OCLの回転数と同期させる。これに伴い、MG1トルクTmg1やクラッチCLで発生した摩擦トルクがエンジン20に対して負荷となり、エンジン20に負回転方向へのトルクが作用する(矢印Y2参照)。従って、エンジン回転数Neが「0」になる前にクラッチ同期制御を行った場合、MG1トルクTmg1がエンジン20に対し負回転方向に作用する走行状態では、エンジン20が逆回転することになる。
以上を勘案し、ECU100は、原則として、エンジン回転数Neを「0」としてからクラッチ同期制御を実行する。そして、クラッチ同期制御では、ECU100は、比較的高精度に検出可能なMG1回転数Nmg1から係合要素RCLの回転数を特定可能にすると共に、エンジン20の回転抵抗に基づき、エンジン回転数Neが「0」の場合のエンジン20の動作点を支点として、MG1トルクTmg1により係合要素RCLの回転数を調整する。これにより、ECU100は、クラッチ同期制御を高精度に実行することができ、クラッチCLの係合時のショックの発生を抑制すると共に、エンジン20の逆回転を防止することができる。
図6は、第3実施形態においてECU100が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ECU100は、図6に示すフローチャートの処理を、シリーズパラレル走行の実行時に、所定の周期に従い繰り返し実行する。
まず、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきか否か判定する(ステップS301)。そして、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきと判断した場合(ステップS301;Yes)、クラッチ解放制御を実施する(ステップS302)。一方、ECU100は、シリーズパラレル走行からEV走行へ走行モードを切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS301;No)、フローチャートの処理を終了する。
次に、ECU100は、ステップS303で、車速Vが閾値Vthよりも大きいか否か判定する(ステップS303)。そして、ECU100は、車速Vが閾値Vthより大きいと判断した場合(ステップS303;Yes)、エンジン20のアイドル運転を実施する(ステップS304)。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS305;Yes)、クラッチ同期制御を実施し(ステップS306)、その後クラッチ係合制御を実施する(ステップS307)。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS305;No)、フローチャートの処理を終了する。
一方、ECU100は、車速Vが閾値Vth以下であると判断した場合(ステップS303;No)、エンジン20を停止させる(ステップS308)。即ち、この場合、ECU100は、エンジン20の燃料噴射を停止する。そして、ECU100は、その後、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきと判断した場合(ステップS309;Yes)、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であるか否か判定する(ステップS310)。一方、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ切り替えるべきでないと判断した場合(ステップS309;No)、フローチャートの処理を終了し、引き続きEV走行を行う。
そして、ECU100は、ステップS310で、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes以上であると判断した場合(ステップS310;Yes)、エンジン20の始動を実施し(ステップS311)、その後、クラッチ同期制御(ステップS306)及びクラッチ係合制御(ステップS307)を実行する。このようにすることで、ECU100は、エンジン始動制御に要する時間を短縮し、加速までの時間を短縮し、応答性を向上させることができる。
一方、ECU100は、エンジン回転数Neがエンジン始動回転数Nes未満であると判断した場合(ステップS310;No)、エンジン回転数Neが「0」より大きいか否か判定する(ステップS312)。そして、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」より大きいと判断した場合(ステップS312;Yes)、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きいか否か判定する(ステップS313)。そして、ECU100は、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenvより大きいと判断した場合(ステップS313;Yes)、ステップS314以降の処理を行う。
一方、ECU100は、ステップS312で、エンジン回転数Neが「0」以下の場合(ステップS312;No)、クラッチ同期制御(ステップS317)、クラッチ係合制御(ステップS318)、及びエンジン始動制御(ステップS319)を順に実行する。
また、ECU100は、ステップS313で、エンジン回転数NeがエンジンNV回転数Nenv以下の場合(ステップS313;No)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機し(ステップS316)、その後、クラッチ同期制御(ステップS317)、クラッチ係合制御(ステップS318)、及びエンジン始動制御(ステップS319)を順に実行する。これにより、ECU100は、エンジン20の振動を抑制すると共に、クラッチ同期制御を高精度に行い、クラッチCLの係合時のショック発生を抑制することができる。また、ECU100は、エンジン20の逆回転を防止することができる。
次に、ECU100は、ステップS314で、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下であるか否か判定する(ステップS314)。そして、ECU100は、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下の場合(ステップS314;Yes)、かつ、NV優先モードの場合(ステップS315;Yes)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機する(ステップS316)。そして、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」となった場合(ステップS316;Yes)、クラッチ同期制御(ステップS317)、クラッチ係合制御(ステップS318)、及びエンジン始動制御(ステップS319)を順に実行する。これにより、ECU100は、NV優先モードの場合に、NVの発生を確実に抑制しつつ、走行モードを切り替えることができる。
一方、ステップS314で、ECU100は、クラッチ差回転数dNclが閾値dNthより大きいと判断した場合(ステップS314;No)、エンジン回転数Neが「0」になるまで待機した後(ステップS316;Yes)、クラッチ同期制御等を実行する(ステップS317乃至S319)。
また、ステップS315で、ECU100は、NV優先モードではないと判断した場合(ステップS315;No)、クラッチ係合制御を実施し(ステップS318)、エンジン始動制御を実行する(ステップS319)。これにより、ECU100は、クラッチ同期制御を行う時間を削減し、早期にエンジン20を始動させることができる。
[変形例]
次に、各実施形態に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて各実施形態に適用されてもよい。
[変形例]
次に、各実施形態に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて各実施形態に適用されてもよい。
(変形例1)
図4のフローチャートでは、ECU100は、NV優先モードか否か(ステップS215参照)に加え、エンジン回転数Ne(ステップS210、S212、S213参照)、エンジン始動回転数Nes(ステップS210参照)、エンジンNV回転数Nenv(ステップS213参照)、及び、クラッチ差回転数dNcl(ステップS214参照)に基づき、クラッチ同期制御前に、エンジン回転数Neを「0」にする制御(ステップS216参照)を実行すべきか否か決定した。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。
図4のフローチャートでは、ECU100は、NV優先モードか否か(ステップS215参照)に加え、エンジン回転数Ne(ステップS210、S212、S213参照)、エンジン始動回転数Nes(ステップS210参照)、エンジンNV回転数Nenv(ステップS213参照)、及び、クラッチ差回転数dNcl(ステップS214参照)に基づき、クラッチ同期制御前に、エンジン回転数Neを「0」にする制御(ステップS216参照)を実行すべきか否か決定した。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。
これに代えて、ECU100は、NV優先モードか否かのみに基づき、エンジン回転数Neを「0」にすべきか否か決定してもよい。具体的には、この場合、ECU100は、NV優先モードの場合には、エンジン回転数Neを「0」にした後、クラッチ同期制御等(ステップS217乃至S219参照)を実行し、NV優先モードではない場合には、エンジン回転数Neを「0」にすることなく、クラッチ同期制御等を実行する。これにより、ECU100は、NV優先モードでは、クラッチCLの係合時でのNVを抑制することができると共に、NV優先モードではない場合には、早期にクラッチCLの係合を行い、応答性を向上させることができる。
(変形例2)
図3のステップS112、ステップS216、ステップS316では、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」になるまでクラッチ同期制御を行わず待機していた。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。これに代えて、ECU100は、エンジン回転数Neが略0、即ち、「0」を含む所定範囲にある場合に、クラッチ同期制御を開始してもよい。上述の所定範囲は、エンジン回転数Neが「0」の場合と同様に、クラッチ同期制御を高精度に実行可能なエンジン回転数Neの範囲であり、例えば実験等に基づき予め定められる。これによっても、好適に、ECU100は、エンジン20の振動を抑制すると共に、クラッチCLの係合時でのショックの発生を抑制することができる。
図3のステップS112、ステップS216、ステップS316では、ECU100は、エンジン回転数Neが「0」になるまでクラッチ同期制御を行わず待機していた。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。これに代えて、ECU100は、エンジン回転数Neが略0、即ち、「0」を含む所定範囲にある場合に、クラッチ同期制御を開始してもよい。上述の所定範囲は、エンジン回転数Neが「0」の場合と同様に、クラッチ同期制御を高精度に実行可能なエンジン回転数Neの範囲であり、例えば実験等に基づき予め定められる。これによっても、好適に、ECU100は、エンジン20の振動を抑制すると共に、クラッチCLの係合時でのショックの発生を抑制することができる。
(変形例3)
第2実施形態では、ECU100は、NV優先モードではない場合、式(1)を満たし、かつ、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下の時に、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行い、その後にエンジン始動制御を行った。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、ECU100は、NV優先モードではない場合には、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下であれば、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行ってもよい。これによっても、好適に、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ早期に切り替えることができ、再加速等に対する応答性を向上させることができる。
第2実施形態では、ECU100は、NV優先モードではない場合、式(1)を満たし、かつ、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下の時に、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行い、その後にエンジン始動制御を行った。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、ECU100は、NV優先モードではない場合には、クラッチ差回転数dNclが閾値dNth以下であれば、クラッチ同期制御を行うことなくクラッチ係合制御を行ってもよい。これによっても、好適に、ECU100は、EV走行からシリーズパラレル走行へ早期に切り替えることができ、再加速等に対する応答性を向上させることができる。
1 ハイブリッド車両
10 ハイブリッド駆動装置
12 バッテリ
20 エンジン
30 動力分割機構
40 入力軸
60 減速機構
100 ECU
MG1、MG2 モータジェネレータ
CL クラッチ
10 ハイブリッド駆動装置
12 バッテリ
20 エンジン
30 動力分割機構
40 入力軸
60 減速機構
100 ECU
MG1、MG2 モータジェネレータ
CL クラッチ
Claims (3)
- エンジンと、
第1回転電機と、
第2回転電機と、
前記第1回転電機に連結された第1回転要素と、前記第2回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第2回転要素と、前記エンジンと連結する第3回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第2回転電機により走行を行う第1走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第2走行モードへ走行モードを切り替える場合、前記クラッチを係合してから前記エンジンを始動させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態では、エンジン回転数を略0にしてから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態であるか否かをユーザに指定させるためのインターフェースをさらに備える請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記制御手段は、前記クラッチの係合要素の差回転数が所定値以下の場合であって、騒音又は/及び振動の抑制を優先すべき状態ではない場合、前記クラッチの係合要素の回転を同期させる制御を行わずに前記クラッチを係合状態にする請求項1または2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011004665A JP2012144172A (ja) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011004665A JP2012144172A (ja) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012144172A true JP2012144172A (ja) | 2012-08-02 |
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ID=46788214
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2012144172A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10533528B2 (en) | 2016-01-21 | 2020-01-14 | Denso Corporation | Starter |
US10634108B2 (en) | 2016-01-21 | 2020-04-28 | Denso Corporation | Starter |
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-
2011
- 2011-01-13 JP JP2011004665A patent/JP2012144172A/ja active Pending
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