JP2015063258A5 - - Google Patents

Description

さらにはこの発明で対象とする車両は、入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構と、その反力要素に連結されたモータとを更に備え、前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結されている車両であってよい。その場合、前記出力要素に連結された他のモータを更に備えることができる。

さらにまた、この発明で対象とする車両は、クラッチの伝達トルク容量の変化に伴う駆動輪のトルク変動を抑制するように構成した場合、入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構を更に備え、前記モータは前記反力要素に連結され、前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結されていてよい。

そしてまた、この発明で対象とする車両は、クラッチの伝達トルク容量の変化に伴う駆動輪のトルク変動を抑制するように構成した場合、入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構を更に備え、前記モータは、前記反力要素に連結された第１のモータと前記出力要素に連結された第２のモータとを含み、前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結され、前記クラッチの伝達トルク容量を変化させた場合に、その伝達トルク容量の変化に伴う前記駆動輪でのトルクの変化を抑制するように制御される前記モータは前記第２のモータであってよい。

この発明はクランキングすることにより始動するエンジンと、そのクランキングのためのトルクを、伝達トルク容量を変化させることのできるクラッチを介してエンジンに伝達する車両を対象とする制御装置である。そのクランキングのためのモータは、いわゆるスタータモータであってよく、あるいは走行のための駆動力を発生するモータ（もしくはモータ・ジェネレータ。以下これらをまとめてモータと記すことがある。）であってもよい。エンジンと併せてモータを駆動力源として備えた車両は、ハイブリッド車両と称される車両であり、この種の車両では、エンジンによる走行およびエンジンとモータとによる走行に加えて、モータのみを使用した走行やモータでエネルギ回生を行う走行などを行うことができ、さらにまたモータでの走行中にエンジンを停止させ、またエンジンを再始動するなどの駆動形態を採ることが可能である。モータを駆動力源として走行するいわゆるＥＶ走行では、エンジンを連れ回すことによる動力損失を抑制することが好ましく、また複数のモータを備えかつそのいずれかのモータで走行するＥＶ走行の場合にエンジンだけでなく、動力を出力しないモータを連れ回すことによる動力損失を低減することが好ましい。このような要請により、駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統からエンジンを切り離すクラッチを設ける場合があり、この発明はこの種のクラッチを備えたハイブリッド車両を対象とする制御装置に適用される。

図１はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このルーチンは、車両の走行中にエンジン１を始動するためにエンジン１がクランキングされる際に実行される。前述した図８に示すパワートレーンを備えたハイブリッド車両では、第２モータ・ジェネレータ１２を駆動して走行している状態である。そして、再始動のためのエンジン１のクランキングは、クラッチＫ0 を滑りを伴う半係合状態に設定し、そのクラッチＫ0 を介してエンジン１にクランキングトルクを伝達することにより行われる。その場合、エンジン１に対してトルクを伝達するために、第１モータ・ジェネレータ１０を発電機として機能させてサンギヤ４に反力を与える。

図３に示す例においても先ず、クラッチＫ0 を半係合状態にしてエンジン（ＥＮＧ）１のクランキングが実施されているか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳで否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対にステップＳ１で肯定的に判断された場合には、エンジン回転数Ｎｅが所定の回転数しきい値Ｎｅth以上か否かが判断される（ステップＳ１１）。この回転数しきい値Ｎｅthは、車両の共振領域を規定している上限回転数もしくはそれ以上の回転数である。車両のパワートレーンや車体などは振動系を構成していて、その質量や慣性モーメントあるいは弾性係数などに応じた所定の共振振動数を有している。エンジン１や動力伝達系統９の回転数が車両の共振振動数に対応する回転数と一致すると、過度な振動が発生してしまう。この発明で対象とする車両の共振回転数はエンジン１が自立回転する回転数より低回転数に設定されている。したがって、エンジン１の回転数Ｎｅをクランキングによって引き上げている過程で、エンジン回転数Ｎｅが上記の共振回転数を含む所定の回転数領域に入ることになる。なお、その共振領域は、設計上、上記の共振回転数を含む領域として設定しておくことができる。ステップＳ１１での判断の基準となる回転数しきい値Ｎｅthは、このようにして予め設定されている共振領域の上限側の回転数もしくはそれより幾分大きい回転数である。したがって、ステップＳ１１は、エンジン回転数Ｎｅが共振領域を超えたか否かを判断していることになる。

また一方、図５に示す制御例では、ステップＳ３でクラッチトルクを増加した場合に、モータ・ジェネレータのトルク（ＭＧトルク）を増大させ（ステップＳ３１）、その後、ステップＳ４に進む。このモータ・ジェネレータは、図８に示すパワートレーンを備えた車両にあっては、上記のステップＳ１３でトルクが低減された第２モータ・ジェネレータ１２であってよい。そしてそのトルクの増大量は、クラッチトルクが増大されることによる駆動トルクの低減分に相当する増大量である。すなわち、駆動輪２での駆動トルクの変動を抑制できる量である。その場合、図８に示すパワートレーンを備えた車両にあっては、クラッチトルクの影響は動力分割機構３によるギヤ比（変速比）に応じて現れるから、そのギヤ比を考慮して第２モータ・ジェネレータ１２のトルクが増大させられる。

図５に示す制御を行った場合のエンジン回転数Ｎｅ、入力軸７の回転数ＮｉおよびクラッチＫ0 の伝達トルク容量（クラッチトルク）指令値ならびにモータ・ジェネレータ（ＭＧ）トルクの変化を、図６にタイムチャートとして模式的に示してある。前述したように図５に示す制御例は、図３に示す制御例にモータ・ジェネレータのトルク制御を加えたものである。したがって、図６に示すタイムチャートにおけるエンジン回転数Ｎｅ、入力軸７の回転数ＮｉおよびクラッチＫ0 の伝達トルク容量（クラッチトルク）指令値の変化は、前述した図４に示すタイムチャートと同じである。そして、図６には第２モータ・ジェネレータ１２のトルクの変化を併記してあり、エンジン１の始動フラグがＯＮになるｔ11時点までは、ＭＧトルクはＥＶ走行のためのトルクに設定されており、この状態でエンジン１の始動フラグがＯＮになることによってエンジン１のクランキングに要するトルクが加えられたトルクに増大させられる。

前述した図８に示す構成のパワートレーンを備えた車両では、ＥＶモードでの走行の際の駆動トルクを第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１２によって出力し、エンジン１のクランキングを第１モータ・ジェネレータ１０によって行うことができる。したがって、エンジン１のクランキングのためにクラッチＫ0 の伝達トルク容量を上記のように増減させることに応じて、駆動輪２での駆動トルクを安定させるためには、第２モータ・ジェネレータ１２のトルクを制御することになる。そのような制御を行った場合の各モータ・ジェネレータ１０，１２の変化を図７にタイムチャートで示してある。図７は、上述した図６に示すタイムチャートのうちＭＧトルクを、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１０のトルク（ＭＧ１トルク）と、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）のトルク（ＭＧ２トルク）とに分けて記載したものであり、したがってこれらのトルクの項目以外の項目は、図６に示すタイムチャートと同じである。

図８に示すいわゆる２モータタイプハイブリッド車両では、第１モータ・ジェネレータ１０はエンジン１をクランキングするために機能させられるから、その出力トルク（ＭＧ１トルク）は、エンジン１の始動制御が開始されたｔ11時点からその始動が完了してクラッチＫ0 の完全係合のフラグがＯＮになるｔ14時点までの間、エンジン１のクランキングのために必要なトルクとして予め定めた一定のトルクに維持される。また、第１モータ・ジェネレータ１０の出力トルクは、クラッチトルクなどの増減に応じて変化させられる場合もある。クラッチトルクなどの変化が駆動トルクなどの影響を低減する必要がある場合があるからである。

なお、エンジン１の始動完了後は、ＨＶモードに移行することにより、第１モータ・ジェネレータ１０はエンジン回転数Ｎｅを制御するために使用され、その制御によるトルクに設定される。これに対して、走行のための駆動トルクは第２モータ・ジェネレータ１２が出力するから、その出力トルク（ＭＧ２トルク）は、クラッチトルクの変化に応じて増減させられる。その変化（制御）の態様は、上記の図６に示すＭＧトルクと同様であり、エンジン１の始動フラグがＯＮになるｔ11時点までは、第２モータ・ジェネレータ１のトルクはＥＶ走行のためのトルクに設定されており、この状態でエンジン１の始動フラグがＯＮになると、クラッチトルクが増大させられてエンジン１をクランキングするためのトルクが負荷として加わるので、駆動輪２での駆動トルクを維持するべく第２モータ・ジェネレータ１２の出力トルクが増大させられる。

なお、クラッチトルク変動による駆動トルクの変動を減殺するモータを備えた車両を対象とする制御装置にこの発明を適用する場合、その車両のパワートレーンの構成は前述した図８に示す構成に限らないのであって、以下に示すように構成されていてもよい。図１１はその一例を示しており、ここに示す例では、エンジン（ＥＮＧ）１００とモータ・ジェネレータ１０１との間にクラッチＫ10が配置されており、そのモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１０１の出力側に変速機（Ｔ／Ｍ）１０２が連結されている。また、図１２に示す例では、エンジン（ＥＮＧ）１１０の出力側に第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１１が連結されるとともに、その第１モータ・ジェネレータ１１１にクラッチＫ20を介して第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１２が連結され、その第２モータ・ジェネレータ１１２の出力側に変速機（Ｔ／Ｍ）１１３が連結されている。これらいずれのパワートレーンを備えた車両であっても、エンジン１００，１１０の運転を止め、かつクラッチＫ10，Ｋ20を解放して走行することができ、またいわゆるＥＶ走行中にクラッチＫ10，Ｋ20を前述したように制御してエンジン１００，１１０を始動することができる。そのクラッチＫ10，Ｋ20の制御と併せて、ＭＧトルクを前述したように制御して駆動トルクの意図しない変動を抑制することができる。

Claims (4)

1. 入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構と、その反力要素に連結されたモータとを更に備え、
   前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
   
2. 前記出力要素に連結された他のモータを更に備えていることを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。
   
3. 入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構を更に備え、
   前記モータは前記反力要素に連結され、
   前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
   
4. 入力要素と出力要素と反力要素との少なくとも三つの回転要素を備えかつそれらの回転要素のうちの二つの回転要素の回転数に応じて他の一つの回転要素の回転数が決まる変速機構を更に備え、
   前記モータは、前記反力要素に連結された第１のモータと前記出力要素に連結された第２のモータとを含み、
   前記エンジンは前記クラッチを介して前記入力要素に連結され、
   前記クラッチの伝達トルク容量を変化させた場合に、その伝達トルク容量の変化に伴う前記駆動輪でのトルクの変化を抑制するように制御される前記モータは前記第２のモータである
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。