JP3924540B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータにより駆動軸を回転させて走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、特に、モータと駆動軸との間にクラッチを有し、車両の状態に応じて該クラッチを接続および遮断するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、内燃機関であるエンジンと電動のモータとを組み合わせて車輪を駆動するハイブリッド車両が開発されている。ハイブリッド車両は、走行状態に応じて、エンジン単体でのエンジン走行モード、モータ単体でのモータ走行モード、エンジン走行時にモータによってエンジンの出力補助を行うモータアシスト走行モードおよび発電走行モード等さまざまな形態を有している。ここで、発電走行モードとは、エンジンから駆動力を受けた発電機によって発電を行い、その発電した電力をバッテリを介して、または、直接モータに供給してモータにて走行する走行モードである。
【0003】
また、前後輪の一方をエンジン単体、または、エンジンおよびモータで駆動し、前後輪の他方をモータで駆動する四輪駆動方法等の駆動方法についても種々提案されている。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてモータが駆動力を発生することでエンジンの負担を軽減して燃料消費量や排出ガス量が低減される。ここで、前記前後輪の他方をモータで駆動するタイプでは、モータの駆動力は、例えば、クラッチを介して駆動軸に伝達される場合がある。このモータの減速比は、高い駆動力を得るために大きく設定されており、高速走行時にはモータの回転数が極めて高くなる。従って、モータの過熱を防ぐとともに耐久性を向上させるために、車速が所定の規定値以上となるときにはクラッチを遮断する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
この場合、クラッチを遮断する速度付近で走行を行うとクラッチの接続および遮断が頻繁に繰り返されることとなり、クラッチの耐久性を損なうとともに搭乗者に違和感を与えることになる。これを防ぐために、クラッチの接続および遮断にヒステリシス特性をもたせた技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
この技術によれば、クラッチの接続および遮断のショックを相当に防止でき、それによりクラッチの構造の簡略化、クラッチ容量の低減および耐久性の向上を図ることができて好適である。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−333507号公報(第1図)
【特許文献2】
特開2002−160541号公報(段落[0043]〜[0046])
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の四輪駆動車において、増速時に高速域でクラッチを遮断し、その後減速やクルーズ走行等でモータの回転数を駆動軸に合わせた後にクラッチを接続するが、回転数の調整には多少の時間を要するので、実際の接続までにはタイムラグが発生する。従って、モータによって駆動力を発生し、または回生を行うまでに遅れが生じることがある。この遅れをなくすためには、クラッチの接続を早期に行う必要があるが、単にヒステリシスを設けて安易に接続してしまうと、駆動軸に与える駆動力が0の状態でモータを回転させる領域が広くなるため、消費電流が増えるとともに発熱による耐久性の低下がある等、適切な接続判断が行われていなかった。
【0008】
また、エンジン単体での二輪駆動状態で、一方の駆動輪にスリップが発生したときなどの車両の挙動を安定させる制御を行うことが好ましい。このためには、他方の車輪をモータで駆動して四輪駆動運転を行うこととなり、各車輪の回転を制御するためにクラッチを早期に接続する必要がある。従って、このようにスリップが発生する場合にも前記と同様の問題がある。
【0009】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、減速時にクラッチを接続する際に、駆動力が0の状態でモータを回転させる領域を適切に決定し、モータによる駆動または回生を実行するためのクラッチの接続タイミングを適切に行うことを可能にするハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記減速度が所定の減速度閾値よりも大きくなったことを条件として前記クラッチを接続し、前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
【0011】
また、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、トランスミッションのシフト動作を検出するシフト動作検出部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記シフト動作検出部が、シフトダウン動作を検出したことを条件として前記クラッチを接続し、前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とする(請求項2記載の発明)。
【0012】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、タイマ機能部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記タイマ機能部は、前記クラッチが遮断されている状態で、前記速度検出部で前記ハイブリッド車両の減速を検出したときに計時を開始し、前記ハイブリッド車両が減速している間に、前記車速および/または前記減速度に基づいて前記クラッチの接続時間を更新し、前記タイマ機能部による計測時間が、前記接続時間に達したことを条件として前記クラッチを接続することを特徴とする(請求項3記載の発明)。
【0013】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、タイマ機能部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記車速および/または前記減速度に基づいて前記クラッチの接続時間を設定し、前記タイマ機能部は、前記減速度が規定値以上であるときに計時を開始し、前記タイマ機能部による計測時間が前記接続時間に達したこと、または、前記減速度が前記規定値以上であることを条件として前記クラッチを接続することを特徴とする(請求項4記載の発明)。
この場合、前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にするとよい(請求項5記載の発明)。
【0014】
このように、減速度、タイマ機能部によるタイムアップ検出および/またはシフトダウン動作に基づいてクラッチを接続することにより、駆動力が0の状態でモータを回転させる領域を狭めるとともにモータによる駆動または回生を即時に行うことができる。
【0015】
また、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、車輪のスリップ、またはスリップの可能性が高いことを判断するスリップ判断部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記スリップ判断部によるスリップまたはスリップの可能性があるとする判断に基づき前記クラッチを接続し、前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とする(請求項6記載の発明)。
【0016】
このように、スリップ検出手段に基づいてクラッチを接続することにより走行安定性を向上させることができる。
【0018】
また、前記クラッチ制御部は、前記クラッチが遮断されている状態で、前記車速が前記第2の速度閾値を下回った場合に、前記クラッチを接続するとよい(請求項7記載の発明)。
【0019】
前記スリップ判断部は、前記前輪の車輪速度と前記後輪の車輪速度の差に基づいて判断を行うようにしてもよい(請求項8記載の発明)。
【0020】
また、前記スリップ判断部は、前記前輪および/または前記後輪の左右速度差に基づいて判断を行うようにしてもよい(請求項9記載の発明)。
【0021】
さらに、ハンドルの舵角を検出する舵角検出部を有し、前記スリップ判断部は、前記車速と前記舵角とに基づいて判断を行うようにしてもよい(請求項10記載の発明)。
【0022】
さらにまた、ハンドルの舵角を検出する舵角検出部を有し、前記スリップ判断部は、前記前輪および/または前記後輪の左右速度差と前記舵角とに基づいて判断を行うようにしてもよい(請求項11記載の発明)。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図1〜図18を参照しながら説明する。本実施の形態に係る駆動制御装置10は、ハイブリッド車両12に適用される。
【0024】
図1に示すように、ハイブリッド車両12は四輪駆動車であり、内燃機関であるエンジン14と、バッテリ15から供給される電力によって回転する第1モータ16、第2モータ18と、これらのエンジン14、第1モータ16、第2モータ18等を集中的に管理および制御するメインECU(クラッチ制御部、Electric Control Unit)20とを有する。メインECU20は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、CPU(Central Processing Unit)、入出力インターフェース、タイマ等からなるマイクロコンピュータ(図示せず)であり、ROMに記録されたプログラム、マップおよびデータ等に従って処理を行う。メインECU20は、プログラムの変更によって種々の動作が可能である。
【0025】
また、ハイブリッド車両12は、第1モータ16および第2モータ18の電力制御を行う第1および第2PDU(Power Drive Unit)22、24と、エンジン14および第2モータ18によって駆動される前輪26a、26bと、第1モータ16によって駆動される後輪27a、27bとを有する。第1PDU22および第2PDU24は、それぞれ第1モータ16および第2モータ18に供給する電流値を検出する機能を有する。
【0026】
エンジン14と第2モータ18は共通の駆動軸28に接続されており、オイルポンプ32、第1クラッチ34、プーリ機構36、第2クラッチ38、ギア機構40および第1ディファレンシャルギア42を介して前輪26a、26bを駆動する。第1モータ16は第3クラッチ46、駆動軸47およびディファレンシャルギア48を介して後輪27a、27bを駆動する。第1クラッチ34および第2クラッチ38は、発進クラッチまたは前後進切替えクラッチにより置き換え可能である。
【0027】
第1モータ16および第2モータ18は、第1PDU22、第2PDU24の制御下に発電機としても作用する。すなわち、第2モータ18は、エンジン14または前輪26a、26bから駆動力を受けて発電を行い、バッテリ15に充電することができ、第1モータ16は後輪27a、27bから駆動力を受けて回生を行いバッテリ15に充電することができる。
【0028】
また、前輪26a、26bおよび後輪27a、27bには、車速Vを算出するための車速センサ50a、50b、50c、50dが設けられておりメインECU20に接続されている。車速センサ50a、50bはそれぞれ左右の前輪26a、26bの車輪速度を検出し、車速センサ50c、50dはそれぞれ左右の後輪27a、27bの車輪速度を検出する。メインECU20は、前輪26a、26bおよび後輪27a、27bの車輪速度に基づいて車速Vを算出する。
【0029】
バッテリ15の電圧はダウンバータ(D・V)51aで12[V]に降圧され、12V電源制御部51bを介してファン75a、75bに供給される。
【0030】
図2に示すように、駆動制御装置10は、メインECU20を含み、バッテリ15の制御を行うバッテリECU52と、第2PDU24を介して第2モータ18の制御を行うフロントモータECU54と、第1PDU22を介して第1モータ16の制御を行うリアモータECU56と、DBW(Drive By Wire)ドライバ58を介してスロットル開度を制御するスロットルECU60と、燃料噴射量を制御する燃料噴射ECU62と、第3クラッチ46の接続および遮断を行うクラッチドライバ64と、プーリ機構36の制御を行う無段変速機ECU66とを有する。第3クラッチ46には、接続および遮断の検出を行うクラッチスイッチ68が設けられ、クラッチドライバ64に接続されている。
【0031】
バッテリECU52は、バッテリ15に設けられた3つのセンサ、すなわち電流センサ70、電圧センサ72および温度センサ74に接続されている。電流センサ70はバッテリ15への充放電の電流Ibを計測する。電圧センサ72はセル室の電圧Vbを計測する。温度センサ74はバッテリ15の、例えば、セル室内の温度Tbを計測する。
【0032】
バッテリECU52は、バッテリ15の電圧値または充放電量の積分値によってバッテリ15の電力残量SOCを算出する機能を有する。電力残量SOCは0〜100[%]の数値で表され、0[%]のときにはバッテリ15が完全な放電状態または未充電状態であり、100[%]のときには定格充電状態である。
【0033】
第1モータ16および第1PDU22の近傍にはファン75aおよび75bが設けられており、所定の稼動開始温度Tf以上であるときにファン75a、75bを回転させる。
【0034】
燃料噴射ECU62には、カムシャフト回転角の検出を行うTDC(Top Dead Center)センサ76と、吸入空気圧力の検出を行うMAPセンサ78と、吸入空気温度の検出を行うTA(Temperature of Air)センサ80と、エンジン水温の検出を行う水温センサ82と、エンジン油温の検出を行う油温センサ84と、ブレーキ用マスターパワー負圧の検出を行うM・P(Master Power)モニタ86とに接続されている。また、燃料噴射ECU62には、エンジン14の各気筒部燃料噴射用アクチュエータであるインジェクタ88と、各気筒部燃料点火用アクチュエータである点火プラグ90と、気筒休止切替用に使用される休筒ソレノイド92に接続されている。
【0035】
無段変速機ECU66には、ドライブプーリ側回転数の検出を行うDR回転センサ94と、ドリブン側回転数の検出を行うDN回転センサ96と、シフトレバーのポジション位置を検出するシフトポジションスイッチ98に接続されている。また、無段変速機ECU66には、ドライブプーリ位置決め用のDRリニアソレノイド100と、ドリブンプーリ位置決め用のDNリニアソレノイド102と、第1クラッチ34の接続および遮断を行う第1クラッチソレノイド104と、第2クラッチ38の接続および遮断を行う第2クラッチソレノイド106とが接続されている。
【0036】
さらに、メインECU20には、アクセルペダルの開度APを検出するアクセルセンサ108と、スロットル開度を検出するスロットルセンサ110と、前記の車速センサ50a〜50dと、ブレーキのオン・オフを検出するブレーキスイッチ112と、ハンドルの舵角θを検出する舵角センサ114と、加速度センサ(減速度検出部)115とが接続されている。加速度センサ115はハイブリッド車両12の進行方向における加減速度を検出することができる。
【0037】
第1モータ16には温度Tmを検出するモータ温度センサ116が設けられており、第1PDU22には温度Tpを検出するPDU温度センサ118が設けられている。モータ温度センサ116およびPDU温度センサ118はそれぞれリアモータECU56に接続されている。
【0038】
モータ温度センサ116、PDU温度センサ118および前記の温度センサ74は、熱的最弱部または該熱的最弱部の温度を推定可能な箇所に設けるとよい。例えば、モータ温度センサ116は第1モータ16の巻線温度を検出し、PDU温度センサ118は半導体素子のオンチップセンサとするとよい。なお、モータ温度センサ116、PDU温度センサ118の検出結果である温度データはメインECU20へも供給される。
【0039】
第1モータ16が発生する駆動力の特性は、図3のモータ特性線200および202で示すように、車速Vと略反比例の関係にある。また、第1モータ16の発熱、耐久性および電力消費等を考慮し、車速Vが速度閾値(第1の速度閾値)V2以上であるときには第3クラッチ46を遮断する。
【0040】
また、速度閾値V2よりやや低速の速度閾値(第2の速度閾値)V1が設定されており、車速Vが速度閾値V1よりやや低速の速度閾値V0(V0<V1<V2)と速度閾値V1との間であるときには、車速Vに基づいて第1モータ16の駆動力をモータ特性線202より減少させるようにする。すなわち、モータ特性線202より小さい駆動力の駆動力線204になるように設定する。この駆動力線204は、車速Vが速度閾値V0と等しいときにモータ特性線202と一致し、車速Vが速度閾値V1と等しいときに駆動力が0となるように設定されており、速度閾値V0から速度閾値V1へ向かい徐々に減少するようになっている。第1モータ16の駆動力は、車速Vが速度閾値V1〜V2の間で0の状態に保つ。また、駆動力線204は、モータ特性線200と滑らかにつながっている。
【0041】
このように、第1モータ16の駆動力をモータ特性線200および駆動力線204で示される駆動力とすることにより、第3クラッチ46を遮断する際に駆動力の急激な変化がなく、搭乗者に違和感を与えることがない。
【0042】
次に、このように構成される駆動制御装置10の作用について説明する。
【0043】
まず、メインECU20が、ROMに記録された第1のプログラムに基づいて行う処理の作用について図4を参照しながら説明する。この第1のプログラムおよび後述する第2〜第12のプログラムは、ROMに記録されており、CPUによって所定の微小時間毎に繰り返し実行される。また、第1〜第12のプログラムは、車速Vが速度閾値V2を越えて第3クラッチ46を遮断した後に実行され、該第3クラッチ46を接続するタイミングを制御するためのものであり、それ以外の処理、例えば、第3クラッチ46を遮断する処理は別のプログラムに基づいて行われる。
【0044】
図4に示すように、最初のステップS1において、メインECU20に接続された各センサの検出値および各データを読み取る。具体的には、車速センサ50a〜50d、アクセルセンサ108、舵角センサ114、加速度センサ115およびシフトポジションスイッチ98等のセンサ、スイッチの検出値を読み取り、さらに、電力残量SOC、第1モータ16の温度Tm、第1PDU22の温度Tp、バッテリ15の温度Tb等のデータを読み取る。
【0045】
次に、ステップS2において、車速Vと前記の速度閾値V2とを比較する。車速Vが速度閾値V2より小さいときには次のステップS4へ移り、車速Vが速度閾値V2以上のときには第3クラッチ46を遮断して(ステップS3)今回の処理を終了する。車速Vが速度閾値V2以上のときには第1モータ16の過熱を防止するために第3クラッチ46を接続することがないためである。
【0046】
ステップS4においては、車速Vと前記の速度閾値V1とを比較する。車速Vが速度閾値V1より大きいときには次のステップS5へ移る。車速Vが速度閾値V1以下のときにはステップS7へ移る。
【0047】
ステップS5においては、加速度センサ115から供給されるデータから減速度G2を求める。
【0048】
次に、ステップS6において、減速度G2が所定の規定値よりも大きいときには次のステップS7へ移る。また、規定値以下であるときには今回の処理を終了する。
【0049】
ステップS7においては、第3クラッチ46が遮断されているか否かを確認し、遮断されている場合には次のステップS8へ移る。接続されている場合には今回の処理を終了する。
【0050】
ステップS8においては、第1モータ16を回転させて駆動軸47との回転数合わせを行う。つまり、駆動軸47は後輪27a、27bによって回転されているので、第3クラッチ46の接続時の引きずり損失を少なくするために第1モータ16を回転させる。具体的には、第1モータ16と駆動軸47との回転数の差を十分に小さい値となるようにする。
【0051】
次に、ステップS9においては、クラッチドライバ64に対して第3クラッチ46を接続する指令を供給する。これによってクラッチドライバ64は第3クラッチ46を接続し、クラッチスイッチ68により接続したことを確認する。
【0052】
このとき、V1<V<V2であり、第1モータ16は駆動力が「0」となっているので(図3参照)、第3クラッチ46を接続しても走行駆動力に変化はなく、搭乗者に対して違和感を与えることがない。また、第3クラッチ46により伝達される駆動力が「0」であって、しかも第1モータ16と駆動軸47の回転数は略一致しているので、接続時に滑りが生じることがほとんどなく第3クラッチ46の耐久性が向上する。
【0053】
車速Vが速度閾値V1より大きいときであっても、減速度G2が比較的大きいときには第3クラッチ46を接続するので、その後車速Vが速度閾値V1以下になったときに即時に第1モータ16によって回生を行い、または駆動力を発生させることができる。さらに、減速度G2が小さいときには車速Vが速度閾値V1以下になるまで第3クラッチ46を接続しないので、第1モータ16を駆動力が「0」のまま回転させる速度領域および時間が小さく、消費電流を抑制することができるとともに第1モータ16の耐久性を向上させることができる。
【0054】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第2のプログラムに基づいて行う処理の作用について図5を参照しながら説明する。図5のステップS101〜S104は、前記のステップS1〜S4と同様の処理であり、ステップS106〜S109はステップS6〜S9と同様の処理であり、ステップS105(減速度検出部)が異なる。
【0055】
ステップS105では、前回処理時の車速をV0とし、車速変化をV0−Vとして求め、前回処理時からの経過時間より減速度G2を求める。これにより、車速センサ50a〜50dによって減速度G2を求めることができ、加速度センサ115を省略することが可能である。
【0056】
次に、ステップS106において、減速度G2が所定の規定値よりも大きいときには次のステップS107へ移り第3クラッチ46の遮断の確認をした後、第1モータ16の回転合わせを行い(ステップS108)、第3クラッチ46を接続する(ステップS109)。また、減速度G2が規定値以下であるときには今回の処理を終了する。
【0057】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第3のプログラムに基づいて行う処理の作用について図6を参照しながら説明する。図6のステップS201〜S204は、前記のステップS1〜S4と同様の処理であり、ステップS206〜S208はステップS7〜S9と同様の処理であり、ステップS205のみが異なる。
【0058】
ステップS205では、シフトポジションスイッチ98の状態を確認し、シフトダウン動作が行われたか否かを確認する。シフトダウン動作が行われた場合には次のステップS206へ移り、シフト動作がない場合またはシフトアップ動作が行われた場合には今回の処理を終了する。
【0059】
このステップS205が実行されるのは、V1<V<V2の時であることから、シフトダウン動作が行われた場合には、運転者が減速を意思していると判断することができ、また、実際に減速することが明らかである。従って、車速Vが速度閾値V1以下となる前に予め第3クラッチ46を接続することによって、車速Vが速度閾値V1以下になったときに即時に第1モータ16によって回生を行い、または駆動力を発生させることができる。ここで、シフトダウン動作とはマニュアルおよびオートマチックのいずれのトランスミッションにおける動作でもよい。
【0060】
また、ブレーキスイッチ112(図2参照)の状態によりブレーキペダルが踏まれたことを検出して減速の判断を行うようにしてもよい。
【0061】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第4のプログラムに基づいて行う処理の作用について図7を参照しながら説明する。図7のステップS301〜S305は、前記のステップS1〜S5と同様の処理であり、ステップS313およびS314はステップS8およびS9と同様の処理である。
【0062】
ステップS305の処理後、ステップS306において、減速度G2の値を確認し、減速度G2が正値であるときには次のステップS307へ移り、減速度G2が「0」であるとき、または負値であるときには今回の処理を終了する。減速度G2が負値であるとは加速していることであり、加速度G1が正値であることを示す。
【0063】
次に、ステップS307において、前記のステップS7と同様に第3クラッチ46が遮断されていることを確認した後、次のステップS308移る。第3クラッチ46が接続されているときには今回の処理を終了する。
【0064】
ステップS308においては、タイマカウンタ(タイマ機能部)Iの値を確認する。タイマカウンタIが「0」であるときには「1」を代入して(ステップS309)、今回の処理を終了する。タイマカウンタIが「0」以外であるときには次のステップS310に移る。タイマカウンタIは初期状態では「0」に設定されている。
【0065】
ステップS310においては、タイマカウンタIを、I←I+1としてカウントアップして次のステップS311に移る。
【0066】
ステップS311においては、図8に示すクラッチオフ時間マップ206を検索する。クラッチオフ時間マップ206は、第3クラッチ46を接続する時間閾値C0を記録したマップであり、車速Vと減速度G2をパラメータとして検索される。時間閾値C0は車速Vの増加に従い大きくなり、減速度G2の増加によって小さく設定されている。従って、例えば、減速度G2が大きく、かつ車速Vが速度閾値V1に近いほど時間閾値C0が小さくなり、第3クラッチ46を接続するまでの時間が短い。また、減速度G2が小さく、かつ車速Vが速度閾値V2に近いほど時間閾値C0が大きくなり、第3クラッチ46を接続するまでの時間が長い。
【0067】
ステップS314の処理の後、タイマカウンタIを「0」に初期化して(ステップS315)、今回の処理を終了する。
【0068】
ステップS304において、車速Vが速度閾値V1を上回るときには、第3クラッチ46が遮断されているか否かを確認し(ステップS316)、遮断されているときにはステップS313へ移る。接続されているときには今回の処理を終了する。
【0069】
このクラッチオフ時間マップ206および第4のプログラムによれば、車速Vが同じでも減速度G2が大きいときには時間閾値C0が小さくなって、より早く第3クラッチ46を接続するのでフィードフォワード的な作用が得られる。これにより、車速Vが速度閾値V1を下回る前に確実に第3クラッチ46を接続することができる。
【0070】
さらに、急減速したときには、時間閾値C0が非常に小さい値となって、その時点でタイマカウンタIを下回ることとなり即時に第3クラッチ46を接続することができる。
【0071】
このクラッチオフ時間マップ206および後述する舵角・左右輪差マップ208、車速・舵角マップ210は、それぞれ所定のパラメータに基づく式で置き換えて、各マップ値に相当する値を算出してもよい。
【0072】
メインECU20が、ROMに記録された第5のプログラムに基づいて行う処理を図9に示す。図9のステップS401〜S404は、前記のステップS301〜S304と同様の処理であり、ステップS406〜S416はステップS306〜S316と同様の処理である。また、ステップS405では前記のステップS105と同様に、現在の車速Vおよび前回の車速V0から減速度G2を求める。第5のプログラムによれば、第4のプログラムと同様の効果が得られ、しかも、加速度センサ115を省略することが可能である。
【0073】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第6のプログラムに基づいて行う処理の作用について図10を参照しながら説明する。図10のステップS501〜S507は、前記のステップS301〜S307と同様の処理であり、ステップS513〜S517はステップS312〜S316と同様の処理である。また、ステップS509、S510、S511、S512はそれぞれステップS308、S309、S311、S310と同様の処理である。つまり、第6のプログラムは、第5のプログラムに対してステップS508が追加されるとともに、クラッチオフ時間マップ206(図8参照)を検索する処理であるステップS511が、タイマカウンタIが「0」である初回だけ検索するようにした点が異なる。
【0074】
ステップS507の処理後、ステップS508においては、減速度G2と所定の規定値とを比較し、減速度G2が規定値より小さいときにはステップS509へ移り、規定値以上であるときにはステップS517へ移る。
【0075】
ステップS509では、タイマカウンタIの値を確認し、タイマカウンタIが「0」であるときには「1」を代入した後(ステップS510)、クラッチオフ時間マップ206を検索して時間閾値C0を決定する(ステップS511)。また、ステップS509でタイマカウンタIが「0」以外であるときにはタイマカウンタIを、I←I+1としてカウントアップした後(ステップS512)、タイマカウンタIと時間閾値C0とを比較し(ステップS513)、第3クラッチ46を接続するか否かを判断する。
【0076】
このように、第6のプログラムでは、緩減速時にはステップS513でクラッチオフ時間マップ206が作用し、急減速時で減速度G2が規定値以上であるときにはステップS508の処理によってタイマカウンタIの値に拘わらずステップS517の処理を介して、第3クラッチ46を接続する。従って、緩減速時と急減速時の双方の場合において第3クラッチ46を適切なタイミングで接続することができる。また、減速開始時の初回のみクラッチオフ時間マップ206を検索するので、その後のメインECU20の処理時間が短い。減速度G2が大きいときにはステップS508の処理によって、時間閾値C0に拘わらず第3クラッチ46を接続するようにしているので、車速Vが速度閾値V1を下回る以前に第3クラッチ46が接続されていることになる。
【0077】
メインECU20が、ROMに記録された第7のプログラムに基づいて行う処理を図11に示す。図11のステップS601〜S604は、前記のステップS501〜S504と同様の処理であり、ステップS606〜S617はステップS506〜S517と同様の処理である。また、ステップS605は前記のステップS105と同様の処理であり、現在の車速Vおよび前回の車速V0から減速度G2を求めている。これによって加速度センサ115を省略することができる。
【0078】
メインECU20が、ROMに記録された第8のプログラムに基づいて行う処理を図12に示す。図12のステップS701〜S704はそれぞれ前記のステップS1〜S4と同様の処理であり、ステップS707およびS708はステップS8およびS9と同様の処理である。
【0079】
ステップS704の処理後、ステップS705(スリップ判断部)においては、ハイブリッド車両12が前後スリップを発生しているか否かを確認する。前後スリップが発生しているときにはステップS706へ移る。
【0080】
ステップS706においては、前記のステップS7と同様に第3クラッチ46が遮断されていることを確認した後、次のステップS707へ移る。第3クラッチ46が接続されているときには今回の処理を終了する。
【0081】
この後、第1モータ16の回転合わせを行い(ステップS707)、第3クラッチ46を接続する(ステップS708)。
【0082】
前後スリップの発生の判断は、例えば、前輪26a、26bの車輪速度を検出する車速センサ50aおよび50bから算出される車輪速度をVfrontとし、後輪27a、27bの車輪速度を検出する車速センサ50cおよび50dから算出される車輪速度をVrearとし、車輪速度Vfrontと車輪速度Vrearとの差の絶対値により判断すればよい。車輪速度Vfrontと車輪速度Vrearとの差の絶対値が所定の規定値以上であるときには前輪26a、26bおよび後輪27a、27bの回転速度が異なるので、いずれか一方がスリップを起こしているか、またはスリップが発生する可能性が高いと判断することができる。
【0083】
メインECU20が、ROMに記録された第9のプログラムに基づいて行う処理を図13に示す。図13のステップS801〜S804は前記のステップS701〜S704と同様の処理であり、ステップS806〜S808はステップS706〜S708と同様の処理である。
【0084】
ステップS804の処理後、ステップS805(スリップ判断部)においては、ハイブリッド車両12が左右スリップを発生しているか否かを確認する。左右スリップが発生しているときにはステップS806へ移り、第1モータ16の回転合わせを行った後に第3クラッチ46を接続する(ステップS807)。
【0085】
左右スリップの発生の判断は、例えば、左側の車輪である前輪26a、後輪27aの車輪速度を検出する車速センサ50aおよび50cから算出される車輪速度をVleftとし、右側の車輪である前輪26b、後輪27bの車輪速度を検出する車速センサ50bおよび50dから算出される車輪速度をVrightとし、車輪速度Vleftと車輪速度Vrightとの差である左右輪差の絶対値により判断すればよい。左右輪差の絶対値が所定の規定値以上であるときには左右の車輪の回転速度が異なるので、いずれか一方がスリップを起こしているか、またはスリップが発生する可能性が高いと判断することができる。
【0086】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第10のプログラムに基づいて行う処理の作用について図14および図15を参照しながら説明する。図14のステップS901〜S904は前記のステップS701〜S704と同様の処理であり、ステップS907〜S909はステップS706〜S708と同様の処理である。
【0087】
ステップS904の処理後、ステップS905においては図15に示す舵角・左右輪差マップ208を検索する。舵角・左右輪差マップ208は旋回スリップが発生する可能性の指数がマップ値Aとして記録されたマップであり、舵角θと左右輪差をパラメータとして検索される。左右輪差は、前記のステップS805と同様に求めればよい。
【0088】
旋回スリップが発生する可能性の指数を示すマップ値Aは、舵角θおよび左右輪差の増加に従って大きく設定される。マップ値Aは計算、解析または実験等により求めればよい。
【0089】
次に、ステップS906(スリップ判断部)において、マップ値Aを所定の規定値と比較し、マップ値Aが規定値より大きいときには、スリップが発生しているか、またはスリップが発生する可能性が高いと判断することができる。この場合、次のステップS907へ移る。
【0090】
このように、第8〜第10のプロラムによれば、前後スリップ、左右スリップまたは旋回スリップが発生しているときには第3クラッチ46を接続しておくことにより、即時に四輪駆動走行への移行が可能になり車輪の空転状態(所謂スタック)を防ぎ、またはABS(Antiskid Brake System)をより有効に機能させることができる。
【0091】
次に、メインECU20が、ROMに記録された第11のプログラムに基づいて行う処理の作用について図16および図17を参照しながら説明する。図16のステップS1001〜S1004は前記のステップS701〜S704と同様の処理であり、ステップS1007〜S1009はステップS706〜S708と同様の処理である。
【0092】
ステップS1004の処理後、ステップS1005においては図17に示す車速・舵角マップ210を検索する。車速・舵角マップ210は、車体挙動の乱れが発生する可能性の指数がマップ値Bとして記録されたマップであり、車速Vと舵角θとをパラメータとして検索される。車速・舵角マップ210には、例えば、横方向の加速度センサによる検出値をパラメータとして加えてもよい。
【0093】
車体挙動の乱れとは、例えば、前輪駆動の二輪駆動状態として、旋回方向に対して前輪26a、26bの切れ角が大きく、車両が旋回内側に巻き込まれるオーバステア現象や、前輪26a、26bの駆動力が切れ角に対して大きすぎて前輪26a、26bがグリップ力を失い、走行ラインが外側にふくらむアンダーステア現象等が挙げられる。
【0094】
車体挙動の乱れが発生する可能性の指数を示すマップ値Bは、車速Vの増加および舵角θの増加に従って値が大きくなるように設定されている。マップ値Bは計算、解析または実験等により求めればよい。
【0095】
次に、ステップS1006(スリップ判断部)において、マップ値Bを所定の規定値と比較し、マップ値Bが規定値より大きいときにはスリップが発生しているか、またはスリップが発生する可能性が高いと判断することができる。この場合、次のステップS1007へ移る。
【0096】
このように、車速・舵角マップ210によって、前輪26a、26bおよび後輪27a、27bのスリップを判断し、車体挙動の乱れが発生する以前に第3クラッチ46を接続しておくことにより、実際に車体挙動の乱れが発生したときには、所定の車体挙動安定化制御を即時に行うことができる。車体挙動安定化制御とは、例えば、VSA(Vehicle Stability Assist)やTCS(Traction Control System)等を挙げることができる。詳細については省略するが、これらのVSAおよびTCSによれば、前輪26a、26bおよび後輪27a、27bに対して駆動力または制動力を個別に制御して車体の挙動を安定化させることができる。
【0097】
メインECU20が、ROMに記録された第12のプログラムに基づいて行う処理を図18に示す。図18のステップS1101〜S1104は前記のステップS701〜S704と同様の処理であり、ステップS1106〜S1108はステップS706〜S708と同様の処理である。
【0098】
ステップS1104の処理後、ステップS1105(スリップ判断部)においては、舵角θと所定の規定値とを比較する。舵角θが規定値より大きいときにはスリップが発生しているか、またはスリップが発生する可能性が高いと判断することができる。この場合、次のステップS1106へ移る。
【0099】
このように、舵角θが規定値より大きいときには、第3クラッチ46を接続しておくことによって車体挙動安定化制御を即時に行うことができる。また、車速・舵角マップ210(図17参照)等を参照することがないので、処理が高速かつ簡便である。
【0100】
第12のプログラムでは、第3クラッチ46の接続を判断するステップS1105において車速Vを考慮していないが、ステップS1102およびステップS1104の処理により、V1<V<V2であることが明らかであり、速度閾値V1および速度閾値V2に基づいてステップS1105の規定値を設定しておけばよい。
【0101】
以上、第1〜第12のプログラムについて説明したが、各プログラムは組み合わせて実行させてもよい。例えば、第1のプログラム(図4参照)と第8のプログラム(図12参照)を組み合わせて実行させ、車速Vが速度閾値V1を下回る前に予め第3クラッチ46を接続させるとともに、前後スリップを起こしたときにも第3クラッチ46を接続するようにしてもよい。
【0102】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0103】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、減速時にクラッチを接続する際に、駆動軸に与える駆動力を0の状態でモータを回転させる領域を適切に決定してモータによる駆動または回生を実行するという効果を達成することができる。これにより、モータの高速連続運転領域を狭め、発熱や電力消費を抑制し、燃費悪化を防止することができる。
【0104】
また、クラッチを遮断して走行している際に、スリップが発生したとき、または発生する可能性が高いときにはクラッチを接続して走行安定性を向上させるという効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハイブリッド車両の駆動系部分のブロック図である。
【図2】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示すブロック図である。
【図3】車速に対するモータの駆動力を示すグラフである。
【図4】第1のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】第2のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】第3のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】第4のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図8】クラッチオフ時間マップを示す図である。
【図9】第5のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】第6のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図11】第7のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図12】第8のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図13】第9のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図14】第10のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図15】舵角・左右輪差マップを示す図である。
【図16】第11のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図17】車速・舵角マップを示す図である。
【図18】第12のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…駆動制御装置 12…ハイブリッド車両
14…エンジン 15…バッテリ
16、18…モータ 20…メインECU
22、24…PDU 26a、26b…前輪
27a、27b…後輪 28、47…駆動軸
34、38、46…クラッチ 36…プーリ機構
50a、50b、50c、50d…車速センサ
52…バッテリECU 54…フロントモータECU
56…リアモータECU 58…DBWドライバ
60…スロットルECU 62…燃料噴射ECU
64…クラッチドライバ 66…無段変速機ECU
70…電流センサ 72…電圧センサ
74…温度センサ 75a、75b…ファン
108…アクセルセンサ 110…スロットルセンサ
112…ブレーキスイッチ 114…舵角センサ
115…加速度センサ 116…モータ温度センサ
118…PDU温度センサ 200、202…モータ特性線
204…駆動力線 206…クラッチオフ時間マップ
208…舵角・左右輪差マップ 210…車速・舵角マップ
AP…開度 C0…時間閾値
G1…加速度 G2…減速度
I…タイマカウンタ V…車速
Vfront、Vrear、Vleft、Vright…車輪速度
V0、V1、V2…速度閾値 θ…舵角
Claims (11)
- 前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記減速度が所定の減速度閾値よりも大きくなったことを条件として前記クラッチを接続し、
前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
トランスミッションのシフト動作を検出するシフト動作検出部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記シフト動作検出部が、シフトダウン動作を検出したことを条件として前記クラッチを接続し、
前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
タイマ機能部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、
前記タイマ機能部は、前記クラッチが遮断されている状態で、前記速度検出部で前記ハイブリッド車両の減速を検出したときに計時を開始し、
前記ハイブリッド車両が減速している間に、前記車速および/または前記減速度に基づいて前記クラッチの接続時間を更新し、
前記タイマ機能部による計測時間が、前記接続時間に達したことを条件として前記クラッチを接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記ハイブリッド車両の減速度を検出する減速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
タイマ機能部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記車速および/または前記減速度に基づいて前記クラッチの接続時間を設定し、
前記タイマ機能部は、前記減速度が規定値以上であるときに計時を開始し、
前記タイマ機能部による計測時間が前記接続時間に達したこと、または、前記減速度が前記規定値以上であることを条件として前記クラッチを接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項3又は4記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前輪または後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
車輪のスリップ、またはスリップの可能性が高いことを判断するスリップ判断部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が所定の第1の速度閾値を越えたことを条件として前記クラッチを遮断する一方、前記クラッチが遮断されている状態で、前記スリップ判断部によるスリップまたはスリップの可能性があるとする判断に基づき前記クラッチを接続し、
前記クラッチが接続された状態で、前記車速が前記第1の速度閾値より小さい第2の速度閾値から前記第1の速度閾値の間では、前記モータの駆動力を0にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項1、2、5及び6のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記クラッチが遮断されている状態で、前記車速が前記第2の速度閾値を下回った場合に、前記クラッチを接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項6記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
前記スリップ判断部は、前記前輪の車輪速度と前記後輪の車輪速度の差に基づいて判断を行うことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項6記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
前記スリップ判断部は、前記前輪および/または前記後輪の左右速度差に基づいて判断を行うことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項6記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
ハンドルの舵角を検出する舵角検出部を有し、
前記スリップ判断部は、前記車速と前記舵角とに基づいて判断を行うことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項6記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
ハンドルの舵角を検出する舵角検出部を有し、
前記スリップ判断部は、前記前輪および/または前記後輪の左右速度差と前記舵角とに基づいて判断を行うことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
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