JP4265567B2 - ハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のハイブリッド車両は、エンジンがエンジンクラッチを介してモータと接続し、このモータが発進クラッチを介して駆動輪と接続する駆動系を具える。そして、モータ単独での走行中にエンジンを始動させる場合には、発進クラッチをスリップ制御しながらモータの回転数を上昇させ、該モータ回転数が所定値に達したとき、エンジンクラッチを締結してクランキングを行うものである。
エンジン出力軸を変速機入力軸に駆動結合して、これらエンジンおよび変速機間にモータ/ジェネレータを具え、
エンジンおよびモータ/ジェネレータ間を切り離し可能に結合するエンジン側摩擦要素と、モータ/ジェネレータおよび変速機間を切り離し可能に結合する変速機側摩擦要素とを有した車両用ハイブリッド駆動装置において、
前記エンジン側摩擦要素を解放し、前記変速機側摩擦要素を締結した車両走行中に、前記エンジンを始動するにあたり、
前記エンジン側摩擦要素の締結容量を増大して該エンジンを連れ回し、
前記連れ回しによるモータ/ジェネレータの回転数の引き込みを検知する引き込み検知手段を具え、該検知時には、前記エンジン側摩擦要素の締結容量と同等のトルクをモータ/ジェネレータに補償させることを特徴としたものである。
図1は本発明のエンジン始動方法の実施対象となるハイブリッド駆動装置を具えた車両のパワートレーンにつき、その駆動系の全体構成を示すシステム図である。このハイブリッド車両は、前輪1L,1Rおよび後輪2L,2Rを車体の左右側にそれぞれ具え、前輪1L,1Rを従動輪と、後輪2L,2Rを駆動輪とし、車体前部にエンジン3を搭載するFR方式である。
すなわち、図1のハイブリッド駆動装置を具えたパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン3の車両前後方向後方に自動変速機4を直列に配置し、エンジン3のクランクシャフト(エンジン出力軸)3aからの回転を自動変速機4の入力軸5へ伝達する軸6に結合してモータ/ジェネレータ7を設ける。つまり、エンジン3および自動変速機4間には、モータ/ジェネレータ7を配置する。
このモータ/ジェネレータ7およびエンジン3間に、より詳しくは、軸6とエンジンクランクシャフト3aとの間にエンジン側摩擦要素としてのエンジン側クラッチ8を介挿し、このエンジン側クラッチ8によりエンジン3およびモータ/ジェネレータ7間を切り離し可能に結合する。
これらクラッチ8,9は図示しないコントロールバルブからなる油圧回路から油圧をそれぞれ供給され、当該油圧回路がこれら油圧を可変に制御することにより、トルクおよび回転数をそのまま伝達する完全締結状態と、制御対象となる締結容量を伝達可能としこの締結容量を超えるトルクが伝達されたときはスリップ回転するスリップ締結状態と、なんらトルクを伝達しない完全解放状態を実行する。なお、締結容量は供給される油圧に応じて連続的に変化させることができる。
この状態では、エンジン3からの出力回転およびモータ/ジェネレータ7からの出力回転の双方が変速機入力軸5に達することとなり、自動変速機4が当該入力軸5からの回転を、選択中の前進変速段に応じた変速比で変速して、変速機出力軸12よりプロペラシャフト13、ディファレンシャルギヤ装置14および左右ドライブシャフト15L,15Rを順次経由し、左右後輪2L,2Rに向かわせることで、車両をエンジン3およびモータ/ジェネレータ7の双方によってハイブリッド走行(HEV走行)させることができる。
エンジン始動要求が生じたと判断する場合(Yes)、ステップS2へ進み、変速機側クラッチ9の締結容量を制御する。具体的には、今までのEV走行モードで走行中に、変速機側クラッチ9が伝達していたトルクをクラッチ締結容量とするよう、変速機側クラッチ9のピストンおよびシリンダへ供給する油圧を調圧する。またエンジン側クラッチ8の締結容量を0から少し上げておく。後述のエンジン始動に迅速に移行するためである。
変速機側クラッチ9に差回転が発生していなければ(No)、ステップS4へ進み、上記ステップS2で伝達していた変速機側クラッチ9の締結容量を減少させるよう、この油圧を減圧側に調圧する。このスリップ締結により、変速機側クラッチ9の締結容量を、走行に必要なトルクに略合わせつつ、後述のエンジン始動に備える。
変速機側クラッチ9がスリップしていれば(Yes)、ステップS5へ進み、モータ/ジェネレータ7の回転数制御を実施する。具体的には、少なくとも上記ステップS2またはS4における変速機側クラッチ9の締結容量をモータ/ジェネレータ7が出力するよう制御するとともに、モータ/ジェネレータ7の回転数をやや増大させる。
変速機側クラッチ9の回転数差が所定値αである場合(Yes)、ステップS7へ進み、エンジン側クラッチ8の容量制御を実施する。具体的には、停止中のエンジン3を始動するために必要なクランキングトルク(エンジン始動必要トルク)を予め記憶しておき、このエンジン始動必要トルクをクラッチ締結容量に達するよう、エンジン側クラッチ8のピストンおよびシリンダへ供給する油圧を増大させる。これによって、エンジン3のクランクシャフト3aを、軸6を用いて連れ回す(クランキング)。
ここで、モータ/ジェネレータ7の目標回転数とは、ハイブリッド駆動装置の図示しないコントロールユニットが、走行中の車速と、自動変速機4の選択変速段やディファレンシャルギヤ装置14によって決定される変速比と、運転者がアクセル操作子に入力するアクセル開度等から決定する回転数をいう。この目標回転数は、車速が急変動していない限り上記ステップS6でYesと判断する際の回転数と略一致する。
これに対し上記ステップS8において、検出したモータ/ジェネレータ7の回転数が引き込まれていると判断した場合(Yes)、エンジン側クラッチ8がクランキングトルクを伝達しているため、ステップS9へ進む。
モータ/ジェネレータ7の今回値の実回転数が前回値の実回転数よりもしきい値以上大きい場合には、モータ/ジェネレータ7回転数の単位時間当たりの増大量(増大率)が大きいと判断できる。
そこで、増大率が所定のしきい値よりも大きい場合には、エンジン側クラッチ8の締結容量を所定の速度で増大させる。これにより、モータ/ジェネレータ7の過回転、エンジンでいう吹け上がり、を効果的に防止することができる。
ここで付言すると、上記ステップS13でエンジン側クラッチ8の締結容量を減少させる指令を出力したことから、このステップS14の実行とともにエンジン側クラッチ8の締結容量が減少し、変速機側クラッチ9の締結容量は、エンジン側クラッチ8の締結容量Tslipよりも大きくなる。そしてステップS14以降におけるクラッチ8,9の締結制御を通じて、変速機側クラッチ9の締結容量をエンジン側クラッチ8の締結容量よりも大きくするものとする。
変速機側クラッチ9の差回転数が所定値γ以上である場合(No)、ステップS16へ進み、エンジン側クラッチ8の締結容量を増大させ、エンジン側クラッチ8の差回転数を所定値γ未満まで減少させる。
変速機側クラッチ9の差回転数が所定値γ未満である場合(Yes)、ステップS17へ進み、エンジン側クラッチ8を完全に締結する。
クラッチ8を完全締結すると本制御を終了し、HEV走行モードに移行する。
そして、瞬時t3で変速機側クラッチ9の差回転数が所定値αになると(ステップS6でYes)、瞬時t3の後にエンジン側クラッチ8の締結容量を図3に(1)で示すように増大側に制御してエンジン3のクランクシャフト3aを連れ回す(ステップS7)。
瞬時t6でエンジン側クラッチ8の差回転数が所定値γになると(ステップS15でYes)、エンジン側クラッチ8の締結容量を増大する(ステップS16)。エンジン側クラッチ8の完全締結(ステップS17)によって、モータ/ジェネレータ7の回転数は、瞬時t7で変速機入力軸5の回転数と一致する。
従来のようにクランキング開始前に予めモータの回転数を上昇させておく必要がなく、モータの過回転音が搭乗者に違和感を与えるという問題を解消することができる。
モータ//ジェネレータ7の出力トルクが低下する前に、エンジン始動必要トルクを補償することができ、車両の駆動走行に支障が生じることを未然に回避して、図3に示すように緩やかな加速走行を損なうことがない。
初爆トルクがモータ/ジェネレータ7の回転数を増大させることを防止することができる。したがって、本発明が解決しようとする課題であるところのモータ/ジェネレータ7の過回転を効果的に低減することができる。
そして瞬時t6で、差回転が所定値γ以内となると、エンジン側クラッチ8を完全締結することから、
図3に示すように緩やかに加速して駆動走行中にエンジン始動を行っても、駆動輪2L,2Rの駆動力が一時的に減少して走行安定性を損なうという問題が生じることがない。
2L,2R 左右後輪
3 エンジン(内燃機関)
3a クランクシャフト
4 自動変速機
5 変速機入力軸
6 モータ/ジェネレータの回転軸
7 モータ/ジェネレータ
8 エンジン側クラッチ(エンジン側摩擦要素)
9 変速機側クラッチ(変速機側摩擦要素)
12 変速機出力軸
13 プロペラシャフト
14 ディファレンシャルギヤ装置
15L,15R 左右ドライブシャフト
Claims (5)
- エンジン出力軸を変速機入力軸に駆動結合して、これらエンジンおよび変速機間にモータ/ジェネレータを具え、
エンジンおよびモータ/ジェネレータ間を切り離し可能に結合するエンジン側摩擦要素と、モータ/ジェネレータおよび変速機間を切り離し可能に結合する変速機側摩擦要素とを有した車両用ハイブリッド駆動装置において、
前記エンジン側摩擦要素を解放し、前記変速機側摩擦要素を締結した車両走行中に、前記エンジンを始動するにあたり、
前記エンジン側摩擦要素の締結容量を増大して該エンジンを連れ回し、
前記連れ回しによるモータ/ジェネレータの回転数の引き込みを検知する引き込み検知手段を具え、該検知時には、前記エンジン側摩擦要素の締結容量と同等のトルクをモータ/ジェネレータに補償させることを特徴とするハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法。 - 請求項1に記載のハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法において、
前記引き込み検知手段は、モータ/ジェネレータの回転数における単位時間当たりの減少量が所定値以下である場合、またはモータ/ジェネレータの回転数が目標回転数よりも所定値以上小さい場合に、前記引き込みを検知することを特徴とするハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法。 - 請求項1または2に記載のハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法において、
前記補償中、モータ/ジェネレータの回転数における単位時間当たりの増大量が所定値以上である場合、またはモータ/ジェネレータの回転数が目標回転数よりも所定値以上大きい場合に、前記エンジン側摩擦要素の締結容量を所定の時間変化率をもって増加させることを特徴とするハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法において、
前記連れ回しによってエンジンが自立すると、当該自立開始時のエンジントルクである初爆トルクが最大となる前に、エンジン側摩擦要素の締結容量を減少させることを特徴とするハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法において、
前記連れ回しによるエンジンの自立後、エンジンのトルクをアクセル開度に応じた値に安定させ、
このエンジントルク安定期の下で、エンジンの回転数とモータ/ジェネレータの回転数との差が所定値以内になるようエンジン側摩擦要素の締結容量を制御し、
当該所定値以内でエンジン側摩擦要素を完全締結することを特徴とするハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法。
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