JP5482906B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電動機と流体伝動装置とを備えた車両用駆動装置において冷間時の暖機を行う制御に関するものである。
走行用の電動機と、その電動機と駆動輪との間に介装された流体伝動装置とを備えた車両用駆動装置の制御装置がよく知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。その特許文献1の車両用駆動装置の制御装置は、上記電動機の回転速度の時間変化が所定値以下であり且つその電動機の駆動力が所定値以上である状態において、その電動機の駆動継続時間が所定時間を経過した場合には、その電動機への通電量を所定の時間だけ低減させる。これにより、上記電動機およびその電動機に接続されたインバータ等の電力装置が高温化することを防止することができる。
前記特許文献1の車両用駆動装置では、通常、平坦地などで単に車両停止している場合には電動機には通電されず電動機は駆動力を発生しない。また、特許文献1の車両用駆動装置はエンジンを備えているが、上記平坦地などで単に車両停止している場合にはそのエンジンも停止させられる。従って、冷間時の車両停止中には車両用駆動装置で殆ど発熱せず暖機が促進されない。また、冷間時の車両停止中に暖機のためエンジンをアイドリングさせることも考え得るが、そのようにしたとしてもエンジンしか暖機できず、変速機が設けられているとすればその変速機の暖機を行えない。従って、変速機を有する車両用駆動装置では、冷間時に変速機の暖機が行われないことに起因して、例えば変速機の作動油が低温で高粘度あるため変速機の回転部材のフリクションが大きくなり車両の燃費が悪化する可能性があった。なお、このような課題は未公知である。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機と流体伝動装置と変速機とを備えた車両用駆動装置において、変速機の暖機を促進することができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a)電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機と、その電動機とその自動変速機との間に介装され、その電動機に連結された入力側回転要素とその自動変速機に連結された出力側回転要素とを有する流体伝動装置とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b)前記流体伝動装置をストール状態とし、前記電動機でその流体伝動装置の入力側回転要素を回転させる流体伝動装置ストール制御を実行することにある。
このようにすれば、前記流体伝動装置ストール制御の実行により前記流体伝動装置内で作動油が発熱し、その発熱させられた作動油は自動変速機内にも供給されるので、その自動変速機の暖機を促進することができる。その結果、車両の燃費悪化を抑制することが可能である。なお、例えば燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)が小さくなることである。逆に、燃費の低下(悪化)とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。また、前記流体伝動装置のストール状態とは、その流体伝動装置の停止状態であり、具体的には、その流体伝動装置の出力側回転要素が全く回転しない状態のみならずその出力側回転要素が殆ど回転しない状態を含む。
ここで、好適には、(a)前記車両用駆動装置は、エンジンと、そのエンジンと前記入力側回転要素との間に介装されそのエンジンとその入力側回転要素とを選択的に連結するエンジン断続用クラッチとを備えており、(b)前記流体伝動装置ストール制御の実行中は前記エンジン断続用クラッチを解放する。このようにすれば、エンジンと電動機と有する車両において、エンジンを停止したまま上記流体伝動装置ストール制御を実行することが可能であり、その流体伝動装置ストール制御の実行中に電動機でエンジンを回転させる必要がないのでその電動機の出力を低く抑えることが可能である。
また、好適には、(a)前記車両用駆動装置は、前記エンジンの冷却水と前記流体伝動装置内の作動油との間で熱交換可能な熱交換装置を備えており、(b)前記流体伝動装置ストール制御では、前記熱交換装置の熱交換により前記作動油の熱を前記冷却水に伝達させることにより前記エンジンを暖機する。このようにすれば、上記流体伝動装置ストール制御の実行により、前記自動変速機に加えてエンジンの暖機も促進することが可能である。
また、好適には、(a)前記流体伝動装置ストール制御による車両の燃費向上幅を前記熱交換装置の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求め、(b)前記流体伝動装置ストール制御では、その熱交換装置の熱交換時における前記車両の燃費向上幅の方がその熱交換装置の非熱交換時における前記車両の燃費向上幅よりも大きい場合に、前記熱交換装置の熱交換を行わせる。このようにすれば、車両の燃費向上の観点から、自動変速機のみの暖機をすべきか、または自動変速機及びエンジンの両方の暖機をすべきかを適切に選択できるので、例えば前記流体伝動装置ストール制御で常に自動変速機及びエンジンの両方の暖機がなされる場合と比較して、その流体伝動装置ストール制御による燃費向上効果をより高めることが可能である。
また、好適には、前記流体伝動装置ストール制御では、前記作動油の温度が所定の目標作動油温以上になるまで、前記熱交換装置の熱交換状態を継続する。このようにすれば、上記流体伝動装置ストール制御の実行中において、上記熱交換装置が、その熱交換装置の熱交換が行われる状態と熱交換が行われない状態との間で頻繁に切り替えられることを回避することができる。なお、前記熱交換装置の熱交換状態とは、その熱交換装置で熱交換が行われているか否かを表した状態である。すなわち、上記熱交換装置の熱交換状態を継続することとは、その熱交換装置で熱交換が行われていればその熱交換が行われている状態を継続することであり、その熱交換装置で熱交換が行われていなければその熱交換が行われていない状態を継続することである。
また、好適には、前記熱交換装置の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求められた前記車両の燃費向上幅のうち大きい方の燃費向上幅が予め定められた燃費向上幅下限値以上である場合に、前記流体伝動装置ストール制御を実行する。このようにすれば、車両の燃費向上効果をあまり期待できないような場合には上記流体伝動装置ストール制御が実行されないことになるので、車両の燃費向上を目的として前記流体伝動装置ストール制御を効果的に実行することが可能である。
また、好適には、前記流体伝動装置ストール制御とは、前記流体伝動装置をストール状態とし、前記電動機でその流体伝動装置の入力側回転要素を回転させることによりその流体伝動装置内の作動油を発熱させて前記自動変速機を暖機する電動機駆動暖機制御である。
また、好適には、前記エンジン、前記流体伝動装置、及び前記電動機は、それらの軸心が、前記駆動輪に連結され且つその駆動輪を回転駆動する駆動車軸の軸方向と平行になるように配設されている。
また、好適には、前記作動油は、前記流体伝動装置内に供給されてその流体伝動装置において前記入力側回転要素と前記出力側回転要素との間で動力伝達を行う流体として用いられ、前記自動変速機内にも潤滑油として供給される。すなわち、上記作動油は自動変速機の作動油である。
また、好適には、車両停止中に前記流体伝動装置ストール制御を実行する。
また、好適には、エンジン停止中に前記エンジン断続用クラッチを解放して前記流体伝動装置ストール制御を実行する。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が好適に適用される車両用駆動装置8(以下、「駆動装置8」という)の構成を説明するための骨子図である。図2は、駆動装置8から駆動輪28までの動力伝達経路を表した図である。なお、自動変速機18及びトルクコンバータ14等は中心線(第1軸心RC1)に対して略対称的に構成されており、図1ではその中心線の下半分が省略されている。図1において第1軸心RC1はエンジン10およびトルクコンバータ14の回転軸心であり、第2軸心RC2は電動機MGの回転軸心である。
図1に示すように、駆動装置8は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である水冷のエンジン10と、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としてのトランスアクスルケース(T/Aケース)12(以下、「ケース12」という)とを有し、そのケース12内において、エンジン10側から、エンジン断続用クラッチK0、トルクコンバータ14、油圧ポンプ16、及び自動変速機18を、第1軸心RC1上において順番にすなわち直列に備え、且つ、その第1軸心RC1と平行な第2軸心RC2まわりに回転駆動される電動機MGを備えている。更に、図2に示すように、駆動装置8は、ケース12内において、自動変速機18の出力回転部材である出力歯車72と噛み合うカウンタドリブンギヤ22、ファイナルギヤ対24、及び、そのファイナルギヤ対24を介してカウンタドリブンギヤ22に連結された差動歯車装置(ディファレンシャルギヤ)26を備えている。このように構成された駆動装置8は、例えば前輪駆動すなわちFF(フロントエンジン・フロントドライブ)型の車両6の前方に横置きされ、駆動輪28を駆動するために好適に用いられるものである。駆動装置8において、エンジン10の動力は、エンジン断続用クラッチK0が係合された場合に、エンジン10のクランク軸32すなわちエンジン出力軸32から、エンジン断続用クラッチK0、トルクコンバータ14、自動変速機18、カウンタドリブンギヤ22、ファイナルギヤ対24、差動歯車装置26、および1対の駆動車軸30等を順次介して1対の駆動輪28へ伝達される。
トルクコンバータ14は、電動機MGと自動変速機18との間に介装されており、第1軸心RC1まわりに回転するように配設された流体伝動装置であり、ポンプ翼車14aとタービン翼車14bとステータ翼車14cとを備えている。そして、トルクコンバータ14は、ポンプ翼車14aに入力された駆動力をタービン翼車14bへ流体(作動油)を介して伝達する。このトルクコンバータ14のポンプ翼車14aは、電動機MGに作動的に連結されており、且つ、エンジン断続用クラッチK0を介してエンジン10のクランク軸32に連結されている。すなわち、ポンプ翼車14aは、第1軸心RC1まわりに回転可能な入力側回転要素であって、電動機MGからの駆動力が入力されると共に、エンジン10からの駆動力がエンジン断続用クラッチK0の係合または解放により選択的に入力される。タービン翼車14bはトルクコンバータ14の出力側回転要素であり、自動変速機18の入力軸である変速機入力軸70にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。ステータ翼車14cは、ケース12に一方向クラッチ40を介して連結されている。すなわち、ステータ翼車14cは、一方向クラッチ40を介して非回転部材に連結されている。なお、入力ダンパ36がエンジン断続用クラッチK0とエンジン10のクランク軸32との間に介装されており、その入力ダンパ36は、エンジン断続用クラッチK0が係合された場合にポンプ翼車14aとエンジン10との間のトルクの脈動を吸収しつつトルク伝達を行う。
また、トルクコンバータ14は、ロックアップクラッチ42とロックアップクラッチダンパ44とを備えている。そのロックアップクラッチ42は、ポンプ翼車14aとタービン翼車14bとの間に介装されポンプ翼車14aとタービン翼車14bと選択的に連結する直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態(ロックアップオン状態)、スリップ状態(ロックアップスリップ状態)、或いは解放状態(ロックアップオフ状態)とされるようになっている。ロックアップクラッチ42が係合状態とされることにより、厳密に言えば、完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車14a及びタービン翼車14bが第1軸心RC1まわりに一体回転させられる。また、ロックアップクラッチダンパ44は、前述した入力ダンパ36と同様の機能を備え、ロックアップクラッチ42とタービン翼車14bとの間に介装されている。
エンジン断続用クラッチK0は、エンジン10とトルクコンバータ14のポンプ翼車14aとの間に介装されており、そのエンジン10とポンプ翼車14aとを選択的に連結する動力断続装置として機能している。例えば、エンジン断続用クラッチK0は互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、油圧ポンプ16が発生させる油圧を元圧とし駆動装置8が有する油圧制御回路132によって係合解放制御される。そして、その係合解放制御においてはエンジン断続用クラッチK0の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断続用クラッチK0の係合力が、上記油圧制御回路132内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断続用クラッチK0は、それの解放状態において第1軸心RC1まわりに相対回転可能な1対のクラッチ回転部材(クラッチハブ及びクラッチドラム)を備えており、そのクラッチ回転部材の一方(クラッチハブ)はエンジン10のクランク軸32に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方(クラッチドラム)はトルクコンバータ14のポンプ翼車14aに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断続用クラッチK0は、係合状態では、ポンプ翼車14aをエンジン10のクランク軸32と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断続用クラッチK0の係合状態では、エンジン10からの駆動力がポンプ翼車14aに入力される。一方で、エンジン断続用クラッチK0は解放状態では、ポンプ翼車14aとエンジン10との間の動力伝達を遮断する。
電動機MGは、第1軸心RC1と平行な第2軸心RC2を回転軸心として配設されており、駆動力を出力するモータ機能と共に蓄電装置46に充電する発電機能をも有する所謂モータジェネレータである。この電動機MGの出力軸である電動機出力軸52には電動機出力ギヤ56が相対回転不能に連結されており、その電動機出力ギヤ56は、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aに相対回転不能に連結された電動機連結ギヤ58と相互に噛み合っている。すなわち、電動機MGは、電動機出力ギヤ56と電動機連結ギヤ58とから構成されたギヤ対を介して、上記ポンプ翼車14aに連結されると共にエンジン10にも連結されており、更に、トルクコンバータ14を介して変速機入力軸70に連結されている。
また、電動機出力ギヤ56のピッチ円直径は電動機連結ギヤ58のピッチ円直径よりも小さい。すなわち、電動機出力ギヤ56の歯数は電動機連結ギヤ58の歯数よりも少ないので、電動機MGの回転は減速されてポンプ翼車14aに伝達される。言い換えれば、電動機MGの出力トルクTmg(以下、「電動機トルクTmg」という)は増幅されて電動機MGからポンプ翼車14aに伝達される。
自動変速機18は、電動機MGおよびトルクコンバータ14と駆動輪28(図2参照)との間の動力伝達経路の一部を構成し、エンジン10および電動機MGからの駆動力が入力される変速機である。そして、自動変速機18は、複数の油圧式摩擦係合装置(クラッチC、ブレーキB)具体的には5つの油圧式摩擦係合装置を備え、その複数の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより複数の変速段(ギヤ段)が選択的に成立させられる変速機である。端的に言えば、一般的な車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。図1に示すようにその自動変速機18は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置60を主体として構成されている第1変速部62と、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置64およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置66を主体としてラビニヨ型に構成されている第2変速部68とを同軸線上(第1軸心RC1上)に有し、変速機入力軸70の回転を変速して出力歯車72から出力する。その変速機入力軸70は自動変速機18の入力部材に相当するものであり、本実施例ではトルクコンバータ14のタービン翼車14bによって回転駆動されるタービン軸である。また、上記出力歯車72は自動変速機18の出力部材に相当するものであり、カウンタドリブンギヤ22(図2参照)と相互に噛み合いそのカウンタドリブンギヤ22と共に1対のギヤ対を構成している。また、図2に示すように、出力歯車72の回転は、カウンタドリブンギヤ22、ファイナルギヤ対24、差動歯車装置26、及び一対の駆動車軸30を順次介して一対の駆動輪(前輪)28へ伝達されるので、出力歯車72の回転速度である自動変速機18の出力回転速度Nout(rpm)が高いほど車速V(km/h)も高くなり、出力回転速度Noutは車速Vと一対一で対応する。
上記第1変速部62を構成している第1遊星歯車装置60は、第1サンギヤS1と、第1ピニオンギヤP1と、その第1ピニオンギヤP1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1と、第1ピニオンギヤP1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1とを備え、第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、および第1リングギヤR1によって各々3つの回転要素が構成されている。第1遊星歯車装置60では、第1サンギヤS1が変速機入力軸70に連結されて回転駆動されるとともに、第1リングギヤR1が第3ブレーキB3を介して回転不能にケース12に固定されることにより、中間出力部材としての第1キャリアCA1が変速機入力軸70に対して減速回転させられる。
前記第2変速部68を構成している第2遊星歯車装置64は、第2サンギヤS2と、互いに噛み合い1対を成す第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3と、そのピニオンギヤP2およびP3を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2と、ピニオンギヤP2およびP3を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2とを備えている。また、第2変速部68を構成している第3遊星歯車装置66は、第3サンギヤS3と、第3ピニオンギヤP3と、その第3ピニオンギヤP3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3と、第3ピニオンギヤP3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3とを備えている。そして、第2遊星歯車装置64および第3遊星歯車装置66では、一部が互いに連結されることによって4つの回転要素RM1〜RM4が構成されている。具体的には、第3遊星歯車装置66の第3サンギヤS3によって第1回転要素RM1が構成され、第2遊星歯車装置64の第2リングギヤR2および第3遊星歯車装置66の第3リングギヤR3が互いに連結されて第2回転要素RM2が構成され、第2遊星歯車装置64の第2キャリアCA2および第3遊星歯車装置66の第3キャリアCA3が互いに連結されて第3回転要素RM3が構成され、第2遊星歯車装置64の第2サンギヤS2によって第4回転要素RM4が構成されている。上記第2遊星歯車装置64および第3遊星歯車装置66は、第2、第3キャリアCA2およびCA3が共通の部材にて構成されているとともに、第2、第3リングギヤR2およびR3が共通の部材にて構成されており、且つ第3遊星歯車装置66の第3ピニオンギヤP3が第2遊星歯車装置64の一方のピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。
また、上記第1回転要素RM1(第3サンギヤS3)は第1クラッチC1を介して選択的に変速機入力軸70に連結される。第2回転要素RM2(リングギヤR2、R3)は第2クラッチC2を介して選択的に変速機入力軸70に連結されると共に、第2ブレーキB2によって選択的にケース12に連結されて回転停止させられる。第4回転要素RM4(第2サンギヤS2)は第1遊星歯車装置60の第1キャリアCA1に一体的に連結されており、第1ブレーキB1によって選択的にケース12に連結されて回転停止させられる。第3回転要素RM3(キャリアCA2、CA3)は出力歯車72に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。なお、第2回転要素RM2とケース12との間には、第2回転要素RM2の正回転(変速機入力軸70と同じ回転方向)を許容しつつ逆回転を阻止する係合要素である一方向クラッチF1が第2ブレーキB2と並列に設けられている。
上記クラッチC1、C2およびブレーキB1、B2、B3(以下、特に区別しない場合は単に「クラッチC」、「ブレーキB」という)は、湿式多板型のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合解放制御される油圧式摩擦係合装置(油圧式摩擦係合要素)であり、油圧ポンプ16が発生させる油圧を元圧とし駆動装置8が有する油圧制御回路132によってそれぞれ係合解放制御され、その油圧制御回路132内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧によりクラッチCおよびブレーキBのそれぞれのトルク容量すなわち係合力が例えば連続的に変化させられる。そのクラッチCおよびブレーキBのそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて、図3に示すように前進6段、後進1段の各ギヤ段(各変速段)が成立させられる。図3の「1st」〜「6th」は前進の第1速ギヤ段〜第6速ギヤ段を意味しており、「R」は後進ギヤ段であり、各ギヤ段に対応する自動変速機18の変速比γ(=入力回転速度Nin/出力回転速度Nout)は、第1遊星歯車装置60、第2遊星歯車装置64、および第3遊星歯車装置66の各ギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。図3の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチC1、C2、ブレーキB1〜B3の作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、空欄は解放を表している。上記入力回転速度Ninは変速機入力軸70の回転速度であり、上記出力回転速度Noutは出力歯車72の回転速度である。
図3は、自動変速機18において複数の変速段(ギヤ段)を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。自動変速機18は、第1変速部62および第2変速部68の各回転要素(サンギヤS1〜S3、キャリアCA1〜CA3、リングギヤR1〜R3)のうちのいずれかの連結状態の組み合わせに応じて第1速ギヤ段「1st」〜第6速ギヤ段「6th」の6つの前進変速段(前進ギヤ段)が成立させられるとともに、後進変速段「R」の後進変速段が成立させられる。図3に示すように、たとえば前進ギヤ段では、(1)第1速ギヤ段がクラッチC1及びブレーキB2の係合により成立させられ、(2)その第1速ギヤ段よりも変速比γが小さい第2速ギヤ段が第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により成立させられ、(3)その第2速ギヤ段よりも変速比γが小さい第3速ギヤ段が第1クラッチC1及び第3ブレーキB3の係合により成立させられ、(4)その第3速ギヤ段よりも変速比γが小さい第4速ギヤ段が第1クラッチC1及び第2クラッチC2の係合により成立させられ、(5)その第4速ギヤ段よりも変速比γが小さい第5速ギヤ段が第2クラッチC2及び第3ブレーキB3の係合により成立させられ、(6)その第5速ギヤ段よりも変速比γが小さい第6速ギヤ段が第2クラッチC2及び第1ブレーキB1の係合により成立させられるようになっている。また、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の係合により後進ギヤ段が成立させられ、クラッチC1、C2、ブレーキB1〜B3のいずれも解放されることによりニュートラル状態「N」となるように基本的に構成されている。例えば、駆動装置8のシフトポジションPSHがNポジションまたはPポジションである場合には自動変速機18はニュートラル状態とされるので、クラッチC1、C2、ブレーキB1〜B3の全てが解放される。本実施例の自動変速機18では、所定のギヤ段を達成させるために2つの油圧式摩擦係合装置が係合させられるようになっており、その2つの油圧式摩擦係合装置の一方が解放されるとその所定のギヤ段が不成立とされ、自動変速機18内の動力伝達経路が解放されてニュートラル状態となる。
また、第1速ギヤ段「1st」を成立させるブレーキB2には並列に一方向クラッチF1が設けられているため、発進時(加速時)には必ずしもブレーキB2を係合させる必要は無い。また、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、図3に示されるように、前進ギヤ段のいずれにおいてもそれらのうちの一方或いは他方が必ず係合させられる。すなわち、上記第1クラッチC1または第2クラッチC2の係合が前進ギヤ段の達成要件とされており、したがって、本実施例においては、第1クラッチC1または第2クラッチC2がフォワードクラッチ(前進クラッチ)に相当する。
図1において、油圧ポンプ16は、機械式のオイルポンプであり、クラッチやブレーキの油圧制御のための元圧すなわち油圧制御回路132の元圧を発生させると共に、自動変速機18の作動油(潤滑油)を自動変速機18内のボールベアリングやギヤ等の各潤滑部位すなわちケース12内の各潤滑部位に供給する。また、油圧ポンプ16から油圧制御回路132へ供給された上記作動油をその油圧制御回路132からトルクコンバータ14へ供給するための油路138(図2参照)がケース12内に形成されており、その油圧ポンプ16からの作動油は、油圧制御回路132で調圧されてトルクコンバータ14に供給される。油圧ポンプ16は、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aに連結されているので、エンジン断続用クラッチK0の解放時には電動機MGよって回転駆動され、エンジン断続用クラッチK0の係合時にはエンジン10と電動機MGとの何れか一方または両方によって回転駆動される。
また、図2に示すように、駆動装置8は、エンジン10の冷却水(以下、エンジン冷却水という)と自動変速機18の作動油との間で熱交換可能な熱交換装置であるATFウォーマ140を備えている。ATFウォーマ140には、エンジン冷却水をラジエタに循環させる電動ウォータポンプ142によってエンジン冷却水が冷却水配管144を通じて循環され、油圧ポンプ16によって自動変速機18の作動油が作動油配管146,147を通じて循環されるようになっている。ATFウォーマ140では、エンジン冷却水と自動変速機18の作動油との両方が循環されることでそれらの間で熱交換が行われる。すなわち、ATFウォーマ140は、電動ウォータポンプ142と油圧ポンプ16との両方が駆動されることで上記エンジン冷却水と作動油との間で熱交換を行う熱交換実施状態になる一方で、電動ウォータポンプ142と油圧ポンプ16との少なくとも何れかが停止されれば上記熱交換を行わない非熱交換実施状態になる。例えば、後述の電動機駆動暖機制御では、電動機MGに連結されている油圧ポンプ16は駆動されるので、ATFウォーマ140は電動ウォータポンプ142の駆動により上記熱交換実施状態になる一方で、電動ウォータポンプ142の停止により上記非熱交換実施状態になる。
また、駆動装置8は、ホイールブレーキ装置150とパーキングロック装置152とを備えている。ホイールブレーキ装置150は、各駆動輪28に設けられたドラムブレーキやディスクブレーキなどで構成されており、例えば、運転者が駐車時に操作する駐車ブレーキレバーが所定の制動位置に操作されるとホイールブレーキ装置150によって駆動輪28の回転が固定される。パーキングロック装置152は、自動変速機18の出力回転部材である出力歯車72の回転を機械的に固定するロック機構であり、例えば運転者のシフトレバー操作により駆動装置8のシフトポジションPSHとしてPポジション(パーキングポジション)が選択された場合に出力歯車72の回転を固定する。
以上のように構成された駆動装置8では、例えば、エンジン10を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行う場合には、エンジン断続用クラッチK0を係合させ、それによりエンジン10からの駆動力をポンプ翼車14aに伝達させる。また、電動機MGは電動機出力ギヤ56および電動機連結ギヤ58を介してポンプ翼車14aに連結されているので、上記エンジン走行においては、必要に応じて電動機MGにアシストトルクを出力させる。一方で、エンジン10を停止させ電動機MGを走行用の駆動力源とするEV走行(モータ走行)を行う場合には、エンジン断続用クラッチK0を解放させ、それによりエンジン10とトルクコンバータ14との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機MGに走行用の駆動力を出力させる。
また、走行中の車両6が一時的に停車する等の車両停止中では、例えば、エンジン断続用クラッチK0を解放させてエンジン10を停止させ、電動機MGに油圧ポンプ16を回転駆動させると共にクリープトルクを出力させる。このクリープトルクを出力させる際には、電動機MGからの駆動力はトルクコンバータ14を介して駆動輪28に伝達されることになるので、乗員の違和感を抑制するようにそのクリープトルクを出力させる制御が容易である。
また、車両6の制動時には、例えば電動機MGに回生作動をさせて、車両制動力により電動機MGに発電させ、その発電した電力がインバータ48(図1参照)を介して蓄電装置46(図1参照)に充電される。
また、エンジン10を始動させる際には、例えば、エンジン断続用クラッチK0を係合させて電動機トルクTmgによりエンジン10を回転させエンジン始動を行う。EV走行中にエンジン10を始動させる場合も同様であり、その場合には、車両走行のための出力にエンジン始動のための出力を上乗せした電動機出力を電動機MGに出力させる。
図4は、本実施例の駆動装置8を制御するための制御装置としての機能を有する電子制御装置80に入力される信号及びその電子制御装置80から出力される信号を例示している。この電子制御装置80は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン10、電動機MGに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するものであり、エンジン10を始動する車両用エンジン始動制御装置としての機能も備えている。
電子制御装置80には、図4に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン10を冷却するエンジン冷却水の温度であるエンジン水温thwを表すエンジン水温センサ112からの信号、駆動装置8のシフトポジションPSHを切り替えるために運転者によって操作されるシフトレバー114の操作位置を表すレバー操作位置センサ116からの信号、電動機MGの回転速度Nmg(以下、「電動機回転速度Nmg」という)を表す電動機回転速度センサ118からの信号、エンジン10の回転速度であるエンジン回転速度Neを表すエンジン回転速度センサ120からの信号、トルクコンバータ14のタービン翼車14bの回転速度であるタービン回転速度Ntを表すタービン回転速度センサ122からの信号、車速Vに対応する出力歯車72の回転速度Noutを表す車速センサ124からの信号、自動変速機18の作動油温thoを表す作動油温センサ126からの信号、フットブレーキ操作を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセル開度Accを表すアクセル開度センサ128からの信号、電動スロットル弁の開度θTH(以下、「スロットル弁開度θTH」という)を表すスロットル弁開度センサ130からの信号、エンジン10を潤滑するエンジンオイルの温度であるエンジン油温を表すエンジン油温センサ156からの信号、蓄電装置46(図1参照)の温度thbat(以下、蓄電装置温度thbatという)を表す蓄電装置温度センサ158からの信号、蓄電装置46の充電残量(充電状態)SOCを表す蓄電装置残量センサ160からの信号、駐車ブレーキレバーの操作の有無を表す駐車ブレーキスイッチ162からの信号等が、それぞれ供給される。なお、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aの回転速度であるポンプ回転速度Npは電動機出力ギヤ56と電動機連結ギヤ58とのギヤ比を加味すれば電動機回転速度Nmgに基づいて算出できるので、電動機回転速度センサ118はポンプ回転速度センサとしても機能すると言える。
また、電子制御装置80からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置への制御信号例えばエンジン10の吸気管に備えられた電動スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、エンジン10に備えられた燃料噴射装置による吸気管への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、エンジン10に備えられた点火装置によるエンジン10の点火時期を指令する点火信号、電動機MGの作動を指令する指令信号、自動変速機18のクラッチC及びブレーキBの油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路132に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)を作動させるバルブ指令信号等が、それぞれ出力される。なお、電子制御装置80は、例えばエンジン走行中には、アクセル開度Accに基づいて上記スロットルアクチュエータを駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。このスロットル制御ではアクセル開度Accとスロットル弁開度θTHとは一対一の関係で対応する。
ところで、通常のエンジン車両では停車中はエンジン10がアイドル状態で駆動されるが、本実施例の車両6のようなハイブリッド車両では、停車中は基本的にエンジン10がアイドル状態にならずに停止させられる。従って、一般にハイブリッド車両では、上記通常のエンジン車両と比較して、エンジン10および自動変速機18の暖機が遅くなることが生じ得る。そこで、本実施例の車両6では、冷間時の停車中に暖機を促進するため早期暖機制御が実行される。具体的にその早期暖機制御とは、トルクコンバータ14をストール状態とし且つ電動機MGでポンプ翼車14aを回転させることによりトルクコンバータ14内の作動油を発熱させて自動変速機18を暖機する電動機駆動暖機制御である。この電動機駆動暖機制御は本発明の流体伝動装置ストール制御に対応し、この電動機駆動暖機制御では、自動変速機18の作動油がトルクコンバータ14内で攪拌されることにより作動油温thoが上昇するので、自動変速機18を暖機することができる。その電動機駆動暖機制御の実行に関連する本実施例の制御機能の要部について図5を用いて以下に説明する。なお、本実施例で、トルクコンバータ14のストール状態とは、トルクコンバータ14の停止状態であり、具体的には、トルクコンバータ14のタービン翼車14bが全く回転しない状態のみならずそのタービン翼車14bが殆ど回転しない状態を含む。
図5は、電子制御装置80に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。図6は、前記電動機駆動暖機制御(早期暖機制御)の実行に関連する制御の流れの要部を表したブロック図である。図6中の「AT」は自動変速機18を意味する。図5に示すように、電子制御装置80は、制御実行前提条件判断部としての制御実行前提条件判断手段86と、目標温度到達判断部としての目標温度到達判断手段88と、目標温度設定部としての目標温度設定手段90と、使用可能エネルギ算出部としての使用可能エネルギ算出手段92と、トルクコンバータ発熱量算出部としてのトルクコンバータ発熱量算出手段94と、第1燃費向上効果算出部としての第1燃費向上効果算出手段96と、第2燃費向上効果算出部としての第2燃費向上効果算出手段98と、暖機方法選択部としての暖機方法選択手段100と、暖機実行判断部としての暖機実行判断手段102と、暖機制御実行部としての暖機制御実行手段104とを備えている。
図5に示す制御実行前提条件判断手段86は、前記電動機駆動暖機制御を実行するための前提条件である制御実行前提条件が成立したか否かを判断する。例えば、その制御実行前提条件は、(i)車両6が停止していること、(ii)自動変速機18の作動油温thoが予め定められた冷間時油温判定値tho1以下であること、(iii)エンジン10が停止していること、および、(iv)蓄電装置46の充電残量SOCが予め定められた暖機時充電残量下限値SOC1LOW以上であること、の全ての条件が満たされた場合に成立する。制御実行前提条件判断手段86は、例えば前記(i)の条件の判断において車速Vが零であれば車両6が停止していると判断する。前記(ii)の条件は自動変速機18が暖機を要するほどの低温状態にあるか否かを判断するためのものであり、冷間時油温判定値tho1は、自動変速機18を暖機すべきことを判断できるように予め実験的に定められている。前記(iii)の条件の判断においてエンジン10が停止しているか否かは、例えばエンジン10の燃料噴射装置または点火装置の作動状況から判断できる。前記(iv)の条件は、前記電動機駆動暖機制御で電動機MGを駆動できるか否かを判断するためのものであり、暖機時充電残量下限値SOC1LOWは、その電動機駆動暖機制御において電動機MGによる電力消費が蓄電装置46の耐久性を低下させる等の不都合を生じさせないように予め実験的に定められている。
目標温度到達判断手段88は、作動油温センサ126から作動油温thoを逐次検出している。そして、目標温度到達判断手段88は、制御実行前提条件判断手段86により前記制御実行前提条件が成立したと判断されていれば、作動油温thoが目標温度th*に到達したか否かを逐次判断する。作動油温thoが目標温度th*に到達するとは、作動油温thoが目標温度th*以上になることである。その目標温度th*とは、前記電動機駆動暖機制御において作動油温thoを上昇させる際の中間の目標値であって、作動油温thoの上昇過程の途中でATFウォーマ140の熱交換状態を切り換えるか否かが判断される温度すなわち熱交換状態切換判定温度である。そして、目標温度th*の初期値は、必ず作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断されるような低い値(例えば−100℃)とされている。従って、目標温度到達判断手段88は、前記制御実行前提条件が不成立から成立に切り替わった時には、作動油温thoが目標温度th*に到達したとの判断を肯定する。
また、目標温度到達判断手段88は、作動油温thoが目標温度th*に到達したとの判断を一旦肯定しても、後述のように目標温度設定手段90によって目標温度th*が更新されて現在の作動油温thoよりも高くされると、作動油温thoが目標温度th*に到達したとの判断を否定する。
目標温度設定手段90は、目標温度到達判断手段88により作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断された場合に、目標温度th*を設定する。詳細に言えば、作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断される毎に、目標温度th*を段階的に上昇させるように更新する。目標温度th*の設定(更新)は、目標温度到達判断手段88の次回判断時までに完了する。目標温度th*を更新する際の上昇幅は、目標温度th*の更新毎に異なっていても同一幅であってもよく、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140の前記熱交換実施状態と前記非熱交換実施状態とが頻繁に切り替わらないように実験的に設定されており、目標温度th*はその更新毎に、燃費に大きな影響を与える温度に設定されるのが好ましい。例えば、目標温度th*の段階的な更新において初期値の次に設定される目標温度th*は、ロックアップクラッチ42の係合が許可されるロックアップ開始油温に設定される。このロックアップ開始油温も燃費に大きな影響を与える温度であるからである。
使用可能エネルギ算出手段92の作動は図6の工程P01に対応する。使用可能エネルギ算出手段92は、目標温度到達判断手段88により作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断される毎に、蓄電装置46の充電残量SOCと暖機時充電残量下限値SOC1LOWとの差である余裕充電残量(=SOC−SOC1LOW)に基づいて前記電動機駆動暖機制御に使用できる使用可能電力量(単位は例えばkWh)すなわちエネルギ量を算出する。その算出に用いられる上記充電残量SOCは例えば算出時のものであっても良いし、作動油温thoが目標温度th*に到達した時のものであっても良い。上記余裕充電残量と上記使用可能電力量との関係は予め実験的に設定されており、その余裕充電残量が大きいほどその使用可能電力量は大きくなるように設定されている。使用可能エネルギ算出手段92は、その余裕充電残量と使用可能電力量との予め設定された関係を用いてその使用可能電力量を算出する。
トルクコンバータ発熱量算出手段94の作動は図6の工程P02に対応する。トルクコンバータ発熱量算出手段94は、使用可能エネルギ算出手段92が前記使用可能電力量を算出した後、前記電動機駆動暖機制御が実行されたとしたときの予測値であるトルクコンバータ14の発熱量QTC(単位は例えばkWh)を、上記使用可能電力量に基づいて算出する。その算出するトルクコンバータ14の発熱量QTCは、予め定められた設定時間TIMEWM内での発熱量、すなわち、現時点からその設定時間TIMEWMが経過するまでにトルクコンバータ14が発熱する発熱量である。すなわち、その電動機駆動暖機制御においてタービン翼車14bを回転させずに電動機MGでポンプ翼車14aを回転させることによりトルクコンバータ14内の作動油を攪拌して得られる上記設定時間TIMEWM内での発熱量QTCを算出する。そのトルクコンバータ14の発熱量QTCと前記使用可能電力量との関係は予め実験的に設定されており、その使用可能電力量が大きいほどそのトルクコンバータ14の発熱量QTCは大きくなるように設定されている。トルクコンバータ発熱量算出手段94は、そのトルクコンバータ14の発熱量QTCと前記使用可能電力量との予め設定された関係を用いてそのトルクコンバータ14の発熱量QTCを算出する。なお、上記設定時間TIMEWMは、その設定時間TIMEWMが長過ぎれば電動機駆動暖機制御で上昇する作動油温thoが飽和して後述の燃費向上効果を正確に予測することができず、その設定時間TIMEWMが短過ぎれば電動機駆動暖機制御での上記トルクコンバータ14の発熱量QTCが極めて小さくなり上記燃費向上効果を正確に予測することができないので、それらを加味した上で、上記燃費向上効果を正確に算出し予測することができるように実験的に定められている。
第1燃費向上効果算出手段96の作動は図6の工程P03に対応する。第1燃費向上効果算出手段96は、トルクコンバータ発熱量算出手段94が前記トルクコンバータ14の発熱量QTCを算出した後、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換させずに自動変速機18のみを暖機したときの燃費向上効果を算出する。具体的には、先ず、第1燃費向上効果算出手段96は、上記トルクコンバータ14の発熱量QTCに予め実験的に設定されたAT伝熱効率ηATを乗じて、前記設定時間TIMEWM内にトルクコンバータ14から自動変速機18へ伝達される熱量である自動変速機18の伝熱量QAT(QAT=QTC×ηAT。単位は例えばkWh。以下、AT伝熱量QATという)を算出する。次に、図7に示すような予め実験的に設定された関係から、上記AT伝熱量QATと開始油温である現在の作動油温thoとに基づいて、そのAT伝熱量QATによって上昇させられた前記設定時間TIMEWM後の作動油温thoである推定上昇油温thoRを算出し推定する。その図7は、AT伝熱量QATに応じて作動油温thoと経過時間との関係を表す実験的に求められた作動油温マップである。図7には、AT伝熱量QATに対応する曲線として実線L01が選択され、前記設定時間TIMEWM後の推定上昇油温thoRが現在の作動油温thoに基づいて推定される例が示されている。そして、第1燃費向上効果算出手段96は、図8に示すような予め実験的に設定された関係(作動油温燃費マップ)から、現在の作動油温tho及び前記推定上昇油温thoRに基づいて燃費向上効果すなわち前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE1を算出し推定する。その設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE1は、現在の作動油温thoから前記推定上昇油温thoRに作動油温thoが上昇することによって得られる燃費向上幅であり、燃費向上率WFE1と呼んでもよい。図8は、車両6が所定の走行パターンで走行するとしたときの作動油温thoと車両6の燃費との関係を求めたマップであり、その図8から判るように、作動油温thoが高いほど燃費は向上する。また、図8の縦軸である燃費は、その定義としては種々あり得るが、本実施例では単位燃料消費量当たりの走行距離(単位は例えばkm/L)である。
第2燃費向上効果算出手段98の作動は図6の工程P04に対応する。第2燃費向上効果算出手段98は、トルクコンバータ発熱量算出手段94が前記トルクコンバータ14の発熱量QTCを算出した後、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換を実施して自動変速機18とエンジン10との両方を暖機したときの燃費向上効果を算出する。具体的には、以下のようにしてその燃費向上効果を算出する。
先ず、第2燃費向上効果算出手段98は、電動ウォータポンプ142がATFウォーマ140で熱交換させるために駆動されるので、電動ウォータポンプ142を駆動するために要する前記設定時間TIMEWM当たりの電力量(単位は例えばkWh)を上記トルクコンバータ14の発熱量QTCから差し引いてエンジン暖機時発熱量QTC’を算出する。その算出の際に上記電動ウォータポンプ142の電力量を差し引くのは、電動ウォータポンプ142の駆動により蓄電装置46の充電残量SOCが消費されるからである。例えば、上記電動ウォータポンプ142の電力量は予め実験的に定められている。
次に、第2燃費向上効果算出手段98は、前記設定時間TIMEWM内におけるATFウォーマ140の熱交換量QEX(単位は例えばkWh)を算出する。詳細には、第2燃費向上効果算出手段98は、第1燃費向上効果算出手段96によるAT伝熱量QATの算出と同様に、上記エンジン暖機時発熱量QTC’に前記AT伝熱効率ηATを乗じて、上記ATFウォーマ140での熱交換がなされないと仮定したときのAT伝熱量QAT’(QAT’=QTC’×ηAT)を算出する。そして、図7の作動油温マップから、その算出したAT伝熱量QAT’と現在の作動油温thoとに基づいて前記設定時間TIMEWM後の推定上昇油温thoRを算出し推定する(図6において工程P04内の(2)として図示)。そして、上記設定時間TIMEWMに応じて予め実験的に設定されたエンジン水温thwと推定上昇油温thoRと前記ATFウォーマ140の熱交換量QEXとの関係(熱交換量マップ)から、上記AT伝熱量QAT’に基づいて算出した推定上昇油温thoRと開始エンジン水温である現在のエンジン水温thwとに基づいて、前記設定時間TIMEWM内におけるATFウォーマ140の熱交換量QEXを算出する。
次に、前述した第1燃費向上効果算出手段96が行う算出過程と同様に、第2燃費向上効果算出手段98は、上記算出したATFウォーマ140の熱交換量QEXを前記エンジン暖機時発熱量QTC’から差し引いて得た熱交換後のAT伝熱量QATEX(QATEX=QTC’−QEX)と現在の作動油温thoとに基づいて、図7の作動油温マップから、前記設定時間TIMEWM後の推定上昇油温thoRを算出し推定する(図6において工程P04内の(4)として図示)。そして、第2燃費向上効果算出手段98は、図8の作動油温燃費マップから、現在の作動油温tho及び上記推定上昇油温thoRに基づいて、作動油温上昇による燃費向上効果すなわち前記設定時間TIMEWM当たりの作動油温上昇による燃費向上幅WFE2ATを算出し推定する。
一方で、第2燃費向上効果算出手段98は、上記作動油温上昇による燃費向上幅WFE2ATの算出過程と同様にして、前記設定時間TIMEWM内にエンジン10へ伝達されるエンジン伝熱量QEG(QEG=QEX)である前記算出したATFウォーマ140の熱交換量QEXと現在のエンジン水温thwとに基づいて、図7と同様に実験的に予め設定されており縦軸が作動油温thoからエンジン水温thwに置き換えられた関係(エンジン水温マップ)から、前記設定時間TIMEWM後の推定上昇エンジン水温thwRを算出し推定する(図6において工程P04内の(5)として図示)。そして、第2燃費向上効果算出手段98は、図8と同様に実験的に予め設定されており横軸が作動油温thoからエンジン水温thwに置き換えられた関係(エンジン水温燃費マップ)から、現在のエンジン水温thw及び上記推定上昇エンジン水温thwRに基づいて、エンジン水温上昇による燃費向上効果すなわち前記設定時間TIMEWM当たりのエンジン水温上昇による燃費向上幅WFE2EGを算出し推定する。
そして、第2燃費向上効果算出手段98は、以上のようにして算出した作動油温上昇による燃費向上幅WFE2ATとエンジン水温上昇による燃費向上幅WFE2EGとを足し併せて、自動変速機18とエンジン10との両方を暖機したときの前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE2を算出し推定する。その設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE2は、前記燃費向上幅WFE1と同様に、燃費向上率WFE2と呼んでもよい。このようにして、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換を実施して自動変速機18とエンジン10との両方を暖機したときの燃費向上効果は算出される。
暖機方法選択手段100の作動は図6の工程P05に対応する。暖機方法選択手段100は、第1燃費向上効果算出手段96と第2燃費向上効果算出手段98との各々が前記燃費向上幅WFE1,WFE2を算出すると、その第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1と第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2とを相互に比較する。そして、暖機方法選択手段100は、第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1が第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2以上である場合には、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換させずに自動変速機18のみを暖機した方が車両6の燃費が向上すると推定されるので、自動変速機18のみを暖機すること、すなわちATFウォーマ140を前記非熱交換実施状態とすることを選択する。一方で、暖機方法選択手段100は、第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1が第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2よりも小さい場合には、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換を実施して自動変速機18とエンジン10との両方を暖機した方が車両6の燃費が向上すると推定されるので、自動変速機18とエンジン10との両方を暖機すること、すなわちATFウォーマ140を前記熱交換実施状態とすることを選択する。
暖機実行判断手段102の作動は図6の工程P06に対応する。暖機実行判断手段102は、前記電動機駆動暖機制御を実行すべきか否かを判断する。そのために、暖機実行判断手段102は、第1燃費向上効果算出手段96と第2燃費向上効果算出手段98とのそれぞれが燃費向上幅WFE1,WFE2を算出した後、ATFウォーマ140の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求められた車両6の燃費向上幅のうち大きい方の燃費向上幅が予め定められた燃費向上幅下限値LTWFE以上であるか否かを判断する。ここで、上記ATFウォーマ140の熱交換時について予め求められた車両6の燃費向上幅とは第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2のことであり、上記ATFウォーマ140の非熱交換時について予め求められた車両6の燃費向上幅とは第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1ことである。従って言い換えれば、暖機実行判断手段102は、第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1と第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2とのうち大きい方の燃費向上幅が上記燃費向上幅下限値LTWFE以上であるか否かを判断する。上記燃費向上幅下限値LTWFEは、燃費向上効果をあまり期待できない場合には前記電動機駆動暖機制御が実行されないように予め実験的に設定される判定値であり、例えば、前記電動機駆動暖機制御による燃費向上効果をあまり期待できない程度の低い燃費向上幅に設定されている。そして、暖機実行判断手段102は、上記大きい方の燃費向上幅が上記燃費向上幅下限値LTWFE以上である場合には前記電動機駆動暖機制御を実行すべきと判断する。
但し、暖機実行判断手段102は、蓄電装置46の冷間時である場合すなわち蓄電装置温度thbatが蓄電装置温度下限値LTTHBAT以下である場合には、上記燃費向上幅WFE1,WFE2に関する判断に拘らず、前記電動機駆動暖機制御を実行すべきと判断する。前記電動機駆動暖機制御で電動機MGが駆動されれば、その電動機MGの電力消費によって蓄電装置温度thbatは上昇するからである。上記蓄電装置温度下限値LTTHBATは、前記電動機駆動暖機制御での電動機MGの駆動で蓄電装置温度thbatを上昇させる必要があるほど蓄電装置46が低温であるか否かを判断できるように予め実験的に設定された判定値である。
暖機制御実行手段104は、制御実行前提条件判断手段86により前記制御実行前提条件が成立したと判断されている場合に前記電動機駆動暖機制御を実行し、制御実行前提条件判断手段86により前記制御実行前提条件が成立したと判断されない場合には前記電動機駆動暖機制御を実行しない。但し、前記電動機駆動暖機制御を実行すべきと暖機実行判断手段102により判断された場合に限り、前記電動機駆動暖機制御を実行する。
具体的に、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御の実行中には、エンジン10が電動機MGの負荷とならないようにするため、エンジン断続用クラッチK0を解放する。そして、上記電動機駆動暖機制御では電動機MGを所定の暖機時電動機出力(単位は例えばkW)で駆動する。その暖機時電動機出力は、乗員に違和感を生じさせないよう且つ作動油温thoの上昇が促進されるように実験的に予め定められており、例えば一定値であっても良いし、作動油温thoが高いほど小さく設定されても差し支えない。上記電動機駆動暖機制御の実行中は電動機MGによって油圧ポンプ16が回転させられるので、自動変速機18の作動油はトルクコンバータ14に供給されると共にATFウォーマ140にも循環する。また、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御ではロックアップクラッチ42を解放する。また、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御ではトルクコンバータ14をストール状態とする必要があるので、トルクコンバータ14のタービン翼車14bを回転不能にする。例えば、自動変速機18のクラッチC及びブレーキBの係合(例えば全てのクラッチC1、C2およびブレーキB1、B2、B3の係合)により変速機入力軸70が回転不能になる自動変速機18の内部ロック状態とすることでタービン翼車14bを回転不能にすることができる。また、ホイールブレーキ装置150で駆動輪28の回転を固定し或いはパーキングロック装置152で自動変速機18の出力歯車72の回転を固定した上で、自動変速機18の何れかのギヤ段を成立させることでタービン翼車14bを回転不能にすることができる。
更に、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御では、暖機方法選択手段100の選択に従ってATFウォーマ140の熱交換状態を前記熱交換実施状態と前記非熱交換実施状態との何れかに切り替える。すなわち、暖機方法選択手段100がATFウォーマ140を前記非熱交換実施状態とすることを選択した場合には、前記電動機駆動暖機制御で電動ウォータポンプ142を停止することによりATFウォーマ140を非熱交換実施状態とする。その一方で、暖機方法選択手段100がATFウォーマ140を前記熱交換実施状態とすることを選択した場合には、前記電動機駆動暖機制御で電動ウォータポンプ142を駆動することによりATFウォーマ140を熱交換実施状態とする。このように暖機制御実行手段104は、暖機方法選択手段100がATFウォーマ140を前記熱交換実施状態とすることを選択した場合には、電動機駆動暖機制御では、ATFウォーマ140の熱交換により自動変速機18の作動油の熱を前記エンジン冷却水に伝達させることによりエンジン10を暖機する。
また、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御では、上記のように暖機方法選択手段100の選択に従ってATFウォーマ140の熱交換を行わせるので、ATFウォーマ140の熱交換時における車両6の燃費向上幅WFE2すなわち第2燃費向上効果算出手段98が算出した燃費向上幅WFE2の方がATFウォーマ140の非熱交換時における車両6の燃費向上幅すなわち第1燃費向上効果算出手段96が算出した燃費向上幅WFE1よりも大きい場合に、ATFウォーマ140の熱交換を行わせると言える。暖機制御実行手段104は、暖機方法選択手段100の選択に従ったATFウォーマ140の熱交換状態の切換えを、前記電動機駆動暖機制御の実行開始時だけでなくその電動機駆動暖機制御の実行中にも行う。
また、目標温度到達判断手段88により作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断される毎に前記燃費向上幅WFE1,WFE2が算出されて暖機方法選択手段100による選択が行われるので、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御では、上記作動油温thoが目標温度th*以上になるまでATFウォーマ140の熱交換状態を継続することになる。すなわち、ATFウォーマ140が前記熱交換実施状態であれば、上記作動油温thoが目標温度th*以上になるまでその熱交換実施状態を継続する一方で、ATFウォーマ140が前記非熱交換実施状態であれば、上記作動油温thoが目標温度th*以上になるまでその非熱交換実施状態を継続する。なお、目標温度到達判断手段88及び暖機制御実行手段104の作動は図6の工程P07に対応する。
図9及び図10は、電子制御装置80の制御作動の要部、すなわち、前記電動機駆動暖機制御を実行する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
先ず、図9のステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1においては、車両6が停止しているか否かが判断される。このSA1の判断が肯定された場合、すなわち、車両6が停止している場合には、SA2に移る。一方、このSA1の判断が否定された場合には、SA6に移る。
SA2においては、自動変速機18が暖機を要するほどの低温状態にあるか否かが判断される。具体的には、自動変速機18の作動油温thoが前記冷間時油温判定値tho1以下であるか否かが判断される。このSA2の判断が肯定された場合、すなわち、上記作動油温thoが冷間時油温判定値tho1以下である場合には、SA3に移る。一方、このSA2の判断が否定された場合には、SA6に移る。
SA3においては、エンジン10が停止しているか否かが判断される。このSA3の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン10が停止している場合には、SA4に移る。一方、このSA3の判断が否定された場合には、SA6に移る。
SA4においては、蓄電装置46の充電残量SOCが前記暖機時充電残量下限値SOC1LOW以上であるか否かが判断される。このSA4の判断が肯定された場合、すなわち、上記充電残量SOCが暖機時充電残量下限値SOC1LOW以上である場合には、SA5に移る。一方、このSA4の判断が否定された場合には、SA6に移る。なお、SA1〜SA4は制御実行前提条件判断手段86に対応する。
目標温度到達判断手段88に対応するSA5においては、作動油温thoが目標温度th*に到達したか否かが判断される。このSA5の判断が肯定された場合、すなわち、作動油温thoが目標温度th*に到達した場合には、図10のSA7に移る。一方、このSA5の判断が否定された場合には、図10のSA15に移る。
SA6においては、前記目標温度th*がそれの初期値に設定される。
図10に移り、SA7においては、目標温度th*が段階的に高くなるように更新される。例えば、目標温度th*は、初期値からの最初の更新では、前記ロックアップ開始油温に設定される。SA7の次はSA8に移る。なお、SA6及びSA7は目標温度設定手段90に対応する。
使用可能エネルギ算出手段92に対応するSA8においては、前記電動機駆動暖機制御に使用できる使用可能電力量すなわち使用可能エネルギ量が、蓄電装置46の充電残量SOCと暖機時充電残量下限値SOC1LOWとの差である前記余裕充電残量(=SOC−SOC1LOW)に基づいて算出される。SA8の次はSA9に移る。
トルクコンバータ発熱量算出手段94に対応するSA9においては、前記トルクコンバータ14の発熱量QTCが、SA8で算出された上記使用可能電力量に基づいて算出される。その算出されるトルクコンバータ14の発熱量QTCは前記設定時間TIMEWM内での発熱量である。SA9の次はSA10に移る。
第1燃費向上効果算出手段96に対応するSA10においては、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換させずに自動変速機18のみを暖機したときの燃費向上効果、具体的には前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE1が算出される。SA10の次はSA11に移る。
第2燃費向上効果算出手段98に対応するSA11においては、前記電動機駆動暖機制御においてATFウォーマ140で熱交換を実施して自動変速機18とエンジン10との両方を暖機したときの燃費向上効果、具体的には前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE2が算出される。SA11の次はSA12に移る。
暖機方法選択手段100に対応するSA12においては、自動変速機18のみの暖機と、自動変速機18及びエンジン10の両方の暖機との何れか、燃費向上効果の大きい方が選択される。具体的には、SA10で算出された燃費向上幅WFE1がSA11で算出された燃費向上幅WFE2以上である場合には、自動変速機18のみを暖機すること、すなわちATFウォーマ140を前記非熱交換実施状態とすることが選択される。一方で、上記燃費向上幅WFE1が上記燃費向上幅WFE2よりも小さい場合には、自動変速機18とエンジン10との両方を暖機すること、すなわちATFウォーマ140を前記熱交換実施状態とすることが選択される。SA12の次はSA13に移る。
SA13においては、ある程度以上の燃費向上効果が前記電動機駆動暖機制御の実行よって得られるか否かが判断される。具体的には、SA10で算出された燃費向上幅WFE1とSA11で算出された燃費向上幅WFE2とのうち大きい方の燃費向上幅が前記燃費向上幅下限値LTWFE以上であるか否かが判断される。このSA13の判断が肯定された場合、すなわち、上記燃費向上幅WFE1と上記燃費向上幅WFE2とのうち大きい方の燃費向上幅が上記燃費向上幅下限値LTWFE以上である場合には、SA15に移る。一方、このSA13の判断が否定された場合には、SA14に移る。
SA14においては、蓄電装置温度thbatが前記蓄電装置温度下限値LTTHBAT以下であるか否かが判断される。このSA14の判断が肯定された場合、すなわち、蓄電装置温度thbatが蓄電装置温度下限値LTTHBAT以下である場合には、SA15に移る。一方、このSA14の判断が否定された場合には、図9のSA6に移る。なお、SA13及びSA14は暖機実行判断手段102に対応する。
暖機制御実行手段104に対応するSA15においては、前記電動機駆動暖機制御が実行され、既にその電動機駆動暖機制御が実行中であればそれが継続される。そして、その電動機駆動暖機制御では、SA12での選択に従ってATFウォーマ140の熱交換状態が、電動ウォータポンプ142の作動または非作動により前記熱交換実施状態と前記非熱交換実施状態との何れかに切り替えられる。また、上記電動機駆動暖機制御では、電動機MGが前記所定の暖機時電動機出力で駆動され、エンジン断続用クラッチK0が解放され、ロックアップクラッチ42が解放され、トルクコンバータ14のタービン翼車14bすなわち変速機入力軸70が回転不能にされる。なお、図9及び図10のフローチャートは繰り返し実行されるので、SA6又はSA15が終了すれば再びSA1から開始される。
本実施例によれば、暖機制御実行手段104は、トルクコンバータ14をストール状態とし、電動機MGでトルクコンバータ14のポンプ翼車14aを回転させることによりトルクコンバータ14内の作動油を発熱させて自動変速機18を暖機する前記電動機駆動暖機制御を実行する。従って、その電動機駆動暖機制御の実行によりトルクコンバータ14内で作動油が発熱し、その発熱させられた作動油は自動変速機18の作動油であって自動変速機18内にも供給されるので、その自動変速機18の暖機を促進することができる。その結果、車両6の燃費悪化を抑制することが可能である。
また、本実施例によれば、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御の実行中にはエンジン断続用クラッチK0を解放する。従って、エンジン10を停止したまま上記電動機駆動暖機制御を実行することが可能であり、その電動機駆動暖機制御の実行中に電動機MGでエンジン10を回転させる必要がないのでその電動機MGの出力を低く抑えることが可能である。
また、本実施例によれば、暖機制御実行手段104は、暖機方法選択手段100がATFウォーマ140を前記熱交換実施状態とすることを選択した場合には、電動機駆動暖機制御では、ATFウォーマ140の熱交換により自動変速機18の作動油の熱を前記エンジン冷却水に伝達させることによりエンジン10を暖機する。従って、エンジン停止中であっても、暖機方法選択手段100の選択に応じて、自動変速機18に加えてエンジン10の暖機も促進することが可能である。
また、本実施例によれば、第1燃費向上効果算出手段96が前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE1を算出し、第2燃費向上効果算出手段98が前記設定時間TIMEWM当たりの燃費向上幅WFE2を算出する。すなわち、前記電動機駆動暖機制御による車両6の燃費向上幅WFE1,WFE2が、ATFウォーマ140の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求められる。そして、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御では、ATFウォーマ140の熱交換時における車両6の燃費向上幅WFE2の方がATFウォーマ140の非熱交換時における車両6の燃費向上幅WFE1よりも大きい場合に、ATFウォーマ140の熱交換を行わせる。従って、車両6の燃費向上の観点から、自動変速機18のみの暖機をすべきか、または自動変速機18及びエンジン10の両方の暖機をすべきかを適切に選択できるので、例えば前記電動機駆動暖機制御で常に自動変速機18及びエンジン10の両方の暖機がなされる場合と比較して、その電動機駆動暖機制御による燃費向上効果をより高めることが可能である。
また、本実施例によれば、暖機制御実行手段104は、前記電動機駆動暖機制御では、前記作動油温thoが目標温度th*以上になるまでATFウォーマ140の熱交換状態を継続する。従って、上記電動機駆動暖機制御の実行中において、ATFウォーマ140が、そのATFウォーマ140の熱交換が行われる状態(熱交換実施状態)と熱交換が行われない状態(非熱交換実施状態)との間で頻繁に切り替えられること、すなわち、電動ウォータポンプ142が作動と非作動との間で頻繁に切り替えられることを回避することができる。
また、本実施例によれば、暖機実行判断手段102は、ATFウォーマ140の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求められた車両6の燃費向上幅のうち大きい方の燃費向上幅が予め定められた燃費向上幅下限値LTWFE以上であるか否かを判断し、その判断が肯定された場合に、暖機制御実行手段104は前記電動機駆動暖機制御を実行する。従って、車両6の燃費向上効果をあまり期待できないような場合には上記電動機駆動暖機制御が実行されないことになるので、車両6の燃費向上を目的として上記電動機駆動暖機制御を効果的に実行することが可能である。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
例えば、前述の実施例において、電動機MGはエンジン10の回転軸心(第1軸心RC1)とは異なる第2軸心RC2上に配設されているが、図11に示すように、第1軸心RC1上にエンジン10と直列に配設されていても差し支えない。
また、前述の実施例において、第1燃費向上効果算出手段96は、図7の作動油温マップから前記推定上昇油温thoRを算出するが、その際、ケース12からの放熱を加味して上記推定上昇油温thoRに対し外気温に基づく補正を実施しても差し支えない。第2燃費向上効果算出手段98が算出する推定上昇油温thoRに関しても同様である。
また、前述の実施例において、前記電動機駆動暖機制御はエンジン10が停止していることを条件として実行されるが、そのエンジン停止がその条件とされておらず、エンジン10の駆動中にその電動機駆動暖機制御が実行されても差し支えない。
また、前述の実施例において、前記電動機駆動暖機制御では、作動油温thoが目標温度th*以上になるまでATFウォーマ140の熱交換状態が継続されるが、それに加えて、前記電動機駆動暖機制御の実行中の電動機MGの制御、及び、エンジン駆動中であればエンジン10の制御も、作動油温thoが目標温度th*以上になるまで変更が抑制されて継続されてもよい。
また、前述の実施例において、図9のフローチャートのSA5では、作動油温thoが目標温度th*に到達したか否かが判断されるが、ATFウォーマ140で熱交換が行われるのであれば、作動油温thoに替えてエンジン水温thwが目標温度th*に到達したか否かが判断されても差し支えない。そのように、そのエンジン水温thwについて判断されるのであれば、上記目標温度th*はエンジン水温thwに対する目標値として設定される。
また、前述の実施例の図2において、ATFウォーマ140は自動変速機18に一体的に設けられているが、機能が同じであれば、自動変速機18とは別個に設けられ配管されたオイルクーラに置き換えられても差し支えない。
また、前述の実施例において、制御実行前提条件判断手段86によって判断される前記制御実行前提条件は(i)〜(iv)に分けて説明されているが、それらは例示であって、それらの何れかが無くても良いし、他の条件に置き換えられていても差し支えない。
また、前述の実施例において、駆動装置8はエンジン10を備えているが、エンジン10を備えない電気自動車用の駆動装置であっても差し支えない。そのようにしたとすれば、エンジン10が無いので、エンジン水温thwを上昇させるための装置、例えばATFウォーマ140等は不要となり、また、図9及び図10のフローチャートにおいて自動変速機18に加えてエンジン10が暖機される場合を想定する必要はない。
また、前述の実施例の図9及び図10のフローチャートにおいて、SA13及びSA14が設けられているが、それらSA13及びSA14が無く、SA12の次にSA15が実行されるものであっても差し支えない。
また、前述の実施例の図9及び図10のフローチャートにおいて、SA15で実行される前記電動機駆動暖機制御では、SA12での選択に従って電動ウォータポンプ142が作動させられるが、そのSA12での選択は必須ではなく、例えば、その電動機駆動暖機制御で電動ウォータポンプ142は常に作動し或いは常に作動しないとしても差し支えない。
また、前述の実施例の図9及び図10のフローチャートにおいて、SA5で作動油温thoが目標温度th*に到達したと判断される毎に、SA12にて、自動変速機18のみの暖機と、自動変速機18及びエンジン10の両方の暖機との何れか、燃費向上効果の大きい方が選択されるが、例えば、そのSA12での選択が前記電動機駆動暖機制御の実行開始時になされ、その電動機駆動暖機制御の実行中には上記SA12での選択が切り替えられないという制御作動も考え得る。
また、前述の実施例において、駆動装置8は、FF型の車両6において横置きにされるものであるが、車両6はFR型であってもよいし、駆動装置8は縦置きにされてもよい。
また、前述の実施例において、電動機MGは、電動機出力ギヤ56と電動機連結ギヤ58とによって構成された1対のギヤ対により、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aに連結されているが、そのようなギヤ対に限らず、伝動ベルトやチェーンによってポンプ翼車14aに連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例において、ロックアップクラッチ42が設けられているが、ロックアップクラッチ42は必須ではない。
また、前述の実施例の駆動装置8において、トルクコンバータ14が流体伝動装置として用いられているが、例えば、そのトルクコンバータ14は、トルク増幅作用のないフルードカップリング等の流体継手に置き換わっていても差し支えない。
また、前述の実施例において、自動変速機18は有段の自動変速機であるが、無段階に変速比γを変更できるCVTであってもよいし、手動変速機に置き換えられても差し支えない。
また、前述の実施例において、油圧ポンプ16は電動機MGによって回転駆動される機械式のオイルポンプであるが、電動オイルポンプであっても差し支えない。但し、前記電動機駆動暖機制御の実行時にはトルクコンバータ14へ作動油を供給する必要があるので、その油圧ポンプ16は電動であっても上記電動機駆動暖機制御の実行時には駆動される。
6:車両
8:駆動装置(車両用駆動装置)
10:エンジン
14:トルクコンバータ(流体伝動装置)
14a:ポンプ翼車(入力側回転要素)
14b:タービン翼車(出力側回転要素)
18:自動変速機
28:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
140:ATFウォーマ(熱交換装置)
MG:電動機
K0:エンジン断続用クラッチ
8:駆動装置(車両用駆動装置)
10:エンジン
14:トルクコンバータ(流体伝動装置)
14a:ポンプ翼車(入力側回転要素)
14b:タービン翼車(出力側回転要素)
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28:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
140:ATFウォーマ(熱交換装置)
MG:電動機
K0:エンジン断続用クラッチ
Claims (6)
- 電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機と、該電動機と該自動変速機との間に介装され、該電動機に連結された入力側回転要素と該自動変速機に連結された出力側回転要素とを有する流体伝動装置とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
前記流体伝動装置をストール状態とし、前記電動機で該流体伝動装置の入力側回転要素を回転させる流体伝動装置ストール制御を実行する
ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 - 前記車両用駆動装置は、エンジンと、該エンジンと前記入力側回転要素との間に介装され該エンジンと該入力側回転要素とを選択的に連結するエンジン断続用クラッチとを備えており、
前記流体伝動装置ストール制御の実行中は前記エンジン断続用クラッチを解放する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記車両用駆動装置は、前記エンジンの冷却水と前記流体伝動装置内の作動油との間で熱交換可能な熱交換装置を備えており、
前記流体伝動装置ストール制御では、前記熱交換装置の熱交換により前記作動油の熱を前記冷却水に伝達させることにより前記エンジンを暖機する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記流体伝動装置ストール制御による車両の燃費向上幅を前記熱交換装置の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求め、
前記流体伝動装置ストール制御では、該熱交換装置の熱交換時における前記車両の燃費向上幅の方が該熱交換装置の非熱交換時における前記車両の燃費向上幅よりも大きい場合に、前記熱交換装置の熱交換を行わせる
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記流体伝動装置ストール制御では、前記作動油の温度が所定の目標作動油温以上になるまで、前記熱交換装置の熱交換状態を継続する
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記熱交換装置の熱交換時と非熱交換時との各々について予め求められた前記車両の燃費向上幅のうち大きい方の燃費向上幅が予め定められた燃費向上幅下限値以上である場合に、前記流体伝動装置ストール制御を実行する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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