JPWO2012049754A1 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
エンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において、燃費悪化を抑制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。フューエルカット電動機駆動制御手段146は、車両6の加速操作時には、電動機MGの駆動力でエンジン回転速度Neを上昇させ且つエンジン10に対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行する。また、車両加速時にエンジン回転速度Neを上昇させる際には、エンジン駆動よりも電動機駆動でエンジン回転速度Neを上昇させる方が燃費悪化を抑制できることが多い。車両走行中において例えば減速時等に電動機MGが回生作動すれば蓄電装置46に充電されるからである。従って、エンジン回転速度を上昇させる場合に前記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより、燃費悪化を抑制することができる。
Description
本発明は、エンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において燃費悪化を抑制する制御に関するものである。
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機を備えた車両用駆動装置において、エンジンに対して燃料供給を遮断するフューエルカットを行う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に記載されたエンジン始動制御装置がそれである。その特許文献1のエンジン始動制御装置は、前記電動機によりエンジンを始動する場合、ブレーキがはなされた後にアクセルペダルが踏み込まれた時点でエンジンに対するフューエルカットを中止し、それと共にエンジンを始動する。
前記特許文献1の車両用駆動装置のようなエンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において、車両発進時や加速時にはエンジン回転速度が上昇させられて車両が加速する。このとき、エンジン回転速度を上昇させるためにはエンジンのイナーシャ(慣性モーメント)とエンジン回転加速度とに応じたイナーシャトルク(慣性トルク)が必要となる。また、エンジン回転速度は、エンジンと電動機との一方又は両方の出力トルクによって上昇させることができるが、エンジンの燃料を消費してエンジン回転速度を上昇させるよりも、電動機の回生作動等により蓄えられた電力を消費してエンジン回転速度を上昇させる方が燃費向上の観点からは有利であると考えられる。すなわち、車両発進時や加速時にエンジンの出力トルクでエンジン回転速度を上昇させると車両燃費が悪化する可能性があるものと考えられた。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、エンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において、燃費悪化を抑制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)エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b)車両の加速操作時には、前記電動機の駆動力で前記エンジンの回転速度を上昇させ且つそのエンジンに対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行することにある。
車両加速時に前記エンジンの回転速度(エンジン回転速度)を上昇させる際には、エンジン駆動よりも電動機駆動で上記エンジン回転速度を上昇させる方が燃費悪化を抑制できることが多い。従って、上記の本発明のようにすれば、エンジン回転速度を上昇させる場合に前記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより、燃費悪化を抑制することができる。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、車両の発進とは車速零からの加速であるので、前記車両の加速操作には車両発進時の加速操作も含まれる。
ここで、好適には、前記電動機の最大出力トルクに基づいて推定される前記フューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクが運転者により要求される要求駆動トルクよりも大きいことを条件に、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、車両の駆動力が上記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより不足するということが回避され、運転者に違和感を与えないようにすることが可能である。
また、好適には、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行開始後に前記エンジンの回転角加速度が予め定められたエンジン回転角加速度判定値以下になった場合に、そのフューエルカット電動機駆動制御を終了する。このようにすれば、上記エンジンの回転角加速度はエンジン回転速度を逐次検出することにより容易に算出できるので、上記フューエルカット電動機駆動制御の終了時期を容易に判断できる。
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、その変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された流体伝動装置とを有する。このようにすれば、エンジン回転速度の変化が一時的なもの又は急激なものであるときほど前記電動機でエンジン回転速度を上昇させることによる燃費改善効果が大きくなり易いところ、例えば車両加速時など前記流体伝動装置の滑りによってエンジン回転速度が一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
また、好適には、(a)前記流体伝動装置は、その流体伝動装置の入力側回転要素と出力側回転要素とを直結可能なロックアップクラッチを備えており、(b)そのロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときに前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、例えば車両加速時などにおいてエンジン回転速度はロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときの方が係合状態であるときよりも一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、その変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された摩擦係合装置とを有する。このようにすれば、例えばエンジンと電動機と摩擦係合装置と変速機とが直列に連結されたハイブリッド車両において前記フューエルカット電動機駆動制御が実行されることにより、燃費悪化を抑制することが可能である。
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、前記電動機は前記エンジンに作動的に連結され、或いは、直接連結されている。
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、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)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、自動変速機18とエンジン10及び電動機MG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自動変速機18へ流体を介して伝達する。このトルクコンバータ14のポンプ翼車14aは、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、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且つ第1軸心RC1まわりに回転可能な入力側回転要素である。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との間の動力伝達を断続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、駆動輪28(図2参照)とエンジン10及び電動機MGとの間に介装された変速機であって、エンジン10および電動機MGからの駆動力がトルクコンバータ14を経て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を発生させると共に、潤滑油(作動油)を駆動装置8内のボールベアリング等の各潤滑部位に供給する。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、例えばエンジン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。
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。或いは、エンジン断続用クラッチK0を係合させてエンジン10を駆動し、エンジン10またはエンジン10と電動機MGとに油圧ポンプ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、エンジン10または電動機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110に入力される信号及びその電子制御装置110から出力される信号を例示している。この電子制御装置110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110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TEMPW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TEMPAT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ペダル104の操作量であるアクセル開度Accを表すアクセル開度センサ128からの信号、電動のスロットルアクチュエータにより開閉作動させられる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、蓄電装置46(図1参照)の充電残量(充電状態)SOCを表す信号等が、それぞれ供給される。
また、電子制御装置110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の燃料噴射装置134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の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110は、例えばエンジン走行中には、アクセル開度Accに基づいて前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、例えばエンジン走行中、ロックアップクラッチ42が解放されたロックアップオフ状態またはロックアップクラッチ42がスリップさせられるロックアップスリップ状態(フレックスロックアップ状態)において車両6を発進または加速させる際には、トルクコンバータ14の滑りが一時的に大きくなりエンジン回転速度Neが急速に上昇する。このようにエンジン回転速度Neが急速に上昇するとエンジン10の慣性モーメントに基づくイナーシャトルクが一時的に大きくなり、この一時的に大きくなるエンジン10のイナーシャトルクに対抗してエンジン回転速度Neを引き上げることをエンジン出力で行おうとすると燃費悪化につながるおそれがある。そこで、本実施例では、エンジン10のイナーシャトルクが一時的に大きくなる車両6の発進時または加速時には、エンジン10に対して燃料供給を遮断するフューエルカットが行われると共に、電動機MGからの出力によってエンジン10がクランキングされ駆動輪28に駆動力が供給される。そ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。
図5は、電子制御装置110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5に示すように、電子制御装置110は、ロックアップクラッチ制御部としてのロックアップクラッチ制御手段138と、車両加速判断部としての車両加速判断手段140と、ロックアップクラッチ作動状態判断部としてのロックアップクラッチ作動状態判断手段142と、フューエルカット可否判断部としてのフューエルカット可否判断手段144と、フューエルカット電動機駆動制御部としてのフューエルカット電動機駆動制御手段146とを備えている。
ロックアップクラッチ制御手段138は、例えば車速V及びアクセル開度Accを変数として、ロックアップクラッチ42を解放状態すなわちロックアップオフとするロックアップ解放領域(ロックアップオフ領域)と、ロックアップクラッチ42をスリップ状態すなわちロックアップスリップ状態とするスリップ制御作動領域(ロックアップスリップ制御作動領域)と、ロックアップクラッチ42を係合状態(厳密に言えば完全係合状態)すなわちロックアップオンとするロックアップ制御作動領域(ロックアップオン領域)との3つに領域分けされて予め定められた関係(マップ、ロックアップ領域線図)を記憶している。そして、ロックアップクラッチ制御手段138は、そのロックアップ領域線図から、実際の車速V及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいてロックアップクラッチ42の作動状態の切換えを制御する。例えば、ロックアップクラッチ制御手段138は、上記ロックアップ領域線図から実際の車両状態に基づいてロックアップクラッチ42のロックアップ解放領域、ロックアップスリップ制御作動領域、ロックアップ制御作動領域の何れかであるかを判断し、ロックアップクラッチ42のロックアップ解放への切換え或いはロックアップスリップ制御作動乃至ロックアップ制御作動への切換えの為のロックアップ制御指令信号を油圧制御回路132へ出力し、そのロックアップ制御指令信号に従ったロックアップクラッチ42の作動状態の切換えを油圧制御回路132に行わせる。また、ロックアップクラッチ制御手段138は、ロックアップスリップ制御作動領域であると判断すると、ロックアップクラッチ42の実際のスリップ量NS(=Ne−Nt)を逐次算出し、その実際のスリップ量NSが所定の目標スリップ量NS *となるように油圧制御回路132によってロックアップクラッチ42の係合力を油圧制御する。例えば、比較的高車速領域であるロックアップオン領域においては、ロックアップクラッチ42をロックアップ(完全係合)してポンプ翼車14aとタービン翼車14bとを直結することで、トルクコンバータ14の滑り損失(内部損失)を無くして燃費を向上させている。また、比較的低中速領域であるロックアップスリップ制御作動領域においては、ポンプ翼車14aとタービン翼車14bとの間に所定の微少な滑りを与えて係合させるスリップ制御(ロックアップスリップ制御)を実施することで、ロックアップクラッチ42が作動する領域を拡大し、トルクコンバータ14の伝達効率を向上して燃費を向上させている。
車両加速判断手段140は、車両6の発進または加速に際してアクセルペダル104が大きく踏み込まれたか否か、言い換えれば、運転者により車両6の加速操作がなされたか否かを判断する。確認的に述べるが、その加速操作には発進時の加速操作が含まれる。例えば、車両加速判断手段140はアクセル開度Accを逐次検出しており、予め定められたアクセル開度変化判断時間TIMEAC内でのアクセル開度Accの増大幅WAccが予め定められたアクセル開度増大幅判定値WAC1以上であるか否かを判断し、その増大幅WAccがアクセル開度増大幅判定値WAC1以上であればアクセルペダル104が大きく踏み込まれたと判断する。或いは、車両加速判断手段140は、アクセル開度Accの単位時間当たりの増大幅であるアクセル開度増大率RAccを逐次算出し、そのアクセル開度増大率RAccが予め定められたアクセル開度増大率判定値RAC1以上であるか否かを判断して、そのアクセル開度増大率RAccがアクセル開度増大率判定値RAC1以上であればアクセルペダル104が大きく踏み込まれたと判断しても差し支えない。例えば、上記アクセル開度変化判断時間TIMEAC、アクセル開度増大幅判定値WAC1、及びアクセル開度増大率判定値RAC1は、アクセルペダル104の踏込操作により行われる車両発進または加速を燃費向上の観点から後述のフューエルカット電動機駆動制御により実現すべきか否かの判断ができるように予め実験的に定められている。
ロックアップクラッチ作動状態判断手段142は、ロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であるか否かを判断する。例えば、ロックアップクラッチ作動状態判断手段142は、ロックアップクラッチ制御手段138が油圧制御回路132へ出力する前記ロックアップ制御指令信号に基づいてロックアップクラッチ42の作動状態を判断してもよいし、或いは、前記ロックアップ領域線図から、実際の車速V及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいてロックアップクラッチ42の作動状態を判断してもよい。
フューエルカット可否判断手段144は、運転者により要求される要求駆動トルク(ドライバ要求トルク)Toutdをエンジン10に対するフューエルカットを行っても出力可能か否かを判断する。具体的には、フューエルカット可否判断手段144は、フューエルカット電動機駆動制御手段146が後述のフューエルカット電動機駆動制御を実行するとしたときに出力可能な最大駆動トルクを、電動機MGの特性として予め定められている電動機MGの最大出力トルクTmgmax(以下、電動機最大トルクTmgmaxという)に基づいて推定する。そして、その推定したフューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクTSoutmax(以下、フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxという)詳細には下記式(1)及び下記式(2)を用いて算出したフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが前記要求駆動トルクToutdよりも大きいか否かを判断し、フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが要求駆動トルクToutdよりも大きい場合には、その要求駆動トルクToutdを上記フューエルカットを行っても出力可能であると判断する。ここで、要求駆動トルクToutdは、例えば、出力歯車72におけるトルクであり、アクセル開度Accが大きいほど要求駆動トルクToutdが大きくなる予め実験的に定められた関係からアクセル開度Accに基づいて算出される。フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxは、下記式(1)を用いて算出され、その式(1)中のエンジンクランキングトルクTecrは、フューエルカット中のエンジン10を回転させるのに必要なクランキングトルクであり、下記式(2)を用いて算出される。
TSoutmax=(Tmgmax−Tecr)×RTTC×γ ・・・(1)
Tecr=(IEG×NAEG)+FEG ・・・(2)
TSoutmax=(Tmgmax−Tecr)×RTTC×γ ・・・(1)
Tecr=(IEG×NAEG)+FEG ・・・(2)
上記式(1)内のTmgmaxには、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のギヤ比を加味して電動機最大トルクTmgmaxを第1軸心RC1まわりのトルクに換算したものが用いられる。上記式(1)においてRTTCはトルクコンバータ14のトルク比(=出力トルク/入力トルク)であり、γは自動変速機18の変速比である。上記式(2)においてIEGはエンジン10のクランク軸32まわりにおける慣性モーメント(エンジン慣性モーメント)であり、NAEGはエンジン10の回転角加速度(単位は例えばrad/s2)であり、FEGはエンジン10をクランキングするときのエンジン回転抵抗(単位は例えばNm)すなわちエンジンフリクションである。上記エンジン慣性モーメントIEGおよびエンジン回転抵抗FEGは予め実験的に求められており例えば定数として設定されている。上記式(1)及び式(2)に用いられるエンジン回転角加速度NAEGとトルク比RTTCとしてはそれぞれ、フューエルカット電動機駆動制御中のエンジン回転角加速度NAEGの最大値とそのエンジン回転角加速度NAEG最大時のトルク比RTTCとが予測されて用いられてもよいし、或いは、フューエルカット電動機駆動制御の開始時から所定時間経過後のエンジン回転角加速度NAEGとトルク比RTTCとが予測されて用いられてもよい。何れにしても上記式(1)及び式(2)に用いられるエンジン回転角加速度NAEGとトルク比RTTCとはそれぞれ、例えば予め実験的に定められた関係から、現在のエンジン回転速度Ne、タービン回転速度Nt、アクセル開度Acc、アクセル開度Accの変化率、およびロックアップクラッチ42の作動状態等に基づいて求められる。また、前記式(1)において自動変速機18の変速比γは例えばその式(1)の算出時の値が用いられる。
上記のようにフューエルカット可否判断手段144は、前記式(1)及び式(2)を用いてフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxを算出するところ、そのフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxの算出を逐次行いそのフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが前記要求駆動トルクToutdよりも大きいか否かを逐次判断してもよいが、本実施例では、車両加速判断手段140によりアクセルペダル104が大きく踏み込まれたと判断され、且つ、ロックアップクラッチ作動状態判断手段142によりロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であると判断された場合に、フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxを算出し、そのフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが要求駆動トルクToutdよりも大きいか否かを判断する。
フューエルカット電動機駆動制御手段146は、車両6の加速操作時には、電動機MGの駆動力でエンジン回転速度Neを上昇させ且つエンジン10に対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行する。詳細には上記加速操作以外の他の条件も加味して、フューエルカット可否判断手段144によりフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが要求駆動トルクToutdよりも大きいと判断された場合、すなわち、アクセルペダル104が大きく踏み込まれ、ロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であり、且つ、要求駆動トルクToutdを前記フューエルカットを行っても出力可能である場合に、上記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。これにより、車両6を加速させつつエンジン回転速度Neを上昇させる。このフューエルカット電動機駆動制御の実行中はエンジン回転速度Neが電動機MGの駆動力で引き上げられるので、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン断続用クラッチK0を係合させて上記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。フューエルカット電動機駆動制御手段146は、このフューエルカット電動機駆動制御では、エンジン10からは出力させないが、運転者に違和感を与えないようにするため、エンジン10に対する燃料供給遮断すなわちフューエルカットが行われないときと同一のトルクがトルクコンバータ14のポンプ翼車14aに逐次入力されるように電動機トルクTmgを制御する。このようにしてフューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン回転速度Neを上昇させる過程で前記フューエルカット電動機駆動制御を実行するのであるが、具体的には、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン回転速度センサ120によりエンジン回転角速度(単位は例えばrad/s)を逐次検出してそのエンジン回転角速度に基づきエンジン回転角加速度NAEGを逐次算出しており、そのエンジン回転角加速度NAEGが予め定められたエンジン回転角加速度判定値NA1EGを超えた時から、一時的に大きくなったエンジン回転角加速度NAEGが上記エンジン回転角加速度判定値NA1EG以下になるまでの間において、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。言い換えれば、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、車両6の加速操作時のエンジン回転速度Ne上昇過程において、エンジン回転角加速度NAEGが前記エンジン回転角加速度判定値NA1EGを超えた場合に前記フューエルカット電動機駆動制御を開始し、そのフューエルカット電動機駆動制御の実行開始後にエンジン回転角加速度NAEGが上記エンジン回転角加速度判定値NA1EG以下になった場合に上記フューエルカット電動機駆動制御を終了する。
例えば車両発進時には、図6の各回転速度Ne,Nmg,Ntのタイムチャートに示すように、運転者のアクセルペダル踏込操作すなわち車両6の加速操作に応じてタービン回転速度Ntを早期に上昇させるため、トルクコンバータ14の入力回転速度であるエンジン回転速度Neがタービン回転速度Ntよりも一旦大きく上昇させられ、タービン回転速度Ntがある程度上昇するとエンジン回転速度Neはタービン回転速度Ntに一致するように低下させられる。図6では、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン回転角加速度NAEGがエンジン回転角加速度判定値NA1EGを超えたtA1時点から、一旦大きくなったエンジン回転角加速度NAEGが時間経過に従って小さくなりエンジン回転角加速度判定値NA1EG以下になったtA2時点までの間で、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。また、別の例である車両加速時でも同様である。すなわち、図7に示す車両走行中の加速時における各回転速度Ne,Nmg,Ntのタイムチャートのように、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン回転角加速度NAEGがエンジン回転角加速度判定値NA1EGを超えたtB1時点から、一旦大きくなったエンジン回転角加速度NAEGが時間経過に従って小さくなりエンジン回転角加速度判定値NA1EG以下になったtB2時点までの間で、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。図6におけるtA1時点からtA2時点までの間、及び、図7におけるtB1時点からtB2時点までの間では、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、エンジン10に対し前記フューエルカットを行っているが、それらのフューエルカット期間(図6のtA1〜tA2時点、図7のtB1〜tB2時点)では、駆動輪28を駆動するためにトルクコンバータ14のポンプ翼車14aに入力されるべきトルクに加えて逐次変化する前記エンジンクランキングトルクTecrを電動機MGに出力させることにより、上記フューエルカットを行わないとした場合と同様にエンジン回転速度Neを変化させる。
なお、そのフューエルカット電動機駆動制御の実行時以外では、例えば、エンジン10により駆動輪28が駆動され、それと共に、電動機MGからのアシストトルクが、燃費性能と走行性能とを両立するように予め実験的に定められた関係からアクセル開度Acc及び車速Vで示される車両状態に基づいて適宜出力される。また、前記エンジン回転角加速度判定値NA1EGは、運転者に与える違和感を抑え燃費を向上させることができるように予め実験的に定められており、例えば零または零に近い正の値とされている。また、図6および図7ではエンジン断続用クラッチK0は終始係合されている。また、図6および図7において電動機回転速度Nmgがエンジン回転速度Neよりも高く推移しているのは、電動機回転速度Nmgが電動機出力ギヤ56と電動機連結ギヤ58とから構成されたギヤ対により減速されてポンプ翼車14aに伝達されるからである。
図8は、電子制御装置110の制御作動の要部、すなわち、前記フューエルカット電動機駆動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。この図8に示す制御作動は、単独で或いは他の制御作動と並列的に実行される。
先ず、車両加速判断手段140に対応するステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1においては、アクセルペダル104が大きく踏み込まれたか否か、言い換えれば、運転者により車両6の加速操作がなされたか否かが判断される。例えば、前記アクセル開度変化判断時間TIMEAC内でのアクセル開度Accの増大幅WAccが前記アクセル開度増大幅判定値WAC1以上であればアクセルペダル104が大きく踏み込まれたと判断される。このSA1の判断が肯定された場合、すなわち、アクセルペダル104が大きく踏み込まれた場合には、SA2に移る。一方、このSA1の判断が否定された場合には、SA9に移る。
ロックアップクラッチ作動状態判断手段142に対応するSA2においては、ロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態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、ロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態である場合には、SA3に移る。一方、このSA2の判断が否定された場合には、SA9に移る。
フューエルカット可否判断手段144に対応するSA3においては、前記フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが前記式(1)及び前記式(2)により算出される。SA3の次はSA4に移る。
フューエルカット可否判断手段144に対応するSA4においては、前記SA3にて算出されたフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが前記要求駆動トルクToutdよりも大きい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、フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが要求駆動トルクToutdよりも大きい場合には、SA5に移る。一方、このSA4の判断が否定された場合には、SA9に移る。
SA5においては、電動機MGに通電され、電動機MGによって駆動力が発生させられる。このとき、エンジン断続用クラッチK0は係合状態とされており、電動機MGは、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aに入力されるトルクとポンプ翼車14aの回転速度とが前記フューエルカットが実施されない場合と逐次同じになるように制御される。例えば、フューエルカット中においてそのように電動機MGを制御するためには電動機トルクTmgでエンジン10をクランキングする必要があるので、ポンプ翼車14aに入力されるべきトルクに加えて逐次変化する前記エンジンクランキングトルクTecrを電動機MGに出力させる。SA5の次はSA6に移る。
SA6においては、エンジン回転角速度がエンジン回転速度センサ120により検出され、そのエンジン回転角速度に基づきエンジン回転角加速度NAEGが算出される。上記エンジン回転角加速度NAEGは加速度センサ等により直接検出されてもよい。SA6の次はSA7に移る。
SA7においては、前記SA6にて算出されたエンジン回転角加速度NAEGが前記エンジン回転角加速度判定値NA1EGよりも大きいか否かが判断される。このSA7の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン回転角加速度NAEGが前記エンジン回転角加速度判定値NA1EGよりも大きい場合には、SA8に移る。一方、このSA7の判断が否定された場合には、SA9に移る。
SA8においては、エンジン10に対するフューエルカットが実施される。既に上記フューエルカットが実施さているときはそのフューエルカットが継続される。SA8の次は前記SA5に戻り、SA5からSA8が繰り返されることで前記フューエルカット電動機駆動制御が実行される。
SA9においては、前記SA8にて開始された前記フューエルカットが終了させられる。すなわち、前記フューエルカット電動機駆動制御が終了させられる。既に上記フューエルカットが終了しているときはそのフューエルカットの不実施が継続する。なお、前記SA5からSA9はフューエルカット電動機駆動制御手段146に対応する。
本実施例によれば、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、車両6の加速操作時には、電動機MGの駆動力でエンジン回転速度Neを上昇させ且つエンジン10に対しては燃料供給を遮断する前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。また、車両加速時にエンジン回転速度Neを上昇させる際には、エンジン駆動よりも電動機駆動でエンジン回転速度Neを上昇させる方が燃費悪化を抑制できることが多い。車両走行中において例えば減速時等に電動機MGが回生作動すれば蓄電装置46に充電されるからである。従って、エンジン回転速度を上昇させる場合に前記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより、燃費悪化を抑制することができる。特に、車両発進時や加速時におけるエンジン回転速度Ne上昇が急激なものであったり一時的なものであれば燃費悪化をより顕著に抑制することができるものである。このことから本実施例では、前記フューエルカット電動機駆動制御はアクセルペダル104が大きく踏み込まれ且つロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であるというエンジン回転速度Neが図6や図7に示すように急上昇し易い場合に実行されるので、効果的に燃費悪化を抑制することができる。
また、本実施例によれば、電動機MGの最大出力トルクTmgmaxに基づいて推定される前記フューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクTSoutmax(フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmax)が前記要求駆動トルクToutdよりも大きいか否かがフューエルカット可否判断手段144によって判断され、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、そのフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが要求駆動トルクToutdよりも大きいことを条件に、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。従って、車両6の駆動力が上記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対するフューエルカットにより不足するということが回避され、運転者に違和感を与えないようにすることが可能である。
また、本実施例によれば、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行開始後にエンジン回転角加速度NAEGが前記エンジン回転角加速度判定値NA1EG以下になった場合に上記フューエルカット電動機駆動制御を終了する。従って、エンジン回転角加速度NAEGはエンジン回転速度Neを逐次検出することにより容易に算出できるので、上記フューエルカット電動機駆動制御の終了時期を容易に判断できる。
また、本実施例によれば、駆動装置8は、駆動輪28とエンジン10および電動機MGとの間に介装された自動変速機18と、その自動変速機18とエンジン10および電動機MGとの間に介装されたトルクコンバータ14とを有する。従って、エンジン回転速度Neの変化が一時的なもの又は急激なものであるときほどエンジン10のイナーシャトルクは大きくなり電動機MGでエンジン回転速度Neを上昇させることによる燃費改善効果が大きくなり易いところ、例えば車両加速時などトルクコンバータ14の滑りによってエンジン回転速度Neが一時的に上昇し易いので、トルクコンバータ14を有する駆動装置8では、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
また、本実施例によれば、トルクコンバータ14はポンプ翼車14aとタービン翼車14bとを直結可能なロックアップクラッチ42を備えており、フューエルカット電動機駆動制御手段146は、ロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であるときには前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する一方で、ロックアップクラッチ42が係合状態であるときには前記フューエルカット電動機駆動制御を実行しない。従って、例えば車両加速時なとにおいてエンジン回転速度Neはロックアップクラッチ42が解放状態またはスリップ状態であるときの方が係合状態であるときよりも一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
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9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。なお、図9のように電動機MGとエンジン10とが直列に配設されている場合にはエンジン断続用クラッチK0が係合されれば電動機回転速度Nmgはエンジン回転速度Neに一致するので、図6および図7のタイムチャートにおいて電動機回転速度Nmgはエンジン回転速度Neのタイムチャートに一致する。
また、前述の実施例において、駆動装置8はトルクコンバータ14を備えているが、図10に示すように、トルクコンバータ14に替えて、伝達トルク容量を係合力によって変化させることができる油圧クラッチ等の摩擦係合装置214がエンジン10及び電動機MGと自動変速機18との間に介装されていても差し支えない。図10に示す車両用駆動装置208は、駆動輪28とエンジン10および電動機MGとの間に介装された自動変速機18と、その自動変速機18とエンジン10および電動機MGとの間に介装された摩擦係合装置214とを有しており、例えば摩擦係合装置214をスリップさせることによりクリープトルクを発生させる。例えば、エンジン10と電動機MGと摩擦係合装置214と自動変速機18とが直列に連結されたハイブリッド車両においても前記フューエルカット電動機駆動制御を実行することができ、そのフューエルカット電動機駆動制御が実行されることにより、車両用駆動装置208にて燃費悪化を抑制することが可能である。なお、車両用駆動装置208では、図8のフローチャートにSA2が無くSA1の判断が肯定されればSA3に移る。そして、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行時にはエンジン断続用クラッチK0及び摩擦係合装置214が係合される。
また、前述の実施例の図1において、エンジン断続用クラッチK0が設けられているが、そのエンジン断続用クラッチK0が無くエンジン10がトルクコンバータ14のポンプ翼車14aに直結されていても差し支えない。そのようにエンジン断続用クラッチK0が無い駆動装置8では、電動機MGはエンジン10に作動的に連結され、或いは、エンジン10に直接に連結されている。
また、前述の実施例において、前記フューエルカット電動機駆動制御はロックアップクラッチ42が係合状態である場合には実行されず、その方が好ましいが、ロックアップクラッチ42が係合状態であるときでも上記フューエルカット電動機駆動制御が実行されるとしても差し支えない。
また、前述の実施例において、図8のフローチャートにはSA3とSA4とが設けられているが、SA3とSA4とが無くSA2の判断が肯定されればSA5に移るフローチャートも考え得る。
また、前述の実施例において、前記フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxと比較される要求駆動トルクToutdは出力歯車72におけるトルクであると説明されているが、その要求駆動トルクToutdはフューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxと同一箇所におけるトルクであれば良く、例えば、駆動輪28におけるトルクであっても差し支えない。但し、その要求駆動トルクToutdが駆動輪28におけるトルクであるとされる場合には、フューエルカット時推定最大駆動トルクTSoutmaxが、ファイナルギヤ対24のギヤ比および差動歯車装置26のギヤ比等も加味して算出される必要がある。
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、電動機MGは、トルクコンバータ14のポンプ翼車14aに連結されているが、ポンプ翼車14aにではなくタービン翼車14b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。或いは、駆動装置8においてトルクコンバータ14が設けられておらず、エンジン10及び電動機MGが変速機入力軸70に連結されていても差し支えない。そのようにトルクコンバータ14が無い駆動装置8では、例えば前記式(1)においてトルク比RTTCを加味する必要がなく、また、図8のフローチャートにSA2が無くSA1の判断が肯定されればSA3に移る。
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、自動変速機18を備えない駆動装置8も考え得る。駆動装置8が自動変速機18を備えない構成では、例えば前記式(1)において変速比γを加味する必要がない。
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。また、油圧ポンプ16が電動オイルポンプであれば、油圧ポンプ16は第1軸心RC1上とは別個に設けられても差し支えなく、電動機MGによって回転駆動される必要もない。
6:車両
8,208: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(変速機)
28:駆動輪
42:ロックアップクラッチ
110:電子制御装置(制御装置)
214:摩擦係合装置
MG:電動機
8,208: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(変速機)
28:駆動輪
42:ロックアップクラッチ
110:電子制御装置(制御装置)
214:摩擦係合装置
MG:電動機
【0002】
ち、車両発進時や加速時にエンジンの出力トルクでエンジン回転速度を上昇させると車両燃費が悪化する可能性があるものと考えられた。なお、このような課題は未公知である。
[0005]
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、エンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において、燃費悪化を抑制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。
課題を解決するための手段
[0006]
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)エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b)車両の加速操作時には、前記電動機の駆動力で前記エンジンの回転速度を上昇させ且つそのエンジンに対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行し、(c)そのフューエルカット電動機駆動制御の実行開始後に前記エンジンの回転角加速度が予め定められたエンジン回転角加速度判定値以下になった場合に、そのフューエルカット電動機駆動制御を終了することにある。
発明の効果
[0007]
車両加速時に前記エンジンの回転速度(エンジン回転速度)を上昇させる際には、エンジン駆動よりも電動機駆動で上記エンジン回転速度を上昇させる方が燃費悪化を抑制できることが多い。従って、上記の本発明のようにすれば、エンジン回転速度を上昇させる場合に前記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより、燃費悪化を抑制することができる。また、前記エンジンの回転角加速度はエンジン回転速度を逐次検出することにより容易に算出できるので、上記フューエルカット電動機駆動制御の終了時期を容易に判断できる。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、車両の発進とは車速零からの加速であるので、前記車両の加速操作には車両発進時の加速操作も含まれる。
[0008]
ここで、好適には、前記電動機の最大出力トルクに基づいて推定される前記フューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクが運転者により要求される要求駆動トルクよりも大きいことを条件に、前記フューエ
ち、車両発進時や加速時にエンジンの出力トルクでエンジン回転速度を上昇させると車両燃費が悪化する可能性があるものと考えられた。なお、このような課題は未公知である。
[0005]
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、エンジンと電動機とを備えた車両用駆動装置において、燃費悪化を抑制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。
課題を解決するための手段
[0006]
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)エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b)車両の加速操作時には、前記電動機の駆動力で前記エンジンの回転速度を上昇させ且つそのエンジンに対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行し、(c)そのフューエルカット電動機駆動制御の実行開始後に前記エンジンの回転角加速度が予め定められたエンジン回転角加速度判定値以下になった場合に、そのフューエルカット電動機駆動制御を終了することにある。
発明の効果
[0007]
車両加速時に前記エンジンの回転速度(エンジン回転速度)を上昇させる際には、エンジン駆動よりも電動機駆動で上記エンジン回転速度を上昇させる方が燃費悪化を抑制できることが多い。従って、上記の本発明のようにすれば、エンジン回転速度を上昇させる場合に前記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより、燃費悪化を抑制することができる。また、前記エンジンの回転角加速度はエンジン回転速度を逐次検出することにより容易に算出できるので、上記フューエルカット電動機駆動制御の終了時期を容易に判断できる。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、車両の発進とは車速零からの加速であるので、前記車両の加速操作には車両発進時の加速操作も含まれる。
[0008]
ここで、好適には、前記電動機の最大出力トルクに基づいて推定される前記フューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクが運転者により要求される要求駆動トルクよりも大きいことを条件に、前記フューエ
【0003】
ルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、車両の駆動力が上記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより不足するということが回避され、運転者に違和感を与えないようにすることが可能である。
[0009]
[0010]
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、その変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された流体伝動装置とを有する。このようにすれば、エンジン回転速度の変化が一時的なもの又は急激なものであるときほど前記電動機でエンジン回転速度を上昇させることによる燃費改善効果が大きくなり易いところ、例えば車両加速時など前記流体伝動装置の滑りによってエンジン回転速度が一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
[0011]
また、好適には、(a)前記流体伝動装置は、その流体伝動装置の入力側回転要素と出力側回転要素とを直結可能なロックアップクラッチを備えており、(b)そのロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときに前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、例えば車両加速時などにおいてエンジン回転速度はロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときの方が係合状態であるときよりも一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
[0012]
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよ
ルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、車両の駆動力が上記フューエルカット電動機駆動制御にてエンジンに対する燃料供給が遮断されることにより不足するということが回避され、運転者に違和感を与えないようにすることが可能である。
[0009]
[0010]
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、その変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された流体伝動装置とを有する。このようにすれば、エンジン回転速度の変化が一時的なもの又は急激なものであるときほど前記電動機でエンジン回転速度を上昇させることによる燃費改善効果が大きくなり易いところ、例えば車両加速時など前記流体伝動装置の滑りによってエンジン回転速度が一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
[0011]
また、好適には、(a)前記流体伝動装置は、その流体伝動装置の入力側回転要素と出力側回転要素とを直結可能なロックアップクラッチを備えており、(b)そのロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときに前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する。このようにすれば、例えば車両加速時などにおいてエンジン回転速度はロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときの方が係合状態であるときよりも一時的に上昇し易いので、前記フューエルカット電動機駆動制御の実行により燃費悪化が抑制されるという効果をより適切に得ることができる。
[0012]
また、好適には、前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよ
Claims (6)
- エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
車両の加速操作時には、前記電動機の駆動力で前記エンジンの回転速度を上昇させ且つ該エンジンに対しては燃料供給を遮断するフューエルカット電動機駆動制御を実行する
ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。 - 前記電動機の最大出力トルクに基づいて推定される前記フューエルカット電動機駆動制御中に出力可能な最大駆動トルクが運転者により要求される要求駆動トルクよりも大きいことを条件に、前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する
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。 - 前記フューエルカット電動機駆動制御の実行開始後に前記エンジンの回転角加速度が予め定められたエンジン回転角加速度判定値以下になった場合に、該フューエルカット電動機駆動制御を終了する
ことを特徴とする請求項1又は2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、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、該変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された流体伝動装置とを有する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。 - 前記流体伝動装置は、該流体伝動装置の入力側回転要素と出力側回転要素とを直結可能なロックアップクラッチを備えており、
該ロックアップクラッチが解放状態またはスリップ状態であるときに前記フューエルカット電動機駆動制御を実行する
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。 - 前記車両用駆動装置は、前記駆動輪と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された変速機と、該変速機と前記エンジンおよび前記電動機との間に介装された摩擦係合装置とを有する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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