JP4462169B2 - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 - Google Patents
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Description
このハイブリッド駆動装置は、エンジン回転を変速機に向かわせる軸に結合して、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第1クラッチを有すると共に、モータ/ジェネレータおよび変速機出力軸間を切り離し可能に結合する第2クラッチをトルクコンバータの代わりに有した構成になるものである。
そして特許文献1には更に、上記エンジン始動時のエンジントルク変動や、第1クラッチを締結する時のトルク変動が駆動車輪に伝達されてショックとなるのを防止するため、モータ/ジェネレータおよび変速機間にあって締結状態の第2クラッチを一旦解放し、この状態で上記第1クラッチの締結進行によるエンジンの始動を行わせる技術も提案されている。
この提案技術は、エンジン停止状態からの発進に際してエンジンを如何にして始動させるかの技術であるが、この発進時のエンジン始動に当たっては、先ず第1クラッチを完全締結させ、モータ/ジェネレータトルクを最大値にすると共に第2クラッチをスリップさせることによりモータ/ジェネレータを所定回転数以上に維持し、かかる所定回転数以上に保たれたモータ/ジェネレータにより第1クラッチを介してエンジンを始動させながらの発進を可能にし、発進後の車速上昇で第2クラッチの前後差回転がなくなったとき第2クラッチを完全締結させるというものである。
これらに関する問題提起を上記した何れの従来技術もしていないし、これら従来技術では、これらの問題を解消することができない。
先ず、前提となるハイブリッド車両を説明するに、これは、
動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータ間に伝達トルク容量を連続的に変更可能な第1クラッチを介在させ、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に自動変速機を介在させ、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間で伝達トルク容量を連続的に変更可能な第2クラッチとして、前記自動変速機内に備えられた摩擦要素を用いた構成、または、前記自動変速機とは別に、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に第2クラッチを介在させた構成とし、
エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することによりモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能で、走行中の電気走行モードからハイブリッド走行モードへのモード切り換え時に、第1クラッチを締結進行させてこの第1クラッチおよび駆動車輪間における駆動系の回転によりエンジンをクランキングさせて始動させるようにしたものある。
上記駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満であるときの上記モード切り替え時は、第2クラッチの伝達トルク容量低下と、この容量低下により可能となるモータ/ジェネレータの回転速度上昇とで、前記第1クラッチの締結進行を介したエンジンクランキングの回転数をエンジン始動回転数以上にするよう構成すると共に、
駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満であるときの上記モード切り替え時に自動変速機がダウンシフト可能であって、このダウンシフトにより駆動系の回転数がエンジン始動回転数以上になる場合は、自動変速機のダウンシフトを、第2クラッチの伝達トルク容量低下およびモータ/ジェネレータの回転速度上昇よりも優先して実行させるよう構成したことを特徴とするものである。
電気走行モードからハイブリッド走行モードへのモード切り替え時に上記駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満である場合、
第2クラッチの伝達トルク容量低下と、この容量低下により可能となるモータ/ジェネレータの回転速度上昇とで、第1クラッチの締結進行を介したエンジンクランキングの回転数をエンジン始動回転数以上にするよう構成したため、
上記のモード切り替え時に上記駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満であっても、エンジンのクランキング回転数をエンジン始動可能回転数まで上昇させてエンジンを確実に始動させることができ、EVモードからHEVモードへの切り換えを要求とおりに実現し得る。
図1は、本発明のエンジン始動制御装置を適用可能なハイブリッド駆動装置を具えたフロントエンジン・リヤホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレーンを示し、1はエンジン、2は駆動車輪(後輪)である。
図1に示すハイブリッド車両の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1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1(クランクシャフト1a)からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ/ジェネレータ5を設ける。
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行(EV走行)させることができる。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5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。
図2に示すように、第2クラッチ7を自動変速機3およびディファレンシャルギヤ装置8間に介在させても、同様に機能させることができる。
この代わりに第2クラッチ7として、図3に示すごとく自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素を流用するようにしてもよい。
この場合、第2クラッチ7が前記したモード選択機能を果たすのに加えて、この機能を果たすよう締結される時に自動変速機を動力伝達状態にすることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。
なお以下では、パワートレーンが図3に示すようなものである(第2クラッチ7として自動変速機3内に既存の変速段選択クラッチを流用したもの)である場合につき説明を展開するものとする。
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
エンジン1の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度APO)を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電状態SOC(持ち出し可能電力)を検出する蓄電状態センサ16からの信号とを入力する。
目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、目標モータ/ジェネレータトルクtTm(目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい)はモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。
モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTm(または回転数Nm)が目標モータ/ジェネレータトルクtTm(または目標モータ/ジェネレータ回転数tNm)となるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。
統合コントローラ20は、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に対応したソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の締結制御ソレノイド(図示せず)に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ7を個々に締結力制御する。
次のステップS2においては、予定の変速マップをもとにアクセル開度APOおよび車速VSPから目標変速段SHIFTを決定し、これをステップS9で自動変速機3の変速制御部(図示せず)へ指令して自動変速機3を目標変速段SHIFTへと変速させる。
目標運転モードとして通常、高負荷(大アクセル開度)・高車速時はHEVモードをあてがい、低負荷・低車速時はEVモードをあてがうように上記の目標運転モード領域マップを定めるのが普通である。
現在の運転モードと目標運転モードとが一致していれば、現在の運転モードEVモードまたはHEVモードを保持するよう指令し、
現在の運転モードがEVモードで、目標運転モードがHEVモードであれば、EVモードからHEVモードへのモード切り換えを指令し、
現在の運転モードがHEVモードで、目標運転モードがEVモードであれば、HEVモードからEVモードへのモード切り換えを指令する。
そして、これらの指令をステップS9で出力することにより、指令通りにモード保持や、モード切り換えを行わせる。
この演算に当たっては例えば、到達目標駆動力tFo0を所定時定数のローパスフィルタに通過させて得られる出力を過渡目標駆動力tFoとすることができる。
先ず、図6のステップS11において、図5のステップS3で求めた目標運転モードがHEVモードか否(EVモード)かを判定し、その後、この判定結果がいずれであっても、ステップS12およびステップS13で現在の運転モードがHEVモードか否(EVモード)かをチェックする。
先ず、図5のステップS5で求めた過渡目標駆動力tFoを得るのに必要な自動変速機3の目標入力トルクtTiを次式の演算により求める。
tTi=tFo×Rt/if/iG ・・・(1)
ここで、Rtは駆動車輪2のタイヤ有効半径、ifはファイナルギヤ比、iGは現在の選択変速段により決まる自動変速機3のギヤ比である。
次いで、この目標入力トルクtTiと、自動変速機3の入力回転数Niと、エンジン回転数Neと、バッテリ蓄電状態SOC(持ち出し可能電力)に応じた目標放電電力tPとから、次式を用いて目標エンジントルクtTeを演算する。
tTe=(tTi× Ni−tP)/Ne ・・・(2)
つまり、かかるモード切り替えに際してはエンジンをクランキングにより始動させることから、図7に示すようにエンジン始動用の目標エンジントルクtTeに0を代入する。
なお、ステップS11で目標運転モードがEVモードと判定し、ステップS13で現在の運転モードがEVモードと判定する場合、つまり、EVモードを保つ場合も、EVモードでエンジントルクが不要であることからステップS17において、EVモード用の目標エンジントルクtTeに0を代入する。
先ず、図8のステップS21において、図6のステップS11におけると同様に、目標運転モードがHEVモードか否(EVモード)かを判定し、その後、この判定結果がいずれであっても、ステップS22およびステップS23で、図6のステップS12およびステップS13におけると同様に、現在の運転モードがHEVモードか否(EVモード)かをチェックする。
これらを図5のステップS9において、図4に示すごとく第1クラッチ6および第2クラッチ7に指令することで、これらクラッチ6,7をそれぞれ、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2が実現されるよう締結制御する。
図9のステップS31においては、モータ/ジェネレータ5の回転数Nmがエンジン始動可能なエンジン始動回転数Ns未満でエンジン始動が不能な状態か、若しくは、低速時エンジン始動フラグEhflagが低速時エンジン始動を示す1か否かを判定し、低速エンジン始動時か高速エンジン始動時かをチェックする。
ステップS31でNm< Ns(エンジン始動不能状態)、若しくは、低速時エンジン始動フラグEhflag=1(低速時エンジン始動制御中)の低速エンジン始動時と判定する場合は、ステップS32において、自動変速機3のダウンシフトによってもモータ/ジェネレータ5の回転数Nmがエンジン始動回転数Ns未満であるか否かにより、エンジン始動が不能な自動変速機の変速状態(最ロー変速比)および車速の組み合わせか否かをチェックする。
ステップS33で第2クラッチ7がスリップしていると判定する時は、ステップS34において、第1クラッチ6の前後差回転であるスリップ量がスリップ判定値以上か否かにより第1クラッチ6がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS35において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS36において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10の制御プログラムにより演算し、
ステップS37において、第2クラッチが未だスリップしていないのに呼応してエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1に0を代入する。
図10のステップS71においては、モータ/ジェネレータ5の最大モータトルクからエンジン始動分トルクを差し引いて、モータ/ジェネレータ5が最大トルクを出力した時これから第2クラッチ7へ向かう第2クラッチ7の第1通過トルクtTc2(1)を求め、
次のステップS72においては、モータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクからエンジン始動分トルクを差し引いて、モータ/ジェネレータ5が可能最大バッテリ電力によりトルクを出力した時これから第2クラッチ7へ向かう第2クラッチ7の第2通過トルクtTc2(2)を求める。
比較結果に応じステップS74またはステップS75において、第2クラッチ7の第1通過トルクtTc2(1)および第2通過トルクtTc2(2)のうちの小さい方を第2クラッチ7の出力可能トルクtTc2(0)に代入する。
そしてステップS76において、この第2クラッチ出力可能トルクtTc2(0)と、図5のステップS5で求めた過渡目標駆動力tFoに対応するトルクとを比較し、
tTc2(0)<過渡目標駆動力tFo対応トルクならステップS77において小さい方の第2クラッチ出力可能トルクtTc2(0)をエンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に代入し、
tTc2(0)≧過渡目標駆動力tFo対応トルクならステップS78において小さい方の過渡目標駆動力tFo対応トルクをエンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に代入する。
ステップS38において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS39において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10につき上述したようにして演算し、
ステップS40において、第2クラッチが未だスリップしていないのに呼応してエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1に0を代入する。
ステップS41で第1クラッチ6がスリップ状態と判定する場合、
ステップS42において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS43において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10の制御プログラムにより演算し、
ステップS44において、第1クラッチがスリップしているのに呼応してエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1にエンジン始動分トルクを代入し、エンジンをクランキングさせ始める。
ステップS45で低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS46において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10の制御プログラムにより演算し、
ステップS47において、エンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1にエンジン始動分トルクを代入し、エンジンのクランキングを継続させる。
これにより、または、これなしでも、ステップS32においてモータ回転数Nmがエンジン始動回転数Ns以上になったと判定する場合、ステップS48において、第2クラッチ7の前後差回転であるスリップ量がスリップ判定値以上か否かにより第2クラッチ7がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS48で第2クラッチ7がスリップしていると判定する時は、ステップS49において、第1クラッチ6の前後差回転であるスリップ量がスリップ判定値以上か否かにより第1クラッチ6がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS50において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS51において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10の制御プログラムにより演算し、
ステップS52において、第2クラッチがスリップしているのに呼応してエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1にエンジン始動分トルクを代入し、エンジンをクランキングさせ始める
ステップS53で低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS54において、エンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を図10の制御プログラムにより演算し、
ステップS55において、第1クラッチが非スリップ状態であるのに呼応しエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1に最大値を代入し、第1クラッチの完全締結によりエンジンのクランキングを継続させる。
ステップS56で第1クラッチ6がスリップ状態と判定する場合、
ステップS57において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS58において、第2クラッチの非スリップ状態に呼応しエンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に最大値を代入し、
ステップS59において、第1クラッチがスリップしているのに呼応してエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1にエンジン始動分トルクを代入し、エンジンをクランキングさせ始める。
ステップS60において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中でなくなったことを示すように0にリセットし、
ステップS61において、第2クラッチの非スリップ状態(ステップS48)に呼応しエンジン始動用目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に最大値を代入し、
ステップS62において、第1クラッチの非スリップ状態(ステップS56)に呼応しエンジン始動用目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1にも最大値を代入してエンジンのクランキングを継続させる。
これら通常時エンジン始動用目標クラッチ伝達トルク容量tTc1,tTc2は、図11に示す制御プログラムを実行して演算する。
第1クラッチ6がスリップしていなければ、ステップS83において、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1に最大値を代入する。
ステップS83、または、ステップS85、或いはステップS86で上記のように目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1を求めた後のステップS87においては、目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に最大値を代入する。
図8のステップS21で目標運転モードがEVモードと判定し、ステップS23で現在の運転モードがHEVモードと判定する場合、つまり、HEVモードからEVモードへ運転モードを切り換える場合は、ステップS26において、第1クラッチ6および第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc1,tTc2をEVモードへの移行時用の目標値に設定する。
また、ステップS21で目標運転モードがEVモードと判定し、ステップS23で現在の運転モードがEVモードと判定する場合、つまり、EVモードを保つ場合、第1クラッチ6および第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc1,tTc2をEVモード用の目標値に設定する。
図8〜11につき前述したごとくに求めた第1クラッチ6および第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc1,tTc2は、図5のステップS9において、図4に示すごとく第1クラッチ6および第2クラッチ7に指令することで、これらクラッチ6,7をそれぞれ、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2が実現されるよう締結制御する。
図12のステップS91においては、図6のステップS11におけると同様に、目標運転モードがHEVモードか否(EVモード)かを判定し、その後、この判定結果がいずれであっても、ステップS92およびステップS93で、図6のステップS12およびステップS13におけると同様に、現在の運転モードがHEVモードか否(EVモード)かをチェックする。
ステップS91で目標運転モードがHEVモードと判定し、ステップS92で現在の運転モードがEVモードと判定する場合、つまり、EVモードからHEVモードへモード切り換えする場合は、ステップS95において、当該モード切り替えに際して必要なエンジン始動用に目標モータ/ジェネレータトルクtTmを、図13〜17につき後述するごとくに演算し、
ステップS91で目標運転モードがEVモードと判定し、ステップS93で現在の運転モードがHEVモードと判定する場合、つまり、HEVモードからEVモードへ運転モードを切り換える場合、ステップS96において、目標モータ/ジェネレータトルクtTmをEVモードへの移行時用の目標値(発明と関係ないため詳細な説明を省略する)に設定し、
ステップS91で目標運転モードがEVモードと判定し、ステップS93で現在の運転モードがEVモードと判定する場合、つまり、EVモードを保つ場合、目標モータ/ジェネレータトルクtTmをEVモード用の目標値(発明と関係ないため詳細な説明を省略する)に設定する。
このように設定した目標モータ/ジェネレータトルクtTmを図5のステップS9において、図4に示すごとくモータ/ジェネレータコントローラ22に指令することで、これらモータ/ジェネレータ5を目標トルクtTmが実現されるよう駆動制御する。
図13のステップS101においては、モータ/ジェネレータ5の回転数Nmがエンジン始動可能なエンジン始動回転数Ns未満でエンジン始動が不能な状態か、若しくは、低速時エンジン始動フラグEhflagが低速時エンジン始動を示す1か否かを判定し、低速エンジン始動時か高速エンジン始動時かをチェックする。
ステップS101でNm< Ns(エンジン始動不能状態)、若しくは、低速時エンジン始動フラグEhflag=1(低速時エンジン始動制御中)の低速エンジン始動時と判定する場合は、ステップS102において、自動変速機3のダウンシフトによってもモータ/ジェネレータ5の回転数Nmがエンジン始動回転数Ns未満であるか否かにより、エンジン始動が不能な自動変速機の変速状態(最ロー変速比)および車速の組み合わせか否かをチェックする。
ステップS103で第2クラッチ7がスリップしていると判定する時は、ステップS104において、第1クラッチ6の前後差回転(スリップ量)がスリップ判定値以上か否かにより第1クラッチ6がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS105において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS106において、第2クラッチがスリップする前におけるエンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ前値tTmを図14の制御プログラムにより演算する。
図14のステップS141においては、モータ/ジェネレータ5を以下のようなトルク制御に切り替える。
ステップS142においては、モータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクからエンジン始動分トルクを差し引いて得られる値を第1モータトルクtTm(1)とする。
次のステップS143においては、モータ/ジェネレータ5の最大モータトルクからエンジン始動分トルクを差し引いて得られる値を第2モータトルクtTm(2)とする。
比較結果に応じステップS145またはステップS146において、第1モータトルクtTm(1)および第2モータトルクtTm(2)のうちの小さい方をモータ出力可能トルクtTm(0)に代入する。
そしてステップS147において、このモータ出力可能トルクtTm(0)と、図5のステップS5で求めた過渡目標駆動力tFoに対応するトルクとを比較し、
tTm(0)≧過渡目標駆動力tFo対応トルクならステップS148において、小さい方の過渡目標駆動力tFo対応トルクをエンジン始動用目標モータトルクスリップ前値tTmに代入し、
tTm(0)<過渡目標駆動力tFo対応トルクならステップS149において小さい方のモータ出力可能トルクtTm(0)をエンジン始動用目標モータトルクスリップ前値tTmに代入する。
ステップS108において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS109において、エンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ前値tTmを図14につき上述したようにして演算する。
ステップS111で第1クラッチ6がスリップ状態と判定する場合、
ステップS112において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS113において、第2クラッチがスリップした後におけるエンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ後値tTmを図15の制御プログラムにより演算する。
図15のステップS151においては、モータ/ジェネレータ5を以下のような回転数制御に切り替える。
先ずステップS152において、バッテリ蓄電状態SOCから判るバッテリ出力可能電力を目標モータ/ジェネレータ回転数(エンジン始動可能な回転数=エンジンアイドル回転数)で除算した値にモータ効率を掛けてモータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクを求める。
この比較結果に応じ、ステップS154またはステップS155において、バッテリ出力可能トルクおよび最大モータトルクのうちの小さい方をモータ/ジェネレータ5のモータ出力可能トルクに代入する。
次のステップS156においては、目標モータ/ジェネレータ回転数にエンジン始動可能回転数としてのアイドル回転数を代入し、
ステップS157においては、モータ/ジェネレータ5の回転数を目標モータ/ジェネレータ回転数に一致させるための回転数制御モータトルクをPI演算により求める。
この比較結果に応じ、ステップS159またはステップS160において、回転数制御モータトルクおよびモータ出力可能トルクのうちの小さい方をエンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ後値tTmに代入する。
ステップS115で低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS116において、第2クラッチがスリップした後におけるエンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ後値tTmを、図15につき上述した要領で演算する。
これにより、または、これなしでも、ステップS102においてモータ回転数Nmがエンジン始動回転数Ns以上になったと判定する場合、ステップS118において、第2クラッチ7のスリップ量がスリップ判定値以上か否かにより第2クラッチ7がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS118で第2クラッチ7がスリップしていると判定する時は、ステップS119において、第1クラッチ6のスリップ量がスリップ判定値以上か否かにより第1クラッチ6がスリップ(解放を含む)しているか否かをチェックする。
ステップS120において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS121において、エンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ後値tTmを図15につき前述したと同様にして演算する。
そして、ステップS119で第1クラッチ6が非スリップ状態になったと判定する場合も、
ステップS123で低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS124において、エンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクスリップ後値tTmを図15につき前述したと同様にして演算する。
ステップS126で第1クラッチ6がスリップ状態と判定する場合、
ステップS127において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中であることを示すように1にセットし、
ステップS128において、第2クラッチの非スリップ状態および第1クラッチのスリップ状態に呼応し、エンジン始動中駆動力制御用目標モータ/ジェネレータトルクtTmを図16の制御プログラムにより演算する。
先ずステップS162において、車速の今回検出値および前回検出値間における車速変化分に車両重量を乗算して得られる現在の駆動力を過渡目標駆動力tFoから差し引いて走行抵抗を推定する。
次のステップS163においては、前記したモータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクと、過渡目標駆動力tFo対応トルクおよび前記した目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1の和値とを比較する。
ステップS163でバッテリ出力可能トルクが過渡目標駆動力tFo対応トルクおよび目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1の和値よりも大きいと判定するときは、ステップS165において、目標モータ/ジェネレータ回転数を、
目標モータ/ジェネレータ回転数={(目標駆動力tFo−走行抵抗推定値)/(車両重量×9.80665)}×9.80665÷(2π×タイヤ動半径)ディファレンシャルギヤ比×変速機ギヤ比
の演算により求める。
ステップS130において、低速時エンジン始動フラグEhflagを低速時エンジン始動制御中でなくなったことを示すように0にリセットし、
ステップS131において、第2クラッチの非スリップ状態(ステップS118)および第1クラッチの非スリップ状態(ステップS126)に呼応し、モータ/ジェネレータ5をトルク制御に切り替える。
ステップS171においては、第1クラッチ6のスリップ量が存在するか否かにより第1クラッチ6がスリップしているか否かをチェックする。
第1クラッチ6が非スリップ状態であれば、ステップS172において、バッテリ蓄電状態SOCから判るバッテリ出力可能電力を目標モータ/ジェネレータ回転数で除算した値にモータ効率を掛けてモータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクを求め、
次いでステップS173において、モータ/ジェネレータ5を以下の回転数制御に切り替える。
次のステップS175においては、前記したモータ/ジェネレータ5のバッテリ出力可能トルクと、過渡目標駆動力tFo対応トルクおよび前記した目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1の和値とを比較する。
ステップS175でバッテリ出力可能トルクが過渡目標駆動力tFo対応トルクおよび目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1の和値よりも大きいと判定するときは、ステップS177において、目標モータ/ジェネレータ回転数を、
目標モータ/ジェネレータ回転数={(目標駆動力tFo−走行抵抗推定値)/(車両重量×9.80665)}×9.80665÷(2π×タイヤ動半径)ディファレンシャルギヤ比×変速機ギヤ比
の演算により求める。
ステップS181でtTc1<第1クラッチ最大伝達トルク容量と判定する場合、ステップS182において、目標駆動力tFo対応トルクから目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1を差し引いた差値を通常時エンジン始動用目標モータ/ジェネレータトルクtTmに代入する。
ステップS181でtTc1≧第1クラッチ最大伝達トルク容量と判定する場合、ステップS183でモータ/ジェネレータ5をトルク制御に切り替え、ステップS184において、通常のHEVモード時用の目標モータ/ジェネレータトルクtTmを求める。
そこで上記した実施例においては、アクセルペダルの踏み込みに伴う前記目標駆動力tFo(図18には示さなかった)の増大に呼応した瞬時t3でのEVモードからHEVモードへのモード切り替え要求(エンジン始動要求)を受けて瞬時t4より、
本来なら目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2を、図18に二点鎖線で示すように与えるところながら、図10に示すようにして図18に波線で示すごとく、モータ/ジェネレータ5が最大トルクを出力した時これから第2クラッチ7へ向かう第2クラッチ7の第1通過トルクtTc2(1)と、モータ/ジェネレータ5が可能最大バッテリ電力によりトルクを出力した時これから第2クラッチ7へ向かう第2クラッチ7の第2通過トルクtTc2(2)と、過渡目標駆動力tFo対応トルクとの3者のうち最も小さいトルク値に対応したものへと低下させる。
以上により、上記のEV→HEVモード切り替え時に第1クラッチ6および駆動車輪2間の駆動系がエンジン始動回転数未満であってもエンジン1を確実に始動させることができ、EVモードからHEVモードへの切り換えを要求とおりに実現し得る。
2 駆動車輪(後輪)
3 自動変速機
4 伝動軸
5 モータ/ジェネレータ
6 第1クラッチ
7 第2クラッチ
8 ディファレンシャルギヤ装置
9 バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ
Claims (4)
- 動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータ間に伝達トルク容量を連続的に変更可能な第1クラッチを介在させ、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に自動変速機を介在させ、
モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間で伝達トルク容量を連続的に変更可能な第2クラッチとして、前記自動変速機内に備えられた摩擦要素を用いた構成、または、前記自動変速機とは別に、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に第2クラッチを介在させた構成とし、
エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することによりモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能で、走行中の電気走行モードからハイブリッド走行モードへのモード切り換え時に、第1クラッチを締結進行させてこの第1クラッチおよび駆動車輪間における駆動系の回転によりエンジンをクランキングさせて始動させるようにしたハイブリッド車両において、
前記駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満であるときの前記モード切り替え時は、第2クラッチの伝達トルク容量低下と、この容量低下により可能となるモータ/ジェネレータの回転速度上昇とで、前記第1クラッチの締結進行を介したエンジンクランキングの回転数をエンジン始動回転数以上にするよう構成すると共に、
前記駆動系の回転数がエンジン始動回転数未満であるときの前記モード切り替え時に前記自動変速機がダウンシフト可能であって、このダウンシフトにより前記駆動系の回転数がエンジン始動回転数以上になる場合は、該自動変速機のダウンシフトを、前記第2クラッチの伝達トルク容量低下およびモータ/ジェネレータの回転速度上昇よりも優先して実行させるよう構成したことを特徴とする、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。 - 請求項1に記載のエンジン始動制御装置において、
前記第2クラッチの伝達トルク容量低下は、第2クラッチの伝達トルク容量を車両の要求駆動力に丁度対応した値まで低下させるものであることを特徴とする、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。 - 請求項1または2に記載のエンジン始動制御装置において、
前記モータ/ジェネレータの回転速度上昇は、モータ/ジェネレータの回転数をエンジンのアイドル回転数以上の値に上昇させるものであることを特徴とする、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジン始動制御装置において、
前記第1クラッチの締結進行は、第1クラッチの伝達トルク容量を先ず、エンジン回転上昇用のトルクと、エンジンフリクション分のトルクとの和値とし、その後エンジンのクランキングで第1クラッチの前後差回転が0になったとき第1クラッチの伝達トルク容量を最大値にするものであることを特徴とする、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
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