Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
ハイブリッド車両の制御装置 - 日産自動車株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 車両 -> 日産自動車株式会社

発明の名称 ハイブリッド車両の制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−23311(P2000−23311A)
公開日 平成12年1月21日(2000.1.21)
出願番号 特願平10−189394
出願日 平成10年7月3日(1998.7.3)
代理人 【識別番号】100084412
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 冬紀
【テーマコード(参考)】
3D041
3G093
3J057
5H111
【Fターム(参考)】
3D041 AA32 AA59 AB01 AC10 AC19 AD01 AD02 AD04 AD10 AD31 AD41 AD51 AE01 AE02 AE03 AE07 AE09 AE17 AE18 AF01 
3G093 AA06 AA07 BA15 BA17 CB05 CB06 DA01 DA06 DB05 DB09 DB11 DB15 DB19 EA01 EA05 EA13 EA15 EB01 EB08 EC01 FA07 FB01 FB02
3J057 AA01 BB08 GA66 GA80 GB02 GB04 GB36 GB40 GE20 HH01 HH10 JJ01
5H111 BB02 BB06 CC01 CC11 CC16 DD02 DD04 DD05 DD08 DD12 FF02 FF05 GG17 HA01 HB01 HB09 HB10
発明者 出口 欣高 / 糸山 浩之 / 北島 康彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】エンジンに機械的に連結されたモーターAと、前記エンジンにクラッチを介して機械的に連結されたモーターBとを備え、前記モーターBから変速機を介して駆動輪に動力を伝達するハイブリッド車両の制御装置において、車速を検出する手段と、車両の要求駆動力を検出する手段と、前記要求駆動力検出値と前記車速検出値とに基づいて前記クラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、前記要求駆動力検出値と前記モーターAの最大入力および前記モーターBの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行う制御手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項2】請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターBの最大出力以下の場合には、前記クラッチの締結完了判定がなされるまでは、前記モーターBの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記モーターBを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項3】請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターAの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数に一致するように前記モーターAを制御するとともに、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数と前記モーターBの回転数とが略一致したら前記クラッチを締結指令することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項4】請求項3に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モーターAが前記エンジンの出力を吸収するように前記モーターAを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項5】請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターAの出力と前記モーターBの出力とを互いに相殺しながら徐々に0にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項6】請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターAの最大入力よりも低い所定値を超え且つ前記モーターBの最大出力以下の場合には、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数に一致するように前記モーターAを制御するとともに、前記エンジンの出力が前記所定値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数と前記モーターBの回転数とが略一致したら前記クラッチを締結指令することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項7】請求項6に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モーターAが前記エンジンの出力を吸収するように前記モーターAを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項8】請求項7に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御するとともに、前記エンジンと前記モーターAと前記モーターBの出力の和が前記要求駆動力検出値に一致するように、前記モーターAと前記モーターBの出力を徐々に0にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項9】請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターBの最大出力を超える場合には、前記クラッチの締結を開始するまでは、前記モーターBの出力が最大となるように前記モーターBを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項10】請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジンの最大出力以下の場合には、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数を超えたら前記クラッチの締結を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項11】請求項10に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数に収束するように前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モーターBの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチの伝達力を減じた値に一致するように前記モーターBを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項12】請求項11に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターBの出力を前記エンジンと前記モーターBとの出力和が前記要求駆動力検出値と一致するように調整することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項13】請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジンの最大出力を超える場合には、前記エンジンの出力が最大となるように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数を超えたら前記クラッチの締結を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項14】請求項13に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エンジンの回転数が前記モーターBの回転数に収束するように前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モーターBの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチの伝達力を減じた値に一致するように前記モーターBを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項15】請求項14に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターBの出力が前記要求駆動力検出値から前記エンジンの最大出力を減じた値に一致するように前記モーターBを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関および/または電動機を車両の推進源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】エンジンの機械出力および/またはモーターの機械出力を車両の推進源とするハイブリッド車両が知られている。
【0003】この種のハイブリッド車両において、エンジンの機械出力とモーターの機械出力とをクラッチで切り換える場合に、エンジンとモーターの回転数と出力によっては切り換え時にショックが発生し、乗り心地が悪くなるという問題がある。例えば、車両の加速時にモーターの駆動力からエンジンの駆動力に切り換える場合に、モーターの回転数とエンジンの回転数とに差があると、切り換え時にショックが発生する。
【0004】本発明の目的は、エンジンとモーターの機械出力をクラッチで切り換える時のショックをなくすことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1) 請求項1の発明は、エンジンに機械的に連結されたモーターAと、エンジンにクラッチを介して機械的に連結されたモーターBとを備え、モーターBから変速機を介して駆動輪に動力を伝達するハイブリッド車両の制御装置に適用される。そして、車速を検出する手段と、車両の要求駆動力を検出する手段と、要求駆動力検出値と車速検出値とに基づいてクラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、要求駆動力検出値とモーターAの最大入力およびモーターBの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行う制御手段とを備える。
(2) 請求項2のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターBの最大出力以下の場合には、クラッチの締結完了判定がなされるまでは、モーターBの出力が要求駆動力検出値に一致するようにモーターBを制御するようにしたものである。
(3) 請求項3のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターAの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、エンジン回転転数がモーターBの回転数に一致するようにモーターAを制御するとともに、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数とモーターBの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたものである。
(4) 請求項4のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターAがエンジンの出力を吸収するようにモーターAを制御するようにしたものである。
(5) 請求項5のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターAの出力とモーターBの出力とを互いに相殺しながら徐々に0にするようにしたものである。
(6) 請求項6のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターAの最大入力よりも低い所定値を超え且つモーターBの最大出力以下の場合には、エンジンの回転数がモーターBの回転数に一致するようにモーターAを制御するとともに、エンジンの出力が所定値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数とモーターBの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたものである。
(7) 請求項7のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターAがエンジンの出力を吸収するようにモーターAを制御するようにしたものである。
(8) 請求項8のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御するとともに、エンジンとモーターAとモーターBの出力の和が要求駆動力検出値に一致するように、モーターAとモーターBの出力を徐々に0にするようにしたものである。
(9) 請求項9のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターBの最大出力を超える場合には、クラッチの締結を開始するまでは、モーターBの出力が最大となるようにモーターBを制御するようにしたものである。
(10) 請求項10のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がエンジンの最大出力以下の場合には、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターBの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたものである。
(11) 請求項11のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターBの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターBの出力が要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたものである。
(12) 請求項12のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターBの出力をエンジンとモーターBとの出力和が要求駆動力検出値と一致するように調整するようにしたものである。
(13) 請求項13のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力がエンジンの最大出力を超える場合には、エンジンの出力が最大となるようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターBの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたものである。
(14) 請求項14のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターBの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターBの出力が要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたものである。
(15) 請求項15のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターBの出力が要求駆動力検出値からエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたものである。
【0006】
【発明の効果】(1) 請求項1の発明によれば、要求駆動力と車速とに基づいてクラッチを締結するか否かを判定し、要求駆動力とモーターAの最大入力およびモーターBの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行うようにしたので、乗員の加速要求に応じた駆動力を発生させることができ、スムーズな加速を実現できる。また、緩加速時にはクラッチを”即”締結してクラッチの耐久性を向上させ、且つ駆動損失を低減でき、急加速時にはクラッチを”半”締結状態にして加速要求に応じた駆動力の実現を優先することができ、加速要求の緩急の程度に応じた最適なクラッチ締結方法を選択することができる。
(2) 請求項2の発明によれば、要求駆動力がモーターBの最大出力以下の場合には、クラッチ締結完了判定がなされるまでは、モーターBの出力が要求駆動力に一致するようにモーターBを制御するようにしたので、クラッチ締結完了までの間も乗員の加速要求に応じた駆動力を実現することができる。
(3) 請求項3の発明によれば、要求駆動力がモーターAの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、エンジン回転数がモーターBの回転数に一致するようにモーターAを制御するとともに、エンジン出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御し、エンジン回転数とモーターBの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたので、クラッチ締結時のショックがなくなり乗り心地が向上するとともに、クラッチの摩耗がなくなりクラッチの耐久性を向上させることができる。
(4) 請求項4の発明によれば、クラッチ締結指令後はモーターAがエンジン出力を吸収するようにモーターAを制御するようにしたので、クラッチ締結指令後から締結完了までの間にモーターBの出力にエンジン出力が加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗り心地がよくなる。
(5) 請求項5の発明によれば、クラッチ締結完了判定がなされると、モーターAの出力とモーターBの出力とを互いに相殺しながら徐々に0にするようにしたので、クラッチ締結完了後はエンジン出力のみが要求駆動力を発生させることになり、クラッチ締結完了後に駆動力が急変するようなことがなく、乗り心地がよくなる。
(6) 請求項6の発明によれば、要求駆動力がモーターAの最大入力よりも低い所定値を超え且つモーターBの最大出力以下の場合には、エンジンの回転数がモーターBの回転数に一致するようにモーターAを制御するとともに、エンジンの出力が所定値に一致するようにエンジンを制御し、エンジン回転数とモーターBの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたので、クラッチ締結前にモーターAによりエンジン回転数を制御する余力を確保することができる上に、クラッチ締結時のショックがなくなり乗り心地が向上するとともに、クラッチの摩耗がなくなりクラッチの耐久性を向上させることができる。
(7) 請求項7の発明によれば、クラッチの締結指令後はモーターAがエンジンの出力を吸収するようにモーターAを制御するようにしたので、クラッチ締結後から締結完了までの間にモーターBの出力にエンジン出力が加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗り心地がよくなる。
(8) 請求項8の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされると、エンジンの出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御するとともに、エンジンとモーターAとモーターBの出力の和が要求駆動力に一致するように、モーターAとモーターBの出力を徐々に0にするようにしたので、クラッチ締結完了後に駆動力が急変することがなく、乗り心地がよくなる。
(9) 請求項9の発明によれば、要求駆動力がモーターBの最大出力を超える場合には、クラッチの締結を開始するまでは、モーターBの出力が最大となるようにモーターBを制御するようにしたので、急加速時にクラッチを締結してエンジン出力による走行に切り換えるまでの間も、充分とは言えないまでも乗員の要求加速をある程度満たすことができる。
(10) 請求項10の発明によれば、要求駆動力がモーターBの最大出力を超え且つエンジンの最大出力以下の場合には、エンジンの出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターBの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたので、急加速時に要求駆動力の実現を優先することができ、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満たすことができる。
(11) 請求項11の発明によれば、クラッチの締結開始後、エンジン回転数がモーターBの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターBの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたので、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
(12) 請求項12の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされるとモーターBの出力をエンジンとモーターBとの出力和が要求駆動力と一致するように調整するようにしたので、急加速時におけるクラッチ締結完了後の駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
(13) 請求項13の発明によれば、要求駆動力がエンジンの最大出力を超える場合には、エンジンの出力が最大となるようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターBの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたので、要求駆動力の実現を優先することができ、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満たすことができる。
(14) 請求項14の発明によれば、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターBの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターBの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたので、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
(15) 請求項15の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターBの出力が要求駆動力からエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモーターBを制御するようにしたので、急加速時におけるクラッチ締結完了後も要求駆動力を発生することができ、乗員の急加速要求を満たすことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は一実施の形態の構成を示す図である。図において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モーター1、エンジン2、クラッチ3、モーター4、無段変速機5、減速装置6、差動装置7および駆動輪8から構成される。モーター1の出力軸、エンジン2の出力軸およびクラッチ3の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ3の出力軸、モーター4の出力軸および無段変速機5の入力軸は互いに連結されている。
【0008】クラッチ3締結時はエンジン2とモーター4が車両の推進源となり、クラッチ3解放時はモーター4のみが車両の推進源となる。エンジン2および/またはモーター4の駆動力は、無段変速機5、減速装置6および差動装置7を介して駆動輪8へ伝達される。無段変速機5には油圧装置9から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置9のオイルポンプ(不図示)はモーター10により駆動される。
【0009】モータ1,4,10は三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、モーター1は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター4は主として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター10は油圧装置9のオイルポンプ駆動用である。なお、モーター1,4,10には交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。また、クラッチ3締結時に、モーター1を車両の推進と制動に用いることもでき、モーター4をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【0010】クラッチ3はパウダークラッチであり、伝達トルクがほぼ励磁電流に比例するので伝達トルクを調節することができる。無段変速機5はベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。
【0011】モーター1,4,10はそれぞれ、インバーター11,12,13により駆動される。なお、モーター1,4,10に直流電動機を用いる場合には、インバーターの代わりにDC/DCコンバーターを用いる。インバーター11〜13は共通のDCリンク14を介してメインバッテリー15に接続されており、メインバッテリー15の直流充電電力を交流電力に変換してモーター1,4,10へ供給するとともに、モーター1,4の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー15を充電する。なお、インバーター11〜13は互いにDCリンク14を介して接続されているので、回生運転中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー15を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給することができる。メインバッテリー15には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。
【0012】コントローラー16は、マイクロコンピューターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、エンジン2の回転速度や出力トルク、クラッチ3の伝達トルク、モーター1,4,10の回転速度や出力トルク、無段変速機5の変速比などを制御する。
【0013】コントローラー16には、図2に示すように、キースイッチ20、セレクトレバースイッチ21、アクセルセンサー22、ブレーキスイッチ23、車速センサー24、バッテリー温度センサー25、バッテリーSOC検出装置26、エンジン回転センサー27、スロットル開度センサー28が接続される。キースイッチ20は、車両のキーがON位置またはSTART位置に設定されると閉路する(以下、スイッチの閉路をオンまたはON、開路をオフまたはOFFと呼ぶ)。セレクトレバースイッチ21は、パーキングP、ニュートラルN、リバースRおよびドライブDを切り換えるセレクトレバー(不図示)の設定位置に応じて、P、N、R、Dのいずれかのスイッチがオンする。
【0014】アクセルセンサー22はアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)θを検出し、ブレーキスイッチ23はブレーキペダルの踏み込み状態(この時、スイッチ オン)を検出する。車速センサー24は車両の走行速度Vを検出し、バッテリー温度センサー25はメインバッテリー15の温度Tbを検出する。また、バッテリーSOC検出装置26はメインバッテリー15の充電状態(以下、SOC(State Of Charge)と呼ぶ)を検出する。さらに、エンジン回転センサー27はエンジン2の回転速度Neを検出し、スロットル開度センサー28はエンジン2のスロットルバルブ開度θthを検出する。
【0015】コントローラー16にはまた、エンジン2の燃料噴射装置30、点火装置31、バルブタイミング調節装置32などが接続される。コントローラー16は、燃料噴射装置30を制御してエンジン2への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火装置31を制御してエンジン2の点火を行う。また、コントローラー16はバルブタイミング調節装置32を制御してエンジン2の吸気バルブの閉時期を調節する。なお、コントローラー16には低圧の補助バッテリー33から電源が供給される。
【0016】図3〜図7は、一実施の形態のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。車両コントローラー16は、所定の時間間隔でこのクラッチ締結制御プログラムを実行する。ステップ1において、アクセルセンサー22によりアクセル開度apsを検出し、車速センサー24により車速Vspを検出する。ステップ2で、アクセル開度apsと車速Vspに基づいて予め設定したクラッチ締結判定マップを参照し、クラッチ3を締結するか否かを判定する。
【0017】図8は、アクセル開度apsと車速Vspに基づくクラッチ締結判定マップ例を示す。この実施の形態では、アクセル開度apsを乗員の要求駆動力、すなわち、エンジン2およびモーター4の出力軸における車両の目標駆動トルクtTdとし、判定マップ上の車速Vspおよび目標駆動トルクtTdに対応する点が非締結領域から締結領域へ移動したら、クラッチ3の締結を決定する。
【0018】クラッチ締結の判定がなされたらステップ3以降のクラッチ締結処理を行い、クラッチ3を締結しない場合は処理を終了する。ステップ3〜5において、目標駆動トルクtTd(アクセル開度aps)を所定値T1、モーター4の最大トルクmaxTaおよび最大エンジントルクmaxTeと比較し、それぞれのケースに応じてクラッチ締結制御を行う。なお、モーター4の最大トルクmaxTaは、モーター4の仕様、メインバッテリー15の出力可能電力、モーター4とインバーター12の温度などから演算により求める。
【0019】ここで、クラッチ3を締結するまではモーター4の駆動力により走行しているおり、エンジン2を始動して単純にクラッチ3を締結すると、エンジン2のトルクがモーター4のトルクに加算され、車両の駆動トルクが急に変化してショックが発生する。また、クラッチ締結時にクラッチ3の入出力軸回転数が一致していない場合も、同様に車両の駆動トルクが急に変化してショックが発生する。このようなクラッチ締結時のショックを抑制するために、クラッチ締結に際しては、エンジントルクをモーター1により吸収しながら、クラッチ入力軸の回転数(エンジン回転数)をクラッチ出力軸の回転数(モーター4の回転数)と一致させ、クラッチ3を締結する。
【0020】クラッチ締結時にモーター1によりエンジントルクを吸収する場合、モーター1の最大吸収トルクmaxTbまでエンジントルクを吸収すると、モーター1のトルク余裕がなくなってエンジン2の回転数制御(クラッチ入力軸の回転数制御)を行うためのトルクを出せなくなってしまう。そこで、この実施の形態では、クラッチ締結時にモーター1の最大吸収トルクmaxTbまでエンジントルクを吸収せず、エンジン2の回転数制御に必要なトルクを残した所定値T1までエンジントルクを吸収することにする。つまり、モーター1の最大吸収トルクmaxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbから、モーター1によりエンジン2の回転数制御を行うために必要なトルクを減じた値を所定値T1とする。なお、モーター1の最大吸収トルクmaxTbは、モーター1の仕様、メインバッテリー15の出力可能状態、モーター1とインバーター11の温度などから演算により求める。
【0021】ステップ3で、目標駆動トルクtTdが所定値T1以下の場合は図4に示すクラッチ締結制御を実行する。ステップ4で、目標駆動トルクtTdが所定値T1を超え、且つモーター4の最大トルクmaxTa以下の場合は、図5に示すクラッチ締結制御を実行する。ステップ5で、目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超え、且つエンジン2の最大トルクmaxTe以下の場合は、図6に示すクラッチ締結制御を実行する。目標駆動トルクtTdがエンジン2の最大トルクmaxTeを超える場合は、図7に示すクラッチ締結制御を実行する。
【0022】図4は、目標駆動トルクtTdが所定値T1以下の場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。また、図9は、目標駆動トルクtTdが所定値T1以下の場合の、クラッチ締結時におけるエンジン2、モーター1,4およびクラッチ3の挙動、すなわち、目標駆動トルクtTd、エンジン2のトルクTe、エンジン2のトルク推定値estTe、モーター4の目標トルクtTa、モーター1の目標トルクtTb、モーター4の回転数Na[rpm]、エンジン2の回転数Ne[rpm]、クラッチ3の励磁電流指令値tIclおよびクラッチ3の伝達トルク容量Tclの変化を示すタイムチャートである。ここで、クラッチ3の伝達トルク容量Tclは、クラッチ3で伝達可能なトルクであり、実際の伝達トルクとは異なる。
【0023】図4および図9により、tTd≦T1の場合のクラッチ締結動作を説明する。クラッチ3の締結が完了するまでは、モーター4の目標トルクtTaに目標駆動トルクtTdを設定し、モーター4をトルク制御する。図9の時刻t1でクラッチ3の締結が決定されると、図4のステップ11で、エンジン2の回転数Neがモーター4の回転数Naと等しくなるように、モーター1の回転数制御を行う。続くステップ12でエンジン2が発火運転中か否かを確認し、発火運転中でなければステップ13へ進み、発火運転中の場合はステップ15へ進む。
【0024】ステップ13において、燃料噴射装置30と点火装置31によりエンジン2へ燃料を噴射して発火運転を起動する。続くステップ14でエンジン2が完爆したかどうかを確認し、完爆したらステップ15へ進む。なお、エンジン2の発火運転起動後も、モーター1の上記回転数制御を継続する。ステップ15では、エンジン2の目標トルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定し、エンジン2のトルク制御を行う。この時、モーター1による回転数制御が継続されているので、エンジン2の発生トルクTeはモーター1により吸収される。なお、エンジンのトルク制御は、例えば、エンジン回転数とスロットル開度に対するエンジントルクのマップから、現在のエンジン回転数と目標エンジントルクに対応する目標スロットル開度を表引き演算し、その目標スロットル開度となるようにスロットルバルブを駆動制御する。
【0025】ステップ16で、エンジン回転数Neが目標回転数(モーター4の回転数Na)に到達したか、すなわちクラッチ3の入出力軸回転数が一致したかどうかを確認する。クラッチ3の入出力軸回転数が一致したら、ステップ17でクラッチ3の励磁電流指令値tIclを最大値まで立ち上げ(図9の時刻t2)、クラッチ3を締結する。クラッチ3の励磁回路には遅れがあり、クラッチ3の実際の伝達トルク容量Tclは図9に示すように徐々に増加する。
【0026】クラッチ締結開始(図9の時刻t2)後のステップ18において、モーター1の目標トルクtTb×Gbがエンジントルク推定値の符号を反転させた値(−estTe)となるように、モーター1のトルク制御を行う。なお、エンジントルクの推定方法には、■エンジン回転数とスロットル開度に対するエンジントルクのマップから推定する方法、■エンジンの筒内圧(燃焼圧)を検出してリアルタイムにエンジントルクを推定する方法、■エンジンの吸入空気量とエンジン回転数とに基づいてエンジントルクを推定する方法などがある。
【0027】ステップ19で、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達したら(図9の時刻t3)、クラッチ3の締結が完了したと判断してステップ20へ進む。ステップ20では、モーター1の目標トルクtTb×Gbとモーター4の目標トルクtTaとが互いに相殺されるように、両者を徐々に減らして0にする。すなわち、【数1】estTe+tTa+tTb×Gb=tTdの関係を満たすように、モーター1と4の目標トルクを徐々に0にする。この時のトルク低減率は、クラッチ3の共振周波数とダンピング係数を考慮して設定する。以後、エンジントルクTeが目標駆動トルクtTdとなるように、エンジン2のトルク制御を続ける。
【0028】図5は、目標駆動トルクtTdが所定値T1を超えモーター4の最大トルクmaxTa以下の場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。なお、図4に示すフローチャートと同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。図10は、目標駆動トルクtTdが所定値T1を超えモーター4の最大トルクmaxTa以下の場合の、クラッチ締結時におけるエンジン2、モーター1,4およびクラッチ3の挙動を示すタイムチャートである。なお、図中の符号は図9と同様である。
【0029】図5および図10により、T1<tTd≦maxTaの場合のクラッチ締結動作説明する。ステップ15Aにおいて、目標エンジントルクtTeに所定値T1を設定してエンジン2のトルク制御を行う。この時、モーター1では回転数制御が継続されているので、エンジン2の発生トルクTe(=T1)はモーター1により吸収される。上述したように、所定値T1は、モーター1の最大吸収トルクmaxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbから、モーター1によりエンジン2の回転数制御を行うために必要なトルクを減じた値であり、モーター1でエンジントルクTe(=T1)を吸収しても、モーター1にはまだエンジン2の回転数制御を行うだけのトルク余裕がある。
【0030】クラッチ締結完了後のステップ20Aにおいて、目標エンジントルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定してエンジン2のトルク制御を行う。そして、ステップ20Bで、エンジントルクTe(実際には推定値estTe)の増加に応じてモーター1の目標トルクtTb×Gbとモーター4の目標トルクtTaを徐々に0にする。つまり、上記数式1の関係を満たすように、モーター1と4のトルクを低減する。
【0031】図6は、目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超えエンジン2の最大トルクmaxTe以下の場合の、クラッチ締結制御を示すフローチャートである。また、図11は、目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超えた場合の、クラッチ締結時におけるエンジン2、モーター1,4およびクラッチ3の挙動を示すタイムチャートである。なお、図中の符号は図9と同様である。
【0032】図6および図11により、maxTa<tTd≦maxTeの場合のクラッチ締結動作を説明する。目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超えているので、図11の時刻t1でクラッチ締結が決定されてから、時刻t2’でクラッチ3の伝達トルク容量Tclが立ち上がるまでは、モーター4を最大トルクmaxTaでトルク制御する。
【0033】目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超えている場合は、クラッチ締結決定後にモーター1の回転数制御を行わず、直ちにエンジン2を始動する。すなわち、ステップ21でエンジン2が発火運転中か否かを確認し、発火運転が行われていない場合はステップ22へ進み、モーター1の最大吸収トルクmaxTb×Gbでエンジン2を駆動して始動する。ステップ23で、エンジン2が完爆したらステップ24へ進み、モーター1の目標トルクtTb×Gbを0にする(図11の時刻t2)。
【0034】ステップ25で、目標エンジントルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定してエンジン2のトルク制御を行う。ステップ26において、エンジン回転数Neとモーター4の回転数Naとを比較し、エンジン回転数Neがモーター回転数Naを超えたらステップ27へ進み、クラッチ3の励磁電流指令値tIclを立ち上げてクラッチ3の締結を開始する(図11の時刻t2’)。この時、モーター1によるエンジン2の回転数制御を行っていないので、エンジン回転数Neが吹け上がる。そこで、ステップ28で、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモーター回転数Naに収束させるように、クラッチ励磁電流指令値tIclを制御する。
【0035】目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTa以下の場合には、上述したように、励磁電流指令値tIclを瞬時に最大値まで立ち上げてクラッチ3を”即”締結した。しかし、目標駆動トルクtTdがモーター4の最大トルクmaxTaを超える場合には、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達するまでは、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモーター回転数Naに収束させるように励磁電流指令値tIclを調節し、”半”締結状態とする。
【0036】ステップ28ではまた、モーター4の目標トルクtTaを次のように制御する。
【数2】Ne>Naの時、tTa=tTd−Tcl,Ne<Naの時、tTa=tTd+Tcl,Ne=Naの時、tTa=tTd−estTeこれにより、図11に示すように、クラッチ伝達トルク容量Tclの立ち上がりに応じてモーター4の目標トルクtTaが減少する。
【0037】ステップ29において、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達したら(図11の時刻t3)、クラッチ締結が完了したと判断してステップ30へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にするとともに、モーター4の目標トルクtTaを(tTd−estTe)とする。
【0038】図7は、目標駆動トルクtTdがエンジン2の最大トルクmaxTeを超える場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。なお、図6に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。また、この場合のクラッチ締結時のエンジン2、モーター1,4およびクラッチ3の挙動は図11に示すものと同様であり、図示を省略する。エンジン完爆後のステップ25Aにおいて、目標エンジントルクtTeにエンジントルクの最大値maxTeを設定してエンジン2のトルク制御を行う。また、クラッチ締結開始後のステップ29Aで、クラッチ伝達トルク容量Tclがエンジン最大トルクmaxTeに達したらステップ30へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にする。また、目標駆動トルクtTdがエンジン2の最大トルクmaxTeを超えているので、上記数式2によりモーター4の目標トルクtTaを求め、モーター4をトルク制御してエンジン2のトルク不足分を補う。
【0039】以上の一実施の形態の構成において、エンジン2がエンジンを、モーター1がモーターAを、モーター4がモーターBを、クラッチ3がクラッチを、無段変速機5が変速機を、車速センサー24が車速検出手段を、アクセルセンサー22が要求駆動力検出手段を、コントローラー16が判定手段、制御手段、クラッチ伝達力検出手段およびクラッチ締結完了判定手段をそれぞれ構成する。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013