(57)【要約】【課題】  安定した入力トルク制御及びクラッチのトルク容量制御を達成可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】  駆動源を回転数制御し、発進クラッチをスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、駆動源をトルク制御し、発進クラッチを完全締結して走行する締結走行モードとの間でモード遷移するときは、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクから、前記駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを減じた値をスリップ状態での発進クラッチ伝達トルク容量として設定することとした。【選択図】        図６
2012053576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と駆動輪との間に設けられた発進クラッチと、
前記駆動源を回転数制御し、前記発進クラッチをスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、
前記駆動源をトルク制御し、前記発進クラッチを完全締結して走行する締結走行モードと、
前記スリップ制御時の発進クラッチ伝達トルク容量を制御するクラッチ制御手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、前記スリップ走行モードと前記締結走行モードとの間でモード遷移するときは、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクから、前記駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを減じた値をスリップ状態での発進クラッチ伝達トルク容量として設定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、
前記クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態もしくは締結状態からスリップ状態に移行する間、発進クラッチ伝達トルク容量が前記駆動源の入力トルクよりも小さくなるように補正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１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態もしくは締結状態からスリップ状態に移行する間、発進クラッチ伝達トルク容量を、前記駆動源側のフリクションもしくは粘性を考慮した値で補正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】
駆動源と駆動輪との間に設けられた発進クラッチと、
前記駆動源を回転数制御し、前記発進クラッチをスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、
前記スリップ制御時の発進クラッチ伝達トルク容量を制御するクラッチ制御手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
を備え、
前記駆動源が一定回転数として制御され、かつ、前記アクセル開度が検出されないときは、前記発進クラッチがスリップ状態と締結状態とにおいて同じ駆動トルクとなるように発進クラッチ伝達トルク容量を算出し、この発進クラッチ伝達トルク容量のうち、前記駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを前記駆動源のトルクから減ず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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及び／又はモータを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両の制御装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、モータと駆動輪との間のクラッチをスリップさせて走行するスリップ走行モードにおいて、モータトルクを運転者の要求に基づいて決定する一方、クラッチの伝達トルクをクラッチの入力側回転数（すなわちモータ回転数）が略一定となる伝達トルク容量に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に記載の技術では、クラッチの完全締結時における回転数にのみ着目し、各回転要素のイナーシャを考慮していないため、締結ショックを十分に回避できないという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、安定した入力トルク制御及びクラッチのトルク容量制御を達成可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、駆動源を回転数制御し、発進クラッチをスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、駆動源をトルク制御し、発進クラッチを完全締結して走行する締結走行モードとの間でモード遷移するときは、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクから、前記駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを減じた値をスリップ状態での発進クラッチ伝達トルク容量として設定することとした。
【発明の効果】
【０００６】
すなわち、発進クラッチがスリップ状態と締結状態とでは、駆動トルク伝達系のイナーシャ成分が変化するため、発進クラッチ伝達トルク容量を一定としても、駆動輪側に出力されるトルクは変動する場合がある。そこで、締結の前後でイナーシャが変化しても駆動輪側に出力されるトルクが変動しない発進クラッチ伝達トルク容量に設定することで、駆動力段差を回避して安定した走行状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。
【図３】図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。
【図４】図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。
【図５】図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップを示す図である。
【図６】実施例１のモード遷移時における目標第２クラッチ伝達トルク容量演算処理を行う制御ブロック図である。
【図７】実施例１のハイブリッド車両において、車両停止状態からの発進状態を表すタイムチャートである。
【図８】図８は実施例１のハイブリッド車両において、クリープ走行状態からの発進状態を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０００８】
Ｅ  エンジン
CL1  第１クラッチ
MG  モータジェネレータ
CL2  第２クラッチ
AT  自動変速機
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  第１クラッチコントローラ
６  第１クラッチ油圧ユニット
７  ＡＴコントローラ
８  第２クラッチ油圧ユニット
９  ブレーキコントローラ
１０  統合コントローラ
２４  ブレーキ油圧センサ
100  目標駆動力演算部
200  モード選択部
300  目標充放電演算部
400  動作点指令部
900  ブレーキユニット
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１クラッチCL1（エンジンクラッチ）と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2（発進クラッチ）と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。【００１１】
エンジンＥは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。【００１２】
第１クラッチCL1は、エンジンクラッチとして、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。【００１３】
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。【００１４】
第２クラッチCL2は、発進クラッチとして、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。【００１５】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。尚、別途専用のクラッチを自動変速機ATの上流や下流に追加してもよい。【００１６】
そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。【００１７】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1及び第２クラッチCL2の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。この走行モードでは、モータジェネレータMGをトルク制御して走行する。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。この走行モードでも、エンジンＥ及びモータジェネレータＭＧ共にトルク制御して走行する。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードであり、エンジンＥを所定回転数で駆動しながらモータジェネレータMGを回転数制御し、第２クラッチCL2を所望のスリップ率となるように制御する。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。【００１８】
また、路面勾配が所定値以上における上り坂等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールドが行われるような場合、WSC走行モードでは、第２クラッチCL2のスリップ量が過多の状態が継続されるおそれがある。エンジンＥの回転数をアイドル回転数より小さくすることができないからである。そこで、実施例１では、エンジンＥを作動させたまま、第１クラッチCL1を解放し、モータジェネレータMG1を回転数制御により作動させつつ第２クラッチCL2をスリップ制御させ、モータジェネレータMGを動力源として走行するモータスリップ走行モード（以下、「MWSC走行モード」と略称する）を更に備える。【００１９】
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。【００２０】
「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
ハイブリッド車両の制動系の構成を説明する。４つの車輪RL,RR,FL,FRのそれぞれに、ブレーキディスク901、油圧式のブレーキアクチュエータ902が設けられ、更に、４輪に対応して、ブレーキユニット900は、各ブレーキアクチュエータ902に油圧を供給することにより、制動力を発生させる。【００２１】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。尚、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いの情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。【００２２】
エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、スロットルバルブアクチュエータE1へ出力する。【００２３】
ここで、エンジンコントローラ１は、スロットルバルブアクチュエータE1に限らず、例えば、吸気側もしくは排気側のバルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミングアクチュエータや、バルブのリフト量を変更可能なバルブリフト量可変アクチュエータや、燃料噴射に使用するインジェクターや、プラグ点火タイミング変更アクチュエータ等に対して指令を出力してもよい。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。【００２４】
モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm：モータジェネレータ回転数,Tm：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ３へ出力する。尚、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。【００２５】
第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。【００２６】
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。尚、アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。【００２７】
ブレーキコントローラ９は、４輪のブレーキアクチュエータ902を制御する指令を４輪のブレーキユニット900に出力して、４輪の制動力を各々制御する。具体的には、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（摩擦ブレーキによる制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。【００２８】
統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ａと、前後加速度を検出するGセンサ１０ｂからの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。【００２９】
また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。【００３０】
以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。【００３１】
目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動トルクtFoO（駆動トルク目標値に相当）を演算する。【００３２】
モード選択部200は、車速とアクセルペダル開度APOに基づいて図５に示すモードマップにより走行モードを選択する。図５は通常モードマップを表す。通常モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」もしくは「WSC走行モード」を目標モードとする。また、モード選択部200内には、路面の勾配を推定し、推定された路面勾配が所定値以上における上り坂等のときは、WSC走行モードに代えて、MWSC走行モードを選択する。【００３３】
図５の通常モードマップにおいて、HEV→WSC切換線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動トルクを要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。尚、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように構成されている。【００３４】
アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータジェネレータMGのトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引き上げてより大きなトルクを出力させれば、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図５に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。【００３５】
目標充放電演算部300では、図４に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。SOC≧50％のときは、図５の通常モードマップにおいてEV走行モード領域が出現する。モードマップ内に一度EV走行モード領域が出現すると、SOCが35％を下回るまでは、この領域は出現し続ける。SOC＜35％のときは、図５の通常モードマップにおいてEV走行モード領域が消滅する。モードマップ内からEV走行モード領域が消滅すると、SOCが50％に到達するまでは、この領域は消滅し続ける。【００３６】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動トルクtFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動するエンジン始動制御部が設けられている。【００３７】
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。【００３８】
〔WSC走行モードについて〕
次に、WSC走行モードの詳細について説明する。WSC走行モードとは、エンジンＥが作動した状態を維持している点に特徴があり、要求駆動トルク変化に対する応答性が高い。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2を要求駆動トルクに応じた伝達トルク容量TCL2としてスリップ制御し、エンジンＥ及び／又はモータジェネレータMGの駆動トルクを用いて走行する。【００３９】
実施例１のハイブリッド車両では、トルクコンバータのように回転数差を吸収する要素が存在しないため、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を完全締結すると、エンジンＥの回転数に応じて車速が決まってしまう。エンジンＥには自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在し、このアイドル回転数は、エンジンの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると、更に下限値が高くなる。また、要求駆動トルクが高い状態では素早くHEV走行モードに遷移できない場合がある。ここで、「完全締結」とは、クラッチにスリップ（回転差）が生じていない状態のことを指し、具体的には、クラッチの伝達トルク容量を、その時に伝達すべきトルクよりも十分に大きく設定することによって実現される。【００４０】
一方、EV走行モードでは、第１クラッチCL1を解放するため、上記エンジン回転数による下限値に伴う制限はない。しかしながら、バッテリSOCに基づく制限によってEV走行モードによる走行が困難な場合や、モータジェネレータMGのみで要求駆動トルクを達成できない領域では、エンジンＥによって安定したトルクを発生する以外に手段がない。【００４１】
そこで、上記下限値に相当する車速よりも低車速領域であって、かつ、EV走行モードによる走行が困難な場合やモータジェネレータMGのみでは要求駆動トルクを達成できない領域では、エンジン回転数を所定回転数に維持し、第２クラッチCL2を回転数制御によってスリップ制御させ、エンジントルクを用いて走行するWSC走行モードを選択する。【００４２】
〔WSC走行モードからHEV走行モードへの遷移〕
次に、WSC走行モードからHEV走行モードへの遷移時における課題について説明する。WSC走行モードでは、第２クラッチCL2の締結容量を目標駆動トルクに応じた値に設定し、モータジェネレータMGを出力回転数に所定スリップ量を加算した目標モータジェネレータ回転数に設定して回転数制御している。そして、WSC走行モードからHEV走行モードに遷移すると、第２クラッチCL2は完全締結され、モータジェネレータMGはエンジンＥと共にトルク制御に切り替えられて、目標駆動トルクを達成する。【００４３】
このとき、第２クラッチCL2の締結状態に応じてパワートレーンの運動方程式は下記のように表される。
（ａ）第２クラッチ締結状態
（JENG＋JMG＋JO）×dωO/dt＝Tin_HEV−TR/L・・・（式１）
（ｂ）第２クラッチスリップ状態
JO×dωO/dt＝TCL2−TR/L・・・・（式２）
（JENG＋JMG）×dωin/dt＝Tin_WSC−TCL2・・・（式３）
ここで、JENGはエンジンイナーシャ、JMGはモータジェネレータイナーシャ、JOは出力軸イナーシャ、dωO/dtは第２クラッチ出力軸角加速度、dωin/dtは第２クラッチ入力軸角加速度、Tin_HEVはHEV走行モード時における入力トルク、TR/Lは走行抵抗、TCL2は第２クラッチ伝達トルク、Tin_WSCはWSC走行モード時における入力トルクを表す。【００４４】
このとき、走行モードが遷移するときに、上記イナーシャの関係を考慮しないと、第２クラッチCL2のスリップ量がゼロになったとたんにイナーシャが変わることで、出力軸トルクが変動してしまい、運転者に違和感を与えるおそれがある。
そこで、実施例１では、第２クラッチCL2のスリップ量が所定量からゼロになった場合でも出力軸角加速度dωO/dtが同じとなるように第２クラッチCL2の伝達トルク容量を設定するものである。【００４５】
関係式（ａ）におけるdωO/dtと、関係式（ｂ）におけるdωO/dtとが同じ値となる場合、（式２）より
dωO/dt＝１/JO×（TCL2−TR/L）
と表されるから、これを（式１）に代入すると、下記のように表される。
TCL2＝（JO／（JENG＋JMG＋JO））×Tin_HEV＋（JENG＋JMG）／（JENG＋JMG＋JO）×TR/L・・・（式４）
ここで、（JO／（JENG＋JMG＋JO））＝α、（JENG＋JMG）／（JENG＋JMG＋JO）＝βと置くと、
TCL2＝α×Tin_HEV＋β×TR/L・・・（式５）
と表される。これが、第２クラッチCL2の締結前後で駆動力変化が生じない伝達トルク容量である。【００４６】
しかしながら、出力軸イナーシャJOは、エンジンイナーシャJENGやモータジェネレータイナーシャJMGに比べて極めて大きな値であることから、α＞＞βとなる。よって、βは、全体としてはさほど大きな影響を与えないように考えられるが、自動変速機ATが１速等の低変速段を選択している発進時等にあっては、無視できない影響がある。【００４７】
そこで、下記関係式により第２クラッチCL2の基礎目標伝達トルク容量TCL2baseを下記関係式より求める。
TCL2base＝α×Tin_HEV・・・（式５）
言い換えると、入力側のイナーシャ成分であるβ×TR/Lを減ずる補正をする。これにより、第２クラッチCL2の伝達トルク容量は、上記関係式により算出される値よりも若干低めの値となり、また、走行環境等に影響を受けない値で構成されるため、スリップ量がゼロになるときのイナーシャの変化を緩やかに吸収することができる。【００４８】
〔アクセルオフ時の入力トルク補正処理〕
アクセルペダルがオフ状態で、かつ、第２クラッチCL2の入力側回転数がアイドル回転数程度に回転数制御されている状態は、言い換えると、入力軸角加速度はゼロとなるように制御される。これは、車両停止状態やクリープ走行状態が該当する。このとき、エンジンＥにおいてトルク制御され、モータジェネレータMGによりアイドル回転数程度に回転数制御がなされることで、モータジェネレータMGにおいては発電が行われる。このような場合、入力側の回転成分イナーシャであるβはやはりほとんど考慮する必要が無い。よって、クリープトルクに基づく第２クラッチCL2の伝達トルク容量が決定された後、（式４）及び（式５）から求められるβ×TR/Lに相当する補正トルクを入力側における目標駆動トルクから減ずる補正をする。これにより、モータジェネレータMGにおける発電トルクの精度を向上する。尚、走行抵抗は乗員数や勾配等によって若干異なるが、ある程度の範囲で決定可能な値であり、初期値として適切な値を設定すればよい。【００４９】
図６は実施例１のモード遷移時における目標第２クラッチ伝達トルク容量演算処理を行う制御ブロック図である。アクセル開度に基づいて目標駆動トルクTin_HEVが算出されると、この値に基づいてエンジンＥ及びモータジェネレータMGのそれぞれの目標駆動トルクが算出される。一方、基礎目標伝達トルク容量演算部401では、上記（式４）に基づいて、基礎目標伝達トルク容量TCL2baseが演算される。【００５０】
補正テーブル402では、目標駆動トルクTin_HEVに基づいて、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を補正する第１補正量Thosei1を算出する。この補正量は、第２クラッチCL2のばらつきや油圧アクチュエータのばらつき等を考慮し、入力トルクであるTin_HEVが第２クラッチ伝達トルク容量TCL2よりも大きい状態を維持するように補正するものである。WSC走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第２クラッチCL2はスリップ状態から完全締結状態に移行することになるため、最終的にはTin_HEV＜TCL2となる。しかし、スリップ状態でこの関係を達成すると、締結時にショックが発生するおそれがあるため、スリップ量がゼロになるまでは、第２クラッチ伝達トルク容量がばらついたとしても、確実に上記不等式の関係を維持させる。【００５１】
補正マップ403では、入力軸回転数、自動変速機油温であるATF温度、ライン圧等に基づいて伝達トルク容量を補正する第２補正量Thosei2を算出する。これは、これらパラメータによって第２クラッチCL2の入力軸フリクションや粘性が異なることから、これらの値を考慮して補正する。
目標第２クラッチ伝達トルク容量演算部404では、基礎目標伝達トルク容量TCL2baseと、第１補正量Thosei1と、第２補正量Thosei2とを加算して、最終的な目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を演算して出力する。【００５２】
次に、作用について説明する。図７は実施例１のハイブリッド車両において、車両停止状態からの発進状態を表すタイムチャートである。初期条件は、WSC走行モードでの車両停止状態である。
車両停止時は、目標駆動トルク（クリープトルク相当値）に基づいて目標第２クラッチ伝達トルク容量が設定される。このとき、アクセルペダルが踏まれておらず、加速意図も無いことから、入力側において角加速度変化は生じない。すなわち、アクセルオフ状態で、かつ、エンジンＥ及びモータジェネレータMGの目標回転数がアイドル回転数以下であるため、クリープトルク相当値として設定された目標駆動トルクからβ×TR/Lに相当する補正トルクを減ずる。よって、モータジェネレータMGにおける発電トルクの精度を向上する。【００５３】
次に、時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれると、上記の補正トルクを減ずる補正は解除され、目標駆動トルクは上昇し、それに伴って目標第２クラッチ伝達トルク容量も上昇する。これにより、駆動輪にトルクが伝達されて第２クラッチCL2の出力回転数も上昇していく。
時刻ｔ２において、車速の増大及びアクセル開度の増大に伴ってWSC走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令が出力されると、目標第２クラッチ伝達トルク容量は、第２クラッチCL2がスリップ状態から完全締結に移行する前後においてイナーシャが変化したとしても、第２クラッチCL2の出力回転角加速度が変化しないように第２クラッチCL2の伝達トルク容量が補正される。これにより、目標駆動トルクよりも目標第２クラッチ伝達トルク容量が小さい関係を維持しながら、第２クラッチCL2のスリップ量が徐々に減少する。【００５４】
そして、時刻ｔ３において、第２クラッチCL2のスリップ量がゼロになった段階でも、目標第２クラッチ伝達トルク容量のほうが目標駆動トルクよりも小さくなるように設定される。よって、スリップ量がゼロになったときにパワートレーンのイナーシャが変化したとしても、締結ショックは発生せず、駆動力段差は生じない。
時刻ｔ４において、既に第２クラッチCL2は完全締結状態であることから、目標第２クラッチ伝達トルク容量が目標駆動トルクよりも大きくなるように設定される。このとき、既に第２クラッチCL2にスリップは生じておらず、パワートレーンのイナーシャは時刻ｔ４の前後において変化しないため、締結ショック等は発生しない。【００５５】
図８は実施例１のハイブリッド車両において、クリープ走行状態からの発進状態を表すタイムチャートである。初期条件は、WSC走行モードでのクリープ走行状態である。
クリープ走行時は、車両停止時と同様、目標駆動トルクとしてクリープトルク相当値が設定され、この値に基づいて目標第２クラッチ伝達トルク容量が設定される。尚、ブレーキペダルは踏まれていないことから、極低車速で一定速走行している。このとき、アクセルペダルが踏まれておらず、加速意図も無いことから、入力側において角加速度変化は生じない。すなわち、アクセルオフ状態で、かつ、エンジンＥ及びモータジェネレータMGの目標回転数がアイドル回転数以下であるため、クリープトルク相当値として設定された目標駆動トルクからβ×TR/Lに相当する補正トルクを減ずる。よって、モータジェネレータMGにおける発電トルクの精度を向上する。【００５６】
次に、時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれると、上記の補正トルクを減ずる補正は解除され、目標駆動トルクは上昇し、それに伴って目標第２クラッチ伝達トルク容量も上昇する。これにより、駆動輪に更にトルクが伝達されて第２クラッチCL2の出力回転数も一定速走行状態から加速して上昇していく。
時刻ｔ２において、車速の増大及びアクセル開度の増大に伴ってWSC走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令が出力されると、目標第２クラッチ伝達トルク容量は、第２クラッチCL2がスリップ状態から完全締結に移行する前後においてイナーシャが変化したとしても、第２クラッチCL2の出力回転角加速度が変化しないように第２クラッチCL2の伝達トルク容量が補正される。これにより、目標駆動トルクよりも目標第２クラッチ伝達トルク容量が小さい関係を維持しながら、第２クラッチCL2のスリップ量が徐々に減少する。【００５７】
そして、時刻ｔ３において、第２クラッチCL2のスリップ量がゼロになった段階でも、目標第２クラッチ伝達トルク容量のほうが目標駆動トルクよりも小さくなるように設定される。よって、スリップ量がゼロになったときにパワートレーンのイナーシャが変化したとしても、締結ショックは発生せず、駆動力段差は生じない。
時刻ｔ４において、既に第２クラッチCL2は完全締結状態であることから、目標第２クラッチ伝達トルク容量が目標駆動トルクよりも大きくなるように設定される。このとき、既に第２クラッチCL2にスリップは生じておらず、パワートレーンのイナーシャは時刻ｔ４の前後において変化しないため、締結ショック等は発生しない。【００５８】
以上、実施例１は、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）モータジェネレータMG（駆動源）と駆動輪との間に設けられた第２クラッチCL2（発進クラッチ）と、モータジェネレータMGを回転数制御し、第２クラッチCL2をスリップ制御して走行するWSC走行モード（スリップ走行モード）と、モータジェネレータMGをトルク制御し、第２クラッチCL2を完全締結して走行するHEV走行モード（締結走行モード）と、スリップ制御時の第２クラッチ伝達トルク容量（発進クラッチ伝達トルク容量）を制御するクラッチ制御手段と、を備え、クラッチ制御手段は、WSC走行モードとHEV走行モードとの間でモード遷移するときは、第２クラッチCL2がスリップ状態と締結状態とにおいて同じ駆動トルクとなるように第２クラッチ伝達トルク容量を設定する。言い換えると、（式４）で表されるように、第２クラッチCL2がスリップ状態と完全締結状態とでイナーシャが異なることを考慮して、第２クラッチCL2の出力回転数角加速度が変化しないように第２クラッチ伝達トルク容量を設定した。【００５９】
すなわち、第２クラッチCL2がスリップ状態と締結状態とでは、駆動トルク伝達系のイナーシャ成分が変化するため、第２クラッチ伝達トルク容量を一定としても、駆動輪側に出力されるトルクは変動する場合がある。そこで、締結の前後でイナーシャが変化しても駆動輪側に出力されるトルクが変動しない第２クラッチ伝達トルク容量に設定することで、駆動力段差を回避して安定した走行状態を実現できる。【００６０】
更に具体的には、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクから、駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを減じた値をスリップ状態での第２クラッチ伝達トルク容量として設定する。
すなわち、出力軸イナーシャJOは、エンジンイナーシャJENGやモータジェネレータイナーシャJMGに比べて極めて大きな値であることから、α＞＞βとなる。よって、βは、全体としてはさほど大きな影響を与えないように考えられるが、自動変速機ATが１速等の低変速段を選択している発進時等にあっては、無視できない影響がある。そこで、入力側のイナーシャ成分であるβ×TR/Lを減ずる補正をすることで、第２クラッチCL2の伝達トルク容量は、上記関係式により算出される値よりも若干低めの値となり、また、走行環境等に影響を受けない値で構成されるため、スリップ量がゼロになるときのイナーシャの変化を緩やかに吸収することができる。【００６１】
（２）クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態（もしくは締結状態からスリップ状態）に移行する間、第２クラッチ伝達トルク容量が前記駆動源の入力トルクよりも小さくなるように第１補正トルクを減ずる（補正する）。
すなわち、第２クラッチCL2のばらつきや油圧アクチュエータのばらつき等を考慮し、入力トルクであるTin_HEVが第２クラッチ伝達トルク容量TCL2よりも大きい状態を維持するように補正することで、完全締結状態に移行するときのショックを低減することができる。【００６２】
（３）クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態（もしくは締結状態からスリップ状態）に移行する間、第２クラッチ伝達トルク容量を、駆動源側のフリクションもしくは粘性を考慮した第２補正トルク（値）で補正する。
よって、第２クラッチCL2の入力側の状態を精度よく反映させることができ、安定した第２クラッチ締結制御を実現できる。【００６３】
（４）モータジェネレータMG（駆動源）と駆動輪との間に設けられた第２クラッチCL2（発進クラッチ）と、モータジェネレータMGを回転数制御し、第２クラッチCL2をスリップ制御して走行するWSC走行モード（スリップ走行モード）と、スリップ制御時の第２クラッチ伝達トルク容量を制御するクラッチ制御手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６（アクセル開度検出手段）と、を備え、モータジェネレータMGがアイドル回転数（一定回転数）として制御され、かつ、アクセル開度が検出されないときは、第２クラッチCL2がスリップ状態と締結状態とにおいて同じ駆動トルクとなるように第２クラッチ伝達トルク容量を算出し、この第２クラッチ伝達トルク容量のうち、駆動源側のイナーシャ成分に関わるトルクを駆動源のトルクから減ずる。【００６４】
すなわち、車両停止状態やクリープ走行状態は、エンジンＥにおいてトルク制御され、モータジェネレータMGによりアイドル回転数程度に回転数制御がなされることで、モータジェネレータMGにおいては発電が行われる。このような場合、入力側の回転成分イナーシャであるβはやはりほとんど考慮する必要が無い。よって、クリープトルクに基づく第２クラッチCL2の伝達トルク容量が決定された後、（式４）及び（式５）から求められるβ×TR/Lに相当する補正トルクを入力側における目標駆動トルクから減ずる補正をする。これにより、モータジェネレータMGにおける発電トルクの精度を向上することができる。【００６５】
以上、実施例１に基づいて説明したが、上記構成に限られず本発明の範囲を逸脱しない範囲で他の構成を取り得る。実施例１では、スリップ状態から締結状態に移行するときについて説明したが、締結状態からスリップ状態に移行するときも、同様の制御を適用可能である。
また、WSC走行モードからHEV走行モードへの遷移時に適用したが、他の走行モード間の遷移であっても、クラッチがスリップ状態と締結状態とで変化する場合には、同様に適用できる。
また、実施例１では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。
また、第２クラッチCL2を自動変速機内のクラッチを流用する構成を示したが、モータジェネレータと自動変速機との間に発進クラッチを別途設けてもよいし、自動変速機と駆動輪との間に別途設けてもよい。
【図１】
2012053576.tif 000003
【図２】
2012053576.tif 000004
【図３】
2012053576.tif 000005
【図４】
2012053576.tif 000006
【図５】
2012053576.tif 000007
【図６】
2012053576.tif 000008
【図７】
2012053576.tif 000009
【図８】
2012053576.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月26日(2012.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と駆動輪との間に設けられた発進クラッチと、
前記駆動源を前記発進クラッチの出力側回転数よりも高い回転数に回転数制御すると共に、発進クラッチ伝達トルク容量を、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクに応じた値に設定しつつスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、
前記駆動源をアクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクに応じてトルク制御し、前記発進クラッチを完全締結して走行する締結走行モードと、
前記スリップ制御時の発進クラッチの伝達トルク容量を制御するクラッチ制御手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、前記スリップ走行モードと前記締結走行モードとの間でモード遷移するときは、前記発進クラッチがスリップ状態と締結状態とにおいて同じ出力軸角加速度となる伝達トルク容量を算出し、この伝達トルク容量から前記駆動源側のイナーシャ成分を減じた値をスリップ状態での発進クラッチ伝達トルク容量として設定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、
前記クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態もしくは締結状態からスリップ状態に移行する間、発進クラッチ伝達トルク容量が前記駆動源の入力トルクよりも小さくなるように補正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１または２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記クラッチ制御手段は、スリップ状態から締結状態もしくは締結状態からスリップ状態に移行する間、発進クラッチ伝達トルク容量を、前記駆動源側のフリクションもしくは粘性を考慮した値で補正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】
駆動源と駆動輪との間に設けられた発進クラッチと、
前記駆動源を前記発進クラッチの出力側回転数よりも高い回転数に回転数制御すると共に、発進クラッチ伝達トルク容量を、アクセル開度に基づいて設定される目標駆動トルクに応じた値に設定しつつスリップ制御して走行するスリップ走行モードと、
前記スリップ制御時の発進クラッチ伝達トルク容量を制御するクラッチ制御手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、前記駆動源が一定回転数として制御され、かつ、前記アクセル開度が検出されていないときは、前記発進クラッチがスリップ状態と締結状態とにおいて同じ出力軸角加速度となる伝達トルク容量を算出すると共に、この伝達トルク容量のうち前記駆動源側のイナーシャ成分を前記駆動源のトルクから減ずることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【国際調査報告】
2012053576.tif 000011
2012053576.tif 000012