(57)【要約】【課題】変速比が頻繁に切り替わることを抑制できるようにしたハイブリッド車の制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ７２は、内燃機関１０の始動要求が生じる場合、現在の車速が、ダウンシフト車速とアップシフト車速との間のヒステリシス領域にあることと変速装置２０の変速比が低速側であることとの論理積が真であるか否かを判定する。そしてＣＰＵ７２は、論理積が真であると判定する場合、内燃機関１０を始動させるのに先立って、変速装置２０を操作して変速比を高速側に切り替える。【選択図】図１
2020116964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に動力を付与する内燃機関および電動機と、前記内燃機関のクランク軸と前記駆動輪との間の変速比を可変とする変速装置と、前記内燃機関から前記変速装置への動力の伝達を遮断するクラッチと、を備えるハイブリッド車両に適用され、
変速比を高速側に切り替えるための車速であるアップシフト車速の方が前記変速比を低速側に切り替えるための車速であるダウンシフト車速よりも高く、
前記内燃機関の始動要求があるときに前記車速が前記ダウンシフト車速と前記アップシフト車速との間にあることと前記変速比が低速側であることとの論理積が真であるか否かを判定する判定処理と、
前記論理積が真である場合、前記内燃機関の始動に先立って前記変速比を高速側に切り替える高速処理と、を実行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、駆動輪に動力を付与する内燃機関および電動機と、前記内燃機関のクランク軸と前記駆動輪との間の変速比を可変とする変速装置と、前記内燃機関から前記変速装置への動力の伝達を遮断するクラッチと、を備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、モータジェネレータの出力軸が変速装置を介して駆動輪に機械的に連結されて且つ、内燃機関の動力を、モータジェネレータおよび変速装置側へと伝達する経路に設けられたクラッチを備えたパラレルハイブリッド車が記載されている。また同文献には、走行中に内燃機関を始動させる際、変速装置の入力軸側の回転速度が設定回転速度よりも高い場合、変速装置の変速比を高速側に切り替えるいわゆるアップシフトを実行した後、クラッチを締結状態とすることにより、内燃機関のクランキングを行う制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−７９８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、変速比は、通常、車速等に応じて適合されている。そのため、上記制御装置のように、適合された変速比とは別に内燃機関の始動のためにアップシフトを行う場合、その後、ダウンシフトの要求が生じやすく、変速比が頻繁に切り替わるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、ハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪に動力を付与する内燃機関および電動機と、前記内燃機関のクランク軸と前記駆動輪との間の変速比を可変とする変速装置と、前記内燃機関から前記変速装置への動力の伝達を遮断するクラッチと、を備えるハイブリッド車両に適用され、変速比を高速側に切り替えるための車速であるアップシフト車速の方が前記変速比を低速側に切り替えるための車速であるダウンシフト車速よりも高く、前記内燃機関の始動要求があるときに前記車速が前記ダウンシフト車速と前記アップシフト車速との間にあることと前記変速比が低速側であることとの論理積が真であるか否かを判定する判定処理と、前記論理積が真である場合、前記内燃機関の始動に先立って前記変速比を高速側に切り替える高速処理と、を実行する。
【０００６】
上記論理積が真の場合、変速比を高速側に切り替える要求が近々生じる蓋然性が高い。そこで上記構成では、内燃機関の始動要求があるときに論理積が真である場合、内燃機関の始動に先立って変速比を高速側に切り替える。これにより、高速側に切り替えない場合と比較すると、内燃機関の始動に伴ってクランク軸の回転速度が高速となることを抑制できる。しかも、変速比がダウンシフト車速とアップシフト車速との間にあるときには、変速比が高速側および低速側のいずれにとっても適切な状況であることから、変速比が頻繁に切り替わることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動系および制御装置を示す図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態および比較例の始動処理を例示するタイムチャート。
【図４】本実施形態の別の比較例の始動処理を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、ハイブリッド車の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、モータジェネレータ１０の出力軸１０ａには、変速装置２０を介して駆動輪３０が機械的に連結可能とされている。詳しくは、変速装置２０は、トルクコンバータ２２および有段変速機２４を備えている。モータジェネレータ１０の端子には、直流電圧源である高電圧バッテリ４２の端子電圧がインバータ４０によって交流電圧に変換されて印加される。モータジェネレータ１０の出力軸１０ａや変速装置２０側には、クラッチ５０を介して内燃機関６０のクランク軸６０ａの動力が伝達可能とされている。
【０００９】
制御装置７０は、上記車両の駆動系を制御対象とし、その制御量であるモータジェネレータ１０のトルクや、内燃機関６０のトルク、変速装置２０による変速比を制御すべく、操作信号ＭＳ１〜ＭＳ４を出力する。操作信号ＭＳ１〜ＭＳ４は、それぞれ、内燃機関６０、クラッチ５０、インバータ４０および変速装置２０を操作するための信号である。制御装置７０は、制御量の制御のために、車速センサ８０によって検出される車速ＳＰＤや、アクセルセンサ８２によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を参照する。また制御装置７０は、クランク角センサ８４の出力信号Ｓｃｒや、回転速度センサ８６によって検出されるモータジェネレータ１０の回転速度Ｎｍを参照する。制御装置７０は、アクセル操作量ＡＣＣＰに応じて車両の推力として要求される力である要求駆動力を算出し、同要求駆動力が小さい場合等には、クラッチ５０を解放状態とし、モータジェネレータ１０のみの動力で車両を走行させる。これに対し、制御装置７０は、要求駆動力が大きくなると、クラッチ５０を締結状態とし、モータジェネレータ１０の動力と内燃機関６０の動力との協働で車両を走行させる。また、制御装置７０は、車速ＳＰＤとアクセル操作量ＡＣＣＰとに基づき、変速比を調整すべく変速装置２０を操作する。
【００１０】
制御装置７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４および周辺回路７６を備え、それらがローカルネットワーク７８を介して通信可能とされているものである。なお、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。
【００１１】
図２に、制御装置７０が実行する処理の手順を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ７２が、内燃機関６０の始動要求が生じることをトリガとして実行することにより実現される。
【００１２】
図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、現在の車速ＳＰＤが、変速比を高速側に切り替えるためのアップシフト車速ＳＨと、変速比を低速側に切り替えるためのダウンシフト車速ＳＬとの間の領域（ヒステリシス領域）内にあるか否かを判定する（Ｓ１０）。図２には、ヒステリシス領域の１つをドットの付与された領域として例示している。図２に示すように、アップシフト車速ＳＨは、ダウンシフト車速ＳＬよりも高速となっている。また、アップシフト車速ＳＨやダウンシフト車速ＳＬは、アクセル操作量ＡＣＣＰが大きい場合に小さい場合よりも高速となっている。これにより、アクセル操作量ＡＣＣＰが大きい場合には小さい場合よりも変速比が高速側に切り替わりにくくなり、また、変速比が低速側に切り替わりやすくなっている。
【００１３】
ＣＰＵ７２は、原則、低速側の変速比にある場合において、車速ＳＰＤがアップシフト車速ＳＨ以上となると、高速側の変速比に切り替える。また、ＣＰＵ７２は、原則、高速側の変速比にある場合において、車速ＳＰＤがダウンシフト車速ＳＬ以下となると、低速側の変速比に切り替える。アップシフト車速ＳＨおよびダウンシフト車速ＳＬは、燃料消費率を小さくする要求要素や、駆動力を確保する要求要素、振動を抑制する要求要素等、様々な要求要素を満たすように設定されている。
【００１４】
ＣＰＵ７２は、ヒステリシス領域内にあると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、現在の変速比が、車速ＳＰＤがダウンシフト車速ＳＬ以下であるときの変速比である低速側の変速比と同一であるか否かを判定する（Ｓ１２）。これは、車速ＳＰＤがヒステリシス領域内にある場合、変速比は、車速ＳＰＤがダウンシフト車速ＳＬ以下であるときの変速比である低速側の変速比と、車速ＳＰＤがアップシフト車速ＳＨ以上であるときの変速比である高速側の変速比とのいずれでもありうることに鑑みたものである。
【００１５】
ＣＰＵ７２は、低速側の変速比であると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、内燃機関６０の始動応答性が要求されるか否かを判定する（Ｓ１４）。具体的には、たとえば、アクセル操作量ＡＣＣＰが所定値以上である場合に、始動応答性が要求されると判定すればよい。なお、ここでの所定値は、クランク軸６０ａの回転速度ＮＥ、車速ＳＰＤおよび現在の変速比のうちの少なくとも１つに応じて可変設定されるものとしてもよい。なお、回転速度ＮＥは、ＣＰＵ７２により出力信号Ｓｃｒに基づき算出される。
【００１６】
ＣＰＵ７２は、始動応答性が不要であると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、アップシフト要求を出す（Ｓ１６）。アップシフト要求は、通常は、車速ＳＰＤがアップシフト車速ＳＨとなった場合に出されるものである。そしてＣＰＵ７２は、変速装置２０に操作信号ＭＳ４を出力して変速装置２０を操作し、有段変速機２４の変速比を高速側に切り替える（Ｓ１８）。そして、ＣＰＵ７２は、高速側への切り替えが完了するまで待機し（Ｓ２０：ＮＯ）、高速側への切り替えが完了すると判定すると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、クラッチに操作信号ＭＳ２を出力して半クラッチ状態としてクランク軸６０ａに初期回転を付与し、内燃機関６０に操作信号ＭＳ１を出力して燃焼制御を開始する（Ｓ２２）。換言すれば、内燃機関６０を始動させる。そして、ＣＰＵ７２は、クラッチ５０を締結状態に切り替える（Ｓ２４）。
【００１７】
なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１４の処理において否定判定する場合や、Ｓ２４の処理が完了する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
【００１８】
図３（ａ）に、本実施形態における内燃機関６０の始動処理を例示する。
ＣＰＵ７２は、時刻ｔ１に内燃機関６０の始動要求が生じると、現在の変速比がヒステリシス領域にあって且つ低速側であるか否かを判定する（Ｓ１０，Ｓ１２）。そして、ＣＰＵ７２は、現在の変速比がヒステリシス領域にあって且つ低速側であると判定すると、時刻ｔ２において変速比を高速側に切り替える処理を実行する。これにより、モータジェネレータ１０の出力軸１０ａの回転速度Ｎｍが低下する。そして、ＣＰＵ７２は、高速側への切り替えが完了すると判定すると、時刻ｔ３において、内燃機関６０を始動させる。
【００１９】
図３（ｂ）に、本実施形態の比較例における内燃機関６０の始動処理を例示する。
図３（ｂ）に示す処理では、時刻ｔ４において内燃機関６０の始動要求が生じることにより、内燃機関６０の始動処理がなされている。そして、その後、時刻ｔ５において変速比を高速側に切り替える要求が生じ、時刻ｔ６において変速比の切り替えがなされている。この場合、クランク軸６０ａの回転速度ＮＥは、始動に伴って一旦大きく上昇した後、変速比の切り替えに伴って低下する。このように、比較例では回転速度ＮＥを一旦大きく上昇させることから、本実施形態と比較してクラッチ５０を締結させる際のクラッチ５０の発熱量が多くなる。また、比較例では回転速度ＮＥを一旦大きく上昇させることから、本実施形態と比較して内燃機関６０の燃料消費量が多くなる。また、比較例では回転速度ＮＥを一旦大きく上昇させることから、ユーザが回転速度ＮＥの吹きあがりを感知し、違和感を抱くおそれがある。さらに、比較例のように、回転速度ＮＥを一旦大きく上昇させた後、変速比の切り替えに伴って回転速度ＮＥを低下させる場合、変速ショックが生じるおそれもある。
【００２０】
なお、内燃機関６０の始動要求に先立って変速比を高速側に切り替えるようにする場合、図４に示す不都合が生じる。
図４においては、内燃機関６０の始動要求が生じる時刻ｔ９よりも前の時刻ｔ７において変速比を高速側とする要求が生じるように設定し、変速比が高速側に切り替えられている。その場合、時刻ｔ８にアクセル操作量ＡＣＣＰがわずかに増加することによって、現在の車速がダウンシフト線ＳＬ以下となり、低速側への切り替えがなされる。そして、時刻ｔ９に内燃機関６０の始動処理がなされた後、時刻ｔ１０において、回転速度ＮＥが一旦大きく吹きあがり、その後、高速側への切り替えが再度なされる。このため、変速比の切り替えが頻繁になされることに加えて、図３（ｂ）に示した比較例と同様の課題をも有する。
【００２１】
ちなみに、本実施形態においては、Ｓ１０，Ｓ１２の処理で肯定判定される場合、通常時であれば変速比の高速側への切り替えがなされないタイミングで高速側への切り替えが実行されることとなるが、ヒステリシス領域は、低速側の変速比および高速側の変速比のいずれでもよい領域のため、トルクの不足や振動等は問題とならない。
【００２２】
＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。電動機は、モータジェネレータ１０に対応する。判定処理は、Ｓ１０，Ｓ１２の処理に対応し、高速処理は、Ｓ１６〜Ｓ２０の処理に対応する。
【００２３】
＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００２４】
・内燃機関６０のクランク軸６０ａにスタータモータを機械的に連結させ、内燃機関６０を始動させる場合にはスタータモータによって内燃機関６０に初期回転を付与してもよい。
【００２５】
・ヒステリシス領域の設定は、図２に例示した傾向を有するものに限らない。
・Ｓ１６，Ｓ１８の処理を実行する条件から、Ｓ１４の処理において肯定判定される旨の条件を削除してもよい。
【００２６】
・モータジェネレータ１０を変速装置２０と駆動輪３０との間に設けてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０…モータジェネレータ、１０ａ…出力軸、２０…変速装置、２２…トルクコンバータ、２４…有段変速機、３０…駆動輪、４０…インバータ、４２…高電圧バッテリ、５０…クラッチ、６０…内燃機関、６０ａ…クランク軸、６２…スタータモータ、７０…制御装置、７２…ＣＰＵ、７４…ＲＯＭ、７６…周辺回路、７８…ローカルネットワーク、８０…車速センサ、８２…アクセルセンサ。
【図１】
2020116964.tif 000003
【図２】
2020116964.tif 000004
【図３】
2020116964.tif 000005
【図４】
2020116964.tif 000006