(57)【要約】【課題】クリープ力が過度に大きくな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、アクセルペダルが解放されているときにバッテリ４２の充電率が低い場合、内燃機関６０の動力をモータジェネレータ１０によって電気エネルギに変換することによって、バッテリ４２を充電する。この際、ＣＰＵ７２は、内燃機関６０の回転速度が、クリープ力を上限値以下とすることが可能な回転速度以下に制限する。【選択図】図１
2020114684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータジェネレータの出力軸および内燃機関のクランク軸が互いに連結可能とされて且つそれら２つの軸がトルクコンバータを介して駆動輪に連結され、モータジェネレータに電力を供給する蓄電装置を備えたハイブリッド車に適用され、
前記ハイブリッド車の減速要求の有無を判定する減速判定処理と、
前記減速要求がある旨判定されているときに、前記蓄電装置の充電率が規定値以上の場合、前記内燃機関の動作点を、前記クランク軸の回転速度が第１回転速度であって且つトルクが第１トルク以下となる領域に制限し、前記充電率が前記規定値未満であって所定値以上である場合、前記回転速度が第１回転速度よりも大きく第２回転速度以下であって且つトルクが前記第１トルクよりも大きい第２トルク以下の領域に制限し、前記充電率が前記所定値未満の場合、前記トルクが前記第２トルクよりも大きくなる領域を含んで且つ前記回転速度が前記第２回転速度である領域に制限する動作点制限処理と、を実行するハイブリッド車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータジェネレータの出力軸および内燃機関のクランク軸が互いに連結可能とされて且つそれら２つの軸がトルクコンバータを介して駆動輪に連結され、モータジェネレータに電力を供給する蓄電装置を備えたハイブリッド車に適用されるハイブリッド車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、遊星歯車機構を備えた動力分割機構に、内燃機関、駆動輪および一対のモータジェネレータが機械的に連結されたシリーズ・パラレルハイブリッド車が記載されている。特に同文献には、バッテリを充電する場合、内燃機関の動作点を、燃費最適動作線上を高パワー側である高回転速度、高トルク側にシフトさせる制御装置が記載されている。
【０００３】
またたとえば下記特許文献２には、駆動輪側から順に、変速装置、モータジェネレータ、および内燃機関が駆動輪に機械的に連結されたパラレルハイブリッド車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０５５９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上記パラレルハイブリッド車において、アクセルペダルが解放されているときにバッテリを充電すべく上記特許文献１に記載のように内燃機関のクランク軸の回転速度を高速側にシフトする場合、クリープトルクが過度に大きくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、ハイブリッド車の制御装置は、モータジェネレータの出力軸および内燃機関のクランク軸が互いに連結可能とされて且つそれら２つの軸がトルクコンバータを介して駆動輪に連結され、モータジェネレータに電力を供給する蓄電装置を備えたハイブリッド車に適用され、前記ハイブリッド車の減速要求の有無を判定する減速判定処理と、前記減速要求がある旨判定されているときに、前記蓄電装置の充電率が規定値以上の場合、前記内燃機関の動作点を、前記クランク軸の回転速度が第１回転速度であって且つトルクが第１トルク以下となる領域に制限し、前記充電率が前記規定値未満であって所定値以上である場合、前記回転速度が第１回転速度よりも大きく第２回転速度以下であって且つトルクが前記第１トルクよりも大きい第２トルク以下の領域に制限し、前記充電率が前記所定値未満の場合、前記トルクが前記第２トルクよりも大きくなる領域を含んで且つ前記回転速度が前記第２回転速度である領域に制限する動作点制限処理と、を実行する。
【０００７】
上記構成では、充電率が所定値未満であっても、内燃機関のクランク軸の回転速度を第２回転速度に制限する。これにより、第２回転速度を、クリープトルクが許容上限値となる回転速度以下とすることにより、クリープ力が過度に大きくなってドライバビリティが低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】同実施形態において内燃機関の取りうる動作点を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、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。
【００１０】
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のそれぞれ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、アクセルセンサ８０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）や、電圧センサ８２によって検出されるバッテリ４２の端子電圧Ｖ、電流センサ８４によって検出されるバッテリ４２の充放電電流Ｉ、クランク角センサ８６の出力信号Ｓｃｒを参照する。
【００１１】
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。ただし、制御装置７０は、バッテリ４２の充電率ＳＯＣが小さくなる場合、要求駆動力が小さくてもクラッチ５０を締結状態としてクランク軸６０ａの回転エネルギをモータジェネレータ１０によって電気エネルギに変換してバッテリ４２を充電する。
【００１２】
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。
【００１３】
図２に、制御装置７０が実行する処理のうち、特に充電率ＳＯＣが小さい時の処理の手順を示す。図２に示す処理は、車載空調装置等の補機の負荷が所定値以下である場合に、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ７２が、たとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
【００１４】
図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、クラッチ５０が締結状態であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ＣＰＵ７２は、締結状態であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、アクセル操作量ＡＣＣＰに基づきアクセルペダルが解放されている（アクセルＯＦＦ）か否かを判定する（Ｓ１２）。そしてＣＰＵ７２は、アクセルＯＦＦであると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、バッテリ４２の充電率ＳＯＣが規定値ＳｔｈＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００１５】
ここで、充電率ＳＯＣは、ＣＰＵ７２により、端子電圧Ｖや充放電電流Ｉに基づき算出されるものである。すなわち、たとえば、ＣＰＵ７２は、充放電電流Ｉの絶対値が無視できるほど小さい場合、端子電圧Ｖを開放端電圧とみなして、開放端電圧と充電率ＳＯＣとの関係に基づき充電率ＳＯＣを算出する。また、充放電電流Ｉの絶対値が大きい場合、充放電電流Ｉによって、充電率ＳＯＣを更新する。
【００１６】
ＣＰＵ７２は、規定値ＳｔｈＨ以上であると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、内燃機関６０の動作点を、クランク軸６０ａの回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１であって且つ、トルクＴｒｑが、第１回転速度ＮＥ１における上限トルクＴｔｈである第１トルクＴｒｑ１以下である領域に制限する（Ｓ１６）。なお、回転速度ＮＥは、出力信号Ｓｃｒに基づきＣＰＵ７２により算出される。
【００１７】
ここで、第１回転速度ＮＥ１は、たとえば車載空調装置等がオフとなっている等、車載補機の負荷が小さいときにおけるアイドル回転速度に設定されている。また、上限トルクＴｔｈは、内燃機関６０の振動や振動に伴う騒音が許容レベルの上限値となるトルクであり、図３に２点鎖線にて示すように、回転速度ＮＥが高い場合に低い場合よりも大きい値となる。
【００１８】
図２に戻り、ＣＰＵ７２は、規定値ＳｔｈＨ未満であると判定する場合（Ｓ１４：ＮＯ）、充電率ＳＯＣが所定値ＳｔｈＬ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。所定値ＳｔｈＬは、規定値ＳｔｈＨよりも小さい値に設定されている。ＣＰＵ７２は、所定値ＳｔｈＬ以上であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、内燃機関６０の動作点を、回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２であって且つ、トルクＴｒｑが第２回転速度ＮＥ２であるときの上限トルクＴｔｈである第２トルクＴｒｑ２以下の領域に制限する（Ｓ２０）。詳しくは、トルクＴｒｑは、図３に一点鎖線にて示す等出力線の第２回転速度ＮＥ２における値以上とされる。ここで、等出力線は、第１回転速度ＮＥ１且つ第１トルクＴｒｑ１における出力と等しい出力を有する動作点を結んだものである。
【００１９】
第２回転速度ＮＥ２は、トルクコンバータ２２を介して駆動輪３０へと伝達されるクリープトルクを許容範囲内に収めることができる値に設定されている。すなわち、クリープトルクは、トルクコンバータ２２の入力回転速度であるモータジェネレータ１０の出力軸１０ａの回転速度の２乗に比例することから、内燃機関６０の出力を大きくしようとして回転速度ＮＥを上昇させると、クリープトルクが許容範囲を超えるおそれがある。そのため、本実施形態では、回転速度ＮＥを第２回転速度ＮＥ２以下に制限する。
【００２０】
なお、クリープトルクの許容上限値は、ドライバビリティとして許容される範囲で設定されている。具体的には、たとえば、車両のクリープ力が許容上限値を超えないように設定されている。またたとえば、ＰレンジからＤレンジ等に切り替えた時に生じるショックが許容される範囲となるように設定されている。ここで、ショックは、クリープ力が大きいほど大きくなる傾向がある。
【００２１】
ちなみに、本実施形態では、第１回転速度ＮＥ１と第２回転速度ＮＥ２との間に振動が顕著となる共振点が存在する場合を例示しており、第１回転速度ＮＥ１と第２回転速度ＮＥ２との間の回転速度ＮＥへの制御を回避している。
【００２２】
図２に戻り、ＣＰＵ７２は、所定値ＳｔｈＬ未満であると判定する場合（Ｓ１８：ＮＯ）、内燃機関６０の動作点を、回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２となる領域であって且つ、トルクＴｒｑが第２トルクＴｒｑ２よりも大きい領域を含む領域とする（Ｓ２２）。
【００２３】
なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２２の処理が完了する場合や、Ｓ１０，Ｓ１２の処理において否定判定する場合には、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。
【００２４】
ＣＰＵ７２は、アクセルペダルが解放状態となっており、車両の推進力を大きくできないときであっても、充電率ＳＯＣが小さい場合、内燃機関６０の動力を電気エネルギに変換してバッテリ４２を充電する処理を実行する。ここで、充電率ＳＯＣが規定値ＳｔｈＨ以上である場合、回転速度ＮＥを第１回転速度ＮＥ１とする。これにより、第２回転速度ＮＥ２とする場合と比較してクリープ力を小さくすることができる。
【００２５】
一方、ＣＰＵ７２は、充電率ＳＯＣが規定値ＳｔｈＨ未満であって且つ所定値ＳｔｈＬ以上である場合、回転速度ＮＥを第２回転速度ＮＥ２として且つトルクＴｒｑを第２トルクＴｒｑ２以下とする。これにより、クリープ力および車両の振動や騒音を許容範囲に収めつつバッテリ４２を充電できる。
【００２６】
これに対しＣＰＵ７２は、充電率ＳＯＣが所定値ＳｔｈＬ未満となる場合、振動や騒音に対してバッテリ４２の充電を優先させるべく、トルクＴｒｑが第２トルクＴｒｑ２以上となることを許容する。
【００２７】
＜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。減速要求判定処理は、Ｓ１２の処理に対応し、動作点制限処理は、Ｓ１４〜Ｓ２２の処理に対応する。
【００２８】
＜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。
【００２９】
・第１回転速度ＮＥ１および第２回転速度ＮＥ２の間に共振点が存在しないなら、充電率ＳＯＣが規定値ＳｔｈＨ未満であって且つ所定値ＳｔｈＬ以上である場合、充電率ＳＯＣが小さい場合に大きい場合よりも回転速度ＮＥを、第１回転速度ＮＥ１および第２回転速度ＮＥ２の範囲で大きくしてもよい。なお、この場合、トルクＴｒｑについては、現在の回転速度ＮＥにおける上限トルクＴｔｈ（ＮＥ）とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００３０】
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…バッテリ、５０…クラッチ、６０…内燃機関、６０ａ…クランク軸、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…アクセルセンサ、８２…電圧センサ、８４…電流センサ、８６…クランク角センサ。
【図１】
2020114684.tif 000003
【図２】
2020114684.tif 000004
【図３】
2020114684.tif 000005