(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と駆動輪との間に介装され前記動力源と接続された入力要素と、
前記駆動輪と接続された出力要素と、
前記入力要素と前記出力要素とを断接する締結要素と、
前記入力要素の回転数と前記出力要素の回転数とを一致させる前記締結要素の目標締結回転数を設定する目標締結回転数設定手段と、
発進時に前記目標締結回転数において前記入力要素の回転数と前記出力要素の回転数とが一致するように前記締結要素の締結トルク容量を制御する発進制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の発進制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の発進制御装置において、
前記入力要素と前記出力要素の回転数及び回転数変化率である回転情報を検出する回転情報検出手段と、
前記回転情報に基づいて前記入力要素と前記出力要素の回転数が一致する推定締結回転数を算出する推定締結回転数算出手段を設け、
前記発進制御手段は、前記目標締結回転数よりも前記推定締結回転数が小さいときは、前記締結トルク容量を小さくすることを特徴とする車両の発進制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の発進制御装置において、
前記発進制御手段は、前記目標締結回転数よりも前記推定締結回転数が大きいときは、前記締結トルク容量を大きくすることを特徴とする車両の発進制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両の発進制御装置において、
前記動力源は、エンジンとモータであることを特徴とする車両の発進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結要素のスリップ締結により発進する車両の発進制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の発進制御装置として特許文献１の技術が開示されている。この公報には、エンジンとモータとを断接する第１締結要素と、モータと駆動輪とを断接する第２締結要素を備え、エンジン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を有する。そして、発進時を含め、最低変速比（例えば１速）を選択しても、エンジンが自立可能な最低回転数を下回るような極低速時には、第２締結要素をスリップさせることで、エンジンの自立回転を確保して走行するものが知られている。更に、この公報には、発進時において、エンジン及びモータのトルクをアクセル要求に基づいて決定し、第２締結要素の伝達トルクを第２締結要素への入力回転数が略一定となるように制御している。
【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】
【０００３】
しかしながら、例えば下り坂で車両を前進駆動するための負荷が低下することによって、あるいは、路面μの低下によって、いずれの場合も駆動輪を回転させるのに要する見かけ上の慣性（以下、イナーシャ）が低下することがある。すると、駆動輪側の回転数上昇速度が急増し、適正なスリップ状態を経ての締結を維持できない（以下、上記のような状態を「駆動輪の慣性（イナーシャ）が低下した状態」と総称する）。よって、締結ショックが発生するという問題があった。この問題は、ハイブリッド車両に限らず、モータを備えていない車両であって締結要素のスリップ締結により発進する車両でも同様に生じてしまう。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、駆動輪側のイナーシャ変化によらず第２締結要素の締結ショックを回避可能な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、発進制御手段は、発進時に目標締結回転数において入力要素の回転数と出力要素の回転数とが一致するように締結要素の締結トルク容量を制御することとした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の車両の発進制御装置にあっては、目標締結回転数に到達するまでの間、締結要素のスリップ状態を確保することができ、締結ショックを抑制することができる。また、目標締結回転数よりも大きな回転数で完全締結することがなく、締結要素の発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両の発進制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
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のエンジン始動制御装置が適用された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と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2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。
【０００９】
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。
【００１０】
第１クラッチCL1は、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。
【００１１】
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。
【００１２】
第２クラッチCL2は、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。
【００１３】
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、詳細については後述する。
【００１４】
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。
【００１５】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1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。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。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。
【００１６】
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。
【００１７】
「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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
ブレーキコントローラ９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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、目標駆動力tFoOを演算する。
【００３０】
モード選択部200は、Gセンサ１０ｂの検出値に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定演算部201を有する。路面勾配推定演算部201は、車輪速センサ１９の車輪速加速度平均値等から実加速度を演算し、この演算結果とGセンサ検出値との偏差から路面勾配を推定する。
【００３１】
また、モード選択部200は、推定された路面勾配が所定値以下の下り坂であるか否かを判定する下り坂判定部202を有する。また、下り坂と判定されたときは、後述する動作点司令部400において演算される目標第２クラッチ締結トルク容量を補正する目標第２クラッチ締結トルク容量補正部203が設けられている。尚、具体的な補正量に関しては後述する。
【００３２】
次に、モードマップについて説明する。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。
【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、大きな駆動力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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力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クラッチ締結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。
【００３９】
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クラッチ締結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。
【００４０】
〔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、要求駆動力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を要求駆動力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の駆動力を用いて走行する。
【００４１】
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、要求駆動力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。
【００４２】
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のみで要求駆動力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。
【００４３】
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のみでは要求駆動力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。
【００４４】
図６はWSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図、図７はWSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【００４５】
WSC走行モードにおいて、運転者がアクセルペダルを操作すると、図７に基づいてアクセルペダル開度APOに応じた目標エンジン回転数特性が選択され、この特性に沿って車速に応じた目標エンジン回転数が設定される。そして、アクセルペダル開度APOに応じた目標エンジン回転数特性が選択されると、それぞれの開度に応じた第２クラッチCL2の目標締結回転数も設定される。この目標締結回転数は図５に示すWSC走行モード領域とHEV走行モード領域との境界線に相当する値である。そして、図６に示すエンジン動作点設定処理によって目標エンジン回転数に対応した目標エンジントルクが演算される。
【００４６】
ここで、エンジンＥの動作点をエンジン回転数とエンジントルクにより規定される点と定義する。図６に示すように、エンジン動作点は、エンジンＥの出力効率が高い動作点を結んだ線（以下、α線）上で運転することが望まれる。
【００４７】
しかし、上述のようにエンジン回転数を設定した場合、運転者のアクセルペダル操作量（要求駆動力）によってはα線から離れた動作点を選択することとなる。そこで、エンジン動作点をα線に近づけるために、目標エンジントルクは、α線を考慮した値にフィードフォワード制御される。
【００４８】
一方、モータジェネレータMGは、設定されたエンジン回転数を目標回転数とする回転数フィードバック制御が実行される。今、エンジンＥとモータジェネレータMGは第１クラッチCL1の締結により直結状態とされていることから、モータジェネレータMGが目標回転数を維持するように制御されることで、エンジンＥの回転数も自動的にフィードバック制御されることとなる。
【００４９】
このとき、モータジェネレータMGが出力するトルクは、α線を考慮して決定された目標エンジントルクと要求駆動力との偏差を埋めるように自動的に制御される。モータジェネレータMGでは、上記偏差を埋めるように基礎的なトルク制御量（回生・力行）が与えられ、更に、目標エンジン回転数と一致するようにフィードバック制御される。
【００５０】
あるエンジン回転数において、要求駆動力がα線上の駆動力よりも小さい場合、エンジン出力トルクを大きくした方がエンジン出力効率は上昇する。このとき、出力を上げた分のエネルギをモータジェネレータMGにより回収することで、第２クラッチCL2に入力されるトルク自体は運転者の要求トルクとしつつ、効率の良い発電が可能となる。
【００５１】
ただし、バッテリSOCの状態によって発電可能なトルク上限値が決定されるため、バッテリSOCからの要求発電出力（SOC要求発電電力）と、現在の動作点におけるトルクとα線上のトルクとの偏差（α線発電電力）との大小関係を考慮する必要がある。
【００５２】
図６（ａ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも大きい場合の概略図である。SOC要求発電電力以上にはエンジン出力トルクを上昇させることができないため、α線上に動作点を移動させることはできない。ただし、より効率の高い点へ移動させることで燃費効率を改善する。
【００５３】
図６（ｂ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも小さい場合の概略図である。SOC要求発電電力の範囲内であれば、エンジン動作点をα線上に移動させることができるため、この場合は、最も燃費効率の高い動作点を維持しつつ発電することができる。
【００５４】
図６（ｃ）は、エンジン動作点がα線よりも高い場合の概略図である。要求駆動力に応じた動作点がα線よりも高いときは、バッテリSOCに余裕があることを条件として、エンジントルクを低下させ、不足分をモータジェネレータMGの力行により補う。これにより、燃費効率を高くしつつ要求駆動力を達成することができる。
【００５５】
〔発進時制御処理〕
次に、発進時制御処理について説明する。上述したように、平坦路におけるWSC走行モード発進時は、図７に示すように、アクセルペダル開度APOに応じた車速毎の目標エンジン回転数をマップにより設定している。そして、目標エンジン回転数が設定されると、エンジンＥ及びモータジェネレータMGからドライバ要求トルクに応じたトルクが出力される。また、第２クラッチCL2の締結トルク容量はアクセルペダル開度APOに応じて設定されている。
【００５６】
これらの予め設定された関係によって、第２クラッチCL2における所望のスリップ状態が達成される。このスリップ状態は、第２クラッチCL2の入力側回転数であるエンジン回転数が目標締結回転数に到達した時点で、第２クラッチCL2の入出力回転数が一致するように設定されている。
【００５７】
ここで、駆動輪の慣性変動における課題について説明する。図９は発進制御時のタイムチャートである。図９中、平坦路における発進制御を行った場合の第２クラッチ出力回転数Ncl2outを太い実線で示し、下り勾配路において平坦路と同じ発進制御を行った場合（以下、比較例）の第２クラッチ出力回転数Ncl2outを点線で示す。尚、エンジン回転数は、図７に示すマップによって規定されており、平坦路及び比較例ともに同じ軌跡をたどる。
【００５８】
車両停止時から運転者がアクセルペダルを踏み込むと、エンジンＥ及びモータジェネレータMGから運転者の要求に応じたトルクが出力されると共に、エンジン回転数は目標回転数に沿って上昇し始める。第２クラッチCL2は目標第２締結トルク容量に設定されるため、第２クラッチCL2の出力回転数Ncl2outも上昇し始める。
【００５９】
ここで、比較例の場合、車両の下り勾配路であるため駆動輪を回転させるための車両のイナーシャが小さく、その分、第２クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outは急上昇してしまい、エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも低いときにスリップ状態から完全締結状態に移行してしまう。よって、エンジン回転数変化率に比べて第２クラッチCL2の出力側回転数Ncl2out変化率が大きすぎ、締結時の締結ショックを招くという問題があった。
【００６０】
そこで、エンジン回転数及び出力回転数Ncl2outが共に目標締結回転数に到達するまでスリップ状態を維持すべくエンジン回転数を更に上昇させることが考えられる。エンジン回転数を上昇させるためにはエンジントルクもしくはモータジェネレータトルクを増大する必要がある。
【００６１】
しかしながら、例えば、アクセル全開での発進時等は、エンジントルクやモータジェネレータトルクも最大値を使用している場合があり、これ以上大きなトルクを出力できない場合にあっては、やはり目標締結回転数に到達するまでスリップ状態を維持することができないという問題がある。
【００６２】
そこで、実施例１では、第２クラッチCL2の締結トルク容量を低下させる補正を行うことで上記問題を解消することとした。以下、第２クラッチCL2の締結トルク容量を低下させる理由について説明する。
【００６３】
第２クラッチCL2のスリップ制御時における運動方程式は下記により表される。
（式１）
Tin−Tcl2＝Iin×dωin/dt
（式２）
Tcl2−Tr＝Iout×dωout/dt
ここで、Tinは第２クラッチCL2への入力トルク、Tcl2は第２クラッチCL2の締結トルク容量、Iinは第２クラッチCL2の入力側のイナーシャ、dωin/dtは第２クラッチCL2の入力側における回転角加速度、Trは走行抵抗、Ioutは車両イナーシャ、dωout/dtは第２クラッチCL2の出力側における回転角加速度である。
【００６４】
下り勾配路では、上記式におけるIoutが小さくなることと同義である。Tcl2が同じ場合、Ioutが小さくなると、式２においてdωout/dtが大きくなり、上述の課題が生じる。
【００６５】
そこで、Tcl2を小さくすると、式２においては、Ioutが小さくなった分、dωout/dtの増大が抑制される。同時に式１においは、Tcl2が小さくなることでdωin/dtが大きくなる。すなわち、エンジン回転数を適宜上昇させつつ、出力回転数Ncl2outの上昇を抑制することが可能となり、スリップ状態を維持することができる。
【００６６】
図８は下り勾配路における発進制御処理を表すフローチャートである。
ステップS1では、下り坂判定部202において推定された路面勾配が第１所定値以下か否かを判断し、所定値以下のときは下り勾配路と判断してステップS2へ進み、それ以外のときはステップS7へ進む。
【００６７】
ステップS2では、第２クラッチCL2の入力側回転数変化率dωin/dt（例えばエンジン回転数変化率）と、第２クラッチCL2の出力側回転数変化率dωout/dt（例えば車速に自動変速機ATのギヤ比を考慮した値）とを演算する。
【００６８】
ステップS3では、推定締結回転数αを演算する。ここで、推定締結回転数αとは、現在の入力側回転数と現在の出力側回転数からそれぞれの変化率で変化した仮定した場合に、両回転数が一致する回転数を意味する。
【００６９】
ステップS4では、目標第２クラッチ締結トルク容量補正部203において、推定締結回転数αが目標締結回転数よりも小さいか否かを判断し、小さいときはステップS6に進んで目標第２クラッチ締結トルク容量を所定量減算する。一方、推定締結回転数αが目標締結回転数以上のときはステップS5に進んで目標第２クラッチ締結トルク容量を所定量加算する。
【００７０】
ステップS7では、路面勾配が第１所定値より大きな第２所定値以上か否かを判断し、所定値以上のときは登り勾配路と判断してステップS5へ進んで目標第２クラッチ締結トルク容量を所定量加算する。
【００７１】
次に、上記フローチャートに基づく作用について前述の図９を用いて説明する。図９は発進制御時のタイムチャートである。図９中、下り勾配路における発進制御を行った場合の第２クラッチ出力回転数Ncl2outを太い一点鎖線で示し、このときのエンジン回転数を細い一点鎖線で示す。
【００７２】
時刻ｔ１において、下り坂勾配路で運転者がアクセルペダルを踏み込むと、アクセルペダル開度APOに応じた目標エンジン回転数特性が選択されると共に、目標第２締結トルク容量が設定される。目標エンジン回転数特性が決まると、目標締結回転数が決定されると共に、エンジンＥ及びモータジェネレータMGは図６に示す関係に基づいて要求されたトルクを出力する。このとき、同時に推定締結回転数αが演算され、推定締結回転数αが目標締結回転数と概ね一致している間は特に目標第２締結トルク容量を補正することはない。
【００７３】
時刻ｔ２において、下り勾配路であるため駆動輪を回転させるためのイナーシャの低下によって第２クラッチCL2の出力側回転数変化率dωout/dtが大きくなり、推定締結回転数αが目標締結回転数よりも小さくなると、目標第２締結トルク容量が小さくなるように補正される。すると、第２クラッチCL2の入力側であるエンジンＥは目標回転数特性によって設定された回転数に対応するトルクを出力したままであるため、エンジン負荷が減少し、エンジン回転数が上昇する。
【００７４】
同時に、第２クラッチCL2の出力側である駆動輪には伝達されるトルクが小さくなることから第２クラッチCL2の出力側回転数の上昇が抑制される。そして、推定締結回転数αが目標締結回転数と略一致するまで目標第２締結トルク容量の減算補正が繰り返される。
【００７５】
時刻ｔ３において、第２クラッチCL2の入力側回転数であるエンジン回転数と、第２クラッチCL2の出力側回転数とが一致すると、スリップ状態から完全締結状態に移行する。すなわち、比較例のように低いエンジン回転数で完全締結してしまうことがなく、確実にスリップ状態を維持することができ、締結ショックを回避する。
【００７６】
尚、タイムチャートには示していないが、登り勾配路にあっては、駆動輪を回転させるためのイナーシャが大きくなり、第２クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outの上昇が遅れてしまう。この場合は目標締結回転数より高い回転数で完全締結されてしまい、第２クラッチCL2のスリップ量が過剰となって発熱等が懸念される。そこで、このときは、目標第２クラッチ締結トルク容量を加算し、目標締結回転数での完全締結を達成することで、第２クラッチCL2の発熱を抑制する。
【００７７】
以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)第２クラッチCL2と、駆動輪の慣性を検出または推定する慣性検出手段としての路面勾配推定演算部201と、発進時に第２クラッチCL2に目標第２クラッチ締結トルク容量を付与してスリップ締結から完全締結に移行するWSC走行モードと、WSC走行モードからHEV走行モードへの移行時において、推定された路面勾配が所定値よりも小さいときは、目標第２クラッチ締結トルク容量を低下させる目標第２クラッチ締結トルク容量補正部203と、を備えた。
【００７８】
よって、駆動輪の慣性が小さくなったとしても、第２クラッチCL2の駆動輪側の回転数の急増を抑制することが可能となり、締結ショックを抑制することができる。また、第２クラッチCL2の目標締結トルク容量を低下させることで、第２クラッチCL2の発熱を抑制することができる。
【００７９】
(2)目標第２クラッチ締結トルク容量補正部203により締結トルク容量を低下させたときは、その低下分に相当するトルクによりエンジンＥ及びモータジェネレータMGの回転数を上昇させることとした。言い換えると、エンジンＥ及びモータジェネレータMGのトルクを変更することなく第２クラッチCL2の締結トルク容量を低下させると、エンジンＥ及びモータジェネレータMGの回転数は、その分、自身の回転数上昇に使用されることとなる。
【００８０】
よって、エンジンＥ及びモータジェネレータMGのトルクを上昇させることなく、エンジンＥ及びモータジェネレータMGの回転数を上昇させることが可能となり、第２クラッチCL2のスリップ状態を確保することができる。加えて、アクセル全開動作によってエンジンＥ及びモータジェネレータMGのトルクが最大値を出力しているような場合でも、回転数を上昇させることができる。
【００８１】
(3)目標第２クラッチ締結トルク容量補正部203は、路面勾配が前記所定値よりも大きな第２の所定値よりも大きいときは、目標第２クラッチ締結トルク容量を上昇させることとした。
【００８２】
よって、目標締結回転数での完全締結を達成することが可能となり、第２クラッチCL2の発熱を抑制することができる。
【００８３】
(4)慣性検出手段として、路面の勾配を検出または推定する手段とした。よって、車両に作用する慣性を正確に把握することができる。
【００８４】
(5)尚、慣性検出手段としては、車輪の所定以上のスリップを検出または推定する手段としてもよい。例えば、路面μが低下し、駆動輪がスリップしたような場合、平坦路であっても駆動輪に作用する負荷は低μによって小さくなってしまい、言い換えると慣性が小さい状態である。よって、この場合にも目標第２クラッチ締結トルク容量を小さくすることで、第２クラッチCL2の駆動輪側の回転数の急増を抑制することが可能となり、締結ショックを抑制することができる。
【００８５】
(6)また、実施例１では、図７に示すように、第２クラッチCL2の入力側回転数であるエンジン回転数と出力側回転数Ncl2outとを一致させる目標締結回転数を設定する。そして、発進時に目標締結回転数においてエンジン回転数と出力側回転数Ncl2outの回転数とが一致するように第２クラッチCL2の目標第２クラッチ締結トルク容量を制御する。
【００８６】
これにより、目標締結回転数に到達するまでの間、第２クラッチCL2のスリップ状態を確保するため締結ショックを抑制することができる。一方、目標締結回転数よりも大きな回転数で完全締結することがなく、第２クラッチCL2の発熱を抑制することができる。
【００８７】
(7)また、実施例１では、ステップS2において第２クラッチCL2の入力側及び出力側の回転数ωin，ωout及び回転数変化率である回転角加速度dωin/dt，dωout/dtを検出し、ステップS3において、この回転情報に基づいて入力側回転数ωinと出力側回転数ωoutが一致する推定締結回転数αを算出する。そして、目標締結回転数よりも推定締結回転数αが小さいときは、目標第２クラッチ締結トルク容量を小さくすることとした。
【００８８】
よって、締結ショックの抑制に加えて、第２クラッチCL2の発熱を抑制することができる。
【００８９】
(8)また、実施例１では、目標締結回転数よりも推定締結回転数αが大きいときは、目標第２クラッチ締結トルク容量を大きくすることとした。
【００９０】
よって、第２クラッチCL2の発熱の抑制に加えて、路面勾配に応じた駆動力を得ることができる。
【００９１】
(9)また、動力源としてエンジンＥとモータジェネレータMGを用いることとした。
【００９２】
よって、低回転で高い駆動トルクが要求された場合であっても、動力源のトルクを確保することが可能となり、エンジンストール等を抑制できる。
【００９３】
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。
【００９４】
例えば、実施例１では、ハイブリッド車両に本願発明を適用したが、モータジェネレータ等を備えておらず、かつ、トルクコンバータを備えていない車両であって、発進クラッチ等の締結制御により発進する車両であれば同様に適用可能である。
【００９５】
また、実施例１では目標締結回転数を設定し、その回転数で完全締結にスムーズに移行させるように制御したが、単に、路面勾配等の慣性に応じて第２クラッチCL2の締結容量を加減算する構成としてもよい。尚、実施例１では基本的な目標第２クラッチ締結トルク容量算出値に対して補正する構成としたが、補正に限らず、目標値算出ロジック内に路面勾配等の値を導入してもよい。
【００９６】
また、実施例１では、慣性として路面勾配を検出又は推定することとしたが、車両牽引等の有無を検出するようにしてもよいし、車載荷重を検出してもよい。
【００９７】
また、第２クラッチCL2の温度を検出する手段として、温度センサ１０ａを設けたが、第２クラッチCL2の差回転や伝達トルク容量TCL2に基づいて発熱量を推定してもよい。
【００９８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【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】WSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図である。
【図７】WSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【図８】実施例１の発進制御処理を表すフローチャートである。
【図９】実施例１の発進制御時のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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