(57)【要約】【課題】作動油の温度が高温時にクラッチを接続しても、クラッチの焼き付きを防止することができるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供する。【解決手段】エンジン１０とモータージェネレーター２１の間に配設される作動油Ｏを動力源とする多板クラッチ１４を、エンジン１０の運転状態に基づいて接状態とするときに、作動油Ｏの温度Ｔに基づいて許容回転数αを予め設定して、多板クラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅがこの設定した許容回転数α以下となってから多板クラッチ１４の接続を開始する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用の動力源であるエンジン及びモータージェネレーターと、前記エンジンと前記モータージェネレーターの間に配設される作動油を動力源とするクラッチと、制御装置と、を有するハイブリッドシステムを備えて構成されるハイブリッド車両において、
前記制御装置が、
前記エンジンの運転状態に基づいて前記クラッチを接状態とするときに、前記クラッチの入出力軸の回転数差が予め設定される許容回転数以下となってから前記クラッチの接続を開始するとともに、
前記許容回転数を前記作動油の温度に基づいて設定するように構成されるハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記作動油の温度が予め設定される設定温度未満であるときには、前記許容回転数を第１回転数に設定し、
前記作動油の温度が前記設定温度以上であるときには、前記許容回転数を、前記第１回転数以下の第２回転数に設定するとともに、前記作動油の温度が高温になるにつれて前記第２回転数を小さくするように構成される請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
車両走行用の動力源であるエンジンとモータージェネレーターの間に作動油を動力源とするクラッチを備えて、該クラッチの断接状態を前記エンジンの運転状態に基づいて切り替えるハイブリッド車両の制御方法において、
前記クラッチを接状態とするときに、前記作動油の温度に基づいて許容回転数を予め設定して、前記クラッチの入出力軸の回転数差がこの設定した許容回転数以下となってから前記クラッチの接続を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このハイブリッド車両において、エンジンとモータージェネレーターの間に作動油を動力源とするクラッチを配設する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５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、作動油の温度が高温時にこのクラッチを接続すると、作動油の動粘度が低下して作動油圧が低下するため、クラッチの接続速度が遅くなり、接続時間が長くなる。このときにクラッチの入出力軸の回転数差が大きいと、クラッチの摩擦面での発生熱量の総量（クラッチの接続時間×入出力軸の回転数差に伴う発生熱量）が過大で、クラッチが高温となり、クラッチの焼き付きが発生する虞があった。
【０００６】
本発明の目的は、作動油の温度が高温時にクラッチを接続しても、クラッチの焼き付きを防止することができるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、車両走行用の動力源であるエンジン及びモータージェネレーターと、前記エンジンと前記モータージェネレーターの間に配設される作動油を動力源とするクラッチと、制御装置と、を有するハイブリッドシステムを備えて構成されるハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記エンジンの運転状態に基づいて前記クラッチを接状態とするときに、前記クラッチの入出力軸の回転数差が予め設定される許容回転数以下となってから前記クラッチの接続を開始するとともに、前記許容回転数を前記作動油の温度に基づいて設定するように構成されている。
【０００８】
また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、車両走行用の動力源であるエンジンとモータージェネレーターの間に作動油を動力源とするクラッチを備えて、該クラッチの断接状態を前記エンジンの運転状態に基づいて切り替えるハイブリッド車両の制御方法において、前記クラッチを接状態とするときに、前記作動油の温度に基づいて許容回転数を予め設定して、前記クラッチの入出力軸の回転数差がこの設定した許容回転数以下となってから前記クラッチの接続を開始することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法によれば、エンジンの運転状態に基づいてクラッチを接続する（接状態とする）ときに、クラッチの接続を開始する回転数（許容回転数）を作動油の温度に基づいて設定するので、クラッチの高温化を抑制することができ、クラッチの焼き付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明する制御フロー図である。
【図３】作動油の温度に対して許容回転数を設定した制御マップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。
【００１２】
このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、普通乗用車又はバスやトラックなどの大型自動車であり、エンジン１０、モータージェネレーター２１及びトランスミッション３０と、運転状態に応じて車両を複合的に制御するハイブリッドシステム２０とを主に備えている。
【００１３】
エンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の一端は、湿式多板クラッチであるエンジンクラッチ１４を介してモータージェネレーター２１の回転軸２２の一端に接続されている。このエンジンクラッチ１４は作動油Ｏを動力源とする（作動油Ｏの作動油圧により断状態または接状態を切り替える）クラッチである。
【００１４】
モータージェネレーター２１には、発電運転が可能な永久磁石式の交流同期モーターが用いられている。このモータージェネレーター２１の回転軸２２の他端は、トルクコンバータ１７、トランスミッションクラッチ１５（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じて、トランスミッション３０のインプットシャフト３１に接続されている。
【００１５】
トランスミッション３０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するＡＭＴ又はＡＴが用いられている。なお、トランスミッション３０は、ＡＭＴのような自動変速式に限るものではなく、ドライバーが手動で変速するマニュアル式であってもよい。
【００１６】
トランスミッション３０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト３２に接続されたプロペラシャフト３３を通じてデファレンシャル３４に伝達され、後輪である一対の駆動輪３５にそれぞれ駆動力として分配される。
【００１７】
ハイブリッドシステム２０は、モータージェネレーター２１と、そのモータージェネレーター２１に電気的に接続するインバーター２３、高電圧バッテリー２４、ＤＣ／ＤＣコンバーター２５及び低電圧バッテリー２６とを有している。
【００１８】
高電圧バッテリー２４としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー２６には鉛バッテリーが用いられる。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバーター２５は、高電圧バッテリー２４と低電圧バッテリー２６との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー２６は、各種の車両電装品２７に電力を供給する。
【００２０】
このハイブリッドシステム２０における種々のパラメーター、例えば、電流値、電圧値やＳＯＣなどは、ＢＭＳ（バッテリーマネジメントシステム）２８により検出される。
【００２１】
これらのエンジン１０及びモータージェネレーター２１を有するハイブリッドシステム２０は、制御装置７０を備え、この制御装置７０により、ハイブリッドシステム２０は制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム２０は高電圧バッテリー２４から電力を供給されたモータージェネレーター２１により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター２１による回生発電を行い、プロペラシャフト３３等に発生する余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー２４を充電する。また、このＨＥＶは、エンジンクラッチ１４を断状態、かつ、トランスミッションクラッチ１５を接状態にすることで、モータージェネレーター２１のみを車両の走行用の動力源とする、いわゆるモーター単独走行が可能となる。
【００２２】
本発明のハイブリッド車両は、車両走行用の動力源であるエンジン１０及びモータージェネレーター２１と、エンジン１０とモータージェネレーター２１の間に配設される作動油Ｏを動力源とする湿式多板クラッチ（エンジンクラッチ）１４と、制御装置７０と、を有するハイブリッドシステム２０を備えて構成される車両である。
【００２３】
ここで、エンジンクラッチ１４を接続する（接状態とする）場合、エンジンクラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅが実験等により予め設定される許容回転数α以下になってからエンジンクラッチ１４の接続を開始している。
【００２４】
しかしながら、作動油Ｏの温度が高温時にエンジンクラッチ１４を接続する場合、作動油Ｏの動粘度が低下して作動油圧が低下するため、エンジンクラッチ１４の接続速度が遅くなる（エンジンクラッチ１４の接続時間が長くなる）。このときに入出力軸の回転数差ΔＮｅが大きいと、エンジンクラッチ１４の摩擦面での発生熱量の総量（エンジンクラッチ１４の接続時間×入出力軸の回転数差ΔＮｅに伴う発生熱量）が過大で、エンジンクラッチ１４が高温となり、エンジンクラッチ１４の焼き付きが発生する虞がある。
【００２５】
そこで、本発明では、制御装置７０が、エンジン１０の運転状態に基づいてエンジンクラッチ１４を接状態とするときに、エンジンクラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅが許容回転数α以下となってからエンジンクラッチ１４の接続を開始するとともに、この許容回転数αを作動油Ｏの温度Ｔに基づいて設定するように構成する。
【００２６】
すなわち、エンジン１０の運転状態に基づいてエンジンクラッチ１４を接続する（接状態とする）ときに、作動油Ｏの温度変化に起因するエンジンクラッチ１４の接続時間の変化（接続速度の変化）を考慮して、エンジンクラッチ１４の接続を開始する許容回転数αを設定する。この許容回転数αの設定には、例えば、図３に示すような作動油Ｏの温度Ｔに対して許容回転数αを設定した制御マップを予め作成して制御装置７０に記憶させておき、この制御装置７０に記憶した制御マップを用いて行う。
【００２７】
ここで、作動油Ｏの温度Ｔは、エンジンクラッチ１４の内部に配設される温度センサ（図示しない）により検出する。また、エンジンクラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅは、入力軸（エンジン１０側の回転軸）２２ａの回転数Ｎａより、出力軸（モータージェネレーター２１側の回転軸）２２ｂの回転数Ｎｂを減算して算出される。入力軸２２ａの回転数Ｎａは、エンジン回転数検出センサ（図示しない）により検出されるエンジン１０の回転数Ｎｃと同じ値として算出する。出力軸２２ｂの回転数Ｎｂは、モータージェネレーター２１の回転数検出センサ（図示しない）により検出されるモータージェネレーター２１の回転数Ｎｍと同じ値として算出する。
【００２８】
また、上記のハイブリッド車両において、制御装置７０が、作動油Ｏの温度Ｔが実験等により予め設定される設定温度Ｔ１未満であるときには、許容回転数αを第１回転数α１に設定する。また、作動油Ｏの温度Ｔが設定温度Ｔ１以上であるときには、許容回転数αを、第１回転数α１以下の第２回転数α２に設定するとともに、作動油Ｏの温度Ｔが高温になるにつれてこの第２回転数α２を小さくするように構成する。
【００２９】
この設定温度Ｔ１は、作動油Ｏの温度Ｔに起因するエンジンクラッチ１４の接続時間の変化（接続速度の変化）により、エンジンクラッチ１４の焼き付きが発生する虞がある温度領域を考慮して設定される温度である。すなわち、作動油Ｏの温度Ｔが設定温度Ｔ１未満（常温領域）であれば、エンジンクラッチ１４の焼き付きが発生する虞がない一方、作動油Ｏの温度Ｔが設定温度Ｔ１以上（高温領域）であれば、エンジンクラッチ１４の焼き付きが発生する虞がある。
【００３０】
また、第１回転数α１は例えば２０００ｒｐｍに設定して、第２回転数α２は例えば１０００〜２０００ｒｐｍの間の回転数の値に設定する。なお、図３では、作動油Ｏの温度Ｔが高温になるにつれて第２回転数α２が連続的かつ直線的に小さくなるように図示しているが、第２回転数α２が断続的（例えば、階段上）に小さくなってもよいし、または、第２回転数α２が曲線を描くように小さくなってもよい。
【００３１】
この構成によれば、作動油Ｏの温度Ｔが高温領域（設定温度Ｔ１以上）であるときに、作動油Ｏの温度Ｔが高温になるにつれて湿式多板クラッチ１４の接続を開始する入出力軸の回転数差（許容回転数）αを小さく設定するので、作動油Ｏが高温となり湿式多板クラッチ１４の接続時間が長くなるにつれて、湿式多板クラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅに伴う発生熱量を少なくして、湿式多板クラッチ１４の接続開始から接続完了までの発生熱量の総量の増加を抑制することができるので、湿式多板クラッチ１４の高温化を確実に抑制することができる。
【００３２】
次に、このようなハイブリッド車両（ＨＥＶ）の制御方法を、制御装置７０の機能として図２に基づいて制御フロー図の形で以下に説明する。なお、制御装置７０は、信号線（一点鎖線で示す）を通じて、エンジンクラッチ１４と接続しているが、その他の装置（例えば、トランスミッションクラッチ１５）や各種センサ（例えば、エンジン回転数検出センサ）とも、図示しないが、接続している。
【００３３】
図２の制御フローについて説明する。図２の制御フローは、エンジン１０の運転状態に基づいてエンジンクラッチ１４を接続する（接状態とする）ときに、上級の制御フローより呼ばれてスタートする制御フローである。図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、作動油Ｏの温度Ｔをエンジンクラッチ１４の動作制御用のセンサにより検出するとともに、エンジンクラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅを算出する。エンジンクラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅの算出方法は、上記した方法と同様であるので、ここでは説明を省略する。ステップＳ１０の制御を実施後、ステップＳ２０に進む。
【００３４】
ステップＳ２０にて、ステップＳ１０で検出した作動油Ｏの温度Ｔに基づいて許容回転数αを設定する。この許容回転数αの設定は、上述したように、例えば、図３に示すような制御マップを用いて行う。ステップＳ２０の制御を実施後、ステップＳ３０に進む。
【００３５】
ステップＳ３０にて、ステップＳ１０で算出した回転数差ΔＮｅが、ステップＳ２０で設定した許容回転数α以下であるか否かを判定する。回転数差ΔＮｅが許容回転数α未満である場合（ＮＯ）には、予め設定した制御時間を経過後、再度ステップＳ３０の判定を行う。一方、回転数差ΔＮｅが許容回転数α以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４０に進み、ステップＳ４０にて、エンジンクラッチ１４の接続を開始する。そして、ステップＳ４０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００３６】
以上のように、上記のハイブリッド車両を基にした、本発明のハイブリッド車両の制御方法は、車両走行用の動力源であるエンジン１０とモータージェネレーター２１の間に作動油Ｏを動力源とする湿式多板クラッチ１４を備えて、この湿式多板クラッチ１４の断接状態をエンジン１０の運転状態に基づいて切り替えるハイブリッド車両の制御方法において、湿式多板クラッチ１４を接状態とするときに、作動油Ｏの温度Ｔに基づいて許容回転数αを予め設定して、湿式多板クラッチ１４の入出力軸の回転数差ΔＮｅがこの設定した許容回転数α以下となってから湿式多板クラッチ１４の接続を開始することを特徴とする方法となる。
【００３７】
本発明のハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法によれば、エンジン１０の運転状態に基づいて湿式多板クラッチ１４を接続する（接状態とする）ときに、湿式多板クラッチ１４の接続を開始する回転数（許容回転数）αを作動油Ｏの温度Ｔに基づいて設定するので、湿式多板クラッチ１４の高温化を抑制することができ、湿式多板クラッチ１４の焼き付きを防止することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  エンジン
１１  エンジン本体
１４  エンジンクラッチ（湿式多板クラッチ）
２０  ハイブリッドシステム
２１  モータージェネレーター
２２ａ  エンジンクラッチの入力軸
２２ｂ  エンジンクラッチの出力軸
７０  制御装置
Ｏ  作動油
Ｔ  作動油の温度
Ｔ１  設定温度
ΔＮｅ  エンジンクラッチの入出力軸の回転数差
α  許容回転数
α１  第１回転数
α２  第２回転数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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