(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン及びモータの駆動源側と変速機側との間にクラッチが配置されたハイブリッド車両であって、モータにより電動コンプレッサへの電力供給が可能である構成において、変速時におけるクラッチ回転数差を抑え、クラッチの劣化及び変速後のドライブフィーリングの悪化を防ぐことができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】車両ＥＣＵが、変速ギヤの切り替え直後Ｓ１に、エンジン回転数とクラッチ回転数との差からクラッチの回転数差を算出しＳ２、当該回転数差が第１の閾値より大きい場合にはＳ４、モータによる電動コンプレッサの作動に要する発電トルクを減少させるようモータ発電トルクを補正するＳ４。【選択図】図２
2017119492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてエンジン及び電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動機に電力を供給可能であるとともに、前記電動機により発電した電力を蓄電可能なバッテリと、
複数の変速ギヤを有し、前記駆動源からの駆動力を変速して出力する変速機と、
前記駆動源から前記変速機への駆動力の断接を行うクラッチと、
前記バッテリの電力及び前記電動機で発電された電力の少なくともいずか一方が供給されて駆動する電動コンプレッサと、
前記変速機の変速制御を行い、前記クラッチの接続制御を行った直後に、前記クラッチの駆動源側と変速機側との回転数差を算出する回転数差算出手段と、
前記回転数差算出手段により検出される前記クラッチの回転数差が第１の閾値より大きい場合に、前記電動機による前記電動コンプレッサの作動に要する発電トルクを減少させる発電トルク抑制制御を実行する電動機制御手段と、
を備えるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記電動機制御手段は、前記回転数差算出手段により検出される前記クラッチの回転数差が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満となったときに前記発電トルク抑制制御を終了する請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
さらに車両の減速度を検出する減速度検出手段を備え、
前記電動機制御手段は、前記閾値を前記減速度検出手段により検出される減速度に応じて設定する請求項１又は２記載の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、ハイブリッド車両の制御装置に係り、詳しくは、冷凍機等が架装され、エンジン及びモータがクラッチを介して変速機と接続されているハイブリッド冷凍車の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍機等の架装機器を架装した車両では、エンジンの動力を用いて冷凍機用のコンプレッサを駆動させていた。近年は、走行駆動源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド車両に冷凍機を架装した車両も開発されている。このような車両の場合、冷凍機用のコンプレッサを電動コンプレッサとして、走行用のバッテリ及びモータの発電から当該電動コンプレッサに電力供給を行っている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、エンジンによって駆動する通常コンプレッサと、バッテリ及びモータ（電動機）からの電力供給により駆動する電動コンプレッサとを有する冷凍装置を搭載するハイブリッド車両が開示されている。特許文献１に記載のハイブリッド車両は、エンジンがクラッチを介してモータ及び変速機に接続されており、エンジンを用いての走行中に変速を行う場合、クラッチを一旦切断して、変速機の変速ギヤを切り替えた後、再度クラッチを接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような構成のハイブリッド車両であれば、変速後のクラッチ接続時に、エンジン回転数を制御することで、クラッチのエンジン側と駆動輪側との回転数合わせを容易に行うことができる。
【０００６】
しかしながら、ハイブリッド車両の構成はこのような構成に限られず、エンジンとモータとが直結されており、エンジン及びモータからなる駆動源側と、変速機側との間にクラッチが介装された構成のハイブリッド車両もある。
【０００７】
このような構成のハイブリッド車両において、例えばモータが冷凍機用の電動コンプレッサへの電力供給のため発電を行っていると、このモータ発電トルクがエンジンの負荷となる。したがって、この場合、クラッチの入力側はモータのトルク変動の影響を受けることになるため、変速機の変速時に駆動源側と変速機側との間で大きな回転数差が生じるおそれがある。具体的には、変速においてシフトダウンを行い、クラッチを接続すると、エンジンは回転合わせ用の正トルクは出力しなくなる。このときモータ発電トルクが発生した場合、駆動源の負トルクが大きくなるため、駆動源側と変速機側との間で回転数差が生じる要因となる。ここで、クラッチが湿式クラッチである場合、大きな回転数差が生じ、過大な摩擦力によるクラッチの劣化やトルク変動によるドライブフィーリングの悪化等を招く。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジン及びモータの駆動源側と変速機側との間にクラッチが配置されたハイブリッド車両であって、モータにより電動コンプレッサへの電力供給が可能である構成において、変速時におけるクラッチ回転数差を抑え、クラッチの劣化及び変速後のドライブフィーリングの悪化を防ぐことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【００１０】
（１）本適用例に係るハイブリッド車両の制御装置は、駆動源としてエンジン及び電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記電動機に電力を供給可能であるとともに、前記電動機により発電した電力を蓄電可能なバッテリと、複数の変速ギヤを有し、前記駆動源からの駆動力を変速して出力する変速機と、前記駆動源から前記変速機への駆動力の断接を行うクラッチと、前記バッテリの電力及び前記電動機で発電された電力の少なくともいずか一方が供給されて駆動する電動コンプレッサと、前記変速機の変速制御を行い、前記クラッチの接続制御を行った直後に、前記クラッチの駆動源側と変速機側との回転数差を算出する回転数差算出手段と、前記回転数差算出手段により検出される前記クラッチの回転数差が第１の閾値より大きい場合に、前記電動機による前記電動コンプレッサの作動に要する発電トルクを減少させる発電トルク抑制制御を実行する電動機制御手段と、を備える。
【００１１】
（２）本適用例に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記（１）において、前記電動機制御手段は、前記回転数差算出手段により検出される前記クラッチの回転数差が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満となったときに前記発電トルク抑制制御を終了する。
【００１２】
（３）本適用例に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記（１）又は（２）において、さらに車両の減速度を検出する減速度検出手段を備え、前記電動機制御手段は、前記閾値を前記減速度検出手段により検出される減速度に応じて設定する。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段を用いる本発明によれば、エンジン及びモータ（電動機）の駆動源側と変速機側との間にクラッチが配置されたハイブリッド車両であって、モータにより電動コンプレッサへの電力供給が可能である構成において、変速時におけるクラッチ回転数差を抑え、クラッチの劣化及び変速後のドライブフィーリングの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を備えたハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】本実施形態のＥＣＵにより実行される発電トルク抑制制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】発電トルク抑制制御を実行した場合と実行しなかった場合の各種運転状態の推移を示すタイムチャートである。
【図４】減速度に応じて第１閾値及び第２閾値を設定するマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１は本実施形態の制御装置が搭載されたハイブリッド車両を示す概略構成図である。
【００１７】
図１に示す車両１は、走行用の駆動源としてエンジン２及びモータ３を備えるハイブリッド車両のトラックである。エンジン２はディーゼルエンジンであり、モータ３は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。エンジン２とモータ３とは直結された関係にあり、エンジン２の出力軸がモータ３の回転軸をなしている。そしてこれらエンジン２及びモータ３からなる駆動源の出力軸はクラッチ４を介して変速機５と接続されている。また、図示はされないが、エンジン２とモータ３とは直結されておらず、例えば、エンジン２の出力軸にベルトを介してモータ３が連結されていてもよい。
【００１８】
クラッチ４は湿式クラッチであり、入力側クラッチ４ａがエンジン２及びモータ３の出力軸と接続され、出力側クラッチ４ｂが変速機５の入力軸と接続されており、当該入力側クラッチ４ａと出力側クラッチ４ｂとが断接されることで、駆動源から変速機への駆動力の断接を行う。
【００１９】
変速機５は複数の変速ギヤを有し、クラッチ４の断接操作とともに変速ギヤの切換操作を自動化した自動変速機である。なお、クラッチ４及び変速機５の構成はこれに限るものではなく、例えば、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機としてもよい。
【００２０】
変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。
【００２１】
モータ３にはインバータ・コンバータ（以下、単にインバータという）１０を介して走行用のバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１は例えばリチウムイオンバッテリであり、当該バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給される。また、エンジン２の動力を用いてモータ３が発電機として作動する場合や、例えばクラッチ４が接続された状態での車両１の減速時や降坂路での走行時（いわゆる回生走行時）に、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する場合には、モータ３により発電された交流電力がインバータ１０により直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。
【００２２】
このように構成される車両１は、エンジン２及びモータ３の一方または両方の駆動力がクラッチ４の接続時に限って変速機５を介して駆動輪９側に伝達される。クラッチ４の切断時には、エンジン２及びモータ３は車両１の駆動源としては機能しなくなる一方で、エンジン２によりモータ３を発電機として作動させて発電を行うことが可能である。
【００２３】
また、車両１は冷凍機２０が架装された冷凍車であり、車両１には冷凍機２０用の電動コンプレッサ２１が設けられている。電動コンプレッサ２１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介して、インバータ１０及びバッテリ１１と接続されている。したがって、電動コンプレッサ２１には、モータ３が発電し、インバータ１０により変換された電力、及びバッテリ１１に蓄えられた電力の一方又は両方が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２により降圧されて供給されて、駆動する。電動コンプレッサ２１は、冷凍機２０の冷凍回路に含まれており、冷凍回路を循環する冷媒を圧縮するよう駆動する。
【００２４】
また、車両１には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えた車両ＥＣＵ（制御ユニット）３０が搭載されている。
【００２５】
車両ＥＣＵ３０の入力側には、エンジン回転数センサ３１、クラッチ回転数センサ３２、及び車両１の加減速度を検出する加速度センサ３３などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。クラッチ回転数センサ３２は、出力側クラッチ４ｂの回転数を検出するセンサである。なお、入力側クラッチ４ａの回転数はエンジン回転数センサ３１により検出されるエンジン回転数から検出可能である。
【００２６】
また、車両ＥＣＵ３０の出力側には、エンジン２、インバータ１０、クラッチ４を断接操作するアクチュエータ、変速機５を変速操作するアクチュエータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２などが接続されている。なお、車両に搭載される制御ユニットは、車両ＥＣＵ３０に限られず、例えばエンジン制御用のエンジンＥＣＵ、インバータ制御用のインバータＥＣＵ、変速機制御用の変速機ＥＣＵ、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ等の各種ＥＣＵが搭載されており、これら各ＥＣＵを介してエンジン２、モータ３、変速機５、バッテリ１１、及び電動コンプレッサ２１等の制御が可能である（電動機制御手段）。
【００２７】
そして、車両ＥＣＵ３０は、運転者によるアクセル操作量及びエンジン回転数、バッテリ１１のＳＯＣ（State Of Charge）等に基づき車両１の走行を制御するとともに、冷凍機２０の管理も行う。
【００２８】
例えば車両ＥＣＵ３０は、変速時には、クラッチ４を一旦切断し、変速機５の変速ギヤを切り替えた後、クラッチ４を再び接続させる。さらに、車両ＥＣＵ３０は、この変速時において変速ギヤを切り替えてからクラッチ４を接続させる際のクラッチ４の回転数合わせのため、入力側クラッチ４ａと出力側クラッチ４ｂとの回転数差を算出し（回転数差算出手段）、当該回転数差に応じてモータ３の発電トルクを抑制する発電トルク抑制制御を行う。
【００２９】
ここで、図２を参照すると車両ＥＣＵ３０が実行する発電トルク抑制制御ルーチンが示されており、以下同フローチャートに沿って、発電トルク抑制制御について詳しく説明する。
【００３０】
ステップＳ１において、車両ＥＣＵ３０は、変速機５において変速ギヤの切り替え制御（シフトダウン制御）が行われた後、クラッチ４を非係合状態から係合状態とする接続制御が実施された直後であるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち変速時以外の場合は当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちクラッチ４を切断し、変速機５の変速ギヤを切り替えてクラッチ接続制御を実施後、所定時間内である場合は、次のステップＳ２に進む。ここで、クラッチ４が非係合状態であるとの判断は、各種パラメータ等により推定判断してもよいし、センシングにより判断してもよい。
【００３１】
ステップＳ２において、車両ＥＣＵ３０は、エンジン回転数センサ３１により検出されるエンジン回転数Ｎｅと、クラッチ回転数検出手段により検出されるクラッチ回転数Ｎｃとの回転数差Ｄｃ（＝Ｎｅ−Ｎｃ）、つまり、クラッチ４の入力側クラッチ４ａと出力側クラッチ４ｂの回転数差Ｄｃを算出する。
【００３２】
そして、ステップＳ３において、車両ＥＣＵ３０はクラッチ４の回転数差Ｄｃの絶対値が予め定めた第１閾値Ｄｔ１以上であるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、回転数差が小さく、ショックやクラッチ劣化を加速させる事はないと判断し、当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちクラッチ４の回転数差Ｄｃが大きい場合には、ステップＳ４に進む。
【００３３】
ステップＳ４において、車両ＥＣＵ３０はモータ発電トルクの補正を行う。
【００３４】
詳しくは、モータ発電トルクの補正は、まずクラッチ４の回転数差を上記ステップＳ２にて算出したクラッチ４の回転数差Ｄｃから第１閾値Ｄｔ１未満とするに要するモータ発電トルクの減少分ΔＴｍをＰＩＤ制御に基づき算出する。そして、現在モータ３が電動コンプレッサ２１のために発生させているモータ発電トルクＴｍ_currentからΔＴｍ分減らした補正後のモータ発電トルクＴｍ_correct（＝Ｔｍ−ΔＴｍ）を算出し、算出した補正後のモータ発電トルクＴｍ_correctでモータ３を駆動する。現在モータ３が発生させているモータトルクＴｍ_currentは、例えば、インバータＥＣＵから取得可能なモータ回転数、モータ効率、及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２の変換効率等の情報に基づき算出可能である。
【００３５】
続くステップＳ５において、車両ＥＣＵ３０は補正後のモータ発電トルクＴｇ_correctで発生するモータ発電電力Ｅｍ_correctが電動コンプレッサ２１に要求されている駆動電力（以下、コンプレッサ駆動電力Ｅcompという）以上であるか否かを判別する。つまり、ステップＳ５では、補正後のモータ発電トルクＴｍ_correctによるモータ発電電力Ｅｍ_correctのみで電動コンプレッサ２１を駆動させることができるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、ステップＳ６に進み、当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合はそのままステップＳ７に進む。
【００３６】
ステップＳ６では、補正後のモータ発電電力Ｅｍ_correctのみではコンプレッサ駆動電力Ｅcompに対し不足するため、車両ＥＣＵ３０はＤＣ−ＤＣコンバータ２２により、この不足分の電力をバッテリ１１で電力補助するよう制御し、ステップＳ７に進む。
【００３７】
ステップＳ７において、車両ＥＣＵ３０は再度エンジン回転数Ｎｅとクラッチ回転数Ｎｃとの回転数差Ｎｃを算出する。
【００３８】
また、ステップＳ８において、車両ＥＣＵ３０は加速度センサ３３により検出される車両１の減速度が所定減速度以上であるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち車両１が比較的急減速を行っている場合はステップＳ９に進む。
【００３９】
ステップＳ９では、第２閾値Ｄｔ２の値をＤｔ２ａに設定する。
【００４０】
一方、上記ステップＳ８の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち車両１が減速を行っていない場合や、所定減速度より緩い減速を行っている場合は、ステップＳ１０に進む。
【００４１】
ステップＳ１０では、第２閾値Ｄｔ２の値をＤｔ２ｂに設定する。第２閾値Ｄｔ２は、モータ発電トルクの補正の終了を判定するための閾値であり、第１閾値Ｄｔ１よりも低い値である。本実施形態では、第２閾値Ｄｔ２として、値Ｄｔ２ａ及び値Ｄｔ２ｂを設定可能であり、値Ｄｔ２ａの方が値Ｄｔ２ｂよりも高い値に設定されている。つまり、Ｄｔ１＞Ｄｔ２ａ＞Ｄｔ２ｂという関係にある。
【００４２】
そして、ステップＳ９またはステップＳ１０にて第２閾値Ｄｔ２の値が設定された後、ステップＳ１１において車両ＥＣＵ３０は、ステップＳ７にて算出した回転数差Ｄｃの絶対値が第２閾値Ｄｔ２未満であるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち未だクラッチ４の回転数差が第２閾値Ｄｔ２よりも大きい場合は、ステップＳ４に戻り、再度モータ発電トルクの補正を行う。一方、当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ１２に進む。
【００４３】
ステップＳ１２において、車両ＥＣＵ３０はモータ発電トルクの補正を終了し、通常のモータ発電トルクに戻す。
【００４４】
ここで図３を参照すると以上のような発電トルク抑制制御を実行した場合と実行しなかった場合の車速、エンジン回転数、クラッチ回転数、変速段、モータ発電トルクの推移を示すタイムチャートが示されており、以下同図に基づき説明する。
【００４５】
図３では、車両１において変速を伴う加速及び減速を示しており、実線が上述した発電トルク抑制制御を実行した場合、点線が発電トルク抑制制御を実行しなかった場合を示している。
【００４６】
図３のｔ１時点及びｔ２時点は車両１の加速時であり、高い変速ギヤへの切り替え、即ちシフトアップを行っている。シフトアップ時のクラッチ４の回転数合わせでは、エンジン２は正のトルクを生じさせる必要はないことからモータ発電トルクがエンジン２の負荷にはならず回転数差は生じにくいことから、発電トルク抑制制御も行われない。
【００４７】
一方、ｔ３時点、ｔ４時点は車両１の減速時であり、低い変速ギヤへの切り替え、即ちシフトダウンを行っている。シフトダウン時は、エンジン２は正のトルクを生じさせるのに対し、クラッチ接続直後は、エンジン２から生じるトルクおよびモータ発電トルクは負のトルクとなる。このため、発電トルク抑制制御を行わなければ、ｔ３時点の変速時には、点線で示されているように、エンジン回転数の落ち込みが生じる。
【００４８】
これに対して、実線で示されているように、本実施形態の車両ＥＣＵ３０は、エンジン回転数が落ち込み、クラッチ回転数との回転数差が大きくなると、発電トルク抑制制御によりモータ発電トルクの補正を行うことで、モータの発電トルクを一時的に減少させる。これによりエンジン２にかかる負荷が軽減され、エンジン回転数の落ち込みが抑えられる。
【００４９】
このように変速時にクラッチ４の回転数差が大きくなるような場合に、モータ発電トルクを減少させることで、回転数差を抑えることができ、過大な摩擦力によるクラッチ４の劣化及び変速時のトルク変動によるドライブフィーリングの悪化を防ぐことができる。
【００５０】
また、発電トルク抑制制御では、モータ発電トルクの補正を開始するための第１閾値Ｄｔ１に対して、モータ発電トルクの補正を終了するための第２閾値Ｄｔ２の方が低い値であることで、モータ発電トルクの補正のハンチングを防ぐことができる。
【００５１】
さらに、第２閾値Ｄｔ２に関しては、減速度が大きいほどクラッチ４の回転数差が生じる時間が短くなることから、減速度に応じて大小２種類の値Ｄｔ２ａ、Ｄｔ２ｂを設定可能とし、車両の運転状態に合わせた適切な時期にモータ発電トルクの補正を終了させることができる。これにより、無駄なモータ発電トルクの補正が抑制され、バッテリからの電力補助も最小限に抑えることができる。
【００５２】
以上のことから本実施形態によれば、エンジン２及びモータ３の駆動源側と変速機側との間にクラッチ４が配置されたハイブリッド車両であって、モータ３により電動コンプレッサ２１への電力供給が可能である構成において、変速時におけるクラッチ回転数差を抑え、クラッチ４の劣化及び変速後のドライブフィーリングの悪化を防ぐことができる。
【００５３】
以上で本発明に係る実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００５４】
例えば上記実施形態の車両１は冷凍機が架装された冷凍車であるが、本発明を適用可能な車両は冷凍車に限られず、走行用のモータ及びバッテリにより電力供給可能な電動コンプレッサを備える車両であればよく、上記実施形態の冷凍機に代えて冷蔵機を備える冷蔵車等であってもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、第１閾値Ｄｔ１については、固定値として説明しているが、当該第１閾値についても第２閾値Ｄｔ２のように減速度に応じて複数の値を設定してもよい。また、図４に示すようなマップに基づき、第１閾値及び第２閾値を減速度に応じて設定してもよい。また第１閾値及び第２閾値は、減速度だけでなく、車速、変速ギヤ段等に応じて設定してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  車両
２  エンジン
３  モータ（電動機）
４  クラッチ
４ａ  入力側クラッチ
４ｂ  出力側クラッチ
５  変速機
１０  インバータ
１１  バッテリ
２０  冷凍機
２１  電動コンプレッサ
２２  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０  車両ＥＣＵ（回転数差算出手段、電動機制御手段）
３１  エンジン回転数センサ
３２  クラッチ回転数センサ
３３  加速度センサ
【図１】
2017119492.tif 000003
【図２】
2017119492.tif 000004
【図３】
2017119492.tif 000005
【図４】
2017119492.tif 000006