JP2004208445A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータと駆動軸との間のクラッチを遮断する際に、走行駆動力の変化を減少させるとともにクラッチを遮断するタイミングを高速域に設定し、さらにモータの過熱を防止する。
【解決手段】ハイブリッド車両の増速時、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達する以前に、車速Ｖに基づいて第１モータの駆動力を徐々に減少させ、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であるときに第１モータの駆動力を０にする。車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であることを少なくとも１つの条件として第１モータが接続されている第３クラッチを遮断する。
【選択図】図３
【解決手段】ハイブリッド車両の増速時、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達する以前に、車速Ｖに基づいて第１モータの駆動力を徐々に減少させ、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であるときに第１モータの駆動力を０にする。車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であることを少なくとも１つの条件として第１モータが接続されている第３クラッチを遮断する。
【選択図】図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータにより駆動軸が駆動されて走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、特に、モータと駆動軸との間にクラッチを有し、車両の状態に応じて該クラッチを接続および遮断するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、内燃機関であるエンジンと電動のモータとを組み合わせて車輪を駆動するハイブリッド車両が開発されている。ハイブリッド車両は、走行状態に応じて、エンジン単体でのエンジン走行モード、モータ単体でのモータ走行モード、エンジン走行時にモータによってエンジンの出力補助を行うモータアシスト走行モード、モータで発電を行ってバッテリに充電しながら走行する発電走行モード等、モード切り替えを行いながら走行している。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてモータがエンジンを適切にアシストすることによって、燃料消費量や排出ガス量が低減される。モータの駆動力は、例えば、クラッチを介して駆動軸に伝達されている。
【０００３】
モータの減速比は、高い駆動力をうるために大きく設定されており、高速走行時にはモータの回転数が極めて高くなる。従って、モータの過熱を防ぐとともに耐久性を向上させるために、車速が所定値以上となるときにはクラッチを遮断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この場合、クラッチを遮断する速度付近で走行を行うとクラッチの接続および遮断が頻繁に繰り返されることとなり、クラッチの耐久性を損なうとともに搭乗者に違和感を与えることになる。これを防ぐために、クラッチの接続および遮断にヒステリシス特性をもたせた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この技術によれば、クラッチの接続および遮断のショックを相当に防止でき、それによりクラッチの構造の簡略化、クラッチ容量の低減および耐久性の向上を図ることができて好適である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３３５０７号公報（第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１６０５４１号公報（段落［００４３］〜［００４６］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、所定の速度においてクラッチを遮断する際には、モータは多少の駆動力を発生しており、この駆動力はクラッチを介して駆動軸に伝達されている。従って、クラッチを遮断したときには走行駆動力が多少変化することが避けられず、搭乗者に違和感を与えることになる。
【０００８】
また、クラッチを遮断する際の駆動力を強制的に抑制するようにすると、十分な駆動力を確保することと、ヒステリシス特性との両立が困難である。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、エンジンおよびモータを有するハイブリッド車両において、モータと駆動軸との間に設けられたクラッチを遮断する際に、走行駆動力の変化を減少させるとともにクラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することを可能にし、さらにモータやインバータ等の過熱を防止することを可能にするハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前後軸の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記モータの駆動力を制御する駆動力制御部と、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、を有し、前記ハイブリッド車両の増速時、前記駆動力制御部は、前記車速に基づいて前記モータの駆動力を徐々に減少させ、前記車速が所定の車速閾値に達したときに前記モータの駆動力を０にし、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記車速閾値を超えたことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１１】
このように、クラッチを遮断する前にモータの駆動力を０にすることにより、クラッチを遮断する際に走行駆動力の変化を減少させることができる。
【００１２】
この場合、前記モータを駆動する駆動回路と、前記モータに電力を供給するバッテリと、を有し、前記車速閾値は、第１車速閾値およびそれより大きい第２車速閾値からなり、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの状態に基づいて前記クラッチを遮断し、前記車速が前記第２車速閾値以上であるとき、前記状態に係ることなく前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項２記載の発明）。
【００１３】
このように、モータ、駆動回路および／またはバッテリの状態に基づいてクラッチを遮断することにより、クラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することを可能にし、さらにモータの過熱を防止することができる。また、モータの定格回転数から第２車速閾値を設定し、該第２車速閾値でクラッチを遮断することにより、モータの過熱を確実に防ぐことができる。
【００１４】
また、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、タイマ機能部と、を有し、前記タイマ機能部は、前記車速が前記第１車速閾値に達したときに計時を開始し、前記クラッチ制御部は、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度、並びに、前記車速に基づいて前記クラッチの遮断時間を設定し、前記タイマ機能部による計測時間が、前記遮断時間に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項３記載の発明）。
【００１５】
このように、モータ、駆動回路および／またはバッテリの温度、並びに、車速に基づいてクラッチを遮断する時間を設定することにより、柔軟な時間設定が可能であり、温度または車速が変化したときにも確実にクラッチを遮断し、モータ、駆動回路および／またはバッテリを保護することができる。
【００１６】
さらに、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記ハイブリッド車両が安定走行していることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項４記載の発明）。これにより、高速走行時におけるモータ非作動時の不要な引きずり損失を減らすことで燃費を向上させることができる。
【００１７】
前記ハイブリッド車両の安定走行は、所定時間あたりの車速の変化が所定値以下の場合とすると、安定走行を簡便かつ確実に判定することができる（請求項５記載の発明）。
【００１８】
さらにまた、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、タイマ機能部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が所定温度以上の状態で、かつその状態が所定時間連続していることが前記タイマ機能部によって検出されたことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項６記載の発明）。
【００１９】
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部に基づいて算出された温度変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項７記載の発明）。
【００２０】
このようにモータ、駆動回路および／またはバッテリの温度に基づいてクラッチを遮断することにより、これらのモータ、駆動回路およびバッテリの過熱を防止することができる。
【００２１】
また、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリが所定の稼動開始温度以上であるときに前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの冷却を行う冷却デバイスと、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が、前記稼動開始温度より低温の閾値温度以下であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項８記載の発明）。
【００２２】
さらに、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータの発熱量を算出し、該発熱量の累積加算値が所定の熱量閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項９記載の発明）。
【００２３】
このように発熱量を算出することによって、温度検出部を省略することができる。
【００２４】
さらにまた、前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量が設定された第１電力残量閾値以下、または、前記第１電力残量閾値より大きい第２電力残量閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１０記載の発明）。
【００２５】
前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量の変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１１記載の発明）。
【００２６】
このように、バッテリの電力残量に基づいてクラッチを遮断することにより、バッテリの過放電を防ぐことができる。
【００２７】
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記車速が前記第１車速閾値以上となっている時間を計測し、該時間が所定の時間閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１２記載の発明）。
【００２８】
このように、所定の時間閾値に基づいてクラッチを遮断することにより、他の条件が成立しない場合であっても、確実にクラッチを遮断することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１５を参照しながら説明する。本実施の形態に係る駆動制御装置１０は、ハイブリッド車両１２に適用される。
【００３０】
図１に示すように、ハイブリッド車両１２は四輪駆動車であり、内燃機関であるエンジン１４と、バッテリ１５から供給される電力によって回転する第１モータ１６、第２モータ１８と、これらのエンジン１４、第１モータ１６、第２モータ１８等を集中的に管理および制御するメインＥＣＵ（クラッチ制御部、Electric Control Unit）２０とを有する。メインＥＣＵ２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、入出力インターフェース、タイマ等からなるマイクロコンピュータ（図示せず）であり、ＲＯＭに記録されたプログラム、マップおよびデータ等に従って処理を行う。メインＥＣＵ２０は、プログラムの変更によって種々の動作が可能である。
【００３１】
また、ハイブリッド車両１２は、第１モータ１６および第２モータ１８の電力制御を行う第１および第２ＰＤＵ（駆動回路、Power Drive Unit）２２、２４と、エンジン１４および第２モータ１８によって駆動される前輪２６ａと、第１モータ１６によって駆動される後輪２６ｂとを有する。第１ＰＤＵ２２および第２ＰＤＵ２４は、それぞれ第１モータ１６および第２モータ１８に供給する電流値を検出する機能を有する。
【００３２】
エンジン１４と第２モータ１８は共通の駆動軸２８に接続されており、オイルポンプ３２、第１クラッチ３４、プーリ機構３６、第２クラッチ３８、ギア機構４０および第１ディファレンシャルギア４２を介して前輪２６ａを駆動する。第１モータ１６は第３クラッチ４６、駆動軸４７およびディファレンシャルギア４８を介して後輪２６ｂを駆動する。
【００３３】
第１モータ１６および第２モータ１８は、第１ＰＤＵ２２、第２ＰＤＵ２４の制御下に発電機としても作用する。すなわち、第２モータ１８は、エンジン１４または前輪２６ａから駆動力を受けて発電を行い、バッテリ１５に充電することができ、第１モータ１６は後輪２６ｂから駆動力を受けて回生を行い、バッテリ１５に充電することができる。
【００３４】
また、前輪２６ａおよび後輪２６ｂには、車速Ｖを検出する車速センサ５０が設けられておりメインＥＣＵ２０に接続されている。
【００３５】
バッテリ１５の電圧はダウンバータ（Ｄ・Ｖ）５１ａで１２［Ｖ］に降圧され、１２Ｖ電源制御部５１ｂを介してファン（冷却デバイス）７５ａ、７５ｂに供給される。
【００３６】
図２に示すように、駆動制御装置１０は、メインＥＣＵ２０を含み、バッテリ１５の制御を行うバッテリＥＣＵ（電力残量検出部）５２と、第２ＰＤＵ２４を介して第２モータ１８の制御を行うフロントモータＥＣＵ５４と、第１ＰＤＵ２２を介して第１モータ１６の制御を行うリアモータＥＣＵ５６と、ＤＢＷ（Drive By Wire）ドライバ５８を介してスロットル開度を制御するスロットルＥＣＵ６０と、燃料噴射量を制御する燃料噴射ＥＣＵ６２と、第３クラッチ４６の接続および遮断を行うクラッチドライバ６４と、プーリ機構３６の制御を行う無段変速機ＥＣＵ６６とを有する。第３クラッチ４６には、接続および遮断の検出を行うクラッチスイッチ６８が設けられ、クラッチドライバ６４に接続されている。
【００３７】
バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ１５に設けられた３つのセンサ、すなわち電流センサ７０、電圧センサ７２および温度センサ７４に接続されている。電流センサ７０はバッテリ１５への充放電の電流Ｉｂを計測する。電圧センサ７２はセル室の電圧Ｖｂを計測する。温度センサ７４はバッテリ１５の、例えば、セル室内の温度Ｔｂを計測する。
【００３８】
バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ１５の電圧値または充放電量の積分値によってバッテリ１５の電力残量ＳＯＣを算出する機能を有する。電力残量ＳＯＣは０〜１００［％］の数値で表され、０［％］のときにはバッテリ１５が完全な放電状態または未充電状態であり、１００［％］のときには定格充電状態である。
【００３９】
第１モータ１６および第１ＰＤＵ２２の近傍にはファン７５ａおよび７５ｂが設けられており、所定の稼動開始温度Ｔｆ以上であるときにファン７５ａ、７５ｂを回転させる。
【００４０】
燃料噴射ＥＣＵ６２には、カムシャフト回転角の検出を行うＴＤＣ（Top DeadCenter）センサ７６と、吸入空気圧力の検出を行うＭＡＰセンサ７８と、吸入空気温度の検出を行うＴＡ（Temperature of Air）センサ８０と、エンジン水温の検出を行う水温センサ８２と、エンジン油温の検出を行う油温センサ８４と、ブレーキ用マスターパワー負圧の検出を行うＭ・Ｐ（Master Power）モニタ８６とが接続されている。また、燃料噴射ＥＣＵ６２には、エンジン１４の各気筒部燃料噴射用アクチュエータであるインジェクタ８８と、各気筒部燃料点火用アクチュエータである点火プラグ９０と、気筒休止切替用に使用される休筒ソレノイド９２とが接続されている。
【００４１】
無段変速機ＥＣＵ６６には、ドライブプーリ側の回転数の検出を行うＤＲ回転センサ９４と、ドリブン側の回転数の検出を行うＤＮ回転センサ９６と、シフトレバーのポジション位置を検出するシフトポジションスイッチ９８とが接続されている。また、無段変速機ＥＣＵ６６には、ドライブプーリ位置決め用のＤＲリニアソレノイド１００と、ドリブンプーリ位置決め用のＤＮリニアソレノイド１０２と、第１クラッチ３４の接続および遮断を行う第１クラッチソレノイド１０４と、第２クラッチ３８の接続および遮断を行う第２クラッチソレノイド１０６とが接続されている。
【００４２】
さらに、メインＥＣＵ２０には、アクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ１０８と、スロットル開度を検出するスロットルセンサ１１０と、前記の車速センサ５０と、ブレーキのオン・オフを検出するブレーキスイッチ１１４とが接続されている。
【００４３】
第１モータ１６には温度Ｔｍを検出するモータ温度センサ１１６が設けられており、第１ＰＤＵ２２には温度Ｔｐを検出するＰＤＵ温度センサ１１８が設けられている。モータ温度センサ１１６およびＰＤＵ温度センサ１１８はそれぞれリアモータＥＣＵ５６に接続されている。
【００４４】
モータ温度センサ１１６、ＰＤＵ温度センサ１１８および前記の温度センサ７４は、熱的最弱部または該熱的最弱部の温度を推定可能な箇所に設けるとよい。例えば、モータ温度センサ１１６は第１モータ１６の巻線温度を検出し、ＰＤＵ温度センサ１１８は半導体素子のオンチップセンサとするとよい。なお、モータ温度センサ１１６、ＰＤＵ温度センサ１１８の検出結果である温度データはメインＥＣＵ２０へも供給される。
【００４５】
第１モータ１６が発生する駆動力の特性は、図３のモータ特性線２００および２０２で示すように、車速Ｖと略反比例の関係にある。また、第１モータ１６は、発熱等の関係から、車速Ｖが車速閾値Ｖ２以上であるときには第３クラッチ４６を遮断することが好ましい。このとき、第１モータ１６の特性上、駆動力は比較的小さい力Ｐ０を発生しうる。車速閾値Ｖ２は、第１モータ１６の定格回転数から設定される。
【００４６】
次に、このように構成される駆動制御装置１０の作用について説明する。
【００４７】
まず、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第１のプログラムに基づいて行う処理の作用について図４を参照しながら説明する。この第１のプログラムおよび後述する第２〜第８のプログラムは、ＲＯＭに記録されており、ＣＰＵによって所定の微小時間毎に繰り返し実行される。また、第１〜第８のプログラムは、第３クラッチ４６を遮断するタイミングを制御するためのものであり、それ以外の処理、例えば、第３クラッチ４６を接続する処理は別のプログラムに基づいて行われる。
【００４８】
図４に示すように、最初のステップＳ１において、メインＥＣＵ２０に接続された各センサの検出値を読み取る。具体的には、車速Ｖ、電力残量ＳＯＣ、第１モータ１６の温度Ｔｍ、第１ＰＤＵ２２の温度Ｔｐ、バッテリ１５の温度Ｔｂおよび供給電流等のデータを読み取る。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、メインＥＣＵ２０は車速Ｖと所定の車速閾値Ｖ０（図３参照）とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ０より小さいときには今回の処理を終了し、車速Ｖが車速閾値Ｖ０より大きいときには次のステップＳ３へ移る。車速閾値Ｖ０は、車速閾値Ｖ２（Ｖ０＜Ｖ２）と比較的近い車速として設定されている。
【００５０】
ステップＳ３においては、車速Ｖと所定の車速閾値Ｖ１（Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２）とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ１より小さいときにはステップＳ４（駆動力制御部）へ移り、車速Ｖが車速閾値Ｖ１より大きいときにはステップＳ５へ移る。車速閾値Ｖ１は、車速閾値Ｖ０と車速閾値Ｖ２の間の値であり、車速閾値Ｖ０に近い車速として設定されている。
【００５１】
ステップＳ４、つまり、車速Ｖが車速閾値Ｖ０と車速閾値Ｖ１との間であるときには、車速Ｖに基づいて第１モータ１６の駆動力をモータ特性線２０２（図３参照）より減少させるようにする。すなわち、モータ特性線２０２より小さい駆動力の駆動力線２０４になるように設定する。この駆動力線２０４は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０と等しいときにモータ特性線２０２と一致し、車速Ｖが車速閾値Ｖ１と等しいときに駆動力が０となるように設定されており、車速閾値Ｖ０から車速閾値Ｖ１へ向かい徐々に減少するようになっている。また、駆動力線２０４は、モータ特性線２００と滑らかにつながっている。
【００５２】
このステップＳ４においては、タイマカウンタ（タイマ機能部）Ｉを０に初期化する。
【００５３】
ステップＳ４で第１モータ１６の駆動力を設定した後、このデータをリアモータＥＣＵ５６へ供給して第１モータ１６を制御させ、今回の処理を終了する。
【００５４】
次に、ステップＳ５において、車速Ｖと車速閾値Ｖ２とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ２より大きいときにはステップＳ８へ移り、車速Ｖが車速閾値Ｖ２より小さいときには次のステップＳ６へ移る。
【００５５】
ステップＳ６、つまり、車速Ｖが車速閾値Ｖ１と車速閾値Ｖ２との間であるときには、タイマカウンタＩを、Ｉ←Ｉ＋１としてカウントアップする。
【００５６】
次に、ステップＳ７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、今回の処理を終了し、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときには次のステップＳ８へ移る。
【００５７】
時間閾値Ｃ０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第３クラッチ４６が長時間接続状態とならないように、かつ、第３クラッチ４６の遮断・接続が頻繁に起こらないように適切な時間に設定されている。ステップＳ６およびＳ７で実行されるカウントアップおよび比較の処理はタイマ処理であり、この部分をプログラムによらず、適当な他のタイマに代行させてタイマ割り込みで処理してもよい。
【００５８】
ステップＳ８においては、クラッチドライバ６４に対して第３クラッチ４６を遮断する指令を供給する。これによってクラッチドライバ６４は第３クラッチ４６を遮断し、クラッチスイッチ６８により遮断したことを確認する。
【００５９】
このとき、第１モータ１６は駆動力が０となっているので、第３クラッチ４６を遮断しても走行駆動力に変化はなく、搭乗者に対して違和感を与えることがない。また、第３クラッチ４６により伝達される駆動力が０であるので、遮断時に滑りが生じることがなく第３クラッチ４６の耐久性が向上する。また、このステップＳ８は、車速Ｖが車速閾値Ｖ２より大きいときには必ず実行されるので、第１モータ１６の過熱を確実に防止できる。
【００６０】
ステップＳ８の処理が終了した後、今回の処理を終了する。
【００６１】
このように第１のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、時間閾値Ｃ０で示される時間が経過してから第３クラッチ４６を遮断するので、ハンチングの発生しない動作が可能である。また、車速Ｖが車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間で走行を続けている場合でも、タイマカウンタＩの機能によって、時間閾値Ｃ０で示される時間の経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。
【００６２】
第３クラッチ４６の接続中、第１ＰＤＵ２２は第１モータ１６の界磁電流制御を行っており、車速Ｖが高いほど温度上昇も激しいが、第３クラッチ４６を遮断することによって界磁電流制御を停止することができる。従って、温度上昇を防止するとともにバッテリ１５の電力消費を抑制することができる。
【００６３】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第２のプログラムに基づいて行う処理の作用について図５および図６を参照しながら説明する。図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理であり、ステップＳ１０８およびＳ１０９は前記のステップＳ７およびＳ８と同様の処理である。つまり、ステップＳ１０６とＳ１０８の間に挿入されたステップＳ１０７が異なる。
【００６４】
ステップＳ１０７においては、図６に示すマップ２０６を検索して時間閾値Ｃ０を決める。マップ２０６は、車速Ｖおよび温度Ｔｍをパラメータとした時間閾値Ｃ０が記録されたマップであり、車速Ｖおよび温度Ｔｍがそれぞれ高くなるほど小さい値となるように設定されている。
【００６５】
このように、マップ２０６に基づいて第３クラッチ４６を遮断する時間を設定することにより、柔軟な時間設定が可能であり、温度Ｔｍまたは車速Ｖが変化したときにも確実に第３クラッチ４６を遮断し、第１モータ１６を保護することができる。特に、温度Ｔｍまたは車速Ｖが急激に上昇したときには、時間閾値Ｃ０が非常に小さい値となって、その時点でタイマカウンタＩを下まわることとなり即時に第３クラッチ４６を遮断することができる。
【００６６】
また、マップ２０６は、車速Ｖまたは温度Ｔｍのどちらか一方だけをパラメータとするものでもよい。また、温度Ｔｍに代えて温度Ｔｂ（図２参照）または温度Ｔｐをパラメータとしてもよい。時間閾値Ｃ０は車速Ｖおよび温度Ｔｍをパラメータとした式により算出してもよい。
【００６７】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第３のプログラムに基づいて行う処理の作用について図７を参照しながら説明する。図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００６８】
ステップＳ２０５の処理後、ステップＳ２０６において、ハイブリッド車両１２がクルーズ走行（安定走行）しているか否かを判定する。クルーズ走行とは、ハイブリッド車両１２が所定時間以上にわたって等速走行をしており、かつ、アクセル開度変化が規定値以内となっていることであり、今回および前回に検出した車速Ｖの差ΔＶと、アクセル開度の差とに基づいて判定することができる。また、クルーズ走行は、単に、所定時間あたりの車速の変化が所定値以下の場合として判定してもよい。
【００６９】
ハイブリッド車両１２がクルーズ走行をしているときにはステップＳ２０７へ移り、クルーズ走行でないときには今回の処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ２０７においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００７１】
このように第３のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後にクルーズ判定を行うので、ハイブリッド車両１２の走行状態が安定しているときに第３クラッチ４６を遮断することができる。クルーズ走行状態においては、四輪駆動走行の必要がなく、むしろ燃費向上が望まれるので、第３クラッチ４６を遮断して高速走行時における第１モータ１６が非作動時の不要な引きずり損失を減らすことで燃費を向上させることができる。
【００７２】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第４のプログラムに基づいて行う処理の作用について図８を参照しながら説明する。図８のステップＳ３０１〜Ｓ３０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００７３】
ステップＳ３０５の処理後、ステップＳ３０６において、第１モータ１６の温度Ｔｍ、つまりモータ温度センサ１１６の検出値を所定の温度閾値θ１と比較し、温度Ｔｍが温度閾値θ１より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｍが温度閾値θ１より小さいときにはステップＳ３０７へ移る。
【００７４】
ステップＳ３０７においては、第１ＰＤＵ２２の温度Ｔｐを所定の温度閾値θ２と比較し、温度Ｔｐが温度閾値θ２より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｐが温度閾値θ２より小さいときにはステップＳ３０８へ移る。
【００７５】
ステップＳ３０８においては、バッテリ１５の温度Ｔｂを所定の温度閾値θ３と比較し、温度Ｔｂが温度閾値θ３より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｂが温度閾値θ３より小さいときには今回の処理を終了する。
【００７６】
温度閾値θ１、θ２、θ３は、それぞれ第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の稼動許容温度に基づいて設定された閾値である。
【００７７】
ステップＳ３０９（タイマ機能部）においては、所定のヒステリシス時間が経過したか否かを確認する。このヒステリシス時間は、第３クラッチ４６の遮断・接続の処理がハンチングを起こさないように設定されるものであり、適当な時間の閾値が設定されている。ヒステリシス時間が経過しているならばステップＳ３１０へ移り、未経過であれば今回の処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ３１０においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００７９】
このように第３のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の各温度と、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の稼動許容温度に基づいて設定された温度閾値θ１、θ２、θ３とにより第３クラッチ４６を遮断するので、これらの機器を過熱させることがない。また、機器としての重要性の高い順、つまり、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の順に温度の判断を行うので重要な機器をより確実に保護することができる。
【００８０】
ステップＳ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３０８における処理は、それぞれ第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の温度変化率によって分岐判断を行うようにしてもよい。例えば、ステップＳ３０６では、今回および前回に検出した温度差ΔＴｍと所定の閾値Δθ１とを比較して、温度差ΔＴｍが閾値Δθ１より大きいときにステップＳ３０９へ移るようにしてもよい。このようにすることによって、第１モータ１６を過熱から確実に保護することができる。
【００８１】
また、ステップＳ３０６〜Ｓ３０８における温度に関する温度閾値θ１、θ２、θ３をファン７５ａ、７５ｂの稼動開始温度Ｔｆより低い温度に設定してもよい。この場合、図９に示すように、温度Ｔｍ、ＴｐまたはＴｂが、稼動開始温度Ｔｆに達する以前に第３クラッチ４６が遮断されるので第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の温度上昇が抑制される。結果としてファン７５ａ、７５ｂの作動回数を抑制することができ、ファン７５ａ、７５ｂの駆動部のフリクションロスや駆動電力を低減することができる。
【００８２】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第５のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１０を参照しながら説明する。図１０のステップＳ４０１〜Ｓ４０６は、前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理である。
【００８３】
ステップＳ４０６の処理後、ステップＳ４０７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、ステップＳ４０８へ移り、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときにはステップＳ４１１へ移る。
【００８４】
ステップＳ４０８〜Ｓ４１０は、それぞれ前記のステップＳ３０６〜Ｓ３０８と同様の処理であり、条件が成立する場合にはステップＳ４１１へ移る。
【００８５】
ステップＳ４１１においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００８６】
このように第５のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂに基づいて第３クラッチ４６を遮断するので、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５を過熱から防ぐことができる。また、タイマ機能を組み合わせているので、温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂの上昇が微小であるときにも、適当な時間経過後に第３クラッチ４６を確実に遮断することができる。
【００８７】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第６のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１の、ステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。ただし、ステップＳ５０４においては、前記タイマカウンタＩの代わりに発熱積算カウンタＷを初期化する。
【００８８】
ステップＳ５０５の処理後、ステップＳ５０６において、発熱積算カウンタＷに第１モータ１６の発熱量Ｗｎを累積加算し、Ｗ←Ｗ＋Ｗｎとする。この発熱量Ｗｎは、第１モータ１６に対する供給電流、等価抵抗および放熱面積等から算出されるものである。
【００８９】
ステップＳ５０７において、発熱積算カウンタＷと所定の発熱量閾値Ｗ０を比較する。発熱積算カウンタＷが発熱量閾値Ｗ０より小さいときには、今回の処理を終了し、発熱積算カウンタＷが発熱量閾値Ｗ０と等しいか、または大きいときにはステップＳ５０８へ移る。
【００９０】
ステップＳ５０８においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００９１】
このように第６のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６の発熱量Ｗｎに基づいて処理を行うので、仮に、モータ温度センサ１１６が設けられていない場合であっても、第３クラッチ４６を遮断することができ、第１モータ１６の過熱を防止することができる。
【００９２】
発熱量を算出する対象は、第１モータ１６以外に、第１ＰＤＵ２２またはバッテリ１５等として、第１ＰＤＵ２２、バッテリ１５等の過熱を防止するようにしてもよい。バッテリ１５の発熱量は電流センサ７０の検出値に基づいて算出することができる。
【００９３】
また、ステップＳ５０６における発熱積算カウンタＷの累積加算を、Ｗ←Ｗ＋Ｗｎ＋Ｎ０と、定数Ｎ０を付け加えてもよい。この場合、発熱量Ｗｎが微小値であっても発熱積算カウンタＷは増加し続け、所定時間経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。つまり、タイマ機能を付加することができる。
【００９４】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第７のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３の、ステップＳ６０１〜Ｓ６０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００９５】
ステップＳ６０５の処理後、ステップＳ６０６において、電力残量ＳＯＣが規定範囲、つまり所定の電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の範囲内であるか否かを確認する。
【００９６】
電力残量閾値Ｂ１は比較的小さい値であり、バッテリ１５の電力残量ＳＯＣが小さく過放電に近いことを示す。電力残量閾値Ｂ２は比較的大きい値であり、バッテリ１５の電力残量ＳＯＣが大きく十分な充電状態であることを示す。
【００９７】
電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の間であるときにはステップＳ６０７へ移り、電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の範囲外であるときには今回の処理を終了する。
【００９８】
ステップＳ６０７においては、所定のヒステリシス時間が経過したか否かを確認する。このヒステリシス時間は、第３クラッチ４６の遮断・接続の処理がハンチングを起こさないように設定されるものであり、適当な時間の閾値が設定されている。ヒステリシス時間が経過しているならばステップＳ６０８へ移り、未経過であれば今回の処理を終了する。
【００９９】
ステップＳ６０８においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。第３クラッチ４６を遮断することにより、第１モータ１６を励磁する必要がなくなるのでバッテリ１５の消費電流が少なくなり、図１４に示すように、電力残量ＳＯＣが増加に転じる。
【０１００】
このように第７のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、電力残量ＳＯＣに基づいて第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０１】
電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１より小さいときには、第３クラッチ４６を遮断するとともに、第１モータ１６の励磁を停止することによってバッテリ１５の電力消費を低減し、過放電を防止することができる。また、電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ２より大きいときには回生処理が不要であることから、第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０２】
また、ステップＳ６０６における処理は、電力残量ＳＯＣの変化率によって分岐判断を行うようにしてもよい。例えば、今回および前回に検出したそれぞれの電力残量ＳＯＣの差ΔＳＯＣと所定の閾値ΔＢとを比較して、差ΔＳＯＣの絶対値が閾値ΔＢより大きいときにステップＳ６０７へ移るようにしてもよい。このようにすることによって、バッテリ１５を保護することができる。
【０１０３】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第８のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１５を参照しながら説明する。図１５のステップＳ７０１〜Ｓ７０６は、前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理である。
【０１０４】
ステップＳ７０６の処理後、ステップＳ７０７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、ステップＳ７０８へ移り、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときにはステップＳ７０９へ移る。
【０１０５】
ステップＳ７０８においては、電力残量ＳＯＣが規定範囲、つまり所定の電力残量閾値Ｂ１とＢ２との間であるか否かを確認する。このステップＳ７０８の処理は、前記のステップＳ６０６と同様の処理である。
【０１０６】
ステップＳ７０９においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【０１０７】
このように第８のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、電力残量ＳＯＣの値とタイマ機能とにより第３クラッチ４６を遮断することができる。従って、電力残量ＳＯＣが規定範囲内であっても、タイマカウンタＩの機能によって、時間閾値Ｃ０で示される時間の経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０８】
上述したように、本実施の形態に係る駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０を超えた時点から、車速Ｖに応じて第１モータ１６の駆動力を徐々に減少させるようにしている。また、第３クラッチ４６を遮断するとき、つまり車速Ｖが、ヒステリシス範囲として作用する車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間にあるときには、第１モータ１６の駆動力を０としているので遮断時の駆動力の変化がなく、もちろん、ショックもない。
【０１０９】
車速Ｖが車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間において、車速Ｖ以外の条件、すなわち、電力残量ＳＯＣの値、第１モータ１６、バッテリ１５、第１ＰＤＵ２２の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂまたは発熱量を示す発熱積算カウンタＷ、時間経過を示すタイマカウンタＩおよびクルーズ走行判定結果等に基づいて第３クラッチ４６を遮断するので、遮断・接続の頻度を減らすとともに、第１モータ１６が駆動力０で稼動する時間を低減することができる。従って、第１モータ１６および第３クラッチ４６の耐久性を向上させるとともにバッテリ１５の励磁に要する消費電力を低減することができる。
【０１１０】
さらに、これらの条件によって第３クラッチ４６を遮断することにより、第３クラッチ４６の遮断・接続は頻繁に発生することがなく、車速閾値Ｖ１を車速閾値Ｖ２に対する近い高速域に設定することができる。しかも、第１モータ１６は高速域まで駆動力を発生させることができ、高速走行時の燃費を向上させることができる。
【０１１１】
さらにまた、図３からも明らかなように、第１モータ１６が発生する駆動力は、車速Ｖによって一義的に決まるので搭乗者に対して違和感を与えることがない。
【０１１２】
駆動制御装置１０によれば、タイマ機能や電力残量ＳＯＣの値等に拘わらず、車速Ｖが第１モータ１６の定格回転数から設定される車速閾値Ｖ２に達したときには、第３クラッチ４６を必ず遮断するので、第１モータ１６を確実に保護することができる。
【０１１３】
電力残量ＳＯＣの値、第１モータ１６、バッテリ１５、第１ＰＤＵ２２の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂまたは発熱量を示す発熱積算カウンタＷ、時間経過を示すタイマカウンタＩおよびクルーズ走行判定等に係る処理は適宜組み合わせて第３クラッチ４６を遮断する条件判断を行ってもよい。
【０１１４】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採りうることはもちろんである。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンおよびモータを有するハイブリッド車両において、モータと駆動軸との間のクラッチを遮断する際に、走行駆動力の変化を減少させるとともにクラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することができ、さらにモータやインバータ等の過熱を防止するという効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の駆動系部分のブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示すブロック図である。
【図３】車速に対するモータの駆動力を示すグラフである。
【図４】第１のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】車速と温度とに対する時間閾値が設定されたマップを示す図である。
【図７】第３のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第４のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第４のプログラムを実行した際のモータの温度変化を示すグラフである。
【図１０】第５のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第６のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】第６のプロフラムを実行した際の発熱積算カウンタの変化を示すグラフである。
【図１３】第７のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第７のプログラムを実行した際の電力残量の変換を示すグラフである。
【図１５】第８のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…駆動制御装置 １２…ハイブリッド車両
１４…エンジン １５…バッテリ
１６、１８…モータ ２０…メインＥＣＵ
２２、２４…ＰＤＵ ２８、４７…駆動軸
３４、３８、４６…クラッチ ３６…プーリ機構
５０…車速センサ ７５ａ、７５ｂ…ファン
５２…バッテリＥＣＵ ５４…フロントモータＥＣＵ
５６…リアモータＥＣＵ ５８…ＤＢＷドライバ
６０…スロットルＥＣＵ ６２…燃料噴射ＥＣＵ
６４…クラッチドライバ ６６…無段変速機ＥＣＵ
７０…電流センサ ７２…電圧センサ
７４…温度センサ １０８…アクセルセンサ
１１０…スロットルセンサ １１４…ブレーキスイッチ
１１６…モータ温度センサ １１８…ＰＤＵ温度センサ
２００、２０２…モータ特性線 ２０４…駆動力線
Ｃ０…時間閾値 Ｉ…タイマカウンタ
ＳＯＣ…電力残量 Ｔｆ…稼動開始温度
Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂ…温度 Ｖ…車速
Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２…車速閾値 Ｗ…発熱積算カウンタ
θ１、θ２、θ３…温度閾値
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータにより駆動軸が駆動されて走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、特に、モータと駆動軸との間にクラッチを有し、車両の状態に応じて該クラッチを接続および遮断するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、内燃機関であるエンジンと電動のモータとを組み合わせて車輪を駆動するハイブリッド車両が開発されている。ハイブリッド車両は、走行状態に応じて、エンジン単体でのエンジン走行モード、モータ単体でのモータ走行モード、エンジン走行時にモータによってエンジンの出力補助を行うモータアシスト走行モード、モータで発電を行ってバッテリに充電しながら走行する発電走行モード等、モード切り替えを行いながら走行している。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてモータがエンジンを適切にアシストすることによって、燃料消費量や排出ガス量が低減される。モータの駆動力は、例えば、クラッチを介して駆動軸に伝達されている。
【０００３】
モータの減速比は、高い駆動力をうるために大きく設定されており、高速走行時にはモータの回転数が極めて高くなる。従って、モータの過熱を防ぐとともに耐久性を向上させるために、車速が所定値以上となるときにはクラッチを遮断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この場合、クラッチを遮断する速度付近で走行を行うとクラッチの接続および遮断が頻繁に繰り返されることとなり、クラッチの耐久性を損なうとともに搭乗者に違和感を与えることになる。これを防ぐために、クラッチの接続および遮断にヒステリシス特性をもたせた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この技術によれば、クラッチの接続および遮断のショックを相当に防止でき、それによりクラッチの構造の簡略化、クラッチ容量の低減および耐久性の向上を図ることができて好適である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３３５０７号公報（第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１６０５４１号公報（段落［００４３］〜［００４６］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、所定の速度においてクラッチを遮断する際には、モータは多少の駆動力を発生しており、この駆動力はクラッチを介して駆動軸に伝達されている。従って、クラッチを遮断したときには走行駆動力が多少変化することが避けられず、搭乗者に違和感を与えることになる。
【０００８】
また、クラッチを遮断する際の駆動力を強制的に抑制するようにすると、十分な駆動力を確保することと、ヒステリシス特性との両立が困難である。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、エンジンおよびモータを有するハイブリッド車両において、モータと駆動軸との間に設けられたクラッチを遮断する際に、走行駆動力の変化を減少させるとともにクラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することを可能にし、さらにモータやインバータ等の過熱を防止することを可能にするハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、前後軸の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、前記モータの駆動力を制御する駆動力制御部と、前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、を有し、前記ハイブリッド車両の増速時、前記駆動力制御部は、前記車速に基づいて前記モータの駆動力を徐々に減少させ、前記車速が所定の車速閾値に達したときに前記モータの駆動力を０にし、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記車速閾値を超えたことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１１】
このように、クラッチを遮断する前にモータの駆動力を０にすることにより、クラッチを遮断する際に走行駆動力の変化を減少させることができる。
【００１２】
この場合、前記モータを駆動する駆動回路と、前記モータに電力を供給するバッテリと、を有し、前記車速閾値は、第１車速閾値およびそれより大きい第２車速閾値からなり、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの状態に基づいて前記クラッチを遮断し、前記車速が前記第２車速閾値以上であるとき、前記状態に係ることなく前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項２記載の発明）。
【００１３】
このように、モータ、駆動回路および／またはバッテリの状態に基づいてクラッチを遮断することにより、クラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することを可能にし、さらにモータの過熱を防止することができる。また、モータの定格回転数から第２車速閾値を設定し、該第２車速閾値でクラッチを遮断することにより、モータの過熱を確実に防ぐことができる。
【００１４】
また、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、タイマ機能部と、を有し、前記タイマ機能部は、前記車速が前記第１車速閾値に達したときに計時を開始し、前記クラッチ制御部は、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度、並びに、前記車速に基づいて前記クラッチの遮断時間を設定し、前記タイマ機能部による計測時間が、前記遮断時間に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項３記載の発明）。
【００１５】
このように、モータ、駆動回路および／またはバッテリの温度、並びに、車速に基づいてクラッチを遮断する時間を設定することにより、柔軟な時間設定が可能であり、温度または車速が変化したときにも確実にクラッチを遮断し、モータ、駆動回路および／またはバッテリを保護することができる。
【００１６】
さらに、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記ハイブリッド車両が安定走行していることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項４記載の発明）。これにより、高速走行時におけるモータ非作動時の不要な引きずり損失を減らすことで燃費を向上させることができる。
【００１７】
前記ハイブリッド車両の安定走行は、所定時間あたりの車速の変化が所定値以下の場合とすると、安定走行を簡便かつ確実に判定することができる（請求項５記載の発明）。
【００１８】
さらにまた、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、タイマ機能部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が所定温度以上の状態で、かつその状態が所定時間連続していることが前記タイマ機能部によって検出されたことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項６記載の発明）。
【００１９】
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部に基づいて算出された温度変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項７記載の発明）。
【００２０】
このようにモータ、駆動回路および／またはバッテリの温度に基づいてクラッチを遮断することにより、これらのモータ、駆動回路およびバッテリの過熱を防止することができる。
【００２１】
また、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリが所定の稼動開始温度以上であるときに前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの冷却を行う冷却デバイスと、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が、前記稼動開始温度より低温の閾値温度以下であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項８記載の発明）。
【００２２】
さらに、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータの発熱量を算出し、該発熱量の累積加算値が所定の熱量閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項９記載の発明）。
【００２３】
このように発熱量を算出することによって、温度検出部を省略することができる。
【００２４】
さらにまた、前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量が設定された第１電力残量閾値以下、または、前記第１電力残量閾値より大きい第２電力残量閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１０記載の発明）。
【００２５】
前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量の変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１１記載の発明）。
【００２６】
このように、バッテリの電力残量に基づいてクラッチを遮断することにより、バッテリの過放電を防ぐことができる。
【００２７】
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記車速が前記第１車速閾値以上となっている時間を計測し、該時間が所定の時間閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断するようにしてもよい（請求項１２記載の発明）。
【００２８】
このように、所定の時間閾値に基づいてクラッチを遮断することにより、他の条件が成立しない場合であっても、確実にクラッチを遮断することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１５を参照しながら説明する。本実施の形態に係る駆動制御装置１０は、ハイブリッド車両１２に適用される。
【００３０】
図１に示すように、ハイブリッド車両１２は四輪駆動車であり、内燃機関であるエンジン１４と、バッテリ１５から供給される電力によって回転する第１モータ１６、第２モータ１８と、これらのエンジン１４、第１モータ１６、第２モータ１８等を集中的に管理および制御するメインＥＣＵ（クラッチ制御部、Electric Control Unit）２０とを有する。メインＥＣＵ２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、入出力インターフェース、タイマ等からなるマイクロコンピュータ（図示せず）であり、ＲＯＭに記録されたプログラム、マップおよびデータ等に従って処理を行う。メインＥＣＵ２０は、プログラムの変更によって種々の動作が可能である。
【００３１】
また、ハイブリッド車両１２は、第１モータ１６および第２モータ１８の電力制御を行う第１および第２ＰＤＵ（駆動回路、Power Drive Unit）２２、２４と、エンジン１４および第２モータ１８によって駆動される前輪２６ａと、第１モータ１６によって駆動される後輪２６ｂとを有する。第１ＰＤＵ２２および第２ＰＤＵ２４は、それぞれ第１モータ１６および第２モータ１８に供給する電流値を検出する機能を有する。
【００３２】
エンジン１４と第２モータ１８は共通の駆動軸２８に接続されており、オイルポンプ３２、第１クラッチ３４、プーリ機構３６、第２クラッチ３８、ギア機構４０および第１ディファレンシャルギア４２を介して前輪２６ａを駆動する。第１モータ１６は第３クラッチ４６、駆動軸４７およびディファレンシャルギア４８を介して後輪２６ｂを駆動する。
【００３３】
第１モータ１６および第２モータ１８は、第１ＰＤＵ２２、第２ＰＤＵ２４の制御下に発電機としても作用する。すなわち、第２モータ１８は、エンジン１４または前輪２６ａから駆動力を受けて発電を行い、バッテリ１５に充電することができ、第１モータ１６は後輪２６ｂから駆動力を受けて回生を行い、バッテリ１５に充電することができる。
【００３４】
また、前輪２６ａおよび後輪２６ｂには、車速Ｖを検出する車速センサ５０が設けられておりメインＥＣＵ２０に接続されている。
【００３５】
バッテリ１５の電圧はダウンバータ（Ｄ・Ｖ）５１ａで１２［Ｖ］に降圧され、１２Ｖ電源制御部５１ｂを介してファン（冷却デバイス）７５ａ、７５ｂに供給される。
【００３６】
図２に示すように、駆動制御装置１０は、メインＥＣＵ２０を含み、バッテリ１５の制御を行うバッテリＥＣＵ（電力残量検出部）５２と、第２ＰＤＵ２４を介して第２モータ１８の制御を行うフロントモータＥＣＵ５４と、第１ＰＤＵ２２を介して第１モータ１６の制御を行うリアモータＥＣＵ５６と、ＤＢＷ（Drive By Wire）ドライバ５８を介してスロットル開度を制御するスロットルＥＣＵ６０と、燃料噴射量を制御する燃料噴射ＥＣＵ６２と、第３クラッチ４６の接続および遮断を行うクラッチドライバ６４と、プーリ機構３６の制御を行う無段変速機ＥＣＵ６６とを有する。第３クラッチ４６には、接続および遮断の検出を行うクラッチスイッチ６８が設けられ、クラッチドライバ６４に接続されている。
【００３７】
バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ１５に設けられた３つのセンサ、すなわち電流センサ７０、電圧センサ７２および温度センサ７４に接続されている。電流センサ７０はバッテリ１５への充放電の電流Ｉｂを計測する。電圧センサ７２はセル室の電圧Ｖｂを計測する。温度センサ７４はバッテリ１５の、例えば、セル室内の温度Ｔｂを計測する。
【００３８】
バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ１５の電圧値または充放電量の積分値によってバッテリ１５の電力残量ＳＯＣを算出する機能を有する。電力残量ＳＯＣは０〜１００［％］の数値で表され、０［％］のときにはバッテリ１５が完全な放電状態または未充電状態であり、１００［％］のときには定格充電状態である。
【００３９】
第１モータ１６および第１ＰＤＵ２２の近傍にはファン７５ａおよび７５ｂが設けられており、所定の稼動開始温度Ｔｆ以上であるときにファン７５ａ、７５ｂを回転させる。
【００４０】
燃料噴射ＥＣＵ６２には、カムシャフト回転角の検出を行うＴＤＣ（Top DeadCenter）センサ７６と、吸入空気圧力の検出を行うＭＡＰセンサ７８と、吸入空気温度の検出を行うＴＡ（Temperature of Air）センサ８０と、エンジン水温の検出を行う水温センサ８２と、エンジン油温の検出を行う油温センサ８４と、ブレーキ用マスターパワー負圧の検出を行うＭ・Ｐ（Master Power）モニタ８６とが接続されている。また、燃料噴射ＥＣＵ６２には、エンジン１４の各気筒部燃料噴射用アクチュエータであるインジェクタ８８と、各気筒部燃料点火用アクチュエータである点火プラグ９０と、気筒休止切替用に使用される休筒ソレノイド９２とが接続されている。
【００４１】
無段変速機ＥＣＵ６６には、ドライブプーリ側の回転数の検出を行うＤＲ回転センサ９４と、ドリブン側の回転数の検出を行うＤＮ回転センサ９６と、シフトレバーのポジション位置を検出するシフトポジションスイッチ９８とが接続されている。また、無段変速機ＥＣＵ６６には、ドライブプーリ位置決め用のＤＲリニアソレノイド１００と、ドリブンプーリ位置決め用のＤＮリニアソレノイド１０２と、第１クラッチ３４の接続および遮断を行う第１クラッチソレノイド１０４と、第２クラッチ３８の接続および遮断を行う第２クラッチソレノイド１０６とが接続されている。
【００４２】
さらに、メインＥＣＵ２０には、アクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ１０８と、スロットル開度を検出するスロットルセンサ１１０と、前記の車速センサ５０と、ブレーキのオン・オフを検出するブレーキスイッチ１１４とが接続されている。
【００４３】
第１モータ１６には温度Ｔｍを検出するモータ温度センサ１１６が設けられており、第１ＰＤＵ２２には温度Ｔｐを検出するＰＤＵ温度センサ１１８が設けられている。モータ温度センサ１１６およびＰＤＵ温度センサ１１８はそれぞれリアモータＥＣＵ５６に接続されている。
【００４４】
モータ温度センサ１１６、ＰＤＵ温度センサ１１８および前記の温度センサ７４は、熱的最弱部または該熱的最弱部の温度を推定可能な箇所に設けるとよい。例えば、モータ温度センサ１１６は第１モータ１６の巻線温度を検出し、ＰＤＵ温度センサ１１８は半導体素子のオンチップセンサとするとよい。なお、モータ温度センサ１１６、ＰＤＵ温度センサ１１８の検出結果である温度データはメインＥＣＵ２０へも供給される。
【００４５】
第１モータ１６が発生する駆動力の特性は、図３のモータ特性線２００および２０２で示すように、車速Ｖと略反比例の関係にある。また、第１モータ１６は、発熱等の関係から、車速Ｖが車速閾値Ｖ２以上であるときには第３クラッチ４６を遮断することが好ましい。このとき、第１モータ１６の特性上、駆動力は比較的小さい力Ｐ０を発生しうる。車速閾値Ｖ２は、第１モータ１６の定格回転数から設定される。
【００４６】
次に、このように構成される駆動制御装置１０の作用について説明する。
【００４７】
まず、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第１のプログラムに基づいて行う処理の作用について図４を参照しながら説明する。この第１のプログラムおよび後述する第２〜第８のプログラムは、ＲＯＭに記録されており、ＣＰＵによって所定の微小時間毎に繰り返し実行される。また、第１〜第８のプログラムは、第３クラッチ４６を遮断するタイミングを制御するためのものであり、それ以外の処理、例えば、第３クラッチ４６を接続する処理は別のプログラムに基づいて行われる。
【００４８】
図４に示すように、最初のステップＳ１において、メインＥＣＵ２０に接続された各センサの検出値を読み取る。具体的には、車速Ｖ、電力残量ＳＯＣ、第１モータ１６の温度Ｔｍ、第１ＰＤＵ２２の温度Ｔｐ、バッテリ１５の温度Ｔｂおよび供給電流等のデータを読み取る。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、メインＥＣＵ２０は車速Ｖと所定の車速閾値Ｖ０（図３参照）とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ０より小さいときには今回の処理を終了し、車速Ｖが車速閾値Ｖ０より大きいときには次のステップＳ３へ移る。車速閾値Ｖ０は、車速閾値Ｖ２（Ｖ０＜Ｖ２）と比較的近い車速として設定されている。
【００５０】
ステップＳ３においては、車速Ｖと所定の車速閾値Ｖ１（Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２）とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ１より小さいときにはステップＳ４（駆動力制御部）へ移り、車速Ｖが車速閾値Ｖ１より大きいときにはステップＳ５へ移る。車速閾値Ｖ１は、車速閾値Ｖ０と車速閾値Ｖ２の間の値であり、車速閾値Ｖ０に近い車速として設定されている。
【００５１】
ステップＳ４、つまり、車速Ｖが車速閾値Ｖ０と車速閾値Ｖ１との間であるときには、車速Ｖに基づいて第１モータ１６の駆動力をモータ特性線２０２（図３参照）より減少させるようにする。すなわち、モータ特性線２０２より小さい駆動力の駆動力線２０４になるように設定する。この駆動力線２０４は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０と等しいときにモータ特性線２０２と一致し、車速Ｖが車速閾値Ｖ１と等しいときに駆動力が０となるように設定されており、車速閾値Ｖ０から車速閾値Ｖ１へ向かい徐々に減少するようになっている。また、駆動力線２０４は、モータ特性線２００と滑らかにつながっている。
【００５２】
このステップＳ４においては、タイマカウンタ（タイマ機能部）Ｉを０に初期化する。
【００５３】
ステップＳ４で第１モータ１６の駆動力を設定した後、このデータをリアモータＥＣＵ５６へ供給して第１モータ１６を制御させ、今回の処理を終了する。
【００５４】
次に、ステップＳ５において、車速Ｖと車速閾値Ｖ２とを比較する。車速Ｖが車速閾値Ｖ２より大きいときにはステップＳ８へ移り、車速Ｖが車速閾値Ｖ２より小さいときには次のステップＳ６へ移る。
【００５５】
ステップＳ６、つまり、車速Ｖが車速閾値Ｖ１と車速閾値Ｖ２との間であるときには、タイマカウンタＩを、Ｉ←Ｉ＋１としてカウントアップする。
【００５６】
次に、ステップＳ７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、今回の処理を終了し、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときには次のステップＳ８へ移る。
【００５７】
時間閾値Ｃ０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第３クラッチ４６が長時間接続状態とならないように、かつ、第３クラッチ４６の遮断・接続が頻繁に起こらないように適切な時間に設定されている。ステップＳ６およびＳ７で実行されるカウントアップおよび比較の処理はタイマ処理であり、この部分をプログラムによらず、適当な他のタイマに代行させてタイマ割り込みで処理してもよい。
【００５８】
ステップＳ８においては、クラッチドライバ６４に対して第３クラッチ４６を遮断する指令を供給する。これによってクラッチドライバ６４は第３クラッチ４６を遮断し、クラッチスイッチ６８により遮断したことを確認する。
【００５９】
このとき、第１モータ１６は駆動力が０となっているので、第３クラッチ４６を遮断しても走行駆動力に変化はなく、搭乗者に対して違和感を与えることがない。また、第３クラッチ４６により伝達される駆動力が０であるので、遮断時に滑りが生じることがなく第３クラッチ４６の耐久性が向上する。また、このステップＳ８は、車速Ｖが車速閾値Ｖ２より大きいときには必ず実行されるので、第１モータ１６の過熱を確実に防止できる。
【００６０】
ステップＳ８の処理が終了した後、今回の処理を終了する。
【００６１】
このように第１のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、時間閾値Ｃ０で示される時間が経過してから第３クラッチ４６を遮断するので、ハンチングの発生しない動作が可能である。また、車速Ｖが車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間で走行を続けている場合でも、タイマカウンタＩの機能によって、時間閾値Ｃ０で示される時間の経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。
【００６２】
第３クラッチ４６の接続中、第１ＰＤＵ２２は第１モータ１６の界磁電流制御を行っており、車速Ｖが高いほど温度上昇も激しいが、第３クラッチ４６を遮断することによって界磁電流制御を停止することができる。従って、温度上昇を防止するとともにバッテリ１５の電力消費を抑制することができる。
【００６３】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第２のプログラムに基づいて行う処理の作用について図５および図６を参照しながら説明する。図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理であり、ステップＳ１０８およびＳ１０９は前記のステップＳ７およびＳ８と同様の処理である。つまり、ステップＳ１０６とＳ１０８の間に挿入されたステップＳ１０７が異なる。
【００６４】
ステップＳ１０７においては、図６に示すマップ２０６を検索して時間閾値Ｃ０を決める。マップ２０６は、車速Ｖおよび温度Ｔｍをパラメータとした時間閾値Ｃ０が記録されたマップであり、車速Ｖおよび温度Ｔｍがそれぞれ高くなるほど小さい値となるように設定されている。
【００６５】
このように、マップ２０６に基づいて第３クラッチ４６を遮断する時間を設定することにより、柔軟な時間設定が可能であり、温度Ｔｍまたは車速Ｖが変化したときにも確実に第３クラッチ４６を遮断し、第１モータ１６を保護することができる。特に、温度Ｔｍまたは車速Ｖが急激に上昇したときには、時間閾値Ｃ０が非常に小さい値となって、その時点でタイマカウンタＩを下まわることとなり即時に第３クラッチ４６を遮断することができる。
【００６６】
また、マップ２０６は、車速Ｖまたは温度Ｔｍのどちらか一方だけをパラメータとするものでもよい。また、温度Ｔｍに代えて温度Ｔｂ（図２参照）または温度Ｔｐをパラメータとしてもよい。時間閾値Ｃ０は車速Ｖおよび温度Ｔｍをパラメータとした式により算出してもよい。
【００６７】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第３のプログラムに基づいて行う処理の作用について図７を参照しながら説明する。図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００６８】
ステップＳ２０５の処理後、ステップＳ２０６において、ハイブリッド車両１２がクルーズ走行（安定走行）しているか否かを判定する。クルーズ走行とは、ハイブリッド車両１２が所定時間以上にわたって等速走行をしており、かつ、アクセル開度変化が規定値以内となっていることであり、今回および前回に検出した車速Ｖの差ΔＶと、アクセル開度の差とに基づいて判定することができる。また、クルーズ走行は、単に、所定時間あたりの車速の変化が所定値以下の場合として判定してもよい。
【００６９】
ハイブリッド車両１２がクルーズ走行をしているときにはステップＳ２０７へ移り、クルーズ走行でないときには今回の処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ２０７においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００７１】
このように第３のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後にクルーズ判定を行うので、ハイブリッド車両１２の走行状態が安定しているときに第３クラッチ４６を遮断することができる。クルーズ走行状態においては、四輪駆動走行の必要がなく、むしろ燃費向上が望まれるので、第３クラッチ４６を遮断して高速走行時における第１モータ１６が非作動時の不要な引きずり損失を減らすことで燃費を向上させることができる。
【００７２】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第４のプログラムに基づいて行う処理の作用について図８を参照しながら説明する。図８のステップＳ３０１〜Ｓ３０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００７３】
ステップＳ３０５の処理後、ステップＳ３０６において、第１モータ１６の温度Ｔｍ、つまりモータ温度センサ１１６の検出値を所定の温度閾値θ１と比較し、温度Ｔｍが温度閾値θ１より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｍが温度閾値θ１より小さいときにはステップＳ３０７へ移る。
【００７４】
ステップＳ３０７においては、第１ＰＤＵ２２の温度Ｔｐを所定の温度閾値θ２と比較し、温度Ｔｐが温度閾値θ２より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｐが温度閾値θ２より小さいときにはステップＳ３０８へ移る。
【００７５】
ステップＳ３０８においては、バッテリ１５の温度Ｔｂを所定の温度閾値θ３と比較し、温度Ｔｂが温度閾値θ３より大きいときには、ステップＳ３０９へ移り、温度Ｔｂが温度閾値θ３より小さいときには今回の処理を終了する。
【００７６】
温度閾値θ１、θ２、θ３は、それぞれ第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の稼動許容温度に基づいて設定された閾値である。
【００７７】
ステップＳ３０９（タイマ機能部）においては、所定のヒステリシス時間が経過したか否かを確認する。このヒステリシス時間は、第３クラッチ４６の遮断・接続の処理がハンチングを起こさないように設定されるものであり、適当な時間の閾値が設定されている。ヒステリシス時間が経過しているならばステップＳ３１０へ移り、未経過であれば今回の処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ３１０においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００７９】
このように第３のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の各温度と、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の稼動許容温度に基づいて設定された温度閾値θ１、θ２、θ３とにより第３クラッチ４６を遮断するので、これらの機器を過熱させることがない。また、機器としての重要性の高い順、つまり、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の順に温度の判断を行うので重要な機器をより確実に保護することができる。
【００８０】
ステップＳ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３０８における処理は、それぞれ第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の温度変化率によって分岐判断を行うようにしてもよい。例えば、ステップＳ３０６では、今回および前回に検出した温度差ΔＴｍと所定の閾値Δθ１とを比較して、温度差ΔＴｍが閾値Δθ１より大きいときにステップＳ３０９へ移るようにしてもよい。このようにすることによって、第１モータ１６を過熱から確実に保護することができる。
【００８１】
また、ステップＳ３０６〜Ｓ３０８における温度に関する温度閾値θ１、θ２、θ３をファン７５ａ、７５ｂの稼動開始温度Ｔｆより低い温度に設定してもよい。この場合、図９に示すように、温度Ｔｍ、ＴｐまたはＴｂが、稼動開始温度Ｔｆに達する以前に第３クラッチ４６が遮断されるので第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の温度上昇が抑制される。結果としてファン７５ａ、７５ｂの作動回数を抑制することができ、ファン７５ａ、７５ｂの駆動部のフリクションロスや駆動電力を低減することができる。
【００８２】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第５のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１０を参照しながら説明する。図１０のステップＳ４０１〜Ｓ４０６は、前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理である。
【００８３】
ステップＳ４０６の処理後、ステップＳ４０７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、ステップＳ４０８へ移り、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときにはステップＳ４１１へ移る。
【００８４】
ステップＳ４０８〜Ｓ４１０は、それぞれ前記のステップＳ３０６〜Ｓ３０８と同様の処理であり、条件が成立する場合にはステップＳ４１１へ移る。
【００８５】
ステップＳ４１１においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００８６】
このように第５のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂに基づいて第３クラッチ４６を遮断するので、第１モータ１６、第１ＰＤＵ２２およびバッテリ１５を過熱から防ぐことができる。また、タイマ機能を組み合わせているので、温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂの上昇が微小であるときにも、適当な時間経過後に第３クラッチ４６を確実に遮断することができる。
【００８７】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第６のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１の、ステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。ただし、ステップＳ５０４においては、前記タイマカウンタＩの代わりに発熱積算カウンタＷを初期化する。
【００８８】
ステップＳ５０５の処理後、ステップＳ５０６において、発熱積算カウンタＷに第１モータ１６の発熱量Ｗｎを累積加算し、Ｗ←Ｗ＋Ｗｎとする。この発熱量Ｗｎは、第１モータ１６に対する供給電流、等価抵抗および放熱面積等から算出されるものである。
【００８９】
ステップＳ５０７において、発熱積算カウンタＷと所定の発熱量閾値Ｗ０を比較する。発熱積算カウンタＷが発熱量閾値Ｗ０より小さいときには、今回の処理を終了し、発熱積算カウンタＷが発熱量閾値Ｗ０と等しいか、または大きいときにはステップＳ５０８へ移る。
【００９０】
ステップＳ５０８においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【００９１】
このように第６のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、第１モータ１６の発熱量Ｗｎに基づいて処理を行うので、仮に、モータ温度センサ１１６が設けられていない場合であっても、第３クラッチ４６を遮断することができ、第１モータ１６の過熱を防止することができる。
【００９２】
発熱量を算出する対象は、第１モータ１６以外に、第１ＰＤＵ２２またはバッテリ１５等として、第１ＰＤＵ２２、バッテリ１５等の過熱を防止するようにしてもよい。バッテリ１５の発熱量は電流センサ７０の検出値に基づいて算出することができる。
【００９３】
また、ステップＳ５０６における発熱積算カウンタＷの累積加算を、Ｗ←Ｗ＋Ｗｎ＋Ｎ０と、定数Ｎ０を付け加えてもよい。この場合、発熱量Ｗｎが微小値であっても発熱積算カウンタＷは増加し続け、所定時間経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。つまり、タイマ機能を付加することができる。
【００９４】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第７のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３の、ステップＳ６０１〜Ｓ６０５は、前記のステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理である。
【００９５】
ステップＳ６０５の処理後、ステップＳ６０６において、電力残量ＳＯＣが規定範囲、つまり所定の電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の範囲内であるか否かを確認する。
【００９６】
電力残量閾値Ｂ１は比較的小さい値であり、バッテリ１５の電力残量ＳＯＣが小さく過放電に近いことを示す。電力残量閾値Ｂ２は比較的大きい値であり、バッテリ１５の電力残量ＳＯＣが大きく十分な充電状態であることを示す。
【００９７】
電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の間であるときにはステップＳ６０７へ移り、電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１およびＢ２の範囲外であるときには今回の処理を終了する。
【００９８】
ステップＳ６０７においては、所定のヒステリシス時間が経過したか否かを確認する。このヒステリシス時間は、第３クラッチ４６の遮断・接続の処理がハンチングを起こさないように設定されるものであり、適当な時間の閾値が設定されている。ヒステリシス時間が経過しているならばステップＳ６０８へ移り、未経過であれば今回の処理を終了する。
【００９９】
ステップＳ６０８においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。第３クラッチ４６を遮断することにより、第１モータ１６を励磁する必要がなくなるのでバッテリ１５の消費電流が少なくなり、図１４に示すように、電力残量ＳＯＣが増加に転じる。
【０１００】
このように第７のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、電力残量ＳＯＣに基づいて第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０１】
電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ１より小さいときには、第３クラッチ４６を遮断するとともに、第１モータ１６の励磁を停止することによってバッテリ１５の電力消費を低減し、過放電を防止することができる。また、電力残量ＳＯＣが電力残量閾値Ｂ２より大きいときには回生処理が不要であることから、第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０２】
また、ステップＳ６０６における処理は、電力残量ＳＯＣの変化率によって分岐判断を行うようにしてもよい。例えば、今回および前回に検出したそれぞれの電力残量ＳＯＣの差ΔＳＯＣと所定の閾値ΔＢとを比較して、差ΔＳＯＣの絶対値が閾値ΔＢより大きいときにステップＳ６０７へ移るようにしてもよい。このようにすることによって、バッテリ１５を保護することができる。
【０１０３】
次に、メインＥＣＵ２０が、ＲＯＭに記録された第８のプログラムに基づいて行う処理の作用について図１５を参照しながら説明する。図１５のステップＳ７０１〜Ｓ７０６は、前記のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理である。
【０１０４】
ステップＳ７０６の処理後、ステップＳ７０７において、タイマカウンタＩの値と所定の時間閾値Ｃ０とを比較する。タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０より小さいときには、ステップＳ７０８へ移り、タイマカウンタＩが時間閾値Ｃ０と等しいときにはステップＳ７０９へ移る。
【０１０５】
ステップＳ７０８においては、電力残量ＳＯＣが規定範囲、つまり所定の電力残量閾値Ｂ１とＢ２との間であるか否かを確認する。このステップＳ７０８の処理は、前記のステップＳ６０６と同様の処理である。
【０１０６】
ステップＳ７０９においては、前記のステップＳ８と同様に第３クラッチ４６を遮断する。
【０１０７】
このように第８のプログラムを実行することにより、駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１に達した後、電力残量ＳＯＣの値とタイマ機能とにより第３クラッチ４６を遮断することができる。従って、電力残量ＳＯＣが規定範囲内であっても、タイマカウンタＩの機能によって、時間閾値Ｃ０で示される時間の経過後には第３クラッチ４６を遮断することができる。
【０１０８】
上述したように、本実施の形態に係る駆動制御装置１０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０を超えた時点から、車速Ｖに応じて第１モータ１６の駆動力を徐々に減少させるようにしている。また、第３クラッチ４６を遮断するとき、つまり車速Ｖが、ヒステリシス範囲として作用する車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間にあるときには、第１モータ１６の駆動力を０としているので遮断時の駆動力の変化がなく、もちろん、ショックもない。
【０１０９】
車速Ｖが車速閾値Ｖ１〜Ｖ２の間において、車速Ｖ以外の条件、すなわち、電力残量ＳＯＣの値、第１モータ１６、バッテリ１５、第１ＰＤＵ２２の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂまたは発熱量を示す発熱積算カウンタＷ、時間経過を示すタイマカウンタＩおよびクルーズ走行判定結果等に基づいて第３クラッチ４６を遮断するので、遮断・接続の頻度を減らすとともに、第１モータ１６が駆動力０で稼動する時間を低減することができる。従って、第１モータ１６および第３クラッチ４６の耐久性を向上させるとともにバッテリ１５の励磁に要する消費電力を低減することができる。
【０１１０】
さらに、これらの条件によって第３クラッチ４６を遮断することにより、第３クラッチ４６の遮断・接続は頻繁に発生することがなく、車速閾値Ｖ１を車速閾値Ｖ２に対する近い高速域に設定することができる。しかも、第１モータ１６は高速域まで駆動力を発生させることができ、高速走行時の燃費を向上させることができる。
【０１１１】
さらにまた、図３からも明らかなように、第１モータ１６が発生する駆動力は、車速Ｖによって一義的に決まるので搭乗者に対して違和感を与えることがない。
【０１１２】
駆動制御装置１０によれば、タイマ機能や電力残量ＳＯＣの値等に拘わらず、車速Ｖが第１モータ１６の定格回転数から設定される車速閾値Ｖ２に達したときには、第３クラッチ４６を必ず遮断するので、第１モータ１６を確実に保護することができる。
【０１１３】
電力残量ＳＯＣの値、第１モータ１６、バッテリ１５、第１ＰＤＵ２２の各温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂまたは発熱量を示す発熱積算カウンタＷ、時間経過を示すタイマカウンタＩおよびクルーズ走行判定等に係る処理は適宜組み合わせて第３クラッチ４６を遮断する条件判断を行ってもよい。
【０１１４】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採りうることはもちろんである。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンおよびモータを有するハイブリッド車両において、モータと駆動軸との間のクラッチを遮断する際に、走行駆動力の変化を減少させるとともにクラッチを遮断するタイミングを高速域に設定することができ、さらにモータやインバータ等の過熱を防止するという効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の駆動系部分のブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示すブロック図である。
【図３】車速に対するモータの駆動力を示すグラフである。
【図４】第１のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】車速と温度とに対する時間閾値が設定されたマップを示す図である。
【図７】第３のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第４のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第４のプログラムを実行した際のモータの温度変化を示すグラフである。
【図１０】第５のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第６のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】第６のプロフラムを実行した際の発熱積算カウンタの変化を示すグラフである。
【図１３】第７のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第７のプログラムを実行した際の電力残量の変換を示すグラフである。
【図１５】第８のプログラムによる駆動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…駆動制御装置 １２…ハイブリッド車両
１４…エンジン １５…バッテリ
１６、１８…モータ ２０…メインＥＣＵ
２２、２４…ＰＤＵ ２８、４７…駆動軸
３４、３８、４６…クラッチ ３６…プーリ機構
５０…車速センサ ７５ａ、７５ｂ…ファン
５２…バッテリＥＣＵ ５４…フロントモータＥＣＵ
５６…リアモータＥＣＵ ５８…ＤＢＷドライバ
６０…スロットルＥＣＵ ６２…燃料噴射ＥＣＵ
６４…クラッチドライバ ６６…無段変速機ＥＣＵ
７０…電流センサ ７２…電圧センサ
７４…温度センサ １０８…アクセルセンサ
１１０…スロットルセンサ １１４…ブレーキスイッチ
１１６…モータ温度センサ １１８…ＰＤＵ温度センサ
２００、２０２…モータ特性線 ２０４…駆動力線
Ｃ０…時間閾値 Ｉ…タイマカウンタ
ＳＯＣ…電力残量 Ｔｆ…稼動開始温度
Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｂ…温度 Ｖ…車速
Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２…車速閾値 Ｗ…発熱積算カウンタ
θ１、θ２、θ３…温度閾値
Claims (12)
- 前後軸の一方をエンジンで駆動し、他方をモータにより駆動して走行するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記モータと駆動軸とを接続または遮断するクラッチと、
前記モータの駆動力を制御する駆動力制御部と、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する速度検出部と、
前記クラッチを接続または遮断するタイミングを判定し、該タイミングに基づいて前記クラッチを操作するクラッチ制御部と、
を有し、
前記ハイブリッド車両の増速時、前記駆動力制御部は、前記車速に基づいて前記モータの駆動力を徐々に減少させ、前記車速が所定の車速閾値に達したときに前記モータの駆動力を０にし、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記車速閾値を超えたことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項１記載の駆動制御装置において、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
を有し、
前記車速閾値は、第１車速閾値およびそれより大きい第２車速閾値からなり、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの状態に基づいて前記クラッチを遮断し、前記車速が前記第２車速閾値以上であるとき、前記状態に係ることなく前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
タイマ機能部と、
を有し、
前記タイマ機能部は、前記車速が前記第１車速閾値に達したときに計時を開始し、
前記クラッチ制御部は、前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度、並びに、前記車速に基づいて前記クラッチの遮断時間を設定し、
前記タイマ機能部による計測時間が、前記遮断時間に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記ハイブリッド車両が安定走行していることを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項４記載の駆動制御装置において、
前記ハイブリッド車両の安定走行は、所定時間あたりの車速の変化が所定値以下の場合であることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
タイマ機能部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が所定温度以上の状態で、かつその状態が所定時間連続していることが前記タイマ機能部によって検出されたことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部に基づいて算出された温度変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリが所定の稼動開始温度以上であるときに前記モータ、前記駆動回路および／または前記バッテリの冷却を行う冷却デバイスと、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記温度検出部が検出する温度が、前記稼動開始温度より低温の閾値温度以下であることを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記モータの発熱量を算出し、該発熱量の累積加算値が所定の熱量閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量が設定された第１電力残量閾値以下、または、前記第１電力残量閾値より大きい第２電力残量閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２記載の駆動制御装置において、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記電力残量の変化率が所定の閾値以上であることを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 請求項２〜１１のいずれか１項に記載の駆動制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１車速閾値から前記第２車速閾値の間であるとき、前記車速が前記第１車速閾値以上となっている時間を計測し、該時間が所定の時間閾値に達したことを１つの条件として前記クラッチを遮断することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
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