JP7831402B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

モータを用いたエンジンの停止及び始動に起因する歯打ち音の発生を抑制するハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０２０－１３１８２３号公報

ハイブリッド車両では、モータ走行モードでの走行中にトルクコンバータ内の作動油の量が低下するおそれがある。これにより、エンジン始動時にトルクコンバータによるトルク伝達効率が低下して、車両の駆動力が不足するおそれがある。このため、モータ走行モードでの走行中にオイルポンプによりトルクコンバータ内に作動油を供給し、更にエンジンをモータリングしてトルクコンバータ内の作動油を撹拌することが考えられる。しかしながらモータ走行モードでの走行中にエンジンをモータリングすると、騒音や振動が増大してドライバーに違和感を与えるおそれがある。

そこで本発明は、ドライバーに違和感を与えることなくエンジン始動時での駆動力の不足を解消できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、エンジンと、前記エンジンから駆動輪までの間の動力伝達経路に順に設けられたトルクコンバータ、変速機、及びモータと、前記エンジンにより駆動され前記トルクコンバータに作動油を供給する機械式オイルポンプと、前記エンジンをモータリングするスタータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記変速機が前記トルクコンバータと前記モータとの間の動力伝達を遮断した状態であるモータ走行モードが選択されているか否かを判定する走行モード判定部と、前記走行モード判定部で肯定判定の場合に、車速を取得する取得部と、前記車速が、前記スタータにより前記エンジンをモータリングした場合の騒音及び振動が許容できる許容範囲内にあるか否かを判定する車速判定部と、前記車速判定部で肯定判定の場合に、前記スタータを制御することにより前記エンジンをモータリングする制御部と、を備えたハイブリッド車両の制御装置によって達成できる。

また、上記目的は、エンジンと、前記エンジンから駆動輪までの間の動力伝達経路に順に設けられたトルクコンバータ、変速機、及びモータと、電力により駆動され前記トルクコンバータに作動油を供給する電動式オイルポンプと、前記エンジンをモータリングするスタータと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記変速機が前記トルクコンバータと前記モータとの間の動力伝達を遮断した状態であるモータ走行モードが選択されているか否かを判定する走行モード判定部と、前記走行モード判定部で肯定判定の場合に、車速を取得する取得部と、前記車速が、前記スタータにより前記エンジンをモータリングした場合の騒音及び振動が許容できる許容範囲内にあるか否かを判定する車速判定部と、前記車速判定部で肯定判定の場合に、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記スタータを制御することにより前記エンジンをモータリングする制御部と、を備えたハイブリッド車両の制御装置によっても達成できる。

前記制御部は、前記車速が速いほど前記エンジンの目標モータリング回転数を高い値に設定してもよい。

本発明によれば、ドライバーに違和感を与えることなくエンジン始動時での駆動力の不足を解消できるハイブリッド車両の制御装置を提供できる。

図１は、ハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、モータリング制御を例示したフローチャートである。 図３は、車速と目標モータリング回転数との関係を規定したマップの例示図である。

［ハイブリッド車両の概略構成］
図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１には、走行用動力源としてエンジン１０とモータ１５とが搭載されている。エンジン１０は、複数の気筒を有したガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１０から駆動輪１７への動力伝達経路上には、トルクコンバータ１２、自動変速機１４、モータ１５、及びディファレンシャルギヤ１６が順に設けられている。

エンジン１０にはスタータ１１が設けられている。スタータ１１は、インバータ３１を介してバッテリ３０に接続されている。スタータ１１は、エンジン１０をモータリングすることができるモータである。スタータ１１とバッテリ３０との間で授受される電力は、インバータ３１により調整される。

モータ１５は、インバータ３５を介してバッテリ３０に接続されている。モータ１５は、バッテリ３０からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能する。更にモータ１５は、エンジン１０や駆動輪１７からの動力伝達に応じてバッテリ３０に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ１５とバッテリ３０との間で授受される電力は、インバータ３５により調整される。バッテリ３０は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。バッテリ３０は、外部電源の電力により充電可能である。即ち、ハイブリッド車両１は、所謂プラグインハイブリッド車両である。

トルクコンバータ１２は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。自動変速機１４は、変速比を多段階に切替える有段式の変速機である。

機械式オイルポンプ２１で発生した油圧は、油圧制御機構２２を介して、トルクコンバータ１２及び自動変速機１４にそれぞれ供給される。機械式オイルポンプ２１は、エンジン１０により駆動される。油圧制御機構２２には、トルクコンバータ１２及び自動変速機１４のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁とが設けられている。

ハイブリッド車両１には、同ハイブリッド車両の制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０が設けられている。ＥＣＵ５０は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は制御装置の一例であり、詳しくは後述する走行モード判定部、取得部、車速判定部、及び制御部を機能的に実現する。

ＥＣＵ５０には、イグニッションスイッチ６１、クランク角センサ６２、及び車速センサ６３が接続されている。イグニッションスイッチ６１は、イグニッションのオンオフを検出する。クランク角センサ６２は、エンジン１０のクランクシャフトの回転速度を検出する。車速センサ６３は、ハイブリッド車両１の車速を検出する。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０及びモータ１５の駆動を制御する。具体的にはＥＣＵ５０は、インバータ３５を制御して、モータ１５とバッテリ３０との間での電力の授受量を調整することによりモータ１５のトルク制御を行う。ＥＣＵ５０は、油圧制御機構２２の制御を通じて、自動変速機１４の駆動制御を行う。

ＥＣＵ５０は、モータ走行モード及びハイブリッド走行モードの何れかでハイブリッド車両１を走行させる。モータ走行モードでは、ＥＣＵ５０は、自動変速機１４をトルクコンバータ１２とモータ１５との間の動力伝達が遮断された状態で、モータ１５により駆動輪１７を回転させる。尚、上記の動力伝達が遮断された状態は、自動変速機１４の複数の係合要素を解放したニュートラル状態により実現できる。ハイブリッド走行モードでは、ＥＣＵ５０は少なくともエンジン１０の動力で駆動輪１７を回転させる。例えばハイブリッド車両１に対する要求駆動力が駆動力閾値以上となると、モータ走行モードからハイブリッド走行モードへと切り替えられる。また、バッテリ３０の充電量が電力閾値以下となるとモータ走行モードからハイブリッド走行モードへと切り替えられる。

尚、上述したようにモータ走行モードでは、モータ１５はトルクコンバータ１２や自動変速機１４とからは動力伝達が遮断される。このため、モータ１５の回転負荷が低減されており、モータ走行モードでの走行距離を確保することができる。

図２は、モータリング制御を例示したフローチャートである。本制御はイグニッションがオンの間は繰り返し実行される。最初にＥＣＵ５０は、モータ走行モードでの走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１は、走行モード判定部が実行する処理の一例である。ステップＳ１でＮｏの場合には、本制御は終了する。

ステップＳ１でＹｅｓの場合、ＥＣＵ５０はモータリング要求があるか否かを判定する（ステップＳ２）。モータリング要求は、例えばエンジン１０の停止時間又はモータ走行モードでの走行時間が閾値以上となった場合に要求される。ステップＳ２でＮｏの場合には、本制御は終了する。

ステップＳ２でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ５０は車速センサ６３の検出値に基づいて車速を取得する（ステップＳ３）。ステップＳ３は、取得部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ５０は、車速からモータリング可能か否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、図３は、車速と目標モータリング回転数との関係を規定したマップの例示図である。目標モータリング回転数とは、スタータ１１によりエンジン１０がモータリングされた際のエンジン１０の目標回転数である。図３に示すように、車速が速度Ｖ１以上でモータリングが可能となる。車速が速度Ｖ１未満だと暗騒音が小さいため、モータリングによる騒音や振動にドライバーが気づくおそれがあるためである。従って速度Ｖ１は、予め実験結果やシミュレーション結果等に基づいて、モータリングによる騒音や振動をドライバーが気づかない車速の下限値に設定されている。車速が速度Ｖ１以上である範囲は、エンジン１０をモータリングした場合の騒音及び振動が許容できる許容範囲に相当する。ステップＳ４は、車速判定部が実行する処理の一例である。ステップＳ４でＮｏの場合には、再度ステップＳ３が実行される。

ステップＳ４でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ５０は図３を参照して目標モータリング回転数を設定する（ステップＳ５）。図３に示した目標モータリング回転数は、モータリングによる騒音や振動にドライバーが気づかない許容回転数の最大値に設定されている。これによりトルクコンバータ１２内に作動油を短時間で供給して撹拌することができ、ドライバーがモータリングによる騒音や振動に気づくことを回避できる。また、図３に示すように、車速が速いほど目標モータリング回転数は高い値に設定される。車速が速いほど暗騒音も増大し、モータリングによる騒音や振動が増大してもドライバーは気づきにくいからである。ステップＳ５は、制御部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ５０は、スタータ１１を制御することによりエンジン１０の回転数が目標モータリング回転数となるように、エンジン１０をモータリングする（ステップＳ６）。エンジン１０のモータリングにより、機械式オイルポンプ２１が駆動してトルクコンバータ１２内に作動油が供給される。更に、エンジン１０のモータリングによりトルクコンバータ１２が駆動して、トルクコンバータ１２内で作動油が撹拌される。以上により、トルクコンバータ１２内に十分に作動油を行きわたらせることができる。従って、エンジン１０の始動時でのトルクコンバータ１２のトルク伝達効率が確保され、ハイブリッド車両１の駆動力の不足を解消することができる。ステップＳ６は、制御部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ５０は、トルクコンバータ１２内の作動油の量が回復したか否かを判定する（ステップＳ７）。例えば、モータリングを開始してから、モータリングによる作動油の量の回復に必要な時間が経過した場合には、作動油の量が回復したものと判定してもよい。また、トルクコンバータ１２内の作動油の量に比例した油圧ゲージの検出値が閾値以上の場合に、作動油の量が回復したものと判定してもよい。ステップＳ７でＮｏの場合には、ステップＳ６が継続される。ステップＳ７でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ５０はスタータ１１によるエンジン１０のモータリングを停止する（ステップＳ８）。

以上により、ドライバーに違和感を与えることなくモータ走行モードでの走行中にトルクコンバータ１２内に作動油を供給して、トルクコンバータ１２内で作動油を撹拌することができる。このため、エンジン１０の始動時でのハイブリッド車両１の駆動力の不足を解消できる。

上記実施例において、機械式オイルポンプ２１の代わりに電動式オイルポンプが設けられていてもよい。電動式オイルポンプは、エンジン１０の駆動によらずに電力供給により駆動する。電動式オイルポンプは、ＥＣＵ５０からの指令により駆動する。従って上述したステップＳ４でＹｅｓと判定された場合には、ＥＣＵ５０は電動式オイルポンプを駆動し、スタータ１１を制御することによりエンジン１０をモータリングしてもよい。また、ステップＳ４でＹｅｓと判定された場合に、ＥＣＵ５０は電動式オイルポンプを駆動してトルクコンバータ１２内への作動油の供給が完了した後に、スタータ１１によりエンジン１０をモータリングしてもよい。これらの制御は、上述した制御部が実行する処理の一例である。

上記実施例では、目標モータリング回転数はモータリングによる騒音や振動にドライバーが気づかない許容回転数の最大値に設定されているがこれに限定されない。例えばバッテリ３０の充電量が閾値以下の場合には、目標モータリング回転数を許容回転数の最大値よりも低い値に設定してもよい。これによりバッテリ３０の充電量の低下を抑制できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１１ スタータ
１２ トルクコンバータ
１４ 自動変速機
１５ モータ
２１ 機械式オイルポンプ
３０ バッテリ
５０ ＥＣＵ（制御装置、走行モード判定部、取得部、車速判定部、制御部）

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンから駆動輪までの間の動力伝達経路に順に設けられたトルクコンバータ、変速機、及びモータと、前記エンジンにより駆動され前記トルクコンバータに作動油を供給する機械式オイルポンプと、前記エンジンをモータリングするスタータと、前記スタータに電力を供給するバッテリと、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速機が前記トルクコンバータと前記モータとの間の動力伝達を遮断した状態であるモータ走行モードが選択されているか否かを判定する走行モード判定部と、
   前記走行モード判定部で肯定判定の場合に、車速を取得する取得部と、
   前記車速が、前記スタータにより前記エンジンをモータリングした場合の騒音及び振動が許容できる許容範囲内にあるか否かを判定する車速判定部と、
   前記車速判定部で肯定判定の場合に、前記スタータを制御することにより前記エンジンの回転数が目標モータリング回転数となるように前記エンジンをモータリングする制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記バッテリの充電量が閾値よりも大きい場合、前記目標モータリング回転数を、モータリングによる騒音や振動にドライバーが気づかない許容回転数の最大値であって前記車速が速いほど高い値に設定し、前記バッテリの充電量が前記閾値以下の場合、前記目標モータリング回転数を前記最大値よりも低い値に設定し、
   モータリングを開始してから、モータリングによる前記トルクコンバータ内の作動油の量の回復に必要な時間が経過した場合、モータリングが停止される、ハイブリッド車両の制御装置。