車両の制御装置
【課題】摩擦係合要素状態のばらつきに拘らず、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の車両の制御装置は、駆動源制御手段（図１１）により、駆動源（エンジン）１からの出力トルクを制御するトルク指令値を、伝達容量検出手段（CL1ストロークセンサ）１６により検出された摩擦係合要素（第１クラッチ）４における伝達トルク容量を超えない値に設定する。
【解決手段】本発明の車両の制御装置は、駆動源制御手段（図１１）により、駆動源（エンジン）１からの出力トルクを制御するトルク指令値を、伝達容量検出手段（CL1ストロークセンサ）１６により検出された摩擦係合要素（第１クラッチ）４における伝達トルク容量を超えない値に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源と駆動輪の間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を備えた車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源と駆動輪の間に介装され、駆動源と駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を備え、この摩擦係合要素の押し付け荷重が、摩擦係合要素におけるトルク伝達を開始する荷重よりも小さいときに、駆動源トルクの上限値を所定値に設定する車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-24646号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両の制御装置にあっては、摩擦係合要素の状態によっては、駆動源トルクが摩擦係合要素の伝達トルク容量を上回り、駆動源回転数が吹け上がってしまうことがあった。
すなわち、摩擦係合要素における実際の伝達トルク容量は、摩擦係合要素の温度や劣化状態、固体ばらつき等によって、指令値が同じであっても異なってしまう。そのため、駆動源回転数の吹け上がりを抑制するために、駆動源トルクの上限値を一律に設定しても、摩擦係合要素状態によっては、駆動源回転数が吹け上がってしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、摩擦係合要素状態のばらつきに拘らず、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御装置では、駆動源と、摩擦係合要素と、伝達容量検出手段と、駆動源制御手段と、を備える構成とした。
前記摩擦係合要素は、前記駆動源から駆動輪への駆動系に設けられ、前記駆動源と前記駆動輪との間のトルク伝達を断接する。
前記伝達容量検出手段は、前記摩擦係合要素における伝達トルク容量を検出する。
前記駆動源制御手段は、前記駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値を、前記伝達容量検出手段により検出された前記伝達トルク容量を超えない値に設定する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、駆動源制御手段により、駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値は、伝達容量検出手段により検出された摩擦係合要素における伝達トルク容量を超えない値に設定される。
すなわち、摩擦係合要素における伝達トルク容量に応じて駆動源へのトルク指令値が設定される。これにより、摩擦係合要素の状態によって伝達トルク容量がばらついても、駆動源からの出力トルクが摩擦係合要素の伝達トルク容量を超えることはない。この結果、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。
【図２】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。
【図３】実施例１の統合コントローラを示す演算ブロック図である。
【図４】実施例１の制御装置で用いられるマップ図であり、(a)は目標定常トルクマップを示し、(b)はMGアシストトルクマップを示す。
【図５】実施例１の制御装置で用いられるモードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。
【図６】実施例１の制御装置で用いられるモードマップのうち、通常モードマップを示す。
【図７】実施例１の制御装置で用いられるモードマップのうち、MWSC対応モードマップを示す。
【図８】実施例１の制御装置で用いられるバッテリSOCに対する走行中発電要求出力を示す特性図である。
【図９】実施例１の制御装置で用いられるエンジンの最適燃費線を示す特性図である。
【図１０】実施例１の自動変速機における変速線の一例を示す変速マップ図である。
【図１１】実施例１の動作点指令部が有する目標エンジントルク演算ブロック図である。
【図１２】(a)は、WSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図であり、(b)は、MWSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図である。
【図１３】MWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・CL1トルク指令値の各特性を示す図である。
【図１４】比較例のモード遷移制御の課題を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】実施例１の制御装置を適用した場合のMWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・Eng実トルク・CL1トルク指令値・CL1実トルクの各特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。以下、図１に基づきパワートレイン構成を説明する。
【００１１】
実施例１のハイブリッド車両のパワートレインは、図１に示すように、エンジン（駆動源）１と、モータジェネレータ２と、自動変速機３と、第１クラッチ（摩擦係合要素）４と、第２クラッチ５と、ディファレンシャルギア６と、タイヤ（駆動輪）７，７と、を備えている。この実施例１のハイブリッド車両は、エンジンと１モータ・２クラッチを備えたパワートレイン構成である。
【００１２】
前記エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、ハイブリッド車両の駆動源となる。このエンジン１は、出力軸とモータジェネレータ（略称MG）２の入力軸とが、第１クラッチ（略称CL1）４を介して連結される。
【００１３】
前記第１クラッチ４は、エンジン１とモータジェネレータ２の間に介装され、エンジン１とタイヤ７,７との間のトルク伝達を断接する。この第１クラッチ４は、締結油圧により駆動して伝達トルク容量を可変する油圧クラッチである。この第１クラッチ４としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力を保ち、ピストンを有する油圧アクチュエータを用いたストローク制御により完全締結〜スリップ締結〜完全解放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。
【００１４】
前記モータジェネレータ２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であり、その出力軸と自動変速機（略称AT）３の入力軸とが連結される。
【００１５】
前記第２クラッチ５は、モータジェネレータ２とタイヤ７,７の間に介装され、モータジェネレータ２とタイヤ７,７との間のトルク伝達を断絶するクラッチであり、締結油圧により駆動して伝達トルク容量を可変する。この第２クラッチ５としては、例えば、比例ソレノイドで油流量及び油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。
【００１６】
前記自動変速機３は、有段の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える有段変速機であり、その出力軸にディファレンシャルギア６を介してタイヤ７,７が連結される。なお、実施例１では、前記第２クラッチ５として、自動変速機３とは独立の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３の各変速段にて締結される複数の摩擦係合要素のうち、所定の条件に適合する摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を選択している。
【００１７】
前記自動変速機３の入力軸には、この入力軸により駆動される機械式オイルポンプ８が設けられている。そして、車両停止時等で機械式オイルポンプ８からの吐出圧が不足するとき、油圧低下を抑えるために電動モータにより駆動される電動サブオイルポンプ９がモータハウジング等に設けられている。
【００１８】
さらに、このパワートレインには、エンジン１の出力回転数を検出するエンジン回転センサ１０と、モータジェネレータ２の入力回転数を検出するMG回転センサ１１と、自動変速機３の入力軸回転数を検出するAT入力回転センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転数を検出するAT出力回転センサ１３と、が設けられる。
【００１９】
そして、このハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車モード（以下、「EVモード」という）と、ハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という）と、エンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSCモード」という）と、を有する。
【００２０】
前記「EVモード」は、第１クラッチ４を解放状態とし、モータジェネレータ２の駆動力のみで走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EVモード」は、要求駆動力が低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。
【００２１】
前記「HEVモード」は、第１クラッチ４を締結状態として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、いずれかのモードにより走行する。なお、モータアシスト走行モードは、エンジン１とモータジェネレータ２の２つを駆動源として走行する。発電走行モードは、エンジン１を駆動源として走行すると同時に、エンジン１の動力を利用してモータジェネレータ２を発電機として動作させる。エンジン走行モードは、エンジン１の駆動力のみで走行する。この「HEVモード」は、要求駆動力が高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。
【００２２】
前記「WSCモード」は、第１クラッチ４の締結状態で、モータジェネレータ２の回転数制御により第２クラッチ５をスリップ締結させて走行するモードである。このとき、第２クラッチ５を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者操作に応じて決まる要求駆動トルクになるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら走行する。この「WSCモード」は、「HEVモード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。また、「WSCモード」では、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときであってもクリープ走行が達成可能である。
【００２３】
さらに、路面勾配が所定値以上における上り坂等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールド（ストール停車状態）が行われるような場合、WSCモードでは、第２クラッチ５のスリップ量の過多状態が継続されるおそれがある。エンジン１の回転数をアイドル回転数以下にすることができないからである。そこで、実施例１のハイブリッド車両では、エンジン１を作動させたまま第１クラッチ４を解放し、モータジェネレータ２の回転数制御により第２クラッチ５をスリップ締結させて走行するモータスリップ走行モード（以下、「MWSCモード」という）を有する。この「MWSCモード」では、モータジェネレータ２のみを駆動源として走行し、モータジェネレータ２の回転数をエンジン１のアイドル回転数よりも低い回転数に設定する。このとき、エンジン１は、アイドル回転数を目標回転数とするフィードバッグ制御に切り替える。
【００２４】
図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。以下、図２に基づいて制御システム構成を説明する。
【００２５】
実施例１の制御システムは、図２に示すように、統合コントローラ３０と、エンジンコントローラ３１と、モータコントローラ３２と、サブポンプコントローラ３３と、インバータ３４と、バッテリ３５と、CL1用ソレノイドバルブ１４と、CL2用ソレノイドバルブ１５と、CL1用ストロークセンサ（伝達容量検出手段）１６と、アクセル開度センサ１７と、Ｇセンサ１８と、車輪速センサ１９と、電圧センサ２０と、電流センサ２１と、を備えている。
【００２６】
前記統合コントローラ３０は、パワートレイン系の動作点を統合制御する。この統合コントローラ３０では、アクセル開度APOと車速VSP（自動変速機出力軸回転数に比例）とバッテリ充電状態SOC（バッテリ出力電圧及び出力電流から換算）と、に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる走行モードを設定する。そして、エンジンコントローラ３１に目標エンジントルクを指令し、モータコントローラ３２に目標MGトルクもしくは目標MG回転数を指令し、サブポンプコントローラ３３に所定の駆動信号を指令し、CL1用ソレノイドバルブ１４及びCL2用ソレノイドバルブ１５に所定の駆動信号を指令する。
【００２７】
前記エンジンコントローラ３１は、エンジン１を制御する。前記モータコントローラ３２は、モータジェネレータ２を制御する。前記サブポンプコントローラ３３は、電動サブオイルポンプ９を駆動する電動モータを制御する。前記インバータ３４は、モータジェネレータ２及び上記電動モータを駆動する。前記バッテリ３５は、電気エネルギーを蓄える。
【００２８】
さらに、前記CL1用ソレノイドバルブ１４は、第１クラッチ４の締結油圧を制御する。前記CL2用ソレノイドバルブ１５は、第２クラッチ５の締結油圧を制御する。前記CL1用ストロークセンサ１６は、第１クラッチ４の油圧アクチュエータによって駆動するピストンのストローク量（クラッチストローク量）を検出する。前記アクセル開度センサ１７は、アクセル開度(APO)を検出する。前記Ｇセンサ１８は、車両に作用する前後加速度を検出する。前記車輪速センサ１９は、４輪の各車輪速を検出する。前記電圧センサ２０は、バッテリ３５からの出力電圧を検出する。前記電流センサ２１は、バッテリ３５からの出力電流を検出する。
【００２９】
図３は、実施例１の統合コントローラを示す演算ブロック図である。以下、図３に基づいて統合コントローラの構成を説明する。
【００３０】
前記統合コントローラ３０は、図３に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標発電出力演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を備えている。
【００３１】
前記目標駆動トルク演算部100は、図４(a)に示す目標定常トルクマップと、図４(b)に示すMGアシストトルクマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、目標定常トルクとMGアシストトルクを算出する。
【００３２】
前記モード選択部200は、路面勾配推定部201と、モードマップ選択部202と、を有し、選択されたモードマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、走行モードを演算する。
【００３３】
前記路面勾配推定部201は、Ｇセンサ１８の検出値と、車輪速センサ１９の車輪速加速度平均値等から演算した実加速度との偏差から路面勾配を推定する。前記モードマップ選択部202は、路面勾配推定部201により推定された路面勾配に基づいて、所定のモードマップを選択する。このモードマップとしては、通常モードマップと、MWSC対応モードマップと、を有する。
【００３４】
図５は、モードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。図６は、通常モードマップを示し、図７は、MWSC対応モードマップを示す。
【００３５】
前記モードマップ選択部202は、通常モードマップ（図６）が選択されている状態から推定勾配が所定値g2以上になると、MWSC対応モードマップに選択を切り替える。一方、MWSC対応モードマップ（図７）が選択されている状態から推定勾配が所定値g1（＜g2）未満になると、通常モードマップに選択を切り替える。すなわち、推定勾配に対してヒステリシスを設け、マップ切替時の制御ハンチングを防止する。
【００３６】
前記通常モードマップには、EV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線と、HEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「EVモード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線と、運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」と「WSCモード」を切り替えるHEV⇔WSC切替線と、が設定されている。
【００３７】
ここで、前記EV⇒HEV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。但し、「EVモード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。
【００３８】
また、前記HEV⇔WSC切替線は、自動変速機３が１速段のときに、エンジン１がアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、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、第１設定車速VSP1よりも高い第２設定車速VSP1´領域までWSC領域が設定されている。
すなわち、アクセル開度APOが大きいときの要求を、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上げてより大きなトルクを出力させれば、例え第１設定車速VSP1よりも高い車速まで「WSCモード」であっても、短時間で「WSCモード」から「HEVモード」に移行することができる。この場合が図６に示す第２設定車速VSP1´まで広げられたWSC領域である。
【００３９】
前記MWSC対応モードマップは、EV領域が設定されていない点で通常モードマップとは異なる。このMWSCモードマップには、運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」と「WSCモード」を切り替えるHEV⇔WSC切替線と、運転点（APO,VSP）が横切ると「WSCモード」と「MWSCモード」を切り替えるWSC⇔MWSC切替線と、が設定されている。
【００４０】
ここで、WSC領域は、アクセル開度APOに拘らず領域を変更せず、HEV⇔WSC切替線は、第１設定車速VSP1に沿って設定されている。また、MWSC領域は、WSC領域内に設定されており、第１設定車速VSP1よりも低い第３設定車速VSP2と、所定アクセル開度APO1よりも高いアクセル開度APO2とで囲まれた領域となっている。なお、「MWSCモード」の詳細については後述する。
【００４１】
前記目標発電出力演算部300は、図８に示す走行中発電要求出力マップを用いて、バッテリSOCから目標発電出力を演算する。また、現在の動作点から図９で示す最適燃費線までエンジントルクを上げるために必要な出力を演算し、前記目標発電出力と比較して少ない出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。
【００４２】
前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと目標定常トルク，MGアシストトルクと目標モードと車速VSPと要求発電出力とを入力する。そして、これらの入力情報を動作点到達目標として、過渡的な目標MGトルクと目標CL2トルク容量と目標変速比とCL1ソレノイド電流指令を演算する。さらに、この動作点指令部400は、図１１に示す目標エンジントルク演算ブロック（駆動源制御手段）を有し、目標エンジントルクを演算する。
【００４３】
前記変速制御部500は、目標CL2トルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機３内のソレノイドバルブを駆動制御する。図１０に変速制御で用いられる変速線マップの一例を示す。車速VSPとアクセル開度APOから現在の変速段から次変速段をいくつにするか判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御して変速させる。
【００４４】
図１１は、実施例１の動作点指令部が有する目標エンジントルク演算ブロック図（駆動源制御手段）である。
【００４５】
前記動作点指令部400は、図１１に示すように、ベース目標トルク演算部401と、位相進み補償器402と、ストローク→トルク変換部403と、トルク上限設定部404と、を備えている。
【００４６】
前記ベース目標トルク演算部401は、目標定常トルク,MGアシストトルクと目標モードから、エンジン１へ出力するトルク指令値であるベース目標エンジントルクを演算する。このベース目標エンジントルクは、第１クラッチ４における伝達トルク容量に拘らず設定される値である。
【００４７】
前記位相進み補償器402は、CL1用ストロークセンサ１６によって検出された第１クラッチ４のピストンストローク量の位相をエンジン１の応答遅れ分進ませ、位相進み後ストロークを演算する。
【００４８】
前記ストローク→トルク変換部403は、ストローク−トルク変換マップを用いて、位相進み補償器402によって求められた位相進み後ストロークから、第１クラッチ４における伝達トルク容量を演算する。なお、このストローク→トルク変換部403によって求められた伝達トルク容量の位相は、位相進み後ストロークに基づいて求められるため、エンジン応答遅れ分進んだものとなる。
【００４９】
前記トルク上限設定部404は、ストローク→トルク変換部403によって求められた第１クラッチ４における位相進み後伝達トルク容量に合わせて、ベース目標エンジントルクに上限値を設定し、目標エンジントルクとして出力する。すなわち、出力する目標エンジントルクは、第１クラッチ４における位相進み後伝達トルク容量を超えない値に設定される。
【００５０】
次に、作用を説明する。
まず、「WSCモードとMWSCモードについて」、「比較例のモード遷移制御の課題」の説明を行い、続いて、実施例１の車両の制御装置における「エンジントルク指令制御作用」を説明する。
【００５１】
[WSCモードとMWSCモードについて]
図１２(a)は、WSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図であり、(b)は、MWSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図である。図１３は、MWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・CL1トルク指令値の各特性を示す図である。
【００５２】
「WSCモード」とは、エンジン１が作動している状態に特徴があり、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４を完全締結し、第２クラッチ５を要求駆動力に応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジン１及びモータジェネレータ２の駆動力を用いて走行する。
【００５３】
ここで、実施例１に示すような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。そのため、図１２(a)に示すように、エンジン１の出力回転数（Eng回転数）とモータジェネレータ２の出力回転数（MG回転数）は一致する。一方、自動変速機３の出力軸に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値（＝駆動輪回転数相当値）は、第２クラッチ５における伝達トルク容量に応じて変化する。
【００５４】
このとき、エンジン１には自立回転を維持するためのアイドリング回転数による下限値が存在する。すなわち、Eng回転数及びMG回転数は、上記下限値以下に設定することができない。そのため、この下限値に相当する車速よりも低車速領域とするためには、第２クラッチ５のスリップ量ΔCL2が大きくなる。
【００５５】
一方、路面勾配が大きい勾配路において、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態又は微速発進状態に維持しようとすると、平坦路と比べて大きな駆動力が要求される。すなわち、第２クラッチ５における伝達トルク容量は、平坦路の場合よりも大きくなる。このとき「WSCモード」であると、第２クラッチ５は強い締結力でのスリップ状態を継続することになり、発熱量が過剰になってクラッチ耐久性の低下を招くことが考えられる。また、車速の上昇もゆっくりになることから、「HEVモード」への移行までに時間がかかり、さらに発熱するおそれがある。
【００５６】
そこで、このような場合には、エンジン１を作動させたまま第１クラッチ４を解放し、第２クラッチ５の伝達トルク容量を運転者の要求駆動力に制御しつつ、モータジェネレータ２の回転数を第２クラッチ５の出力回転数よりも所定回転数高い回転数に制御する「MWSCモード」を設定する。
【００５７】
言い換えると、この「MWSCモード」では、エンジン１とモータジェネレータ２が切り離されているため、それぞれ異なる回転数に設定することができる。そのため、モータジェネレータ２の回転数を、エンジン１の回転数（＝アイドル回転数）よりも低い回転数としつつ第２クラッチ５のスリップ制御を行う（図１２(b)参照）。
【００５８】
この場合、エンジン１が作動状態であるために、モータジェネレータ２にエンジンクランキング分の余剰トルクを残しておく必要がなく、モータジェネレータ２の駆動トルク上限値を引上げることができる。また、第２クラッチ５のスリップ量ΔCL2が小さくなり、第２クラッチ５の発熱量を抑えてクラッチ耐久性を向上することができる。
【００５９】
そして、例えば「MWSCモード」中に、アクセル踏込み動作があって「WSCモード」へのモード遷移指令が出力されたとする（図１３に示すタイムチャートにおいて時刻t0）。
【００６０】
このモード遷移指令の出力に伴って、走行モードが「MWSCモード」から「遷移状態」に移行する。これにより、モータジェネレータ２に出力する回転数指令値である目標MG回転数は、モータジェネレータ２の入力回転数をアイドル回転しているエンジン１の出力回転数（Eng回転数）に一致させるため、自動変速機出力軸回転数に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値の上昇率よりも高い上昇率で、上昇し始める。
【００６１】
時刻t1において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達すると、第１クラッチ４が締結するように、CL1用ソレノイドバルブ１４に入力するCL1トルク指令値が出力される。なお、「CL1トルク指令値」とは、第１クラッチ４における伝達トルク容量の目標値である。
【００６２】
一方、第１クラッチ４が締結すると、エンジン１とモータジェネレータ２が直結状態になるため、エンジン１に作用する負荷が増加する。そのため、時刻t1において、エンジンコントローラ３１に対してEngトルク指令値が出力される。なお、「Engトルク指令値」とは、エンジン１から出力するエンジントルクの目標値（目標エンジントルク）である。このEngトルク指令値は、所定時間Δt後にCL1トルク指令値と一致するように制御される。
【００６３】
時刻t2において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値以下になり、第１クラッチ４を締結したと判断されると、走行モードは「遷移状態」から「WSCモード」に移行する。これにより、CL1トルク指令値は、第１クラッチ４の締結状態を維持するために上昇する。ここで、Engトルク指令値は上昇せず、CL1トルク指令値よりも小さい値に設定される。
【００６４】
[比較例のモード遷移制御の課題]
図１４は、比較例のモード遷移制御の課題を説明するためのタイムチャートである。
【００６５】
次に、「MWSCモード」から「WSCモード」へのモード遷移時に、例えば第１クラッチ４を駆動する作動油（ATF）の温度が低温（ここではゼロ度）であった場合を考える。このとき、作動油温が低温であるため、第１クラッチ４の応答が非常に遅くなり、指令値の変動に対して実際値は非常に遅れて変化する。
【００６６】
すなわち、図１４に示すように、時刻t4において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達したことで、第１クラッチ４が締結するようにCL1トルク指令値が出力されても、第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量（CL1実トルク）は、所定時間遅れた時刻t4´から生じ、その後非常に緩やかに増加していく。
【００６７】
一方、Engトルク指令値は、CL1トルク指令値が出力されたことで、エンジン１とモータジェネレータ２が直結状態になってエンジン１に作用する負荷が増加するとして、時刻t4において出力され、所定時間Δt後にCL1トルク指令値と一致するように制御される。
【００６８】
しかしながら、この所定時間Δt後におけるCL1実トルクは、クラッチ応答が遅いために想定した値よりも小さい値（ここではゼロ）である。そのため、エンジン１に実際に作用する負荷は非常に小さくなる。そしてこのように、第１クラッチ４が締結されることで、エンジン負荷が大きくなることを前提としてEngトルク指令値を出力すると、エンジン１の出力回転数が吹け上がってしまう（図１４においてＡ部）。
【００６９】
さらに、第１クラッチ４における応答の違いは、作動油温の違いだけに依存するものではない。作動油（ATF）の劣化状態、クラッチ自体の温度や劣化状態、さらにはクラッチ固体の精度のばらつき等によっても異なる。そのため、例えEngトルク指令値の上限値を一律に設定した場合であっても、第１クラッチ４の状態によってエンジン出力回転数が吹け上がってしまうという問題があった。
【００７０】
[エンジントルク指令制御作用]
図１５は、実施例１の制御装置を適用した場合のMWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・Eng実トルク・CL1トルク指令値・CL1実トルクの各特性を示す図である。
【００７１】
実施例１の車両の制御装置を適用したハイブリッド車両において、第１クラッチ４を駆動する作動油（ATF）の温度が低温であるときに、「MWSCモード」から「WSCモード」へモード遷移する場合を考える。
【００７２】
時刻t6において、「MWSCモード」から「WSCモード」へのモード遷移指令が出力されると、走行モードが「MWSCモード」から「遷移状態」に移行すると同時に、目標MG回転数は、Eng回転数に一致するため、自動変速機出力軸回転数に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値の上昇率よりも高い上昇率での上昇を始める。
【００７３】
時刻t7において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達すると、第１クラッチ４が締結するようにCL1トルク指令値が出力される。
【００７４】
このとき、作動油温が低いために第１クラッチ４の応答が悪く、CL1用ストロークセンサ１６によって検出されるピストンストロークから求められる第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量（CL1実トルク）はゼロである。
【００７５】
そのため、エンジン１に作用する負荷はないとして、CL1実トルクに合わせてEngトルクトルク指令値を低く設定する。すなわち、Engトルク指令値がCL1実トルクを超えない値に設定する。しかしながら、ここでは、エンジン１の応答遅れを考慮し、第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量の位相（CL1実ストローク位相）が、エンジン１の応答遅れ分進んでいると考える。そして、この位相進み後ストロークに基づいてEngトルク指令値を演算する。これにより、Engトルク指令値は、エンジン１の応答遅れ分位相が進んで出力される。つまり、Engトルク指令値は、エンジン１の応答遅れ時間分早めて出力される。
【００７６】
そして、エンジン応答遅れ時間経過後の時刻t7´において、エンジン１から実際にトルク（Eng実トルク）が出力される。このとき、Engトルク指令値がCL1実トルクを超えない値に設定されているため、Eng実トルクがCL1実トルクを超えることはない。これにより、エンジン１の回転数が吹け上がることはなく、任意の回転数を維持することができる。さらに、エンジン１の応答遅れを考慮し、Engトルク指令値の位相を進ませることで、エンジン１からの出力トルクが応答するまでの間、エンジン回転数の低下を抑制することができる。すなわち、エンジン回転数の引き込みを防止することができる。
【００７７】
また、実施例１の車両の制御装置では、ストローク→トルク変換部403により、第１クラッチ４のクラッチストローク量であるピストンのストローク量に基づいて、第１クラッチ４における伝達トルク容量を求めている。そのため、伝達トルク容量の検出精度を向上でき、第１クラッチ４の固体ばらつきや経年劣化、温度条件等による伝達トルク容量のばらつきに左右されることなく、エンジン１の回転数上昇をさらに精度よく抑制することができる。
【００７８】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７９】
(1) 駆動源（エンジン）１と、前記駆動源１から駆動輪（タイヤ）７,７への駆動系に設けられ、前記駆動源１と前記駆動輪７,７との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素（第１クラッチ）４と、前記摩擦係合要素４における伝達トルク容量を検出する伝達容量検出手段（CL1用ストロークセンサ）１６と、前記駆動源１からの出力トルクを制御するトルク指令値（エンジントルク指令値）を、前記伝達容量検出手段１６により検出された前記伝達トルク容量を越えない値に設定する駆動源制御手段（目標エンジントルク演算ブロック）と、を備える構成とした。
このため、摩擦係合要素状態のばらつきに拘らず、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる。
【００８０】
(2) 前記摩擦係合要素（第１クラッチ）４は、油圧により駆動して前記伝達トルク容量を可変する油圧クラッチ（乾式単板クラッチ）であり、前記伝達容量検出手段（CL1用ストロークセンサ）１６は、前記油圧クラッチ（乾式単板クラッチ）のクラッチストローク量に基づいて、前記伝達トルク容量を検出する構成とした。
このため、(1)の効果に加え、摩擦係合要素における伝達トルク容量の検出精度を高めることができ、さらに精度良く駆動源回転数の吹け上がりを抑えることができる。
【００８１】
(3) 前記駆動源制御手段（目標エンジントルク演算ブロック）は、前記トルク指令値の位相を、前記駆動源（エンジン）１の応答遅れ分進ませて出力する構成とした。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、摩擦係合要素における伝達トルク容量に基づいて設定した駆動源のトルク指令値に対して、駆動源が応答するまでの間に生じる駆動源回転数の低下を抑制することができる。
【００８２】
以上、本発明の車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８３】
実施例１では、ハイブリッド車両の例を挙げ、駆動源としてエンジン１とし、摩擦係合要素として第１クラッチ４としている。しかしながら、摩擦係合要素と駆動輪の間のシステム（実施例１では、モータジェネレータ２、第２クラッチ５、自動変速機３）は、本実施例に限定されない。他の動力源の有無やクラッチ、変速機の有無も問わず、適宜採用することができる。また、駆動源はエンジン１に限らず、電動モータ、内燃機関、その他の動力源のいずれであってもよい。また、エンジン及びモータジェネレータを駆動源として併用したものであってもよい。要するに、車両走行のための駆動源と、その駆動源と駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を有する車両であれば、本発明を適用することができる。
【００８４】
さらに、実施例１では、摩擦係合要素である第１クラッチ４として、ノーマルクローズの乾式単板クラッチを用いた例を挙げたが、これに限らない。湿式多板クラッチであってもよいし、電磁クラッチ、遠心クラッチ等であってもよい。要するに、伝達トルク容量を可変できれば、本発明の摩擦係合要素として適用することができる。
【００８５】
また、実施例１では、MWSCモードからWSCモードへのモード遷移時におけるエンジントルク制御について説明しているが、例えば、ハイブリッド車両においてエンジンを始動して車両を発進させるシーンであっても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ エンジン（駆動源）
２ モータジェネレータ
３ 自動変速機
４ 第１クラッチ（摩擦係合要素）
５ 第２クラッチ
７,７ タイヤ（駆動輪）
１６ CL1用ストロークセンサ（伝達容量検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源と駆動輪の間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を備えた車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源と駆動輪の間に介装され、駆動源と駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を備え、この摩擦係合要素の押し付け荷重が、摩擦係合要素におけるトルク伝達を開始する荷重よりも小さいときに、駆動源トルクの上限値を所定値に設定する車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-24646号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両の制御装置にあっては、摩擦係合要素の状態によっては、駆動源トルクが摩擦係合要素の伝達トルク容量を上回り、駆動源回転数が吹け上がってしまうことがあった。
すなわち、摩擦係合要素における実際の伝達トルク容量は、摩擦係合要素の温度や劣化状態、固体ばらつき等によって、指令値が同じであっても異なってしまう。そのため、駆動源回転数の吹け上がりを抑制するために、駆動源トルクの上限値を一律に設定しても、摩擦係合要素状態によっては、駆動源回転数が吹け上がってしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、摩擦係合要素状態のばらつきに拘らず、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御装置では、駆動源と、摩擦係合要素と、伝達容量検出手段と、駆動源制御手段と、を備える構成とした。
前記摩擦係合要素は、前記駆動源から駆動輪への駆動系に設けられ、前記駆動源と前記駆動輪との間のトルク伝達を断接する。
前記伝達容量検出手段は、前記摩擦係合要素における伝達トルク容量を検出する。
前記駆動源制御手段は、前記駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値を、前記伝達容量検出手段により検出された前記伝達トルク容量を超えない値に設定する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、駆動源制御手段により、駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値は、伝達容量検出手段により検出された摩擦係合要素における伝達トルク容量を超えない値に設定される。
すなわち、摩擦係合要素における伝達トルク容量に応じて駆動源へのトルク指令値が設定される。これにより、摩擦係合要素の状態によって伝達トルク容量がばらついても、駆動源からの出力トルクが摩擦係合要素の伝達トルク容量を超えることはない。この結果、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。
【図２】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。
【図３】実施例１の統合コントローラを示す演算ブロック図である。
【図４】実施例１の制御装置で用いられるマップ図であり、(a)は目標定常トルクマップを示し、(b)はMGアシストトルクマップを示す。
【図５】実施例１の制御装置で用いられるモードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。
【図６】実施例１の制御装置で用いられるモードマップのうち、通常モードマップを示す。
【図７】実施例１の制御装置で用いられるモードマップのうち、MWSC対応モードマップを示す。
【図８】実施例１の制御装置で用いられるバッテリSOCに対する走行中発電要求出力を示す特性図である。
【図９】実施例１の制御装置で用いられるエンジンの最適燃費線を示す特性図である。
【図１０】実施例１の自動変速機における変速線の一例を示す変速マップ図である。
【図１１】実施例１の動作点指令部が有する目標エンジントルク演算ブロック図である。
【図１２】(a)は、WSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図であり、(b)は、MWSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図である。
【図１３】MWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・CL1トルク指令値の各特性を示す図である。
【図１４】比較例のモード遷移制御の課題を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】実施例１の制御装置を適用した場合のMWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・Eng実トルク・CL1トルク指令値・CL1実トルクの各特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。以下、図１に基づきパワートレイン構成を説明する。
【００１１】
実施例１のハイブリッド車両のパワートレインは、図１に示すように、エンジン（駆動源）１と、モータジェネレータ２と、自動変速機３と、第１クラッチ（摩擦係合要素）４と、第２クラッチ５と、ディファレンシャルギア６と、タイヤ（駆動輪）７，７と、を備えている。この実施例１のハイブリッド車両は、エンジンと１モータ・２クラッチを備えたパワートレイン構成である。
【００１２】
前記エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、ハイブリッド車両の駆動源となる。このエンジン１は、出力軸とモータジェネレータ（略称MG）２の入力軸とが、第１クラッチ（略称CL1）４を介して連結される。
【００１３】
前記第１クラッチ４は、エンジン１とモータジェネレータ２の間に介装され、エンジン１とタイヤ７,７との間のトルク伝達を断接する。この第１クラッチ４は、締結油圧により駆動して伝達トルク容量を可変する油圧クラッチである。この第１クラッチ４としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力を保ち、ピストンを有する油圧アクチュエータを用いたストローク制御により完全締結〜スリップ締結〜完全解放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。
【００１４】
前記モータジェネレータ２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であり、その出力軸と自動変速機（略称AT）３の入力軸とが連結される。
【００１５】
前記第２クラッチ５は、モータジェネレータ２とタイヤ７,７の間に介装され、モータジェネレータ２とタイヤ７,７との間のトルク伝達を断絶するクラッチであり、締結油圧により駆動して伝達トルク容量を可変する。この第２クラッチ５としては、例えば、比例ソレノイドで油流量及び油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。
【００１６】
前記自動変速機３は、有段の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える有段変速機であり、その出力軸にディファレンシャルギア６を介してタイヤ７,７が連結される。なお、実施例１では、前記第２クラッチ５として、自動変速機３とは独立の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３の各変速段にて締結される複数の摩擦係合要素のうち、所定の条件に適合する摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を選択している。
【００１７】
前記自動変速機３の入力軸には、この入力軸により駆動される機械式オイルポンプ８が設けられている。そして、車両停止時等で機械式オイルポンプ８からの吐出圧が不足するとき、油圧低下を抑えるために電動モータにより駆動される電動サブオイルポンプ９がモータハウジング等に設けられている。
【００１８】
さらに、このパワートレインには、エンジン１の出力回転数を検出するエンジン回転センサ１０と、モータジェネレータ２の入力回転数を検出するMG回転センサ１１と、自動変速機３の入力軸回転数を検出するAT入力回転センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転数を検出するAT出力回転センサ１３と、が設けられる。
【００１９】
そして、このハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車モード（以下、「EVモード」という）と、ハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という）と、エンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSCモード」という）と、を有する。
【００２０】
前記「EVモード」は、第１クラッチ４を解放状態とし、モータジェネレータ２の駆動力のみで走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EVモード」は、要求駆動力が低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。
【００２１】
前記「HEVモード」は、第１クラッチ４を締結状態として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、いずれかのモードにより走行する。なお、モータアシスト走行モードは、エンジン１とモータジェネレータ２の２つを駆動源として走行する。発電走行モードは、エンジン１を駆動源として走行すると同時に、エンジン１の動力を利用してモータジェネレータ２を発電機として動作させる。エンジン走行モードは、エンジン１の駆動力のみで走行する。この「HEVモード」は、要求駆動力が高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。
【００２２】
前記「WSCモード」は、第１クラッチ４の締結状態で、モータジェネレータ２の回転数制御により第２クラッチ５をスリップ締結させて走行するモードである。このとき、第２クラッチ５を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者操作に応じて決まる要求駆動トルクになるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら走行する。この「WSCモード」は、「HEVモード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。また、「WSCモード」では、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときであってもクリープ走行が達成可能である。
【００２３】
さらに、路面勾配が所定値以上における上り坂等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールド（ストール停車状態）が行われるような場合、WSCモードでは、第２クラッチ５のスリップ量の過多状態が継続されるおそれがある。エンジン１の回転数をアイドル回転数以下にすることができないからである。そこで、実施例１のハイブリッド車両では、エンジン１を作動させたまま第１クラッチ４を解放し、モータジェネレータ２の回転数制御により第２クラッチ５をスリップ締結させて走行するモータスリップ走行モード（以下、「MWSCモード」という）を有する。この「MWSCモード」では、モータジェネレータ２のみを駆動源として走行し、モータジェネレータ２の回転数をエンジン１のアイドル回転数よりも低い回転数に設定する。このとき、エンジン１は、アイドル回転数を目標回転数とするフィードバッグ制御に切り替える。
【００２４】
図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。以下、図２に基づいて制御システム構成を説明する。
【００２５】
実施例１の制御システムは、図２に示すように、統合コントローラ３０と、エンジンコントローラ３１と、モータコントローラ３２と、サブポンプコントローラ３３と、インバータ３４と、バッテリ３５と、CL1用ソレノイドバルブ１４と、CL2用ソレノイドバルブ１５と、CL1用ストロークセンサ（伝達容量検出手段）１６と、アクセル開度センサ１７と、Ｇセンサ１８と、車輪速センサ１９と、電圧センサ２０と、電流センサ２１と、を備えている。
【００２６】
前記統合コントローラ３０は、パワートレイン系の動作点を統合制御する。この統合コントローラ３０では、アクセル開度APOと車速VSP（自動変速機出力軸回転数に比例）とバッテリ充電状態SOC（バッテリ出力電圧及び出力電流から換算）と、に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる走行モードを設定する。そして、エンジンコントローラ３１に目標エンジントルクを指令し、モータコントローラ３２に目標MGトルクもしくは目標MG回転数を指令し、サブポンプコントローラ３３に所定の駆動信号を指令し、CL1用ソレノイドバルブ１４及びCL2用ソレノイドバルブ１５に所定の駆動信号を指令する。
【００２７】
前記エンジンコントローラ３１は、エンジン１を制御する。前記モータコントローラ３２は、モータジェネレータ２を制御する。前記サブポンプコントローラ３３は、電動サブオイルポンプ９を駆動する電動モータを制御する。前記インバータ３４は、モータジェネレータ２及び上記電動モータを駆動する。前記バッテリ３５は、電気エネルギーを蓄える。
【００２８】
さらに、前記CL1用ソレノイドバルブ１４は、第１クラッチ４の締結油圧を制御する。前記CL2用ソレノイドバルブ１５は、第２クラッチ５の締結油圧を制御する。前記CL1用ストロークセンサ１６は、第１クラッチ４の油圧アクチュエータによって駆動するピストンのストローク量（クラッチストローク量）を検出する。前記アクセル開度センサ１７は、アクセル開度(APO)を検出する。前記Ｇセンサ１８は、車両に作用する前後加速度を検出する。前記車輪速センサ１９は、４輪の各車輪速を検出する。前記電圧センサ２０は、バッテリ３５からの出力電圧を検出する。前記電流センサ２１は、バッテリ３５からの出力電流を検出する。
【００２９】
図３は、実施例１の統合コントローラを示す演算ブロック図である。以下、図３に基づいて統合コントローラの構成を説明する。
【００３０】
前記統合コントローラ３０は、図３に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標発電出力演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を備えている。
【００３１】
前記目標駆動トルク演算部100は、図４(a)に示す目標定常トルクマップと、図４(b)に示すMGアシストトルクマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、目標定常トルクとMGアシストトルクを算出する。
【００３２】
前記モード選択部200は、路面勾配推定部201と、モードマップ選択部202と、を有し、選択されたモードマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、走行モードを演算する。
【００３３】
前記路面勾配推定部201は、Ｇセンサ１８の検出値と、車輪速センサ１９の車輪速加速度平均値等から演算した実加速度との偏差から路面勾配を推定する。前記モードマップ選択部202は、路面勾配推定部201により推定された路面勾配に基づいて、所定のモードマップを選択する。このモードマップとしては、通常モードマップと、MWSC対応モードマップと、を有する。
【００３４】
図５は、モードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。図６は、通常モードマップを示し、図７は、MWSC対応モードマップを示す。
【００３５】
前記モードマップ選択部202は、通常モードマップ（図６）が選択されている状態から推定勾配が所定値g2以上になると、MWSC対応モードマップに選択を切り替える。一方、MWSC対応モードマップ（図７）が選択されている状態から推定勾配が所定値g1（＜g2）未満になると、通常モードマップに選択を切り替える。すなわち、推定勾配に対してヒステリシスを設け、マップ切替時の制御ハンチングを防止する。
【００３６】
前記通常モードマップには、EV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線と、HEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「EVモード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線と、運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」と「WSCモード」を切り替えるHEV⇔WSC切替線と、が設定されている。
【００３７】
ここで、前記EV⇒HEV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。但し、「EVモード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。
【００３８】
また、前記HEV⇔WSC切替線は、自動変速機３が１速段のときに、エンジン１がアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、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、第１設定車速VSP1よりも高い第２設定車速VSP1´領域までWSC領域が設定されている。
すなわち、アクセル開度APOが大きいときの要求を、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上げてより大きなトルクを出力させれば、例え第１設定車速VSP1よりも高い車速まで「WSCモード」であっても、短時間で「WSCモード」から「HEVモード」に移行することができる。この場合が図６に示す第２設定車速VSP1´まで広げられたWSC領域である。
【００３９】
前記MWSC対応モードマップは、EV領域が設定されていない点で通常モードマップとは異なる。このMWSCモードマップには、運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」と「WSCモード」を切り替えるHEV⇔WSC切替線と、運転点（APO,VSP）が横切ると「WSCモード」と「MWSCモード」を切り替えるWSC⇔MWSC切替線と、が設定されている。
【００４０】
ここで、WSC領域は、アクセル開度APOに拘らず領域を変更せず、HEV⇔WSC切替線は、第１設定車速VSP1に沿って設定されている。また、MWSC領域は、WSC領域内に設定されており、第１設定車速VSP1よりも低い第３設定車速VSP2と、所定アクセル開度APO1よりも高いアクセル開度APO2とで囲まれた領域となっている。なお、「MWSCモード」の詳細については後述する。
【００４１】
前記目標発電出力演算部300は、図８に示す走行中発電要求出力マップを用いて、バッテリSOCから目標発電出力を演算する。また、現在の動作点から図９で示す最適燃費線までエンジントルクを上げるために必要な出力を演算し、前記目標発電出力と比較して少ない出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。
【００４２】
前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと目標定常トルク，MGアシストトルクと目標モードと車速VSPと要求発電出力とを入力する。そして、これらの入力情報を動作点到達目標として、過渡的な目標MGトルクと目標CL2トルク容量と目標変速比とCL1ソレノイド電流指令を演算する。さらに、この動作点指令部400は、図１１に示す目標エンジントルク演算ブロック（駆動源制御手段）を有し、目標エンジントルクを演算する。
【００４３】
前記変速制御部500は、目標CL2トルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機３内のソレノイドバルブを駆動制御する。図１０に変速制御で用いられる変速線マップの一例を示す。車速VSPとアクセル開度APOから現在の変速段から次変速段をいくつにするか判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御して変速させる。
【００４４】
図１１は、実施例１の動作点指令部が有する目標エンジントルク演算ブロック図（駆動源制御手段）である。
【００４５】
前記動作点指令部400は、図１１に示すように、ベース目標トルク演算部401と、位相進み補償器402と、ストローク→トルク変換部403と、トルク上限設定部404と、を備えている。
【００４６】
前記ベース目標トルク演算部401は、目標定常トルク,MGアシストトルクと目標モードから、エンジン１へ出力するトルク指令値であるベース目標エンジントルクを演算する。このベース目標エンジントルクは、第１クラッチ４における伝達トルク容量に拘らず設定される値である。
【００４７】
前記位相進み補償器402は、CL1用ストロークセンサ１６によって検出された第１クラッチ４のピストンストローク量の位相をエンジン１の応答遅れ分進ませ、位相進み後ストロークを演算する。
【００４８】
前記ストローク→トルク変換部403は、ストローク−トルク変換マップを用いて、位相進み補償器402によって求められた位相進み後ストロークから、第１クラッチ４における伝達トルク容量を演算する。なお、このストローク→トルク変換部403によって求められた伝達トルク容量の位相は、位相進み後ストロークに基づいて求められるため、エンジン応答遅れ分進んだものとなる。
【００４９】
前記トルク上限設定部404は、ストローク→トルク変換部403によって求められた第１クラッチ４における位相進み後伝達トルク容量に合わせて、ベース目標エンジントルクに上限値を設定し、目標エンジントルクとして出力する。すなわち、出力する目標エンジントルクは、第１クラッチ４における位相進み後伝達トルク容量を超えない値に設定される。
【００５０】
次に、作用を説明する。
まず、「WSCモードとMWSCモードについて」、「比較例のモード遷移制御の課題」の説明を行い、続いて、実施例１の車両の制御装置における「エンジントルク指令制御作用」を説明する。
【００５１】
[WSCモードとMWSCモードについて]
図１２(a)は、WSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図であり、(b)は、MWSCモードにおけるエンジン回転数・モータジェネレータ回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比の特性を示す図である。図１３は、MWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・CL1トルク指令値の各特性を示す図である。
【００５２】
「WSCモード」とは、エンジン１が作動している状態に特徴があり、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４を完全締結し、第２クラッチ５を要求駆動力に応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジン１及びモータジェネレータ２の駆動力を用いて走行する。
【００５３】
ここで、実施例１に示すような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。そのため、図１２(a)に示すように、エンジン１の出力回転数（Eng回転数）とモータジェネレータ２の出力回転数（MG回転数）は一致する。一方、自動変速機３の出力軸に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値（＝駆動輪回転数相当値）は、第２クラッチ５における伝達トルク容量に応じて変化する。
【００５４】
このとき、エンジン１には自立回転を維持するためのアイドリング回転数による下限値が存在する。すなわち、Eng回転数及びMG回転数は、上記下限値以下に設定することができない。そのため、この下限値に相当する車速よりも低車速領域とするためには、第２クラッチ５のスリップ量ΔCL2が大きくなる。
【００５５】
一方、路面勾配が大きい勾配路において、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態又は微速発進状態に維持しようとすると、平坦路と比べて大きな駆動力が要求される。すなわち、第２クラッチ５における伝達トルク容量は、平坦路の場合よりも大きくなる。このとき「WSCモード」であると、第２クラッチ５は強い締結力でのスリップ状態を継続することになり、発熱量が過剰になってクラッチ耐久性の低下を招くことが考えられる。また、車速の上昇もゆっくりになることから、「HEVモード」への移行までに時間がかかり、さらに発熱するおそれがある。
【００５６】
そこで、このような場合には、エンジン１を作動させたまま第１クラッチ４を解放し、第２クラッチ５の伝達トルク容量を運転者の要求駆動力に制御しつつ、モータジェネレータ２の回転数を第２クラッチ５の出力回転数よりも所定回転数高い回転数に制御する「MWSCモード」を設定する。
【００５７】
言い換えると、この「MWSCモード」では、エンジン１とモータジェネレータ２が切り離されているため、それぞれ異なる回転数に設定することができる。そのため、モータジェネレータ２の回転数を、エンジン１の回転数（＝アイドル回転数）よりも低い回転数としつつ第２クラッチ５のスリップ制御を行う（図１２(b)参照）。
【００５８】
この場合、エンジン１が作動状態であるために、モータジェネレータ２にエンジンクランキング分の余剰トルクを残しておく必要がなく、モータジェネレータ２の駆動トルク上限値を引上げることができる。また、第２クラッチ５のスリップ量ΔCL2が小さくなり、第２クラッチ５の発熱量を抑えてクラッチ耐久性を向上することができる。
【００５９】
そして、例えば「MWSCモード」中に、アクセル踏込み動作があって「WSCモード」へのモード遷移指令が出力されたとする（図１３に示すタイムチャートにおいて時刻t0）。
【００６０】
このモード遷移指令の出力に伴って、走行モードが「MWSCモード」から「遷移状態」に移行する。これにより、モータジェネレータ２に出力する回転数指令値である目標MG回転数は、モータジェネレータ２の入力回転数をアイドル回転しているエンジン１の出力回転数（Eng回転数）に一致させるため、自動変速機出力軸回転数に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値の上昇率よりも高い上昇率で、上昇し始める。
【００６１】
時刻t1において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達すると、第１クラッチ４が締結するように、CL1用ソレノイドバルブ１４に入力するCL1トルク指令値が出力される。なお、「CL1トルク指令値」とは、第１クラッチ４における伝達トルク容量の目標値である。
【００６２】
一方、第１クラッチ４が締結すると、エンジン１とモータジェネレータ２が直結状態になるため、エンジン１に作用する負荷が増加する。そのため、時刻t1において、エンジンコントローラ３１に対してEngトルク指令値が出力される。なお、「Engトルク指令値」とは、エンジン１から出力するエンジントルクの目標値（目標エンジントルク）である。このEngトルク指令値は、所定時間Δt後にCL1トルク指令値と一致するように制御される。
【００６３】
時刻t2において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値以下になり、第１クラッチ４を締結したと判断されると、走行モードは「遷移状態」から「WSCモード」に移行する。これにより、CL1トルク指令値は、第１クラッチ４の締結状態を維持するために上昇する。ここで、Engトルク指令値は上昇せず、CL1トルク指令値よりも小さい値に設定される。
【００６４】
[比較例のモード遷移制御の課題]
図１４は、比較例のモード遷移制御の課題を説明するためのタイムチャートである。
【００６５】
次に、「MWSCモード」から「WSCモード」へのモード遷移時に、例えば第１クラッチ４を駆動する作動油（ATF）の温度が低温（ここではゼロ度）であった場合を考える。このとき、作動油温が低温であるため、第１クラッチ４の応答が非常に遅くなり、指令値の変動に対して実際値は非常に遅れて変化する。
【００６６】
すなわち、図１４に示すように、時刻t4において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達したことで、第１クラッチ４が締結するようにCL1トルク指令値が出力されても、第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量（CL1実トルク）は、所定時間遅れた時刻t4´から生じ、その後非常に緩やかに増加していく。
【００６７】
一方、Engトルク指令値は、CL1トルク指令値が出力されたことで、エンジン１とモータジェネレータ２が直結状態になってエンジン１に作用する負荷が増加するとして、時刻t4において出力され、所定時間Δt後にCL1トルク指令値と一致するように制御される。
【００６８】
しかしながら、この所定時間Δt後におけるCL1実トルクは、クラッチ応答が遅いために想定した値よりも小さい値（ここではゼロ）である。そのため、エンジン１に実際に作用する負荷は非常に小さくなる。そしてこのように、第１クラッチ４が締結されることで、エンジン負荷が大きくなることを前提としてEngトルク指令値を出力すると、エンジン１の出力回転数が吹け上がってしまう（図１４においてＡ部）。
【００６９】
さらに、第１クラッチ４における応答の違いは、作動油温の違いだけに依存するものではない。作動油（ATF）の劣化状態、クラッチ自体の温度や劣化状態、さらにはクラッチ固体の精度のばらつき等によっても異なる。そのため、例えEngトルク指令値の上限値を一律に設定した場合であっても、第１クラッチ４の状態によってエンジン出力回転数が吹け上がってしまうという問題があった。
【００７０】
[エンジントルク指令制御作用]
図１５は、実施例１の制御装置を適用した場合のMWSC→WSCモード遷移時における走行モード・Eng回転数・目標MG回転数・出力軸回転数×１速ギヤ比・Engトルク指令値・Eng実トルク・CL1トルク指令値・CL1実トルクの各特性を示す図である。
【００７１】
実施例１の車両の制御装置を適用したハイブリッド車両において、第１クラッチ４を駆動する作動油（ATF）の温度が低温であるときに、「MWSCモード」から「WSCモード」へモード遷移する場合を考える。
【００７２】
時刻t6において、「MWSCモード」から「WSCモード」へのモード遷移指令が出力されると、走行モードが「MWSCモード」から「遷移状態」に移行すると同時に、目標MG回転数は、Eng回転数に一致するため、自動変速機出力軸回転数に変速ギヤ比（ここでは１速ギヤ比）を積算した値の上昇率よりも高い上昇率での上昇を始める。
【００７３】
時刻t7において、Eng回転数と目標MG回転数との回転数差ΔCL1が所定値に達すると、第１クラッチ４が締結するようにCL1トルク指令値が出力される。
【００７４】
このとき、作動油温が低いために第１クラッチ４の応答が悪く、CL1用ストロークセンサ１６によって検出されるピストンストロークから求められる第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量（CL1実トルク）はゼロである。
【００７５】
そのため、エンジン１に作用する負荷はないとして、CL1実トルクに合わせてEngトルクトルク指令値を低く設定する。すなわち、Engトルク指令値がCL1実トルクを超えない値に設定する。しかしながら、ここでは、エンジン１の応答遅れを考慮し、第１クラッチ４における実際の伝達トルク容量の位相（CL1実ストローク位相）が、エンジン１の応答遅れ分進んでいると考える。そして、この位相進み後ストロークに基づいてEngトルク指令値を演算する。これにより、Engトルク指令値は、エンジン１の応答遅れ分位相が進んで出力される。つまり、Engトルク指令値は、エンジン１の応答遅れ時間分早めて出力される。
【００７６】
そして、エンジン応答遅れ時間経過後の時刻t7´において、エンジン１から実際にトルク（Eng実トルク）が出力される。このとき、Engトルク指令値がCL1実トルクを超えない値に設定されているため、Eng実トルクがCL1実トルクを超えることはない。これにより、エンジン１の回転数が吹け上がることはなく、任意の回転数を維持することができる。さらに、エンジン１の応答遅れを考慮し、Engトルク指令値の位相を進ませることで、エンジン１からの出力トルクが応答するまでの間、エンジン回転数の低下を抑制することができる。すなわち、エンジン回転数の引き込みを防止することができる。
【００７７】
また、実施例１の車両の制御装置では、ストローク→トルク変換部403により、第１クラッチ４のクラッチストローク量であるピストンのストローク量に基づいて、第１クラッチ４における伝達トルク容量を求めている。そのため、伝達トルク容量の検出精度を向上でき、第１クラッチ４の固体ばらつきや経年劣化、温度条件等による伝達トルク容量のばらつきに左右されることなく、エンジン１の回転数上昇をさらに精度よく抑制することができる。
【００７８】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７９】
(1) 駆動源（エンジン）１と、前記駆動源１から駆動輪（タイヤ）７,７への駆動系に設けられ、前記駆動源１と前記駆動輪７,７との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素（第１クラッチ）４と、前記摩擦係合要素４における伝達トルク容量を検出する伝達容量検出手段（CL1用ストロークセンサ）１６と、前記駆動源１からの出力トルクを制御するトルク指令値（エンジントルク指令値）を、前記伝達容量検出手段１６により検出された前記伝達トルク容量を越えない値に設定する駆動源制御手段（目標エンジントルク演算ブロック）と、を備える構成とした。
このため、摩擦係合要素状態のばらつきに拘らず、駆動源回転数の吹け上がりを抑制することができる。
【００８０】
(2) 前記摩擦係合要素（第１クラッチ）４は、油圧により駆動して前記伝達トルク容量を可変する油圧クラッチ（乾式単板クラッチ）であり、前記伝達容量検出手段（CL1用ストロークセンサ）１６は、前記油圧クラッチ（乾式単板クラッチ）のクラッチストローク量に基づいて、前記伝達トルク容量を検出する構成とした。
このため、(1)の効果に加え、摩擦係合要素における伝達トルク容量の検出精度を高めることができ、さらに精度良く駆動源回転数の吹け上がりを抑えることができる。
【００８１】
(3) 前記駆動源制御手段（目標エンジントルク演算ブロック）は、前記トルク指令値の位相を、前記駆動源（エンジン）１の応答遅れ分進ませて出力する構成とした。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、摩擦係合要素における伝達トルク容量に基づいて設定した駆動源のトルク指令値に対して、駆動源が応答するまでの間に生じる駆動源回転数の低下を抑制することができる。
【００８２】
以上、本発明の車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８３】
実施例１では、ハイブリッド車両の例を挙げ、駆動源としてエンジン１とし、摩擦係合要素として第１クラッチ４としている。しかしながら、摩擦係合要素と駆動輪の間のシステム（実施例１では、モータジェネレータ２、第２クラッチ５、自動変速機３）は、本実施例に限定されない。他の動力源の有無やクラッチ、変速機の有無も問わず、適宜採用することができる。また、駆動源はエンジン１に限らず、電動モータ、内燃機関、その他の動力源のいずれであってもよい。また、エンジン及びモータジェネレータを駆動源として併用したものであってもよい。要するに、車両走行のための駆動源と、その駆動源と駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素を有する車両であれば、本発明を適用することができる。
【００８４】
さらに、実施例１では、摩擦係合要素である第１クラッチ４として、ノーマルクローズの乾式単板クラッチを用いた例を挙げたが、これに限らない。湿式多板クラッチであってもよいし、電磁クラッチ、遠心クラッチ等であってもよい。要するに、伝達トルク容量を可変できれば、本発明の摩擦係合要素として適用することができる。
【００８５】
また、実施例１では、MWSCモードからWSCモードへのモード遷移時におけるエンジントルク制御について説明しているが、例えば、ハイブリッド車両においてエンジンを始動して車両を発進させるシーンであっても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ エンジン（駆動源）
２ モータジェネレータ
３ 自動変速機
４ 第１クラッチ（摩擦係合要素）
５ 第２クラッチ
７,７ タイヤ（駆動輪）
１６ CL1用ストロークセンサ（伝達容量検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
前記駆動源から駆動輪への駆動系に設けられ、前記駆動源と前記駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素と、
前記摩擦係合要素における伝達トルク容量を検出する伝達容量検出手段と、
前記駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値を、前記伝達容量検出手段により検出された前記伝達トルク容量を超えない値に設定する駆動源制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の制御装置において、
前記摩擦係合要素は、油圧により駆動して前記伝達トルク容量を可変する油圧クラッチであり、
前記伝達容量検出手段は、前記油圧クラッチのクラッチストローク量に基づいて、前記伝達トルク容量を検出することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された車両の制御装置において、
前記駆動源制御手段は、前記トルク指令値の位相を、前記駆動源の応答遅れ分進ませて出力することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
駆動源と、
前記駆動源から駆動輪への駆動系に設けられ、前記駆動源と前記駆動輪との間のトルク伝達を断接する摩擦係合要素と、
前記摩擦係合要素における伝達トルク容量を検出する伝達容量検出手段と、
前記駆動源からの出力トルクを制御するトルク指令値を、前記伝達容量検出手段により検出された前記伝達トルク容量を超えない値に設定する駆動源制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の制御装置において、
前記摩擦係合要素は、油圧により駆動して前記伝達トルク容量を可変する油圧クラッチであり、
前記伝達容量検出手段は、前記油圧クラッチのクラッチストローク量に基づいて、前記伝達トルク容量を検出することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された車両の制御装置において、
前記駆動源制御手段は、前記トルク指令値の位相を、前記駆動源の応答遅れ分進ませて出力することを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−８７７１４（Ｐ２０１２−８７７１４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６２１９（Ｐ２０１０−２３６２１９）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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