JP6965586B2 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動制御装置に関する。

特許文献１には、燃料カットによる車体の振動を抑制することを目的として、エンジンの燃料カットを実行する際に、燃料カットを開始する前の所定のタイミングで、エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上に設けられた係合要素の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させることが開示されている。

また、特許文献１には、係合状態の変化による車体振動を発生させる所定のタイミングが、係合状態の変化による車体振動の位相と、燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動の位相とが逆位相となるタイミングであることが記載されている。

特開２０１５−２０９００５号公報

ところで、エンジン及びモータの少なくとも一方の駆動力により走行するハイブリッド車両においては、モータの駆動力で走行可能なＥＶモード中にエンジンを始動する場合があり、この場合にエンジンの燃料カットが実施されることがある。ＥＶモード中に燃料カットが実施されると、エンジントルクが変動し、このエンジントルクの変動に起因して車体振動が生ずるおそれがある。

上述の特許文献１に記載のものは、前述したようなＥＶモード中のエンジン始動時における車体振動を抑制することに関して考慮されていない。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、ＥＶモード中のエンジン始動時に車体振動が発生することを抑制することができる車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、エンジンを始動させる始動部を有し、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の駆動力により走行する車両の駆動制御装置であって、前記エンジンへの燃料噴射を停止する燃料カットを実行可能な制御部を備え、前記制御部は、前記エンジンの運転を停止して前記モータの駆動力により走行可能なＥＶモード中に前記始動部によって前記エンジンが始動される場合、所定の燃料カット禁止条件が成立したことを条件に、前記燃料カットを禁止し、前記所定の燃料カット禁止条件は、前記車両の速度を表す車速が所定車速未満で、かつ前記エンジンの回転速度を表すエンジン回転速度が所定回転速度未満であることを特徴とする。

本発明によれば、ＥＶモード中のエンジン始動時に車体振動が発生することを抑制することができる車両の駆動制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る駆動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は、本発明の一実施例に係る駆動制御装置が実行するＦ／Ｃ判定制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、本発明の一実施例に係るＦ／Ｃ判定制御においてＦ／Ｃ禁止の場合のＴＣＭのトルク要求値とＦ／Ｃ許可のトルク閾値との関係を示す図である。 図４は、本発明の一実施例に係るＦ／Ｃ判定制御においてＦ／Ｃ許可の場合のＴＣＭのトルク要求値とＦ／Ｃ許可のトルク閾値との関係を示す図である。 図５は、本発明の一実施例に係る駆動制御装置の作用を説明するグラフである。

本発明の一実施の形態に係る車両の駆動制御装置は、エンジンを始動させる始動部を有し、エンジン及びモータの少なくとも一方の駆動力により走行する車両の駆動制御装置であって、エンジンへの燃料噴射を停止する燃料カットを実行可能な制御部を備え、制御部は、エンジンの運転を停止してモータの駆動力により走行可能なＥＶモード中に始動部によってエンジンが始動される場合、所定の燃料カット禁止条件が成立したことを条件に、燃料カットを禁止する。これにより、ＥＶモード中のエンジン始動時に車体振動が発生することを抑制することができる。

以下、本発明の一実施例に係る駆動制御装置を搭載したハイブリッド車両について図面を参照して説明する。

図１に示すように、車両としてのハイブリッド車両１は、エンジン２と、トランスミッション３と、モータとしてのモータジェネレータ４と、駆動輪５と、エンジン２を制御するＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、トランスミッション３を制御するＴＣＭ（Transmission Control Module）１２とを含んで構成される。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０と、スタータ２１とが連結されている。本実施例のＩＳＧ２０及びスタータ２１は、それぞれ始動部を構成する。

ＩＳＧ２０は、ベルト２２を介してエンジン２のクランクシャフト１８に連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフト１８から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

本実施例では、ＩＳＧ２０は、ＥＣＭ１１の制御により、電動機として機能することで、エンジン２をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させる。ＩＳＧ２０は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両１の走行をアシストすることもできる。

スタータ２１は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ２１は、モータを回転させることにより、クランクシャフト１８を回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与える。このように、エンジン２は、スタータ２１によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からＩＳＧ２０によって再始動される。

トランスミッション３は、エンジン２から出力された回転を変速し、ドライブシャフト２３を介して駆動輪５を駆動する。トランスミッション３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構２５と、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成されるクラッチ２６と、ディファレンシャル機構２７と、図示しないアクチュエータとを備えている。

トランスミッション３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、ＴＣＭ１２により制御されたアクチュエータにより変速機構２５における変速段の切換えとクラッチ２６の接続及び解放が行われるようになっている。ディファレンシャル機構２７は、変速機構２５によって出力された動力をドライブシャフト２３に伝達するようになっている。

モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７に対して、チェーン等の動力伝達機構２８を介して連結されている。モータジェネレータ４は、電動機として機能する。

このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータジェネレータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン２およびモータジェネレータ４の少なくとも一方の駆動力により走行する。

モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両１の走行によって発電を行う。なお、モータジェネレータ４は、エンジン２から駆動輪５までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構２７に連結される必要はない。

ＥＣＭ１１およびＴＣＭ１２は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＭ１１およびＴＣＭ１２としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＭ１１およびＴＣＭ１２としてそれぞれ機能する。

本実施例において、ＥＣＭ１１は、アイドリングストップ制御を実行する。このアイドリングストップ制御において、ＥＣＭ１１は、所定の停止条件の成立時にエンジン２を停止させ、所定の再始動条件の成立時にＩＳＧ２０を駆動してエンジン２を再始動させる。このため、エンジン２の不要なアイドリングが行われなくなり、ハイブリッド車両１の燃費を向上させることができる。

また、ＥＣＭ１１は、所定のフューエルカット条件が成立したことを条件にエンジン２への燃料噴射を停止する燃料カット（以下、「Ｆ／Ｃ」という）を実行する。所定のフューエルカット条件としては、例えば上述したアイドリングストップ制御における所定の停止条件が成立したこと、又はアクセル開度が「０」でハイブリッド車両１が減速していること等が含まれる。

本実施例においては、ＥＣＭ１１は、ＥＶモード中に実行される後述のＦ／Ｃ判定制御によりＦ／Ｃ許可がなされた場合にも、上述のＦ／Ｃを実行可能となっている。ＥＶモード中のＦ／Ｃは、例えば、ＥＶモード中にエンジン２が始動された際にＴＣＭ１２からのトルクダウン要求に応じてエンジントルクを低下させる、いわゆるトルクダウンを行う場合に実行される。

本実施例において、ＥＶモードとは、エンジン２の運転を停止してモータジェネレータ４の駆動力により実際にハイブリッド車両１を走行させているＥＶ走行中のほか、ＥＶ走行可能な状態でハイブリッド車両１を停車又は停止した状態を含む。

ＥＣＭ１１にはアクセル開度検出部３１、車速検出部３２及びエンジン回転速度検出部３３が接続されている。

アクセル開度検出部３１は、図示しないアクセルペダルの操作量を表すアクセル開度Ａｃｃを検出して、アクセル開度Ａｃｃに応じた信号をＥＣＭ１１に出力する。車速検出部３２は、ハイブリッド車両１の走行速度を表す車速Ｖを検出し、車速Ｖに応じた信号をＥＣＭ１１に出力する。エンジン回転速度検出部３３は、エンジン２の回転速度を表すエンジン回転速度Ｎｅを検出し、エンジン回転速度Ｎｅに応じた信号をＥＣＭ１１に出力する。

次に、図２を参照して、本実施例に係る駆動制御装置によって実行されるＦ／Ｃ判定制御について説明する。図２に示すＦ／Ｃ判定制御は、ＥＶモード中に所定の時間間隔でＥＣＭ１１によって繰り返し実行される。

図２に示すように、ＥＣＭ１１は、エンジン２の始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。ＥＶモード中にエンジン２の始動条件が成立する場合としては、例えば図示しない空調装置のコンプレッサが駆動された場合、モータジェネレータ４やＩＳＧ２０等を含む電装品に電力を供給する各種バッテリのうち、いずれかのバッテリのＳＯＣ（State of Charge）が所定値未満となるまで低下した場合、図示しないアクセルペダルが一定量以上、踏み込まれた場合や、アイドリングストップ制御実行中に所定の再始動条件が成立した場合等が挙げられる。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ１においてエンジン２の始動条件が成立していないと判定した場合には、エンジン２が始動又は運転されていないことからＦ／Ｃを行う必要がないため、Ｆ／Ｃを禁止して（ステップＳ７）、Ｆ／Ｃ判定制御を終了する。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ１においてエンジン２の始動条件が成立したと判定した場合には、エンジン２の始動を開始する（ステップＳ２）。以下、ＥＶモード中のエンジン２の始動を、「再始動」という。

次いで、ＥＣＭ１１は、ＴＣＭのトルク要求値ＴｒがＦ／Ｃ許可のトルク閾値Ｔｔｈ未満か否かを判定する（ステップＳ３）。

ＴＣＭのトルク要求値Ｔｒとは、クラッチ２６の接続がスムースに行えるよう、ＥＶモード中に再始動されたエンジン２のエンジン回転速度Ｎｅと変速機構２５のインプットシャフト２５Ａの回転速度Ｎｉとの回転速度差を小さくするためにＴＣＭ１２からエンジン２に要求されるエンジントルクの値である。

Ｆ／Ｃ許可のトルク閾値Ｔｔｈは、次式（１）により算出される。
Ｔｔｈ＝Ｔｆｃ＋（Ｔｂｌ−Ｔｆｃ）×Ｐ ・・・・・（１）
上記式（１）において、ＴｔｈはＦ／Ｃ許可のトルク閾値、ＴｆｃはＦ／Ｃ時のエンジントルク、Ｔｂｌは燃焼下限トルク、Ｐは所定割合をそれぞれ表している。

Ｆ／Ｃ時のエンジントルクＴｆｃは、推定値であり、エンジン回転速度ＮｅやＩＳＧ２０の負荷等に基づきマップ又は計算によりＥＣＭ１１によって算出される。燃焼下限トルクＴｂｌは、エンジン２が燃焼を維持するのに最低限必要なエンジントルクである。所定割合Ｐは、クラッチ２６の接続がスムースに行える程度にトルク要求値ＴｒがＦ／Ｃ時のエンジントルクＴｆｃに近いと判断できる範囲の上限にトルク閾値Ｔｔｈが設定されるような割合であり、エンジン２の諸元等に基づき予め求められてＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ３においてトルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満でないと判定した場合には、Ｆ／Ｃを禁止して（ステップＳ７）、Ｆ／Ｃ判定制御を終了する。

図３は、トルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ以上であるときの各種エンジントルクの関係を示す図である。図３に示すように、トルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ以上であるときは、Ｆ／Ｃを実行すると、Ｆ／Ｃ時のエンジントルクＴｆｃがトルク要求値Ｔｒを大きく下回ってしまう。このため、エンジン２は、ＴＣＭ１２が要求するエンジントルクを出力できない。したがって、本実施例では、上述のようにステップＳ３においてトルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満でないとＥＣＭ１１により判定された場合には、Ｆ／Ｃが禁止される。これにより、エンジン２においては、エンジントルクが大きく低下することがなく、ＴＣＭ１２が要求するエンジントルクに近いエンジントルクを出力することが可能となる。

これに対し、図４は、トルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満であるときの各種エンジントルクの関係を示す図である。図４に示すように、トルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満であるときは、Ｆ／Ｃを実行すると、トルク要求値Ｔｒに近いエンジントルクＴｆｃを出力することができる。このため、トルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満であるときは、Ｆ／Ｃを許可しても、ＴＣＭ１２が要求するエンジントルクを出力できないといったことがない。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ３においてトルク要求値Ｔｒがトルク閾値Ｔｔｈ未満であると判定した場合には、エンジン回転速度ＮｅがＦ／Ｃ可能回転速度Ｎｅｆｃより大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｆ／Ｃ可能回転速度Ｎｅｆｃは、Ｆ／Ｃからの復帰時にエンジンストールが発生するおそれのないエンジン回転速度の下限であり、予め実験的に求めてＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ４においてエンジン回転速度ＮｅがＦ／Ｃ可能回転速度Ｎｅｆｃより大きくないと判定した場合には、Ｆ／Ｃからの復帰時にエンジンストールが発生するおそれがあるためＦ／Ｃを禁止して（ステップＳ７）、Ｆ／Ｃ判定制御を終了する。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ４においてエンジン回転速度ＮｅがＦ／Ｃ可能回転速度Ｎｅｆｃより大きいと判定した場合には、ステップＳ５に処理を移行する。

ステップＳ５において、ＥＣＭ１１は、以下のいずれかのＦ／Ｃ禁止条件が不成立か否かを判定する。本実施例では、以下の第１から第４の条件がＦ／Ｃ禁止条件としてそれぞれ規定されている。

［Ｆ／Ｃ禁止条件］
・車速Ｖが所定車速Ｖｔｈ未満（Ｖ＜Ｖｔｈ）であること（第１のＦ／Ｃ禁止条件）
・エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｅｔｈ未満（Ｎｅ＜Ｎｅｔｈ）であること（第２のＦ／Ｃ禁止条件）
・アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａｃｃｔｈを上回っている（Ａｃｃ＞Ａｃｃｔｈ）こと（第３のＦ／Ｃ禁止条件）
・エンジン始動開始から所定時間以内であること（第４のＦ／Ｃ禁止条件）

上述の第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件は、いずれもＥＶモード中のエンジン再始動直後においてＦ／Ｃの実行を禁止するのが好ましいと判断できる条件である。

具体的には、第１のＦ／Ｃ禁止条件において、所定車速Ｖｔｈは、ＥＶモード中のエンジン再始動直後にスムースにクラッチ２６を接続させることが可能か否かの基準となる車速であり、例えば１０ｋｍ／ｈに設定されている。車速Ｖが所定車速Ｖｔｈ以上の場合には、スムースにクラッチ２６を接続させることができず、車両の振動に繋がりやすくなる。このため、第１のＦ／Ｃ禁止条件が不成立の場合には、Ｆ／Ｃの実行を許可してエンジン回転速度Ｎｅを抑えるようにする。これにより、エンジン回転速度Ｎｅとインプットシャフト２５Ａの回転速度Ｎｉとの回転速度差が小さくなり、クラッチ２６をスムースに接続することができる。

また、第２のＦ／Ｃ禁止条件において、所定回転速度Ｎｅｔｈは、ＥＶモード中のエンジン再始動直後にスムースにクラッチ２６を接続させることが可能か否かの基準となる回転速度であり、例えば１５００ｒｐｍに設定される。エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｅｔｈ以上の場合には、スムースにクラッチ２６を接続させることができず、車両の振動に繋がりやすくなる。このため、第２のＦ／Ｃ禁止条件が不成立の場合には、Ｆ／Ｃの実行を許可してエンジン回転速度Ｎｅを抑えるようにする。これにより、エンジン回転速度Ｎｅとインプットシャフト２５Ａの回転速度Ｎｉとの回転速度差が小さくなり、クラッチ２６をスムースに接続することができる。所定回転速度Ｎｅｔｈは、少なくとも上述のステップＳ４で用いられるＦ／Ｃ可能回転速度Ｎｅｆｃよりも大きい値に設定されている。上述した所定車速Ｖｔｈ及び所定回転速度Ｎｅｔｈは、前述した時速及び回転速度に限られない。

また、第３のＦ／Ｃ禁止条件において、所定値Ａｃｃｔｈは、アクセルペダルの踏み込みによるハイブリッド車両１の発進であると判断できるアクセル開度に設定されている。また、第４のＦ／Ｃ禁止条件において、所定時間は、エンジン再始動直後であると判断できる時間に設定されている。エンジン再始動直後は、エンジン回転速度Ｎｅが不安定なため、Ｆ／Ｃの実行を禁止してエンジン回転速度Ｎｅの挙動を安定させるようにしている。本実施例における第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件は、本発明における所定の燃料カット禁止条件に相当する。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ５において第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件のうち、いずれか１つでも条件が不成立と判定した場合には、Ｆ／Ｃを許可して（ステップＳ６）、Ｆ／Ｃ判定制御を終了する。

ＥＣＭ１１は、ステップＳ５において第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件の全てが成立と判定した場合には、Ｆ／Ｃを禁止して（ステップＳ７）、Ｆ／Ｃ判定制御を終了する。したがって、本実施例では、ＥＶモード中のエンジン再始動直後にＴＣＭ１２からトルクダウン要求があった場合でも、第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件の全てが成立したことを条件にＦ／Ｃが禁止される。

これにより、図５に示すように、ＥＶモード中のエンジン再始動直後にＦ／Ｃの実行有無によってエンジントルクにばらつきが生じることがない。本実施例では、ＥＶモード中のエンジン再始動直後にＦ／Ｃが禁止されるため、エンジン再始動直後のエンジントルクの挙動が、図５中、実線で示すエンジントルクの挙動のように増減の小さい安定したエンジントルクの挙動に統一される。

以上のように、本実施例に係る駆動制御装置は、ＥＶモード中にエンジン２が再始動される場合、具体的にはエンジン再始動直後に、第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件の全てが成立したことを条件にＦ／Ｃを禁止するので、エンジン再始動直後のエンジントルクにばらつきが生じることもなく、またエンジン再始動直後のエンジントルクの挙動を安定させることができる。

これにより、本実施例に係る駆動制御装置は、ＥＶモード中のエンジン再始動直後のエンジントルクの変動に起因した車体振動が発生することを抑制することができる。

なお、本実施例においては、Ｆ／Ｃ禁止条件として、第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件を採用したが、第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件のいずれか１つ、又は２つ、若しくは３つをＦ／Ｃ禁止条件としてもよい。Ｆ／Ｃ禁止条件を２つ又は３つとする場合は、第１から第４のＦ／Ｃ禁止条件の組み合わせとしては全ての組み合わせが含まれる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ ハイブリッド車両（車両）
２ エンジン
３ トランスミッション
４ モータジェネレータ（モータ）
１１ ＥＣＭ（制御部）
１２ ＴＣＭ
２０ ＩＳＧ（始動部）
３１ アクセル開度検出部
３２ 車速検出部
３３ エンジン回転速度検出部
Ｎｅ エンジン回転速度
Ｎｅｆｃ Ｆ／Ｃ可能回転速度
Ｎｅｔｈ 所定回転速度
Ｔｒ トルク要求値
Ｔｔｈ トルク閾値
Ｔｆｃ Ｆ／Ｃ時のエンジントルク
Ｔｂｌ 燃焼下限トルク
Ｐ 所定割合
Ｖ 車速
Ｖｔｈ 所定車速
Ａｃｃ アクセル開度
Ａｃｃｔｈ 所定値

Claims (3)

1. エンジンを始動させる始動部を有し、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の駆動力により走行する車両の駆動制御装置であって、
   前記エンジンへの燃料噴射を停止する燃料カットを実行可能な制御部を備え、
   前記制御部は、前記エンジンの運転を停止して前記モータの駆動力により走行可能なＥＶモード中に前記始動部によって前記エンジンが始動される場合、所定の燃料カット禁止条件が成立したことを条件に、前記燃料カットを禁止し、
   前記所定の燃料カット禁止条件は、前記車両の速度を表す車速が所定車速未満で、かつ前記エンジンの回転速度を表すエンジン回転速度が所定回転速度未満であることを特徴とする車両の駆動制御装置。
2. 前記所定の燃料カット禁止条件は、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度が所定値を上回っていることであることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 前記所定の燃料カット禁止条件は、前記エンジンの始動開始から所定時間以内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の駆動制御装置。

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