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JP7694358B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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JP7694358B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.

エンジンから車輪までの動力伝達経路上に順に設けられた、クラッチ、モータ、トランスミッションを備えたハイブリッド車両の制御装置が知られている。このような制御装置は、モータが駆動中でありクラッチが解放状態でエンジンの始動要求がある場合に、クラッチを係合状態へ移行させることによりモータによりエンジンをクランキングしてエンジンを始動する(例えば特許文献1参照)。 There is a known control device for a hybrid vehicle that has a clutch, motor, and transmission, which are arranged in that order on the power transmission path from the engine to the wheels. When the motor is running and the clutch is in a disengaged state and there is a request to start the engine, this control device transitions the clutch to an engaged state, thereby cranking the engine using the motor to start the engine (see, for example, Patent Document 1).

特開2020-111276号公報JP 2020-111276 A

このようなエンジン始動の際には、エンジンのスロットル開度を始動用開度に制御し、エンジン始動後では、スロットル開度をエンジンの回転数が目標アイドル回転数を維持するアイドル維持開度に制御することが考えられる。しかしながら、スロットル開度を始動用開度からアイドル維持開度に切り替えるタイミングによっては、エンジントルクが増大して、車両にショックが生じるおそれがある。 When starting the engine in this way, it is conceivable that the engine throttle opening is controlled to a starting throttle opening, and after the engine starts, the throttle opening is controlled to an idle maintenance throttle opening that maintains the engine speed at the target idle speed. However, depending on the timing at which the throttle opening is switched from the starting throttle opening to the idle maintenance throttle opening, there is a risk that the engine torque will increase, causing a shock to the vehicle.

そこで本発明は、ショックの発生を抑制した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。 The present invention aims to provide a control device for a hybrid vehicle that suppresses the occurrence of shocks.

上記目的は、エンジンから車輪までの動力伝達経路上に順にクラッチ、モータ、及びトランスミッションが設けられたハイブリッド車両の制御装置において、前記モータが駆動中であり前記クラッチが解放状態で前記エンジンの始動要求がある場合に、前記エンジンのスロットル開度を始動用開度に制御しつつ、前記クラッチを係合状態へ移行させることにより前記モータにより前記エンジンをクランキングして前記エンジンを始動する始動制御部と、前記エンジンの始動後であって前記クラッチが係合状態となった後において、前記トランスミッションの負荷に対する前記モータの分担率を減少しつつ前記負荷に対する前記エンジンの分担率が増大するように、前記モータ及びエンジンのそれぞれのトルクを制御するトルク制御部と、前記エンジンの分担率が閾値以下の場合には、前記エンジンのスロットル開度を前記始動用開度に制御し、前記エンジンの分担率が前記閾値を超えた場合には、前記スロットル開度を前記エンジンの回転数が目標アイドル回転数を維持するアイドル維持開度に制御するスロットル制御部と、を備え、前記アイドル維持開度は、前記始動用開度よりも大きく、前記始動用開度は、前記エンジンの分担率が0%での前記エンジンの負荷を考慮して設定された開度であり、前記閾値は、前記エンジンのスロットル開度が前記始動用開度に維持されている状態において、前記エンジンのスロットル開度以外の前記エンジンのトルクに関するパラメータを調整することによって増大可能な前記エンジンのトルク量に対応した前記エンジンの分担率であって、0%よりも大きく50%よりも小さい値に設定されており、前記トルク制御部は、前記エンジンの分担率が前記閾値以下の場合には、前記エンジンのスロットル開度が前記始動用開度に維持された状態で、前記パラメータを調整することにより、前記エンジンの分担率が増大するように前記エンジンのトルクを制御する、ハイブリッド車両の制御装置によって達成できる。
The object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle in which a clutch, a motor, and a transmission are provided in this order on a power transmission path from an engine to wheels, comprising: a start control unit which, when the motor is being driven and the clutch is in a released state and there is a request to start the engine, cranks the engine using the motor by transitioning the clutch to an engaged state while controlling a throttle opening of the engine to a start opening; a torque control unit which, after the engine has been started and the clutch is in an engaged state , controls the torque of the motor and the engine so that a share of the load of the transmission that the motor shares is increased while a share of the load of the transmission that the engine shares is decreased; and, when the share of the load of the engine is equal to or less than a threshold value, controls the throttle opening of the engine to the start opening, and when the share of the load of the engine exceeds the threshold value, controls the throttle opening to the start opening. and a throttle control unit that controls an engine speed to an idle maintenance opening that maintains a target idle speed , wherein the idle maintenance opening is greater than the start-up opening, and the start-up opening is an opening that is set taking into consideration the load of the engine when the engine's throttle opening is 0%, and the threshold value is the engine's torque share corresponding to the amount of torque of the engine that can be increased by adjusting parameters related to the engine torque other than the engine's throttle opening when the engine's throttle opening is maintained at the start-up opening, and is set to a value greater than 0% and less than 50%, and when the engine's throttle opening is equal to or less than the threshold value, the torque control unit controls the engine torque so as to increase the engine's torque share by adjusting the parameters while the engine's throttle opening is maintained at the start-up opening .

本発明によれば、ショックの発生を抑制したハイブリッド車両の制御装置を提供できる。 The present invention provides a control device for a hybrid vehicle that suppresses the occurrence of shocks.

図1は、ハイブリッド車両の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle. 図2は、エンジンの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the engine. 図3は、モータモードからハイブリッドモードへの切替制御の一例を示したタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing an example of switching control from the motor mode to the hybrid mode. 図4は、ECUが実行するモータモードからハイブリッドモードへの切替制御の一例を示したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a switching control from the motor mode to the hybrid mode executed by the ECU.

[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、エンジン10から車輪13までの動力伝達経路に、K0クラッチ14、モータ15、トランスミッション18が順に設けられている。エンジン10及びモータ15は、ハイブリッド車両1の走行用駆動源として搭載されている。エンジン10は、例えばV型6気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、直列型のガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。K0クラッチ14、モータ15、及びトランスミッション18は、変速ユニット11内に設けられている。変速ユニット11と左右の車輪13とは、ディファレンシャル12を介して駆動連結されている。トランスミッション18は、トルクコンバータ19、及び変速機20を備えている。
[General configuration of hybrid vehicle]
FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 1. In the hybrid vehicle 1, a K0 clutch 14, a motor 15, and a transmission 18 are provided in this order in a power transmission path from an engine 10 to wheels 13. The engine 10 and the motor 15 are mounted as a driving source for running the hybrid vehicle 1. The engine 10 is, for example, a V-type 6-cylinder gasoline engine, but the number of cylinders is not limited thereto, and may be an in-line gasoline engine or a diesel engine. The K0 clutch 14, the motor 15, and the transmission 18 are provided in a gear change unit 11. The gear change unit 11 and the left and right wheels 13 are drive-coupled via a differential 12. The transmission 18 includes a torque converter 19 and a gearbox 20.

K0クラッチ14は、同動力伝達経路上のエンジン10とモータ15との間に設けられている。K0クラッチ14は、解放状態から油圧の供給を受けてスリップ状態、係合状態となって、エンジン10とモータ15との動力伝達を接続する。K0クラッチ14は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン10とモータ15との動力伝達を遮断する。係合状態とは、K0クラッチ14の両係合要素が連結しエンジン10とモータ15が同じ回転数となっている状態である。スリップ状態とは、K0クラッチ14の両係合要素が所定の回転数差を有してスリップしている状態である。解放状態とは、K0クラッチ14の両係合要素が離れた状態である。 The K0 clutch 14 is provided between the engine 10 and the motor 15 on the power transmission path. The K0 clutch 14 receives hydraulic pressure from a released state, changes to a slip state, and then to an engaged state, connecting the power transmission between the engine 10 and the motor 15. When the hydraulic pressure supply is stopped, the K0 clutch 14 changes to a released state, cutting off the power transmission between the engine 10 and the motor 15. The engaged state is a state in which both engagement elements of the K0 clutch 14 are connected and the engine 10 and the motor 15 have the same rotation speed. The slip state is a state in which both engagement elements of the K0 clutch 14 are slipping with a predetermined rotation speed difference. The released state is a state in which both engagement elements of the K0 clutch 14 are separated.

モータ15は、インバータ17を介してバッテリ16に接続されている。モータ15は、バッテリ16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し、更にエンジン10や車輪13からの動力伝達に応じてバッテリ16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16との間で授受される電力は、インバータ17により調整されている。 The motor 15 is connected to the battery 16 via the inverter 17. The motor 15 functions as a motor that generates driving force for the vehicle in response to power supplied from the battery 16, and also functions as a generator that generates power to charge the battery 16 in response to power transmission from the engine 10 and the wheels 13. The power exchanged between the motor 15 and the battery 16 is adjusted by the inverter 17.

インバータ17は、後述するECU100によって制御され、バッテリ16からの直流電圧を交流電圧に変換し、またはモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ15がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ17はバッテリ16の直流電圧を交流電圧に変換してモータ15に供給される電力を調整する。モータ15が発電する回生運転の場合、インバータ17はモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ16に供給される電力を調整する。 The inverter 17 is controlled by the ECU 100 described below, and converts the DC voltage from the battery 16 to an AC voltage, or converts the AC voltage from the motor 15 to a DC voltage. In the case of power running in which the motor 15 outputs torque, the inverter 17 converts the DC voltage of the battery 16 to an AC voltage and adjusts the power supplied to the motor 15. In the case of regenerative running in which the motor 15 generates power, the inverter 17 converts the AC voltage from the motor 15 to a DC voltage and adjusts the power supplied to the battery 16.

トルクコンバータ19は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。変速機20は、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機であるが、これに限定されず無段式の自動変速機であってもよい。変速機20は、動力伝達経路上のモータ15と車輪13の間に設けられている。トルクコンバータ19を介して、モータ15と変速機20とが連結されている。トルクコンバータ19には、油圧の供給を受けて係合状態となってモータ15と変速機20とを直結するロックアップクラッチ19aが設けられている。尚、トルクコンバータ19は必ずしも必須ではなく、設けられていなくてもよい。 The torque converter 19 is a fluid coupling with a torque amplification function. The transmission 20 is a stepped automatic transmission that switches the gear ratio in multiple stages by switching the gear stage, but is not limited to this and may be a continuously variable automatic transmission. The transmission 20 is provided between the motor 15 and the wheels 13 on the power transmission path. The motor 15 and the transmission 20 are connected via the torque converter 19. The torque converter 19 is provided with a lock-up clutch 19a that receives a supply of hydraulic pressure and enters an engaged state to directly connect the motor 15 and the transmission 20. Note that the torque converter 19 is not necessarily required and may not be provided.

変速ユニット11には、更にオイルポンプ21と油圧制御機構22とが設けられている。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、K0クラッチ14、トルクコンバータ19、変速機20、及びロックアップクラッチ19aにそれぞれ供給されている。油圧制御機構22には、K0クラッチ14、トルクコンバータ19、変速機20、及びロックアップクラッチ19a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。 The transmission unit 11 is further provided with an oil pump 21 and a hydraulic control mechanism 22. The hydraulic pressure generated by the oil pump 21 is supplied to the K0 clutch 14, the torque converter 19, the transmission 20, and the lock-up clutch 19a via the hydraulic control mechanism 22. The hydraulic control mechanism 22 is provided with hydraulic circuits for the K0 clutch 14, the torque converter 19, the transmission 20, and the lock-up clutch 19a, as well as various hydraulic control valves for controlling the operating hydraulic pressures thereof.

ハイブリッド車両1には、同車両の制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)100が設けられている。ECU100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。ECU100は、ハイブリッド車両の制御装置の一例であり、詳しくは後述する、始動制御部、トルク制御部、及びスロットル制御部を機能的に実現する。 The hybrid vehicle 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 100 as a control device for the vehicle. The ECU 100 is an electronic control unit that includes a calculation processing circuit that performs various calculation processes related to the vehicle's driving control, and a memory that stores control programs and data. The ECU 100 is an example of a control device for a hybrid vehicle, and functionally realizes a starting control unit, a torque control unit, and a throttle control unit, which will be described in detail later.

ECU100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ECU100は、エンジン10のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン10のトルクや回転数を制御する。ECU100は、インバータ17を制御してモータ15とバッテリ16との間での電力の授受量を調整することで、モータ15のトルクや回転数を制御する。またECU100は、油圧制御機構22の制御を通じて、K0クラッチ14やロックアップクラッチ19a、変速機20の駆動制御を行う。 The ECU 100 controls the operation of the engine 10 and the motor 15. Specifically, the ECU 100 controls the torque and rotation speed of the engine 10 by controlling the throttle opening, ignition timing, and fuel injection amount of the engine 10. The ECU 100 controls the torque and rotation speed of the motor 15 by controlling the inverter 17 to adjust the amount of power exchanged between the motor 15 and the battery 16. The ECU 100 also controls the operation of the K0 clutch 14, the lock-up clutch 19a, and the transmission 20 through the control of the hydraulic control mechanism 22.

ECU100には、イグニッションスイッチ71、クランク角センサ72、モータ回転数センサ73、アクセル開度センサ74、及びエアフローメータ75からの信号が入力される。クランク角センサ72は、エンジン10のクランクシャフトの回転速度、即ちエンジン回転数を検出する。モータ回転数センサ73は、モータ15の出力軸の回転速度、即ちモータ回転数を検出する。アクセル開度センサ74は、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダル開度を検出する。エアフローメータ75は、エンジン10の吸入空気量を検出する。 Signals are input to the ECU 100 from an ignition switch 71, a crank angle sensor 72, a motor revolution speed sensor 73, an accelerator opening sensor 74, and an airflow meter 75. The crank angle sensor 72 detects the rotation speed of the crankshaft of the engine 10, i.e., the engine revolution speed. The motor revolution speed sensor 73 detects the rotation speed of the output shaft of the motor 15, i.e., the motor revolution speed. The accelerator opening sensor 74 detects the accelerator pedal opening, which is the amount of depression of the accelerator pedal by the driver. The airflow meter 75 detects the amount of intake air to the engine 10.

ECU100は、モータモード及びハイブリッドモードの何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ECU100はK0クラッチ14を解放し、モータ15の動力により走行する。ハイブリッドモードでは、ECU100はK0クラッチ14を係合状態に切り替えて少なくともエンジン10の動力により走行する。尚、ハイブリッドモードには、エンジン10のみの動力で走行するモード、モータ15を力行運転させてエンジン10及びモータ15の双方を動力源として走行するモードを含む。 The ECU 100 runs the hybrid vehicle in either the motor mode or the hybrid mode. In the motor mode, the ECU 100 releases the K0 clutch 14 and runs the vehicle using the power of the motor 15. In the hybrid mode, the ECU 100 switches the K0 clutch 14 to an engaged state and runs the vehicle using at least the power of the engine 10. The hybrid mode includes a mode in which the vehicle runs using only the power of the engine 10, and a mode in which the motor 15 is powered and the vehicle runs using both the engine 10 and the motor 15 as power sources.

走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ16の充電状態などに基づいて行われる。例えば、要求駆動力が比較的小さくバッテリ16の充電量を示すSOC(State Of Charge)が比較的高い場合には、燃費を向上させるためにエンジン10を停止したモータモードが選択される。要求駆動力が比較的大きい場合やバッテリ16のSOCが比較的低い場合には、エンジン10が駆動したハイブリッドモードが選択される。 The driving mode is switched based on the vehicle's required driving force calculated from the vehicle speed and accelerator opening, and the state of charge of the battery 16. For example, when the required driving force is relatively small and the SOC (State of Charge), which indicates the charge level of the battery 16, is relatively high, the motor mode in which the engine 10 is stopped is selected to improve fuel efficiency. When the required driving force is relatively large or the SOC of the battery 16 is relatively low, the hybrid mode in which the engine 10 is driven is selected.

[エンジンの概略構成]
図2は、エンジン10の概略構成図である。エンジン10は、気筒30、ピストン31、コネクティングロッド32、クランクシャフト33、吸気通路35、吸気バルブ36、排気通路37、及び排気バルブ38を有している。図2には、エンジン10が有する複数の気筒30のうちの一つのみが表示されている。気筒30では混合気の燃焼が行われる。ピストン31は、各気筒30に往復動可能に収容され、エンジン10の出力軸であるクランクシャフト33にコネクティングロッド32を介して連結されている。コネクティングロッド32は、ピストン31の往復運動をクランクシャフト33の回転運動に変換する。
[General configuration of engine]
Fig. 2 is a schematic diagram of the engine 10. The engine 10 has cylinders 30, pistons 31, connecting rods 32, a crankshaft 33, an intake passage 35, an intake valve 36, an exhaust passage 37, and an exhaust valve 38. Only one of the multiple cylinders 30 of the engine 10 is shown in Fig. 2. An air-fuel mixture is burned in the cylinder 30. A piston 31 is accommodated in each cylinder 30 so as to be capable of reciprocating, and is connected to a crankshaft 33, which is an output shaft of the engine 10, via a connecting rod 32. The connecting rod 32 converts the reciprocating motion of the piston 31 into the rotational motion of the crankshaft 33.

吸気通路35は、各気筒30の吸気ポート35pに吸気バルブ36を介して接続されている。排気通路37は、各気筒30の排気ポート37pに排気バルブ38を介して接続されている。吸気通路35には、上述したエアフローメータ75、及び吸入空気量を調整するスロットル弁40が設けられている。排気通路37には排気浄化用の触媒43が設けられている。 The intake passage 35 is connected to the intake port 35p of each cylinder 30 via an intake valve 36. The exhaust passage 37 is connected to the exhaust port 37p of each cylinder 30 via an exhaust valve 38. The intake passage 35 is provided with the air flow meter 75 described above and a throttle valve 40 that adjusts the amount of intake air. The exhaust passage 37 is provided with a catalyst 43 for purifying exhaust gas.

気筒30には筒内噴射弁41が設けられている。筒内噴射弁41は気筒30内に直接燃料を噴射する。尚、筒内噴射弁41の代わりに、又は筒内噴射弁41に加えて、吸気ポート35pに向けて燃料を噴射するポート噴射弁が設けられていてもよい。各気筒30には、吸気通路35を通じて導入された吸気と筒内噴射弁41が噴射した燃料との混合気を火花放電により点火する点火装置42が設けられている。 Each cylinder 30 is provided with an in-cylinder injection valve 41. The in-cylinder injection valve 41 injects fuel directly into the cylinder 30. Note that instead of or in addition to the in-cylinder injection valve 41, a port injection valve that injects fuel toward the intake port 35p may be provided. Each cylinder 30 is provided with an ignition device 42 that ignites a mixture of intake air introduced through the intake passage 35 and fuel injected by the in-cylinder injection valve 41 by spark discharge.

[モータモードからハイブリッドモードへの切替制御]
走行モードがモータモードからハイブリッドモードへの切り替えが要求される場合がある。この場合、エンジン10にはモータ15が駆動した状態で始動が要求される。ECU100は、K0クラッチ14を解放状態から係合状態へ移行させることにより、モータ15によりエンジン10をクランキングしてエンジン10を始動する。これにより、モータ15により走行しながらエンジン10を始動して、走行モードをモータモードからハイブリッドモードへ切り替えることができる。
[Switching control from motor mode to hybrid mode]
There may be a case where the driving mode is required to be switched from the motor mode to the hybrid mode. In this case, the engine 10 is required to be started with the motor 15 being driven. The ECU 100 transitions the K0 clutch 14 from a released state to an engaged state, thereby cranking the engine 10 with the motor 15 to start the engine 10. In this way, the engine 10 can be started while the vehicle is traveling with the motor 15, and the driving mode can be switched from the motor mode to the hybrid mode.

[エンジン始動後のT/M負荷の分担率]
このようにしてエンジン10が始動された後に、T/M負荷の分担率の受け渡しが行われる。T/M負荷とは、エンジン10やモータ15の回転の抵抗となるトランスミッション18の負荷である。走行モードがモータモードの場合、K0クラッチ14が解放されておりエンジン10も停止中である。従ってモータ15によるT/M負荷の分担率(以下、モータ分担率と称する)は100%であり、エンジン10によるT/M負荷の分担率(以下、エンジン分担率と称する)は0%である。エンジン始動後のハイブリッドモードでは、モータ分担率をエンジン分担率に受け渡す分担率受渡制御が行われる。
[Transmission load sharing rate after engine start]
After the engine 10 is started in this manner, the T/M load share is handed over. The T/M load is the load on the transmission 18 that acts as a resistance to the rotation of the engine 10 and the motor 15. When the driving mode is the motor mode, the K0 clutch 14 is disengaged and the engine 10 is also stopped. Therefore, the T/M load share by the motor 15 (hereinafter referred to as the motor share) is 100%, and the T/M load share by the engine 10 (hereinafter referred to as the engine share) is 0%. In the hybrid mode after the engine is started, a share handover control is performed to hand over the motor share to the engine share.

分担率受渡制御では、エンジン分担率及びモータ分担率の合計を常時100%に維持しつつ、モータ分担率を0%まで徐々に低下し、エンジン分担率を100%まで徐々に増大するように、両分担率を算出する。ECU100は、エンジン分担率及びモータ分担率に従ってエンジン10及びモータ15のそれぞれのトルクを制御する。ECU100は、エンジン10の点火時期やスロットル開度を制御することによりエンジントルクを制御する。またECU100は、インバータ17を制御してバッテリ16からのモータ15への通電量を制御することによりモータトルクを制御する。ハイブリッドモードでは最終的に、モータ15よりも出力トルクの高いエンジン10がT/M負荷の全てを負担することにより、燃費が向上する。 In the share rate transfer control, the engine share rate and the motor share rate are calculated so that the sum of the engine share rate and the motor share rate is always kept at 100%, while the motor share rate is gradually decreased to 0% and gradually increased to 100%. The ECU 100 controls the torque of the engine 10 and the motor 15 according to the engine share rate and the motor share rate. The ECU 100 controls the engine torque by controlling the ignition timing and throttle opening of the engine 10. The ECU 100 also controls the motor torque by controlling the inverter 17 to control the amount of electricity supplied to the motor 15 from the battery 16. In the hybrid mode, the engine 10, which has a higher output torque than the motor 15, ultimately bears all of the T/M load, improving fuel efficiency.

[モータモードからハイブリッドモードへの切替制御]
次に、モータモードからハイブリッドモードへの切替制御について説明する。図3は、モータモードからハイブリッドモードへの切替制御の一例を示したタイミングチャートである。図3には、エンジン始動要求の有無、K0クラッチ14の状態、T/M負荷分担率(モータ分担率、エンジン分担率)[%]、モータトルク[N・m]、エンジントルク[N・m]、スロットル開度[deg]、モータ回転数[rpm]、及びエンジン回転数[rpm]を示している。尚、モータ分担率及びモータ回転数は点線で示しており、その他は実線で示している。
[Switching control from motor mode to hybrid mode]
Next, the switching control from the motor mode to the hybrid mode will be described. Fig. 3 is a timing chart showing an example of the switching control from the motor mode to the hybrid mode. Fig. 3 shows the presence or absence of an engine start request, the state of the K0 clutch 14, the T/M load sharing rate (motor sharing rate, engine sharing rate) [%], the motor torque [N·m], the engine torque [N·m], the throttle opening [deg], the motor rotation speed [rpm], and the engine rotation speed [rpm]. The motor sharing rate and the motor rotation speed are shown by dotted lines, and the others are shown by solid lines.

時刻t1でエンジン回転数が0でありK0クラッチ14は解放状態でエンジン10の始動要求があると、スロットル開度が始動用開度αに制御されつつ、K0クラッチ14がスリップ状態に制御されてモータ15によるクランキングが開始される。始動用開度αは、エンジン始動時に設定されるスロットル開度であり、固定値である。ここで、K0クラッチ14が解放状態であるため、エンジン分担率は0%である。始動用開度αは、このようなエンジン分担率が0%でのエンジン10の負荷を考慮して設定された開度であり、必要以上にエンジン回転数が上昇しないように吸入空気量を制限している開度である。始動用開度αは、K0クラッチ14が解放状態でのエンジン10の始動性を確保することができるように実験や解析によって定められている。 When the engine speed is 0 at time t1, the K0 clutch 14 is in the released state, and there is a request to start the engine 10, the throttle opening is controlled to the starting opening α, the K0 clutch 14 is controlled to a slip state, and cranking by the motor 15 is started. The starting opening α is the throttle opening set at engine start, and is a fixed value. Here, since the K0 clutch 14 is in the released state, the engine share is 0%. The starting opening α is an opening set in consideration of the load on the engine 10 when the engine share is 0%, and is an opening that limits the amount of intake air so that the engine speed does not increase more than necessary. The starting opening α is determined by experiment and analysis so that the startability of the engine 10 can be ensured when the K0 clutch 14 is in the released state.

クランキング開始後、モータトルクはクランキングに消費される分だけ増大し、エンジントルク及びエンジン回転数も上昇する。時刻t2でエンジン10での燃焼が開始され自立運転が開始され、エンジントルクは一定となり、モータトルクのクランキングに消費されていた分が減少する。エンジン回転数が更に上昇した時刻t3で、エンジン回転数がモータ回転数に一致してK0クラッチ14は係合する。 After cranking starts, the motor torque increases by the amount consumed for cranking, and the engine torque and engine speed also increase. At time t2, combustion starts in the engine 10, self-sustaining operation begins, the engine torque becomes constant, and the amount of motor torque consumed for cranking decreases. At time t3, when the engine speed has increased further, the engine speed matches the motor speed and the K0 clutch 14 is engaged.

その後の時刻t4で分担率受渡制御が開始されると、モータ15への通電量が低下してモータトルクが徐々に低下し、エンジン10の点火時期を進角側に補正されてエンジントルクが徐々に増大する。これにより、モータ分担率が徐々に低下して、エンジン分担率が徐々に増大する。 When the share rate transfer control is started at time t4, the amount of electricity supplied to the motor 15 decreases, the motor torque gradually decreases, and the ignition timing of the engine 10 is corrected to the advanced side, so that the engine torque gradually increases. As a result, the motor share rate gradually decreases and the engine share rate gradually increases.

時刻t5でエンジン分担率が閾値βを超えると、スロットル開度が始動用開度αから、エンジン回転数が目標アイドル回転数を維持するためのアイドル維持開度に切り替えられる。アイドル維持開度は、エンジン回転数を目標アイドル回転数に維持するように、両回転数の偏差に応じてフィードバック制御されるスロットル開度である。具体的には、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも低下した場合には、その回転数の低下分である偏差に応じてスロットル開度が増大側に制御される。エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも上昇した場合には、その回転数の上昇分である偏差に応じてスロットル開度が減少側に制御される。 When the engine share exceeds the threshold value β at time t5, the throttle opening is switched from the starting opening α to an idle maintenance opening for maintaining the engine speed at the target idle speed. The idle maintenance opening is a throttle opening that is feedback controlled according to the deviation between the two engine speeds so as to maintain the engine speed at the target idle speed. Specifically, when the engine speed falls below the target idle speed, the throttle opening is controlled to increase according to the deviation, which is the amount of decrease in the engine speed. When the engine speed rises above the target idle speed, the throttle opening is controlled to decrease according to the deviation, which is the amount of increase in the engine speed.

時刻t5以降もモータトルクが低下し、これに伴ってエンジン回転数が一時的に目標アイドル回転数よりも低下するが、上述したフィードバック制御により直ちにスロットル開度が増大する。これにより、エンジン回転数が目標アイドル回転数を維持しつつ、モータトルクが低下し、スロットル開度が増大してエンジントルクが増大する。時刻t6でモータ分担率が0%、エンジン分担率が100%となると、分担率受渡制御は終了し、スロットル開度は略一定の値となる。 After time t5, the motor torque continues to decrease, and the engine speed temporarily drops below the target idle speed, but the throttle opening immediately increases due to the feedback control described above. As a result, the engine speed maintains the target idle speed, while the motor torque decreases, the throttle opening increases, and the engine torque increases. When the motor share rate reaches 0% and the engine share rate reaches 100% at time t6, the share rate handover control ends and the throttle opening becomes an approximately constant value.

例えば、エンジン10が始動してK0クラッチが係合した後のエンジン分担率が0%である時刻t3から時刻t4の間で、スロットル開度を始動用開度αからアイドル維持開度に切り替えることが考えられる。エンジン分担率が0%でスロットル開度が始動用開度αからアイドル維持開度に切り替えられると、エンジントルクが増大する場合がある。このようなエンジントルクの増大により生じた振動がエンジン10から車輪13にまで伝達して、ハイブリッド車両1にショックが発生するおそれがある。 For example, it is possible to switch the throttle opening from the starting opening α to the idle maintenance opening between time t3 and time t4 when the engine power ratio after the engine 10 starts and the K0 clutch is engaged is 0%. When the throttle opening is switched from the starting opening α to the idle maintenance opening when the engine power ratio is 0%, the engine torque may increase. Vibrations caused by this increase in engine torque may be transmitted from the engine 10 to the wheels 13, causing a shock to the hybrid vehicle 1.

本実施例では、上述したようにエンジン分担率が閾値βを超えると、スロットル開度が始動用開度αからアイドル維持開度に切り替えられる。このため、スロットル開度の切り替えによるエンジントルクの増大分がT/M負荷のエンジン分担率分に利用されるため、ハイブリッド車両1にショックが発生することを抑制できる。 In this embodiment, as described above, when the engine share exceeds the threshold value β, the throttle opening is switched from the starting opening α to the idle maintenance opening. Therefore, the increase in engine torque due to the switching of the throttle opening is used for the engine share of the T/M load, so shock to the hybrid vehicle 1 can be suppressed.

尚、上述したようにエンジン分担率が閾値β以下では、スロットル開度は始動用開度αに維持されて、点火時期が進角側に補正されることにより、エンジントルクの増大が図られている。従って閾値βは、スロットル開度が始動用開度αに維持されている状態において、スロットル開度以外のエンジントルクに関するパラメータを調整することによって増大可能なエンジントルク量に対応した分担率であればよい。スロットル開度以外のエンジントルクに関するパラメータの調整とは、上述した点火時期の進角側への補正や、燃料噴射量の増量補正である。例えば閾値βは0%よりも大きく50%よりも小さい値に設定されているのが好ましい。尚、エンジン分担率が閾値βよりも高くなると、スロットル開度をアイドル維持開度に制御するとともに、点火時期や燃料噴射量もアイドル運転に適するように制御するのが好ましい。 As described above, when the engine share is equal to or less than the threshold value β, the throttle opening is maintained at the starting opening α, and the ignition timing is corrected to the advanced side to increase the engine torque. Therefore, the threshold value β may be a share corresponding to the amount of engine torque that can be increased by adjusting the parameters related to the engine torque other than the throttle opening when the throttle opening is maintained at the starting opening α. Adjustment of the parameters related to the engine torque other than the throttle opening includes the above-mentioned correction of the ignition timing to the advanced side and the increase correction of the fuel injection amount. For example, the threshold value β is preferably set to a value greater than 0% and less than 50%. When the engine share becomes higher than the threshold value β, it is preferable to control the throttle opening to the idle maintenance opening and also control the ignition timing and fuel injection amount to be suitable for idle operation.

図4は、ECU100が実行するモータモードからハイブリッドモードへの切替制御の一例を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状態で所定の周期ごとに繰り返し実行される。ECU100は、走行モードがモータモードの場合、換言すれば、モータ15が駆動中でありK0クラッチ14が解放状態の場合に、エンジン始動要求があるか否か、即ちハイブリッドモードへの切替要求があるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1でNoの場合には、本制御を終了する。 Figure 4 is a flow chart showing an example of switching control from motor mode to hybrid mode executed by ECU 100. This control is executed repeatedly at a predetermined cycle with the ignition on. When the driving mode is motor mode, in other words, when the motor 15 is driving and the K0 clutch 14 is in a disengaged state, ECU 100 determines whether or not there is a request to start the engine, i.e., whether or not there is a request to switch to hybrid mode (step S1). If the answer is No in step S1, this control ends.

ステップS1でYesの場合には、ECU100はエンジン始動制御を実行する(ステップS2)。具体的には、スロットル開度を始動用開度αに制御しつつ、K0クラッチ14を解放状態から係合状態に移行してモータ15によりエンジン10をクランキングして始動する。ステップS2は、始動制御部が実行する制御の一例である。 If the answer is Yes in step S1, the ECU 100 executes engine start control (step S2). Specifically, while controlling the throttle opening to the starting opening α, the K0 clutch 14 transitions from a released state to an engaged state, and the motor 15 cranks and starts the engine 10. Step S2 is an example of the control executed by the start control unit.

次にECU100は、上述した分担率受渡制御を開始する(ステップS3)。従って、ECU100はエンジン分担率及びモータ分担率を算出し、この分断率に従ってエンジントルク及びモータトルクを制御する。ステップS3は、トルク制御部が実行する処理の一例である。 Next, the ECU 100 starts the above-mentioned share rate transfer control (step S3). Therefore, the ECU 100 calculates the engine share rate and the motor share rate, and controls the engine torque and the motor torque according to the share rates. Step S3 is an example of a process executed by the torque control unit.

次にECU100は、エンジン分担率が閾値β以下であるか否かを判定する(ステップS4)。ステップS4でYesの場合には、ECU100はスロットル開度を始動用開度αに維持し(ステップS5)、再度ステップS4の処理を実行する。ステップS4でNoの場合には、ECU100はスロットル開度をアイドル維持開度に制御する(ステップS6)。ステップS4~S6は、スロットル制御部が実行する制御の一例である。以上のようにエンジン分担率が閾値βを超えた場合にスロットル開度を始動用開度αからアイドル維持開度に切り替えることにより、ハイブリッド車両1にショックが発生することが抑制できる。 Next, the ECU 100 determines whether the engine share rate is equal to or less than the threshold value β (step S4). If the answer is Yes in step S4, the ECU 100 maintains the throttle opening at the starting throttle opening α (step S5) and executes the process of step S4 again. If the answer is No in step S4, the ECU 100 controls the throttle opening to the idle maintenance throttle opening (step S6). Steps S4 to S6 are an example of control executed by the throttle control unit. As described above, by switching the throttle opening from the starting throttle opening α to the idle maintenance throttle opening when the engine share rate exceeds the threshold value β, it is possible to prevent shock from occurring in the hybrid vehicle 1.

上記実施例では、始動用開度αは固定値であるが、これに限定されず、エンジン回転数以外のパラメータ、例えばエンジン10の冷却水温度に応じて変化する変動値であってもよい。 In the above embodiment, the starting opening degree α is a fixed value, but it is not limited to this and may be a variable value that changes depending on a parameter other than the engine speed, for example, the coolant temperature of the engine 10.

上記実施例では、単一のECU100によりハイブリッド車両を制御する場合を例示したが、これに限定されず、例えばエンジン10を制御するエンジンECU、モータ15を制御するモータECU、K0クラッチ14を制御するクラッチECU等の複数のECUによって、上述した制御を実行してもよい。 In the above embodiment, a hybrid vehicle is controlled by a single ECU 100, but this is not limited to the above. For example, the above-mentioned control may be performed by multiple ECUs, such as an engine ECU that controls the engine 10, a motor ECU that controls the motor 15, and a clutch ECU that controls the K0 clutch 14.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention as described in the claims.

10 エンジン
14 K0クラッチ
15 モータ
18 トランスミッション
40 スロットル弁
100 ECU(始動制御部、トルク制御部、スロットル制御部)
10 Engine 14 K0 clutch 15 Motor 18 Transmission 40 Throttle valve 100 ECU (start control unit, torque control unit, throttle control unit)

Claims (1)

エンジンから車輪までの動力伝達経路上に順にクラッチ、モータ、及びトランスミッションが設けられたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータが駆動中であり前記クラッチが解放状態で前記エンジンの始動要求がある場合に、前記エンジンのスロットル開度を始動用開度に制御しつつ、前記クラッチを係合状態へ移行させることにより前記モータにより前記エンジンをクランキングして前記エンジンを始動する始動制御部と、
前記エンジンの始動後であって前記クラッチが係合状態となった後において、前記トランスミッションの負荷に対する前記モータの分担率を減少しつつ前記負荷に対する前記エンジンの分担率が増大するように、前記モータ及びエンジンのそれぞれのトルクを制御するトルク制御部と、
前記エンジンの分担率が閾値以下の場合には、前記エンジンのスロットル開度を前記始動用開度に制御し、前記エンジンの分担率が前記閾値を超えた場合には、前記スロットル開度を前記エンジンの回転数が目標アイドル回転数を維持するアイドル維持開度に制御するスロットル制御部と、を備え
前記アイドル維持開度は、前記始動用開度よりも大きく、
前記始動用開度は、前記エンジンの分担率が0%での前記エンジンの負荷を考慮して設定された開度であり、
前記閾値は、前記エンジンのスロットル開度が前記始動用開度に維持されている状態において、前記エンジンのスロットル開度以外の前記エンジンのトルクに関するパラメータを調整することによって増大可能な前記エンジンのトルク量に対応した前記エンジンの分担率であって、0%よりも大きく50%よりも小さい値に設定されており、
前記トルク制御部は、前記エンジンの分担率が前記閾値以下の場合には、前記エンジンのスロットル開度が前記始動用開度に維持された状態で、前記パラメータを調整することにより、前記エンジンの分担率が増大するように前記エンジンのトルクを制御する、ハイブリッド車両の制御装置。
A control device for a hybrid vehicle in which a clutch, a motor, and a transmission are provided in this order on a power transmission path from an engine to wheels,
a start control unit that, when the motor is being driven and the clutch is in a released state and there is a request to start the engine, cranks the engine using the motor by transitioning the clutch to an engaged state while controlling a throttle opening of the engine to a starting opening, thereby starting the engine;
a torque control unit that controls torques of the motor and the engine so that a load ratio of the motor to the load of the transmission is increased while a load ratio of the engine to the load is decreased after the engine is started and the clutch is engaged;
a throttle control unit that controls a throttle opening of the engine to the starting throttle opening when the engine's share rate is equal to or less than a threshold value, and controls the throttle opening to an idle maintenance throttle opening at which the engine speed maintains a target idle speed when the engine's share rate exceeds the threshold value ,
The idle maintenance opening is greater than the starting opening,
The starting opening degree is an opening degree set in consideration of the load of the engine when the engine load ratio is 0%,
the threshold value is a torque share of the engine that can be increased by adjusting a parameter related to the torque of the engine other than the throttle opening of the engine while the throttle opening of the engine is maintained at the starting opening, and is set to a value greater than 0% and less than 50%;
A control device for a hybrid vehicle, wherein when the engine's share ratio is equal to or lower than the threshold value, the torque control unit controls the torque of the engine so as to increase the engine's share ratio by adjusting the parameters while maintaining the throttle opening of the engine at the starting opening .
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