(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記運転履歴として、車両停止までの間に、所定の車速以上で所定時間走行したことを条件として、EVモードへの切換を許可する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
車両の停止時に車両のシステムがREADY−ON状態となってから所定時間経過していることを加重条件として、EVモードへの切換を許可する、請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】
図1は、この発明が適用されるハイブリッド車両の一例としてFF(フロントエンジン/フロントドライブ)型ハイブリッド車両のシステム構成を示す構成説明図である。
【0013】
このハイブリッド車両は、車両の駆動源として、エンジン1とモータジェネレータ2とを備えているとともに、変速機構としてベルト式無段変速機3を備えている。エンジン1とモータジェネレータ2との間には、第1クラッチ4が介在し、モータジェネレータ2とベルト式無段変速機3との間には、第2クラッチ5が介在している。
【0014】
エンジン1は、例えばガソリンエンジンからなり、エンジンコントローラ20からの制御指令に基づいて、始動制御ならびに停止制御が行われるとともに、スロットルバルブの開度が制御され、かつ燃料カット制御等が行われる。
【0015】
上記エンジン1の出力軸とモータジェネレータ2のロータとの間に設けられる第1クラッチ4は、選択された走行モードに応じて、エンジン1をモータジェネレータ2に結合し、あるいは、エンジン1をモータジェネレータ2から切り離すものであり、CVTコントローラ21からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより生成される第1クラッチ油圧によって、締結/解放が制御される。本実施例では、第1クラッチ4は、ノーマルオープン型の構成である。
【0016】
モータジェネレータ2は、例えば三相交流の同期型モータジェネレータからなり、高電圧バッテリ12、インバータ13および強電系リレー14を含む強電回路11に接続されている。モータジェネレータ2は、モータコントローラ22からの制御指令に基づき、インバータ13を介して高電圧バッテリ12からの電力供給を受けて正のトルクを出力するモータ動作(いわゆる力行)と、トルクを吸収して発電し、インバータ13を介して高電圧バッテリ12の充電を行う回生動作と、の双方を行う。
【0017】
モータジェネレータ2のロータと無段変速機3の入力軸との間に設けられる第2クラッチ5は、エンジン1およびモータジェネレータ2を含む車両駆動源と駆動輪6(前輪)との間での動力の伝達および切り離しを行うものであり、CVTコントローラ21からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより生成される第2クラッチ油圧によって、締結/解放が制御される。特に、第2クラッチ5は、伝達トルク容量の可変制御により、滑りを伴って動力伝達を行うスリップ締結状態とすることが可能であり、トルクコンバータを具備しない構成において、円滑な発進を可能にするとともに、クリープ走行の実現を図っている。
【0018】
ここで、上記第2クラッチ5は、実際には単一の摩擦要素ではなく、無段変速機3の入力部に設けられる前後進切換機構における前進クラッチもしくは後退ブレーキが第2クラッチ5として用いられる。無段変速機3への入力回転方向を前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向とに切り換える前後進切換機構は、詳細には図示していないが、遊星歯車機構と、前進走行時に締結される前進クラッチと、後退走行時に締結される後退ブレーキと、を含んでおり、前進走行時には前進クラッチが第2クラッチ5として機能し、後退走行時には後退ブレーキが第2クラッチ5として機能する。第2クラッチ5となる前進クラッチおよび後退ブレーキの双方が解放された状態では、トルク伝達はなされず、モータジェネレータ2のロータと無段変速機3とが実質的に切り離される。なお、本実施例では、前進クラッチおよび後退ブレーキのいずれもノーマルオープン型の構成である。
【0019】
ベルト式無段変速機3は、入力側のプライマリプーリと、出力側のセカンダリプーリと、両者間に巻き掛けられた金属製のベルトと、を有し、CVTコントローラ21からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより生成されるプライマリ油圧とセカンダリ油圧とによって、各プーリのベルト接触半径ひいては変速比が連続的に制御される。この無段変速機3の出力軸は、図示せぬ終減速機構を介して駆動輪6に接続されている。
【0020】
上記エンジン1は、始動用のスタータモータ25を具備している。このスタータモータ25は、モータジェネレータ2に比較して定格電圧が低い直流モータからなり、DC/DCコンバータ16および低電圧バッテリ17を含む弱電回路15に接続されている。スタータモータ25は、エンジンコントローラ20からの制御指令に基づいて駆動され、エンジン1のクランキングを行う。
【0021】
また、この車両は、コンプレッサ42やコンデンサ43、さらに図示せぬブロアファン、などを含む空調装置41を備えている。この空調装置41のコンプレッサ42は、図示せぬ電磁クラッチを介してエンジン1の出力によって機械的に駆動される構成となっている。
【0022】
上記低電圧バッテリ17は、高電圧バッテリ12を含む強電回路11からの電力により、DC/DCコンバータ16を介して充電される。なお、エンジンコントローラ20等を含む車両の制御システム、車両の空調装置41、オーディオ装置、照明、等は、弱電回路15による電力供給を受ける。
【0023】
上記ハイブリッド車両の制御システムは、上述したエンジンコントローラ20、CVTコントローラ21、モータコントローラ22のほか、車両全体の統合制御を行う統合コントローラ23を備えており、これらの各コントローラ20,21,22,23は、情報交換が互いに可能なCAN通信線24を介して接続されている。また、アクセル開度センサ31、エンジン回転数センサ32、車速センサ33、モータ回転数センサ34、等の種々のセンサ類を備えており、これらセンサの検出信号が、統合コントローラ23等の各コントローラに個々にあるいはCAN通信線24を介して入力されている。さらに、空調装置41の運転を要求する空調スイッチ44からの信号ACSWが統合コントローラ23に入力されている。
【0024】
上記のように構成されたハイブリッド車両は、電気自動車走行モード(以下、「EVモード」という。)と、ハイブリッド走行モード(以下、「HEVモード」という。)と、駆動トルクコントロール発進モード(以下、「WSCモード」という。)等の走行モードを有し、車両の運転状態や運転者のアクセル操作等に応じて最適な走行モードが選択される。
【0025】
「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のみを駆動源として走行するモードであり、モータ走行モードと回生走行モードとを有する。この「EVモード」は、運転者による要求駆動力が比較的に低いときに選択される。
【0026】
「HEVモード」は、第1クラッチ4を締結状態とし、エンジン1とモータジェネレータ2とを駆動源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、走行発電モード、エンジン走行モード、を有する。この「HEVモード」は、運転者による要求駆動力が比較的大きいとき、および高電圧バッテリ12の充電状態(SOC)や車両の運転状態等に基づくシステムからの要求があったときに選択される。空調スイッチ44からの信号ACSWがONである場合には、コンプレッサ42の駆動のために、「HEVモード」が選択される。
【0027】
「WSCモード」は、車両発進時等の車速が比較的低い領域で選択されるモードであり、モータジェネレータ2を回転数制御しつつ第2クラッチ5の伝達トルク容量を可変制御することで、第2クラッチ5をスリップ締結状態とする。
【0028】
図2は、車速VSPおよびアクセル開度APOとに基づく上記の「EVモード」、「HEVモード」、「WSCモード」の基本的な切換の特性を示している。図示するように、「HEVモード」から「EVモード」へ移行する「HEV→EV切換線」と、逆に「EVモード」から「HEVモード」へ移行する「EV→HEV切換線」と、は適宜なヒステリシスを有するように設定されている。また、所定の車速VSP1以下の領域では、「WSCモード」となる。
【0029】
次に、
図3のフローチャートに基づいて、第1クラッチ4の故障診断について説明する。第1クラッチ4は、上述したように例えばノーマルオープン型の構成であり、EVモードが選択されているときに、正常に解放状態にあるか否かの診断が行われる。
【0030】
図3のフローチャートに示すルーチンは、ハイブリッド車両の運転中、所定の演算サイクルで繰り返し実行される。なお、図示例では、この診断処理は例えば統合コントローラ23において実行されるが、他のコントローラ、例えば、CVTコントローラ21等において診断処理を実行するようにしてもよい。
図3のステップ1では、車両のシステムが、走行の可能な「READY−ON」状態であるか判定する。運転者によって図示せぬ車両のメインスイッチがON操作された後、システムの初期化や油圧の立ち上げ等の所定の処理を経た後に、「READY−ON」状態となる。走行後、運転者によって車両のメインスイッチがOFF操作されると、やはり所定の処理を経た後に、システムが「READY−OFF」状態となる。
【0031】
「READY−ON」状態であれば、ステップ1からステップ2へ進み、第1クラッチ4の診断が既に診断済であることを示すフラグの状態を判定する。本実施例では、1トラップ(メインスイッチONからメインスイッチOFFまでの間の1回の運転期間をいう。)の間に、1回の診断を行えば足りるので、既に診断済であれば、
図3のルーチンを終了する。
【0032】
また診断が行われていなければ、ステップ3へ進み、「EVモード」であるか否かを判定する。「EVモード」でなければ、第1クラッチ4の診断は行わず、
図3のルーチンを終了する。「EVモード」である場合は、ステップ4へ進み、第1クラッチ4の診断を行う。この第1クラッチ4の診断は、第1クラッチ4が解放状態であるべき「EVモード」において、第1クラッチ4が正常に解放状態にあるか否かを判定するものであり、例えば、モータジェネレータ2の回転中に、モータジェネレータ2の回転数Nmとエンジン1の回転数Neとを比較することにより行う。第1クラッチ4が解放状態にあれば、エンジン1の回転数Neは、0ないしはモータジェネレータ2の回転数Nmに比較して非常に低い値となる。従って、エンジン1の回転数Neがモータジェネレータ2の回転数Nmに比較的近似している場合には、第1クラッチ4が固着状態であると判定することができる。あるいは、単純にエンジン1の回転数Neがある閾値以上のときに固着状態と判定することも可能である。
【0033】
ステップ4の診断が終了したら、ステップ2で判定される診断済のフラグがセットされる。また、ステップ1において「READY−OFF」と判定したときには、ステップ5において、診断済を示すフラグ等が初期化される。従って、次のトリップの際に、再度、診断が実行される。
【0034】
なお、図示例は、第1クラッチ4がノーマルオープン型の構成であるが、第1クラッチ4がノーマルクローズ型の構成であっても同様に診断が可能である。
【0035】
上記のように、第1クラッチ4の解放状態の診断は、第1クラッチ4が解放状態にあるべき「EVモード」でのみ行われるので、「READY−ON」となった後、「EVモード」で走行が開始すれば、直ちに診断が可能である。これに対し、上述したように、空調スイッチ44からの信号ACSWがONである場合には、コンプレッサ42の駆動のために、「HEVモード」が選択される。従って、走行開始時点から空調スイッチ44の信号ACSWがONであると、第1クラッチ4の診断の機会が得られないこととなる。
【0036】
そのため、本実施例では、空調装置41の要求に伴って「HEVモード」が選択されているときに、一時的に「EVモード」に切り換え、第1クラッチ4の診断を実行するようにしている。
【0037】
図4は、この空調装置41の要求および第1クラッチ4の強制的な診断に関連した運転モードの選択ないし切換の処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示すルーチンは、統合コントローラ23において、ハイブリッド車両の運転中、所定の演算サイクルで繰り返し実行される。
【0038】
図4のステップ11では、車両のシステムが「READY−ON」状態であるか判定する。「READY−ON」状態でなければ、ルーチンを終了する。
【0039】
次にステップ12では、空調スイッチ44からの信号ACSWがONであるで否かを判定する。空調装置41が停止つまり信号ACSWがOFFであれば、ステップ13へ進み、他のモード選択条件(前述した要求駆動力や高電圧バッテリ12の充電状態など)に従って「EVモード」の選択が許容される。従って、空調装置41がOFFであれば、多くの場合は「EVモード」で走行が開始し、前述した
図3の処理に従って、第1クラッチ4の診断が実行される。
【0040】
空調装置41がON(信号ACSWがON)であれば、ステップ14の後述するフラグFLの判定を経て、ステップ15へ進み、「HEVモード」を選択する。なお、フラグFLは、後述する一定期間(例えば5秒間)の強制的な「EVモード」への切換の間を除き、通常は「0」となっている。
【0041】
従って、空調装置41の動作中は基本的に「HEVモード」で運転されることとなるが、この「HEVモード」での運転中に、ステップ16〜19の判定が繰り返し行われる。ステップ16では、前述したステップ2と同様に、第1クラッチ4の診断が既に診断済であることを示すフラグの状態を判定する。本実施例では、1トラップの間に、1回の診断を行うので、診断済であれば、
図4のルーチンを終了する。
【0042】
ステップ17では、車両が停止中であるか否かを判定する。なお、「車両停止」は、実際には、車速VSPが車両停止とみなしうるある閾値以下であるかを判定しており、閾値としては、例えば4km/h程度に設定される。車両が停止中でなければ、診断のための「EVモード」への強制的な切換は行わない。
【0043】
車両が停止中であれば、次に、ステップ18へ進み、前回の車両停止から今回の車両停止までの間の走行履歴が所定の条件を満たしているか否かを判定する。例えば、50km/h以上の車速VSPで40秒間の走行がなされたか否かを判定する。これは、車室内が十分に冷房されていて空調装置41を短時間停止しても支障がない、と考えられる条件である。勿論、本発明は、この具体的な数値例に限定されるものではなく、車両の大きさなどに応じて適宜に条件を設定すればよい。また、ここでは、車速VSPと走行時間との2つを条件としているが、例えば、一定車速以上の走行を短時間でも行った場合、あるいは、車速を限定せずに一定時間以上の走行を行った場合、に条件を満たすものとしてもよい。
【0044】
ステップ18の条件を満たす場合には、さらに、ステップ19へ進み、加重条件として、車両が停止した時点で、「READY−ON」となってから所定時間、例えば125秒、が経過しているか否かを判定する。これは、ステップ18の走行条件を満たしていても、車両の運転開始からの経過時間が過度に短いと、冷房が十分に行われていない可能性があるためである。ステップ18あるいはステップ19の判定がNOであれば、今回の車両停止時における第1クラッチ4の強制的な診断は行わず、ルーチンを終了する。
【0045】
ステップ18およびステップ19の条件をいずれも満たす場合は、ステップ19からステップ20へ進み、強制的な「EVモード」への切換を行う。この「EVモード」への切換に伴って、第1クラッチ4は解放され、エンジン1は停止する。従って、コンプレッサ42が停止し、空調装置41での冷房作用が一時的に喪失する。
【0046】
ステップ20の「EVモード」への切換後、ステップ21では所定時間、例えば5秒、が経過したか否かを判定する。この5秒が経過するまでは、ステップ22において、フラグFLを「1」とする。そして、5秒が経過した段階で、ステップ23において、フラグFLを「0」とする。この所定時間(5秒)は、前述したステップ4の第1クラッチ4の診断に要する時間に対応して設定されている。
【0047】
フラグFLの状態は、ステップ14において判定される。車両が停止中でかつフラグFLが「1」である間は、ステップ14からステップ20へ進み、「EVモード」を継続する。従って、ステップ18,19の条件が成立してから5秒の間は、空調装置41の信号ACSWがONであっても、強制的に「EVモード」となる。これに伴い、前述したステップ3の判定がYESとなり、ステップ4において第1クラッチ4の診断が実行される。
【0048】
「EVモード」への切換後、5秒が経過すると、ステップ23においてフラグFLが「0」となるため、ステップ14からステップ15へ進み、以後は、再び「HEVモード」となる。これに伴い、エンジン1によってコンプレッサ42が駆動され、空調装置41での冷房作用が回復する。なお、本実施例では、「EVモード」となる5秒の間に第1クラッチ4の診断が完了したか否かは判定しておらず、「EVモード」となる時間(5秒)および「HEVモード」に復帰するタイミングは、診断完了と無関係である。
【0049】
一方、ステップ24では、強制的に「EVモード」となっている間(つまり5秒の間)に、車両が停止中のままであるか否かを判定する。つまり、車両の走行が再開していないかを判定する。5秒が経過する前に車両の走行が再開した場合には、ステップ25へ進んで、ステップ18の判定対象となる走行履歴をリセットするとともに、フラグFLを「0」とする。従って、ステップ14からステップ15へ進み、直ちに「HEVモード」となる。
【0050】
図5のタイムチャートは、上記実施例の作用の一例を示しており、車速VSP、エンジン回転数Ne、フラグFLのほか、説明のためにいくつかの判定結果の信号を併せて示している。
【0051】
この例では、車両のシステムが「READY−ON」となった直後から車両の走行が開始し、50km/h以上の車速VSPで40秒以上の走行を経験した後に、時間t1において、車両が停止する。そして、この車両停止時には、「READY−ON」から125秒以上経過している。なお、前述したように、車速VSPが4km/h以下となったときに車両停止と判定される。
【0052】
図示するように、50km/h以上の車速VSPで40秒走行したときに、履歴条件の判定信号がパルス状にONとなる。この判定信号の立ち上がりと同時に、エンジン停止許可フラグが「1」となる。車両停止中は、停車判定フラグが「1」となる。エンジン停止許可フラグと停止許可フラグの双方が同時に「1」であると、前述したフラグFLが「1」となって「EVモード」への切換が行われ、エンジン1が停止する。このエンジン1の停止から5秒が経過すると、5秒経過の判定信号がパルス状にONとなり、その立ち上がりのタイミングでエンジン停止許可フラグが「0」となる。従って、フラグFLが「0」となり、運転モードは再び「HEVモード」となる。つまり、エンジン1の運転が再開される。
【0053】
このように、上記実施例では、走行モードが「EVモード」であるときに、解放状態であるべき第1クラッチ4が正常に解放状態にあるか否かの診断を行う。そして、空調装置41の要求により「HEVモード」で運転されている場合には、車両停止時に、それまでの走行履歴から短時間の冷房作用の停止が許容されるか否かを判定して、可能であれば、一定時間の間「EVモード」への切換を行い、第1クラッチ4の診断を行う。従って、空調スイッチ44がONであるか否かに拘わらず、各トリップの比較的早い段階で第1クラッチ4の診断が完了する。
【0054】
そして、「EVモード」への切換に伴い空調装置41の冷房作用が短時間喪失するが、上記実施例では、このときに車両が停止状態にあるので、窓ガラスの曇りによる視界の悪化、といった懸念がない。
【0055】
また、上記実施例では、車室内の温度や空調装置41の運転状態等を考慮せずに走行履歴のみで「EVモード」への切換の可否を判断するので、制御が単純であり、例えば空調装置41側の検出信号に依存せずに統合コントローラ23のみで処理することが可能となる。また、外気温が高いような場合でも、確実に第1クラッチ4の診断が確実に実行されることとなる。
【0056】
なお、
図5の例では、走行履歴の条件として、所定車速(例えば50km/h)以上での走行が所定時間(例えば40秒間)連続して行われることを条件としているが、車両の発進から停止までの間に、所定車速(例えば50km/h)以上での走行の時間を積算し、その積算時間が所定時間(例えば40秒間)に達していることを条件とするようにしてもよい。