JP2000023311A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンとモーターの機械出力をクラッチで
切り換えるときのショックをなくす。 【解決手段】 要求駆動力apsと車速Vspとに基づいてク
ラッチを締結するか否かを判定し、要求駆動力apsとモ
ーターＡの最大入力maxTbおよびモーターＢの最大出力m
axTaとを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制
御を行う。これにより、乗員の加速要求に応じた駆動力
を発生させることができ、スムーズな加速を実現でき
る。また、緩加速時にはクラッチを”即”締結してクラ
ッチの耐久性を向上させ、且つ駆動損失を低減でき、急
加速時にはクラッチを”半”締結状態にして加速要求に
応じた駆動力の実現を優先させることができ、加速要求
の緩急の程度に応じた最適なクラッチ締結方法を選択す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関および／
または電動機を車両の推進源とするハイブリッド車両の
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】エンジンの機械出力および
／またはモーターの機械出力を車両の推進源とするハイ
ブリッド車両が知られている。
【０００３】この種のハイブリッド車両において、エン
ジンの機械出力とモーターの機械出力とをクラッチで切
り換える場合に、エンジンとモーターの回転数と出力に
よっては切り換え時にショックが発生し、乗り心地が悪
くなるという問題がある。例えば、車両の加速時にモー
ターの駆動力からエンジンの駆動力に切り換える場合
に、モーターの回転数とエンジンの回転数とに差がある
と、切り換え時にショックが発生する。
【０００４】本発明の目的は、エンジンとモーターの機
械出力をクラッチで切り換える時のショックをなくすこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、エンジンに機械的に連結されたモーターＡと、エン
ジンにクラッチを介して機械的に連結されたモーターＢ
とを備え、モーターＢから変速機を介して駆動輪に動力
を伝達するハイブリッド車両の制御装置に適用される。
そして、車速を検出する手段と、車両の要求駆動力を検
出する手段と、要求駆動力検出値と車速検出値とに基づ
いてクラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、
要求駆動力検出値とモーターＡの最大入力およびモータ
ーＢの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラ
ッチ締結制御を行う制御手段とを備える。 （２） 請求項２のハイブリッド車両の制御装置は、ク
ラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出
値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備
え、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＢ
の最大出力以下の場合には、クラッチの締結完了判定が
なされるまでは、モーターＢの出力が要求駆動力検出値
に一致するようにモーターＢを制御するようにしたもの
である。 （３） 請求項３のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＡの最大
入力よりも低い所定値以下の場合には、エンジン回転転
数がモーターＢの回転数に一致するようにモーターＡを
制御するとともに、エンジンの出力が要求駆動力検出値
に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数
とモーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結
指令するようにしたものである。 （４） 請求項４のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターＡ
がエンジンの出力を吸収するようにモーターＡを制御す
るようにしたものである。 （５） 請求項５のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされる
と、モーターＡの出力とモーターＢの出力とを互いに相
殺しながら徐々に０にするようにしたものである。 （６） 請求項６のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＡの最大
入力よりも低い所定値を超え且つモーターＢの最大出力
以下の場合には、エンジンの回転数がモーターＢの回転
数に一致するようにモーターＡを制御するとともに、エ
ンジンの出力が所定値に一致するようにエンジンを制御
し、エンジンの回転数とモーターＢの回転数とが略一致
したらクラッチを締結指令するようにしたものである。 （７） 請求項７のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターＡ
がエンジンの出力を吸収するようにモーターＡを制御す
るようにしたものである。 （８） 請求項８のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされる
と、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するよう
にエンジンを制御するとともに、エンジンとモーターＡ
とモーターＢの出力の和が要求駆動力検出値に一致する
ように、モーターＡとモーターＢの出力を徐々に０にす
るようにしたものである。 （９） 請求項９のハイブリッド車両の制御装置は、制
御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＢの最大
出力を超える場合には、クラッチの締結を開始するまで
は、モーターＢの出力が最大となるようにモーターＢを
制御するようにしたものである。 （１０） 請求項１０のハイブリッド車両の制御装置
は、制御手段によって、要求駆動力検出値がエンジンの
最大出力以下の場合には、エンジンの出力が要求駆動力
検出値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの
回転数がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結
を開始するようにしたものである。 （１１） 請求項１１のハイブリッド車両の制御装置
は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジ
ンの回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラ
ッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が
要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一
致するようにモーターＢを制御するようにしたものであ
る。 （１２） 請求項１２のハイブリッド車両の制御装置
は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達
力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段
とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定
がなされると、モーターＢの出力をエンジンとモーター
Ｂとの出力和が要求駆動力検出値と一致するように調整
するようにしたものである。 （１３） 請求項１３のハイブリッド車両の制御装置
は、制御手段によって、要求駆動力がエンジンの最大出
力を超える場合には、エンジンの出力が最大となるよう
にエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢの
回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにした
ものである。 （１４） 請求項１４のハイブリッド車両の制御装置
は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジ
ンの回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラ
ッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が
要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一
致するようにモーターＢを制御するようにしたものであ
る。 （１５） 請求項１５のハイブリッド車両の制御装置
は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達
力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段
とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定
がなされると、モーターＢの出力が要求駆動力検出値か
らエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモー
ターＢを制御するようにしたものである。
【０００６】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、要求
駆動力と車速とに基づいてクラッチを締結するか否かを
判定し、要求駆動力とモーターＡの最大入力およびモー
ターＢの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたク
ラッチ締結制御を行うようにしたので、乗員の加速要求
に応じた駆動力を発生させることができ、スムーズな加
速を実現できる。また、緩加速時にはクラッチを”即”
締結してクラッチの耐久性を向上させ、且つ駆動損失を
低減でき、急加速時にはクラッチを”半”締結状態にし
て加速要求に応じた駆動力の実現を優先することがで
き、加速要求の緩急の程度に応じた最適なクラッチ締結
方法を選択することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、要求駆動力がモータ
ーＢの最大出力以下の場合には、クラッチ締結完了判定
がなされるまでは、モーターＢの出力が要求駆動力に一
致するようにモーターＢを制御するようにしたので、ク
ラッチ締結完了までの間も乗員の加速要求に応じた駆動
力を実現することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、要求駆動力がモータ
ーＡの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、エン
ジン回転数がモーターＢの回転数に一致するようにモー
ターＡを制御するとともに、エンジン出力が要求駆動力
に一致するようにエンジンを制御し、エンジン回転数と
モーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結指
令するようにしたので、クラッチ締結時のショックがな
くなり乗り心地が向上するとともに、クラッチの摩耗が
なくなりクラッチの耐久性を向上させることができる。 （４） 請求項４の発明によれば、クラッチ締結指令後
はモーターＡがエンジン出力を吸収するようにモーター
Ａを制御するようにしたので、クラッチ締結指令後から
締結完了までの間にモーターＢの出力にエンジン出力が
加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗
り心地がよくなる。 （５） 請求項５の発明によれば、クラッチ締結完了判
定がなされると、モーターＡの出力とモーターＢの出力
とを互いに相殺しながら徐々に０にするようにしたの
で、クラッチ締結完了後はエンジン出力のみが要求駆動
力を発生させることになり、クラッチ締結完了後に駆動
力が急変するようなことがなく、乗り心地がよくなる。 （６） 請求項６の発明によれば、要求駆動力がモータ
ーＡの最大入力よりも低い所定値を超え且つモーターＢ
の最大出力以下の場合には、エンジンの回転数がモータ
ーＢの回転数に一致するようにモーターＡを制御すると
ともに、エンジンの出力が所定値に一致するようにエン
ジンを制御し、エンジン回転数とモーターＢの回転数と
が略一致したらクラッチを締結指令するようにしたの
で、クラッチ締結前にモーターＡによりエンジン回転数
を制御する余力を確保することができる上に、クラッチ
締結時のショックがなくなり乗り心地が向上するととも
に、クラッチの摩耗がなくなりクラッチの耐久性を向上
させることができる。 （７） 請求項７の発明によれば、クラッチの締結指令
後はモーターＡがエンジンの出力を吸収するようにモー
ターＡを制御するようにしたので、クラッチ締結後から
締結完了までの間にモーターＢの出力にエンジン出力が
加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗
り心地がよくなる。 （８） 請求項８の発明によれば、クラッチの締結完了
判定がなされると、エンジンの出力が要求駆動力に一致
するようにエンジンを制御するとともに、エンジンとモ
ーターＡとモーターＢの出力の和が要求駆動力に一致す
るように、モーターＡとモーターＢの出力を徐々に０に
するようにしたので、クラッチ締結完了後に駆動力が急
変することがなく、乗り心地がよくなる。 （９） 請求項９の発明によれば、要求駆動力がモータ
ーＢの最大出力を超える場合には、クラッチの締結を開
始するまでは、モーターＢの出力が最大となるようにモ
ーターＢを制御するようにしたので、急加速時にクラッ
チを締結してエンジン出力による走行に切り換えるまで
の間も、充分とは言えないまでも乗員の要求加速をある
程度満たすことができる。 （１０） 請求項１０の発明によれば、要求駆動力がモ
ーターＢの最大出力を超え且つエンジンの最大出力以下
の場合には、エンジンの出力が要求駆動力に一致するよ
うにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢ
の回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにし
たので、急加速時に要求駆動力の実現を優先することが
でき、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満た
すことができる。 （１１） 請求項１１の発明によれば、クラッチの締結
開始後、エンジン回転数がモーターＢの回転数に収束す
るようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モータ
ーＢの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じた
値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたの
で、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなくす
ことができ、乗り心地を向上させることができる。 （１２） 請求項１２の発明によれば、クラッチの締結
完了判定がなされるとモーターＢの出力をエンジンとモ
ーターＢとの出力和が要求駆動力と一致するように調整
するようにしたので、急加速時におけるクラッチ締結完
了後の駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向
上させることができる。 （１３） 請求項１３の発明によれば、要求駆動力がエ
ンジンの最大出力を超える場合には、エンジンの出力が
最大となるようにエンジンを制御し、エンジンの回転数
がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結を開始
するようにしたので、要求駆動力の実現を優先すること
ができ、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満
たすことができる。 （１４） 請求項１４の発明によれば、クラッチの締結
開始後、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に収束
するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モー
ターＢの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じ
た値に一致するようにモーターＢを制御するようにした
ので、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなく
すことができ、乗り心地を向上させることができる。 （１５） 請求項１５の発明によれば、クラッチの締結
完了判定がなされると、モーターＢの出力が要求駆動力
からエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモ
ーターＢを制御するようにしたので、急加速時における
クラッチ締結完了後も要求駆動力を発生することがで
き、乗員の急加速要求を満たすことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。図において、太い実線は機械力の伝達経路を
示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御
線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワー
トレインは、モーター１、エンジン２、クラッチ３、モ
ーター４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７およ
び駆動輪８から構成される。モーター１の出力軸、エン
ジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結
されており、また、クラッチ３の出力軸、モーター４の
出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されて
いる。
【０００８】クラッチ３締結時はエンジン２とモーター
４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモーター
４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／また
はモーター４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６お
よび差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変
速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのク
ランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ
（不図示）はモーター１０により駆動される。
【０００９】モータ１，４，１０は三相同期電動機また
は三相誘導電動機などの交流機であり、モーター１は主
としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター４は主
として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター
１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。なお、
モーター１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を
用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モー
ター１を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ
ー４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００１０】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝
達トルクがほぼ励磁電流に比例するので伝達トルクを調
節することができる。無段変速機５はベルト式やトロイ
ダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節
することができる。
【００１１】モーター１，４，１０はそれぞれ、インバ
ーター１１，１２，１３により駆動される。なお、モー
ター１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、イン
バーターの代わりにＤＣ／ＤＣコンバーターを用いる。
インバーター１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介し
てメインバッテリー１５に接続されており、メインバッ
テリー１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ
ー１，４，１０へ供給するとともに、モーター１，４の
交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー１
５を充電する。なお、インバーター１１〜１３は互いに
ＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転
中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー
１５を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給する
ことができる。メインバッテリー１５には、リチウム・
イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電
池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシ
ターを用いることができる。
【００１２】コントローラー１６は、マイクロコンピュ
ーターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備
え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の
伝達トルク、モーター１，４，１０の回転速度や出力ト
ルク、無段変速機５の変速比などを制御する。
【００１３】コントローラー１６には、図２に示すよう
に、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、
アクセルセンサー２２、ブレーキスイッチ２３、車速セ
ンサー２４、バッテリー温度センサー２５、バッテリー
ＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサー２７、スロ
ットル開度センサー２８が接続される。キースイッチ２
０は、車両のキーがON位置またはSTART位置に設定され
ると閉路する（以下、スイッチの閉路をオンまたはON、
開路をオフまたはOFFと呼ぶ）。セレクトレバースイッ
チ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲ
およびドライブＤを切り換えるセレクトレバー（不図
示）の設定位置に応じて、Ｐ、Ｎ、Ｒ、Ｄのいずれかの
スイッチがオンする。
【００１４】アクセルセンサー２２はアクセルペダルの
踏み込み量（アクセル開度）θを検出し、ブレーキスイ
ッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態（この時、ス
イッチ オン）を検出する。車速センサー２４は車両の
走行速度Ｖを検出し、バッテリー温度センサー２５はメ
インバッテリー１５の温度Ｔbを検出する。また、バッ
テリーＳＯＣ検出装置２６はメインバッテリー１５の充
電状態（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ぶ）を
検出する。さらに、エンジン回転センサー２７はエンジ
ン２の回転速度Ｎeを検出し、スロットル開度センサー
２８はエンジン２のスロットルバルブ開度θthを検出す
る。
【００１５】コントローラー１６にはまた、エンジン２
の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング
調節装置３２などが接続される。コントローラー１６
は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の
供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火
装置３１を制御してエンジン２の点火を行う。また、コ
ントローラー１６はバルブタイミング調節装置３２を制
御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節する。な
お、コントローラー１６には低圧の補助バッテリー３３
から電源が供給される。
【００１６】図３〜図７は、一実施の形態のクラッチ締
結制御を示すフローチャートである。これらのフローチ
ャートにより、一実施の形態の動作を説明する。車両コ
ントローラー１６は、所定の時間間隔でこのクラッチ締
結制御プログラムを実行する。ステップ１において、ア
クセルセンサー２２によりアクセル開度apsを検出し、
車速センサー２４により車速Ｖspを検出する。ステップ
２で、アクセル開度apsと車速Ｖspに基づいて予め設定
したクラッチ締結判定マップを参照し、クラッチ３を締
結するか否かを判定する。
【００１７】図８は、アクセル開度apsと車速Ｖspに基
づくクラッチ締結判定マップ例を示す。この実施の形態
では、アクセル開度apsを乗員の要求駆動力、すなわ
ち、エンジン２およびモーター４の出力軸における車両
の目標駆動トルクtTdとし、判定マップ上の車速Vspおよ
び目標駆動トルクtTdに対応する点が非締結領域から締
結領域へ移動したら、クラッチ３の締結を決定する。
【００１８】クラッチ締結の判定がなされたらステップ
３以降のクラッチ締結処理を行い、クラッチ３を締結し
ない場合は処理を終了する。ステップ３〜５において、
目標駆動トルクtTd（アクセル開度aps）を所定値Ｔ１、
モーター４の最大トルクmaxTaおよび最大エンジントル
クmaxTeと比較し、それぞれのケースに応じてクラッチ
締結制御を行う。なお、モーター４の最大トルクmaxTa
は、モーター４の仕様、メインバッテリー１５の出力可
能電力、モーター４とインバーター１２の温度などから
演算により求める。
【００１９】ここで、クラッチ３を締結するまではモー
ター４の駆動力により走行しているおり、エンジン２を
始動して単純にクラッチ３を締結すると、エンジン２の
トルクがモーター４のトルクに加算され、車両の駆動ト
ルクが急に変化してショックが発生する。また、クラッ
チ締結時にクラッチ３の入出力軸回転数が一致していな
い場合も、同様に車両の駆動トルクが急に変化してショ
ックが発生する。このようなクラッチ締結時のショック
を抑制するために、クラッチ締結に際しては、エンジン
トルクをモーター１により吸収しながら、クラッチ入力
軸の回転数（エンジン回転数）をクラッチ出力軸の回転
数（モーター４の回転数）と一致させ、クラッチ３を締
結する。
【００２０】クラッチ締結時にモーター１によりエンジ
ントルクを吸収する場合、モーター１の最大吸収トルク
maxTbまでエンジントルクを吸収すると、モーター１の
トルク余裕がなくなってエンジン２の回転数制御（クラ
ッチ入力軸の回転数制御）を行うためのトルクを出せな
くなってしまう。そこで、この実施の形態では、クラッ
チ締結時にモーター１の最大吸収トルクmaxTbまでエン
ジントルクを吸収せず、エンジン２の回転数制御に必要
なトルクを残した所定値Ｔ１までエンジントルクを吸収
することにする。つまり、モーター１の最大吸収トルク
maxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbから、モータ
ー１によりエンジン２の回転数制御を行うために必要な
トルクを減じた値を所定値Ｔ１とする。なお、モーター
１の最大吸収トルクmaxTbは、モーター１の仕様、メイ
ンバッテリー１５の出力可能状態、モーター１とインバ
ーター１１の温度などから演算により求める。
【００２１】ステップ３で、目標駆動トルクtTdが所定
値Ｔ１以下の場合は図４に示すクラッチ締結制御を実行
する。ステップ４で、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１
を超え、且つモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合
は、図５に示すクラッチ締結制御を実行する。ステップ
５で、目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmax
Taを超え、且つエンジン２の最大トルクmaxTe以下の場
合は、図６に示すクラッチ締結制御を実行する。目標駆
動トルクtTdがエンジン２の最大トルクmaxTeを超える場
合は、図７に示すクラッチ締結制御を実行する。
【００２２】図４は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１
以下の場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートで
ある。また、図９は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１
以下の場合の、クラッチ締結時におけるエンジン２、モ
ーター１，４およびクラッチ３の挙動、すなわち、目標
駆動トルクtTd、エンジン２のトルクTe、エンジン２の
トルク推定値estTe、モーター４の目標トルクtTa、モー
ター１の目標トルクtTb、モーター４の回転数Na［rp
m］、エンジン２の回転数Ne［rpm］、クラッチ３の励磁
電流指令値tIclおよびクラッチ３の伝達トルク容量Tcl
の変化を示すタイムチャートである。ここで、クラッチ
３の伝達トルク容量Tclは、クラッチ３で伝達可能なト
ルクであり、実際の伝達トルクとは異なる。
【００２３】図４および図９により、tTd≦Ｔ１の場合
のクラッチ締結動作を説明する。クラッチ３の締結が完
了するまでは、モーター４の目標トルクtTaに目標駆動
トルクtTdを設定し、モーター４をトルク制御する。図
９の時刻ｔ１でクラッチ３の締結が決定されると、図４
のステップ１１で、エンジン２の回転数Neがモーター４
の回転数Naと等しくなるように、モーター１の回転数制
御を行う。続くステップ１２でエンジン２が発火運転中
か否かを確認し、発火運転中でなければステップ１３へ
進み、発火運転中の場合はステップ１５へ進む。
【００２４】ステップ１３において、燃料噴射装置３０
と点火装置３１によりエンジン２へ燃料を噴射して発火
運転を起動する。続くステップ１４でエンジン２が完爆
したかどうかを確認し、完爆したらステップ１５へ進
む。なお、エンジン２の発火運転起動後も、モーター１
の上記回転数制御を継続する。ステップ１５では、エン
ジン２の目標トルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定し、
エンジン２のトルク制御を行う。この時、モーター１に
よる回転数制御が継続されているので、エンジン２の発
生トルクTeはモーター１により吸収される。なお、エン
ジンのトルク制御は、例えば、エンジン回転数とスロッ
トル開度に対するエンジントルクのマップから、現在の
エンジン回転数と目標エンジントルクに対応する目標ス
ロットル開度を表引き演算し、その目標スロットル開度
となるようにスロットルバルブを駆動制御する。
【００２５】ステップ１６で、エンジン回転数Neが目標
回転数（モーター４の回転数Na）に到達したか、すなわ
ちクラッチ３の入出力軸回転数が一致したかどうかを確
認する。クラッチ３の入出力軸回転数が一致したら、ス
テップ１７でクラッチ３の励磁電流指令値tIclを最大値
まで立ち上げ（図９の時刻ｔ２）、クラッチ３を締結す
る。クラッチ３の励磁回路には遅れがあり、クラッチ３
の実際の伝達トルク容量Tclは図９に示すように徐々に
増加する。
【００２６】クラッチ締結開始（図９の時刻ｔ２）後の
ステップ１８において、モーター１の目標トルクtTb×G
bがエンジントルク推定値の符号を反転させた値（−est
Te）となるように、モーター１のトルク制御を行う。な
お、エンジントルクの推定方法には、エンジン回転数
とスロットル開度に対するエンジントルクのマップから
推定する方法、エンジンの筒内圧（燃焼圧）を検出し
てリアルタイムにエンジントルクを推定する方法、エ
ンジンの吸入空気量とエンジン回転数とに基づいてエン
ジントルクを推定する方法などがある。
【００２７】ステップ１９で、クラッチ伝達トルク容量
Tclが目標駆動トルクtTdに達したら（図９の時刻ｔ
３）、クラッチ３の締結が完了したと判断してステップ
２０へ進む。ステップ２０では、モーター１の目標トル
クtTb×Gbとモーター４の目標トルクtTaとが互いに相殺
されるように、両者を徐々に減らして０にする。すなわ
ち、
【数１】estTe＋tTa＋tTb×Gb＝tTd の関係を満たすように、モーター１と４の目標トルクを
徐々に０にする。この時のトルク低減率は、クラッチ３
の共振周波数とダンピング係数を考慮して設定する。以
後、エンジントルクTeが目標駆動トルクtTdとなるよう
に、エンジン２のトルク制御を続ける。
【００２８】図５は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１
を超えモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合のクラ
ッチ締結制御を示すフローチャートである。なお、図４
に示すフローチャートと同様な処理を行うステップに対
しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明
する。図１０は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１を超
えモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合の、クラッ
チ締結時におけるエンジン２、モーター１，４およびク
ラッチ３の挙動を示すタイムチャートである。なお、図
中の符号は図９と同様である。
【００２９】図５および図１０により、Ｔ１＜tTd≦max
Taの場合のクラッチ締結動作説明する。ステップ１５Ａ
において、目標エンジントルクtTeに所定値Ｔ１を設定
してエンジン２のトルク制御を行う。この時、モーター
１では回転数制御が継続されているので、エンジン２の
発生トルクTe（＝Ｔ１）はモーター１により吸収され
る。上述したように、所定値Ｔ１は、モーター１の最大
吸収トルクmaxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbか
ら、モーター１によりエンジン２の回転数制御を行うた
めに必要なトルクを減じた値であり、モーター１でエン
ジントルクTe（＝Ｔ１）を吸収しても、モーター１には
まだエンジン２の回転数制御を行うだけのトルク余裕が
ある。
【００３０】クラッチ締結完了後のステップ２０Ａにお
いて、目標エンジントルクtTeに目標駆動トルクtTdを設
定してエンジン２のトルク制御を行う。そして、ステッ
プ２０Ｂで、エンジントルクTe（実際には推定値estT
e）の増加に応じてモーター１の目標トルクtTb×Gbとモ
ーター４の目標トルクtTaを徐々に０にする。つまり、
上記数式１の関係を満たすように、モーター１と４のト
ルクを低減する。
【００３１】図６は、目標駆動トルクtTdがモーター４
の最大トルクmaxTaを超えエンジン２の最大トルクmaxTe
以下の場合の、クラッチ締結制御を示すフローチャート
である。また、図１１は、目標駆動トルクtTdがモータ
ー４の最大トルクmaxTaを超えた場合の、クラッチ締結
時におけるエンジン２、モーター１，４およびクラッチ
３の挙動を示すタイムチャートである。なお、図中の符
号は図９と同様である。
【００３２】図６および図１１により、maxTa＜tTd≦ma
xTeの場合のクラッチ締結動作を説明する。目標駆動ト
ルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超えているの
で、図１１の時刻ｔ１でクラッチ締結が決定されてか
ら、時刻ｔ２’でクラッチ３の伝達トルク容量Tclが立
ち上がるまでは、モーター４を最大トルクmaxTaでトル
ク制御する。
【００３３】目標駆動トルクtTdがモーター４の最大ト
ルクmaxTaを超えている場合は、クラッチ締結決定後に
モーター１の回転数制御を行わず、直ちにエンジン２を
始動する。すなわち、ステップ２１でエンジン２が発火
運転中か否かを確認し、発火運転が行われていない場合
はステップ２２へ進み、モーター１の最大吸収トルクma
xTb×Gbでエンジン２を駆動して始動する。ステップ２
３で、エンジン２が完爆したらステップ２４へ進み、モ
ーター１の目標トルクtTb×Gbを０にする（図１１の時
刻ｔ２）。
【００３４】ステップ２５で、目標エンジントルクtTe
に目標駆動トルクtTdを設定してエンジン２のトルク制
御を行う。ステップ２６において、エンジン回転数Neと
モーター４の回転数Naとを比較し、エンジン回転数Neが
モーター回転数Naを超えたらステップ２７へ進み、クラ
ッチ３の励磁電流指令値tIclを立ち上げてクラッチ３の
締結を開始する（図１１の時刻ｔ２’）。この時、モー
ター１によるエンジン２の回転数制御を行っていないの
で、エンジン回転数Neが吹け上がる。そこで、ステップ
２８で、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモー
ター回転数Naに収束させるように、クラッチ励磁電流指
令値tIclを制御する。
【００３５】目標駆動トルクtTdがモーター４の最大ト
ルクmaxTa以下の場合には、上述したように、励磁電流
指令値tIclを瞬時に最大値まで立ち上げてクラッチ３
を”即”締結した。しかし、目標駆動トルクtTdがモー
ター４の最大トルクmaxTaを超える場合には、クラッチ
伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達するまで
は、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモーター
回転数Naに収束させるように励磁電流指令値tIclを調節
し、”半”締結状態とする。
【００３６】ステップ２８ではまた、モーター４の目標
トルクtTaを次のように制御する。
【数２】Ne＞Naの時、tTa＝tTd−Tcl， Ne＜Naの時、tTa＝tTd＋Tcl， Ne＝Naの時、tTa＝tTd−estTe これにより、図１１に示すように、クラッチ伝達トルク
容量Tclの立ち上がりに応じてモーター４の目標トルクt
Taが減少する。
【００３７】ステップ２９において、クラッチ伝達トル
ク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達したら（図１１の時
刻ｔ３）、クラッチ締結が完了したと判断してステップ
３０へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にすると
ともに、モーター４の目標トルクtTaを（tTd−estTe）
とする。
【００３８】図７は、目標駆動トルクtTdがエンジン２
の最大トルクmaxTeを超える場合のクラッチ締結制御を
示すフローチャートである。なお、図６に示す処理と同
様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号
を付して相違点を中心に説明する。また、この場合のク
ラッチ締結時のエンジン２、モーター１，４およびクラ
ッチ３の挙動は図１１に示すものと同様であり、図示を
省略する。エンジン完爆後のステップ２５Ａにおいて、
目標エンジントルクtTeにエンジントルクの最大値maxTe
を設定してエンジン２のトルク制御を行う。また、クラ
ッチ締結開始後のステップ２９Ａで、クラッチ伝達トル
ク容量Tclがエンジン最大トルクmaxTeに達したらステッ
プ３０へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にす
る。また、目標駆動トルクtTdがエンジン２の最大トル
クmaxTeを超えているので、上記数式２によりモーター
４の目標トルクtTaを求め、モーター４をトルク制御し
てエンジン２のトルク不足分を補う。
【００３９】以上の一実施の形態の構成において、エン
ジン２がエンジンを、モーター１がモーターＡを、モー
ター４がモーターＢを、クラッチ３がクラッチを、無段
変速機５が変速機を、車速センサー２４が車速検出手段
を、アクセルセンサー２２が要求駆動力検出手段を、コ
ントローラー１６が判定手段、制御手段、クラッチ伝達
力検出手段およびクラッチ締結完了判定手段をそれぞれ
構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 図１に続く、一実施の形態の構成を示す図で
ある。
【図３】〜
【図７】 クラッチ締結制御を示すフローチャートであ
る。
【図８】 クラッチ締結判定マップ例を示す図である。
【図９】〜
【図１１】 クラッチ締結時のエンジン、モーターおよ
びクラッチの挙動を示す図である。
【符号の説明】
１ モーター ２ エンジン ３ クラッチ ４ モーター ５ 無段変速機 １１〜１３ インバーター １５ メインバッテリー １６ コントローラー ２２ アクセルセンサー ２４ 車速センサー ２７ エンジン回転センサー ２８ スロットル開度センサー ３０ 燃料噴射装置 ３１ 点火装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北島 康彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D041 AA32 AA59 AB01 AC10 AC19 AD01 AD02 AD04 AD10 AD31 AD41 AD51 AE01 AE02 AE03 AE07 AE09 AE17 AE18 AF01 3G093 AA06 AA07 BA15 BA17 CB05 CB06 DA01 DA06 DB05 DB09 DB11 DB15 DB19 EA01 EA05 EA13 EA15 EB01 EB08 EC01 FA07 FB01 FB02 3J057 AA01 BB08 GA66 GA80 GB02 GB04 GB36 GB40 GE20 HH01 HH10 JJ01 5H111 BB02 BB06 CC01 CC11 CC16 DD02 DD04 DD05 DD08 DD12 FF02 FF05 GG17 HA01 HB01 HB09 HB10

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンに機械的に連結されたモーターＡ
    と、 前記エンジンにクラッチを介して機械的に連結されたモ
    ーターＢとを備え、 前記モーターＢから変速機を介して駆動輪に動力を伝達
    するハイブリッド車両の制御装置において、 車速を検出する手段と、 車両の要求駆動力を検出する手段と、 前記要求駆動力検出値と前記車速検出値とに基づいて前
    記クラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、 前記要求駆動力検出値と前記モーターＡの最大入力およ
    び前記モーターＢの最大出力とを比較し、その比較結果
    に応じたクラッチ締結制御を行う制御手段とを備えるこ
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記クラッチの伝達力を検出する手段と、 前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締
    結完了を判定する手段とを備え、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーター
    Ｂの最大出力以下の場合には、前記クラッチの締結完了
    判定がなされるまでは、前記モーターＢの出力が前記要
    求駆動力検出値に一致するように前記モーターＢを制御
    することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーター
    Ａの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、前記エ
    ンジンの回転数が前記モーターＢの回転数に一致するよ
    うに前記モーターＡを制御するとともに、前記エンジン
    の出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エ
    ンジンを制御し、前記エンジンの回転数と前記モーター
    Ｂの回転数とが略一致したら前記クラッチを締結指令す
    ることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 【請求項４】請求項３に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モ
    ーターＡが前記エンジンの出力を吸収するように前記モ
    ーターＡを制御することを特徴とするハイブリッド車両
    の制御装置。
  5. 【請求項５】請求項４に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされ
    ると、前記モーターＡの出力と前記モーターＢの出力と
    を互いに相殺しながら徐々に０にすることを特徴とする
    ハイブリッド車両の制御装置。
  6. 【請求項６】請求項２に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーター
    Ａの最大入力よりも低い所定値を超え且つ前記モーター
    Ｂの最大出力以下の場合には、前記エンジンの回転数が
    前記モーターＢの回転数に一致するように前記モーター
    Ａを制御するとともに、前記エンジンの出力が前記所定
    値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジ
    ンの回転数と前記モーターＢの回転数とが略一致したら
    前記クラッチを締結指令することを特徴とするハイブリ
    ッド車両の制御装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モ
    ーターＡが前記エンジンの出力を吸収するように前記モ
    ーターＡを制御することを特徴とするハイブリッド車両
    の制御装置。
  8. 【請求項８】請求項７に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされ
    ると、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一
    致するように前記エンジンを制御するとともに、前記エ
    ンジンと前記モーターＡと前記モーターＢの出力の和が
    前記要求駆動力検出値に一致するように、前記モーター
    Ａと前記モーターＢの出力を徐々に０にすることを特徴
    とするハイブリッド車両の制御装置。
  9. 【請求項９】請求項１に記載のハイブリッド車両の制御
    装置において、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーター
    Ｂの最大出力を超える場合には、前記クラッチの締結を
    開始するまでは、前記モーターＢの出力が最大となるよ
    うに前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブ
    リッド車両の制御装置。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載のハイブリッド車両の制
    御装置において、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジン
    の最大出力以下の場合には、前記エンジンの出力が前記
    要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御
    し、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数を
    超えたら前記クラッチの締結を開始することを特徴とす
    るハイブリッド車両の制御装置。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載のハイブリッド車両の
    制御装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エン
    ジンの回転数が前記モーターＢの回転数に収束するよう
    に前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モー
    ターＢの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチ
    の伝達力を減じた値に一致するように前記モーターＢを
    制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装
    置。
  12. 【請求項１２】請求項１１に記載のハイブリッド車両の
    制御装置において、 前記クラッチの伝達力を検出する手段と、 前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締
    結完了を判定する手段とを備え、 前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされ
    ると、前記モーターＢの出力を前記エンジンと前記モー
    ターＢとの出力和が前記要求駆動力検出値と一致するよ
    うに調整することを特徴とするハイブリッド車両の制御
    装置。
  13. 【請求項１３】請求項９に記載のハイブリッド車両の制
    御装置において、 前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジン
    の最大出力を超える場合には、前記エンジンの出力が最
    大となるように前記エンジンを制御し、前記エンジンの
    回転数が前記モーターＢの回転数を超えたら前記クラッ
    チの締結を開始することを特徴とするハイブリッド車両
    の制御装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３に記載のハイブリッド車両の
    制御装置において、 前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エン
    ジンの回転数が前記モーターＢの回転数に収束するよう
    に前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モー
    ターＢの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチ
    の伝達力を減じた値に一致するように前記モーターＢを
    制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装
    置。
  15. 【請求項１５】請求項１４に記載のハイブリッド車両の
    制御装置において、 前記クラッチの伝達力を検出する手段と、 前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締
    結完了を判定する手段とを備え、 前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされ
    ると、前記モーターＢの出力が前記要求駆動力検出値か
    ら前記エンジンの最大出力を減じた値に一致するように
    前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッ
    ド車両の制御装置。
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