JP2007331599A - ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動を伴うモード切り替えを行うハイブリッド車両において、このエンジン始動に因る駆動車輪のトルク変動を適宜回避することにより走行安定性を確保する技術を提案する。
【解決手段】ステップS1でエンジン１の始動要求があっても、ステップS2でハイブリッド車両がコースト走行状態または走行状態であると判断すれば、ステップS６からステップS2に戻りエンジン始動を禁止する制御を行う。但し、所定の場合（ステップS4,S5,S6でYesと判断した場合）には、当該エンジン始動を禁止する制御を解除し、エンジン１を始動する。
【選択図】図９

Description

本発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関からの動力とモータ/ジェネレータなどの電動機からの動力によって走行することができ、モータ/ジェネレータからの動力のみにより走行する電気走行(EV)モードと、エンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力により走行可能なハイブリッド走行(HEV)モードとを有するハイブリッド車両に関し、
特に、エンジンを停止して走行する電気走行(EV)モードから、このエンジンを始動させてハイブリッド走行(HEV)モードに切り替える際における好適な伝動状態切り替え制御を提供する技術に係わる。

エンジンとモータ/ジェネレータと駆動負荷とを順次直列に駆動結合し、これら３つの回転要素間には動力伝達を断接するクラッチをそれぞれ配置した上記のようなハイブリッド車両の制御装置としては従来、例えば特許文献1および特許文献２に記載のごときものが知られている。
特許文献1に記載の駆動制御装置は、電気走行(EV)モード中にエンジンの始動の要求が生じた場合、モータ/ジェネレータがその走行状態を維持するのに要するトルクに加え、エンジンをクランキングして始動するのに要するトルクを出力し、エンジン始動に伴うショックを未然に回避するものである。
また特許文献２に記載の始動制御装置は、エンジン始動が運転者の意思に基づく要求である場合と、意思に基づかない要求である場合とで場合分けして、それぞれの場合に対応したクランキングを行い、車両の乗り心地性能を向上させるものである。
特開平１１−１７８１１３号公報 特開２００４−１４３９５７号公報

しかし、上記したように３つの回転要素（エンジンとモータ/ジェネレータと駆動負荷）を直列に駆動結合するハイブリット車両にあっては、このモータ/ジェネレータが駆動力を発生する役割と、回生ブレーキ手段の役割と、エンジンをクランキングする役割とを果たすため、上記従来のような制御装置を用いるのでは、以下に説明するような問題を生ずる。

つまり、モータ/ジェネレータが回生ブレーキ手段として負のトルクを出力中にエンジン始動の要求があると、モータ/ジェネレータトルクの極性が反転して今度はモータ/ジェネレータが正のトルクを出力することになり、回生ブレーキ手段の役割を果たすことができない。したがって、制動力を失うことになり車両の加減速性能が悪化する。例えば、運転者がアクセルペダルを釈放して走行する車両のコースト走行状態にあっては車両の減速性能が悪化する。特に、回生ブレーキによる制動中にエンジン始動の要求があると、制動距離が伸びてしまい走行安全性まで損なう。

またエンジン始動の要求には、運転者が意図する要求と、意図しない要求がある。
つまり運転者がアクセルペダルを踏み込むことによって要求されるエンジン始動は、運転者が意図するエンジン始動の要求である。これに対しモータ／ジェネレータと電気的に接続するバッテリの蓄電量（蓄電状態またはＳＯＣともいう）が低下することによって要求されるエンジン始動は、運転者が意図しないエンジン始動の要求である。後者の場合において、運転者が制動力を所望中であるにもかかわらず、運転者が意図しないエンジン始動要求に応じて必ずエンジンをクランキングする制御を実行すれば、回生ブレーキ手段を失うことになり、車両の減速性能の悪化が走行安全性を損なう虞がある。

また、車両の旋回走行中にエンジンをクランキングする制御を実行すれば、旋回外輪と旋回内輪との間におけるトルク配分のバランスが崩れることによって車両の操舵特性が悪化してしまい、ひいては走行安全性まで損なう。

本発明は、電気走行(EV)モードおよびハイブリッド走行(HEV)モード間の好適な切り替えタイミングと、当該切り替えに伴うエンジン始動のタイミングを、燃費性能の向上や運転者の意図に合致させる通常の制御に立脚しつつも、上述したエンジンのクランキングに伴う車両の加減速特性および操舵特性の悪化を回避して、走行安全性を確保することが可能なハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明によるハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置は、請求項１に記載した以下の構成とする。
先ず、前提となるハイブリッド車両を説明するに、これは、
動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータ間に伝達トルク容量を変更可能な第1クラッチを介在させ、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に伝達トルク容量を変更可能な第2クラッチを介在させ、
エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することによりモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能である。
そして、このハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置は、これらエンジン、モータ/ジェネレータ、第1クラッチおよび第2クラッチを統合制御する統合コントローラがエンジン始動を要求する場合には、前記第１クラッチを締結させてエンジン始動を実行するものである。

本発明は、かかるハイブリッド車両の切り替え制御装置において、前記エンジン始動が車両の走行性能を損なう所定の走行状態にある場合には、前記エンジン始動要求にかかわらず前記第１クラッチを解放したまま、モータ／ジェネレータの出力トルクを一定に保持するエンジン始動禁止制御を実行するよう構成した点に特徴づけられる。

上記した本発明によるハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置によれば、以下の作用効果が奏し得られる。
つまり、第1クラッチを締結させてモータ/ジェネレータによりエンジンを始動する要求があっても、モータ/ジェネレータを回生ブレーキ手段として走行する走行状態や、旋回走行する走行状態など、前記エンジン始動が車両の走行性能を損なう所定の走行状態にある場合には、エンジン始動を実行することがなく、当該エンジン始動に伴う車両挙動の急変を回避することができる。したがって、走行安全性を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の伝動状態切り替え制御装置を適用可能なハイブリッド駆動装置を具えたフロントエンジン・リヤホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレーンを示し、1はエンジン、2は駆動車輪（後輪）である。
図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1（クランクシャフト1a）からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ/ジェネレータ5を設ける。

モータ/ジェネレータ5は、力行のときはモータとして作用し、回生のときはジェネレータ（発電機）として作用するもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機入力軸3aとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

自動変速機3は、2003年1月、日産自動車（株）発行「スカイライン新型車（CV35型車）解説書」第C−9頁〜第C−22頁に記載されたと同じものとし、複数の変速摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放組み合わせにより伝動経路（変速段）を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。

上記した自動変速機3を具える図1のパワートレーンにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7を締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。

この状態でモータ/ジェネレータ5を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行（EV走行）させることができる。

高速走行時や、大負荷走行時や、バッテリの持ち出し可能電力が少ない時などで用いられるハイブリッド走行(HEV走行)モードが要求される場合、第1クラッチ6および第2クラッチ7をともに締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行（HEV走行）させることができる。

かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

なお図1では、モータ/ジェネレータ5および駆動車輪2を切り離し可能に結合する第2クラッチ7を、モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に介在させたが、
図2に示すように、第2クラッチ7を自動変速機3およびディファレンシャルギヤ装置8間に介在させても、同様に機能させることができる。

また、図1および図2では第2クラッチ7として専用のものを自動変速機3の前、若しくは、後に追加することとしたが、
この代わりに第2クラッチ7として、図3に示すごとく自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の変速摩擦要素または後退変速段選択用の変速摩擦要素を流用するようにしてもよい。この場合、第2クラッチ7が前記したモード選択機能を果たすのに加えて、この機能を果たすよう締結される時に自動変速機を対応変速段への変速により動力伝達状態にすることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。

図1〜3に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン1、モータ/ジェネレータ5、第1クラッチ6、および第2クラッチ7は、図４に示すようなシステムにより制御する。

図４の制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ20を具え、パワートレーンの動作点を、目標エンジントルクtTeと、目標モータ/ジェネレータトルクtTm（目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい）と、第1クラッチ6の目標伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）とで規定する。

統合コントローラ20には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
エンジン1の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電量SOC（持ち出し可能電力）を検出する蓄電状態センサ16からの信号とを入力する。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ11、モータ/ジェネレータ回転センサ12、入力回転センサ13、および出力回転センサ14はそれぞれ、図1〜3に示すように配置することができる。

統合コントローラ20は、上記入力情報のうちアクセル開度APO、バッテリの蓄電量（SOC）、および変速機出力回転数No（車速VSPに相当）から、運転者が希望している車両の駆動力を求め、この駆動力を最適に実現可能な運転モード（EVモード、HEVモード）を選択し、目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm（目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい）、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）をそれぞれ演算する。

統合コントローラ20はさらに、上述した入力値に基づき、公知の変速マップを参照して自動変速機３の目標変速比を演算する。
目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、目標モータ/ジェネレータトルクtTm（目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい）はモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。

エンジンコントローラ21は、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御し、
モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ/ジェネレータトルクtTm（または目標モータ/ジェネレータ回転数tNm）となるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。
統合コントローラ20は、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）に対応したソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の油圧制御ソレノイド（図示せず）に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1（第1クラッチ圧Pc1）が目標伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2（第2クラッチ圧Pc2）が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ7を個々に締結力制御する。

図５は、統合コントローラ２０における上述した制御を示すブロック図である。
図５に沿って説明すると、目標駆動力演算部１００はアクセル開度APOおよび車速VSP
に基づき図６に示すマップを参照して駆動車輪２の目標駆動力tFwを算出し、算出した目標駆動力tFwを動作点指令部４００へ出力する。

モード選択部２００は目標モードを求めるものであり、アクセル開度APOおよび車速VSPに基づき図７に示すマップを参照して、電気走行(EV)モードまたはハイブリッド走行(HEV走行)モードを選択し、選択した目標モードを動作点指令部４００へ出力する。図７は、車速VSPとアクセル開度APOの関係から運転モードを選択するマップである。例えば車速VSP一定のもとで運転者のアクセルペダル踏み増し操作によりアクセル開度APOが大きくなった場合、図７中の動作点はAからA´に移るため、EVモードからHEVモードを新たに選択する。また、アクセル開度APO一定のもとで車速VSPが大きくなった場合、図７中の動作点はBからB´に移るため、EVモードからHEVモードを新たに選択する。また車速VSPおよびアクセル開度APOが変化しない場合、図７中の動作点は例えばCのままでありEV⇒HEV動作点を越えないため、選択した運転モードはEVモードのままである。

目標充放電演算部３００は、蓄電量SOCに基づき図８に示す特性図を参照してバッテリ９の目標充放電電力tPを求め、求めた目標充放電電力tPを動作点指令部４００へ出力する。

動作点指令部４００は、上述した目標駆動力tFwと、目標モードと、目標充放電電力tPと、アクセル開度APOと、車速VSPとに基づき、目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ指令圧tPc1、目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2および目標変速比等をそれぞれ演算して、これらの演算結果を出力する。ここで目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2および目標変速比を変速制御部５００へ出力する。なお図５以降では適宜、モータ/ジェネレータをモータ／Gと表す。

変速制御部５００は入力された目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2および目標変速比に基づき、この目標変速比を実現するよう自動変速機３の各ソレノイドに電流指令を与える。なお、ここでいう各ソレノイドとは自動変速機３の図示しないコントロールバルブを作動させるソレノイド群である。

なお、EV→HEVモード切り替えは前記した通り、第1クラッチ6を解放し、エンジン1を停止し、第2クラッチ7を締結してモータ/ジェネレータ5からの動力のみにより車輪2を駆動する電気走行(EV)モードから、第1クラッチ6を締結して該第1クラッチを経由した動力によりエンジン1を始動させ、エンジン1およびモータ/ジェネレータ5からの動力により車輪2を駆動するハイブリッド走行（HEV）モードへの切り替えである。したがって通常のEV→HEVモード切り替えの際には、第1クラッチ6を締結し、モータ/ジェネレータ5の出力トルクでエンジン１がクランキングされることによりエンジンは始動される。

しかしEV→HEVモード切り替えの要求があっても、エンジン始動がハイブリッド車両の走行性能を損なう虞がある場合には、当該クランキングによるエンジン始動を禁止する制御、すなわちEV→HEVモード切り替えを中止して、駆動車輪２のトルクを一定に保持する。

これがため統合コントローラ２０は、前記および図５に示す通常の制御の他、以下に説明するエンジン始動禁止制御を、例えば２０[msec]の定時間隔で行う。

図９はエンジン始動禁止制御を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って説明すると、最初のステップS1では、上述してきたようなエンジン始動の要求があるか否かを監視する。目標モードがEVモードからHEVモードへ切り替わることがないためエンジン始動要求がない場合（No）、このフローチャートを終了する。そして、改めてステップS1から開始することによってエンジン始動要求を引き続き監視する。

これに対し最初のステップS1でエンジン始動要求があると判断する場合（Yes）、ステップS2へ進む。

次のステップS2では、車両が所定の走行状態にあるか否かを監視する。具体的にはエンジン始動によって車両の走行性能が悪化するような走行状態かどうか、例えば車両がコースト走行状態であったり、旋回走行状態であったりするかどうかを判断する。

ここで付言すると、コースト走行状態においては、エンジン１がエンジンブレーキとして作用し、モータ／ジェネレータ５が回生ブレーキとして作用し、これらが相俟って駆動車輪２には制動力（負の駆動トルク）が与えられている。また、旋回走行状態においては、駆動車輪２のグリップ力を確保しなければならず、駆動車輪２の駆動トルクが急変動することは走行安全性の点からみて好ましくはない。
したがって、車両がコースト走行状態であったり、旋回走行状態であったりする間にエンジン１を始動すべきではない。

ステップS2で車両がコースト走行状態でもなく、旋回走行状態でもないと判断すれば（No）ステップS3〜S7をスキップしてステップS８へ進む。ステップS８では、第1クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５を力行させ、モータ／ジェネレータトルクを用いてクランキングによりエンジン１を始動する。

次のステップS9では、エンジン１が実際に始動し、このフローチャートを終了する。

説明をステップS2に戻すと、車両がコースト走行状態または旋回走行状態の少なくとも一方であると判断すれば、直ちにクランキングを行う（ステップS8）ことはなく、ステップS３へ進む。

ステップS3では、モータ／ジェネレータ５に作動不良や上限値を超える温度上昇が発生するなどの異常があるか否かを判断する。異常があれば（Yes）、回生ブレーキによる制動力を得ることができないため、ステップS10へ進む。
ステップS10では、図示しない摩擦ブレーキを用いて車輪の制動力を補填する。ここでは例えば、運転者にモータ／ジェネレータ５の異常を警告し、運転者のブレーキ操作により車輪の制動力を補助する。あるいは、統合コントローラ20の演算により、本来得られる筈だった回生ブレーキ力と同等の制動力を摩擦ブレーキで発生させるよう摩擦ブレーキを制御する。これによりモータ／ジェネレータ５の回生ブレーキ力を得られなくても、同等の制動力を確保することができる。そしてこのフローチャートを終了する。
説明をステップS3に戻すと、モータ／ジェネレータ５に異常がなければ（No）、次のステップS4へ進む。

ステップS4では、車速VSPが所定値以下か否か判断する。またモータ／ジェネレータ５の出力トルクが負の所定値以上であるか否か（つまり弱い回生ブレーキが作動中か否か）を判断する。車速VSPが所定値以下であると判断する場合、またはモータ／ジェネレータ５の出力トルクが負の所定値以上であると判断する場合（Yes）、上記のステップS8へ進み、モータ／ジェネレータトルクを用いてクランキングによりエンジン１を始動する。車速が低ければ元々の制動距離は短いため、回生ブレーキを失っても走行安全性は格別損なわれないからである。また、回生ブレーキが弱ければ、制動力全体に対する回生ブレーキの寄与度が低いため、この回生ブレーキとしての役割を中止しても格別問題は生じないからである。

これに対しモータ／ジェネレータ５に異常はない（上記ステップS4でNo）と判断すると、次のステップS5では、バッテリ９が過放電になっているか否かを判断する。
ステップS5で蓄電量SOCが極めて低い値まで低下し、バッテリ９が過放電になっていると判断すると（Yes）、上記のステップS8へ進み、モータ／ジェネレータトルクを用いてクランキングによりエンジン１を始動する。この理由は、バッテリの蓄電量が０になるまで走行すると以後EVモードを選択できなくなるためである。

これに対しバッテリ９が過放電になっていない（上記ステップS５でNo）と判断すると、次のステップS6では、エンジン１の暖気運転が必要か否かを判断する。なお、この判断は例えば、エンジン1の水冷系統に温度計を設置して冷却水温度を監視することにより行う。
ステップS６でエンジン温度がエンジン始動に好適な温度範囲の下限値以下であるため暖機運転が必要であると判断すると（Yes）、上記のステップS8へ進み、モータ／ジェネレータトルクを用いてクランキングによりエンジン１を始動する。この理由は、エンジン１が完全に冷えてしまうと、エンジン始動を速やかに行うことができず、HEVモードへの切り替えに支障が生じるためである。

これに対しエンジン１の暖気運転は必要ない（上記ステップS６でNo）と判断すると、エンジン１を始動することなく、上記ステップS2に戻る。

このように本実施例のエンジン始動禁止制御は、上述した図９のフローチャートに示すように、エンジン始動要求があればエンジン始動を実行するのが通常であるが、
エンジン始動が車両の走行性能を損なう所定の走行状態にある場合（ステップS2でYes）には、エンジン始動を禁止する。
さらに、エンジン始動禁止中であっても（ステップS2でYes）、所定の条件が成立すれば（ステップS４、S５、S6でYes）、エンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行する。
これにより、ハイブリッド車両ならではの長所であるEVモードおよびHEVモードの切り替え制御と、走行安全性との両立を実現することができる。

本実施例のエンジン始動禁止制御によって得られる効果を図１０に示すタイムチャートに沿って説明する。

ハイブリッド車両が一定速で走行しているとし、瞬時t1で運転者がアクセルペダルを釈放する。

瞬時t1以降、モータ／ジェネレータ５は回生ブレーキ手段として負のモータ／ジェネレータトルクを出力する。そうすると、制動力が発生し、車速VSPは減少を開始する。この制動力は瞬時t1のすぐ後の瞬時t2で最大となる（モータ／ジェネレータトルクは最小となる）。瞬時t1以降、制動力は徐々に減少する。
またアクセルペダルの釈放によって瞬時t1以降はコースト・旋回判定フラグが１になる（上記ステップS2でYes）。

車速VSPがこのまま減少を続けると、続く瞬時t3で車速VSPは所定値VSP_1になる。
瞬時t3以降、車速VSPが所定値VSP_1以下になるので（上記ステップS4でYes）、エンジン始動要求フラグは１になる。モータ／ジェネレータ５はクランキングのため正のトルクを発生する。

また、回生ブレーキ力が減少し続け瞬時t3でモータジェネレータトルクが負の所定値Tm_1となれば、瞬時t3以降、モータ/ジェネレータトルクは負の所定値Tm_1以上となることからも（上記ステップS4でYes）、エンジン始動要求フラグは１になる。この結果モータ／ジェネレータ５はクランキングのため正のトルクを発生する。なお、瞬時t3以降も運転者が制動力を所望する場合には、車輪を摩擦により制動する図示しない摩擦ブレーキを作動させるとよい。

ところで本実施例においては、エンジン始動要求を受けて第１クラッチ６を締結させてエンジン１を始動することが通常であるが、エンジン始動が車両の走行性能を損なう所定の走行状態にある場合（図９のステップS2でYes）には、前記エンジン始動要求にかかわらず第１クラッチ６を解放したまま、モータ／ジェネレータ５の出力トルクを一定に保持するエンジン始動禁止制御を実行するよう構成したことから、当該エンジン始動に伴う車両挙動の急変を回避することができ、走行安全性を確保することができる。

なお、ここでいう所定の走行状態は、コースト走行状態または旋回走行状態である。これにより、コースト走行状態または旋回走行状態におけるハイブリッド車両の挙動の急変を回避することができ、走行安全性を確保することができる。

また本実施例では、エンジン始動要求時における車速が所定値VSP_1以上で走行中の場合（図９のステップS４でNo）や、前記エンジン始動要求時における回生中のモータ/ジェネレータ５の出力トルクが負の所定値Tm_1以下で走行中の場合（図９のステップS４でNo）に、エンジン始動禁止制御を実行するよう構成したことから、当該エンジン始動に伴う車両挙動の急変を回避することができ、走行安全性を確保することができる。

なお本実施例の他、図には示さなかったが図９のステップS３〜S7において、運転者によるアクセルペダル急踏み操作の有無を判断し、急踏み操作があった場合にはエンジン始動の意図があるとして、ステップS8に進むようにしてもよい。この結果、運転者の意図に合致するようエンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することが可能となり、運転性能と走行安全性との両立を実現することができる。

具体的にはアクセル開度を検出するセンサ手段を設け、アクセル開度が所定の閾値以上である場合には、エンジン始動の意図があるとして、ステップS8に進むようにしてもよい。この結果、運転者の意図に合致するようエンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することが可能となり、運転性能と走行安全性との両立を実現することができる。またセンサ手段を用いるためコスト上有利である。

また本実施例では、図９のステップS3に示すように、モータ／ジェネレータ５の異常を検出可能とし、コースト走行状態または旋回走行状態における前記エンジン始動禁止制御の実行中にモータ／ジェネレータ５の異常を検出した場合（図９のステップS3でYes）には、当該異常検出中は車輪に設けた摩擦ブレーキ手段を用いてモータ／ジェネレータ５で得られた筈の回生ブレーキ力を補填するよう構成したことから（図９のステップS7）、
本来得られた筈の回生ブレーキ力を得られなくても、同等の制動力を確保することができる。

また本実施例において、ハイブリッド車両の旋回走行状態を判定するため転舵輪の転舵角を検出する舵角センサを設けておけば、低コストで旋回走行状態を判断することができる。

あるいは、ハイブリッド車両の左右輪の車輪速をそれぞれ検出する車輪速センサをそれぞれ設けておき、検出したこれら左右輪の車輪速差により旋回走行状態を判断してもよい。このようなセンサ手段を用いるのもコスト上有利である。

また本実施例では、モータ/ジェネレータ５と電気的に接続したバッテリ９の蓄電量SOCを求め、エンジン始動を禁止する制御中であっても、蓄電量SOCが０に近いなどの極めて低い所定値以下であると判断する場合（図９のステップS5でNo）には、このエンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することから、走行安全性を確保しつつも、バッテリの蓄電量が０になるまで走行すると以後EVモードを選択できなくなるという不都合を回避することができる。

また本実施例では、エンジン１の冷却水の温度を検出することによりエンジン１の温度を検出し、エンジン始動を禁止する制御中であっても、検出した冷却水温度がエンジン始動に好適な温度範囲の下限値以下であると判断する場合（図９のステップS6でYes）には、このエンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行し、暖気運転することから、走行安全性を確保しつつも、エンジン１が完全に冷えてしまってHEVモードへの切り替えに支障が生じるという不都合を回避することができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。

本発明の伝動状態切り替え制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の伝動状態切り替え制御装置を適用可能な他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の伝動状態切り替え制御装置を適用可能な更に他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図1〜3に示したパワートレーンにおける自動変速機を示す骨子図である。 図4に示した統合コントローラの機能を表すブロック図である。 目標駆動力を求めるために参照するマップである。 目標モードを求めるために参照するマップである。 目標充放電電力を求めるために参照する特性図である。 図４および図５に示した制御システムにおける統合コントローラが実行する、エンジン始動制御およびエンジン始動禁止制御のフローチャートである。 図９のエンジン始動禁止制御およびこの禁止制御を解除してエンジン始動を実行する制御を実行するハイブリッド車両の状態を示す動作タイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 駆動車輪（後輪）
３ 自動変速機
４ 伝動軸
５ モータ/ジェネレータ
６ 第1クラッチ
７ 第2クラッチ
８ ディファレンシャルギヤ装置
９ バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ

Claims (10)

1. 動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータ間に伝達トルク容量を変更可能な第1クラッチを介在させ、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間に伝達トルク容量を変更可能な第2クラッチを介在させ、
   エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することによりモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能であり、
   エンジン始動要求を受けて前記第１クラッチを締結させてエンジン始動を実行するハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記エンジン始動が車両の走行性能を損なう所定の走行状態にある場合には、前記エンジン始動要求にかかわらず前記第１クラッチを解放したまま、モータ／ジェネレータの出力トルクを一定に保持するエンジン始動禁止制御を実行するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
2. 請求項1に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記所定の走行状態は、コースト走行状態または旋回走行状態であることを特徴とする、ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
3. 請求項２に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記コースト走行状態は、前記エンジン始動要求時における車速が所定値以上で走行中の場合や、前記エンジン始動要求時における回生中の前記モータ/ジェネレータの出力トルクが負の所定値以下で走行中の場合のコースト走行状態であることを特徴とする、ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
4. 請求項１に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   運転者によるエンジン始動の意図の有無を判断する意図判断手段を具え、該意図があると判断する場合には、前記エンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
5. 請求項４に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記意図判断手段は、運転者によって操作されるアクセル操作子の開度を検出するアクセル開度検出手段を具え、
   前記エンジン始動要求時に検出したアクセル開度が所定の閾値以上である場合には、前記意図があると判断することを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか1項に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記モータ／ジェネレータの異常を検出するモータ／ジェネレータ異常検出手段を具え、
   コースト走行状態または旋回走行状態における前記エンジン始動禁止制御の実行中に前記異常を検出した場合には、当該異常検出中、車輪に設けた摩擦ブレーキ手段を用いて前記モータ／ジェネレータの回生ブレーキ力を補填するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記旋回走行状態を判定するため転舵輪の転舵角を検出する舵角センサを具えたことを特徴とする、ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
8. 請求項２〜７のいずれか１項に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   左右輪の車輪速をそれぞれ検出する車輪速センサを具え、検出したこれら左右輪の車輪速差により前記旋回走行状態を判断することを特徴とする、ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
9. 請求項１〜８に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
   前記モータ/ジェネレータと電気的に接続したバッテリの蓄電量を求める蓄電状態判定手段を具え、
   前記エンジン始動の禁止中、前記蓄電量が極めて低い所定値以下であると判断する場合には、前記エンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。
10. 請求項１〜９に記載の伝動状態切り替え制御装置において、
    前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段を具え、
    前記エンジン始動禁止制御の実行中、検出したエンジン温度が始動に好適な温度範囲の下限値以下であると判断する場合には、前記エンジン始動禁止制御を解除してエンジン始動を実行することを特徴とするハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置。

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