JP2012126323A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時にクラッチを係合する際に、エンジンが逆回転するのを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、動力伝達機構と、クラッチ同期制御手段と、ポンピングロス制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。クラッチ同期制御手段は、第１走行モードから、第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、エンジンの始動前に、第１回転電機のトルクに基づきクラッチの係合要素の回転を同期させる制御を行う。ポンピングロス制御手段は、上述の制御時に、ポンピングロスを大きくする制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、発電機として主に機能する第１回転電機と、駆動輪に連結された駆動軸に動力を供給する電動機として主に機能する第２回転電機と、内燃機関の出力トルクを第１回転電機側と駆動軸及び第２回転電機側とに分配する動力分配機構を備えるハイブリッド車両が知られている。

例えば、特許文献１には、エンジンと第１及び第２回転電機とを備えるとともに、第２回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、クラッチの締結時には所謂シリーズパラレル式のハイブリッド走行を行い、クラッチを解放することで、エンジンを切り離して第２回転電機によるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行を行う。また、特許文献２には、エンジンの回転抵抗が所定の回転抵抗下限値以下である場合には、エンジンの逆回転を抑制するため、ＥＶ走行を規制又は禁止する制御を行う技術が開示されている。

特開２０００−２０９７０６号公報 特開２００９−０１２６１８号公報

第２回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両において、クラッチが解放状態にあるＥＶ走行時からクラッチを係合させてエンジンを始動させる場合であって、第１回転電機によりクラッチの係合要素の回転を同期させる際に、エンジンが逆回転する可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時にクラッチを係合する際に、エンジンが逆回転するのを抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第２回転電機により走行を行う第１走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、前記エンジンの始動前に、前記第１回転電機のトルクに基づき前記クラッチの係合要素の回転を同期させる制御を行うクラッチ同期制御手段と、前記クラッチ同期制御手段が、前記制御を実行している場合、ポンピングロスを大きくする制御を行うポンピングロス制御手段と、を備える。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、動力伝達機構と、クラッチ同期制御手段と、ポンピングロス制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。具体的には、動力伝達機構は、第１回転電機に連結された第１回転要素と、第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、エンジンと連結する第３回転要素とを備える。ここで、「連結」とは、動力（回転）の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。クラッチ同期制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、第１走行モードから、第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、エンジンの始動前に、第１回転電機のトルクに基づきクラッチの係合要素の回転を同期させる制御（単に「クラッチ同期制御」とも呼ぶ。）を行う。ここで、第１走行モードは、クラッチが解放状態の場合の走行モードであり、エンジンを停止させたＥＶ走行を指す。第２走行モードは、クラッチが係合状態にしてエンジンを駆動させた走行モードであり、この場合、エンジンから出力された動力は動力伝達機構により２つに分配され、一部は機械的な動力のまま駆動軸に出力されると共に、残余は電力に変換されて駆動軸に出力される。ポンピングロス制御手段は、例えばＥＣＵであり、クラッチ同期制御時に、ポンピングロスを大きくする制御を行う。

一般に、クラッチ同期制御時に、エンジンの回転抵抗が第１回転電機により伝達されるトルクよりも小さい場合には、エンジンが逆回転するおそれがある。これに対し、ハイブリッド車両の制御装置は、クラッチ同期制御時に、ポンピングロスを大きくすることで、エンジンの回転抵抗を増加させる。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、クラッチ同期制御時でのエンジンの逆回転を抑制することができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記ポンピングロス制御手段は、後進走行時に前記第１走行モードから前記第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、ポンピングロスを小さくする。

一般に、後進走行でのクラッチ同期制御時には、第１回転電機のトルクは、クランキングさせる方向と同様の正回転方向へエンジンに作用する。従って、この態様では、ハイブリッド車両の制御装置は、クラッチ同期制御と同時にエンジンのクランキングを促進させることができ、エンジン始動までの時間を短縮することができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記ポンピングロス制御手段は、前記エンジンの吸気弁及び排気弁を開弁状態とすることで、ポンピングロスを大きくする。これにより、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、ポンピングロスを増加させることができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記ポンピングロス制御手段は、前記エンジンの吸気弁及び排気弁を閉弁状態とすることで、ポンピングロスを小さくする。これにより、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、ポンピングロスを低減させることができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記ポンピングロス制御手段は、前記第１回転電機の回転数の変化速度が所定値以上の場合、ポンピングロスを大きくする。ここで、「所定値」とは、第１回転電機によりエンジンを回転させようとするトルクがエンジンの回転抵抗を上回ると判断される第１回転電機の回転数（回転速度）の変化速度であり、例えば実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、ポンピングロスを増加させる必要がある場合に限定してポンピングロスを増加させることができる。

実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。 ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。 エンジンの概略構成図の一例である。 （ａ）ＥＶ走行時のハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。（ｂ）クラッチ同期制御時のハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。 第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。 （ａ）は、比較例に係るクラッチ同期制御後のハイブリッド駆動装置の動作状態を例示する動作共線図である。（ｂ）は、第２実施形態に係るクラッチ同期制御後のハイブリッド駆動装置の動作状態を例示する動作共線図である。 第２実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［全体構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。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は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４及びハイブリッド駆動装置１０を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における「クラッチ同期制御手段」及び「ポンピングロス制御手段」として機能する。なお、本発明に係るこれらの手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれらの手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。

ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。

バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。

アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

［ハイブリッド駆動装置の構成］
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４０、クラッチＣＬ、ブレーキＢＲ、減速機構６０、及びオイルポンプ７０を備える。

エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する。エンジン２０の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に連結されている。

モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機である。

モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸（以後、「駆動軸ＯＵＴ」と呼ぶ。）に対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍｇ２」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。

尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。

動力分割機構３０は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構３０は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支する本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備える。

ここで、サンギヤＳ１は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。リングギヤＲ１は、クラッチＣＬの係合要素ＲＣＬと連結する。また、クラッチＣＬのもう一方の係合要素ＯＣＬは、減速機構６０に連結されている。従って、リングギヤＲ１は、クラッチＣＬを介して減速機構６０に連結されている。リングギヤＲ１の回転数は、係合要素ＲＣＬの回転数と等価であり、係合要素ＯＣＬの回転数は、駆動軸ＯＵＴの回転数（「出力回転数Ｎｏｕｔ」とも呼ぶ。）と等価である。従って、クラッチＣＬが締結された場合には、リングギヤＲ１の回転数は、出力回転数Ｎｏｕｔと等価である。

キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。

動力分割機構３０は、上述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。

減速機構６０は、モータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＬを介してリングギヤＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータＭＧ２に伝達する。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。

オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。

また、破線枠Ａ１に相当する部位に、レゾルバ等の回転センサが設けられている。この回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を検出する。検出されたＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は、ＥＣＵ１００に対し一定又は不定の周期で送出される。

尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３０のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。

［エンジンの構成］
図３は、図１に示したエンジン２０の概略構成図の一例を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。

エンジン２０は、主に、吸気通路１１０と、スロットルバルブ１２０と、燃料噴射弁１４０ａと、吸気弁１４０ｂと、点火プラグ１４０ｃと、排気弁１４０ｄと、電磁駆動機構（所謂、電磁カム）１４０ｅ、１４０ｆと、気筒１５０ａと、燃焼室１５０ｂと、ピストン１５０ｃと、コンロッド１５０ｄと、排気通路１６０と、を有する。なお、図３においては、説明の便宜上、１つの気筒１５０ａのみを示しているが、実際にはエンジン２０は複数の気筒１５０ａを有する。

吸気通路１１０には外部から導入された吸気（空気）が通過し、スロットルバルブ１２０は吸気通路１１を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ１２０は、ＥＣＵ１００から供給される制御信号Ｓ１２０によって開度が制御される電子スロットルバルブである。吸気通路１１０を通過した吸気は、燃焼室１５０ｂに供給される。また、燃焼室１５０ｂには、燃料噴射弁（インジェクタ）１４０ａによって噴射された燃料が供給される。

更に、燃焼室１５０ｂには、吸気弁１４０ｂと排気弁１４０ｄとが設けられている。吸気弁１４０ｂは、開閉することによって、吸気通路１１０と燃焼室１５０ｂとの連通及び遮断を制御する。排気弁１４０ｄは、開閉することによって、排気通路１６０と燃焼室１５０ｂとの連通及び遮断を制御する。吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄは、それぞれ電磁駆動機構１４０ｅ、１４０ｆによって開弁時期及び閉弁時期（以後、「バルブタイミング」と呼ぶ。）、並びにリフト量などが制御される。この場合、電磁駆動機構１４０ｅ、１４０ｆは、ＥＣＵ１００から供給される制御信号Ｓ１４０ｅ、Ｓ１４０ｆによって制御される。

燃焼室１５０ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ１４０ｃによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン１５０ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド１５０ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室１５０ｂでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１６０より排出される。

［制御方法］
まず、ＥＣＵ１００が実行するクラッチＣＬの制御について説明する。

ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行を行う場合、クラッチＣＬを解放状態とし、エンジン２０を停止させ、モータＭＧ２により走行を行う。このように、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行時にクラッチＣＬを解放状態とすることで、ＥＶ走行時でのモータＭＧ１及び動力分割機構３０の各ギヤ並びにベアリングの引き摺りによる損失を抑制する。上述のＥＶ走行は、本発明における「第１走行モード」の一例である。

一方、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを係合状態とし、エンジン２０を駆動させることで、ハイブリッド車両１を、所謂シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータＭＧ１、ＭＧ２により電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。この場合の走行モードを、以後では、「シリーズパラレル式走行」とも呼ぶ。シリーズパラレル式走行は、本発明における「第２走行モード」の一例である。

従って、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からシリーズパラレル式走行へ切り替える場合には、クラッチＣＬの係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬの回転数を同期させる制御（「クラッチ同期制御」とも呼ぶ。）を行った後、クラッチＣＬを解放状態から係合状態へ遷移させ、エンジン２０を始動させる。以後の第１実施形態及び第２実施形態では、このクラッチ同期制御時にＥＣＵ１００が実行する制御方法について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動前のクラッチ同期制御時に、エンジン２０が逆回転する虞のある場合、エンジン２０の吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄを開弁してポンピングロスを発生させる。これにより、ＥＣＵ１００は、摩擦トルクであるエンジン２０の回転抵抗（「回転抵抗Ｔｒ」とも呼ぶ。）を一時的に増加させ、クラッチ同期制御中にエンジン２０が逆回転するのを抑制する。

これについて、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、ＥＶ走行時のハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。図４（ｂ）は、クラッチ同期制御時のハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。図４（ａ）、（ｂ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順に、サンギヤＳ１（一義的に、モータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的に、エンジン２０）、係合要素ＲＣＬ（一義的に、リングギヤＲ１）、係合要素ＯＣＬ（一義的に、駆動軸ＯＵＴ）及びモータＭＧ２を表す。また、図４（ａ）、（ｂ）では、モータＭＧ２の力行トルク、走行抵抗により発生するトルク、及びモータＭＧ１の力行トルクをそれぞれ矢印「Ｙ１」、「Ｙ２」、「Ｙ３」により表示している。また、動作点「Ｐｅ０」は、エンジン回転数Ｎｅが「０」の場合のエンジン２０の動作点を示す。

図４（ａ）に示すように、ＥＶ走行時では、エンジン回転数Ｎｅ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１、及び係合要素ＲＣＬの回転数は、ともに「０」となる。そして、図４（ｂ）に示すクラッチ同期制御時では、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」であることから、図４（ａ）の共線図の関係に基づき、図２の破線枠Ａ１に相当する回転センサにより検出したＭＧ１回転数Ｎｍｇ１から係合要素ＲＣＬの回転数を特定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の回転抵抗Ｔｒを利用して、エンジン２０の動作点Ｐｅ０を支点として、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を矢印Ｙ３の方向に加え、係合要素ＲＣＬの回転数を係合要素ＯＣＬの回転数と同期させる（実線「Ｌ１」参照）。

一方、クラッチ同期制御時にモータＭＧ１からエンジン２０のクランク軸へ伝達されるトルク（単に、「エンジン回転トルクＴｃ」とも呼ぶ。）がエンジン２０の回転抵抗Ｔｒよりも大きくなった場合には、エンジン２０が回転してしまう（破線「Ｌ２」参照）。このとき、エンジン２０は、破線Ｌ２に示すように、逆回転となる。そして、エンジン２０が逆回転した場合、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅ及び係合要素ＲＣＬの回転数を特定するのが困難となり、クラッチ同期制御が複雑化する。

以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合による各トルクの変動が大きく、回転抵抗Ｔｒを増加させる必要がある場合に、エンジン２０の吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄを開弁してポンピングロスを増加させる。これにより、ＥＣＵ１００は、構成要素を新たに必要とすることなくエンジン２０の回転抵抗Ｔｒを制御し、クラッチ同期制御中でのエンジン２０の回転発生によるエンジン２０の引き摺りによる損失の増加を防ぐと共に、エンジン２０の逆回転を抑制することができる。

次に、クラッチ同期制御中にポンピングロスを増加させる制御（「ポンピングロス増加制御」とも呼ぶ。）を行う条件について具体的に説明する。ＥＣＵ１００は、図２の破線枠Ａ１に相当する回転センサにより検出したＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化速度（「ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１」とも呼ぶ。）に基づき、エンジン２０の回転抵抗Ｔｒを増加させる必要があるか否か判断する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が所定の閾値（「閾値ｄＮｔｈ」とも呼ぶ。）以上の場合、エンジン回転トルクＴｃがエンジン２０の回転抵抗Ｔｒを上回り、エンジン２０が逆回転し始める可能性があると判断し、ポンピングロスを増加させる制御を行う。上述の閾値ｄＮｔｈは、エンジン回転トルクＴｃが回転抵抗Ｔｒを上回る可能性があるＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１の下限値であり、例えば実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、比較的高精度に検出可能なＭＧ１回転数Ｎｍｇ１に基づき、ポンピングロス増加制御を実行すべきか否か判断することが可能となる。

また、好適には、上述の条件に加え、ＥＣＵ１００は、車両の前進時にポンピングロス増加制御を実行する。車両の前進時では、図４（ａ）に示すように、出力回転数Ｎｏｕｔ及び係合要素ＯＣＬの回転数が正回転であるため、クラッチ同期制御により係合要素ＲＣＬを正回転にする必要がある。この場合、クラッチ同期制御時に矢印Ｙ３に示す方向にＭＧ１トルクＴｍｇ１を作用させる必要が生じ、その結果、図４（ｂ）で説明したように、エンジン２０が逆回転する虞がある。従って、ＥＣＵ１００は、車両の前進時にポンピングロス増加制御を実行することで、クラッチ同期制御時にエンジン２０が逆回転するのを抑制することができる。

（処理フロー）
図５は、第１実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図５に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ１０１）。即ち、ＥＣＵ１００は、走行モードを、クラッチＣＬが解放状態にあるＥＶ走行から、クラッチＣＬを係合状態に移行させてシリーズパラレル式走行へ切り替えるべき走行状態であるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、エンジン２０の始動制御へ移行可能か否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動制御へ移行可能であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、又は、エンジン２０の始動制御へ移行可能ではないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御を開始する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、係合要素ＲＣＬの回転数が、係合要素ＯＣＬの回転数と同期するように、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を調整する。

そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ以上か否か判定する（ステップＳ１０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ポンピングロス増加制御を行う（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄを開弁してポンピングロスを発生させる。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０が回転する虞がある場合に、回転抵抗Ｔｒを増加させ、エンジン２０の逆回転を抑制することができる。

一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ未満であると判断した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、エンジン回転トルクＴｃが回転抵抗Ｔｒを上回るおそれがないと判断し、ステップＳ１０６へ処理を進める。

そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを係合状態へ移行させる（ステップＳ１０６）。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合後、エンジン２０の始動制御を実施する（ステップＳ１０７）。具体的には、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１によりエンジン回転トルクＴｃを発生させて、エンジン２０のクランキングを行う。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態に加え、又はこれに代えて、ＥＣＵ１００は、後進走行中にクラッチ同期制御を実行する場合、エンジン２０の吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄを閉弁してポンピングロスを低減させる制御（「ポンピングロス低減制御」とも呼ぶ。）を行う。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御の実行時期と同時期にエンジン２０のクランキングを実行し、エンジン２０の始動時間の短縮、及びエンジン２０のクランキングに要するエネルギを低減させる。

これについて、図６を参照して説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、後進時でのクラッチ同期制御後のハイブリッド駆動装置１０の動作状態を例示する動作共線図である。そして、図６（ａ）は、ポンピングロス低減制御を実行しない場合の比較例に相当し、図６（ｂ）は、ポンピングロス低減制御を実行した場合の第２実施形態に基づく例に相当する。また、動作点「Ｐｅ１」は、正の回転数に対応するエンジン２０の動作点を指す。

図６（ａ）に示すように、比較例のクラッチ同期制御直後では、エンジン回転数Ｎｅは「０」である。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御後、エンジン２０を回転させるためのクランキングを別途実行する必要がある。

一方、図６（ｂ）に示すように、クラッチ同期制御と共にポンピングロス低減制御を実行した場合のクラッチ同期制御後では、エンジン２０の動作点は、動作点Ｐｅ１にあり、エンジン回転数Ｎｅが正回転数となる。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、ポンピングロス低減制御を行うことで、エンジン２０の回転抵抗Ｔｒを低減し、エンジン回転トルクＴｃによりクラッチ同期制御時にエンジン２０を回転させている。また、後進時では、クラッチ同期制御時のモータＭＧ１によるエンジン回転トルクＴｃは、クランキングを行う場合と同様に正回転方向に作用するため、エンジン２０は逆回転しない。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御の実行と同時に、エンジン２０のクランキングを実行することができる。従って、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動に要する時間を短縮すると共に、エンジン２０のクランキングに要する消費エネルギを低減させることができる。

（処理フロー）
図７は、第２実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ２０１）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、エンジン２０の始動制御へ移行可能か否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動制御へ移行可能であると判断した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、又は、エンジン２０の始動制御へ移行可能ではないと判断した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御を開始し（ステップＳ２０３）、後進時であるか否か判定する（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ１００は、後進時であると判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ポンピングロス低減制御を実施する（ステップＳ２０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の吸気弁１４０ｂ及び排気弁１４０ｄを全閉状態にする。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の回転抵抗Ｔｒを低減させ、クラッチ同期制御時にエンジン２０を正回転させてクランキングを行い、エンジン２０の始動時間の短縮化及び消費エネルギの低減化を促進させることができる。

一方、ＥＣＵ１００は、後進時ではないと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、即ち前進時であると判断した場合、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ以上か否か判定する（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、ポンピングロス増加制御を行う（ステップＳ２０７）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０が回転する虞がある場合に、回転抵抗Ｔｒを増加させ、エンジン２０の逆回転等を抑制することができる。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数変化ｄＮｍｇ１が閾値ｄＮｔｈ未満であると判断した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、エンジン２０が回転する虞はないと判断し、ステップＳ２０８へ処理を進める。

そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０８でクラッチＣＬを係合状態へ移行させる（ステップＳ２０８）。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合後、エンジン２０の始動制御を実施する（ステップＳ２０９）。なお、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０５でポンピングロス低減制御を実行し、クラッチ同期制御の実行時に既にエンジン２０が始動していた場合には、ステップＳ２０９の処理を実行しない。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動に要する時間及び消費エネルギを抑制することができる。

１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッド駆動装置
１２ バッテリ
２０ エンジン
３０ 動力分割機構
４０ 入力軸
６０ 減速機構
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＣＬ クラッチ

Claims (5)

1. エンジンと、
   第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
   前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第２回転電機により走行を行う第１走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、前記エンジンの始動前に前記第１回転電機のトルクに基づき前記クラッチの係合要素の回転を同期させる制御を行うクラッチ同期制御手段と、
   前記クラッチ同期制御手段が、前記制御を実行している場合、ポンピングロスを大きくする制御を行うポンピングロス制御手段と、
   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. 前記ポンピングロス制御手段は、後進走行時に前記第１走行モードから前記第２走行モードへ走行モードを切り替える場合、ポンピングロスを小さくする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記ポンピングロス制御手段は、前記エンジンの吸気弁及び排気弁を開弁状態とすることで、ポンピングロスを大きくする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記ポンピングロス制御手段は、前記エンジンの吸気弁及び排気弁を閉弁状態とすることで、ポンピングロスを小さくする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記ポンピングロス制御手段は、前記第１回転電機の回転数の変化速度が所定値以上の場合、ポンピングロスを大きくする制御を行う請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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