JP2012144171A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、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、トルク制御手段と、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同期制御を行う。トルク制限手段は、クラッチ同期制御中に、エンジンに伝達される第１回転電機のトルクが、エンジンの摩擦トルク以下になるように制限する。
【選択図】図４

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、ＥＶ走行中に自動変速機による変速で動力分配機構に伝達されるイナーシャトルクによりエンジンが回転することを防止するため、第１回転電機を制御してエンジンの回転変動を防止する技術が開示されている。さらに、特許文献３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２００７−１１８７１９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、エンジンに伝達される第１回転電機のトルクに起因して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、前記エンジンに伝達される前記第１回転電機のトルクが、前記エンジンの摩擦トルク以下になるように制限するトルク制限手段と、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、トルク制御手段と、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に第２回転電機を駆動源とした走行モードであり、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、具体的には、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走行モードに相当する。トルク制限手段は、例えばＥＣＵであり、クラッチ同期制御中に、エンジンに伝達される第１回転電機のトルクが、エンジンの摩擦トルク以下になるように制限する。

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。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、クラッチ同期制御時に、エンジンに伝達される第１回転電機のトルクがエンジンの摩擦トルク以下になるように制限することで、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、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記クラッチ同期制御手段が、前記制御を実行している際、前記エンジン回転数検出手段により前記回転数が負値であることを検出した場合、前記回転数が負値にならないように前記第１回転電機を制御する第１回転電機制御手段と、をさらに備える。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、第１回転電機のトルクやエンジンの摩擦トルクの推定誤差等に起因して、エンジン回転数が負値になった場合であっても、これを検出し、エンジン回転数を０又は正値にすることができる。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン回転数が逆回転での許容回転数以上となるのを確実に防止することができる。

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。 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。 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。

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、回転数センサ１５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」、「トルク制限手段」及び「第１回転電機制御手段」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。

回転数センサ１５は、エンジン２０の回転数（「エンジン回転数Ｎｅ」とも呼ぶ。）を示す出力パルスを発生する。回転数センサ１５は、出力パルスを検出信号によりＥＣＵ１００へ供給する。

［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「Ｐ１」（不図示）と、これら各ピニオンギヤ「Ｐ１」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、エンジン回転数Ｎｅ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。この際、リングギヤＲ１の歯数に対するサンギヤＳ１の歯数としてのギヤ比「Ｐ」を定義すると、エンジン２０からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギヤＳ１に作用するトルク（以後、「反力トルクＴｅｓ」とも呼ぶ。）は下記（１）式により、また駆動軸に現れるトルク（「直達トルクＴｅｒ」とも呼ぶ。）は下記（２）式により、夫々表される。
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×Ｐ／（１＋Ｐ） （１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋Ｐ） （２）
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。

［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を解放状態から係合状態へ遷移させる必要がある。具体的には、ＥＣＵ１００は、この場合、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。）と、クラッチＣＬを解放状態から係合状態へ遷移させる制御（「クラッチ係合制御」とも呼ぶ。）と、エンジン２０を始動させる制御（「エンジン始動制御」とも呼ぶ。）とを順に実行する。ここで、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御では、具体的には、係合要素ＲＣＬと係合要素ＯＣＬとの差回転数の絶対値を所定の閾値以下にする。また、ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御では、エンジン回転数Ｎｅを、エンジン２０を始動させるのに必要な回転数まで上昇させて燃料噴射を開始する。

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、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を負トルクにして係合要素ＲＣＬの回転数を制御するクラッチ同期制御を実行する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１によりエンジン２０のクランク軸に作用するトルク（単に、「エンジン回転トルクＴｃ」とも呼ぶ。）がエンジン２０の回転抵抗に相当する摩擦トルク（「摩擦トルクＴｅｆ」とも呼ぶ。）以下になるようにＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、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。

これについて図３を参照して具体的に説明する。図３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３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）、ピニオンギヤＰ１、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３の矢印「Ｙ１」は、モータＭＧ１による力行トルクに相当し、矢印「Ｙ２」は、エンジン回転トルクＴｃに相当し、矢印「Ｙ３」は、摩擦トルクＴｅｆに相当する。また、動作点「Ｐｅ１」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３に示すように、ＥＣＵ１００は、摩擦トルクＴｅｆを利用して、エンジン２０の動作点Ｐｅ１を支点として、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を矢印Ｙ１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。これに伴い、ＭＧ１トルクＴｍｇ１やクラッチＣＬでの摩擦トルクがエンジン２０に対して負荷となり、矢印Ｙ２に示すエンジン回転トルクＴｃが発生する。そして、矢印Ｙ２に示すエンジン回転トルクＴｃが矢印Ｙ３に示す摩擦トルクＴｅｆよりも大きくなった場合、エンジン２０の動作点は、動作点Ｐｅ１から負回転方向に遷移し、エンジン２０が逆回転することになる。

以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負回転方向に作用し、かつ、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆより大きくなると判断した場合には、モータＭＧ１に印加する電流値（「ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１」とも呼ぶ。）を再設定してＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する。言い換えると、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負回転方向に作用する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン２０に伝達される比率を「Ｐｒｏ」とすると、ＥＣＵ１００は、以下の式（３）を満たすと判断した場合には、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。
Ｔｍｇ１×Ｐｒｏ＞Ｔｅｆ （３）
ここで、比率Ｐｒｏは、ギヤ比によって一意に定まる値であり、具体的には、式（１）に基づき、以下の式（４）の関係を満たす。
Ｐｒｏ＝（１＋Ｐ）／Ｐ （４）
従って、ＥＣＵ１００は、例えば、ＭＧ１トルクＴｍｇ１に比率Ｐｒｏを乗じた値「Ｔｍｇ１×Ｐｒｏ」が摩擦トルクＴｅｆ以上になったと判断した場合、即ち、
Ｔｍｇ１×Ｐｒｏ≧Ｔｅｆ （５）
が満たされたと判断した場合、式（３）が満たされる可能性があると判断する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくするように、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。なお、この場合、ＥＣＵ１００は、摩擦トルクＴｅｆ及び比率Ｐｒｏを、予めメモリに記憶された値に設定する。また、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１に基づき推定する。

このようにすることで、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御中にＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン２０に対して逆回転方向のトルクとして伝達されることに起因したエンジン２０の逆回転を抑制することができる。また、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御中に、エンジン２０が逆回転しない範囲で出力可能なＭＧ１トルクＴｍｇ１の上限値を式（３）又は式（５）に基づき把握することが可能である。従って、ＥＣＵ１００は、クラッチ同期制御中に、エンジン２０が逆回転する虞がない範囲でＭＧ１トルクＴｍｇ１を最大限大きくでき、クラッチＣＬを同期させる時間を短縮し、ＥＶ走行からシリーズパラレル式走行への移行時間を短縮化することが可能となる。

（処理フロー）
図４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４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、ＥＶ走行中であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行中であると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、クラッチＣＬの係合の要否を判断するためのフラグ（「クラッチ係合フラグ」とも呼ぶ。）がオンになっているか否か判定する（ステップＳ１０２）。なお、ここでは、クラッチ係合フラグは、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にある場合に、オンに設定される。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチ係合フラグがオンの場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行中ではない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、又は、クラッチ係合フラグがＯＦＦの場合（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、ステップＳ１０３で、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、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を定め、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を調整することで、係合要素ＲＣＬの回転数を係合要素ＯＣＬの回転数に合わせる。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」であるか否か判定する（ステップＳ１０４）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」であると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負値であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負値であると判断した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、即ち、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負回転方向に作用すると判断した場合、ステップＳ１０６へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」ではない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、又は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負値ではない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ステップＳ１０７へ処理を進める。

そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０６で、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆより小さいか否か判定する（ステップＳ１０６）。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１に比率Ｐｒｏを乗じた値「Ｔｍｇ１×Ｐｒｏ」が摩擦トルクＴｅｆより小さくなるか否か判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、例えば、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１の現在の設定値に基づき推定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆより小さいと判断した場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を調整する必要はないと判断し、ステップＳ１０７へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆ以上であると判断した場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、即ち式（５）が満たされたと判断した場合、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する（ステップＳ１０８）。具体的には、ＥＣＵ１００は、負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を弱めるように、即ちＭＧ１トルクＴｍｇ１の絶対値を小さくするように、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０が逆回転するのを抑制することができる。

次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７で、クラッチＣＬの同期が完了したか否か判定する（ステップＳ１０７）。例えば、ＥＣＵ１００は、係合要素ＲＣＬと係合要素ＯＣＬとの回転数差が所定値以内になった場合、クラッチ同期制御が完了したと判断する。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの同期が完了したと判断した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、クラッチＣＬを係合状態に移行させ、エンジン２０を始動させる（ステップＳ１０９）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述したクラッチ係合制御及びエンジン始動制御を実行する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からシリーズパラレル式走行へ切り替える。一方、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの同期が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、ステップＳ１０４へ処理を戻す。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが負値になった場合、エンジン回転数Ｎｅが「０」以上になるようにＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上逆回転するのを確実に防止する。

これについて補足説明する。上述したように、ＥＣＵ１００が摩擦トルクＴｅｆとして使用する値は、事前にＥＣＵ１００のメモリに記憶された推定値であり、号機差、経年変化などによって実値と誤差（推定誤差）が生じる。さらに、ＥＣＵ１００は、式（５）に基づきＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定すべきか否か判断する場合に、現在のＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１から所定のマップ又は式を参照して、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を推定する。しかし、これによって得られたＭＧ１トルクＴｍｇ１も推定値であり、正確な推定が難しい場合が多い。

以上を勘案し、第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、式（５）に基づく判定に加えて、センサなどで監視できる変数に基づきエンジン２０が逆回転するか否か判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、回転数センサ１５により検出したエンジン回転数Ｎｅが負回転数になった場合、エンジン回転数Ｎｅが「０」以上になるようにＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが逆回転するのを抑制すると共に、エンジン２０が逆回転した場合であっても、エンジン２０を直ちに正回転又は０回転に戻し、許容される所定回転数以上逆回転するのを防ぐことができる。

（処理フロー）
図５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、ＥＶ走行中であるか否か判定する（ステップＳ２０１）。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行中であると判断した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、クラッチ係合フラグがオンになっているか否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチ係合フラグがオンの場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行中ではない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、又は、クラッチ係合フラグがオフの場合（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、ステップＳ２０３で、クラッチ同期制御を開始する（ステップＳ２０３）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」であると判断し（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、かつ、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負値であると判断した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」ではない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、又は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が負値ではない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ステップＳ２０７へ処理を進める。

そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０６で、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆより小さいか否か判定する（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆより小さいと判断した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、エンジン回転数Ｎｅが「０」以上であるか否か判定する（ステップＳ２０７）。これにより、ＥＣＵ１００は、推定値でなく回転数センサ１５による検出値に基づき、エンジン２０が逆回転しているか確実に判定することができ、エンジン２０が所定回転数以上逆回転するのを抑制する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」以上であると判断した場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転トルクＴｃが摩擦トルクＴｅｆ以上であると判断した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する（ステップＳ２０９）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０が逆回転するのを抑制することができる。

同様に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０７で、エンジン回転数Ｎｅが「０」未満であると判断した場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する（ステップＳ２０９）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが「０」以上になるように、ＭＧ１印加電流値Ｉｍｇ１を再設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を直ちに正回転又は０回転に戻し、許容される所定回転数以上逆回転するのを防ぐことができる。

次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０８で、クラッチＣＬの同期が完了したか否か判定する（ステップＳ２０８）。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの同期が完了したと判断した場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、クラッチＣＬを係合状態に移行させ、エンジン２０を始動させる（ステップＳ２１０）。これにより、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からシリーズパラレル式走行へ走行モードを切り替える。一方、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの同期が完了していないと判断した場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、ステップＳ２０４へ処理を戻す。

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 (2)

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、前記エンジンに伝達される前記第１回転電機のトルクが、前記エンジンの摩擦トルク以下になるように制限するトルク制限手段と、
   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. 前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   前記クラッチ同期制御手段が、前記制御を実行している際、前記エンジン回転数検出手段により前記回転数が負値であることを検出した場合、前記回転数が負値にならないように前記第１回転電機を制御する第１回転電機制御手段と、
   をさらに備える請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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