JP2012171521A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求制動トルクをモータジェネレータによる制動トルクおよび機械式ブレーキによる制動トルクの両方で分担する場合に、エンジンを始動する際の駆動力変動をモータジェネレータによって適切に抑制できるようにする。
【解決手段】エンジン１２を始動する際に、予め駆動系制動トルクの分担量上限値が制限され、それに伴ってモータジェネレータＭＧによる制動トルクの分担が低減される一方、その制動トルクの低下を補完するように油圧ブレーキ６２による制動トルクの分担が大きくされる。このため、制動トルク制御とエンジン１２の始動制御とが重なった場合でも、要求制動トルクに応じた制動トルクを発生させつつモータジェネレータＭＧによる制動トルクに余裕を残すことができ、そのモータジェネレータＭＧによる制動トルクの制御でエンジン１２の初爆トルクを適切に吸収して駆動力変動を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はハイブリッド車両の駆動制御装置に係り、特に、エンジンを始動する際の駆動力変動をモータジェネレータによって抑制する駆動制御装置の改良に関するものである。

(a) 発電機として機能して回生による制動トルクを発生させることができるとともに、電動モータとして機能して力行トルクを発生させることができるモータジェネレータと、(b) 動力伝達経路に接続されてクランキングされることにより始動させられるエンジンと、を有し、(c) 前記エンジンを始動する際の駆動力変動を前記モータジェネレータによって抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、モータジェネレータを回生制御して走行するコースト走行時にエンジン始動要求があった場合に、そのエンジンをクランキングする際の負トルクや自立回転し始める時の初爆トルク等による駆動力変動を、モータジェネレータのトルク制御で抑制するようになっている。なお、駆動力変動の抑制は、駆動力変動を低減するためのもので、駆動力変動を吸収したり補償したりすることと同義である。

特開２００９−３５１８８号公報

ところで、上記特許文献１では、運転者のブレーキ操作等による要求制動トルクを、前記モータジェネレータの回生による制動トルク（以下、回生トルクともいう）と、車輪に設けられた機械式ブレーキによる制動トルクとの両方で分担することが行われている。しかし、そのような制動時にエンジン始動要求があると、エンジンの初爆トルクの吸収はモータジェネレータの回生トルクを大きくする側であるため、既に要求制動トルクに応じてモータジェネレータが大きな制動トルクを発生する回生状態にあると、エンジンの初爆トルクを吸収するだけの余裕がない場合がある。これに対し、機械式ブレーキによる制動トルクで吸収することが考えられるが、機械式ブレーキの制動トルク制御はモータジェネレータに比較して応答性が悪いため、初爆トルクを適切に吸収することは難しい。

図６は、図１に示すハイブリッド車両１０において、アクセル操作量Ａcc＝０のコースト走行時にブレーキペダル４７が踏込み操作され、モータジェネレータＭＧの回生による制動トルク（ＭＧトルク；駆動系トルクの欄の実線）が最大値ｔｍｇｍｘに達している時にエンジン始動要求があり、Ｋ０クラッチ３４を接続してエンジン１２をクランキングして始動する際のタイムチャートの一例である。時間ｔ１はアクセル操作量Ａcc＝０になった時間で、バッテリー４４の充電等のためにモータジェネレータＭＧはコースト回生トルクｔｃｏａｓｔで回生制御される。時間ｔ２はブレーキペダル４７の踏込み操作開始時間で、時間ｔ３は所望のブレーキ踏力Ｂrkに達した時間であり、この例ではモータジェネレータＭＧが最大回生トルクｔｍｇｍｘに達して、不足分が油圧ブレーキ（機械式ブレーキ）６２による制動トルク（油圧ブレーキ分担分；制動トルクの欄の破線）で補完されるようになっている。合算制動トルク（制動トルクの欄の一点鎖線）は要求制動トルクに対応し、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧによる駆動系分担分（制動トルクの欄の実線）と油圧ブレーキ６２による油圧ブレーキ分担分とを加算した制動トルクであるが、この中にはコースト回生トルクｔｃｏａｓｔによる制動トルクも含まれる。

上記Ｋ０クラッチ３４は油圧式摩擦係合装置で、時間ｔ４で係合開始し、時間ｔ５で完全係合させられる。このＫ０クラッチの伝達トルク（Ｋ０伝達トルク；駆動系トルクの欄の破線）は、時間ｔ５で完全係合させられるまではＫ０クラッチ３４の係合トルクで、完全係合させられた後はエンジントルクである。時間ｔ４〜ｔ５間は、エンジン１２をクランキングする際の回転抵抗（フリクショントルクやポンピングロスなど）で負トルクとなり、モータジェネレータＭＧは、その負トルク分だけ回生による制動トルクが低減される。時間ｔ５以降は、エンジン１２が自力回転するようになり、時間ｔ６で初爆トルクが最大になった後、徐々に低下してアイドルトルクｔｉｄｌｅになる。その場合に、Ｋ０伝達トルクは、エンジントルクの変化に応じて正トルク側へ変化するが、Ｋ０クラッチ３４の完全係合に伴って不連続に変化する。これに対し、モータジェネレータＭＧが最大回生トルクｔｍｇｍｘに達した後は、油圧ブレーキ６２による制動トルク（油圧ブレーキ分担分）を増大させて補完するが、油圧ブレーキ６２による制動トルクをＫ０伝達トルクの変化に対応して高い精度で変化させることは難しい。エンジン１２を始動する際の駆動力変動を抑制する際には、例えば予め定められた変化パターンに従ってフィードフォワード的に制動トルクを制御するが、Ｋ０伝達トルクの不連続な変化に同期して油圧ブレーキ６２による制動トルクを不連続に変化させることは技術的に困難である。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、要求制動トルクをモータジェネレータによる制動トルクおよび機械式ブレーキによる制動トルクの両方で分担する場合に、エンジンを始動する際の駆動力変動をモータジェネレータによって適切に抑制できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 発電機として機能して回生による制動トルクを発生させることができるとともに、電動モータとして機能して力行トルクを発生させることができるモータジェネレータと、(b) 動力伝達経路に接続されてクランキングされることにより始動させられるエンジンと、を有し、(c) 前記エンジンを始動する際の駆動力変動を前記モータジェネレータによって抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置において、(d) 車輪に設けられた機械式ブレーキの制動トルクを電気的に制御するブレーキ制御装置と、(e) 要求制動トルクを前記モータジェネレータの回生による制動トルクおよび前記機械式ブレーキによる制動トルクの両方で分担する制動制御手段と、(f) 前記エンジンを始動する際に、前記制動制御手段による制動トルク分担に関して、予め前記モータジェネレータの回生による制動トルクの分担を制限するとともに前記機械式ブレーキによる制動トルクの分担を大きくする制動トルク分担変更手段と、を備えていることを特徴とする。

このようなハイブリッド車両の駆動制御装置においては、制動制御手段によって要求制動トルクがモータジェネレータの回生による制動トルクと機械式ブレーキによる制動トルクとの両方で分担するように制御されるが、エンジンを始動する際には、制動トルク分担変更手段により、上記制動制御手段による制動トルク分担に関して、予めモータジェネレータの回生による制動トルクの分担が制限されるとともに機械式ブレーキによる制動トルクの分担が大きくされる。このため、制動トルク制御とエンジンの始動制御とが重なった場合でも、要求制動トルクに応じた制動トルクを発生させつつモータジェネレータの回生による制動トルクに余裕を残すことができ、そのモータジェネレータの回生による制動トルクの制御でエンジンの初爆トルクを適切に吸収して駆動力変動を抑制することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 図１の油圧制御装置が備えているＫ０クラッチに関する油圧回路のブロック線図である。 図１の電子制御装置が機能的に備えている制動制御手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図３のフローチャートに従って車両制動時にエンジン始動制御が行われた場合の各部のトルク変化等を示すタイムチャートの一例である。 フューエルカット状態でのエンジン始動要求があった場合に、図３のフローチャートに従ってエンジン始動制御が行われた場合の各部のトルク変化等を示すタイムチャートの一例である。 車両制動時にエンジン始動制御が行われた場合に、エンジン始動時の駆動力変動を油圧ブレーキによって抑制する場合の各部のトルク変化等を示すタイムチャートの一例である。

エンジンは燃料の燃焼によって動力を発生するもので、例えば油圧式摩擦係合装置等の断接装置を介して動力伝達経路に接続されることによりクランキングされ、燃料供給や点火等の始動制御が行われることで始動させられる。油圧式摩擦係合装置は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチや摩擦ブレーキで、湿式や乾式、或いは油浴式で用いられる。エンジンは、モータジェネレータが配設された動力伝達経路に接続されて、共通の駆動輪を回転駆動するように構成され、例えば断接装置によってモータジェネレータに直結されるように配設されるが、モータジェネレータが配設された動力伝達経路（例えば後輪駆動側）とは異なる動力伝達経路（例えば前輪駆動側）に配設されても良い。

車輪に設けられる機械式ブレーキとしては、例えば油圧シリンダによって摩擦力で制動トルクを発生する油圧ブレーキが広く用いられており、電磁式の油圧制御弁等を有するブレーキ制御装置によって制動トルクが制御される。制動制御手段は、例えばモータジェネレータの回生による制動トルクが最大値に達したら、不足分を機械式ブレーキによる制動トルクで補完するように構成されるが、モータジェネレータの回生による制動トルクと機械式ブレーキによる制動トルクとを例えば５０％ずつ等の所定の割合で分担させても良いなど、種々の態様が可能である。要求制動トルクは、例えば運転者のブレーキ操作によって要求される制動トルクであるが、自動的に車両を制動する場合の要求制動トルクであっても良い。その要求制動トルクを所定の割合で前後輪に分配する場合に、モータジェネレータの回生による制動トルクが前後輪の何れか一方だけに作用する場合、その一方の車輪側に対する要求制動トルクのみを対象として分担量を制御すれば良い。

モータジェネレータの回生による制動トルク（回生トルク）の分担を制限する制動トルク分担変更手段は、例えばエンジン初爆トルクの推定値に基づいて、モータジェネレータの最大回生トルクからその推定値分を差し引いた制動トルクを上限として制限するなど、推定値分以上の制動トルクが残るように制限することが望ましいが、少なくともモータジェネレータの制動トルク分担が通常よりも少なくされれば良い。初爆トルクの推定値は、予め余裕を持って一定値が定められても良いが、吸気温度やエンジン水温、点火遅角量、回転速度等の始動条件をパラメータとして設定されても良い。機械式ブレーキによる制動トルクは、モータジェネレータによる制動トルクが制限された場合に、その減少分だけ分担を大きくすれば良い。

前記制動制御手段による制動制御の実行中にエンジン始動要求があった場合、制動トルク分担変更手段は、モータジェネレータによる制動トルク分担の制限に応じてモータジェネレータによる制動トルクを漸減するとともに、機械式ブレーキによる制動トルクを漸増することが望ましい。その場合に、それ等の漸減、漸増処理が終了するまでエンジンのクランキング等の始動処理を遅延するエンジン始動遅延手段を設けることが望ましい。また、エンジンの始動後にモータジェネレータによる制動トルク分担の制限を解除する際には、その制動トルクを漸増するとともに、機械式ブレーキによる制動トルクを漸減することが望ましい。

フューエルカット状態でのエンジン始動（モータリング）の場合は、エンジンをクランキングしても燃料供給や点火は行われず、初爆トルクが発生しないため、制動トルク分担変更手段による分担量の変更処理を行う必要はなく、モータジェネレータの回生による制動トルクを確保し、通常通りの回生により電気エネルギーを回収することが燃費上有利である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを駆動力源として備えている。そして、それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６、Ｃ１クラッチ１８を経て変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ３０を備えているとともに、ポンプ翼車にはオイルポンプ３２が一体的に接続されており、エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されるようになっている。変速機２０は、油圧によって変速される有段式或いは無段式の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。Ｃ１クラッチ１８は変速機２０の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置２８によって係合解放制御される。

上記エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダ３６（図２参照）によって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチで、コストや耐久性等の観点からトルクコンバータ１４の油室４０内に油浴状態で配設されている。Ｋ０クラッチ３４は油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２を動力伝達経路に接続したり遮断したりする断接装置として機能する。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。

前記油圧制御装置２８は、上記Ｋ０クラッチ３４の制御に関して図２の油圧回路５０を備えており、前記オイルポンプ３２等を有する油圧供給源５２から出力された油圧が電磁式の油圧制御弁５４によって調圧されることにより、油圧シリンダ３６に供給されるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０が制御され、このＫ０クラッチ油圧ＰＫ０に応じてＫ０クラッチ３４の係合トルクが制御される。油圧シリンダ３６にはＫ０油圧センサ５６が接続されており、Ｋ０クラッチ油圧ＰＫ０が検出されるようになっている。このＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の検出値は電子制御装置７０に供給されるとともに、上記油圧制御弁５４は、電子制御装置７０から出力されるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の油圧指令値に従って制御される。

また、前記駆動輪２６および図示しない従動輪には、それぞれ油圧シリンダによって機械的に制動トルクを発生させる油圧ブレーキ６２が設けられており、油圧ブレーキ制御装置６０によってその制動トルクが制御されるようになっている。油圧ブレーキ制御装置６０は電磁式の油圧制御弁や切換弁等を備えており、電子制御装置７０から出力されるブレーキ制御信号に従って油圧ブレーキ６２の制動トルクを電気的に制御する。油圧ブレーキ６２は機械式ブレーキに相当する。

電子制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。この電子制御装置７０には、前記Ｋ０油圧センサ５６からＫ０クラッチ油圧ＰＫ０を表す信号が供給される他、アクセルセンサ４６からアクセルペダル４５の操作量（アクセル操作量）Ａccを表す信号が供給されるとともに、ブレーキセンサ４８からブレーキペダル４７の踏力（ブレーキ踏力）Ｂrkを表す信号が供給される。この他、エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）やモータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）、タービン軸１６の回転速度（タービン回転速度）、出力軸２２の回転速度（車速に対応）等、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。

上記電子制御装置７０は、機能的にハイブリッド制御手段７２、変速制御手段７４、エンジン始動制御手段７６、駆動力変動抑制手段７８、および制動制御手段８０を備えている。ハイブリッド制御手段７２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、例えばエンジン１２のみを駆動力源として走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧのみを駆動力源として走行するモータ走行モード、それ等の両方を用いて走行するエンジン＋モータ走行モード、車両減速時等にモータジェネレータＭＧを回生制御（発電制御ともいう）してバッテリー４４を充電する充電走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量（運転者の要求駆動力）Ａccや車速等の運転状態に応じて切り換えて走行する。図４のタイムチャートの初期状態はモータ走行モードで、アクセル操作量Ａccに応じてモータジェネレータＭＧが力行制御されているが、時間ｔ１でアクセル操作量Ａcc＝０になると、モータジェネレータＭＧが所定のコースト回生トルクｔｃｏａｓｔで回生制御される充電走行モードへ移行する。

変速制御手段７４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御することにより、変速機２０の変速比やギヤ段を、アクセル操作量Ａccや車速等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って制御する。

エンジン始動制御手段７６は、例えばモータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モード等へ切り換える際に、前記ハイブリッド制御手段７２からエンジン始動要求が供給された場合に、前記Ｋ０クラッチ３４を係合させてエンジン１２をクランキングするとともに、燃料供給や点火等の始動処理を行ってエンジン１２を始動する。このエンジン１２の始動時には、Ｋ０クラッチ３４を係合させてエンジン１２をクランキングする際の負トルクや、エンジン１２が自立回転し始める時の初爆トルク等により駆動力変動を生じるため、駆動力変動抑制手段７８によってそのトルク変化を吸収して駆動力変動を抑制する。すなわち、エンジン始動時のトルク変動に応じて予め定められた変化パターンに従ってモータジェネレータＭＧのトルク（ＭＧトルク）を変化させることにより、エンジン１２の始動時のトルク変動を吸収（補償）して駆動力変動を防止するようになっている。駆動力変動を抑制するためのＭＧトルクの変化パターンは、例えば吸気温度やエンジン水温、油温、点火遅角量、ＭＧ回転速度等の始動条件をパラメータとして定められる。

図４は、ブレーキペダル４７が踏込み操作された制動時にエンジン始動要求に従ってエンジン１２を始動する際の各部のトルク変化等を示すタイムチャートの一例であり、時間ｔ６は、エンジン１２をクランキングするために係合制御されるＫ０クラッチ３４が係合トルクを持ち始めた時間で、駆動系トルクの欄に破線で示すＫ０伝達トルクは、エンジン１２の回転抵抗（フリクショントルクやポンピングロスなど）で負トルクとなる。駆動系トルクの欄に実線で示すＭＧトルクは、この負トルクによる駆動力変動を抑制するために、負トルクに対応して予め定められた変化パターンに従ってトルク変化させられる。この時のＫ０伝達トルクはＫ０クラッチ３４の係合トルクに対応し、ＭＧトルクの変化パターンはＫ０クラッチ３４の係合トルク変化に基づいて定められる。図４では、モータジェネレータＭＧは、所定の要求制動トルクを発生するように回生制御されており、Ｋ０伝達トルクの負側への変化に対応して回生トルクが小さくされることにより、Ｋ０伝達トルクの変化に拘らず駆動系合算トルク（駆動系トルクの欄の一点鎖線）や合算制動トルク（制動トルクの欄の一点鎖線）が略一定に維持されて駆動力変動が防止される。

時間ｔ７は、Ｋ０クラッチ３４が完全係合させられた時間で、この時間ｔ７以降はエンジントルクがＫ０伝達トルクとなる。図４では、エンジン１２の自力回転に基づいて時間ｔ７でＫ０伝達トルクが不連続に正トルク側へ変化し、時間ｔ８で初爆トルクが最大になる。エンジン１２の始動直後は、エンジン１２内の空気量、始動時の燃料増量などによりトルクのオーバーシュート（初爆トルク）が発生し、その後、徐々に低下してアイドルトルクｔｉｄｌｅで安定する。上記時間ｔ７以降においても、ＭＧトルクはＫ０伝達トルクの変化に対応して予め定められた変化パターンに従って変化するようにフィードフォワード的に制御され、エンジン１２の初爆トルク等によるトルク変動に拘らず駆動系合算トルクや合算制動トルクが略一定に維持されて駆動力変動が防止される。時間ｔ７でＫ０伝達トルクが不連続に正トルク側へ変化させられ、それに対応してＭＧトルクは負側すなわち回生トルクの増大側へ不連続に変化させられるが、モータジェネレータＭＧのトルク制御の応答性は高いため、Ｋ０伝達トルクの変化を適切に吸収できる。

制動制御手段８０は、ブレーキペダル４７の踏込み操作による要求制動トルクに応じて、その要求制動トルクが得られるようにモータジェネレータＭＧおよび油圧ブレーキ制御装置６０を制御する。すなわち、ブレーキ踏力Ｂrkに応じて求められる全体の要求制動トルクを駆動輪２６側および図示しない従動輪側に分配し、その駆動輪２６側に対する要求制動トルクをモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクと油圧ブレーキ６２による制動トルクとの両方で分担するようにそれ等の分担量を制御するのであり、本実施例では、モータジェネレータＭＧによる制動トルクが最大値に達するまではモータジェネレータＭＧによる制動トルクのみで制動し、モータジェネレータＭＧによる制動トルクだけでは要求制動トルクに達しない場合に、その不足分を油圧ブレーキ６２による制動トルクで補完する。なお、モータジェネレータＭＧによる制動トルクが得られない従動輪側の制動トルクについては、油圧ブレーキ６２によって所定の制動トルクが得られるように制御される。

図４の時間ｔ２は、ブレーキペダル４７の踏込み操作が開始された時間で、そのブレーキ踏力Ｂrkに応じて所定の制動トルクが得られるようにモータジェネレータＭＧのＭＧトルクが回生側へ増加させられ、そのＭＧトルクの変化に対応して制動トルク（合算制動トルク；制動トルクの欄の一点鎖線）が増大させられる。時間ｔ３は所望のブレーキ踏力Ｂrkに達した時間であるが、その前にＭＧトルクは最大回生トルクｔｍｇｍｘに達して、不足分が油圧ブレーキ６２による制動トルク（油圧ブレーキ分担分；制動トルクの欄の破線）で補完される。合算制動トルクは要求制動トルクに対応し、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧによる駆動系分担分（制動トルクの欄の実線）と油圧ブレーキ６２による油圧ブレーキ分担分（制動トルクの欄の破線）とを加算した制動トルクであるが、この中にはコースト回生トルクｔｃｏａｓｔによる制動トルクが含まれる。制動トルクの欄の駆動系分担分は、駆動系トルクの欄の駆動系合算トルクに対応する。

上記制動制御手段８０はまた、前記エンジン始動制御手段７６によるエンジン始動時の駆動力変動を駆動力変動抑制手段７８によるモータジェネレータＭＧのトルク制御で適切に抑制することができるように、要求制動トルクに対するモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクの分担量をエンジン始動時に制限するようになっている。すなわち、この制動制御手段８０は、機能的にエンジン始動遅延手段８２、制動トルク分担変更手段８４、エンジン始動遅延解除手段８６、および制動トルク分担変更解除手段８８を備えており、図３のフローチャートに従って信号処理を行う。図３のフローチャートのステップＳ３はエンジン始動遅延手段８２に相当し、ステップＳ４〜Ｓ７は制動トルク分担変更手段８４に相当し、ステップＳ８はエンジン始動遅延解除手段８６に相当し、ステップＳ９〜Ｓ１３は制動トルク分担変更解除手段８８に相当する。

図３のステップＳ１では、前記ハイブリッド制御手段７２からエンジン始動要求が出力されたか否かを判断し、エンジン始動要求が出力された場合にはステップＳ２以下を実行する。図４の時間ｔ４はエンジン始動要求が出力された時間で、このようなブレーキＯＮで回生制御中の減速走行時のエンジン始動要求は、例えばバッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣの低下時やモータジェネレータＭＧの力行トルク制限時等に行われる。ステップＳ２では、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）状態でのエンジン始動要求（モータリング要求）か否かを判断し、フューエルカット状態でのエンジン始動要求の場合はステップＳ１４以下を実行するが、点火して自力回転させる通常のエンジン始動要求の場合はステップＳ３以下を実行する。

ステップＳ３では、前記エンジン始動制御手段７６に対してエンジン始動処理の実施を遅延する遅延要求を出力し、ステップＳ４では駆動系制動トルクの分担量上限値を漸減する。この駆動系制動トルクの分担量上限値の初期値は、モータジェネレータＭＧの回生制御で可能な最大回生トルクｔｍｇｍｘで、そこから予め定められた変化量だけ減少させる。ステップＳ５では、実際の駆動系制動トルク（図４の制動トルクの欄の駆動系分担分で、駆動系トルクの欄の駆動系合算トルク）がその分担量上限値を超えないように、必要に応じてモータジェネレータＭＧのＭＧトルク（回生トルク）を漸減する。図４では、時間ｔ４の時点で駆動系分担分が最大回生トルクｔｍｇｍｘであるため、ステップＳ４における駆動系制動トルクの分担量上限値の漸減に伴ってＭＧトルクが漸減させられる。また、ステップＳ６では、そのＭＧトルクの漸減による制動トルク不足を補完するように油圧ブレーキ６２による制動トルク（油圧ブレーキ分担分）を漸増する。

次のステップＳ７では、駆動系制動トルクの分担量上限値の制限が完了したか否か、すなわちその分担量上限値が所定の分担量制限値ｔｄｃｍｘまで低減されたか否かを判断する。この分担量制限値ｔｄｃｍｘは、エンジン始動時の駆動力変動をモータジェネレータＭＧのトルク制御で適切に抑制することができるＭＧトルクを確保するためのもので、次式(1) に示すように最大回生トルクｔｍｇｍｘからエンジン１２の初爆トルク推定値ｔｅｆｆを引き算することによって算出される。初爆トルク推定値ｔｅｆｆは、例えば吸気温度やエンジン水温、点火遅角量、ＭＧ回転速度等の始動条件をパラメータとして予め定められたマップや演算式から求められる。そして、駆動系制動トルクの分担量上限値が分担量制限値ｔｄｃｍｘ以下になるまでステップＳ４以下が繰り返されることにより、その分担量上限値が漸減され、その分担量上限値を超えないように必要に応じてＭＧトルクが漸減されるとともに、油圧ブレーキ６２による制動トルクが漸増される。図４の時間ｔ５は、駆動系制動トルクの分担量上限値が分担量制限値ｔｄｃｍｘ以下になった時間である。
ｔｄｃｍｘ＝ｔｍｇｍｘ−ｔｅｆｆ ・・・(1)

駆動系制動トルクの分担量上限値が分担量制限値ｔｄｃｍｘ以下になると、ステップＳ７の判断がＹＥＳ（肯定）になり、続いてステップＳ８を実行する。ステップＳ８では、エンジン始動処理の遅延を解除し、前記エンジン始動制御手段７６に対してエンジン始動処理の実施を許可する。これにより、エンジン始動制御手段７６はＫ０クラッチ３４を係合させてエンジン１２をクランキングするなどしてエンジン１２の始動処理を行うとともに、駆動力変動抑制手段７８によってエンジン始動時の駆動力変動がモータジェネレータＭＧのトルク制御で抑制される。その場合に、エンジン１２が自力回転するようになると、比較的大きな初爆トルクが発生し、この初爆トルクによる駆動力変動を抑制するためにはＭＧトルクを回生側へ増大させる必要があるが、ＭＧトルクは予め最大回生トルクｔｍｇｍｘから初爆トルク推定値ｔｅｆｆ分だけ差し引いた分担量制限値ｔｄｃｍｘ以下に制限されているため、図４の時間ｔ６〜ｔ９に示すように、ＭＧトルクの制御で初爆トルク等による駆動力変動が適切に防止される。すなわち、エンジン１２の初爆トルク等によるＫ０伝達トルクの増減変化に対してＭＧトルクが略対称的に増減させられることにより、そのＫ０伝達トルクの変化がＭＧトルクによって吸収（相殺）され、駆動系合算トルクや合算制動トルクが略一定に維持されて駆動力変動が防止されるのである。

ステップＳ９ではエンジン始動制御が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度等によって判断し、エンジン始動制御が完了したらステップＳ１０以下を実行する。ステップＳ１０〜Ｓ１３では、前記ステップＳ４〜Ｓ７と逆の処理を実行し、分担量制限値ｔｄｃｍｘによる駆動系制動トルクの分担量の制限を解除して、その分担量上限値を漸増する。また、その分担量上限値を超えないように制限されていたＭＧトルクを、分担量上限値の漸増に伴って必要に応じて漸増するとともに、そのＭＧトルクの漸増に対応して油圧ブレーキ６２による制動トルクを漸減する。そして、駆動系制動トルクの分担量上限値が初期値である最大回生トルクｔｍｇｍｘに達したら、制限解除が完了したと判断して一連の信号処理を終了する。図４の時間ｔ９は、ステップＳ１０以下の駆動系制動トルクの分担量の制限解除処理が開始された時間で、時間ｔ１０はその制限解除処理が終了した時間である。この時間ｔ１０では、駆動系制動トルクの分担量上限値が最大回生トルクｔｍｇｍｘで、ＭＧトルクは最大回生トルクｔｍｇｍｘとなるが、エンジン１２が自力回転してアイドルトルクｔｉｄｌｅを発生しているため、駆動系制動トルク（駆動系トルクの欄の駆動系合算トルク、制動トルクの欄の駆動系分担分）は、最大回生トルクｔｍｇｍｘからアイドルトルクｔｉｄｌｅを差し引いた大きさとなり、その分だけ油圧ブレーキ分担分がエンジン始動前よりも大きくなる。

一方、前記ステップＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちフューエルカット（Ｆ／Ｃ）状態でのエンジン始動要求（モータリング要求）の場合には、燃料供給や点火は行われず、初爆トルクが発生しないため、その初爆トルクに応じて駆動系制動トルクの分担量を制限する必要はなく、モータジェネレータＭＧによる制動トルクを確保し、通常通りの回生により電気エネルギーを回収することが燃費上有利である。したがって、ステップＳ１４では、エンジン始動要求があった時の実際の駆動系制動トルクを駆動系制動トルクの分担量の上限値として設定し、前記エンジン始動制御手段７６および駆動力変動抑制手段７８によりエンジン始動制御等が実行されている間、この上限値を超えないように駆動系制動トルクの分担量を制限する。図５は、フューエルカット状態でのエンジン始動時のタイムチャートで、前記図４に対応する図であり、時間ｔ１〜ｔ１０はそれぞれ図４の時間ｔ１〜ｔ１０に対応する。但し、時間ｔ４は、上記エンジン始動要求があった時間で、ここではこの時の実際の駆動系制動トルク（図では最大回生トルクｔｍｇｍｘ）が駆動系制動トルクの分担量の上限値として設定される。なお、図４において駆動系制動トルクの分担量上限値が分担量制限値ｔｄｃｍｘまで漸減された時間ｔ５は、この図５では存在しない。

ステップＳ１５では、エンジン始動制御が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度等によって判断し、エンジン始動制御が完了したらステップＳ１６以下を実行する。図５の時間ｔ９は、エンジン始動制御の完了判断が為された時間である。ここで、前記エンジン始動制御手段７６および駆動力変動抑制手段７８は、エンジン始動要求に伴って直ちにエンジン始動制御等を開始するが、エンジン１２が自力回転することはなく、Ｋ０クラッチ３４の係合によって回転させられるため、エンジン始動後もフリクショントルクやポンピングロス等による回転抵抗トルクｔｆｒｉが駆動系に作用する。駆動力変動抑制手段７８は、この回転抵抗トルクｔｆｒｉによる駆動力変動についても抑制するようにＭＧトルクを制御するようになっており、その回転抵抗トルクｔｆｒｉ等に対応するＫ０伝達トルクの増減変化に対してＭＧトルクが略対称的に増減させられることにより、そのＫ０伝達トルクの変化がＭＧトルクによって吸収（相殺）され、駆動系合算トルクや合算制動トルクが略一定に維持されて駆動力変動が防止される。

ステップＳ１６では、駆動系制動トルクの分担量上限値の制限を解除し、徐々に増大するように予め定められた所定量ずつ増大させる。すなわち、このフューエルカット状態でのエンジン始動時には、エンジン１２の回転抵抗トルクｔｆｒｉを吸収（相殺）するようにＭＧトルク（回生トルク）が低減されるため、その回転抵抗トルクｔｆｒｉ分だけＭＧトルクを増大させることが可能で、エネルギー回収効率を高めることができる。ステップＳ１７では、上記駆動系制動トルクの分担量上限値の漸増に伴ってＭＧトルクを漸増し、ステップＳ１８では、そのＭＧトルクの漸増による制動トルクの増加を吸収（相殺）するように油圧ブレーキ６２による制動トルク（油圧ブレーキ分担分）を漸減する。また、ステップＳ１９では、駆動系制動トルクの分担量上限値の制限解除が完了したか否かを判断する。この判断は、ＭＧトルクが最大回生トルクｔｍｇｍｘに達したか否かで判断し、ＭＧトルクが最大回生トルクｔｍｇｍｘに達するまでステップＳ１６以下を繰り返すことにより、駆動系制動トルクの分担量上限値が漸増されるとともに、その分担量上限値の漸増に伴ってＭＧトルクが漸増され、ＭＧトルクの漸増を吸収（相殺）するように油圧ブレーキ６２による制動トルクが漸減される。そして、ＭＧトルクが最大回生トルクｔｍｇｍｘに達したら、ステップＳ１９の判断がＹＥＳとなり、一連の信号処理を終了する。図５の時間ｔ９は、ステップＳ１６以下の駆動系制動トルクの分担量の制限解除処理が開始された時間で、時間ｔ１０はその制限解除処理が終了した時間である。この時間ｔ１０では、駆動系制動トルクの分担量上限値、すなわち駆動系トルクの欄の駆動系合算トルクが、最大回生トルクｔｍｇｍｘにエンジン１２の回転抵抗トルクｔｆｒｉを加算した大きさとなり、その分だけ油圧ブレーキ分担分がエンジン始動前よりも低減される。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、制動制御手段８０によって要求制動トルクがモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクと油圧ブレーキ６２による制動トルクとの両方で分担するように制御されるが、エンジン１２を始動する際には、制動トルク分担変更手段８４により予め駆動系制動トルクの分担量が分担量制限値ｔｄｃｍｘによって制限され、それに伴ってモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクの分担が低減される一方、その制動トルクの低下を補完するように油圧ブレーキ６２による制動トルクの分担が大きくされる。このため、制動トルク制御とエンジン１２の始動制御とが重なった場合でも、要求制動トルクに応じた制動トルクを発生させつつモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクに余裕を残すことができ、そのモータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン１２の初爆トルクを適切に吸収して駆動力変動を抑制することができる。

エンジン始動時にＫ０クラッチ３４を係合する際には、そのＫ０クラッチ３４の完全係合時（図４の時間ｔ７）にＫ０伝達トルクは不連続に変化するが、モータジェネレータＭＧのトルク制御の応答性は高いため、油圧ブレーキ６２の制動トルク制御でトルク変動を吸収する場合に比較して、Ｋ０伝達トルクの変化を適切に吸収して駆動力変動を抑制することができる。

また、上記分担量制限値ｔｄｃｍｘは、モータジェネレータＭＧの最大回生トルクｔｍｇｍｘから初爆トルク推定値ｔｅｆｆを引き算して求められるため、モータジェネレータＭＧには、車両制動時においてもその初爆トルク推定値ｔｅｆｆ分の制動トルクが残り、エンジン始動時の駆動力変動をモータジェネレータＭＧのトルク制御によって適切に抑制することができる。

また、図４に示すように車両制動中にエンジン始動要求があった場合、そのエンジン始動制御に先立ってモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクが漸減されるとともに油圧ブレーキ６２による制動トルクが漸増される一方、エンジン始動完了後には、モータジェネレータＭＧの回生による制動トルクが漸増されるとともに油圧ブレーキ６２による制動トルクが漸減されるため、その制動トルクを切り換える際のショックが抑制される。

また、エンジン始動要求があっても、モータジェネレータＭＧの回生による制動トルクの漸減および油圧ブレーキ６２による制動トルクの漸増による制限処理が完了するまでエンジン始動制御が遅延されるため、漸減、漸増による制限処理に時間が掛かる場合でも、確実にモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクに余裕を持たせた状態でエンジン始動制御が行われるようになり、そのモータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン始動時の駆動力変動を常に適切に抑制することができる。

また、フューエルカット状態でのエンジン始動要求（モータリング要求）時にはステップＳ１４以下が実行され、エンジン１２の初爆トルクに応じて駆動系制動トルクの分担量を制限するステップＳ４〜Ｓ７を実施することなくエンジン始動制御が行われるため、モータジェネレータＭＧの回生による制動トルクを維持して電気エネルギーを効率良く回収でき、燃費上有利である。

また、フューエルカット状態でのエンジン始動要求（モータリング要求）時には、エンジン始動後もエンジン１２の回転抵抗トルクｔｆｒｉが作用するが、その回転抵抗トルクｔｆｒｉ分だけ駆動系制動トルクの分担量上限値が増大され、それに伴ってモータジェネレータＭＧの回生による制動トルクが増大されるため、エネルギー回収効率が一層高められる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両 １２：エンジン ６０：油圧ブレーキ制御装置（ブレーキ制御装置） ６２：油圧ブレーキ（機械式ブレーキ） ７０：電子制御装置 ８０：制動制御手段 ８４：制動トルク分担変更手段 ＭＧ：モータジェネレータ ｔｍｇｍｘ：最大回生トルク ｔｄｃｍｘ：駆動系制動トルクの分担量制限値 ｔｅｆｆ：エンジン初爆トルク推定値

Claims (1)

1. 発電機として機能して回生による制動トルクを発生させることができるとともに、電動モータとして機能して力行トルクを発生させることができるモータジェネレータと、
   動力伝達経路に接続されてクランキングされることにより始動させられるエンジンと、
   を有し、前記エンジンを始動する際の駆動力変動を前記モータジェネレータによって抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   車輪に設けられた機械式ブレーキの制動トルクを電気的に制御するブレーキ制御装置と、
   要求制動トルクを前記モータジェネレータの回生による制動トルクおよび前記機械式ブレーキによる制動トルクの両方で分担する制動制御手段と、
   前記エンジンを始動する際に、前記制動制御手段による制動トルク分担に関して、予め前記モータジェネレータの回生による制動トルクの分担を制限するとともに前記機械式ブレーキによる制動トルクの分担を大きくする制動トルク分担変更手段と、
   を備えていることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

Images