JP2013119273A

JP2013119273A - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP2013119273A
Application number: JP2011266911A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Kobayashi; 寛英小林; Toshio Sugimura; 敏夫杉村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP5768695B2

Abstract

【課題】モータ走行（ＥＶ走行）からエンジン走行（ＥＨＶ走行）への切替えに際して、エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップを発生し難くする。
【解決手段】ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時と比較して、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期する前のＫ０伝達トルクＴkが大きくされる。このようにすれば、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が向上されるので、エンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップが回避乃至発生し難くされる。また、駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時は、Ｋ０伝達トルクＴkが小さくされるので、エンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン１４側へ流れる電動機ＭＧの出力トルク分が低減され、エンジン始動時の消費エネルギが低減される。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジン及び電動機と、そのエンジンと電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備えるハイブリッド車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両がそれである。一般的に、このようなハイブリッド車両では、クラッチを解放した状態で電動機のみを走行用駆動力源として走行するモータ走行（ＥＶ走行）と、エンジンを走行用駆動力源に含むハイブリッド走行（ＥＨＶ走行）すなわちクラッチを係合した状態で少なくともエンジンを走行用駆動力源として走行するエンジン走行とが可能である。ここで、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えの際には、クラッチの係合とエンジンの始動とを伴う為、クラッチ係合ショックやエンジン始動ショック等による違和感を生じさせる可能性がある。これに対して、違和感を抑制しつつＥＶ走行からＥＨＶ走行へ移行する為の制御方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、クラッチ締結力の漸増でエンジンをクランキングさせた後、エンジン点火によりエンジントルクが立ち上がるエンジン始動中にクラッチ締結力の漸増を禁止するか或いはクラッチ締結力を低減することで、エンジン始動中はクラッチトルク容量をエンジントルクよりも小さく保ち、エンジン始動中のトルク変動をクラッチのスリップにより吸収してエンジン始動時のショックを緩和する技術が提案されている。

特開２００５−１６２１４２号公報特開２０００−２０４９９９号公報特開２００３−２００７５８号公報

ところで、エンジン始動（点火）後には、クラッチが係合され、クラッチトルク容量が最終的な目標クラッチトルク容量に向けて増大させられる。しかしながら、クラッチトルク容量の増大が遅れることで、目標エンジントルクに向けて増大させられるエンジントルクよりもクラッチトルク容量の方が小さくなってしまうと、一旦クラッチが係合した後にクラッチがスリップし、その後に再度係合するという事態が発生する可能性がある。特に、車両に対する駆動要求量（例えば要求駆動力）の増大に伴ってＥＶ走行からＥＨＶ走行へ切り替えられる場合には、目標エンジントルクが比較的大きくなると共に応答遅れなくエンジントルクを立ち上げたい為、エンジントルクの応答にクラッチトルク容量の応答が遅れ易く、一旦クラッチが係合した後にクラッチがスリップし易い。そうすると、クラッチの再係合時には、クラッチ後段側へ伝達されるトルクにおいて、主にスリップしているクラッチのトルク容量から主にエンジントルク及びエンジン回転変化に伴うイナーシャトルクへ変化することによるトルク段差が生じ、再係合ショックが発生する可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、エンジントルクによってはクラッチが一旦係合した後にスリップする可能性があることを考慮してクラッチトルク容量（クラッチの係合圧も同意）を設定することについて未だ提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、モータ走行からエンジン走行への切替えに際して、エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップを発生し難くすることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、そのクラッチを解放した状態でその電動機のみを走行用駆動力源として走行するモータ走行と、そのクラッチを係合した状態で少なくともそのエンジンを走行用駆動力源として走行するエンジン走行とが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記モータ走行から前記エンジン走行への切替えに際して、前記ハイブリッド車両に対する駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、その駆動要求量の増大を伴わない前記エンジンの始動時と比較して、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前のそのクラッチのトルク容量を大きくすることにある。

このようにすれば、前記駆動要求量の増大に伴うエンジンの始動時は、クラッチのトルク容量の応答性が向上されるので、エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップを回避乃至発生し難くすることができる。よって、前記駆動要求量の増大を伴わないエンジンの始動時は元々エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップが回避乃至発生し難いことと併せ、モータ走行からエンジン走行への切替えに際して、クラッチの再係合ショックを回避乃至発生し難くすることができる。また、モータ走行からエンジン走行への切替えに際して、クラッチのトルク容量の応答性が向上されるので、エンジントルクをいち早く立ち上げることができ、レスポンスが向上する。また、前記駆動要求量の増大を伴わないエンジンの始動時は、クラッチのトルク容量を小さく抑えることができるので、電動機により発生すべき出力トルクのうちでクラッチを介してエンジン側へ流れる電動機の出力トルク分を低減することができ、エンジン始動時の消費エネルギを低減することができる。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動要求量の増大を伴わない前記エンジンの始動時は、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前のそのクラッチのトルク容量を、前記エンジンのフリクショントルクに応じたトルク容量とすることにある。このようにすれば、前記駆動要求量の増大を伴わないエンジンの始動時は、クラッチのトルク容量を適切に小さくすることができるので、エンジン始動時の消費エネルギを確実に低減することができる。

また、第３の発明は、前記第２の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、上昇過程にある前記エンジンの回転速度が一旦下降して再度上昇したときに、前記クラッチのトルク容量を低下させることで、前記エンジンのフリクショントルクに応じたトルク容量とすることにある。このようにすれば、クラッチのトルク容量を一層小さくすることができるので、エンジン始動時の消費エネルギを一層低減することができる。

また、第４の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、その駆動要求量が大きい程、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前のそのクラッチのトルク容量を大きくすることにある。このようにすれば、前記駆動要求量の増大に伴うエンジンの始動時は、クラッチのトルク容量の応答性が適切に向上されるので、エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップを確実に回避乃至発生し難くすることができる。また、モータ走行からエンジン走行への切替えに際して、クラッチのトルク容量の応答性が適切に向上されるので、エンジントルクを確実にいち早く立ち上げることができる。

また、第５の発明は、前記第１の発明乃至第４の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、その駆動要求量が大きい程、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前のそのクラッチのトルク容量を早い時点から大きくすることにある。このようにすれば、前記駆動要求量の増大に伴うエンジンの始動時は、クラッチのトルク容量の応答性が適切に向上されるので、エンジン始動に伴うクラッチ係合後のスリップを確実に回避乃至発生し難くすることができる。また、モータ走行からエンジン走行への切替えに際して、クラッチのトルク容量の応答性が適切に向上されるので、エンジントルクを確実にいち早く立ち上げることができる。

本発明が適用されるハイブリッド車両を構成する動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明する図である。電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。駆動要求量と補正量との関係（補正量マップ）の一例を示す図である。電子制御装置の制御作動の要部すなわちＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際してエンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチ係合後のスリップを発生し難くする為の制御作動を説明するフローチャートである。図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

本発明において、好適には、前記ハイブリッド車両は、前記電動機に動力伝達可能に連結されて前記走行用駆動力源からの動力を駆動輪側へ伝達する変速機を更に備えている。この変速機は、手動変速機、トルクコンバータ等の流体式伝動装置を有する自動変速機、或いは副変速機を有する自動変速機などにより構成される。この自動変速機は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段が択一的に達成される公知の遊星歯車式自動変速機、常時噛み合う複数対の変速ギヤを２軸間に備える同期噛合型平行２軸式変速機ではあるが油圧アクチュエータによりギヤ段が自動的に切換られる同期噛合型平行２軸式自動変速機、同期噛合型平行２軸式自動変速機であるが入力軸を２系統備える型式の所謂ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）、変速比が無段階に連続的に変化させられる所謂ベルト式無段変速機や所謂トロイダル式無段変速機などにより構成される。

また、好適には、前記エンジンとしては、例えば燃料の燃焼によって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が広く用いられる。

また、好適には、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接する前記クラッチは、湿式或いは乾式の係合装置が用いられる。

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、本発明が適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジン１４の出力制御、自動変速機１８の変速制御、走行用駆動力源として機能する電動機ＭＧの駆動制御などの為に車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。

図１において、車両用動力伝達装置１２（以下、動力伝達装置１２という）は、非回転部材としてのトランスミッションケース２０（以下、ケース２０という）内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、オイルポンプ２２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である変速機出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２８、その差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型の車両１０に好適に用いられるものである。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力は、エンジン断接用クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とエンジン断接用クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、エンジン断接用クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａに入力された駆動力（特に区別しない場合には駆動トルクも同義）を変速機入力軸３６に連結されたタービン翼車１６ｂから自動変速機１８側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。また、トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間を直結するロックアップクラッチ３８を備えている。また、ポンプ翼車１６ａにはオイルポンプ２２が連結されている。このオイルポンプ２２は、自動変速機１８を変速制御したり、エンジン断接用クラッチＫ０の係合・解放を制御したりする為の作動油圧をエンジン１４（或いは電動機ＭＧ）により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。

電動機ＭＧは、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機ＭＧは、動力源であるエンジン１４の代替として、或いはそのエンジン１４と共に走行用の駆動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン１４により発生させられた駆動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力（機械的エネルギー）から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ５２を介して蓄電装置５４に蓄積する等の作動を行う。電動機ＭＧは、エンジン断接用クラッチＫ０とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路に連結されており（すなわち作動的にポンプ翼車１６ａに連結されており）、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、エンジン１４と同様に、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３６に動力伝達可能に連結されている。

エンジン断接用クラッチＫ０は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置１２に設けられた油圧制御回路５０によって係合解放制御される。そして、その係合解放制御においてはエンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量が、油圧制御回路５０内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチＫ０は、それの解放状態において相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチハブ及びクラッチドラム）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ）はエンジン連結軸３２に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム）はトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断接用クラッチＫ０は、係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａをエンジン１４と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０の係合状態では、エンジン１４からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチＫ０の解放状態では、ポンプ翼車１６ａとエンジン１４との間の動力伝達が遮断される。また、前述したように、電動機ＭＧは作動的にポンプ翼車１６ａに連結されているので、エンジン断接用クラッチＫ０は、エンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能することはもちろんであるが、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチとしても機能する。

自動変速機１８は、エンジン断接用クラッチＫ０を介することなく電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて、エンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３４側へ伝達する。自動変速機１８は、例えばクラッチＣやブレーキＢ等の複数の油圧式摩擦係合装置の係合と解放とにより変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機である。そして、自動変速機１８では、クラッチＣ及びブレーキＢが油圧制御回路５０によってそれぞれ係合解放制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて所定のギヤ段（変速段）が成立させられる。

尚、エンジン断接用クラッチＫ０、クラッチＣ、ブレーキＢ等のトルク容量は、例えば油圧式摩擦係合装置の摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧する係合油圧によって決まるものであり、係合装置が動力伝達することが可能な伝達トルクに相当する。また、摩擦材の摩擦係数は、一定の値ではなく作動油温や係合装置自身の差回転速度で変化するものである。その為、係合油圧の立ち上がりに対して、摩擦係数の立ち上がりが遅れる場合があるなど、係合装置のトルク容量と係合油圧とは必ずしも１対１に対応するものではないが、本実施例では、便宜上、係合装置のトルク容量と係合油圧とを同義に取り扱うこともある。

また、車両１０には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置８０が備えられている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用等に分けて構成される。また、電子制御装置８０には、各種センサ（例えばエンジン回転速度センサ５６、タービン回転速度センサ５８、出力軸回転速度センサ６０、電動機回転速度センサ６２、アクセル開度センサ６４、バッテリセンサ６６など）により検出された各種信号（例えばエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe、タービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸３６の回転速度である変速機入力回転速度Ｎin、車速Ｖに対応する変速機出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度Ｎout、電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎm、運転者による車両１０に対する駆動要求量に対応するアクセル開度Ａcc、蓄電装置５４のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ入出力電流（バッテリ充放電電流）Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatなど）が、それぞれ供給される。また、電子制御装置８０からは、例えばエンジン１４の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓ_Ｅ、電動機ＭＧの作動を制御する為の電動機制御指令信号Ｓ_Ｍ、エンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣ及びブレーキＢの油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路５０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）等を作動させる為の油圧指令信号Ｓ_Ｐなどが、スロットルアクチュエータや燃料供給装置等のエンジン制御装置、インバータ５２、油圧制御回路５０などへそれぞれ出力される。尚、電子制御装置８０は、例えば上記バッテリ温度ＴＨbat、バッテリ充放電電流Ｉbat、及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいて蓄電装置５４の充電状態（充電容量）ＳＯＣを逐次算出する。

図２は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、変速制御手段すなわち変速制御部８２は、例えば車速Ｖとアクセル開度Ａcc（或いは変速機出力トルクＴout等）とを変数として予め記憶された公知の関係（変速線図、変速マップ）から車両状態（例えば実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａcc等）に基づいて、自動変速機１８の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速機１８の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。

ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８４は、エンジン１４の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ５２を介して電動機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部８４は、アクセル開度Ａccや車速Ｖに基づいて車両１０に対する駆動要求量（すなわちドライバ要求量）としての要求駆動力を算出し、伝達損失、補機負荷、自動変速機１８の変速段、蓄電装置５４の充電容量ＳＯＣ等を考慮して、その要求駆動力が得られる走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）の出力トルクとなるようにその走行用駆動力源を制御する。

より具体的には、ハイブリッド制御部８４は、例えば上記要求駆動力が電動機ＭＧの出力トルク（電動機トルク）Ｔmのみで賄える範囲の場合、車速Ｖがモータ走行を実行可能な上限の車速として予め定められたＥＶ上限車速以下である場合、及び充電容量ＳＯＣがモータ走行を実行可能な下限の充電容量として予め定められたＥＶ許可容量以上である場合には、走行モードをモータ走行モード（以下、ＥＶモード）とし、電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行（ＥＶ走行）を行う。一方で、ハイブリッド制御部８４は、例えば上記要求駆動力が少なくともエンジン１４の出力トルク（エンジントルク）Ｔeを用いないと賄えない範囲の場合、車速Ｖが上記ＥＶ上限車速を超えている場合、或いは充電容量ＳＯＣが上記ＥＶ許可容量未満である場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行モード（以下、ＥＨＶモード）とし、少なくともエンジン１４を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行（ＥＨＶ走行）を行う。

尚、前記駆動要求量としては、駆動輪３４における要求駆動力の他に、駆動輪３４における要求駆動トルク、駆動輪３４における要求駆動パワー、変速機出力軸２４における要求変速機出力トルク、及び変速機入力軸３６における要求変速機入力トルク、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）の目標トルク等を用いることもできる。また、駆動要求量として、単にアクセル開度Ａccやスロットル弁開度や吸入空気量等を用いることもできる。

ハイブリッド制御部８４は、ＥＶ走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を解放させてエンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機ＭＧにＥＶ走行に必要な電動機トルクＴmを出力させる。一方で、ハイブリッド制御部８４は、ＥＨＶ走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合させてエンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を接続すると共に、エンジン１４にＥＨＶ走行に必要なエンジントルクＴeを出力させつつ必要に応じて電動機ＭＧにアシストトルクを出力させる。

また、ハイブリッド制御部８４は、ＥＶ走行中に、例えば駆動要求量の増大、車速Ｖの増大、或いは充電容量ＳＯＣの減少によって車両状態がＥＶ領域からＥＨＶ領域へと遷移した場合には、エンジン１４の始動が要求されたと判定して、走行モードをＥＶモードからＥＨＶモードへ切り換え、エンジン１４を始動させてＥＨＶ走行を行う。エンジン１４の始動方法としては、例えばエンジン断接用クラッチＫ０を係合に向けて制御しつつ（見方を換えれば電動機ＭＧによりエンジン１４を回転駆動しつつ）エンジン始動する。そして、この始動方法では、エンジン始動に必要なトルクであるエンジン始動トルクＴmsが必要となる。

具体的には、ハイブリッド制御部８４は、車両状態がＥＶ領域からＥＨＶ領域へと遷移したことでエンジン１４の始動開始を判断すると、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量に対応するＫ０伝達トルクＴkを、エンジン始動トルクＴmsがエンジン１４側へ伝達される為のトルクに制御することで、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる。そして、ハイブリッド制御部８４は、エンジン回転速度Ｎeが完爆可能な所定回転速度まで引き上げられたと判断すると、エンジン点火や燃料供給などを開始してエンジン１４を始動する。更に、ハイブリッド制御部８４は、エンジン始動後、エンジン１４の自立運転でエンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmまで上昇して同期したと判断すると、Ｋ０伝達トルクＴkをエンジントルクＴeが駆動輪３４側へ適切に伝達される為のトルクに制御する。

上記エンジン始動トルクＴmsとしては、例えばエンジン１４のフリクショントルク（ポンピングロスに相当するコンプレッショントルク＋摺動抵抗に相当するメカニカルフリクショントルク）とエンジンイナーシャとの合計トルクが必要になる。この合計トルクは、同一機種のエンジンであれば個体ばらつきを除けば略一律である。よって、エンジン始動の際には、上記一律の合計トルクに対応するエンジン始動トルクＴmsが確実に伝達可能となる範囲でできるだけ小さくなるＫ０伝達トルクＴkが得られる為の予め実験的に求められて設定されたエンジン断接用クラッチＫ０の係合油圧（Ｋ０クラッチ圧）の指令値（以下、ベースのＫ０クラッチ圧指令値と称す）を、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期するまで出力することが考えられる。

ここで、エンジン１４は回転駆動が継続すれば、エンジン始動トルクＴmsとしては、専らメカニカルフリクショントルク分が必要になるだけである。従って、エンジン始動時のエネルギ低減（燃費向上）の為に、Ｋ０クラッチ圧の指令値（Ｋ０クラッチ圧指令値）の設定（設計値）において、上記一律の合計トルクに対応するエンジン始動トルクＴmsに合わせることに替えて、小さくされるエンジン始動トルクＴmsに合わせることが考えられる。一方で、エンジン１４の始動開始の判断としては、ＥＶ走行中における駆動要求量の増大、車速Ｖの増大、或いは充電容量ＳＯＣの減少などに基づくものである。特に、駆動要求量の増大に伴ってエンジン１４の始動開始が判断される場合、ドライバの加速志向が強いと考えられる為、比較的大きくされるエンジン１４の目標トルクまで応答遅れなくエンジントルクＴeを立ち上げることが望ましい。他方で、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとの同期後には、エンジン断接用クラッチＫ０を完全係合する為の最終的なＫ０伝達トルクＴkが得られるＫ０クラッチ圧指令値（例えばＫ０クラッチ圧の最大値に対応する最大Ｋ０クラッチ圧指令値）とされて、Ｋ０伝達トルクＴkがその最終的なＫ０伝達トルクＴkに向けて増大させられる。この際、エンジン１４の目標トルクに向けて増大させられるエンジントルクＴeよりも最終的なＫ０伝達トルクＴkに向けて増大させられるＫ０伝達トルクＴkの方が小さくなってしまうと、上記同期時に一旦係合したエンジン断接用クラッチＫ０がスリップし、その後に再度係合することで再係合ショックが発生する可能性がある（後述する図５の破線参照）。このような現象は、小さくされるエンジン始動トルクＴmsに合わせてＫ０クラッチ圧指令値を予め設定した場合に発生し易いと考えられるが、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値を上記同期前まで用いる場合であっても駆動要求量の増大に伴ってエンジン１４が始動される場合には発生し易いと考えられる。

そこで、本実施例の電子制御装置８０は、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、車両１０に対する駆動要求量の増大に伴うエンジン１４の始動時は、その駆動要求量の増大を伴わないエンジン１４の始動時と比較して、エンジン断接用クラッチＫ０の入力回転速度（すなわちエンジン回転速度Ｎe）と出力回転速度（すなわち電動機回転速度Ｎm）とが同期する前のＫ０伝達トルクＴkを大きくする。例えば、電子制御装置８０は、駆動要求量の増大に伴うエンジン１４の始動時は、上記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを、上記一律の合計トルクに応じたＫ０伝達トルクＴkよりも大きくする。

また、電子制御装置８０は、駆動要求量の増大を伴わないエンジン１４の始動時は、エンジン断接用クラッチＫ０の入力回転速度と出力回転速度とが同期する前のＫ０伝達トルクＴkを、エンジン１４のフリクショントルク（コンプレッショントルク＋メカニカルフリクショントルク）に応じたＫ０伝達トルクＴkとする。すなわち、電子制御装置８０は、駆動要求量の増大を伴わないエンジン１４の始動時は、上記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを、回転駆動の開始当初から小さくされていくエンジン１４のフリクショントルクに合わせたトルク容量とする。ここで、エンジン始動時にエンジン１４のフリクショントルクが専らメカニカルフリクショントルクだけとなる過程では、エンジン回転速度Ｎeは回転駆動により一律に上昇するのではなく、上昇過程で一旦下降して再度上昇することを見出した。そこで、電子制御装置８０は、上記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを、上昇過程にあるエンジン回転速度Ｎeが一旦下降して再度上昇したときに、上記一律の合計トルクに応じたＫ０伝達トルクＴkよりも低下させることで、エンジン１４のフリクショントルクに応じたＫ０伝達トルクＴkとする。

図２に戻り、ハイブリッド制御部８４は、ＥＶ走行中に、エンジン１４の始動が要求されたと判定した場合には、すなわちエンジン１４の始動開始を判断した場合には、前記予め設定されたベースのＫ０クラッチ圧指令値を出力する。

エンジン回転変化判定手段すなわちエンジン回転変化判定部８６は、エンジン始動時に上昇過程にあるエンジン回転速度Ｎeが一旦下降して再度上昇したか否かに基づいて、エンジン回転速度Ｎeの変化過程において１山目を乗り越したか否かを判定する。

駆動要求量増大判定手段すなわち駆動要求量増大判定部８８は、ハイブリッド制御部８４によるエンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大（例えばアクセル開度Ａccの増大、要求駆動力の増大等）によるものか否かを判定する。

ハイブリッド制御部８４は、エンジン１４の始動開始後に、エンジン回転変化判定部８６により１山目を乗り越したと判定され且つ駆動要求量増大判定部８８によりエンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものであると判定された場合には、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値よりも大きなＫ０クラッチ圧指令値を出力する。例えば、ハイブリッド制御部８４は、駆動要求量が大きい程、前記同期前のＫ０伝達トルクＴkを大きくするように、駆動要求量に応じてＫ０クラッチ圧指令値を補正する。より具体的には、図３は、駆動要求量と前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値に対して加算する補正量との予め求められて記憶された関係（補正量マップ）である。図３において、要求駆動力が大きい程、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値に対して加算する補正量が大きくされる。ハイブリッド制御部８４は、図３に示すような補正量マップから要求駆動力に基づいて補正量を算出し、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値にその補正量を加算して設定した新たなＫ０クラッチ圧指令値を出力する。

ハイブリッド制御部８４は、エンジン１４の始動開始後に、エンジン回転変化判定部８６により１山目を乗り越したと判定され且つ駆動要求量増大判定部８８によりエンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものでないと判定された場合には、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値よりも小さなＫ０クラッチ圧指令値を出力する。この小さなＫ０クラッチ圧指令値は、例えば専らメカニカルフリクショントルクだけとなるエンジン１４のフリクショントルクに応じたＫ０伝達トルクＴkが得られる為の予め実験的に求められて設定されたＫ０クラッチ圧指令値である。前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値をこの小さなＫ０クラッチ圧指令値へ変更することは、エンジン１４のクランキングトルクに応じたＫ０クラッチ圧指令値を出力すると言うことである。

同期判定手段すなわち同期判定部９０は、エンジン１４の始動開始後に、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期したか否かを、例えばエンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとの差回転速度が予め求められた同期判定値以内となったか否かに基づいて判定する。

ハイブリッド制御部８４は、同期判定部９０によりエンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期したと判定された場合には、前記最大Ｋ０クラッチ圧指令値を出力する。

図４は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、エンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップを発生し難くする為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図５は、図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

図４において、先ず、ハイブリッド制御部８４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、例えばＥＶ走行中に、駆動要求量の増大、車速Ｖの増大、或いは充電容量ＳＯＣの減少によって車両状態がＥＶ領域からＥＨＶ領域へと遷移したか否かに基づいて、エンジン１４の始動が要求されたか否かが判定される（すなわちエンジン１４の始動開始が判断される）。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はハイブリッド制御部８４に対応するＳ２０において、エンジン始動の為に前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値が出力される（図５のｔ１時点乃至ｔ２時点）。次いで、エンジン回転変化判定部８６に対応するＳ３０において、エンジン回転速度Ｎeの変化過程において１山目を乗り越したか否かが例えば上昇過程にあるエンジン回転速度Ｎeが一旦下降して再度上昇したか否かに基づいて判定される。このＳ３０の判断が否定される場合は上記Ｓ２０に戻るが肯定される場合は駆動要求量増大判定部８８に対応するＳ４０において、上記Ｓ１０におけるエンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものか否かが判定される。このＳ４０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部８４に対応するＳ５０において、例えば図３に示すような補正量マップから要求駆動力に基づいて算出された補正量が前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値に加算されて、Ｋ０クラッチ圧指令値が要求駆動力に応じたＫ０クラッチ圧指令値に補正されて出力される（図５のｔ２時点乃至ｔ３時点の実線）。一方、上記Ｓ４０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部８４に対応するＳ６０において、例えば前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値よりも小さなＫ０クラッチ圧指令値として予め求められて設定されたエンジン１４のクランキングトルクに応じたＫ０クラッチ圧指令値が出力される（図５のｔ２時点乃至ｔ３時点の二点鎖線）。上記Ｓ５０或いは上記Ｓ６０に次いで、同期判定部９０に対応するＳ７０において、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期したか否かが判定される。このＳ７０の判断が否定される場合はこのＳ７０が繰り返し実行されるが肯定される場合はハイブリッド制御部８４に対応するＳ８０において、前記最大Ｋ０クラッチ圧指令値が出力される（図５のｔ３時点以降）。

図５において、エンジン１４の点火は例えばｔ２時点乃至ｔ３時点にて実行される。また、実線に示すように、要求駆動力の増大に伴うエンジン始動の際には、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとの同期判定（すなわちエンジン断接用クラッチＫ０の係合判定）前のＫ０クラッチ圧指令値がベース値よりも大きくされるので、係合判定後に増大させられるＫ０伝達トルクＴkの応答性が向上させられる。従って、係合判定後に速やかにエンジントルクＴeを立ち上げたとしても、Ｋ０伝達トルクＴkの方が大きくされ、係合判定後のエンジン断接用クラッチＫ０のスリップが発生し難くなる。また、二点鎖線に示すように、要求駆動力の増大を伴わないエンジン始動の際には、エンジン断接用クラッチＫ０の係合判定前のＫ０クラッチ圧指令値がベース値よりも小さくされるので、エンジン始動トルクＴmsを低減することによりエンジン始動時の消費エネルギを低減できたり、係合判定前のＫ０伝達トルクＴkが低減されることによりエンジン断接用クラッチＫ０の係合ショックが抑制される。尚、要求駆動力の増大に伴うエンジン始動の際に、エンジン断接用クラッチＫ０の係合判定前のＫ０クラッチ圧指令値がベース値よりも小さくされると、係合判定後に速やかにエンジントルクＴeを立ち上げることができない。或いは、係合判定後に速やかにエンジントルクＴeを立ち上げる場合には、係合判定後にＫ０伝達トルクＴkよりもエンジントルクＴeの方が大きくなり易く、係合判定後のエンジン断接用クラッチＫ０のスリップが発生し易くなる。

上述のように、本実施例によれば、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、その駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時と比較して、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期する前のＫ０伝達トルクＴkが大きくされる。このようにすれば、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が向上されるので、エンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップを回避乃至発生し難くすることができる。よって、駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時は元々エンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップが回避乃至発生し難いことと併せ、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、エンジン断接用クラッチＫ０の再係合ショックを回避乃至発生し難くすることができる。また、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が向上されるので、エンジントルクＴeをいち早く立ち上げることができ、レスポンスが向上する。また、駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時は、Ｋ０伝達トルクＴkを小さく抑えることができるので、電動機ＭＧにより発生すべき出力トルクのうちでエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン１４側へ流れる電動機ＭＧの出力トルク分を低減することができ、エンジン始動時の消費エネルギを低減することができる。

また、本実施例によれば、駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時は、前記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを、エンジン１４のフリクショントルクに応じたＫ０伝達トルクＴkとするので、Ｋ０伝達トルクＴkを適切に小さくすることができ、エンジン始動時の消費エネルギを確実に低減することができる。

また、本実施例によれば、上昇過程にあるエンジン回転速度Ｎeが一旦下降して再度上昇したときに、Ｋ０伝達トルクＴkを低下させることで、エンジン１４のフリクショントルクに応じたＫ０伝達トルクＴkとするので、Ｋ０伝達トルクＴkを一層小さくすることができ、エンジン始動時の消費エネルギを一層低減することができる。

また、本実施例によれば、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、その駆動要求量が大きい程、前記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを大きくするので、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が適切に向上され、エンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップを確実に回避乃至発生し難くすることができる。また、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が適切に向上されるので、エンジントルクＴeを確実にいち早く立ち上げることができる。

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、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、エンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものか否かに拘わらず、エンジン回転速度Ｎeの変化過程における１山目の乗り越し判定後に、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値を増大補正するか、或いは前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値よりも小さなＫ０クラッチ圧指令値を設定したが、これに限らない。例えば、上記乗り越し判定後にＫ０クラッチ圧指令値をベース値から変更する態様は、少なくともエンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものでない場合に行われれば良い。つまり、エンジン１４の始動開始の判断が駆動要求量の増大によるものである場合には、乗り越し判定に拘わらず、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値を増大補正しても良い。具体的には、ハイブリッド制御部８４は、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、前記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値に対して増大補正する。従って、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、油圧供給開始当初の所謂ファーストフィル（急速充填）分を除きエンジン１４の始動開始が判断された当初から前記同期する前のＫ０伝達トルクＴkが前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値に対して増大補正されても差し支えない。また、ハイブリッド制御部８４は、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、駆動要求量が大きい程、前記同期する前のＫ０伝達トルクＴkを早い時点から大きくしても良い。例えば、ハイブリッド制御部８４は、駆動要求量が大きい程エンジン１４の始動開始を判断した時点からの経過時間が短くされるように予め求められて記憶された関係（補正開始時点マップ）から要求駆動力に基づいて経過時間を算出し、始動開始を判断した時点からその算出した経過時間が経過したときに、前記ベースのＫ０クラッチ圧指令値を増大補正して設定した新たなＫ０クラッチ圧指令値を出力する。このようにすれば、駆動要求量の増大に伴うエンジン始動時は、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が適切に向上されるので、エンジン始動に伴うエンジン断接用クラッチＫ０係合後のスリップを確実に回避乃至発生し難くすることができる。また、ＥＶ走行からＥＨＶ走行への切替えに際して、Ｋ０伝達トルクＴkの応答性が適切に向上されるので、エンジントルクＴeを確実にいち早く立ち上げることができる。

また、前述の実施例では、エンジン始動時に上昇過程にあるエンジン回転速度Ｎeが一旦下降して再度上昇したときに、エンジン回転速度Ｎeの変化過程において１山目を乗り越したと判定したが、これに限らない。例えば、エンジン始動時にエンジン１４のフリクショントルクが専らメカニカルフリクショントルクだけとなっていることが判断できる為の予め求められて記憶された所定回転以上にエンジン回転速度Ｎeが上昇した時にその１山目を乗り越したと判定しても良い。

また、前述の実施例では、電動機ＭＧによりエンジン１４を回転駆動して点火することでエンジン始動を行ったが、これに限らない。例えば、回転停止中の又は非作動中のエンジン１４の複数の気筒のうちの所定の気筒内（例えば膨張行程にある気筒内）に燃料を噴射し且つ爆発（着火）させることでエンジン１４を始動する着火始動によってエンジン始動を行っても良い。この始動方法では、エンジン始動トルクＴＭＧsが不要である為、エンジン始動が着火始動となる場合には、前記予め設定されたベースのＫ０クラッチ圧指令値として、例えば駆動要求量の増大を伴わないエンジン始動時に用いた小さなＫ０クラッチ圧指令値と同程度のＫ０クラッチ圧指令値を用いても良い。例えば、着火始動の実行有無で、ベースのＫ０クラッチ圧指令値を変更しても良い。

また、前述の実施例において、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１６が用いられていたが、トルクコンバータ１６は必ずしも設けられなくても良く、またトルクコンバータ１６に替えて、トルク増幅作用のない流体継手（フルードカップリング）などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。また、ロックアップクラッチ３８は必ずしも設けられなくても良い。

尚、上述したの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
１４：エンジン（走行用駆動力源）
８０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機（走行用駆動力源）
Ｋ０：エンジン断接用クラッチ（クラッチ）

Claims

走行用駆動力源としてのエンジン及び電動機と、該エンジンと該電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、該クラッチを解放した状態で該電動機のみを走行用駆動力源として走行するモータ走行と、該クラッチを係合した状態で少なくとも該エンジンを走行用駆動力源として走行するエンジン走行とが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記モータ走行から前記エンジン走行への切替えに際して、前記ハイブリッド車両に対する駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、該駆動要求量の増大を伴わない前記エンジンの始動時と比較して、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前の該クラッチのトルク容量を大きくすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記駆動要求量の増大を伴わない前記エンジンの始動時は、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前の該クラッチのトルク容量を、前記エンジンのフリクショントルクに応じたトルク容量とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
上昇過程にある前記エンジンの回転速度が一旦下降して再度上昇したときに、前記クラッチのトルク容量を低下させることで、前記エンジンのフリクショントルクに応じたトルク容量とすることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、該駆動要求量が大きい程、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前の該クラッチのトルク容量を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記駆動要求量の増大に伴う前記エンジンの始動時は、該駆動要求量が大きい程、前記クラッチの入力回転速度と出力回転速度とが同期する前の該クラッチのトルク容量を早い時点から大きくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。