JP2013129273A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行状態を切り換えに要する制御時間を短縮することが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ハイブリッド車両１の駆動制御装置６０は、エンジン１０の回転数Ｎｅが電動モータ２０の回転数Ｎｍと同期するように同期制御を実行する同期制御部６１と、同期制御の実行中において当該同期制御が完了する同期完了時刻Ｔｅを、車両状態に基づいて算出する同期完了時刻算出部６３と、クラッチ機構３０の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間Ｔｃを、車両状態に基づいて算出する係合開始期間算出部６５と、同期制御の実行中において現在から同期完了時刻Ｔｅまでの期間が係合開始期間Ｔｃ以下となった場合に、クラッチ機構３０が接続状態となるように接続制御を実行するクラッチ機構制御部６４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンおよび電動モータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

ハイブリッド車両の駆動制御装置は、運転者による操作を含む車両状態に基づいて、各駆動源により出力される駆動力の合成や各駆動源の回転数などを制御するものである。このようなハイブリッド車両の駆動制御装置として、例えば、特許文献１，２には、車両状態に応じた駆動制御を行う駆動制御装置が開示されている。この駆動制御装置によると、車両が停車状態から発進する場合には、エンジンと電動モータとの間に配置されたクラッチ機構を切断状態として、電動モータによって車輪を駆動するように駆動制御を行っている。また、走行中に加速をする場合には、上記のクラッチ機構を接続状態として、電動モータによる車輪駆動をエンジンによってアシストしている。

ところで、このようなハイブリッド車両の駆動制御装置において、電動モータのみを駆動源とする走行状態からエンジンと電動モータが駆動源となり得る走行状態に切り換える場合に、単にクラッチ機構を接続状態にするように制御すると両駆動源の回転数差に起因するショックが発生することがある。そこで、特許文献２の駆動制御装置では、先ず、エンジンの回転数が電動モータの回転数と同期するように、即ち両駆動源の回転数差が所定値以下となるように同期制御を行っている。そして、各駆動源の回転数が同期した状態でクラッチ機構を接続状態とするように接続制御を行っている。これにより、クラッチ機構が切断状態から接続状態に移行した際に、車両に発生するショックを低減することが可能である。

特開２００９−２０８５６５号公報 特開２００８−０５５９９３号公報

また、ハイブリッド車両の駆動制御装置は、上述したようなクラッチ機構の接続制御を行ってクラッチ機構が接続状態である場合に、エンジンのトルク制御を実行して所定の加速力または制動力を得られるようにしている。つまり、エンジンのトルク制御では、クラッチ機構が接続状態となり、車両が電動モータのみを駆動源とする走行状態からエンジンと電動モータが駆動源となり得る走行状態に移行した後に、運転者の要求に応じた制御を行うようにしている。そのため、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させるために、ハイブリッド車両の駆動制御装置には、走行状態の切り換えに要する時間の短縮が求められている。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、走行状態を切り換えに要する制御時間を短縮することが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明によると、エンジンおよび電動モータを駆動源とし、前記エンジンの駆動力を係脱するクラッチ機構を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記クラッチ機構を切断状態から接続状態へと作動させる場合に、前記エンジンの回転数が前記電動モータの回転数と同期するように同期制御を実行する同期制御部と、前記同期制御の実行中において当該同期制御が完了する同期完了時刻を、車両状態に基づいて算出する同期完了時刻算出部と、前記クラッチ機構が切断状態から接続状態へと移行する際に、当該クラッチ機構の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間を、車両状態に基づいて算出する係合開始期間算出部と、前記同期制御の実行中において現在から前記同期完了時刻までの期間が前記係合開始期間以下となった場合に、前記クラッチ機構が接続状態となるように接続制御を実行するクラッチ機構制御部と、を備える。

請求項２に係る発明によると、請求項１において、前記エンジンまたは前記電動モータの回転軸に前記クラッチ機構が一体的に設けられ、前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、前記係合開始期間算出部は、前記回転軸の回転数を含む前記車両状態に基づいて前記係合開始期間を算出する。

請求項３に係る発明によると、請求項１または２において、前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、前記係合開始期間算出部は、前記作動油の油温を含む前記車両状態に基づいて前記係合開始期間を算出する。

請求項４に係る発明によると、請求項１〜３の何れか一項において、前記クラッチ機構制御部による前記接続制御が実行される際に、現在の車両状態に基づいて、前記クラッチ機構の作動開始から作動終了までの作動期間を算出する作動期間算出部と、前記クラッチ機構が接続状態である場合に、現在の車両状態に基づいて前記エンジンのトルク制御を実行するトルク制御部と、をさらに備え、前記同期制御を実行する場合に、前記クラッチ機構制御部による前記接続制御が開始されてから前記作動期間算出部により算出された前記作動期間を経過すると、前記クラッチ機構が接続状態であるものと判断して前記トルク制御を開始させる。

請求項５に係る発明によると、請求項４において、前記エンジンまたは前記電動モータの回転軸に前記クラッチ機構が一体的に設けられ、前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、前記作動期間算出部は、前記回転軸の回転数を含む前記車両状態に基づいて前記作動期間を算出する。

請求項６に係る発明によると、請求項４または５において、前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、前記作動期間算出部は、前記作動油の油温を含む前記車両状態に基づいて前記作動期間を算出する。

請求項１に係る発明によると、クラッチ機構制御部は、同期制御の実行中において現在から同期完了時刻までの期間が係合開始期間以下となった場合に、クラッチ機構の接続制御を実行するようにしている。この「係合開始期間」は、クラッチ機構が切断状態から接続状態へと移行する際に、当該クラッチ機構の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの期間である。ここで、従来では、同期制御が完了するのを待機してからクラッチ機構の接続制御を実行していた。これに対して、本発明では、同期制御の完了よりも早く接続制御を開始できるため、走行状態を切り換えに要する制御時間を短縮することが可能となる。

より詳細には、クラッチ機構には、これを作動させる駆動装置などを含む構成によっては、作動開始から駆動力が伝達し始める、即ち実際にクラッチ板が接触して係合力を発生するまでの期間（係合開始期間）が存在する。そして、本発明は、同期制御が完了する同期完了時刻よりも前に、係合開始期間に基づいた時間分だけクラッチ機構の接続制御を早期に開始できることに着目してなされたものである。

このような構成によると、同期制御が完了する前にクラッチ機構を接続し始めたとしても、実際にエンジンの駆動力が電動モータに伝達されることはないので、同期制御には影響することがない。そして、同期制御が完了すると、その後に従来よりも早く、クラッチ機構によってエンジンの駆動力が伝達し始め、全体として同期制御およびクラッチ機構の接続制御に要する時間を短縮することができる。そうすると、その後に実行されるエンジンのトルク制御の開始を早期化することができるので、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させることが可能となる。

請求項２に係る発明によると、係合開始期間は、クラッチ機構が一体的に設けられた回転軸の回転数を含む車両状態に基づいて算出されるようにしている。ここで、クラッチ機構は、例えば、複数のクラッチ板や当該クラッチ板を押圧する油圧機構が電動モータのロータに一体的に設けられることがある。そして、クラッチ機構制御部は、クラッチ機構における油圧機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、クラッチ機構の作動を制御している。

このような場合に、クラッチ機構は、連結されたエンジンまたは電動モータの回転軸と共に回転することになる。そうすると、この回転により油圧機構における作動油に遠心力が作用し、クラッチ機構の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間に影響することがある。そこで、係合開始期間算出部は、この回転軸の回転数を勘案して係合開始期間を算出するようにしている。これにより、係合開始期間をより正確に算出することができるので、同期制御に影響しないようにクラッチ機構の接続制御を早期に開始することができる。

請求項３に係る発明によると、係合開始期間は、クラッチ機構に供給される作動油の油温を含む車両状態に基づいて算出されるようにしている。ここで、クラッチ機構は、上述したように、エンジンまたは電動モータの回転軸に一体的に設けられることがある。そして、クラッチ機構制御部は、クラッチ機構における油圧機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、クラッチ機構の作動を制御している。

このような場合に、作動油は、各駆動源において発生する熱の影響を受けて、その温度（油温）が変動して流動性が変化することがある。そうすると、この作動油の油温の変動により油圧機構における給油または排油に要する時間が変化することになり、クラッチ機構の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間に影響することがある。そこで、係合開始期間算出部は、この作動油の油温を勘案して係合開始期間を算出するようにしている。これにより、係合開始期間をより正確に算出することができるので、同期制御に影響しないようにクラッチ機構の接続制御を早期に開始することができる。

請求項４に係る発明によると、クラッチ機構制御部による接続制御が開始されてから、クラッチ機構の作動期間を経過すると、クラッチ機構が接続状態であるものと判断してトルク制御を開始させるものとしている。エンジンのトルク制御はクラッチ機構が接続状態となっている場合に実行されるものであるが、クラッチ機構が完全にロックアップしているか否かについては、クラッチ機構に対する接続制御が開始されてから経過した時間に基づいて判断することができる。そこで、本発明のように、係合開始期間に基づいて時間分だけクラッチ機構の接続制御を早期に開始する場合においても、好適にトルク制御を開始することができる。これにより、駆動制御装置は、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させることが可能となる。

請求項５に係る発明によると、クラッチ機構の作動期間は、クラッチ機構が一体的に設けられた回転軸の回転数を含む車両状態に基づいて算出されるようにしている。そして、クラッチ機構制御部は、エンジンまたは電動モータの回転軸に一体的に設けられたクラッチ機構について、当該クラッチ機構における油圧機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、その作動を制御している。

このような構成では、クラッチ機構が何れかの駆動源の回転軸と共に回転されるため、この回転による遠心力がクラッチ機構の作動開始から作動終了までの作動期間に影響することがある。そこで、作動期間算出部は、この回転軸の回転数を勘案して作動期間を算出するようにしている。これにより、作動期間をより正確に算出することができるので、クラッチ機構の接続制御を早期に開始した場合にであっても、好適にトルク制御を開始することができる。

請求項６に係る発明によると、作動期間は、クラッチ機構に供給される作動油の油温を含む車両状態に基づいて算出されるようにしている。そして、クラッチ機構制御部は、エンジンまたは電動モータの回転軸に一体的に設けられたクラッチ機構について、当該クラッチ機構における油圧機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、その作動を制御している。

このような構成では、作動油の油温の変動に伴って作動油の流動性が変化すると、油圧機構における給油または排油に要する時間が変化することになる。そうすると、クラッチ機構の作動開始から作動終了までの作動期間に影響することがある。そこで、作動期間算出部は、この作動油の油温を勘案して作動期間を算出するようにしている。これにより、作動期間をより正確に算出することができるので、同期制御に影響しないようにクラッチ機構の接続制御を早期に開始することができる。

実施形態におけるハイブリッド車両の駆動制御装置を示すブロック図である。 ハイブリッド車両におけるクラッチモジュールの断面図である。 クラッチ機構の係合開始期間を取得するためのマップの一部を示す図である。 クラッチ機構の作動期間を取得するためのマップの一部を示す図である。 駆動制御装置による駆動制御を示すタイムチャートである。 駆動制御装置による駆動制御を示すフローチャートである。

＜実施形態＞
（ハイブリッド車両１の構成）
本発明の実施形態におけるハイブリッド車両１について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、ハイブリッド車両１の駆動システムの概略を示している。図１において、太実線は各構成間の機械的な接続を示し、実線による矢印は制御用の信号線を示し、破線による矢印は作動油の流れを示している。

ハイブリッド車両１は、図１に示すように、エンジン１０と、電動モータ２０と、クラッチ機構３０と、ポンプユニット４０と、自動変速機５０と、駆動制御装置６０を備える。このハイブリッド車両１は、エンジン１０と電動モータ２０を駆動源としている。また、クラッチ機構３０は、エンジン１０と電動モータ２０との間に配置され、エンジン１０の駆動力を係脱する機構である。本実施形態において、クラッチ機構３０は、電動モータ２０の回転軸である出力部材２３に一体的に設けられ、電動モータ２０とともにクラッチモジュールＭＤを構成している。また、駆動制御装置６０は、運転者による操作を含む車両状態に基づいて、エンジン１０および電動モータ２０により出力される駆動力の合成や各駆動源の回転数などを制御するものである。

エンジン１０は、燃料を燃焼させて、回転軸である軸部材１１から駆動力を出力するレシプロエンジンなどの内燃機関である。軸部材１１には、図１に示すように、エンジン回転数センサ９１が取り付けられており、エンジン回転数Ｎｅを検出している。電動モータ２０は、左右の車輪Ｗｒ，Ｗｌを駆動させる車輪駆動用の同期モータであり、車両の減速時などに電力の回生を行う発電機としても機能するものである。また、電動モータ２０は、図２に示すように、ロータ２１と、ロータ２１よりも径方向外側に配置されたステータ２２を有している。ロータ２１は、電動モータ２０の回転軸である出力部材２３と連結部材２４を介して一体的に連結されている。電動モータ２０は、クラッチモジュールＭＤのハウジングＨに固定されたステータ２２に対してロータ２１を回転させて、出力部材２３から駆動力を出力する。出力部材２３には、図１に示すように、モータ回転数センサ９２が取り付けられており、モータ回転数Ｎｍを検出している。

クラッチ機構３０は、エンジン１０の駆動力を係脱する湿式多板クラッチである。クラッチ機構３０は、図２に示すように、ハウジングＨに形成された油路Ｈｐを介して連結されたポンプユニット４０より作動油を供給される。そして、クラッチ機構３０は、作動油の供給状態に応じて、クラッチプレート３１とプレッシャープレート３２との間の係合力が変化し、伝達可能な駆動力を変動させている。より具体的には、電動モータ２０の連結部材２４とピストン部材３３との間に形成されたシリンダ空間３４に供給される作動油の液圧によって係合力が変化するものである。液圧が供給されていない場合には、スプリング３５により付勢されるピストン部材３３がプレッシャープレート３２を押圧し、クラッチプレート３１との間に係合力が発生する。そして、シリンダ空間３４における液圧が所定値以下となると、クラッチプレート３１とプレッシャープレート３２が一体的に回転する接続状態となる。

一方で、液圧が供給されている場合には、スプリング３５の付勢力に抗してピストン部材３３がプレッシャープレート３２から離間する方向に移動し、クラッチプレート３１との間の係合力が発生しない切断状態となる。このように、クラッチ機構３０は、ピストン部材３３、シリンダ空間３４、およびスプリング３５により油圧機構を構成し、本実施形態では、液圧が供給されない常態においてロックアップするノーマルクローズタイプとしている。上述したように、電動モータ２０およびクラッチ機構３０は、ハイブリッド車両１におけるクラッチモジュールＭＤを構成している。

ポンプユニット４０は、クラッチ機構３０の油圧機構への作動油の供給状態を制御する装置であり、図１に示すように、電動オイルポンプ４１と、電磁弁４２を有する。電動オイルポンプ４１は、供給される電力に応じて作動油を吐出して、所定の液圧を発生させるポンプである。電磁弁４２は、図示しないソレノイドの励磁状態と非励磁状態によって、電動オイルポンプ４１が発生させた液圧をクラッチ機構３０に供給するか否かを切り換え可能な制御弁である。自動変速機５０は、トルクコンバータ５１を含んだ通常のトランスミッションである。自動変速機５０の出力シャフト５２には、デファレンシャル機構を介して、右車輪Ｗｒおよび左車輪Ｗｌが接続されている。また、左右何れかの車輪には、車輪の回転数を検出する車輪速度センサ９３が取り付けられている。検出された車輪Ｗｒ，Ｗｌの回転数に基づいて車両速度が算出される。

駆動制御装置６０は、エンジンＥＣＵ、ハイブリッドＥＣＵ、クラッチＥＣＵなどにより構成される電子制御ユニットであり、図１に示すように、同期制御部６１と、トルク制御部６２と、同期完了時刻算出部６３と、クラッチ機構制御部６４と、係合開始期間算出部６５と、作動期間算出部６６を有する。エンジンＥＣＵの同期制御部６１は、クラッチ機構３０を切断状態から接続状態へと作動させる場合に、エンジン１０の回転数が電動モータ２０の回転数と同期するように同期制御を実行する。この同期制御は、クラッチ機構３０が切断状態から接続状態へとさせる場合に、即ち電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態からエンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態に切り換える場合に実行される。

また、同期制御部６１による同期制御は、クラッチ機構３０が接続状態に移行した際に、ハイブリッド車両１に発生するショックを低減することを目的とするものである。そのため、両駆動源の回転数の「同期」には、両駆動源の回転数差が所定値以下となった状態、クラッチ機構３０を接続状態にするために好適な目標回転数Ｎｔに達した状態も含まれる。また、本実施形態では、エンジン１０と電動モータ２０がクラッチ機構３０を介して連結される構成としているが、両駆動源の間に変速機が介在している場合には変速後の回転数と同期するように制御することになる。

エンジンＥＣＵのトルク制御部６２は、クラッチ機構３０が接続状態である場合に、現在の車両状態に基づいてエンジン１０のトルク制御を実行する。このようにエンジンＥＣＵは、トルク制御部６２によるトルク制御を実行して所定の加速力または制動力を得られるようにしている。つまり、エンジン１０のトルク制御では、クラッチ機構３０が接続状態となり、ハイブリッド車両１が電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態からエンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態に切り換えた後に、運転者の要求に応じた制御を行うようにしている。

ハイブリッドＥＣＵの同期完了時刻算出部６３は、同期制御部６１による同期制御の実行中において、この同期制御が完了する同期完了時刻Ｔｅを、車両状態に基づいて算出する。ここで、同期制御は、停止または所定の回転数で駆動しているエンジン１０をモータ回転数Ｎｍに応じた目標回転数Ｎｔまで上昇させるように同期するものである。そのため、車両速度や自動変速機５０の変速比などによって、同期制御におけるエンジン回転数Ｎｅの上昇量が異なるため、同期制御に要する時間も変動することになる。そこで、同期完了時刻算出部６３は、現在のエンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、および車輪Ｗｒ，Ｗｌの回転数に基づく車両速度などを取得し、同期制御が完了するであろう同期完了時刻Ｔｅを割出している。

クラッチＥＣＵのクラッチ機構制御部６４は、ポンプユニット４０を介してクラッチ機構３０の作動を制御する。より具体的には、クラッチ機構制御部６４は、ポンプユニット４０に対して電動オイルポンプ４１への制御指令、および電磁弁４２の開閉を切り換えるように制御指令を出力する。これにより、クラッチ機構３０の油圧機構への作動油の供給状態が制御され、クラッチ機構３０が接続状態または切断状態となるように作動する。このように、クラッチＥＣＵのクラッチ機構制御部６４は、電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態、またはエンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態に切り換えるためにハイブリッドＥＣＵから制御指令を受信して、クラッチ機構３０が接続状態となるように接続制御または切断状態となるように切断制御を実行するものである。

クラッチＥＣＵの係合開始期間算出部６５は、クラッチ機構３０が切断状態から接続状態へと移行する際に、クラッチ機構３０の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間Ｔｃを、車両状態に基づいて算出する。ここで、クラッチ機構３０には、当該クラッチ機構３０を作動させる駆動装置などを含む構成（本実施形態においては、クラッチ機構３０における油圧機構、ポンプユニット４０が含まれる）によっては、作動開始から駆動力が伝達し始める、即ち実際にクラッチプレート３１およびプレッシャープレート３２が接触して係合力を発生するまでの期間（係合開始期間Ｔｃ）が存在する。これは、クラッチ機構３０の油圧機構において切断状態ではピストン部材３３とプレッシャープレート３２が離間していること、ポンプユニット４０による液圧の発生を停止してから実際にシリンダ空間３４おける液圧が所定値に減圧するまでに時間を要することなどに起因しているものと考えられる。

そして、油圧機構を有するクラッチ機構３０が電動モータ２０と一体的に設けられた構成においては、電動モータ２０の回転に伴い油圧機構も回転することになり、シリンダ空間３４にはモータ回転数Ｎｍに応じた遠心油圧が発生する。さらに、油圧機構に供給される作動油は、電動モータ２０などが発生する熱の影響を受けて油温が変動して流動性が変化することがある。このような遠心油圧や作動油の流動性の変化は、シリンダ空間３４における作動油の供給および排出に影響し、係合開始期間Ｔｃを変動させる要因となり得る。そこで、係合開始期間算出部６５は、モータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を勘案して、係合開始期間Ｔｃを算出するようにしている。本実施形態においては、図３に示すように、モータ回転数Ｎｍ、作動油の油温、および作動期間の関係を示すマップに基づいて係合開始期間Ｔｃを取得している。

クラッチＥＣＵの作動期間算出部６６は、クラッチ機構制御部６４による接続制御が実行される際に、現在の車両状態に基づいて、クラッチ機構３０の作動開始から作動終了までの作動期間Ｔｒを算出する。この作動期間Ｔｒは、係合開始期間Ｔｃを経過した後に、さらにピストン部材３３がプレッシャープレート３２を押圧して、クラッチ機構３０が接続状態となる係合開始期間Ｔｃを含む期間である。また、作動期間Ｔｒは、クラッチ機構制御部６４による接続制御が開始されてから、この作動期間Ｔｒの経過をもってクラッチ機構３０が接続状態に移行したものと駆動制御装置６０が判断するために使用される。

そして、クラッチ機構３０の作動期間Ｔｒは、係合開始期間Ｔｃと同様に、油圧機構を有するクラッチ機構３０が電動モータ２０と一体的に設けられた構成においては、遠心油圧や作動油の流動性の変化に影響される。そこで、本実施形態における作動期間算出部６６は、モータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を勘案して、作動期間Ｔｒを算出するようにしている。本実施形態においては、図４に示すように、モータ回転数Ｎｍ、作動油の油温、および作動期間の関係を示すマップに基づいて作動期間Ｔｒを取得している。

このような構成からなる駆動制御装置６０は、車両状態に基づいて車両の電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態、およびエンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態を切り換えたり、エンジン１０の同期制御やトルク制御、クラッチ機構３０の接続制御などを実行したりするものである。ここで、駆動制御装置６０は、エンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態の場合にトルク制御部６２によるトルク制御を実行し、運転者の要求に応じた制御を行うようにしている。このように、トルク制御はクラッチ機構が接続状態となっている場合に実行されるものであることから、駆動制御装置６０はクラッチ機構３０が完全にロックアップしているか否かを適正に判断する必要がある。

クラッチ機構３０のロックアップに係る判断は、例えば、エンジン回転数Ｎｅとモータ回転数Ｎｍが一致しているか、プレッシャープレート３２を押圧するピストン部材３３のストロークが所定量であるか、などに基づいて行うことができる。本実施形態における駆動制御装置６０は、上述したように、同期制御を実行する場合に、クラッチ機構制御部６４による接続制御が開始されてから作動期間算出部６６により算出された作動期間Ｔｒを経過すると、クラッチ機構３０が接続状態であるものと判断するものとしている。

（ハイブリッド車両１の駆動制御）
ハイブリッド車両１の駆動制御について、図５および図６を参照して説明する。ここでは、図５に示すように、ハイブリッド車両１が電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態から運転者の加速要求に応答するために、エンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態に切り換える駆動制御を例示する。先ず、定常走行中に、運転者によりアクセルが踏み込まれるとアクセル開度が上昇し、図５に示すように、時刻Ｔ１において、駆動制御装置６０のハイブリッドＥＣＵがハイブリッド車両１の走行状態を切り換えるように駆動制御を開始する。

このような駆動制御が開始されると、図６に示すような処理を実行するプログラムが呼出される。そして、ハイブリッドＥＣＵは、車両速度や自動変速機５０の変速比などに基づいて、エンジン１０の目標回転数Ｎｔを算出する（Ｓ１０１）。ハイブリッドＥＣＵは、エンジン回転数Ｎｅが算出した目標回転数Ｎｔとなるように、エンジンＥＣＵに対して同期制御を実行するように指令信号を出力する。この指令信号を入力して、エンジンＥＣＵの同期制御部６１は、エンジン回転数Ｎｅに基づいてスロットル開度を調整するように同期制御を開始する（Ｓ１０２）。これにより、エンジン回転数Ｎｅが所定勾配で上昇し始める。

次に、クラッチＥＣＵの係合開始期間算出部６５は、係合開始期間Ｔｃを算出する（Ｓ１０３）。ここでは、係合開始期間算出部６５は、現在のモータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を取得し、図３に示すマップに基づいて係合開始期間Ｔｃを取得する。続いて、ハイブリッドＥＣＵの同期完了時刻算出部６３は、同期制御が完了するであろう同期完了時刻Ｔｅを算出する（Ｓ１０４）。そのため、同期完了時刻算出部６３は、現在のエンジン回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｔとの差分を算出し、この差分およびエンジンの回転数Ｎｅの上昇勾配に基づいて、同期完了時刻Ｔｅを算出する。

続いて、駆動制御装置６０は、現在（時刻）から同期完了時刻Ｔｅまでの期間と、係合開始期間Ｔｃとの長さを比較する（Ｓ１０５）。係合開始期間Ｔｃの方が長い場合に（Ｓ１０５：Ｎｏ）、クラッチ機構３０の接続制御を開始するには適さないものと判断し、Ｓ１０４に戻る。そして、同期完了時刻算出部６３は、再び同期完了時刻Ｔｅを算出する（Ｓ１０４）。これは、変動する車両状態によって、エンジン回転数Ｎｅの上昇勾配が一定とはならなかったり、目標回転数Ｎｔが変わったりする状況に対応するためのものである。よって、同期制御が開始されてからクラッチ機構３０の接続制御が開始されるまでの間に、本実施形態では、Ｓ１０４とＳ１０５を繰り返すようにしている。

その後に、時刻Ｔ２において、現在から同期完了時刻Ｔｅまでの期間が係合開始期間Ｔｃ以下となった場合に（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、ハイブリッドＥＣＵは、クラッチＥＣＵに対してクラッチ機構３０を接続状態に切り換えるように指令信号を出力する。この指令信号を入力して、クラッチＥＣＵのクラッチ機構制御部６４は、ポンプユニット４０に対して電動オイルポンプ４１への制御指令、および電磁弁４２の開閉を切り換えるように制御指令を出力して接続制御を開始する（Ｓ１０６）。これにより、クラッチ機構３０の作動し、切断状態から接続状態へと移行し始める。この時、クラッチ機構３０は、作動開始から係合開始期間Ｔｃを経過するまでは、係合力を発生しておらず、同期制御に影響することがない状態にある。

駆動制御装置６０は、上記のようにクラッチＥＣＵに対して指令信号を出力した後に、接続制御用タイマーをスタートさせる（Ｓ１０７）。そして、クラッチＥＣＵの作動期間算出部６６は、作動期間Ｔｒを算出する（Ｓ１０８）。ここでは、作動期間算出部６６は、現在のモータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を取得し、図４に示すマップに基づいて作動期間Ｔｒを取得する。駆動制御装置６０は、接続制御用タイマーをカウントアップして（Ｓ１０８）、クラッチ機構制御部６４による接続制御が終了したか否かを判定する（Ｓ１０９）。

より具体的には、駆動制御装置６０は、先ず、接続制御用タイマーと作動期間Ｔｒを比較する。これは、駆動制御装置６０がクラッチ機構３０の作動開始から作動期間Ｔｒの経過により、接続制御の終了、即ちクラッチ機構３０が接続状態であるものと判断するためである。さらに、駆動制御装置６０は、現在のエンジン回転数Ｎｅとモータ回転数Ｎｍの差分と閾値Ｎｃｔｈを比較する。これは、クラッチ機構３０がロックアップしているのであれば、エンジン１０と電動モータ２０の各回転軸１１，２３は一体的に回転することになるためである。

何れかの条件を満たさなかった場合に（Ｓ１１０：Ｎｏ）、クラッチ機構３０の接続制御が終了していないものと判断し、Ｓ１０９に戻る。そして、駆動制御装置６０は、再び接続制御用タイマーをカウントアップする（Ｓ１０９）。このように、接続制御が開始されてから作動期間Ｔｒが経過するまでの間は、Ｓ１０９とＳ１１０を繰り返して作動期間Ｔｒだけ待機するように制御するようにしている。その後に、時刻Ｔ３において、何れの条件を満たした場合に（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、クラッチ機構３０が接続状態であるものと判断し、ハイブリッドＥＣＵは、エンジンＥＣＵに対してトルク制御を実行するように指令信号を出力する。この指令信号を入力して、エンジンＥＣＵのトルク制御部６２は、運転者の加速要求に応じたトルク制御を開始する（Ｓ１１１）。駆動制御装置６０は、接続制御用タイマーなどをリセットする処理を行い（Ｓ１１２）、ハイブリッド車両１の走行状態を切り換える駆動制御を終了する。

（駆動制御装置６０による効果）
上述したハイブリッド車両１の駆動制御装置６０によると、クラッチ機構制御部６４は、同期制御の実行中において現在から同期完了時刻Ｔｅまでの期間が係合開始期間Ｔｃ以下となった場合に、クラッチ機構３０の接続制御を実行するものとした。これにより、従来のように、同期制御が完了するのを待機してから接続制御を実行していた構成と比較して、早期に接続制御を開始できるため、電動モータ２０のみを駆動源とする走行状態からエンジン１０と電動モータ２０が駆動源となり得る走行状態の切り換えに要する制御時間を短縮することが可能となる。

また、係合開始期間Ｔｃは、クラッチ機構３０が作動し始めているものの係合力が発生していない状態を維持している。そのため、実際にエンジン１０の駆動力が電動モータ２０に伝達されないので、同期制御には影響が及ばないようにしている。そして、同期制御が完了すると、その後に従来よりも早く、クラッチ機構３０によってエンジン１０の駆動力が伝達し始め、全体として同期制御およびクラッチ機構３０の接続制御に要する時間を短縮することができる。そうすると、その後に実行されるエンジン１０のトルク制御の開始を早期化することができるので、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させることが可能となる。

係合開始期間算出部６５は、クラッチ機構３０が一体的に設けられた電動モータ２０のモータ回転数Ｎｍとクラッチ機構３０に供給される作動油の油温とを含む車両状態に基づいて係合開始期間Ｔｃを算出するものとした。同様に、作動期間算出部６６は、モータ回転数Ｎｍと作動油の油温とを含む車両状態に基づいて作動期間Ｔｒを算出するものとした。本実施形態において例示したクラッチ機構３０の構成においては、クラッチ機構３０の油圧機構にはモータ回転数Ｎｍに応じた遠心油圧が生じ、クラッチ機構３０の係合開始期間Ｔｃおよび作動期間Ｔｒに影響することが考えられる。また、クラッチ機構３０は作動油の供給状態によって作動することから、作動油の油温が係合開始期間Ｔｃおよび作動期間Ｔｒに影響することが考えられる。

そこで、これらモータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を勘案することにより、係合開始期間Ｔｃまたは作動期間Ｔｒをより正確に算出することができる。これにより、同期制御に影響しないようにクラッチ機構３０の接続制御を早期に開始することができるとともに、好適にトルク制御を開始することができる。これにより、駆動制御装置は、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させることが可能となる。

＜実施形態の変形態様＞
本実施形態において、駆動制御装置６０の制御対象であるクラッチ機構３０は、電動モータ２０とともにクラッチモジュールＭＤを構成するものとした。これに対して、ハイブリッド車両１においてエンジン１０の係合力を係脱するクラッチ機構であれば、電動モータ２０と別体に構成されるものであっても駆動制御装置を適用することができる。

また、本実施形態のクラッチモジュールＭＤではクラッチ機構３０が電動モータ２０の回転軸に一体的に設けられるものとしたが、クラッチ機構がエンジン１０の回転軸に一体的に設けられるようにしてもよい。この場合において、係合開始期間Ｔｃおよび作動期間Ｔｒの算出に際して駆動源の回転数を勘案するためには、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出するようにすることが好適である。さらに、本実施形態のクラッチモジュールＭＤは、ノーマルクローズタイプを例示して説明したが、液圧が供給された場合にロックアップし、液圧が供給されない常態において切断状態となるノーマルオープンタイプとしてもよい。このような場合においても、駆動制御装置６０を適用することで同様の効果を奏する。

また、駆動制御装置６０は、本実施形態において、クラッチ機構３０の係合開始期間Ｔｃおよび作動期間Ｔｒについてモータ回転数Ｎｍおよび作動油の油温を含む車両状態に基づいて算出するものとした。これに対して、係合開始期間Ｔｃおよび作動期間Ｔｒは、予め設定された定数としたり、経年変化を勘案した係数を掛け合わせたりすることで算出するようにしてもよい。

その他に、駆動制御装置６０は、駆動制御においてクラッチ機構３０の接続制御を開始する前に、現在から同期完了時刻Ｔｅまでの期間が係合開始期間Ｔｃよりも長い場合には、同期完了時刻Ｔｅを再度算出する（Ｓ１０４）ものとした。これに対して、駆動制御装置６０は、例えば、同期完了時刻Ｔｅを１回だけ算出し、その後に現在から同期完了時刻Ｔｅまでの期間と係合開始期間Ｔｃとの差分だけ待機してから接続制御を開始するようにしてもよい。このような構成においても本実施形態と同様の効果を奏する。但し、より正確な同期完了時刻Ｔｅを算出し、同期制御に影響することなく接続制御を早期に開始するためには、本実施形態で例示した態様が好適である。

また、同期完了時刻算出部６３は、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｔまで上昇する時刻を同期完了時刻Ｔｅとして算出した。これに対して、同期完了時刻算出部６３は、エンジン回転数Ｎｅがモータ回転数Ｎｍまで上昇する時刻を同期完了時刻Ｔｅとして算出するようにしてもよい。つまり、エンジン回転数Ｎｅとモータ回転数Ｎｍの回転数差が所定値以下となった状態を同期したものして制御するようにしてもよい。このような構成においても、エンジン回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｔまで上昇させる制御に対する影響を抑制しつつ、より早期にクラッチ機構３０の接続制御を開始できる。よって、駆動制御に要する時間を短縮できるので、運転者の加速要求または減速要求への応答性を向上させることができる。

１：ハイブリッド車両
１０：エンジン（駆動源）、 １１：軸部材（回転軸）
２０：電動モータ（駆動源）、 ２１：ロータ、 ２２：ステータ
２３：出力部材（回転軸）、 ２４：連結部材
３０：クラッチ機構、 ３１：クラッチプレート、 ３２：プレッシャープレート
３３：ピストン部材、 ３４：シリンダ空間、 ３５：スプリング
４０：ポンプユニット、 ４１：電動オイルポンプ、 ４２：電磁弁
５０：自動変速機、 ５１：トルクコンバータ、 ５２：出力シャフト
６０：駆動制御装置、 ６１：同期制御部、 ６２：トルク制御部
６３：同期完了時刻算出部、 ６４：クラッチ機構制御部
６５：係合開始期間算出部、 ６６：作動期間算出部
９１：エンジン回転数センサ、 ９２：モータ回転数センサ、 ９３：車輪速度センサ
ＭＤ：クラッチモジュール、 Ｈ：ハウジング、 Ｈｐ：油路
ＤＦ：デファレンシャル機構、 Ｗｒ：右車輪、 Ｗｌ：左車輪
Ｔｅ：同期完了時刻、 Ｔｃ：係合開始期間、 Ｔｒ：作動期間
Ｎｅ：エンジン回転数、 Ｎｍ：モータ回転数、 Ｎｔ：目標回転数

Claims (6)

1. エンジンおよび電動モータを駆動源とし、前記エンジンの駆動力を係脱するクラッチ機構を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記クラッチ機構を切断状態から接続状態へと作動させる場合に、前記エンジンの回転数が前記電動モータの回転数と同期するように同期制御を実行する同期制御部と、
   前記同期制御の実行中において当該同期制御が完了する同期完了時刻を、車両状態に基づいて算出する同期完了時刻算出部と、
   前記クラッチ機構が切断状態から接続状態へと移行する際に、当該クラッチ機構の作動開始から駆動力が伝達し始めるまでの係合開始期間を、車両状態に基づいて算出する係合開始期間算出部と、
   前記同期制御の実行中において現在から前記同期完了時刻までの期間が前記係合開始期間以下となった場合に、前記クラッチ機構が接続状態となるように接続制御を実行するクラッチ機構制御部と、
   を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 請求項１において、
   前記エンジンまたは前記電動モータの回転軸に前記クラッチ機構が一体的に設けられ、
   前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、
   前記係合開始期間算出部は、前記回転軸の回転数を含む前記車両状態に基づいて前記係合開始期間を算出するハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、
   前記係合開始期間算出部は、前記作動油の油温を含む前記車両状態に基づいて前記係合開始期間を算出するハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記クラッチ機構制御部による前記接続制御が実行される際に、現在の車両状態に基づいて、前記クラッチ機構の作動開始から作動終了までの作動期間を算出する作動期間算出部と、
   前記クラッチ機構が接続状態である場合に、現在の車両状態に基づいて前記エンジンのトルク制御を実行するトルク制御部と、
   をさらに備え、
   前記同期制御を実行する場合に、前記クラッチ機構制御部による前記接続制御が開始されてから前記作動期間算出部により算出された前記作動期間を経過すると、前記クラッチ機構が接続状態であるものと判断して前記トルク制御を開始させるハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項４において、
   前記エンジンまたは前記電動モータの回転軸に前記クラッチ機構が一体的に設けられ、
   前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、
   前記作動期間算出部は、前記回転軸の回転数を含む前記車両状態に基づいて前記作動期間を算出するハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 請求項４または５において、
   前記クラッチ機構制御部は、前記クラッチ機構に供給する作動油の供給状態を制御することにより、前記クラッチ機構の作動を制御し、
   前記作動期間算出部は、前記作動油の油温を含む前記車両状態に基づいて前記作動期間を算出するハイブリッド車両の駆動制御装置。
   

Images