JP2013136326A

JP2013136326A - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP2013136326A
Application number: JP2011288938A
Authority: JP
Inventors: Shogo Machida; 彰吾町田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP5896734B2

Abstract

【課題】電動機による走行から内燃機関による走行に切り替えるときに、変速制御に必要な制御量を抑制しつつ、充分な締結力にてスムーズにクラッチを締結する。
【解決手段】ＨＥＶＣＵ，ＴＣＵ，ＥＣＵおよびＭＣＵはそれぞれ協働して、アクセルセンサからの加速要求信号の入力によりモータ走行（電動機）からエンジン走行（内燃機関）に切り替えるときに、エンジン１１を始動して回転数噴け上げ制御を行い、プライマリプーリ２３の回転数をエンジン１１の回転数に近付けるために無段変速機１８を変速する変速制御を行い、エンジン１１の回転数とプライマリプーリ２３の回転数との差が小さくなるに連れて、油圧クラッチ１６を徐々に締結するクラッチ締結制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、地球温暖化などの環境悪化の抑制や省エネルギ対策等により、駆動源として内燃機関（エンジン）および電動機（モータ）を備え、低燃費を実現するハイブリッド車両の開発が進んでいる。このようなハイブリッド車両は、エンジンおよびモータに加えて、両者間で互いに動力を伝達し得る締結状態、または互いに動力を伝達しない遮断状態とするクラッチを備えている。また、クラッチとモータとの間には、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを有する無段変速機（ＣＶＴ）が設けられている。プライマリプーリ（入力側）とセカンダリプーリ（出力側）との間には、巻き掛け伝動要素としてのプーリーベルトが巻き掛けられており、プライマリプーリに対するプーリーベルトの巻き掛け径を調整することで、無段変速機の変速比を調整できるようにしている。ここで、クラッチおよび変速比の制御は、車両の状態信号（アクセル信号，ブレーキ信号，車載バッテリの充電状態（ＳＯＣ）信号等）に基づいてコントロールユニットにより行われる。

ハイブリッド車両を制御する技術としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術は、ハイブリッド車両をモータ走行からエンジン走行に切り替えるときに、クラッチ締結時の滑りを減少させ、クラッチ締結時におけるショック（振動）の発生を低減するようにしている。具体的には、クラッチを開放した状態（遮断状態）のもとでエンジンを始動させ、ＣＶＴの入力速度（プライマリプーリの回転数）を変速比の制御により調整し、これによりエンジンの回転数とプライマリプーリの回転数とを近付けて、両者の差が所定の範囲内となったときにクラッチを締結するよう制御する。これにより、回転数の差が大きいことに起因するクラッチの滑りやショックの発生を抑制している。

特開２００８−１６２３１５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置においては、変速制御（制御量Ａ）およびクラッチ締結制御（制御量Ｂ）に対して、それぞれの制御量Ａ，Ｂの割合を調整すること、つまり制御量Ａを大きくして制御量Ｂを小さくする等の調整を行っていない。例えば、制御量をオイルポンプが吐出する油量とした場合、変速制御に用いる油量が充分であったとしても、クラッチ締結制御に用いる油量が不足するようなことが起こり得る。つまり、変速制御を素早くできる一方で、クラッチを確実に締結できない状態になる等の不具合を生じ得る。特に、モータ走行からエンジン走行に切り替える場合には、車載バッテリのＳＯＣは低下している場合があり、ひいてはオイルポンプ等を駆動するためのエネルギ不足が起こり、上述のような不具合を生じ易い。そこで、このような不具合を解消するために、上述した制御量Ａ，Ｂの割合を調整できるよう工夫した制御ロジックとするのが望ましい。

本発明の目的は、電動機による走行から内燃機関による走行に切り替えるときに、変速制御に必要な制御量を抑制しつつ、充分な締結力にてスムーズにクラッチを締結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。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とするクラッチと、前記電動機に接続されるプライマリプーリ、および車軸に接続されるセカンダリプーリを備え、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の巻き掛け伝動要素の巻き掛け径を変化させる無段変速機とを備え、前記コントロールユニットは、前記状態信号の入力により前記電動機による走行から前記内燃機関による走行に切り替えるときに、前記内燃機関を始動して回転数噴け上げ制御を行い、前記プライマリプーリの回転数を前記内燃機関の回転数に近付けるために前記無段変速機を変速する変速制御を行い、前記内燃機関の回転数と前記プライマリプーリの回転数との差が小さくなるに連れて、前記クラッチを徐々に締結するクラッチ締結制御を行うことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記コントロールユニットは、前記クラッチ締結制御の前段において、前記クラッチを締結させない程度に制御する締結準備動作を行い、このときの前記変速制御の変速速度を、前記クラッチ締結制御の後段における変速速度よりも速い変速速度とすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、状態信号の入力により電動機による走行から内燃機関による走行に切り替えるときに、内燃機関を始動して回転数噴け上げ制御を行い、プライマリプーリの回転数を内燃機関の回転数に近付けるために無段変速機を変速する変速制御を行い、内燃機関の回転数とプライマリプーリの回転数との差が小さくなるに連れて、クラッチを徐々に締結するクラッチ締結制御を行う。これにより、回転数差が小さくなるに連れて変速制御に用いる制御量を小さくしていき、その分、クラッチ締結制御に用いる制御量を大きくしていく制御ロジックを構築できる。したがって、変速制御に用いる制御量を抑えて、充分な締結力で安定したクラッチ締結制御を実現できる。このとき、クラッチの締結動作は徐々に行われるため、クラッチ締結時におけるショックの発生を確実に防止できる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、クラッチ締結制御の前段において、クラッチを締結させない程度に制御する締結準備動作を行い、このときの変速制御の変速速度を、クラッチ締結制御の後段における変速速度よりも速い変速速度とするので、電動機による走行から内燃機関による走行への切り替えの初期段階において、内燃機関の回転数とプライマリプーリの回転数との差を迅速に小さくできる。したがって、走行モードの切り替え（電動機走行から内燃機関走行）に掛かる時間が長くなるのを抑制することができる。

ハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図である。図１の駆動装置を制御する制御装置の概要を示すブロック図である。図２の制御装置の動作内容を説明するフローチャート図である。モータ走行からエンジン走行に移行する状態を説明するタイミングチャート図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１はハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図を、図２は図１の駆動装置を制御する制御装置の概要を示すブロック図をそれぞれ表している。

ハイブリッド車両（図示せず）は、図１に示すようなハイブリッド駆動装置１０を備えている。ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両の前方側に搭載され、エンジン（内燃機関）１１およびモータ（電動機）１２を備えている。エンジン１１は、クランクシャフト（出力軸）１１ａを備え、クランクシャフト１１ａの一端側（図中左側）はエンジン１１内に配置され、クランクシャフト１１ａの他端側（図中右側）はモータ１２に向けて延ばされている。

エンジン１１の側部には、エンジン１１を始動するスタータとしての機能に加え、エンジン１１の駆動により発電するオルタネータとしての機能を有するＩＳＧモータ１３が設けられている。ＩＳＧモータ１３は回転軸１３ａを備え、当該回転軸１３ａの一端側にはギヤ１３ｂが設けられている。回転軸１３ａのギヤ１３ｂは、クランクシャフト１１ａの一端側に設けられたギヤ１１ｂに噛み合わされており、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは互いに動力伝達可能となっている。ただし、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは、ギヤの噛み合いに限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等を介して動力伝達可能としても良い。

モータ１２は、回転軸１２ａが固定された回転子１２ｂを備え、例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を有する３相のブラシレスＤＣモータにより構成されている。モータ１２は、車室内等（図示せず）に搭載された制御装置４０（図２参照）により力行駆動または回生駆動され、力行駆動することでハイブリッド車両はモータ走行し、回生駆動することで運動エネルギを電気エネルギとして回収し、車載バッテリ（図示せず）を充電するようになっている。

エンジン１１のクランクシャフト１１ａとモータ１２の回転軸１２ａとの間には、エンジン１１側から、トルクコンバータ１４，第１ワンウェイクラッチ１５，油圧クラッチ１６，第２ワンウェイクラッチ１７および無段変速機１８が設けられている。

第１ワンウェイクラッチ１５は、第１ギヤ機構１９を介して油圧ポンプ２０のエンジン１１側に接続され、第２ワンウェイクラッチ１７は、第２ギヤ機構２１を介して油圧ポンプ２０のモータ１２側に接続されている。つまり、油圧ポンプ２０は、エンジン１１の一方向への回転およびモータ１２の一方向への回転により一方向に回転駆動されるようになっている。すなわち、油圧ポンプ２０は、エンジン１１およびモータ１２のいずれか一方の、回転が速い方によって回転駆動される。なお、油圧ポンプ２０においてもギヤによる回転駆動に限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等により回転駆動するようにしても良い。

トルクコンバータ１４は、ポンプインペラ１４ａおよびタービンランナ１４ｂを備え、ポンプインペラ１４ａとタービンランナ１４ｂとの間には、ステータ１４ｃが設けられている。トルクコンバータ１４の内部には、比較的粘度の低いオイル（図示せず）が循環するようになっており、ポンプインペラ１４ａの回転に伴うオイルの慣性力がタービンランナ１４ｂに伝達され、これによりタービンランナ１４ｂに固定された出力軸１４ｄが回転するようになっている。

クランクシャフト１１ａの他端側はポンプインペラ１４ａを介して第１ワンウェイクラッチ１５に接続され、出力軸１４ｄの他端側は油圧クラッチ１６の固定ケース１６ａに接続されている。また、ステータ１４ｃは、トルクコンバータ１４，油圧クラッチ１６，無段変速機１８等を収容する変速機ケース（ハウジング）２２に固定されている。さらに、モータ１２を形成する回転軸１２ａの一端側は油圧クラッチ１６の移動部材１６ｂに接続されている。

油圧クラッチ１６は、出力軸１４ｄに固定された固定ケース１６ａと、回転軸１２ａに固定されて固定ケース１６ａに向けて移動する移動部材１６ｂとを備えている。移動部材１６ｂは、油圧ポンプ２０からの油液の供給により固定ケース１６ａに向けて移動するようになっている。そして、油圧クラッチ１６に油液を供給することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａに向けて移動し、その後、両者は一体となって互いに駆動力が伝達される締結状態となる。また、油圧クラッチ１６から油液を排出することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａから後退（離間）して駆動力が伝達されない遮断状態となる。ここで、油圧クラッチ１６は、油液の供給量に応じて締結力が比例するようになっている。つまり、油液の供給量を増加させると、これに伴い締結力も増加するようになっている。

無段変速機１８は、油圧クラッチ１６とモータ１２との間に設けられ、エンジン１１やモータ１２の回転数を変速して出力するようになっている。無段変速機１８は、プライマリプーリ２３およびセカンダリプーリ２４を備え、各プーリ２３，２４間には巻き掛け伝動要素としてのチェーン２５が巻き掛けられている。

プライマリプーリ２３は回転軸１２ａ上に設けられ、回転軸１２ａに固定された固定シーブ２３ａと、回転軸１２ａの軸方向に移動可能な可動シーブ２３ｂとを備えている。つまり、プライマリプーリ２３はモータ１２に接続されている。プライマリプーリ２３には、油圧ポンプ２０から油液が給排されるようになっており、プライマリプーリ２３に油液を供給することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａに向けて移動し、その結果、プライマリプーリ２３に対するチェーン２５の巻き掛け径が大きくなり、ひいては変速比が高速側に変化する。一方、プライマリプーリ２３から油液を排出することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａから離れて、上記とは逆にチェーン２５の巻き掛け径が小さくなり、ひいては変速比が低速側に変化する。

セカンダリプーリ２４は回転軸１２ａに対して平行となった平行軸２６上に設けられ、平行軸２６に固定された固定シーブ２４ａと、平行軸２６の軸方向に移動可能な可動シーブ２４ｂとを備えている。セカンダリプーリ２４には、油圧ポンプ２０から油液が供給されるようになっており、セカンダリプーリ２４に油液を供給することで、可動シーブ２４ｂは固定シーブ２４ａに向けて移動し、これにより変速時等にチェーン２５が弛むのを防止している。よって、プライマリプーリ２３とセカンダリプーリ２４との間で、動力伝達を効率良く行えるようになっている。

プライマリプーリ２３から伝達されるセカンダリプーリ２４の駆動力は、平行軸２６，第３ギヤ機構２７および出力クラッチ２８を介して駆動シャフト２９に伝達されるようになっている。駆動シャフト２９に伝達された駆動力は、ディファレンシャルギヤ３０を介して、駆動輪が装着された車軸３１に出力されるようになっている。つまり、セカンダリプーリ２４は車軸３１に動力伝達可能に接続されている。ここで、出力クラッチ２８は、油圧ポンプ２０からの油液の給排により締結状態または遮断状態となる。具体的には、シフトポジションがドライブ（Ｄ）かリバース（Ｒ）のときに締結状態となり、シフトポジションがパーキング（Ｐ）かニュートラル（Ｎ）のときに遮断状態となる。

次に、以上のように形成したハイブリッド駆動装置１０を制御する制御装置４０について、図面を用いて詳細に説明する。

図２に示すように、制御装置４０は、ハイブリッド駆動装置１０（図１参照）を統括的に制御するＨＥＶＣＵ（ハイブリッド車両コントロールユニット）４１を備え、当該ＨＥＶＣＵ４１には、ＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）４２，ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）４３，ＭＣＵ（モータコントロールユニット）４４およびＩＳＧモータ１３が電気的に接続されている。ここで、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４は、本発明におけるコントロールユニットを構成している。

ＨＥＶＣＵ４１には、ハイブリッド車両の走行状態信号（状態信号）を出力するアクセルセンサ４５，ブレーキセンサ４６およびシフトポジションセンサ４７が電気的に接続されている。アクセルセンサ４５は、操作者によるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み操作により加速要求信号αを出力し、ブレーキセンサ４６は、操作者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込み操作により減速（停止）要求信号ＳＴを出力し、シフトポジションセンサ４７は、操作者によるシフトレバー（図示せず）のチェンジ操作によりドライブ信号Ｄやパーキング信号Ｐ等を出力する。これによりＨＥＶＣＵ４１は、ハイブリッド車両が現在どのような走行状態にあるのか（加速状態，減速状態，停止状態等）を演算して把握し、ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３，ＭＣＵ４４およびＩＳＧモータ１３に対して要求信号や駆動信号等、種々の信号を出力し、ハイブリッド車両を統括的に制御する。

ＴＣＵ４２には、油圧クラッチソレノイド１６ｃ，供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃが電気的に接続されている。ＴＣＵ４２は、ＨＥＶＣＵ４１からの油圧クラッチ要求信号ＣＬに基づいて油圧クラッチソレノイド１６ｃを駆動し、これにより油圧クラッチ１６（図１参照）への油液の供給量を制御するようになっている。また、ＴＣＵ４２は、ＨＥＶＣＵ４１からの変速比要求信号ＳＣに基づいて供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃをそれぞれ駆動し、これにより無段変速機１８（図１参照）を変速する変速制御を行うようになっている。さらに、ＴＣＵ４２からは、油圧クラッチ１６の現在の状態および無段変速機１８の現在の状態がフィードバック信号ＦＢ１としてＨＥＶＣＵ４１に出力され、これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＴＣＵ４２に補正制御等を加え、油圧クラッチ１６の締結状態および無段変速機１８の変速状態を最適制御できるようにしている。

ＥＣＵ４３には、エンジン１１の補機類である燃料噴射装置１１ｃ，スロットル装置１１ｄおよび点火装置１１ｅが電気的に接続されている。ＥＣＵ４３は、ＨＥＶＣＵ４１からのエンジントルク要求信号ＴＱＥ，噴け上げ要求信号ＴＨおよび噴け上げ目標回転数ＴＮに基づき、燃料噴射装置１１ｃ，スロットル装置１１ｄおよび点火装置１１ｅをそれぞれ所定のタイミングで制御するようになっている。また、ＥＣＵ４３からは、エンジン１１の現在の状態、つまりエンジン１１の現在の回転数やエンジン１１が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ２としてＨＥＶＣＵ４１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＥＣＵ４３に補正制御等を加え、エンジン１１の回転数やエンジン１１の駆動トルクを最適制御できるようにしている。

ＭＣＵ４４には、モータ１２が電気的に接続されている。ＭＣＵ４４は、ＨＥＶＣＵ４１からのモータトルク要求信号ＴＱＭに基づき、モータ１２を駆動制御するようになっている。ここで、モータ１２の駆動制御は、インバータ（図示せず）を介して行われ、当該インバータは車載バッテリ（リチウムイオン二次電池等）からの電力を３相に変換して駆動電流を生成し、生成した駆動電流をモータ１２に供給するようになっている。また、ＭＣＵ４４からは、モータ１２の現在の状態、つまりモータ１２の現在の回転数やモータ１２が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ３として、ＨＥＶＣＵ４１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＭＣＵ４４に補正制御等を加え、モータ１２の回転数やモータ１２の駆動トルクを最適制御できるようにしている。

ＨＥＶＣＵ４１には、ＩＳＧモータ１３が電気的に接続されており、ＨＥＶＣＵ４１は、ＩＳＧモータ１３に対してクランキング要求信号ＣＲを出力するようになっている。ここで、クランキング要求信号ＣＲは、ＩＳＧモータ１３をスタータとして駆動するための駆動電流であって、ＩＳＧモータ１３は、クランキング要求信号ＣＲを受けるとエンジン１１を始動するようになっている。つまり、クランキング要求信号ＣＲは、種々の条件が揃ってハイブリッド車両をモータ走行からエンジン走行に移行させる際に出力されるようになっている。

次に、以上のように形成した制御装置４０の動作内容について、図面を用いて詳細に説明する。

図３は図２の制御装置の動作内容を説明するフローチャート図を、図４はモータ走行からエンジン走行に移行する状態を説明するタイミングチャート図をそれぞれ表している。

ハイブリッド車両が定速でモータ走行中に、例えば登坂路に差し掛かる等して車速が低下すると、運転者はアクセルペダルの踏み込み操作を行うようになる。この運転者のアクセルペダルの踏み込み操作に基づいて、ＨＥＶＣＵ４１にはアクセルセンサ４５からの加速要求信号α（図２参照）が入力される。すると、加速要求信号αのＨＥＶＣＵ４１への入力をトリガとして、図３に示すフローチャート（走行モード移行処理）が実行される（ステップＳ１）。

ただし、アクセルペダルの踏み込み操作により走行モード移行処理をスタートさせずに、その他の状態信号をトリガとして走行モード移行処理をスタートさせても良い。例えば、車載バッテリのＳＯＣが低下してモータ走行が困難な場合に、このときのＳＯＣの低下を示すＳＯＣ低下信号の検出をトリガとしても良い。この場合、ＳＯＣ低下信号が車両の状態信号となる。

ハイブリッド車両が定速でモータ走行しているときは、ハイブリッド駆動装置１０（図１参照）は、図４の時間ｔ１以前のモータ走行領域に示す状態となっている。つまり、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が無く、油圧クラッチ１６（図１参照）は遮断状態（開放状態）となっている。また、ハイブリッド車両が登坂路に差し掛かったことでプライマリプーリ２３の回転数は徐々に低下していき、このときは未だエンジン１１は停止状態なのでエンジン１１（タービンランナ１４ｂ）の回転数はゼロのままである。さらには、エンジントルク要求信号ＴＱＥの出力は無く、油圧クラッチ１６への供給油量（制御量）もゼロとなっている。

モータ走行中に車速が低下して、運転者によりアクセルペダルの踏み込み操作が行われると、その後、図３に示すステップＳ２において、エンジン走行に移行するか否かを判定する。ここで、エンジン走行に移行するか否かの判定は、ＨＥＶＣＵ４１によって行われ、具体的には、アクセルセンサ４５からの加速要求信号αの大きさや車載バッテリのＳＯＣの状態等に基づいて行われる。

ステップＳ２でｎｏ判定の場合、つまりエンジン１１によるエンジン走行に移行する必要が無く、モータ１２で充分に加速できる場合には、ステップＳ２の判定を繰り返し行う。一方、ステップＳ２でｙｅｓ判定の場合には、エンジン走行に移行する必要があるとして、ステップＳ３に進む。ここで、ステップＳ２でｎｏ判定する場合とは、アクセルペダルの踏み込み操作量が少なくてアクセルセンサ４５からの加速要求信号αが小さく、車載バッテリのＳＯＣが充分である場合等である。一方、ステップＳ２でｙｅｓ判定する場合とは、アクセルペダルの踏み込み操作量が多くてアクセルセンサ４５からの加速要求信号αが大きく、車載バッテリのＳＯＣが不足している場合等である。

ステップＳ３では、モータ走行からエンジン走行に移行するために、ＨＥＶＣＵ４１は、クランキング要求信号ＣＲをＩＳＧモータ１３に出力し、これによりエンジン１１を始動させる。また、ＨＥＶＣＵ４１は、噴け上げ要求信号ＴＨをＥＣＵ４３に出力し、エンジン１１の回転数を増加させる回転数噴け上げ制御を実行する。さらに、ＨＥＶＣＵ４１は、油圧クラッチ要求信号ＣＬおよび変速比要求信号ＳＣをＴＣＵ４２に出力し、クラッチ締結制御と変速制御とを実行する。

ステップＳ４では、クラッチ締結制御の前段の動作（図４の時間ｔ１〜ｔ２）として、油圧クラッチ１６の締結を準備する締結準備動作を実行する。締結準備動作においては、ＴＣＵ４２によって油圧クラッチソレノイド１６ｃが駆動され、油圧ポンプ２０から油圧クラッチ１６に向けて、当該油圧クラッチ１６を締結させない程度の油液を供給する。つまり、図４の時間ｔ１〜ｔ２間に示すように、締結準備動作中においては、油圧クラッチ１６への制御量（油量）は低く抑えられた状態、つまり油液の消費量（エネルギ消費量）は低く抑えられた状態となっている。

また、ステップＳ４では、ＨＥＶＣＵ４１により、プライマリプーリ２３の回転数とエンジン１１の回転数との差、つまり回転数差を演算し、当該回転数差が所定のしきい値Ｔｈ１（図４参照）以上であるか否かを判定する。そして、ステップＳ４でｙｅｓ判定の場合、つまり回転数差がしきい値Ｔｈ１以上である場合にはステップＳ５に進む。一方、ステップＳ４でｎｏ判定の場合、つまり回転数差がしきい値Ｔｈ１未満である場合にはステップＳ６に進む。

ステップＳ５では、変速制御の前段の動作（図４の時間ｔ１〜ｔ２）として、第１アップシフト動作を実行する。第１アップシフト動作では、ＨＥＶＣＵ４１からＴＣＵ４２に変速比要求信号ＳＣが出力され、これによりＴＣＵ４２は、供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃをそれぞれ駆動し、変速比の変化量を制限して変速速度（変速比の変化の割合）をＶａに設定する。ここで、図４に示すように、変速速度Ｖａ（実線）は、無段変速機１８の通常制御時における変速速度Ｖｎ（破線）よりも緩やかに（遅く）変化する変速速度に規制（Ｖａ＜Ｖｎ）され、これにより無段変速機１８への制御量（油量）を低めに抑えている。なお、通常制御時における変速速度Ｖｎとは、ハイブリッド車両がエンジン走行状態にあり、油圧ポンプ２０による油液の供給量（油量）を充分に確保できるときの変速速度のことである。

その後、図４に示すように、変速速度Ｖａで無段変速機１８が高速側に変速され、プライマリプーリ２３の回転数が徐々に低下していく。ここで、第１アップシフト動作での変速速度Ｖａは、後述する第２アップシフト動作での変速速度Ｖｂよりも速い変速速度（Ｖａ＞Ｖｂ）に設定されている。このような大小関係で変速速度を設定したのは、第１アップシフト動作時には油圧クラッチ１６が締結準備状態にあり、その分の油液を無段変速機１８で利用できるためである。これにより油圧クラッチ１６への制御量を抑えつつ無段変速機１８への制御量を確保できるため、無段変速機１８の変速速度が過度に低下してしまうのを防止している。

さらにステップＳ５では、ステップＳ３での回転数噴け上げ制御の実行に伴い、ＥＣＵ４３によりスロットル装置１１ｄを作動させ、スロットル開度を大きくなるよう調整する。これによりエンジン１１の運転状態を素早く安定させている。その後、エンジン１１の回転数の上昇に伴い、当該エンジン１１の回転数とプライマリプーリ２３の回転数とが近付いていき、回転数差が徐々に小さくなっていく。また、締結準備動作中（時間ｔ１〜ｔ２）においては、油圧クラッチ１６は遮断状態にあるため、ＨＥＶＣＵ４１からＥＣＵ４３へのエンジントルク要求信号ＴＱＥは小さい値となっており、エンジン１１の駆動により無駄なエネルギを消費するのを抑制している。

ステップＳ５において種々の処理を終えた後は、その上流のステップＳ４に戻る。そして、エンジン１１の回転数とプライマリプーリ２３の回転数との差、つまり回転数差がしきい値Ｔｈ１未満となるまで、ステップＳ４およびステップＳ５の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ６では、回転数差がしきい値Ｔｈ１未満になったことから、クラッチ締結制御の後段の動作（図４の時間ｔ２〜ｔ３）として、油圧クラッチ１６を締結状態とする締結動作を実行する。締結動作においては、ＴＣＵ４２によって油圧クラッチソレノイド１６ｃが駆動され、油圧ポンプ２０から油圧クラッチ１６に向けて、油液が徐々に供給されていく。ここで、油圧クラッチ１６への制御量（油量）は、図４の時間ｔ２〜ｔ３間に示すように、徐々に増加するよう調整される。

また、ステップＳ６では、ＨＥＶＣＵ４１により、プライマリプーリ２３の回転数とエンジン１１の回転数との差が、所定のしきい値Ｔｈ２（図４参照）以上であるか否かを判定する（Ｔｈ２＜Ｔｈ１）。そして、ステップＳ６でｙｅｓ判定の場合、つまり回転数差がしきい値Ｔｈ２以上である場合にはステップＳ７に進む。一方、ステップＳ６でｎｏ判定の場合、つまり回転数差がしきい値Ｔｈ２未満である場合にはステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、変速制御の後段の動作（図４の時間ｔ２〜ｔ３）として、第２アップシフト動作を実行する。第２アップシフト動作では、ＨＥＶＣＵ４１からＴＣＵ４２に変速比要求信号ＳＣが出力され、これによりＴＣＵ４２は、供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃをそれぞれ駆動し、変速比の変化量を制限して変速速度をＶｂに設定する。ここで、図４に示すように、変速速度Ｖｂ（実線）は、第１アップシフト動作時における変速速度Ｖａ（実線）よりも緩やかに（遅く）変化する変速速度に規制（Ｖｂ＜Ｖａ）され、これにより、第１アップシフト動作時よりも無段変速機１８への制御量（油量）を低く抑え、その分の制御量を油圧クラッチ１６の締結動作に用いるようにしている。

その後、図４に示すように、変速速度Ｖｂで無段変速機１８がより緩やかに高速側に変速され、プライマリプーリ２３の回転数が徐々に低下していく。これにより無段変速機１８への制御量を抑えつつ油圧クラッチ１６への制御量を確保し、ひいては油圧クラッチ１６を充分な締結力で締結できるようにしている。このとき、ステップＳ３での回転数噴け上げ制御の実行に伴い、エンジン１１の回転数はさらに上昇していき、その結果、プライマリプーリ２３の回転数とエンジン１１の回転数とはより近付いていく。また、ＨＥＶＣＵ４１からＥＣＵ４３へのエンジントルク要求信号ＴＱＥは徐々に大きい値となり、油圧ポンプ２０はエンジン１１の大きな駆動力（駆動トルク）で回転駆動され、これにより油圧クラッチ１６は充分な制御量で強固に締結されるようになる。さらに油圧クラッチ１６の締結力は、プライマリプーリ２３およびエンジン１１の回転数差が小さくなるに連れて徐々に大きくなり、油圧クラッチ１６の締結時におけるショック（衝撃）の発生を効果的に抑えられるようにしている。

このように、図４の時間ｔ１〜ｔ２間の締結準備動作（第１アップシフト動作）においては、油圧クラッチ１６への制御量を低く抑え、その分の制御量を無段変速機１８の変速制御（変速速度Ｖａ）に利用している。また、図４の時間ｔ２〜ｔ３間の締結動作（第２アップシフト動作）においては、無段変速機１８への制御量を低く抑え（変速速度Ｖｂ）、その分の制御量を油圧クラッチ１６の締結動作に利用している。つまり、油圧クラッチ１６への制御量と無段変速機１８への制御量との割合を調整することで、油圧クラッチ１６のクラッチ締結制御と無段変速機１８の変速制御とのそれぞれ利用するエネルギ不足を解消できるようにしている。

ステップＳ８では、回転数差がしきい値Ｔｈ２未満になったことから、ＴＣＵ４２は、油圧クラッチソレノイド１６ｃを駆動して油圧クラッチ１６を完全に締結し、油圧クラッチ１６の締結動作を完了させる。このとき、一体回転するエンジン１１およびプライマリプーリ２３の回転数は、アクセルセンサ４５からの加速要求信号αの大きさ等に基づいて、ＨＥＶＣＵ４１からＥＣＵ４３に出力される噴け上げ目標回転数ＴＮにより設定されたエンジン走行での最終要求回転数に調整され、これによりモータ走行からエンジン走行への移行が完了（ステップＳ９）する。その後、図４の時間ｔ３以降のエンジン走行領域に移行し、エンジン１１での通常走行および無段変速機１８による通常の変速制御（変速速度Ｖｎ）が実行される。

以上詳述したように、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置４０によれば、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４はそれぞれ協働して、加速要求信号αの入力によりモータ走行からエンジン走行に切り替えるときに、エンジン１１を始動して回転数噴け上げ制御を行い、プライマリプーリ２３の回転数をエンジン１１の回転数に近付けるために無段変速機１８を変速する変速制御を行い、エンジン１１の回転数とプライマリプーリ２３の回転数との差が小さくなるに連れて、油圧クラッチ１６を徐々に締結するクラッチ締結制御を行う。

これにより、回転数差が小さくなるに連れて変速制御に用いる制御量（油量）を小さくしていき、その分、クラッチ締結制御に用いる制御量を大きくしていく制御ロジックを構築できる。したがって、変速制御に用いる制御量を抑えて、充分な締結力で安定したクラッチ締結制御を実現できる。このとき、油圧クラッチ１６の締結動作は徐々に行われるため、油圧クラッチ１６の締結時におけるショック（振動）の発生を確実に防止できる。

また、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置４０によれば、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４はそれぞれ協働して、クラッチ締結制御の前段（図４のｔ１〜ｔ２）において、油圧クラッチ１６を締結させない程度に制御する締結準備動作を行い、このときの変速制御の変速速度Ｖａを、クラッチ締結制御の後段（図４のｔ２〜ｔ３）における変速速度Ｖｂよりも速い変速速度としたので、モータ走行からエンジン走行への切り替えの初期段階において、エンジン１１の回転数とプライマリプーリ２３の回転数との差を迅速に小さくできる。したがって、走行モードの切り替え（モータ走行からエンジン走行）に掛かる時間が長くなるのを抑制することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、エンジン１１の回転数およびプライマリプーリ２３の回転数から両者の回転数差を求めた場合を示したが、本発明はこれに限らず、それぞれの回転数変化量の微分値から予測回転数を算出するようにし、それぞれの予測回転数から回転数差を求めるようにしても良い。この場合、モータ走行からエンジン走行に移行する際の制御速度を速くすることができる。

また、上記実施の形態においては、油圧クラッチ１６への制御量および無段変速機１８への制御量を、何れか一方を大きくし何れか他方を小さくするようそれぞれを制御したものを示したが、本発明はこれに限らず、油圧クラッチ１６に用いる制御量を算出し、これを基準として制御量の総量から無段変速機１８への制御量を決定するようにしても良い。

さらに、上記実施の形態においては、図４の時間ｔ２〜ｔ３において、油圧クラッチ１６への制御量を一定かつ徐々に上昇させた場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えばハイブリッド車両の要求出力（加速要求信号αの大きさ）が大きい場合には、油圧クラッチ１６への制御量の立ち上げを速くするよう制御しても良い。

また、上記実施の形態においては、図４の時間ｔ１〜ｔ２において、無段変速機１８への制御量を一定かつ徐々に下降する変速速度Ｖａとした場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えばハイブリッド車両の要求出力（加速要求信号αの大きさ）が大きい場合には、通常制御時の変速速度Ｖｎ（Ｖｎ＞Ｖａ）として、速やかに油圧クラッチ１６の締結動作を完了させるようにしても良い。

さらに、上記実施の形態においては、油圧ポンプ２０が吐出する油量を制御量とし、油圧ポンプ２０からの油液により油圧クラッチ１６の締結動作および無段変速機１８の変速動作を行うものを示したが、本発明はこれに限らず、油圧ポンプ２０に変えて複数の電動アクチュエータ（クラッチ用および無段変速機用）を設け、各電動アクチュエータの駆動力によりクラッチおよび無段変速機を制御するようにしても良い。この場合、各電動アクチュエータの消費電力量が本発明における制御量となる。

１０ハイブリッド駆動装置
１１エンジン（内燃機関）
１２モータ（電動機）
１６油圧クラッチ（クラッチ）
１８無段変速機
２３プライマリプーリ
２４セカンダリプーリ
２５チェーン（巻き掛け伝動要素）
３１車軸
４０制御装置
４１ＨＥＶＣＵ（コントロールユニット）
４２ＴＣＵ（コントロールユニット）
４３ＥＣＵ（コントロールユニット）
４４ＭＣＵ（コントロールユニット）
α 加速要求信号（状態信号）

Claims

車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とするクラッチと、
前記電動機に接続されるプライマリプーリ、および車軸に接続されるセカンダリプーリを備え、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の巻き掛け伝動要素の巻き掛け径を変化させる無段変速機とを備え、
前記コントロールユニットは、前記状態信号の入力により前記電動機による走行から前記内燃機関による走行に切り替えるときに、前記内燃機関を始動して回転数噴け上げ制御を行い、前記プライマリプーリの回転数を前記内燃機関の回転数に近付けるために前記無段変速機を変速する変速制御を行い、前記内燃機関の回転数と前記プライマリプーリの回転数との差が小さくなるに連れて、前記クラッチを徐々に締結するクラッチ締結制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記コントロールユニットは、前記クラッチ締結制御の前段において、前記クラッチを締結させない程度に制御する締結準備動作を行い、このときの前記変速制御の変速速度を、前記クラッチ締結制御の後段における変速速度よりも速い変速速度とすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。