JP2014234047A

JP2014234047A - 車両制御装置

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Publication number: JP2014234047A
Application number: JP2013115966A
Authority: JP
Inventors: 名倉　立統; Tatsumune Nagura; 立統名倉; 紀彦坂田; Norihiko Sakata
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: JP6140534B2

Abstract

【課題】スロットル開度に比してエンジン回転数が上昇し難い状態が続く場合に、電動モータを始動させて車両の発進を補助する。
【解決手段】HEV-CUは、フィードフォワード（FF）制御によりエンジンの実出力トルクTRQを立ち上げているときに、スロットル開度Toがスロットル開度判定閾値THJD以上の状態が所定時間THTM継続されるような場合に、エンジンの目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差が大きくても、フィードバック（FB）制御に切り換えて電動モータを始動させる。これにより、スロットル開度Toに対してエンジン回転数Neが上昇し難い、所謂、高地ストール発進のような場合に、電動モータを始動させてハイブリッド車両の発進を補助することができる。したがって、ドライバビリティ向上と無段変速機等の保護との両立を図ることが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンおよび電動モータにより駆動輪が駆動される車両を制御する車両制御装置に関する。

従来、エンジンからの出力がトルクコンバータを介して変速機に伝達される車両においては、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれてエンジンの回転数が上昇すると、エンジンの出力トルクがトルクコンバータにより増幅されて、当該増幅された出力トルクが変速機に伝達されるようになっている。

したがって、急登坂路での発進や、縁石などの段差乗り越えのとき、あるいは積載重量が大きい車両等の発進時には、運転者がアクセルペダルを踏み込むことで、トルクコンバータで増幅された出力トルクが変速機に伝達され、ひいては車両を発進させることができる。ここで、通常のアクセルペダルの踏み込みでは車両を発進させることができない状態、つまり運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでエンジンの回転数を上昇させて発進させることを、以下、ストール発進と称する。

このようなストール発進のときには、変速機に出力される出力トルクが過大となり、変速機には大きな負荷が掛かることになる。そのため、エンジンを制御するエンジンコントローラ（EG-CU）は、ストール発進のときに、エンジンの出力トルクを、予め定められたトルクコンバータのストールトルク比（入力側トルクと出力側トルクとの比が最大になる発進時のトルク比）を超えないように制御している。

つまりEG-CUでは、変速機を変速制御するトランスミッションコントローラ（TM-CU）において求めたストールトルク比に基づいて、許容されるエンジントルクの上限値を目標出力トルクとして設定し、発進時のエンジントルクを制御するようになっている。これにより、ストール発進のときに変速機に掛かる負荷が小さくなり、車両の発進性向上と変速機の保護とを両立させることができる。

このようなストール発進時の制御に関する技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された技術は、ストール発進時のエンジン回転数がストール状態の発生とみなすための下限回転数を超えている場合に、エンジン回転数をストール回転数以下とするための目標駆動トルクを設定し、エンジンの出力トルクが目標駆動トルクとなるようにスロットル弁開度を制御することで、自動変速機を過大な入力トルクから保護するようにしている。

特開平９−２９６７４１号公報

ところで、高地は低地よりも空気密度が低く（酸素濃度低）、高地および低地の双方において同じスロットル開度でエンジンを駆動させると、高地でのエンジンの出力トルクの方が低地でのエンジンの出力トルクに比して小さくなる。したがって、ストール発進と見なされてエンジンの出力トルクに制限がかかると、低地では十分にストール発進ができても、高地ではトルク不足となって十分なストール発進ができなくなってしまう。

そこで、エンジントルクの上限値を予め高めに設定しておくことも考えられるが、この場合には、低地におけるストール発進時において、相対的に出力トルクが過多となり、その結果、変速機の耐久性が損なわれるという問題を生じ得る。

また、高地での通常走行時においては、運転者によるアクセルペダルの踏み込み具合に対してエンジンの出力トルクが不足するため、車両のドライバビリティが低下して、運転者に違和感を与えるといった問題も生じ得る。

本発明の目的は、スロットル開度に比してエンジン回転数が上昇し難い状態が続く場合に、電動モータを始動させて車両の発進を補助することができる車両制御装置を提供することにある。

本発明の一態様では、エンジンおよび電動モータにより駆動輪が駆動される車両を制御する車両制御装置であって、前記エンジンおよび前記電動モータを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記エンジンの目標出力トルクに前記エンジンの実出力トルクを近付けるよう前記エンジンをフィードフォワード制御し、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実回転数との差が小さくなると、前記フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り換え、前記フィードフォワード制御中に、スロットル開度の大きい状態が所定時間継続されたら、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実回転数との差が大きくても、前記フィードバック制御に切り換えて前記電動モータを始動させる。

本発明の他の態様では、前記エンジンの目標回転数が、前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられる動力伝達機構の許容回転数よりも小さく設定される。

本発明の他の態様では、前記コントローラは、空気密度が低地よりも低い高地のときに、前記フィードフォワード制御および前記フィードバック制御を実行する。

本発明によれば、コントローラは、フィードフォワード制御によりエンジンの出力トルクを立ち上げているときに、スロットル開度の大きい状態が所定時間継続されるような場合に、エンジンの目標回転数とエンジンの実回転数との差が大きくても、フィードバック制御に切り換えて電動モータを始動させる。これにより、スロットル開度に対してエンジン回転数が上昇し難い、所謂、高地ストール発進のような場合に、電動モータを始動させて車両の発進を補助することができる。したがって、ドライバビリティ向上と変速機等の保護との両立を図ることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を示す概略図である。高地ストール発進制御の制御内容（前段部分）を示すフローチャートである。高地ストール発進制御の制御内容（後段部分）を示すフローチャートである。高地ストール発進制御の制御状態を説明するタイミングチャートである。

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は本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を示す概略図を示している。

図１に示すように、車両としてのハイブリッド車両１０は、駆動系を形成する車両駆動装置２０と、制御系を形成する車両制御装置５０とを備えている。車両駆動装置２０は、駆動源としてのエンジン２１および電動モータ２２を有している。また、車両駆動装置２０には無段変速機２３が設けられており、無段変速機２３にはプライマリプーリ２４およびセカンダリプーリ２５が設けられている。

プライマリプーリ２４の一方側（図中左側）には、トルクコンバータ２６を介してエンジン２１が連結され、プライマリプーリ２４の他方側（図中右側）には、電動モータ２２が連結されている。また、セカンダリプーリ２５には、ヒューズクラッチ２７を介して駆動輪出力軸２８が連結されている。この駆動輪出力軸２８には、ディファレンシャル機構２９および一対のアクスル軸３０を介して一対の駆動輪３１が連結されている。

また、エンジン２１のクランク軸３２には、駆動ベルト３３を介してモータジェネレータ３４が連結されている。モータジェネレータ３４は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、モータジェネレータ３４を用いてクランク軸３２を始動回転させることが可能となっている。

トルクコンバータ２６とプライマリプーリ２４との間には、解放状態と締結状態とに切り換えられる入力クラッチ３５が設けられている。入力クラッチ３５を解放状態に切り換えることにより、プライマリプーリ２４とエンジン２１とを切り離すことが可能となる。これにより、走行モードを「モータ走行モード」に設定することができ、エンジン２１を停止させて電動モータ２２の動力のみを各駆動輪３１に伝達することが可能となる。

一方、入力クラッチ３５を締結状態に切り換えることにより、プライマリプーリ２４とエンジン２１とを接続することが可能となる。これにより、走行モードを「パラレル走行モード」に設定することができ、電動モータ２２およびエンジン２１の動力を各駆動輪３１に伝達することが可能となる。

電動モータ２２と各駆動輪３１との間に設けられる無段変速機２３は、電動モータ２２のロータ軸３６に連結されるプライマリ軸３７と、これに平行となるセカンダリ軸３８とを有している。プライマリ軸３７にはプライマリプーリ２４が設けられており、プライマリプーリ２４の背面側にはプライマリ室３９が区画されている。また、セカンダリ軸３８にはセカンダリプーリ２５が設けられており、セカンダリプーリ２５の背面側にはセカンダリ室４０が区画されている。さらに、プライマリプーリ２４およびセカンダリプーリ２５には駆動チェーン４１が巻き掛けられている。

そして、プライマリ室３９に供給されるプライマリ圧とセカンダリ室４０に供給されるセカンダリ圧とを調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン４１の巻き掛け径を変化させることが可能となる。これにより、プライマリ軸３７からセカンダリ軸３８に対する無段変速が可能となる。なお、無段変速機２３と各駆動輪３１との間に設けたヒューズクラッチ２７は、設定トルクを超えるとスリップ状態となる摩擦クラッチであり、無段変速機２３を保護するためのトルクリミッタとして機能している。

ここで、無段変速機２３，トルクコンバータ２６，ヒューズクラッチ２７，入力クラッチ３５等の油圧系は、本発明における動力伝達機構を構成している。これらの動力伝達機構は、図示しないオイルポンプおよび複数の電磁バルブや油路を備えたバルブ装置により制御されるようになっている。

電動モータ２２には、３本の電源線４２を介して三相出力型のインバータ４３が接続されている。また、インバータ４３には、高電圧バッテリ４４が接続されている。そして、インバータ４３の内部に設けられた各スイッチング素子（図示せず）を開閉制御することにより、電動モータ２２の駆動状態（出力トルクや回転数等）が制御されるようになっている。

図１に示すように、車両制御装置５０は、ハイブリッド車両コントロールユニット（HEV-CU）５１を備えている。このHEV-CU５１は、本発明におけるコントローラを構成しており、ハイブリッド車両１０を統括的に制御するようになっている。

車両制御装置５０は、HEV-CU５１に加えて、エンジンコントロールユニット（EG-CU）５２，トランスミッションコントロールユニット（TM-CU）５３およびモータコントロールユニット（M-CU）５４を備えている。これらの各コントローラユニット５１〜５４は、通信線５５を介して接続されており、互いにＣＡＮ通信（Controller Area Network）により車両状態信号等の種々の情報を送受信できるようになっている。

なお、通信線５５には、他の車載コントロールユニット（図示せず）も電気的に接続されており、他の車載コントロールユニットとしては、高電圧バッテリ４４の充電状態等を監視するバッテリコントロールユニット（BT-CU）や、車内のエアコン装置（図示せず）を制御するエアコンコントロールユニット（A/CCU）等が挙げられる。ここで、上述した各コントロールユニットは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを主体に構成されている。

EG-CU５２の入力側には、エンジン回転センサ５６，アクセル開度センサ５７，水温センサ５８，スロットル開度センサ５９が接続されている。エンジン回転センサ５６は、エンジン２１の回転数、つまりクランク軸３２の回転数を検出して、エンジン回転数Ne［rpm］を出力する。アクセル開度センサ５７は、運転者のアクセルペダル（図示せず）の踏込み量であるアクセル開度を検出し、アクセル開度Ao［%］を出力する。水温センサ５８は、エンジン温度の代表である冷却水温度を検出し、水温Wt［℃］を出力する。スロットル開度センサ５９は、エンジン２１に設けられたスロットルバルブ２１ａのスロットル開度を検出し、スロットル開度To［%］を出力する。

また、EG-CU５２の出力側には、燃料噴射装置のインジェクタ（図示せず），点火装置のイグナイタ（図示せず），電子制御スロットルのスロットルバルブ２１ａを駆動するスロットルモータ等、エンジン２１を制御する種々の電装部品（アクチュエータ等）が接続されている。

TM-CU５３の入力側には、ブレーキスイッチ６０，タービン回転センサ６１，車速センサ６２が接続されている。ブレーキスイッチ６０は、運転者のブレーキペダル（図示せず）の踏込／開放を検出してON／OFF信号を出力する。タービン回転センサ６１は、トルクコンバータ２６を形成するタービンランナ２６ａの回転数を検出し、タービン回転数Tn［rpm］を出力する。車速センサ６２は、各アクスル軸３０の回転数を検出し、車速Vs［km/h］を出力する。

また、TM-CU５３の出力側には、無段変速機２３，トルクコンバータ２６，ヒューズクラッチ２７，入力クラッチ３５等、つまりトランスミッション装置に対する油液の給排を制御するバルブ装置の各電磁バルブ（図示せず）が接続されている。

M-CU５４には、通信線５５を介して種々の車両状態信号（アクセル開度Aoやブレーキスイッチ６０のON／OFF信号等）が入力されるようになっている。また、M-CU５４の出力側には、電動モータ２２を駆動するインバータ４３が接続されている。

HEV-CU５１は、通信線５５を介して得たアクセル開度Ao等に基づいて、エンジン２１の目標出力トルクを演算する。そして、EG-CU５２に、エンジン２１の実際の出力トルク（実出力トルク）を目標出力トルクに近付けるように、つまり収束させるようにスロットルバルブ２１ａの開度（スロットル開度）を制御させる。また、これと同時に、周知の燃料制御，点火時期制御等を実行して、EG-CU５２に制御させることにより、エンジン２１の全体が制御されるようになっている。

また、HEV-CU５１は、セレクトレバー（図示せず）がＤレンジ（ドライブ状態）にセットされている場合、通信線５５を介して得たアクセル開度Aoと車速Vsとに基づいて、ＲＯＭ等に予め記憶されている変速パターンを参照して変速タイミングを判定する。そして、TM-CU５３に、バルブ装置の各電磁バルブを制御させて、これによりトランスミッション装置の変速比等が制御される。また、これと同時に、トルクコンバータ２６のロックアップやスリップロックアップ等のトルクコンバータ制御を、TM-CU５３に実行させる。

HEV-CU５１は、さらに、通信線５５を介して得た種々の車両状態信号に基づいて、電動モータ２２の出力トルクや回転数等を演算する。そして、M-CU５４に、インバータ４３の内部に設けられた各スイッチング素子を開閉制御させることにより、電動モータ２２の駆動状態が制御されるようになっている。

ところで、ハイブリッド車両１０をストール発進させるためにアクセルペダルを大きく踏み込むと、トルクコンバータ２６のトルク増幅率が過大となり、無段変速機２３には大きな負荷が掛かることになる。そのため、HEV-CU５１は、ストール発進を検出した場合、まず、無段変速機２３が許容し得るプレエンジントルク上限値PRETRQLIMを演算する。そして、HEV-CU５１は、プレエンジントルク上限値PRETRQLIMを初期値としてエンジントルク上限値TRQLIMを演算し、当該エンジントルク上限値TRQLIMをEG-CU５２へ送信するようになっている（図３のフローチャートを参照）。

EG-CU５２は、受信したエンジントルク上限値TRQLIMを目標出力トルクTRQTとして設定し、実際のエンジン２１の実出力トルクTRQが目標出力トルクTRQTとなるようにスロットルバルブ２１ａの開度を制御する。これにより、ストール発進時において無段変速機２３に過大な負荷が掛かることが防止され、ハイブリッド車両１０の発進性向上と無段変速機２３の保護とを両立させることができる。

しかしながら上述したように、高地においては空気密度が低いため、実出力トルクTRQが目標出力トルクTRQTに到達しない場合が生じ得る。その結果、通常の空気密度（標準大気圧）の低地において可能なストール発進が、高地ではトルク不足により不可能となり得る。そのため、本実施の形態においては、HEV-CU５１により、図２のフローチャートに示すような高地ストール発進制御が実行されるようになっている。

以下、車両制御装置５０の動作である高地ストール発進制御の内容について、図面を用いて詳細に説明する。

図２は高地ストール発進制御の制御内容（前段部分）を示すフローチャートを、図３は高地ストール発進制御の制御内容（後段部分）を示すフローチャートを、図４は高地ストール発進制御の制御状態を説明するタイミングチャートをそれぞれ示している。

まず、図２に示すように、ステップＳ１において、運転者によりイグニッションスイッチ（図示せず）がON操作されたことをトリガとして、車両制御装置５０が始動する。

続くステップＳ２では、車速Vs，アクセル開度Ao，エンジン回転数Ne，ブレーキスイッチ６０からのON／OFF信号等の車両状態信号を読み込み、高地ストール発進フラグSTLSTを設定する。ここで、ステップＳ２で設定される高地ストール発進フラグSTLSTは、以下の条件（１）〜（７）が揃うことで立ち上がる（STLST=１とされる）。
（１）車速Vsが停止判定車速VsSL（≒0）未満（Vs＜VsSL）である。
（２）アクセル開度Aoが高負荷発進判定開度AoSL以上（Ao≧AoSL）である。
（３）エンジン回転数Neがストール発進判定回転数STLSL以上（Ne≧STLSL）である。
（４）プレエンジントルク上限値PRETRQLIMが、想定するエンジントルク上限値TRQLIM以下（PRETRQLIM≦TRQLIM）である。
（５）想定するエンジントルク上限値TRQLIMが、目標出力トルクTRQTと略同一（TRQLIM≒TRQT）である。
（６）例えば、高油温時制御やフェイルセーフ制御等の他の制御が実行されていない。
（７）ブレーキスイッチ６０からOFF信号が出力されている（ブレーキ開放）。

ここで、高負荷発進判定開度AoSLおよびストール発進判定回転数STLSLは、通常の空気密度の低地等でのアクセルペダル操作であれば、十分にストール発進が可能な上限値であり、これらの値は、実験等に基づいて予め設定されている。

ステップＳ３では、ステップＳ２において、高地ストール発進フラグSTLSTが立ち上げられたか否か、つまりSTLST=１であるか否かを判定する。ステップＳ２において、上述の条件（１）〜（７）の全てを満足しているとされた場合には、STLST=１であるのでステップＳ３ではｙｅｓ判定とされて、ステップＳ４に進む。

一方、これとは逆に、ステップＳ２においてSTLST=0とされた場合には、ステップＳ３ではｎｏ判定とされて、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５では、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPをクリア（TRQNEUP=０）するとともに、制御状態CONTSITを高地ストール発進制御ではない制御外（CONTSIT=NON）として、ステップＳ６に進む。

ステップＳ４では、高地ストール発進制御用の目標エンジン回転数STLEGを設定する。この目標エンジン回転数STLEGは、高地ストール発進制御時において、エンジン２１に目標出力トルクTRQTを出力させることができるエンジン回転数の目標値（目標回転数）であって、トルクコンバータ２６や無段変速機２３等の駆動系（動力伝達機構）が許容し得る回転数（許容回転数）よりも低く設定され、しかもその中で最も大きなエンジン回転数に設定されている。ここで、目標エンジン回転数STLEGは、トルクコンバータ２６のストールトルク比、および無段変速機２３内の油液の温度等に基づいて設定されている。

ステップＳ４に続くステップＳ７では、目標エンジン回転数STLEG（目標回転数）とエンジン回転数Ne（実回転数）との差分の絶対値と、微小判定値ΔNe1とを比較して、エンジン回転数Neが目標エンジン回転数STLEGに近付いて略到達したか否か（差が小さくなったか否か）を判定する。

そして、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が、微小判定値ΔNe1以下、つまり「０」に近い値になった場合には、運転者のアクセルペダルの踏み込み操作でエンジン回転数Neが上昇されて、目標エンジン回転数STLEGに略到達したと判定（ｙｅｓ判定）し、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、今回のプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPを、前回の制御周期で得られたプレエンジントルク上限加算値TRQNEUP(n-1)に、両エンジン回転数STLEG，Neの差分から得られるFB項を加算して算出し、制御状態CONTSITを、高地ストール発進制御用のフィードバック制御（FB制御）に切り換えられるようにして、ステップＳ６に進む。

ステップＳ７でｎｏ判定の場合、つまり、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が、微小判定値ΔNe1よりも大きいと判定された場合には、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、ステップＳ２で読み込んだスロットル開度Toが、比較的大きい値を示すスロットル開度判定閾値THJD以上の状態が、所定時間THTM継続しているか否かを判定する。ここで、所定時間THTMは、駆動系に対する高負荷状態の時間を短時間として駆動系をより確実に保護するためにも、例えば、3.0［sec］以内等の短時間に設定するのが望ましい。

ステップＳ９において、スロットル開度Toがスロットル開度判定閾値THJD以上、つまりスロットル開度の大きい状態が所定時間THTM継続された場合（ｙｅｓ判定）には、ステップＳ８に進む。すなわち、スロットル開度Toの大きい状態が続いてしまうような状態においては、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が、微小判定値ΔNe1よりも大きい場合であっても、ステップＳ８に進めるようにして、制御状態CONTSITをフィードバック制御に切り換えられるようにしている。一方、ステップＳ９においてｎｏ判定の場合には、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が、判定値ΔNe2（ΔNe1＜ΔNe2）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０で、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が判定値ΔNe2以上であると判定（ｙｅｓ判定）した場合には、未だエンジン回転数Neが目標エンジン回転数STLEGに近付いていないとして、ステップＳ１１に進む。

一方、ステップＳ１０で、両エンジン回転数STLEG，Neの差分の絶対値が判定値ΔNe2未満であると判定（ｎｏ判定）した場合には、エンジン回転数Neが目標エンジン回転数STLEGに近付いてきたとして、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１１では、今回のプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPを、前回の制御周期で得られたプレエンジントルク上限加算値TRQNEUP(n-1)に、設定増減値ΔUPを加算することにより得る。また、制御状態CONTSITを、高地ストール発進制御用のフィードフォワード制御（FF制御）に設定して、ステップＳ６に進む。これにより、ステップＳ１１では、目標エンジン回転数STLEGに対して、エンジン回転数Neが素早く近付けられるようにしている。

ステップＳ１２では、今回のプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPを、前回の制御周期で得られたプレエンジントルク上限加算値TRQNEUP(n-1)から設定増減値ΔUP減算することにより得る。また、制御状態CONTSITを、高地ストール発進制御用のフィードフォワード制御（FF制御）に設定して、ステップＳ６に進む。これにより、ステップＳ１２では、目標エンジン回転数STLEGに対して、エンジン回転数Neが徐々に近付けられるようにしている。

このように、ステップＳ１１およびステップＳ１２においては、高地ストール発進制御の制御状態CONTSITをFF制御とすることにより、目標エンジン回転数STLEGに対してエンジン回転数Neを素早く近付けつつ、目標エンジン回転数STLEGに対してエンジン回転数Neがオーバーシュート等することなく収束できるようにしている。

ステップＳ６では、ステップＳ８，ステップＳ１１，ステップＳ１２およびステップＳ５を経て設定された制御状態CONTSIT、つまりFB制御またはFF制御または制御外（=NON）を、EG-CU５２，TM-CU５３，M-CU５４にそれぞれ送信する。そして、ステップＳ６において、制御状態CONTSITがFB制御である場合（FB制御に切り換えられた場合）には、M-CU５４は電動モータ２２を始動させて、電動モータ２２のモータトルクMTRQを上昇させる制御を実行し、ひいてはエンジン２１の実出力トルクTRQがアシストされるようになる。つまり、ハイブリッド車両１０には、「実出力トルクTRQ+モータトルクMTRQ」の合計出力トルクが作用して、スムーズなストール発進を可能としている。

ステップＳ８，ステップＳ１１，ステップＳ１２およびステップＳ５で得られたプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPは、図３に示すフローチャートのステップＳ１５およびステップＳ１８で読み込まれ、プレエンジントルク上限値PRETRQLIM、あるいはエンジントルク上限初期値TRQLIMINIに加算されてエンジントルク上限値TRQLIMが設定される。

ステップＳ３で高地ストール発進制御であると判定された直後は、目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの開きが大きいため、エンジントルク上限値TRQLIMは、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPに設定増減値ΔUPを加算した大きな値となり、比較的急勾配の傾斜で増加される。

一方、エンジン回転数Neが目標エンジン回転数STLEGに近付くと、エンジントルク上限値TRQLIMは、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPから設定増減値ΔUPを減算した小さな値となり、比較的緩勾配の傾斜で増加される。

すなわち、ステップＳ３で高地ストール発進制御であると判定されたときから、エンジントルク上限値TRQLIMは、目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差分に対応した勾配で上昇される。

図３に示すように、ステップＳ１３へ進むと、高地ストール発進制御用のプレエンジントルク上限値PRETRQLIMを設定してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、今回の高地ストール発進フラグSTLSTの値と、前回の制御周期で得た高地ストール発進フラグSTLST(n-1)の値とを調べ、STST=1，かつSTLST(n-1)=0である場合、つまり高地ストール発進と判定されて最初のルーチンのとき（ｙｅｓ判定）はステップＳ１５に進み、それ以外の状態（ｎｏ判定）ではステップＳ１７に進む。

ステップＳ１５では、プレエンジントルク上限値PRETRQLIMにプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPを加算してエンジントルク上限値TRQLIMを求めて（TRQLIM=PRETRQLIM＋TRQNEUP）、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、エンジントルク上限初期値TRQLIMINIを、今回求めたプレエンジントルク上限値PRETRQLIMに設定して（TRQLIMINI=PRETRQLIM）、ステップＳ２０に進む。

一方、ステップＳ１７では、高地ストール発進フラグSTLSTの値のみを参照し、STLST=1である場合、高地ストール発進制御中であると判定（ｙｅｓ判定）し、ステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１７において、SRLST=0である場合、高地ストール発進制御中ではないと判定（ｎｏ判定）して、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１８では、ステップＳ１６で設定されたエンジントルク上限初期値TRQLIMINIに、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPを加算してエンジントルク上限値TRQLIMを設定し（TRQLIM=TRQLIMINI＋TRQNEUP）、ステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ１９では、高地ストール発進制御中ではないため、プレエンジントルク上限値PRETRQLIMをそのままエンジントルク上限値TRQLIMに設定して（TRQLIM=PRETRQLIM）、ステップＳ２０に進む。

その後、ステップＳ２０では、ステップＳ１５，ステップＳ１８あるいはステップＳ１９で設定されたエンジントルク上限値TRQLIMをEG-CU５２（図１参照）へ送信する。次いで、ステップＳ２１に進んでリターン処理が施される。

次に、図４のタイミングチャートに基づいて、上述した高地ストール発進制御の制御内容の一例を説明する。例えば、運転者がブレーキペダルから足を離してアクセルペダルを踏み込み、上述した種々条件（１）〜（７）が満たされると、高地ストール発進フラグSTLSTが立ち上げられて（STLST=１）、高地ストール発進と判定される（図４の時間ｔ０の時点）。

これにより、HEV-CU５１による高地ストール発進制御がフィードフォワード制御とされる（CONSIT=FF）。すると、エンジン回転数Neがアイドル回転数IDLから徐々に上昇されるとともに、エンジン２１の実出力トルクTRQがアイドルトルクIDTRQから徐々に上昇されていく。

このとき、高地ストール発進制御用のプレエンジントルク上限値PRETRQLIMが設定され、この値がエンジントルク上限初期値TRQLIMINIとして設定される。ここで、プレエンジントルク上限値PRETRQLIMは実出力トルクTRQの上限値であり、エンジントルク上限値TRQLIMは、高地ストール発進時におけるトルク不足を補うべく、エンジン回転数Neを上昇させるために設定される見かけ上の値となっている。したがって、実出力トルクTRQは、プレエンジントルク上限値PRETRQLIMを超えることはない。

その後、アクセルペダルを踏んでいるにも関わらず、ハイブリッド車両１０が発進しないような場合には、運転者は更にアクセルペダルを踏み込んで、その結果、スロットル開度Toが急激に大きくなっていく。すると、スロットル開度Toが、スロットル開度判定閾値THJDに到達して、ひいてはスロットル開度判定閾値THJD以上の大きい状態となる（図４の時間ｔ１の時点）。

スロットル開度Toが、スロットル開度判定閾値THJD以上の大きい状態となり、当該状態が所定時間THTM継続されている間（図４の時間ｔ１〜ｔ２の間）は、フィードフォワード制御の状態が継続して行われ、高地ストール発進制御用の目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差分に応じてプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPが設定され、このプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPをエンジントルク上限初期値TRQLIMINIに加算して、エンジントルク上限値TRQLIMが設定される。

その際、エンジン回転数Neの上昇が初期段階にあり、目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差分が判定値ΔNe2以上である場合、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPに設定増減値ΔUPを加算して、新たなプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPが設定される。一方、目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差分が判定値ΔNe2よりも小さく、微小判定値ΔNe1よりも大きい場合には、プレエンジントルク上限加算値TRQNEUPから設定増減値ΔUPを減算して、新たなプレエンジントルク上限加算値TRQNEUPが設定される。

したがって、実出力トルクTRQの上昇が初期段階（図４の時間ｔ０〜ｔ２の間の前段）では急勾配となり、直ちにトルクアップさせることができる。一方、終期段階では緩勾配あるいは勾配ゼロとなるため（図４の時間ｔ０〜ｔ２の間の後段）、エンジントルクのオーバーシュート等が防止される。

その後、エンジン回転数Neが目標エンジン回転数STLEGに近付いていき、エンジン回転数Neが略一定となる。また、実出力トルクTRQも略一定の状態となる。この間（図４の時間ｔ１〜ｔ２の間）においては、ハイブリッド車両１０が、未だストール発進されていない状態であって、スロットル開度Toが、スロットル開度判定閾値THJD以上の大きい状態が継続されている状態を示している。

その後、スロットル開度Toが、スロットル開度判定閾値THJD以上の大きい状態が所定時間THTM継続されたら、目標エンジン回転数STLEGとエンジン回転数Neとの差分が大きい状態のままで、フィードフォワード制御中であっても、HEV-CU５１は、高地ストール発進制御をフィードバック制御（CONSIT=FB）に切り換えさせる（図４の時間ｔ２の時点）。

これにより、M-CU５４（図１参照）は、制御状態CONTSITがFB制御であることを受けて、電動モータ２２を始動させ、当該電動モータ２２のモータトルクMTRQを上昇させる制御を実行する。したがって、エンジン２１の実出力トルクTRQがアシストされて、ハイブリッド車両１０の合計出力トルクが「実出力トルクTRQ+モータトルクMTRQ」とされる。よって、ハイブリッド車両１０はスムーズにストール発進され、ハイブリッド車両１０の良好な発進性が確保される。その後、つまり図４の時間ｔ２以降は、高地における通常の走行制御が実行される。

以上詳述したように、本実施の形態に係る車両制御装置５０によれば、HEV-CU５１は、フィードフォワード制御によりエンジン２１の実出力トルクTRQを立ち上げているときに、スロットル開度Toの大きい状態、つまりスロットル開度判定閾値THJD以上の状態が所定時間THTM継続されるような場合に、エンジン２１の目標エンジン回転数STLEGとエンジン２１のエンジン回転数Neとの差が大きくても、フィードバック制御に切り換えて電動モータ２２を始動させる。

これにより、スロットル開度Toに対してエンジン回転数Neが上昇し難い、所謂、高地ストール発進のような場合に、電動モータ２２を始動させてハイブリッド車両１０の発進を補助することができる。したがって、ドライバビリティ向上と無段変速機２３等の保護との両立を図ることが可能となる。

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、変速機としてチェーンドライブ式の無段変速機２３を採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機を採用することもでき、遊星歯車式や平行軸式の自動変速機であっても良い。

２１エンジン
２２電動モータ
３１駆動輪
１０ハイブリッド車両（車両）
５０車両制御装置
Ａｏアクセル開度
Ｖｓ車速
５１ＨＥＶ−ＣＵ（コントローラ）
ＴＲＱＴ目標出力トルク
ＴＲＱ実出力トルク
ＳＴＬＥＧ目標エンジン回転数（目標回転数）
Ｎｅエンジン回転数（実回転数）
Ｔｏスロットル開度
ＴＨＪＤスロットル開度判定閾値
ＴＨＴＭ所定時間
２３無段変速機（動力伝達機構）
２６トルクコンバータ（動力伝達機構）
２７ヒューズクラッチ（動力伝達機構）
３５入力クラッチ（動力伝達機構）

Claims

エンジンおよび電動モータにより駆動輪が駆動される車両を制御する車両制御装置であって、
前記エンジンおよび前記電動モータを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記エンジンの目標出力トルクに前記エンジンの実出力トルクを近付けるよう前記エンジンをフィードフォワード制御し、
前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実回転数との差が小さくなると、前記フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り換え、
前記フィードフォワード制御中に、スロットル開度の大きい状態が所定時間継続されたら、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実回転数との差が大きくても、前記フィードバック制御に切り換えて前記電動モータを始動させる、車両制御装置。
請求項１記載の車両制御装置において、
前記エンジンの目標回転数が、前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられる動力伝達機構の許容回転数よりも小さく設定される、車両制御装置。
請求項１または２記載の車両制御装置において、
前記コントローラは、空気密度が低地よりも低い高地のときに、前記フィードフォワード制御および前記フィードバック制御を実行する、車両制御装置。