JP2019108028A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切にエンジンを始動させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】要求駆動力あるいはバッテリの状態を含む走行状態が所定条件を満たす場合に（ステップＳ１）、モータによりエンジンをモータリングするように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、コントローラは、前記要求駆動力が予め定められた閾値α以上の場合に、エンジンをモータリングするトルクを、前記要求駆動力が前記閾値α未満の場合に、エンジンをモータリングするトルクより大きくするように構成されている（ステップＳ２〜ステップＳ４）。【選択図】図２

Description

この発明は、動力源としてエンジンおよび発電機能を有するモータを搭載したハイブリッド車両に関し、特にエンジンをモータによりクランキングする際の制御を行う装置に関するものである。

従来、加速要求（あるいは再加速要求）があった場合、モータによりエンジンの始動をアシストする装置が知られている。特許文献１には、そのようにエンジンの始動をモータでアシストするように構成された車両の制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された制御装置は、エンジン（４サイクルエンジン）と、そのエンジンの始動をアシストする駆動モータとを備え、その駆動モータのアシスト量を制御するように構成されている。具体的には、加速が要求された際に、エンジンのクランク角を検出し、その検出されたクランク角に応じて、エンジンの始動に要するモータのアシスト量を決定するように構成されている。この特許文献１に記載された制御装置では、例えば気筒が燃料噴射時から排気行程の領域にある場合において加速の要求があった場合には、気筒が排気行程から吸気行程の領域にある場合において加速の要求があった場合に比べて、上記のモータのアシスト量を小さくするように構成されている。つまり、同じように加速する場合であっても、エンジンのクランク角に応じて上記のアシスト量を変更するように構成されている。なお、上記の駆動モータは、インバータを介してバッテリから供給された電力により駆動される。

特開２００６−１８３４６７号公報

特許文献１に記載された車両の制御装置は、上述したように、エンジンのクランク角に応じてモータのアシスト量を決定するように構成されている。そして、その決定されたアシスト量に応じてそのモータを制御するように構成されている。そのため、例えば加速の要求があった場合に、一律にモータのアシスト量を制御する場合に比べて、消費する電力を抑制でき、あるいは、上記のアシスト量が不足するなどの不都合が発生することを回避することができる。

一方、このようなエンジンの始動時には、従来知られているように、そのエンジン始動に要する始動時間を短縮することが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、上述したようにモータのアシスト量を制御することによりそのアシスト量が不足することによるエンジンの始動の遅れは解消できるものの、そのアシスト量の変化（すなわち制御量）は、クランク位置に応じたものである。言い換えれば、そのアシスト量の変化は、エンジンのフリクションにおける変化分のみであり、エンジンの始動時間をより短縮するには到らない。そのため、例えば、運転者の要求駆動力が大きい場合には、上記の始動時間が長くなり、運転者に違和感やもたつき感を与えるおそれがあり、その結果、いわゆるドライバビリティが低下するおそれがある。したがって、そのようなエンジンの始動に際し、モータのアシスト量を制御するには、未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切にエンジンを始動させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、バッテリから供給される電力により駆動力を発生させるとともに前記エンジンをモータリングさせることができるモータと、前記エンジンと前記モータとを制御するコントローラとを備え、要求駆動力あるいは前記バッテリの状態を含む走行状態が所定条件を満たす場合に、前記モータにより前記エンジンをモータリングするように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記コントローラは、前記要求駆動力が予め定められた閾値以上の場合に前記エンジンをモータリングするトルクを、前記要求駆動力が前記閾値未満の場合に前記エンジンをモータリングするトルクより大きくするように構成されていることを特徴とするものである。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、要求駆動力に応じて、エンジンのモータリングに要するトルクのアシスト量を制御するように構成されている。具体的には、要求駆動力やバッテリの状態を含む走行状態に応じて、モータによりエンジンをモータリング（すなわち始動）するか否かを判断し、その判断が成立した場合には、エンジンを始動させるように構成されている。そして、その際のモータのアシスト量は、要求駆動力に応じて制御される。例えばその要求駆動力が予め定められた閾値以上の場合には、上記のモータのアシスト量を大きくする。そのため、要求駆動力が大きい場合には、モータのアシスト量を大きくして速やかにエンジンをモータリングし、かつ所定のエンジン回転数まで上昇させることができる。したがって、実際の駆動力（実駆動力）が要求駆動力に到達するまでの時間を短くでき、その結果、運転者に違和感やもたつき感を与えることを抑制もしくは回避できる。

また、上記の要求駆動力が予め定められた閾値未満の場合には、上記のモータのアシスト量を小さくする。そのため、要求駆動力が小さい場合には、そのアシスト量を、例えばエンジンを始動させるのに要する最低限のアシスト量（例えばエンジンが自律回転可能な程度）に抑えることができる。また、そのようにモータのアシスト量を抑制して、バッテリの残量分を走行用のトルクとして出力できるから、加速応答性の良い走行が可能となる。また、上記のようにモータのアシスト量を抑制できることにより消費電力を抑制でき、その結果、電費を向上させることができる。

この発明で対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示す図である。 この発明の実施形態における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図２の制御例を実行した場合におけるバッテリの状態、ＭＧ１の出力トルク、ＭＧ２の出力トルク、エンジン回転数、実駆動力、ならびに、走行状態の変化の一例を説明するタイムチャートであって、特に要求駆動力が閾値未満の場合の例を示す図である。 図２の制御例を実行した場合における各種パラメータの変化の一例を説明するタイムチャートであって、特に要求駆動力が閾値以上の場合の例を示す図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で制御の対象にする車両は、少なくとも一つのモータとエンジンとを駆動力源として備え、そのモータが出力するトルクで走行することができるとともに、運転を停止しているエンジンをモータによってモータリングして始動することのできるハイブリッド車両である。図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、動力源として、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２、および、第２モータ（MG2）３を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、バッテリ（BAT）４、駆動輪５、変速機（AT）６、クラッチ７、アクセルペダル８、検出部９、および、コントローラ（ECU）１０を備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの従来知られている内燃機関であり、始動するためにモータリング（クランキング）を必要とする内燃機関である。また、このエンジン１は、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。例えばガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。また、ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

第１モータ２は、エンジン１の出力側に配置されている。第１モータ２は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能を有するとともに、上述したエンジン１のモータリングのために電動機として機能させることも可能である。すなわち、第１モータ２は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２には、第１インバータ（INV1）１１を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、第１モータ２を発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えられている電気を第１モータ２に供給し、第１モータ２を動力源として駆動してモータトルクを出力することもできる。

第２モータ３は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する動力源としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電力を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ３には、第２インバータ（INV2）１２を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、バッテリ４に蓄えられている電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を動力源として駆動してモータトルクを出力することができる。また、後述するように、第２モータ３は、駆動輪５に対して動力伝達可能に連結されている。したがって、駆動輪５から伝達されるトルクによって第２モータ３を発電機として駆動し、その際に発生する回生電力をバッテリ４に蓄えることもできる。さらに、第１モータ２および第２モータ３は、第１インバータ１１および第２インバータ１２を介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ２で発生した電気を、直接、第２モータ３に供給し、第２モータ３でモータトルクを出力することも可能である。

バッテリ４は、上記の第１モータ２および第２モータ３で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、第１モータ２および第２モータ３に対して、それぞれ、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、上記のように第１モータ２で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第１モータ２に供給し、第１モータ２を駆動することができる。同様に、上記のように第２モータ３で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、図１に示すような二次電池であるバッテリ４に限らず、例えば、キャパシタ（コンデンサ）であってもよい。

駆動輪５は、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する車輪である。図１に示す例では、駆動輪５は、変速機６およびクラッチ７、プロペラシャフト１３、デファレンシャルギヤ１４、ならびに、ドライブシャフト１５を介して、エンジン１および第１モータ２に連結されている。したがって、図１に示す例では、車両Ｖｅは、駆動トルクを後輪に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車として構成されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動トルクを前輪に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。

変速機６は、第１モータ２の出力側に配置されており、エンジン１および第１モータ２と駆動輪５との間でトルクを伝達する。変速機６は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率（ギヤ比）を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や無段変速機などの自動変速機によって構成される。また、変速機６は、より好ましくは、係合することによってトルクを伝達し、解放することによってトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構を備えている。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、変速機６として、例えば、前進８速や前進１０速あるいはそれ以上の多段自動変速機を用いることができる。

クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪５との間で、選択的に動力の伝達および遮断を行う。図１に示す例では、クラッチ７は、上記のような変速機６に設けられた発進クラッチや、ギヤ段を設定するためのクラッチ機構やブレーキ機構であってよい。具体的には、クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板７ａ、ならびに、駆動輪５側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板７ｂを有している。図１では図示していないが、クラッチ７は、例えば、複数の摩擦板７ａおよび複数の摩擦板７ｂを有し、それら複数の摩擦板７ａと複数の摩擦板７ｂとを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、クラッチ７は、図１に示すような変速機６の内部に組み込まれたクラッチ機構に限らず、例えば、第１モータ２と変速機６との間に設けられる摩擦クラッチであってもよい。いずれにしても、クラッチ７を解放することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統から切り離される。また、そのクラッチ７を係合することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統に連結される。

また、上述した第２モータ３は、変速機６の出力側に配置されており、モータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能なように、車両Ｖｅの駆動系統に連結されている。図１に示す例では、第２モータ３の出力軸３ａが、減速ギヤ対１６を介して、プロペラシャフト１３または変速機６の出力軸（図示せず）に連結されている。そのため、第２モータ３が出力するモータトルクは、減速ギヤ対１６およびデファレンシャルギヤ１４で増幅されて、駆動輪５に伝達される。したがって、車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。また、クラッチ７を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。そして、クラッチ７を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。

アクセルペダル８は、車両Ｖｅの駆動力を制御するために運転者によって操作される操作装置である。車両Ｖｅは、このアクセルペダル８の操作量または踏み込み量（アクセル操作量）に応じて、駆動力源で発生する動力、すなわち、エンジントルクおよびモータトルクを調整するように構成されている。アクセルペダル８には、後述するように、アクセル操作量およびアクセル操作速度を検出するためのアクセルポジションセンサ９ｂが設けられている。アクセルポジションセンサ９ｂは、アクセル操作量およびアクセル操作速度に応じた電気信号を検出データとして出力する。

検出部９は、少なくとも、車両Ｖｅの車速、アクセルペダル８のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、車両Ｖｅの実際の駆動力（以下、実駆動力と記す）を、それぞれ、検出または算出するセンサや機器を総称している。したがって、検出部９は、少なくとも、各車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ９ａ、運転者によるアクセルペダル８のアクセル操作量およびアクセル操作速度を検出するアクセルポジションセンサ９ｂ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９ｃ、第１モータ２の回転数を検出する第１モータ回転数センサ（または、レゾルバ）９ｄ、第２モータ３の回転数を検出する第２モータ回転数センサ（または、レゾルバ）９ｅ、クラッチ７の入力側回転数（例えば、摩擦板７ａの回転数、または、変速機６の入力軸回転数）を検出する入力回転数センサ９ｆ、クラッチ７の出力側回転数（例えば、摩擦板７ｂの回転数、または、変速機６の出力軸回転数）を検出する出力回転数センサ９ｇ、ならびに、例えば車輪速センサ９ａおよび出力回転数センサ９ｇの検出値を基に車両Ｖｅの実駆動力を算出する演算部９ｈを有している。そして、検出部９は、後述するコントローラ１０と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ１０に出力する。

コントローラ１０は、主に、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、変速機６、および、クラッチ７をそれぞれ制御する。そのコントローラ１０は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置であって、上記の検出部９で検出または算出された各種データが入力される。またコントローラ１０は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ１０は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のようなエンジン１、第１モータ２、第２モータ３、変速機６、および、クラッチ７の動作をそれぞれ制御するように構成されている。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のように、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、クラッチ７をそれぞれコントローラ１０で制御することにより、ＥＶ走行モード（電気走行モード）とＨＶ走行モード（ハイブリッド走行モード）との複数の走行モードで走行することが可能である。具体的には、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、および、クラッチ７を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モード、ならびに、クラッチ７を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行することが可能である。なお、これらの走行モードは、例えば、要求駆動力および車速をパラメータとする走行モードの切り替えマップに基づいて、上記のような各走行モードのいずれかを設定することができる。また上記のシリーズＨＶ走行モードおよびパラレルＨＶ走行モードにおけるエンジン１の始動は、第１モータ２によりモータリングするように構成されている。

そして、そのような上記のＥＶ走行モードからエンジンを始動（運転）させて走行するＨＶ走行モード（シリーズＨＶ走行モードあるいはパラレルＨＶ走行モード）に切り替える場合、運転者に違和感やもたつき感などを与えることなく、適切にエンジンを始動させることが好ましい。そこで、この発明の実施形態では、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替える時に、エンジン１をモータリングする際の第１モータ２のアシスト量を制御するように構成されている。以下に、コントローラ１０で実行される制御例について説明する。

図２は、その制御の一例を示すフローチャートであって、特にＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替える場合の制御例である。先ず、エンジン１の始動を要するか否かを判断する（ステップＳ１）。これは、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ走行モードを切り替えるか否かの判断を行うステップであって、例えば、加速要求があるか否かに応じて判断できる。具体的には、アクセルペダル８の操作量から判断できる。例えばそのアクセルペダル８が所定のアクセル操作量よりも多く踏み込まれたか否かを判断し、アクセルポジションセンサ９ｂで検出したアクセル操作量が、アクセルＯＮを判定するための所定値として定めた所定のアクセル操作量よりも大きい場合に、アクセルＯＮであると判断される。その所定のアクセル操作量（所定値）は、例えば、走行実験やシミュレーションなどの結果を基に設定され、ＥＶ走行モードで車両Ｖｅが加速する状態となるアクセル操作量に設定される。

また、このステップＳ１のエンジン１の始動を要するか否かの判断は、バッテリ４の充電残量（ＳＯＣ）に応じても判断することができる。例えばバッテリ４の充電残量が予め定めた所定値より少ない場合には、エンジン１の始動を要すると判断できる。その他、上記のアクセル操作量と車速から求まる要求駆動力に基づいて判断してもよい。また、このステップＳ１で判断される条件が、この発明の実施形態における「所定条件」に相当する。

したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに走行モードを切り替えず、エンジン１の始動を要しないと判断された場合には、これ以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに走行モードを切り替えるためにエンジン１の始動を要すると判断された場合には、ついで運転者による要求駆動力が閾値αより小さいか否かを判断する（ステップＳ２）。

上述したように、エンジン１を始動する際には、走行モードの切り替えの応答性を向上させるために、そのエンジン１の始動に要する時間を短くする方が好ましい。また、そのようなエンジン１の始動は、図１の車両Ｖｅでは、第１モータ２のトルクアシスト（以下、モータアシストとも記す）により制御され、そのモータのアシストの制御量は、走行状態において適宜制御することが好ましい。そこで、この発明の実施形態では、運転者の要求駆動力に基づいてそのモータのアシスト量を制御するように構成されている。具体的には、その要求駆動力が、予め定められた閾値αより小さいか否かに基づいて判断される。この閾値αは、例えばＥＶ走行における最大駆動力以下の値に設定される。上記の要求駆動力は、例えば、運転者によるアクセル操作量および車速に基づいて求められる。またＥＶ走行における最大駆動力は、車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行する際に発生することが可能な最大もしくは最大に近い駆動力であって、例えば、第２モータ３の特性、および、バッテリ４の性能等に基づいて予め定められる。

したがって、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち要求駆動力が、予め定められた閾値αより小さい場合には、エンジン１の始動時に第１モータ２でアシストするモータアシスト量を小さく設定する（ステップＳ３）。そのアシスト量は、例えばエンジン１が自律回転可能となる程度である。

一方、これとは反対に、このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわち要求駆動力が閾値α以上である場合には、エンジン１の始動時に第１モータ２でアシストするモータアシスト量を大きく設定する（ステップＳ４）。そのモータのアシスト量は、例えばバッテリ４で出力可能な最大トルクである。

図３は、上述した図２の制御例を実行したときのタイムチャートを説明する図であって、特に、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替える場合であって、車両が惰行時（すなわち惰性走行）から加速要求がされてエンジン１を始動する場合における例である。また、この図３に示す例は、上述したステップＳ２の判断で否定的に判断された場合、すなわち運転者の要求駆動力が閾値α未満の場合における例である。具体的には、バッテリ４の状態、第１モータ２の出力トルク、第２モータ３の出力トルク、エンジン回転数、実駆動力、ならびに、走行状態の変化の一例を示している。

このタイムチャートについて具体的に説明すると、先ずｔ０時点では、車両は惰性走行しているから、各パラメータ、すなわち第１モータ２の出力トルク、第２モータの出力トルク、ならびに、エンジン回転数は０である。また、この状態における実駆動力は閾値α未満である。

ついで、ｔ１時点でエンジン１の始動を開始させる指令がなされる。つまり、このｔ１時点で加速要求がされ、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切り替えるための制御が開始される。具体的には、第１モータ２の出力トルクが一時的に増大される。これは、エンジン１をモータリングするためのトルクアシストであって、そのアシスト量は、上述したように例えばエンジン１が自律回転可能になる程度のトルクである。したがって、第１モータ２の出力トルクは、バッテリ４の出力可能なトルクに対して比較的小さい割合とされている。つまり、この図３に示す例は、要求駆動力が閾値α未満であるから、少なくともエンジン１を始動させるための最低限のトルクをアシストするように構成されていればよい。図３に、そのエンジン１の始動に要する第１モータ２の電力の割合を斜線で示している。なお、その斜線以外の部分は、第２モータ３での走行に用いられる。また図３に示す例では、このエンジン１の始動に伴ってエンジン１を点火させる。

さらに、そのように第１モータ２でエンジン１のモータリングをアシストすることにより、エンジン回転数が緩やかに増大される。なお、このｔ１時点における第２モータ３の出力トルクは、第１モータ２がエンジン１のモータリングに要したバッテリ４の残量に応じたトルクとされており、また実駆動力は、その第２モータ３の出力トルクに応じた大きさとされる。

そして、ｔ２時点で、第１モータ２によるエンジン１を始動させるためのアシストを停止させる。つまり、このｔ２時点で、少なくともエンジン１が自律回転可能と判断できる。したがって、図３に示す例では、第１モータ２がエンジン１の始動に用いる電力の割合、ならびに、第１モータ２の出力トルクが０になる。

また、そのように第１モータの出力トルクが０になることにより、第２モータ３のトルクが増大され、それに伴って実駆動力が要求駆動力に到達する。なお、この図３に示す例は、上述したように運転者の要求駆動力が閾値α未満であり、またその閾値αは、ＥＶ走行における最大駆動力以下であるから、実駆動力がその要求駆動力に達するまでは、ＥＶ走行で走行する。そして、このｔ２時点以降は、エンジン１が始動することにより走行モードはＨＶ走行モードに切り替わる。そのＨＶ走行モードは、上述したシリーズＨＶ走行モード、もしくは、パラレルＨＶ走行モードであり、特に図３に示す例では、要求駆動力が比較的小さいから、第２モータ３が出力する駆動力で要求駆動力を満たす場合にはシリーズＨＶ走行モードを設定し、例えばバッテリ４の充電残量が所定値より少ない場合には、パラレルＨＶ走行モードを設定する。

つぎに、図２の制御例を実行した場合であって、かつ上述した運転者の要求駆動力が閾値α以上の場合の例におけるタイムチャートについて説明する。図４は、そのタイムチャートを示す図であって、図３の例と同様に、特に惰行時から加速要求がされ、エンジン１を始動させる場合の例である。なお、図４に示す各パラメータは、上述した図３のタイムチャートと同様である。

先ず、ｔ１０時点は、図３の例と同様に、走行状態はＥＶ走行モードの状態であり、各パラメータ、すなわち第１モータ２の出力トルク、第２モータの出力トルク、ならびに、エンジン回転数は０である。また、この状態における実駆動力は閾値α未満である。

ついで、ｔ１１時点でエンジン１の始動を開始させる指令がなされる。つまり、このｔ１１時点で加速要求がされ、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切り替えるための制御が開始される。具体的には、第１モータ２の出力トルクが一時的に増大される。これは、上述したようにエンジン１をモータリングするためのトルクアシストである。一方、この図４に示す例では、要求駆動力が閾値αより大きい。したがって、そのモータのアシスト量は、エンジン回転数を早期に上昇させるように制御される。具体的には、図４に示す例は、第１モータ２が出力可能な最大トルクを出力するように構成されている。したがって、図４に示すように、ｔ１１時点からｔ１２時点においてバッテリ４の出力可能な電力を第１モータ２が全て使用する。図４に示す斜線はその例を示している。

また、そのように第１モータ２を制御するから、図４に示すようにエンジン１は早期にモータリングされる。なお、このｔ１１時点からｔ１２時点における第２モータ３の出力は第１モータ２がバッテリ４から出力可能な電力を全て使用しているから、０のままである。またこのエンジン回転数が上昇中にエンジン１の点火を行う。

そして、ｔ１２時点で、エンジン回転数が所定回転数まで上昇する。したがって、第１モータ２によるエンジン１を始動させるためのアシストを停止させる。またそれに併せて、走行するための駆動トルクを第２モータ３で出力させ、走行モードがＨＶ走行モードに切り替わる（少なくともシリーズＨＶ走行モードに切り替わる）。そして、そのように走行モードがＨＶ走行モードに切り替わることにより、実駆動力が増大し、図４に示す例では、ｔ１３時点で実駆動力が要求駆動力に到達する。なお、この図４の例におけるＨＶ走行は、バッテリ４の残量などを考慮して第２モータ３が出力する駆動力で要求駆動力を満たす場合には、シリーズＨＶ走行モードを設定する。一方、バッテリ４の充電残量が所定値より少ない場合、あるいは、要求駆動力が第２モータ３で出力可能な最大駆動力より大きい場合には、パラレルＨＶ走行モードを設定する。

このように、この発明の実施形態では、エンジン１を始動する際に、運転者の要求駆動力に応じて第１モータ２のモータのアシスト量を制御するように構成されている。具体的には、上述したように、その要求駆動力が予め定められた閾値αより小さい場合には、要求駆動力は比較的小さいと判断し、上記モータのアシスト量を小さくする。そのため消費する電力を抑制することができる。つまり、バッテリ４の持ち出し量を少なくすることができる。また、この発明の実施形態では、上記の閾値αは、ＥＶ走行で出力可能な最大駆動力以下であるから、要求駆動力までＥＶ走行が可能であり、応答性が優れた走行が可能となる。

一方、要求駆動力が閾値α以上の場合には、上記モータのアシスト量を大きくするように構成されている。つまり、エンジン１の始動に要する電力量を増大させて、早期にエンジン回転数を上昇させる。そのため、例えば上記のモータのアシスト量を要求駆動力の大きさに拘わらず一律に制御した場合に比べて、実駆動力が要求駆動力に達するまでの時間を短縮することができる。つまり、この発明の実施形態では、要求駆動力が比較的大きい場合には、第１モータ２のアシスト量が大きいので速やかにシリーズＨＶ走行またはパラレルＨＶ走行モードに移行できるから、要求駆動力への到達時間を短くすることができる。

したがって、そのように要求駆動力への到達時間を短くできるから、運転者に違和感やもたつき感を与えることを抑制もしくは回避でき、その結果、いわゆるドライバビリティが低下することを抑制もしくは回避できる。また、上述したように、運転者の要求駆動力に応じてモータのアシスト量を適宜変更することにより、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切り替えを効果的に制御することができる。つまり、上述したように、要求駆動力が比較的小さい場合には、ＥＶ走行で走行する時間を長くできるからより応答性の良い走行が可能となる。一方、要求駆動力が比較的大きい場合には、速やかにシリーズＨＶ走行またはパラレルＨＶ走行モードに移行できるから、実駆動力が要求駆動力に到達する時間を短くすることができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。例えば、上述した要求駆動力の大きさを判定する閾値は一つに限られず複数設けてもよい。そのような場合には、その複数の閾値のそれぞれに応じてモータのアシスト量を制御してよい。

また、上述した実施形態では、図３および図４のタイムチャートにおいて、惰行時から加速要求があった場合の例を用いて説明したものの、上述した制御例は、惰行時から開始する場合に限られず、例えば第２モータ３のモータトルクで走行している状態から加速要求があった場合に適用してもよい。つまり、この制御例はＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替える場合に適用できる。

さらに、上記のモータのアシスト量を制御する際に、前掲した特許文献１の構成のように、併せてエンジン１のクランク位置に応じてその制御量を制御してもよい。そして、上述した実施形態では、制御の対象にする車両として、２モータタイプのハイブリッド車両Ｖｅを用いて説明したものの、この車両Ｖｅは、例えばエンジンと一基のモータとを動力源とするハイブリッド車両を対象としてもよい。

１…エンジン（ENG）、 ２…第１モータ（MG1）、 ３…第２モータ（MG2）、 ３ａ…（第２モータの）出力軸、 ４…バッテリ（BAT）、 ５…駆動輪、 ６…変速機、 ７…クラッチ、 ７ａ，７ｂ…摩擦板、 ８…アクセルペダル（アクセル装置）、 ９…検出部、 ９ａ…車輪速センサ、 ９ｂ…アクセルポジションセンサ、 ９ｃ…エンジン回転数センサ、 ９ｄ…第１モータ回転数センサ、 ９ｅ…第２モータ回転数センサ、 ９ｆ…入力回転数センサ、 ９ｇ…出力回転数センサ、 ９ｈ…演算部、 １０…コントローラ（ECU）、 １１…第１インバータ（INV1）、 １２…第２インバータ（INV2）、 １３…プロペラシャフト、 １４…デファレンシャルギヤ、 １５…ドライブシャフト、 １６…減速ギヤ対、 Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）、 α…閾値。

Claims (1)

1. エンジンと、
   バッテリから供給される電力により駆動力を発生させるとともに前記エンジンをモータリングさせることができるモータと、
   前記エンジンと前記モータとを制御するコントローラとを備え、
   要求駆動力あるいは前記バッテリの状態を含む走行状態が所定条件を満たす場合に、前記モータにより前記エンジンをモータリングするように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記要求駆動力が予め定められた閾値以上の場合に前記エンジンをモータリングするトルクを、前記要求駆動力が前記閾値未満の場合に前記エンジンをモータリングするトルクより大きくするように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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