JP2020199824A - ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の発進時に高負荷状態にあるときに、ＥＶモードからＨＥＶモードにしても、エンストすることを回避できるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１００では、コントローラ５０は、ＭＧ４の動力によって車両１００が発進し、その後エンジン１が始動したときに、エンジン１の出力軸の回転速度Ｎｅと無段変速機構７の入力軸の回転速度Ｎｐｒｉとの回転速度差Ｄが所定値Ｄ１以上である状態が所定時間Ｔ１以上継続した場合には、摩擦締結機構６を締結状態にするとともに、ロックアップクラッチ３ａを解放状態にする。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。

特許文献１には、エンジンと、トルクコンバータを介してエンジンに連結されるプライマリプーリを有する無段変速機と、プライマリプーリに連結された電動モータと、トルクコンバータとプライマリプーリとの間に設けられ、解放状態と締結状態とに切り換えられる入力クラッチと、を備えたハイブリッド車両が開示されている。

特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、走行モードがモータ走行モードに設定されると、入力クラッチが解放状態に切り換えられ、電動モータの動力のみを各駆動輪に伝達する。また、走行モードがパラレル走行モードに設定されると、入力クラッチが締結状態に切り換えられ、電動モータおよびエンジンの動力を各駆動輪に伝達する。

特開２０１４−２３４８５４号公報

特許文献１に記載のようなハイブリッド車両では、モータ走行モードで発進し、その後、パラレル走行モードに移行して走行する、具体的には、まず、電動モータのみの駆動力で発進し、その後エンジンを始動させて電動モータとエンジンの駆動力によって走行する場合がある。このとき、モータ走行モードでは、入力クラッチが解放状態にあるので、パラレル走行モードに移行する際には、入力クラッチを締結する必要がある。このとき、入力クラッチの入力側の回転速度と出力側の回転速度とに差があるため、これらを同期させるためのスリップ制御を行う必要がある。

しかしながら、車両が、登坂路で前進発進するような高負荷状態にあるときには、アクセルペダルを踏み込んでも充分に加速できないため、入力クラッチの入力側の回転速度と出力軸の回転速度との回転速度差が大きい状態で、モータ走行モードからパラレル走行モードに移行する可能性がある。

また、エンジンの始動直後は、エンジンの回転速度がアイドリング回転速度付近であるため、回転速度差が大きい状態のまま入力クラッチを締結しようとすると、エンジンの回転速度が急激に低下してエンストするおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、車両の発進時に高負荷状態にあるときに、ＥＶモードからＨＥＶモードにしても、エンストすることを回避できるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明のある態様のハイブリッド車両は、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、動力伝達経路におけるトルクコンバータの下流に設けられた無段変速機構と、動力伝達経路におけるトルクコンバータと無段変速機構との間に設けられた摩擦締結機構と、無段変速機構の入力軸に接続されたモータと、ロックアップクラッチ、無段変速機構、摩擦締結機構及びモータの動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、モータの動力によって車両が発進し、その後エンジンが始動したときに、エンジンの出力軸の回転速度と無段変速機構の入力軸の回転速度との回転速度差が所定値以上である状態が所定時間継続した場合には、摩擦締結機構を締結状態にするとともに、ロックアップクラッチを解放状態にすることを特徴とする。

本発明の別の態様によれば、上記態様のハイブリッド車両の制御方法が提供される。

これらの態様では、回転速度差が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合には、摩擦締結機構を締結状態にするとともに、ロックアップクラッチを解放状態にすることにより、トルクコンバータのトルク増幅機能を有効にすることができる。よって、車両の発進時に高負荷状態にあるときにＥＶモードからＨＥＶモードに移行しても、エンストすることを回避できる。

図１は、本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、本発明に係るハイブリッド車両の制御の一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明に係るハイブリッド車両の低負荷時における制御の一例を示すタイムチャートである。 図４は、本発明に係るハイブリッド車両の高負荷時における制御の一例を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、ハイブリッド車両１００の概略構成図である。ハイブリッド車両１００（以下、単に「車両１００」ともいう。）は、エンジン１と、自動変速機２と、モータとしてのモータジェネレータ（以下、ＭＧという。）４と、駆動輪８と、インバータ９と、高電圧バッテリ１０と、低電圧バッテリ１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、スタータモータ１５（以下、「ＳＭ１５」という。）と、スタータジェネレータ１６（以下、「ＳＧ１６」という。）と、電動オイルポンプ１７と、制御装置としての統合コントローラ５０（以下、単に「コントローラ５０」という。）と、を備える。

エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ５０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。

高電圧バッテリ１０は、低電圧バッテリ１１よりも出力電圧が高いＤＣ４８Ｖのリチウムイオンバッテリである。高電圧バッテリ１０の出力電圧はこれよりも低くても高くてもよく、例えばＤＣ３０ＶやＤＣ１００Ｖであってもよい。高電圧バッテリ１０は、ＭＧ４、ＳＧ６、インバータ９、電動オイルポンプ１７等とともに高電圧回路に接続される。

低電圧バッテリ１１は、出力電圧がＤＣ１２Ｖの鉛酸バッテリである。低電圧バッテリ１１は、ＳＭ１５、及びＤＣ１２Ｖで動作する電装品（図示せず）とともに低電圧回路に接続される。低電圧バッテリ１１は出力電圧がＤＣ１２Ｖのリチウムイオン電池であってもよい。

低電圧回路と高電圧回路とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、低電圧回路のＤＣ１２ＶをＤＣ４８Ｖに昇圧して高電圧回路にＤＣ４８Ｖを出力する昇圧機能と高電圧回路のＤＣ４８ＶをＤＣ１２Ｖに降圧して低電圧回路にＤＣ１２Ｖを出力する降圧機能とを有している。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、エンジン１が運転中か停止中かに関わらず、低電圧回路にＤＣ１２Ｖの電圧を出力することができる。また、高電圧バッテリ１０の残容量が少なくなった場合は低電圧回路のＤＣ１２ＶをＤＣ４８Ｖに昇圧して高電圧回路に出力し、高電圧バッテリ１０を充電することができる。

自動変速機２は、ロックアップクラッチ３ａを有するトルクコンバータ３と、オイルポンプ５と、摩擦締結機構６と、無段変速機構（以下、「ＣＶＴ」という。）７と、油圧コントロールバルブユニット２０と、作動油を貯留するオイルパン３０と、を備える。

トルクコンバータ３は、エンジン１と駆動輪８との間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ３は、流体を介してエンジン１からの駆動力を増幅して伝達することができる。また、トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ３ａを締結することで、エンジン１からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。

摩擦締結機構６は、トルクコンバータ３とＣＶＴ７との間の動力伝達経路上に配置される。摩擦締結機構６は、前進クラッチ６ａ及び後進ブレーキ６ｂを有する。摩擦締結機構６は、コントローラ５０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧として油圧コントロールバルブユニット２０によって調圧されたオイルによって制御される。前進クラッチ６ａ及び後進ブレーキ６ｂとしては、例えば、湿式多板クラッチが用いられる。

前進クラッチ６ａが締結され後進ブレーキ６ｂが解放されると、トルクコンバータ３を介して摩擦締結機構６に入力されるエンジン１の回転が、回転方向を維持したまま摩擦締結機構６からＣＶＴ７に出力される。逆に、前進クラッチ６ａが解放され後進ブレーキ６ｂが締結されると、トルクコンバータ３を介して摩擦締結機構６に入力されるエンジン１の回転が、減速かつ回転方向を反転されて摩擦締結機構６からＣＶＴ７に出力される。

ＣＶＴ７は、動力伝達経路におけるトルクコンバータ３の下流であって、摩擦締結機構６と駆動輪８との間に配置される。ＣＶＴ７は、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。ＣＶＴ７は、プライマリプーリ７１と、セカンダリプーリ７２と、両プーリ７１，７２に巻き掛けられたベルト７３と、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ７１の可動プーリとセカンダリプーリ７２の可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト７３のプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ７１に作用するプーリ圧とセカンダリプーリ７２に作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧として油圧コントロールバルブユニット２０によって調圧される。

ＣＶＴ７のセカンダリプーリ７２の出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪８が接続される。

ＭＧ４は、プライマリプーリ７１の回転軸７１ａに対して動力伝達可能に接続される。具体的には、プライマリプーリ７１の回転とＭＧ４の回転とは、プライマリプーリ７１の回転軸７１ａに取り付けられた第１プーリ４１と、ＭＧ４の回転軸４ａに取り付けられた第２プーリ４２と、第１プーリ４１と第２プーリ４２とに巻き掛けられたベルト４３と、によって伝達される。

ＭＧ４は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型回転電機である。ＭＧ４は、コントローラ５０からの指令に基づいて、インバータ９により作り出された三相交流を印加することにより制御される。ＭＧ４は、高電圧バッテリ１０からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、走行用駆動源として機能する。また、ＭＧ４は、ロータがエンジン１や駆動輪８から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、高電圧バッテリ１０を充電することができる。

オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって動作するベーンポンプである。オイルポンプ５は、ＣＶＴ７のオイルパン３０に貯留される作動油を吸い上げ、油圧コントロールバルブユニット２０にオイルを供給する。

スタータモータ１５は、エンジン１を始動するときに、低電圧バッテリ１１からの電力の供給を受けてエンジン１のクランク軸を回転駆動させてエンジン１を始動させる。

ＳＧモータ１６は、エンジン１から回転エネルギーを受ける場合には発電機として機能する。このようにして発電された電力は、インバータ９を通じて高電圧バッテリ１０に充電される。また、ＳＧモータ１６は、高電圧バッテリ１０からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、エンジン１の駆動力をアシストするモータ補助駆動源として機能する。さらに、ＳＧモータ１６は、アイドリングストップ制御中にエンジン１を再始動するときに、エンジン１のクランク軸を回転駆動してエンジン１を再始動させる機能も有する。

コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０は、エンジン１を制御するＥＣＵ、自動変速機２を制御する制御装置としてのＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１及びＭＧ４のハイブリッド制御を行うＨＣＭ等によって構成される。なお、コントローラ５０は、複数のマイクロコンピュータで構成する場合に限らず、１つのマイクロコンピュータによって構成することも可能である。

コントローラ５０には、エンジン１の出力軸の回転速度Ｎｅを検出する第１回転速度センサ５１、トルクコンバータ３の出力軸の回転速度（摩擦締結機構６の入力軸の回転速度Ｎｃｉｎ）を検出する第２回転速度センサ５２、摩擦締結機構６の出力軸の回転速度Ｎｃｏｕｔ（プライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉ）を検出する第３回転速度センサ５３、ＭＧ４の回転速度を検出する第４回転速度センサ５４、ＣＶＴ７の出力軸の回転速度を検出する第５回転速度センサ５５、車速Ｖを検出する車速センサ５６、自動変速機２のセレクトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り換えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５７、アクセル開度Ａｐを検出するアクセル開度センサ５８、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５９からの信号が入力される。コントローラ５０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１、自動変速機２、ＭＧ４（インバータ９）の各種動作を制御する。なお、ＭＧ４の回転速度は、第４回転速度センサ５４を用いることなく、インバータ９の周波数から計算によって求めてもよい。

コントローラ５０は、車両１００の運転モードとして、高電圧バッテリ１０からの電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するＥＶモードと、エンジン１のみの駆動力によって走行するエンジン走行モードと、エンジン１の駆動力とＭＧ４の駆動力によって走行するＨＥＶモードと、を切り換える。

ＥＶモードでは、車両１００は、摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａ及び後進ブレーキ６ｂ）を解放した状態で、高電圧バッテリ１０からの電力によってＭＧ４のみを駆動して走行する。ＥＶモードは、車両１００の要求出力が低い時であって、高電圧バッテリ１０の残容量が充分にあるときに選択される。

エンジン走行モードでは、車両１００は、摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａまたは後進ブレーキ６ｂ）を締結した状態で、エンジン１のみを駆動して走行する。エンジン走行モードは、車両１００の要求出力が比較的高い時に選択される。

ＨＥＶモードでは、車両１００は、摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａまたは後進ブレーキ６ｂ）を締結した状態で、エンジン１とＭＧ４とを駆動して走行する。ＨＥＶモードは、車両１００の要求出力が高い時、具体的には、車両１００の要求出力がエンジン１による出力のみでは補えないときに選択される。

コントローラ５０は、車速センサ５６によって検出された車速Ｖと、アクセル開度センサ５８によって検出されたアクセル開度Ａｐと、踏力センサ５９によって検出されたブレーキペダルの踏力と、図示しない走行モード選択マップと、に基づいて、走行モードを切り換える。

ところで、車両１００が、ＥＶモードでＭＧ４の駆動力によって前進発進し、その後、ＨＥＶモードに移行し、エンジン１を始動させてＭＧ４とエンジン１の駆動力によって走行する場合がある。このとき、ＥＶモードでは、前進クラッチ６ａが解放状態にあるので、ＨＥＶモードに移行する際には、前進クラッチ６ａを締結するために前進クラッチ６ａの入力側の回転速度Ｎｃｉｎと前進クラッチ６ａの出力側の回転速度Ｎｃｏｕｔとを同期させるためのスリップ制御を行う必要がある。

しかしながら、車両１００が、登坂路のような高負荷状態で前進発進するときには、アクセルペダルを踏み込んでも、ＭＧ４のトルクだけでは充分に加速できないことがある。このとき、車速Ｖがさほど上昇しない、つまり、プライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉがさほど上昇せず、かつ、エンジン１の回転速度Ｎｅとプライマリプーリ７１の入力軸の回転速度Ｎｐｒｉとの回転速度差、すなわち、前進クラッチ６ａの入力側の回転速度Ｎｃｉｎと前進クラッチ６ａの出力軸の回転速度Ｎｃｏｕｔとの回転速度差Ｄ（以下では「差回転Ｄ」ともいう。）が大きい状態になってしまう可能性がある。

また、エンジン１の始動直後は、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄ付近であるため、このように差回転Ｄが大きい状態のまま前進クラッチ６ａを締結しようとすると、エンジン１の回転速度Ｎｅが急激に低下してエンストする（エンジン１が停止する）可能性がある。

一方、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄより大きい場合には、差回転Ｄが大きくても、スリップ制御を行うことで前進クラッチ６ａを締結することは可能である。しかしながら、差回転Ｄが大きい状態でスリップ制御を行うためには、前進クラッチ６ａを強化する必要がある。

そこで、本実施形態では、発進時に車両１００が高負荷状態にあるときに、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行しても、エンジン１が停止することがないような制御を行う。具体的には、車両１００の発進時に差回転Ｄが所定値Ｄ１以上である場合には、トルクコンバータ３のトルク増幅機能を有効にする制御を実行する。以下に、図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態における自動変速機２の制御の具体的な内容について説明する。

図２に示すフローチャートは、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行するためにエンジン１を始動した後に、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄを超えたときに開始する。ステップＳ１１では、車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるか否かを判定する。具体的には、コントローラ５０は、車速センサ５６によって検出された車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるか否かを判定する。所定値Ｖ１は、例えば、１０ｋｍ／ｈである。このステップＳ１１の判定を行うことにより、車両１００が発進状態にあるか否かを判定する。

ステップＳ１２では、エンジン１が始動したか否かを判定する。エンジン１が始動していれば、ステップＳ１３に進み、エンジン１が停止していればＲＥＴＵＲＮに進む。

ステップＳ１３では、差回転Ｄが所定値Ｄ１以下であるか否かを判定する。コントローラ５０は、第１回転速度センサ５１によって検出されたエンジン１の回転速度Ｎｅと、第３回転速度センサ５３によって検出されたプライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉと、に基づいて、摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａ）の入出力軸の回転速度差Ｄ（差回転Ｄ）を算出し、この差回転Ｄが所定値Ｄ１以下であるか否かを判定する。差回転Ｄが所定値Ｄ１より大きければステップＳ１４に進み、差回転Ｄが所定値Ｄ１以下である場合にはステップＳ１９に進んで前進クラッチ６ａを締結状態（ＯＮ状態）にする。

ステップＳ１４では、所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。具体的には、コントローラ５０は、差回転Ｄが所定値Ｄ１以下である状態が、所定時間Ｔ１以上継続しているか否かを判定する。なお、所定時間Ｔ１の計時は、例えば、このフローチャートに基づく制御が開始されたとき、具体的には、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行するためにエンジン１を始動した後に、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄを超えたときに開始する。

差回転Ｄが所定値Ｄ１より大きい状態が、所定時間Ｔ１以上継続している、言い換えると、所定時間Ｔ１内に差回転Ｄが所定値Ｄ１以下にならないと判定されれば、ステップＳ１５に進み、差回転Ｄが所定値Ｄ１より大きい状態が、所定時間Ｔ１以上継続していないと判定されれば、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１５では、変速比が最Ｌｏｗか否かを判定する。具体的には、コントローラ５０は、第３回転速度センサ５３によって検出されたプライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉ（ＣＶＴ７の入力軸の回転速度）と、第５回転速度センサ５５によって検出されたＣＶＴ７の出力軸の回転速度と、に基づいてＣＶＴ７の変速比を算出し、ＣＶＴ７の変速比が最Ｌｏｗであるか否かを判定する。ＣＶＴ７の変速比が最Ｌｏｗである場合にステップＳ１６に進み、ＣＶＴ７の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、ステップＳ１７に進む。

例えば、車両１００が停止するまでに、ＣＶＴ７が最Ｌｏｗ状態に戻りきれていない場合がある。このため、ステップＳ１５においてＣＶＴ７の変速比が最Ｌｏｗでないと判定された場合には、ステップＳ１７に進み、最Ｌｏｗへ戻すことを優先する。なお、以下では、ＣＶＴ７の変速比を最Ｌｏｗに変速させることを「Ｌｏｗ戻し」ともいう。

ステップＳ１６では、前進クラッチ６ａを締結状態（ＯＮ状態）にするとともにロックアップクラッチ３ａを解放状態（ＯＦＦ状態）にする。具体的には、コントローラ５０は、油圧コントロールバルブユニット２０を制御して、前進クラッチ６ａを締結状態にするとともにロックアップクラッチ３ａを解放状態にする。このように、ロックアップクラッチ３ａを解放状態にすることで、トルクコンバータ３のトルク増幅機能を有効にすることができる。さらに、前進クラッチ６ａを締結状態にすることで、トルクコンバータ３によって増幅されたエンジン１の出力トルクを、駆動輪８に伝達することができる。

上述のように、ステップＳ１５において、無段変速機構７の変速比が最Ｌｏｗでないと判断された場合には、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、油圧コントロールバルブユニット２０を制御して、Ｌｏｗ戻しを行う。このように、Ｌｏｗ戻しを行うことにより、プライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉを上昇させることができるので、ロックアップクラッチ３ａを締結するタイミングを早くすることができる。

ステップＳ１８では、前進クラッチ６ａを解放状態（ＯＦＦ状態）に維持するとともにロックアップクラッチ３ａを締結状態（ＯＮ状態）に維持する。なお、前進クラッチ６ａが解放状態、ロックアップクラッチ３ａが締結状態になっていなければ、コントローラ５０は、油圧コントロールバルブユニット２０を制御して、前進クラッチ６ａを解放状態にするとともにロックアップクラッチ３ａを締結状態にする。このように、前進クラッチ６ａを解放状態に維持するとともにロックアップクラッチ３ａを締結状態として待機させておくことで、差回転Ｄが所定値Ｄ１以下になった場合に前進クラッチ６ａを素早く締結状態（ＯＮ状態）にすることができる。

次に、図３及び図４に示すタイムチャートを参照しながら、本実施形態の制御について説明する。図３及び図４は、車両１００の発進直後にＥＶモードからＨＥＶモードに移行した場合のエンジン１の回転速度Ｎｅとプライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉの変化を示している。なお、図３及び図４に示す例では、ＣＶＴ７の変速比は最Ｌｏｗに戻されているものとする。

まず、図３を参照しながら、車両１００が低負荷で発進する場合（例えば、平地で発進する場合）について説明する。

時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれると、車両１００は、ＭＧ４の駆動力によって発進する。このとき、ロックアップクラッチ３ａは締結状態であり、前進クラッチ６ａは解放状態である。したがって、ＭＧ４の駆動力は、トルクコンバータ３及びエンジン１に伝達されず、駆動輪８に伝達される。

プライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉ（車速Ｖ）が上昇し、時刻ｔ２において、アクセル開度Ａｐ、回転速度Ｎｐｒｉが所定の値になると、コントローラ５０は、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行し、エンジン１を始動する。

時刻ｔ３において、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄまで上昇すると、コントローラ５０は、タイマーを作動させ、所定時間Ｔ１の計時を開始する。そして、時刻ｔ４において、エンジン１の回転速度Ｎｅとプライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉとの差が所定値Ｄ１になると、コントローラ５０は、前進クラッチ６ａの締結制御を開始する。

前進クラッチ６ａの締結制御が開始されると、エンジン１の回転速度Ｎｅとプライマリプーリ７１の回転軸の回転速度Ｎｐｒｉとの差が徐々に小さくなる。そして、時刻ｔ５において、前進クラッチ６ａが完全に締結される。これにより、エンジン１の駆動力がロックアップクラッチ３ａ、及び前進クラッチ６ａ、及びＣＶＴ７を通じて駆動輪８に伝達される。したがって、駆動輪８には、ＭＧ４の駆動力とエンジン１の駆動力が伝達されるので、車速Ｖが上昇する。

次に、図４を参照しながら、車両１００が高負荷で発進する場合（例えば、登坂路で発進する場合）について説明する。

時刻ｔ１１において、アクセルペダルが踏み込まれると、車両１００は、ＭＧ４の駆動力によって発進する。このとき、ロックアップクラッチ３ａは締結状態であり、前進クラッチ６ａは解放状態である。したがって、ＭＧ４の駆動力は、トルクコンバータ３及びエンジン１に伝達されず、駆動輪８に伝達される。

プライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉ（車速Ｖ）が上昇し、時刻ｔ１２において、アクセル開度Ａｐ、回転速度Ｎｐｒｉが所定の値になると、コントローラ５０は、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行し、エンジン１を始動する。なお、車両１００が高負荷状態であるときには、アクセルペダルを低負荷状態に比べて大きく踏み込むことで、車両１００を加速させている。

時刻ｔ１３において、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄまで上昇すると、コントローラ５０は、タイマーを作動させ、所定時間Ｔ１の計時を開始する。差回転Ｄが所定値Ｄ１より大きい状態が所定時間Ｔ１継続すると（時刻ｔ１４）、コントローラ５０は、ロックアップクラッチ３ａを解放するとともに、前進クラッチ６ａを締結する。これにより、エンジン１の出力トルクがトルクコンバータ３によって増幅され、前進クラッチ６ａ、ＣＶＴ７を通じて駆動輪８に伝達される。したがって、トルクコンバータ３によって増幅されたエンジン１の駆動力とＭＧ４の駆動力とが駆動輪８に伝達され、車速Ｖが上昇する。

なお、図４に細い点線で示すように、エンジン１の回転速度Ｎｅ及びプライマリプーリ７１の回転速度Ｎｐｒｉが充分に上昇していない状態で、ロックアップクラッチ３ａを締結したままで前進クラッチ６ａの締結制御を開始すると、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄ以下まで低下してしまい、エンジン１が停止してしまうおそれがある。

このため、本実施形態では、差回転Ｄが所定値Ｄ１より大きい状態が所定時間Ｔ１以上継続した場合には、前進クラッチ６ａの締結制御に代えて、ロックアップクラッチ３ａを解放するとともに、前進クラッチ６ａを締結する。これにより、トルクコンバータ３のトルク増幅機能を有効にすることができるので、エンストすることを防止しつつ、エンジン１の駆動力を駆動輪８に付与できる。よって、高負荷状態であっても、エンストを防止しつつ、車両１００を充分に加速することができる。

以上のように構成された上記実施形態の作用効果をまとめて説明する。

ハイブリッド車両１００は、エンジン１と駆動輪８との間の動力伝達経路上に設けられ、ロックアップクラッチ３ａを有するトルクコンバータ３と、動力伝達経路におけるトルクコンバータ３の下流に設けられた無段変速機構７と、動力伝達経路におけるトルクコンバータ３と無段変速機構７との間に設けられた摩擦締結機構６と、無段変速機構７の入力軸に接続されたモータ（ＭＧ４）と、ロックアップクラッチ３ａ、無段変速機構７、摩擦締結機構６及びモータ（ＭＧ４）の動作を制御する制御装置（コントローラ５０）と、を備える。

車両１００では、制御装置（コントローラ５０）は、モータ（ＭＧ４）の動力によって車両１００が発進し、その後エンジン１が始動したときに、エンジン１の出力軸の回転速度Ｎｅと無段変速機構７の入力軸の回転速度Ｎｐｒｉとの回転速度差Ｄが所定値Ｄ１以上である状態が所定時間Ｔ１以上継続した場合には、摩擦締結機構６を締結状態にするとともに、ロックアップクラッチ３ａを解放状態にする。

エンジン１の始動直後は、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドリング回転速度Ｎｉｄ付近である。このため、エンジン１が始動直後にＥＶモードからＨＥＶモードに移行するような場合には、回転速度差Ｄが大きい状態のまま摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａ）を締結しようとすると、エンジン１の回転速度Ｎｅが急激に低下してエンストする可能性がある。そこで、回転速度差Ｄが所定値Ｄ１以上である状態が所定時間Ｔ１以上継続した場合には、摩擦締結機構６を締結状態にするとともに、ロックアップクラッチ３ａを解放状態にする。これにより、トルクコンバータ３のトルク増幅機能を有効にすることができるので、車両１００の発進時に高負荷状態にあるときにＥＶモードからＨＥＶモードに移行しても、エンストすることを回避することができるとともに、エンジン１の駆動力を駆動輪８に付与することができる。よって、高負荷状態であっても、車両１００を充分に加速することができる（請求項１及び４の発明の効果）。

また、回転速度差Ｄが大きい状態でスリップ制御を行わないため、摩擦締結機構６（前進クラッチ６ａ）を強化する必要がない。よって、コストの上昇を抑制できる（請求項１及び４に係る発明の効果）。

車両１００では、制御装置（コントローラ５０）は、車両１００が停止しているときには、摩擦締結機構６を解放状態にするとともに、ロックアップクラッチ３ａを締結状態にする。

車両１００の発進は、ＥＶモードで行うため、摩擦締結機構６を解放状態としておくことで、エンジン１が連れ回ることを防止でき、燃費の悪化を防止できる。さらに、摩擦締結機構６を解放状態で、ロックアップクラッチ３ａを締結状態にしておくことにより、ＥＶモードからＨＥＶモードへの移行をスムーズに行うことができる（請求項２に係る発明の効果）。

車両１００では、制御装置（コントローラ５０）は、回転速度差Ｄが、所定値Ｄ１以上である場合であっても、無段変速機構７の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、摩擦締結機構６を解放状態に維持する。

無段変速機構７の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、車両１００の発進性が悪化する。そのため、無段変速機構７の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、Ｌｏｗ戻しを優先させる必要がある。このとき、摩擦締結機構６を締結してしまうと、トルクコンバータ３などが連れ回ってしまうため、その分負荷が大きくなってしまう。そのため、無段変速機構７の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、摩擦締結機構６を解放状態に維持することで、Ｌｏｗ戻しをより早く行うことができる（請求項３に係る発明の効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、高負荷状態とは、登坂路で前進発進する場合に限らず、例えば、車両１００が他の車両をけん引している場合なども含まれる。この場合であっても、上記制御を実施することで同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、モータとして、ＭＧ４を例に説明したが、モータは、発電機能を有しないものであってもよい。また、後進ブレーキ６ｂに対して上記制御を適用してもよい。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ トルクコンバータ
３ａ ロックアップクラッチ
４ モータジェネレータ（モータ）
６ 摩擦締結機構
６ａ 前進クラッチ
６ｂ 後進ブレーキ
７ 無段変速機構
５０ 統合コントローラ（制御装置）
１００ ハイブリッド車両

Claims (4)

1. エンジンと、
   前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
   前記動力伝達経路における前記トルクコンバータの下流に設けられた無段変速機構と、
   前記動力伝達経路における前記トルクコンバータと前記無段変速機構との間に設けられた摩擦締結機構と、
   前記無段変速機構の入力軸に接続されたモータと、
   前記ロックアップクラッチ、前記無段変速機構、前記摩擦締結機構及び前記モータの動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記モータの動力によって車両が発進し、その後前記エンジンが始動したときに、前記エンジンの出力軸の回転速度と前記無段変速機構の前記入力軸の回転速度との回転速度差が所定値以上である状態が所定時間継続した場合には、前記摩擦締結機構を締結状態にするとともに、前記ロックアップクラッチを解放状態にすることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、
   前記車両が停止しているときには、前記摩擦締結機構を解放状態にするとともに、前記ロックアップクラッチを締結状態に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。
3. 前記制御装置は、
   前記回転速度差が、前記所定値以上である場合であっても、前記無段変速機構の変速比が最Ｌｏｗでない場合には、前記摩擦締結機構を解放状態に維持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。
4. エンジンと、
   前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
   前記動力伝達経路における前記トルクコンバータの下流に設けられた無段変速機構と、
   前記動力伝達経路における前記トルクコンバータと前記無段変速機構との間に設けられた摩擦締結機構と、
   前記無段変速機構の入力軸に接続されたモータと、
   前記ロックアップクラッチ、前記無段変速機構、前記摩擦締結機構及び前記モータの動作を制御する制御装置と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記モータの動力によって車両が発進し、その後前記エンジンが始動したときに、前記エンジンの出力軸の回転速度と前記無段変速機構の前記入力軸の回転速度との回転速度差が所定値以上である状態が所定時間継続した場合には、前記摩擦締結機構を締結状態にするとともに、前記ロックアップクラッチを解放状態にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。

Images