JP2022070168A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの始動開始直後におけるエンジンの出力トルクの推定値の信頼性を向上する。【解決手段】エンジン制御部により、エンジンの始動制御時には、始動制御開始時点から所定時間が経過する時点まで、エンジンの点火回数に応じて、又は、エンジンの燃料噴射回数に応じて、又は、始動制御開始時点からの経過時間に応じて、エンジンの吸入空気量に基づいて算出されたエンジンの出力トルクの推定値が補正されるので、検出されるエンジンの吸入空気量の精度が良くない、エンジンの始動開始直後において、エンジンの出力トルクの推定精度を向上することができる。よって、エンジンの始動開始直後におけるエンジンの出力トルクの推定値の信頼性を向上することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと動力伝達装置とを備えた車両の制御装置に関するものである。

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に設けられた動力伝達装置と、を備えた車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両の制御装置がそれである。この特許文献１には、エンジンと電動機とを含む駆動力源を備え、エンジンの運転を停止した状態で電動機からの駆動力のみで走行するモータ走行と、少なくともエンジンからの駆動力で走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行と、を択一的に実行すること、又、モータ走行中にエンジンを始動してエンジン走行へ移行する際には、エンジンの初爆時の出力トルクをエンジンの圧縮比や吸気弁の閉時期等に基づいて推定すること、又、推定したエンジンの出力トルクに応じて電動機の出力トルクを補正することが開示されている。

特開２０１６－１１７４５３号公報

ところで、エンジンの始動制御の開始後において、例えばインテークマニホールド内の圧力が大気圧からある程度低下した負圧となるまでの過渡中は、検出されるエンジンの吸入空気量の精度が良くないので、エンジンの吸入空気量に基づいて算出されるエンジンの出力トルクの推定値の信頼性が低くされる。その為、例えば特許文献１に開示された技術のようなエンジンの出力トルクの推定値を用いて車両を制御する技術においてエンジンの出力トルクの推定値を精度良く算出できないと、結果として、駆動トルクが目標値からずれてドライバビリティーが悪化する可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの始動開始直後におけるエンジンの出力トルクの推定値の信頼性を向上することができる車両の制御装置を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）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に設けられた動力伝達装置と、を備えた車両の、制御装置であって、（ｂ）前記車両に対する駆動要求量を実現するように前記エンジンの出力トルクを制御するエンジン制御部と、（ｃ）前記エンジンの始動が要求されたときに前記エンジンの始動制御を実行する始動制御部と、を含んでおり、（ｄ）前記エンジン制御部は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記エンジンの出力トルクの推定値を算出するものであり、（ｅ）前記エンジン制御部は、前記エンジンの始動制御時には、前記エンジンの始動制御開始時点から前記エンジンの吸入空気量を精度良く検出可能となる予め定められた所定時間が経過する時点まで、前記エンジンの点火回数に応じて、又は、前記エンジンの燃料噴射回数に応じて、又は、前記エンジンの始動制御開始時点からの経過時間に応じて、前記エンジンの出力トルクの推定値を補正することにある。

前記第１の発明によれば、エンジンの始動制御時には、始動制御開始時点から所定時間が経過する時点まで、エンジンの点火回数に応じて、又は、エンジンの燃料噴射回数に応じて、又は、始動制御開始時点からの経過時間に応じて、エンジンの吸入空気量に基づいて算出されたエンジンの出力トルクの推定値が補正されるので、検出されるエンジンの吸入空気量の精度が良くない、エンジンの始動開始直後において、エンジンの出力トルクの推定精度を向上することができる。よって、エンジンの始動開始直後におけるエンジンの出力トルクの推定値の信頼性を向上することができる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 エンジンの始動直後における推定エンジントルクを補正する際に用いられる係数の一例を示すマップである。 エンジンの始動直後における推定エンジントルクを補正する際に用いられる、図２とは別の係数の一例を示すマップである。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、エンジンの始動開始直後における推定エンジントルクの信頼性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源である、エンジン１２及び電動機ＭＧを備えたハイブリッド車両である。又、車両１０は、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６と、を備えている。

エンジン１２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン１２は、後述する電子制御装置９０によって、車両１０に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置５０が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴeが制御される。

電動機ＭＧは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。電動機ＭＧは、車両１０に備えられたインバータ５２を介して、車両１０に備えられたバッテリ５４に接続されている。電動機ＭＧは、後述する電子制御装置９０によってインバータ５２が制御されることにより、電動機ＭＧの出力トルクであるＭＧトルクＴmが制御される。ＭＧトルクＴmは、例えば電動機ＭＧの回転方向がエンジン１２の運転時と同じ回転方向である正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。具体的には、電動機ＭＧは、エンジン１２に替えて或いはエンジン１２に加えて、インバータ５２を介してバッテリ５４から供給される電力により走行用の動力を発生する。又、電動機ＭＧは、エンジン１２の動力や駆動輪１４側から入力される被駆動力により発電を行う。電動機ＭＧの発電により発生させられた電力は、インバータ５２を介してバッテリ５４に蓄積される。バッテリ５４は、電動機ＭＧに対して電力を授受する蓄電装置である。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギも同意である。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。

動力伝達装置１６は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース１８内において、Ｋ０クラッチ２０、トルクコンバータ２２、自動変速機２４等を備えている。Ｋ０クラッチ２０は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路におけるエンジン１２と電動機ＭＧとの間に設けられたクラッチである。トルクコンバータ２２は、Ｋ０クラッチ２０を介してエンジン１２に連結されている。自動変速機２４は、トルクコンバータ２２に連結されており、トルクコンバータ２２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に介在させられている。トルクコンバータ２２及び自動変速機２４は、各々、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成している。又、動力伝達装置１６は、自動変速機２４の出力回転部材である変速機出力軸２６に連結されたプロペラシャフト２８、プロペラシャフト２８に連結されたディファレンシャルギヤ３０、ディファレンシャルギヤ３０に連結された１対のドライブシャフト３２等を備えている。又、動力伝達装置１６は、エンジン１２とＫ０クラッチ２０とを連結するエンジン連結軸３４、Ｋ０クラッチ２０とトルクコンバータ２２とを連結する電動機連結軸３６等を備えている。

電動機ＭＧは、ケース１８内において、電動機連結軸３６に動力伝達可能に連結されている。電動機ＭＧは、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路、特にはＫ０クラッチ２０とトルクコンバータ２２との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結されている。つまり、電動機ＭＧは、Ｋ０クラッチ２０を介することなくトルクコンバータ２２や自動変速機２４と動力伝達可能に連結されている。見方を換えれば、トルクコンバータ２２及び自動変速機２４は、各々、電動機ＭＧと駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成している。トルクコンバータ２２及び自動変速機２４は、各々、エンジン１２及び電動機ＭＧの駆動力源の各々からの駆動力を駆動輪１４へ伝達する。

トルクコンバータ２２は、電動機連結軸３６と連結されたポンプ翼車２２ａ、及び自動変速機２４の入力回転部材である変速機入力軸３８と連結されたタービン翼車２２ｂを備えている。ポンプ翼車２２ａは、Ｋ０クラッチ２０を介してエンジン１２と連結されていると共に、直接的に電動機ＭＧと連結されている。ポンプ翼車２２ａはトルクコンバータ２２の入力部材であり、タービン翼車２２ｂはトルクコンバータ２２の出力部材である。電動機連結軸３６は、トルクコンバータ２２の入力回転部材でもある。変速機入力軸３８は、タービン翼車２２ｂによって回転駆動されるタービン軸と一体的に形成されたトルクコンバータ２２の出力回転部材でもある。トルクコンバータ２２は、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）の各々からの駆動力を流体を介して変速機入力軸３８へ伝達する流体式伝動装置である。トルクコンバータ２２は、ポンプ翼車２２ａとタービン翼車２２ｂとを連結するＬＵクラッチ４０を備えている。ＬＵクラッチ４０は、トルクコンバータ２２の入出力回転部材を連結する直結クラッチ、すなわち公知のロックアップクラッチである。

ＬＵクラッチ４０は、車両１０に備えられた油圧制御回路５６から供給される調圧されたＬＵ油圧ＰＲluによりＬＵクラッチ４０のトルク容量であるＬＵクラッチトルクＴluが変化させられることで、作動状態つまり制御状態が切り替えられる。ＬＵクラッチ４０の制御状態としては、ＬＵクラッチ４０が解放された状態である完全解放状態、ＬＵクラッチ４０が滑りを伴って係合された状態であるスリップ状態、及びＬＵクラッチ４０が係合された状態である完全係合状態がある。ＬＵクラッチ４０が完全解放状態とされることにより、トルクコンバータ２２はトルク増幅作用が得られるトルクコンバーター状態とされる。又、ＬＵクラッチ４０が完全係合状態とされることにより、トルクコンバータ２２はポンプ翼車２２ａ及びタービン翼車２２ｂが一体回転させられるロックアップ状態とされる。

自動変速機２４は、例えば不図示の１組又は複数組の遊星歯車装置と、複数の係合装置ＣＢと、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。係合装置ＣＢは、例えば油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置ＣＢは、各々、油圧制御回路５６から供給される調圧されたＣＢ油圧ＰＲcbによりそれぞれのトルク容量であるＣＢトルクＴcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。

自動変速機２４は、係合装置ＣＢのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比（ギヤ比ともいう）γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi／ＡＴ出力回転速度Ｎo）が異なる複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機２４は、後述する電子制御装置９０によって、ドライバー（＝運転者）のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる、すなわち複数のギヤ段が選択的に形成される。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、変速機入力軸３８の回転速度であり、自動変速機２４の入力回転速度である。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、トルクコンバータ２２の出力回転部材の回転速度でもあり、トルクコンバータ２２の出力回転速度であるタービン回転速度Ｎtと同値である。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、タービン回転速度Ｎtで表すことができる。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、変速機出力軸２６の回転速度であり、自動変速機２４の出力回転速度である。

Ｋ０クラッチ２０は、例えばアクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチにより構成される湿式又は乾式の摩擦係合装置である。Ｋ０クラッチ２０は、油圧制御回路５６から供給される調圧されたＫ０油圧ＰＲk0によりＫ０クラッチ２０のトルク容量であるＫ０トルクＴk0が変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。Ｋ０クラッチ２０の入力側部材は、エンジン連結軸３４と連結されており、エンジン連結軸３４と一体的に回転させられる。Ｋ０クラッチ２０の出力側部材は、電動機連結軸３６と連結されており、電動機連結軸３６と一体的に回転させられる。

Ｋ０クラッチ２０の係合状態では、エンジン連結軸３４を介してポンプ翼車２２ａとエンジン１２とが一体的に回転させられる。すなわち、Ｋ０クラッチ２０は、係合されることによってエンジン１２と駆動輪１４とを動力伝達可能に連結する。一方で、Ｋ０クラッチ２０の解放状態では、エンジン１２とポンプ翼車２２ａとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、Ｋ０クラッチ２０は、解放されることによってエンジン１２と駆動輪１４との間の連結を切り離す。電動機ＭＧはポンプ翼車２２ａに連結されているので、Ｋ０クラッチ２０は、エンジン１２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路に設けられて、その動力伝達経路を断接するクラッチ、すなわちエンジン１２を電動機ＭＧと断接するクラッチとして機能する。つまり、Ｋ０クラッチ２０は、係合されることによってエンジン１２と電動機ＭＧとを連結する一方で、解放されることによってエンジン１２と電動機ＭＧとの間の連結を切り離す断接用クラッチである。

動力伝達装置１６において、エンジン１２から出力される動力は、Ｋ０クラッチ２０が係合された場合に、エンジン連結軸３４から、Ｋ０クラッチ２０、電動機連結軸３６、トルクコンバータ２２、自動変速機２４、プロペラシャフト２８、ディファレンシャルギヤ３０、及びドライブシャフト３２等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。又、電動機ＭＧから出力される動力は、Ｋ０クラッチ２０の制御状態に拘わらず、電動機連結軸３６から、トルクコンバータ２２、自動変速機２４、プロペラシャフト２８、ディファレンシャルギヤ３０、及びドライブシャフト３２等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。

車両１０は、機械式のオイルポンプであるＭＯＰ５８、電動式のオイルポンプであるＥＯＰ６０、ポンプ用モータ６２等を備えている。ＭＯＰ５８は、ポンプ翼車２２ａに連結されており、駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）により回転駆動させられて動力伝達装置１６にて用いられる作動油OILを吐出する。ポンプ用モータ６２は、ＥＯＰ６０を回転駆動する為のＥＯＰ６０専用のモータである。ＥＯＰ６０は、ポンプ用モータ６２により回転駆動させられて作動油OILを吐出する。ＭＯＰ５８やＥＯＰ６０が吐出した作動油OILは、油圧制御回路５６へ供給される。油圧制御回路５６は、ＭＯＰ５８及び／又はＥＯＰ６０が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、ＣＢ油圧ＰＲcb、Ｋ０油圧ＰＲk0、ＬＵ油圧ＰＲluなどを供給する。

車両１０は、更に、エンジン１２の始動制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置９０を備えている。電子制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置９０は、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。

電子制御装置９０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ７０、タービン回転速度センサ７２、出力回転速度センサ７４、ＭＧ回転速度センサ７６、アクセル開度センサ７８、スロットル弁開度センサ８０、エアフローメータ８２、ブレーキスイッチ８４、バッテリセンサ８６、油温センサ８８など）による検出値に基づく各種信号等（例えばエンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe、ＡＴ入力回転速度Ｎiと同値であるタービン回転速度Ｎt、車速Ｖに対応するＡＴ出力回転速度Ｎo、電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎm、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、エンジン１２の吸入空気量Ｑair、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Ｂon、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbat、油圧制御回路５６内の作動油OILの温度である作動油温ＴＨoilなど）が、それぞれ供給される。

電子制御装置９０からは、車両１０に備えられた各装置（例えばエンジン制御装置５０、インバータ５２、油圧制御回路５６、ポンプ用モータ６２など）に各種指令信号（例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧを制御する為のＭＧ制御指令信号Ｓm、係合装置ＣＢを制御する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcb、Ｋ０クラッチ２０を制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0、ＬＵクラッチ４０を制御する為のＬＵ油圧制御指令信号Ｓlu、ＥＯＰ６０を制御する為のＥＯＰ制御指令信号Ｓeopなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置９０は、車両１０における各種制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部９２、クラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部９４、及び変速制御手段すなわち変速制御部９６を備えている。

ハイブリッド制御部９２は、エンジン１２の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部９２ａとしての機能と、インバータ５２を介して電動機ＭＧの作動を制御する電動機制御手段すなわち電動機制御部９２ｂとしての機能と、を含んでおり、それらの制御機能によりエンジン１２及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。

ハイブリッド制御部９２は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで、運転者による車両１０に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記駆動要求量は、例えば駆動輪１４における要求駆動トルクＴrdemである。要求駆動トルクＴrdem［Ｎｍ］は、見方を換えればそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰrdem［Ｗ］である。前記駆動要求量としては、駆動輪１４における要求駆動力Ｆrdem［Ｎ］、変速機出力軸２６における要求ＡＴ出力トルク等を用いることもできる。前記駆動要求量の算出では、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良い。

ハイブリッド制御部９２は、伝達損失、補機負荷、自動変速機２４の変速比γat、バッテリ５４の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗout等を考慮して、要求駆動パワーＰrdemを実現するように、エンジン１２を制御するエンジン制御指令信号Ｓeと、電動機ＭＧを制御するＭＧ制御指令信号Ｓmと、を出力する。エンジン制御指令信号Ｓeは、例えばそのときのエンジン回転速度ＮeにおけるエンジントルクＴeを出力するエンジン１２のパワーであるエンジンパワーＰeの指令値である。ＭＧ制御指令信号Ｓmは、例えばそのときのＭＧ回転速度ＮmにおけるＭＧトルクＴmを出力する電動機ＭＧの消費電力Ｗmの指令値である。

バッテリ５４の充電可能電力Ｗinは、バッテリ５４の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ５４の入力制限を示している。バッテリ５４の放電可能電力Ｗoutは、バッテリ５４の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ５４の出力制限を示している。バッテリ５４の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗoutは、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びバッテリ５４の充電状態値ＳＯＣ［％］に基づいて電子制御装置９０により算出される。バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣは、バッテリ５４の充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいて電子制御装置９０により算出される。

ハイブリッド制御部９２は、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合には、走行モードをモータ走行（＝ＥＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部９２は、ＥＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ２０の解放状態で電動機ＭＧのみを駆動力源として走行するＥＶ走行を行う。一方で、ハイブリッド制御部９２は、少なくともエンジン１２の出力を用いないと要求駆動トルクＴrdemを賄えない場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行（＝ＨＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部９２は、ＨＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ２０の係合状態で少なくともエンジン１２を駆動力源として走行するエンジン走行すなわちＨＶ走行を行う。他方で、ハイブリッド制御部９２は、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合であっても、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン１２等の暖機が必要な場合などには、ＨＶ走行モードを成立させる。前記エンジン始動閾値は、エンジン１２を強制的に始動してバッテリ５４を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判断する為の予め定められた閾値である。このように、ハイブリッド制御部９２は、要求駆動トルクＴrdem等に基づいて、ＨＶ走行中にエンジン１２を自動停止したり、そのエンジン停止後にエンジン１２を再始動したり、ＥＶ走行中にエンジン１２を始動したり、停車中にエンジン１２を自動停止したり、エンジン１２を始動したりして、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替える。

つまり、エンジン制御部９２ａは、車両１０に対する駆動要求量を実現するようにエンジントルクＴeを制御する。又、電動機制御部９２ｂは、車両１０に対する駆動要求量を実現するようにＭＧトルクＴmを制御する。具体的には、ＨＶ走行モードにおいては、エンジン制御部９２ａは、目標とするシステムトルクＴsysである要求駆動トルクＴrdemの全部又は一部を実現するようにエンジントルクＴeを制御し、電動機制御部９２ｂは、要求駆動トルクＴrdemに対してエンジントルクＴeでは不足するトルク分を補うようにＭＧトルクＴmを制御する。又、ＥＶ走行モードにおいては、電動機制御部９２ｂは、要求駆動トルクＴrdemを実現するようにＭＧトルクＴmを制御する。尚、停車中の要求駆動トルクＴrdemは、例えばクリープトルクを維持する為のトルク、エンジン１２のアイドリング回転速度Ｎeidlを維持する為のトルクなどである。前記クリープトルクは、例えば車両停止状態においてブレーキオフ操作が為され且つアクセルオフのままであるときに所謂クリープ走行にて車両１０を走行させる為のトルクである。

ハイブリッド制御部９２は、エンジン始動判定手段すなわちエンジン始動判定部９２ｃとしての機能と、始動制御手段すなわち始動制御部９２ｄとしての機能と、を更に含んでいる。

エンジン始動判定部９２ｃは、エンジン１２の始動が要求されたか否かを判定する。つまり、エンジン始動判定部９２ｃは、エンジン１２の始動要求の有無を判定する。例えば、エンジン始動判定部９２ｃは、ＥＶ走行モード時に、要求駆動トルクＴrdemが電動機ＭＧの出力のみで賄える範囲よりも増大したか否か、又は、エンジン１２等の暖機が必要であるか否か、又は、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣが前記エンジン始動閾値未満であるか否かなどに基づいて、エンジン１２の始動要求が有るか否かを判定する。

クラッチ制御部９４は、エンジン１２の始動制御を実行するようにＫ０クラッチ２０を制御する。例えば、クラッチ制御部９４は、エンジン始動判定部９２ｃによりエンジン１２の始動要求が有ると判定された場合には、エンジン回転速度Ｎeを引き上げるトルクであるエンジン１２のクランキングに必要なトルクをエンジン１２側へ伝達する為のＫ０トルクＴk0が得られるように、解放状態のＫ０クラッチ２０を係合状態に向けて制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0を油圧制御回路５６へ出力する。つまり、クラッチ制御部９４は、エンジン１２の始動に際して、Ｋ０クラッチ２０の制御状態を解放状態から係合状態へ切り替えるようにアクチュエータを制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0を油圧制御回路５６へ出力する。本実施例では、エンジン１２のクランキングに必要なトルクを必要クランキングトルクＴcrnという。

始動制御部９２ｄは、エンジン１２の始動制御を実行するようにエンジン１２及び電動機ＭＧを制御する。例えば、始動制御部９２ｄは、エンジン始動判定部９２ｃによりエンジン１２の始動要求が有ると判定された場合には、クラッチ制御部９４によるＫ０クラッチ２０の係合状態への切替えに合わせて、電動機ＭＧが必要クランキングトルクＴcrnを出力する為のＭＧ制御指令信号Ｓmをインバータ５２へ出力する。つまり、始動制御部９２ｄは、エンジン１２の始動に際して、必要クランキングトルクＴcrnを電動機ＭＧが出力するように電動機ＭＧを制御する為のＭＧ制御指令信号Ｓmをインバータ５２へ出力する。

又、始動制御部９２ｄは、エンジン始動判定部９２ｃによりエンジン１２の始動要求が有ると判定された場合には、Ｋ０クラッチ２０及び電動機ＭＧによるエンジン１２のクランキングに連動して、燃料供給やエンジン点火などを開始する為のエンジン制御指令信号Ｓeをエンジン制御装置５０へ出力する。つまり、始動制御部９２ｄは、エンジン１２の始動に際して、エンジン１２が運転を開始するようにエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓeをエンジン制御装置５０へ出力する。このように、始動制御部９２ｄは、エンジン始動判定部９２ｃによりエンジン１２の始動が要求されたと判定されたときに、エンジン１２の始動制御を実行する。

エンジン１２のクランキング時には、Ｋ０クラッチ２０の係合に伴う反力トルクであるクランキング反力トルクＴrfcrが生じる。このクランキング反力トルクＴrfcrは、ＥＶ走行時には、エンジン始動中のイナーシャによる車両１０の引き込み感、つまり駆動トルクＴrの落ち込みを生じさせる。その為、エンジン１２を始動する際に電動機ＭＧが出力する必要クランキングトルクＴcrnは、クランキング反力トルクＴrfcrを打ち消す為のＭＧトルクＴmでもある。つまり、必要クランキングトルクＴcrnは、エンジン１２のクランキングに必要なＫ０トルクＴk0であり、電動機ＭＧ側からＫ０クラッチ２０を介してエンジン１２側へ流れるＭＧトルクＴmに相当する。必要クランキングトルクＴcrnは、例えばエンジン１２の諸元等に基づいて予め定められた例えば一定のクランキングトルクＴcrである。

始動制御部９２ｄは、ＥＶ走行中のエンジン１２の始動の際には、ＥＶ走行用のＭＧトルクＴmつまり駆動トルクＴrを生じさせるＭＧトルクＴmに加えて、必要クランキングトルクＴcrn分のＭＧトルクＴmを電動機ＭＧから出力させる。その為、ＥＶ走行中には、エンジン１２の始動に備えて、必要クランキングトルクＴcrn分を担保しておく必要がある。従って、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える範囲は、出力可能な電動機ＭＧの最大トルクに対して、必要クランキングトルクＴcrn分を減じたトルク範囲となる。出力可能な電動機ＭＧの最大トルクは、バッテリ５４の放電可能電力Ｗoutによって出力可能な最大のＭＧトルクＴmである。

変速制御部９６は、例えば予め定められた関係である変速マップを用いて自動変速機２４の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機２４の変速制御を実行する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５６へ出力する。前記変速マップは、例えば車速Ｖ及び要求駆動トルクＴrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機２４の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記変速マップでは、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクＴrdemに替えて要求駆動力Ｆrdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。

ここで、電動機制御部９２ｂは、ＨＶ走行モードにおいて、要求駆動トルクＴrdemに対してエンジントルクＴeでは不足するトルク分を算出し、そのトルク分を補うようにＭＧトルクＴmを制御する。この際、エンジントルクＴeとしては、エンジントルクＴeの推定値である推定エンジントルクＴeeが用いられる。エンジン制御部９２ａは、例えば予め定められた関係である公知のエンジントルクマップに吸入空気量Ｑair及びエンジン回転速度Ｎeを適用することで、推定エンジントルクＴeeを算出する。このように、エンジン制御部９２ａは、吸入空気量Ｑairに基づいて推定エンジントルクＴeeを算出する。

ところで、エンジン１２の始動制御の開始後は、例えばインテークマニホールド内の圧力が大気圧から負圧になる。インテークマニホールド内の圧力が大気圧からある程度低下した負圧となるまでの過渡中は、エアフローメータ８２によって吸入空気量Ｑairを精度良く検出することができない。その為、エンジン１２の始動制御の開始直後は、エンジントルクＴeの推定精度が低く、エンジン制御部９２ａによって算出される推定エンジントルクＴeeの信頼性が低い。そうすると、エンジン１２の始動制御の開始直後は、駆動トルクＴrが要求駆動トルクＴrdemからずれ易くされて、ドライバビリティーが悪化する可能性がある。

そこで、エンジン制御部９２ａは、エンジン１２の始動制御の開始直後における一定期間において、吸入空気量Ｑair等に基づく推定エンジントルクＴeeを補正する。

具体的には、エンジン１２の始動制御の開始直後における一定期間では、吸入空気量Ｑairは精度良く検出されない。又、エンジン１２の始動制御の開始直後における一定期間では、エンジン回転速度Ｎeは、推定エンジントルクＴeeの算出が困難となる、アイドリング回転速度Ｎeidlに満たない回転速度である。エンジン１２の始動制御の開始直後における一定期間は、エンジン１２の始動制御を開始してから吸入空気量Ｑairを精度良く検出可能となる予め定められた所定時間ＴＭｆである。その為、吸入空気量Ｑairとエンジン回転速度Ｎeとは、各々、エンジン１２の始動制御開始時点から所定時間ＴＭｆが経過する時点までは、予め定められた規則に基づいて特定の数値が与えられる。エンジン制御部９２ａは、エンジン１２の始動制御開始時点から所定時間ＴＭｆが経過する時点までは、吸入空気量Ｑairとエンジン回転速度Ｎeとの各々の特定の数値を用いて、推定エンジントルクＴeeを算出する。本実施例では、エンジン１２の始動制御の開始直後における特定の数値を用いた推定エンジントルクＴeeを、始動直後推定エンジントルクＴeestと称する。

吸入空気量Ｑairは、始動制御開始時点から時間の経過と共に徐々に精度良く検出される。又、エンジン回転速度Ｎeは、始動制御開始時点から時間の経過と共に上昇させられる。このようなことを考慮して、エンジン制御部９２ａは、エンジン１２の始動制御時には、エンジン１２の始動制御開始時点から所定時間ＴＭｆが経過する時点まで、経過時間に近い概念となるエンジン１２の点火回数ＮＵigに応じて、始動直後推定エンジントルクＴeestを補正する。点火回数ＮＵigは、エンジン１２の各気筒における点火回数を合わせた値である。

吸入空気量Ｑairとエンジン回転速度Ｎeとの各々の予め定められた特定の数値によって、始動直後推定エンジントルクＴeestは、所定時間ＴＭｆが経過した以降の定常時のエンジン走行モードにおける推定エンジントルクＴeeよりも大きい値が算出される場合があったり、定常時のエンジン走行モードにおける推定エンジントルクＴeeよりも小さい値が算出される場合がある。

エンジン制御部９２ａは、始動直後推定エンジントルクＴeestが推定エンジントルクＴeeよりも大きい値であって、初爆時に近い程大きい値である場合には、例えば図２に示す予め定められた関係である係数マップに点火回数ＮＵigを適用することで、係数αを算出する。エンジン制御部９２ａは、算出した係数αを掛けた乗算後の始動直後推定エンジントルクＴeestを、補正後の始動直後推定エンジントルクＴeestとして算出する。図２において、係数αは、「１」以下の正数であって、点火回数ＮＵigが多い程「１」に近づく値である。係数αが「１」であるときの乗算後の始動直後推定エンジントルクＴeestは、定常時のエンジン走行モードにおける推定エンジントルクＴeeと同値である。

一方で、エンジン制御部９２ａは、始動直後推定エンジントルクＴeestが推定エンジントルクＴeeよりも小さい値であって、初爆時に近い程小さい値である場合には、例えば図３に示す予め定められた関係である係数マップに点火回数ＮＵigを適用することで、係数βを算出する。エンジン制御部９２ａは、算出した係数βを掛けた乗算後の始動直後推定エンジントルクＴeestを、補正後の始動直後推定エンジントルクＴeestとして算出する。図３において、係数βは、「１」以上の値であって、点火回数ＮＵigが多い程「１」に近づく値である。係数βが「１」であるときの乗算後の始動直後推定エンジントルクＴeestは、定常時のエンジン走行モードにおける推定エンジントルクＴeeと同値である。

図４は、電子制御装置９０の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、エンジン１２の始動開始直後における推定エンジントルクＴeeの信頼性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。

図４において、先ず、エンジン始動判定部９２ｃの機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、エンジン１２の始動要求が有るか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ１０の判断が肯定される場合はクラッチ制御部９４及び始動制御部９２ｄの機能に対応するＳ２０において、エンジン１２の始動制御が実行される。次いで、エンジン制御部９２ａの機能に対応するＳ３０において、エンジン１２の始動制御開始時点から所定時間ＴＭｆが経過したか否かが判定される。このＳ３０の判断が否定される場合はエンジン制御部９２ａの機能に対応するＳ４０において、エンジン１２の点火回数ＮＵigに応じて補正された、始動直後推定エンジントルクＴeestが算出される。次いで、上記Ｓ３０が繰り返し実行される。このＳ３０の判断が肯定される場合はエンジン制御部９２ａの機能に対応するＳ５０において、定常時のエンジン走行モードにおける推定エンジントルクＴeeが算出される。

上述のように、本実施例によれば、エンジン１２の始動制御時には、始動制御開始時点から所定時間ＴＭｆが経過する時点まで、エンジン１２の点火回数ＮＵigに応じて、始動直後推定エンジントルクＴeestが補正されるので、検出される吸入空気量Ｑairの精度が良くない、エンジン１２の始動開始直後において、エンジントルクＴeの推定精度を向上することができる。これにより、エンジン１２の始動開始直後において、推定エンジントルクＴeeとエンジントルクＴeの実際値との乖離を抑制することができる。よって、エンジン１２の始動開始直後における推定エンジントルクＴeeの信頼性を向上することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、エンジン制御部９２ａは、エンジン１２の点火回数ＮＵigに応じて始動直後推定エンジントルクＴeestを補正したが、この態様に限らない。例えば、エンジン１２の燃料噴射の間隔は、エンジン１２の点火の間隔と略同じとなるので、エンジン制御部９２ａは、点火回数ＮＵigに替えて、エンジン１２の燃料噴射回数に応じて始動直後推定エンジントルクＴeestを補正しても良い。又は、エンジン１２の点火回数ＮＵigや燃料噴射回数は、始動制御開始時点からの経過時間に近い概念であるので、エンジン制御部９２ａは、点火回数ＮＵigや燃料噴射回数に替えて、エンジン１２の始動制御開始時点からの経過時間に応じて、始動直後推定エンジントルクＴeestを補正しても良い。

また、前述の実施例において、エンジン１２の始動開始直後における推定エンジントルクＴeeを精度良く算出できるということは、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替え過渡中における、要求駆動トルクＴrdemに対して必要なＭＧトルクＴmを精度良く算出できるということである。これにより、駆動トルクＴrが要求駆動トルクＴrdemからずれ難くされて、ドライバビリティーの悪化が抑制される。このように、本発明は、駆動力源としてエンジン１２及び電動機ＭＧを備えたハイブリッド車両に有用である。本発明を適用することが可能なハイブリッド車両は、一つの電動機を備えた車両１０に限らず、例えば二つ以上の電動機を備えた車両などであっても良い。

但し、本発明は、エンジン１２の始動開始直後における推定エンジントルクＴeeの信頼性を向上するものであるので、駆動力源としてエンジンのみを備えたエンジン車両にも適用することが可能である。要は、エンジンと、前記エンジンの動力を駆動輪へ伝達可能な動力伝達装置と、を備えた車両であれば、本発明を適用することが可能である。

また、前述の実施例では、エンジン１２の始動方法として、Ｋ０クラッチ２０が解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡状態におけるエンジン１２のクランキングに合わせてエンジン１２を点火し、エンジン１２の運転を開始する始動方法を例示したが、この態様に限らない。例えば、エンジン１２の始動方法は、Ｋ０クラッチ２０が完全係合状態又は完全係合状態に近い状態とされるまでエンジン１２をクランキングした後にエンジン１２を点火する始動方法などであっても良い。尚、ＭＧ回転速度Ｎmがゼロの状態とされているときの車両１０の停止時には、Ｋ０クラッチ２０の完全係合状態において電動機ＭＧによってエンジン１２をクランキングした後にエンジン１２を点火する始動方法を採用することができる。又、エンジン１２をクランキングする専用のモーターであるスターターが車両１０に備えられている場合、ＭＧ回転速度Ｎmがゼロの状態とされているときの車両１０の停止時に、例えば外気温が極低温の為に電動機ＭＧによるクランキングが十分にできなかったり不可能なときには、スターターによってエンジン１２をクランキングした後にエンジン１２を点火する始動方法を採用することができる。

また、前述の実施例では、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成すると共に駆動力源（エンジン１２、電動機ＭＧ）の各々からの駆動力を駆動輪１４へ伝達する自動変速機２４として遊星歯車式の自動変速機を例示したが、この態様に限らない。自動変速機２４は、公知のＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）を含む同期噛合型平行２軸式自動変速機、公知のベルト式無段変速機などであっても良い。

また、前述の実施例では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ２２が用いられたが、この態様に限らない。例えば、流体式伝動装置として、トルクコンバータ２２に替えて、トルク増幅作用のないフルードカップリングなどの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又は、流体式伝動装置は、必ずしも備えられている必要はない。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン
１４：駆動輪
１６：動力伝達装置
９０：電子制御装置（制御装置）
９２ａ：エンジン制御部
９２ｄ：始動制御部

Claims (1)

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に設けられた動力伝達装置と、を備えた車両の、制御装置であって、
   前記車両に対する駆動要求量を実現するように前記エンジンの出力トルクを制御するエンジン制御部と、
   前記エンジンの始動が要求されたときに前記エンジンの始動制御を実行する始動制御部と、
   を含んでおり、
   前記エンジン制御部は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記エンジンの出力トルクの推定値を算出するものであり、
   前記エンジン制御部は、前記エンジンの始動制御時には、前記エンジンの始動制御開始時点から前記エンジンの吸入空気量を精度良く検出可能となる予め定められた所定時間が経過する時点まで、前記エンジンの点火回数に応じて、又は、前記エンジンの燃料噴射回数に応じて、又は、前記エンジンの始動制御開始時点からの経過時間に応じて、前記エンジンの出力トルクの推定値を補正することを特徴とする車両の制御装置。

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