JP2022158364A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動後に係合装置を係合させる際に必要とされるトルクを抑制して内燃機関の停止の発生を抑制できる車両の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関であるエンジン１２と、自動変速機２２と、エンジン１２と自動変速機２２との間のトルク伝達の断接を行うＫ０クラッチ１８と、エンジン１２を始動させる始動装置であるスタータ５０と、を備えた車両１０の、電子制御装置９０は、自動変速機２２用の作動油OILが所定の低温状態である場合に、スタータ５０によってエンジン１２を始動し且つＫ０クラッチ１８を係合することによって生じる自動変速機２２の慣性トルクが最小となるような自動変速機２２における変速段を形成した後に、Ｋ０クラッチ１８を係合させる。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と、自動変速機と、それら内燃機関と自動変速機との間のトルク伝達の断接を行う係合装置と、を備える車両の、制御装置に関し、特に内燃機関の始動に関する。

走行用駆動力源である内燃機関（例えばエンジン）及び複数の電動機と、走行用駆動力源及び駆動輪の間に配設された自動変速機と、を備えた車両において、作動油（冷却油、潤滑油）が低温状態において内燃機関を始動する場合に、自動変速機をＰモード又はＮモードに固定して複数の電動機と駆動輪との間の動力伝達経路のトルク容量を低下させるとともに、複数の電動機を共に力行制御させて内燃機関をクランキングする車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。特許文献１に記載の車両の制御装置では、内燃機関の始動時間が短縮されてＮＶ（Noise Vibration）性能が向上させられる。

特開２００７－１２０３６８号公報

ところで、走行用駆動力源である内燃機関と、自動変速機と、の間のトルク伝達の断接を行う係合装置を備え、且つ、内燃機関をクランキングする始動装置（スタータ）を備えた車両においては、係合装置を解放した状態で内燃機関を始動し、内燃機関の始動後に係合装置を係合させて内燃機関の出力トルクを自動変速機に伝達させることが想定される。しかし、作動油が低温である場合には、作動油の粘性が大きく自動変速機での引き摺りトルクが大きくなることが想定され、これにより内燃機関の始動後に係合装置を所定期間内に係合させる際に必要とされるトルクが大きくなって内燃機関の停止（例えばエンジン停止）が発生するおそれがある。

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、内燃機関の始動後に係合装置を係合させる際に必要とされるトルクを抑制して内燃機関の停止の発生を抑制できる車両の制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、内燃機関と、自動変速機と、前記内燃機関と前記自動変速機との間のトルク伝達の断接を行う係合装置と、前記内燃機関を始動させる始動装置と、を備えた車両の、制御装置であって、前記自動変速機用の作動油が所定の低温状態である場合に、前記始動装置によって前記内燃機関を始動し且つ前記係合装置を係合することによって生じる前記自動変速機の慣性トルクが最小となるような前記自動変速機における変速段を形成した後に、前記係合装置を係合させることにある。

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記作動油が前記所定の低温状態ではない場合に、前記自動変速機における変速段を形成せずに前記始動装置によって前記内燃機関を始動した後に、前記係合装置を係合させることにある。

第１発明の車両の制御装置によれば、前記自動変速機用の作動油が所定の低温状態である場合に、前記始動装置によって前記内燃機関が始動され且つ前記係合装置を係合することによって生じる前記自動変速機の慣性トルクが最小となるような前記自動変速機における変速段が形成された後に、前記係合装置が係合される。係合装置が係合される前に、自動変速機の慣性トルクが最小となるような自動変速機における変速段が形成されるため、作動油が所定の低温状態であって作動油の粘性が高くても自動変速機での慣性トルクが小さくされる。これにより内燃機関の始動後に係合装置を係合させる際に必要とされるトルクが大きくなることが抑制されて、内燃機関の停止の発生が抑制される。

第２発明の車両の制御装置によれば、第１発明において、前記作動油が前記所定の低温状態ではない場合に、前記自動変速機における変速段が形成されず前記始動装置によって前記内燃機関が始動された後に、前記係合装置が係合される。作動油が所定の低温状態ではない場合には、作動油の粘性が低いため自動変速機の引き摺りトルクは小さく、作動油が所定の低温状態である場合に比較して内燃機関の始動後に係合装置を係合させる際に必要とされるトルクが小さい。そのため、前記自動変速機の慣性トルクが最小となるような自動変速機における変速段を形成しなくても内燃機関の停止の発生が抑制される。これにより、自動変速機における変速段の形成を待つことなく、内燃機関が始動された後に速やかに係合装置の係合を行うことができる。

本発明の実施例に係る電子制御装置を備える車両の概略構成図であるとともに、車両における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。 図１に示す電子制御装置の制御作動を説明するフローチャートの一例である。 図２のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。 比較例に係るタイムチャートの一例である。 本実施例の効果について説明する図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

本発明の実施例に係る電子制御装置９０を備える車両１０の概略構成図であるとともに、車両１０における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

車両１０は、走行用駆動力源である、エンジン１２及び電動機ＭＧと、エンジン１２と駆動輪２８との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置３０と、を備える。車両１０は、ハイブリッド車両である。

エンジン１２は、周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、その作動状態（運転状態、停止状態）が制御される。なお、エンジン１２は、本発明における「内燃機関」に相当する。エンジン１２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［Nm］が制御される。

動力伝達装置３０は、エンジン１２側から順に、フライホイール１４、ダンパー１６、Ｋ０クラッチ１８、電動機連結軸４２、トルクコンバータ２０、自動変速機２２等を備える。動力伝達装置３０は、自動変速機２２の出力回転部材である変速機出力軸４６に連結されたディファレンシャルギヤ２４、ディファレンシャルギヤ２４に連結された１対のドライブシャフト２６等を備える。

動力伝達装置３０は、エンジン１２とフライホイール１４とを連結するエンジン連結軸４０を備える。フライホイール１４は、エンジン連結軸４０によりエンジン１２に直結されている。フライホイール１４及びダンパー１６は、エンジン１２の脈動を吸収しつつその回転を伝達する周知のフライホイール及びダンパー装置（例えば振り子ダンパー）である。

Ｋ０クラッチ１８は、エンジン１２と駆動輪２８との間の動力伝達経路のうちエンジン１２と電動機ＭＧとの間に設けられたクラッチである。Ｋ０クラッチ１８は、例えば多板式或いは単板式のクラッチにより構成される油圧式の摩擦係合装置である。Ｋ０クラッチ１８は、Ｋ０クラッチ１８の断接状態を制御する油圧アクチュエータに調圧されたＫ０油圧ＰＲk0［Pa］が供給されることにより、Ｋ０クラッチ１８の伝達トルク容量（Ｋ０クラッチ１８の係合力）であるＫ０トルクＴk0［Nm］が変化させられて係合状態や解放状態などの作動状態つまり制御状態が切り替えられる。電動機連結軸４２は、Ｋ０クラッチ１８とトルクコンバータ２０とを連結している。Ｋ０クラッチ１８が係合状態にある場合は、エンジン１２とトルクコンバータ２０とがフライホイール１４、ダンパー１６、及びＫ０クラッチ１８を介して動力伝達可能に連結される。一方、Ｋ０クラッチ１８が解放状態にある場合は、エンジン１２とトルクコンバータ２０との間の動力伝達が遮断される。なお、Ｋ０クラッチ１８は、本発明における「係合装置」に相当する。

トルクコンバータ２０は、周知のトルクコンバータである。トルクコンバータ２０は、電動機連結軸４２に連結されたポンプ翼車２０ａと、自動変速機２２の入力回転部材である変速機入力軸４４に連結されたタービン翼車２０ｂと、ポンプ翼車２０ａとタービン翼車２０ｂとを直結するロックアップクラッチ２０ｃと、を備える。トルクコンバータ２０は、走行用駆動力源（エンジン１２及び電動機ＭＧ）の各々からの走行用駆動力を流体を介して電動機連結軸４２から変速機入力軸４４へ伝達する流体式伝動装置である。トルクコンバータ２０は、Ｋ０クラッチ１８、ダンパー１６、及びフライホイール１４を介してエンジン１２に連結されている。自動変速機２２は、トルクコンバータ２０に連結されており、トルクコンバータ２０と駆動輪２８との間に設けられている。トルクコンバータ２０及び自動変速機２２は、各々、エンジン１２と駆動輪２８との間の動力伝達経路の一部を構成している。

電動機ＭＧは、例えば電力から機械的な動力を発生させる電動機機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機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、後述するインバータ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。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。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電動機トルクＴm［Nm］が制御される。電動機トルク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。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギーも同意である。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。

電動機ＭＧは、車体に取り付けられる非回転部材であるケース３２内において、電動機連結軸４２に動力伝達可能に連結されている。つまり、電動機ＭＧは、動力伝達経路のうちＫ０クラッチ１８とトルクコンバータ２０との間に配設された電動機連結軸４２に動力伝達可能に連結されている。また、電動機ＭＧは、トルクコンバータ２０を介して自動変速機２２に連結されている。見方を換えれば、電動機ＭＧは、Ｋ０クラッチ１８を介することなくトルクコンバータ２０や自動変速機２２と動力伝達可能に連結されている。また、Ｋ０クラッチ１８は、エンジン１２と自動変速機２２との間のトルク伝達の断接を行う係合装置として機能する。

自動変速機２２は、走行用駆動力源（エンジン１２及び電動機ＭＧ）と駆動輪２８との間に配設され、例えば不図示の複数組の遊星歯車装置と、それら複数組の遊星歯車装置をそれぞれ構成する回転要素間或いは回転要素と非回転要素との間を選択的に係合させる複数の変速用係合装置ＣＢと、を備え、複数の変速用係合装置ＣＢのうちの２つの係合によって、複数の変速段のうちの一の変速段が成立させられる、周知の遊星歯車式の自動変速機である。変速用係合装置ＣＢのそれぞれは、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される周知の湿式多板型の油圧式摩擦係合装置である。複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される場合には、変速用係合装置ＣＢは係合状態となり、複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧されない場合には、変速用係合装置ＣＢは解放状態となる。変速用係合装置ＣＢは、各々、変速用係合装置ＣＢの断接状態を制御する各油圧アクチュエータに調圧されたＣＢ油圧ＰＲcb［Pa］が供給されることにより、それぞれの伝達トルク容量であるＣＢトルクＴcb［Nm］が変化させられて係合状態や解放状態などの作動状態が切り替えられる。

自動変速機２２は、例えば変速用係合装置ＣＢのうちの何れかの係合装置の係合によって、変速比（ギヤ比ともいう）γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi［rpm］／ＡＴ出力回転速度Ｎo［rpm］）が異なる複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうちの何れかの変速段が形成される有段変速機である。自動変速機２２は、後述する電子制御装置９０によって、運転者のアクセル操作や車速Ｖ［km/h］等に応じて、変速用係合装置ＣＢのうちの自動変速機２２の変速に関与する係合装置である所定の係合装置の作動状態が切り替えられることで、形成される変速段が切り替えられる。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、変速機入力軸４４の回転速度であって自動変速機２２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２０の出力回転速度であるタービン回転速度Ｎt［rpm］と同値である。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、変速機出力軸４６の回転速度であって自動変速機２２の出力回転速度である。複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうち、変速比γatが最も大きいのが最もロー側の第１速変速段であり、ハイ側の変速段ほど変速比γatが小さくなっている。

例えば、車両１０が停止しており後述するＭＯＰ３８及びＥＯＰ６０の駆動が停止している場合には、Ｋ０クラッチ１８や変速用係合装置ＣＢは解放状態となるように構成されている。また、例えば、変速用係合装置ＣＢが全て解放状態とされることで自動変速機２２がＮモード（＝ニュートラル状態とされるモード）とされ、変速用係合装置ＣＢのうちの２つが係合状態とされることで自動変速機２２で所望の変速段が形成される。なお、本実施例では、複数の変速段のうち第１速変速段が自動変速機２２の慣性トルクが最小となるものとする。自動変速機２２の変速段の形成により自動変速機２２が備える遊星歯車装置のうち回転する回転要素が特定され、この特定された回転要素に基づいて予め変速段毎の慣性トルクの大きさが定まる。

シフトレバー６８のシフト操作ポジションＰＯＳshは、例えばＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各操作ポジションである。Ｐ操作ポジションは、自動変速機２２をＰモード（＝ニュートラル状態とされ且つ変速機出力軸４６が回転不能に機械的に固定されるモード）にするパーキング操作ポジションである。Ｒ操作ポジションは、自動変速機２２をＲモード（＝車両１０の後進走行を可能とするモード）にする後進走行操作ポジションである。Ｎ操作ポジションは、自動変速機２２をＮモードにするニュートラル操作ポジションである。Ｄ操作ポジションは、自動変速機２２をＤモード（＝自動変速機２２の全ての変速段を用いて自動変速制御を実行して前進走行を可能とするモード）にする前進走行操作ポジションである。

油圧制御回路５６は、機械式オイルポンプであるＭＯＰ３８や電動オイルポンプであるＥＯＰ６０から圧送された作動油OILの油圧を元圧として、ケース３２内の各部に必要な作動油OILを供給する。この作動油OILは、例えばＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等の自動変速機２２用の作動油であって、自動変速機２２の変速制御やＫ０クラッチ１８の断接制御などを行うために設けられた油圧アクチュエータの作動油として用いられるとともにケース３２内のトルクコンバータ２０や自動変速機２２などの各部に供給される冷却油及び潤滑油として用いられる。なお、作動油OILは、本発明における「自動変速機用の作動油」に相当する。例えば、油圧制御回路５６は、Ｋ０クラッチ１８の断接状態を制御するＫ０油圧ＰＲk0を調圧して、Ｋ０クラッチ１８の断接状態を制御する油圧アクチュエータにＫ０油圧ＰＲk0を供給する。油圧制御回路５６は、変速用係合装置ＣＢの断接状態をそれぞれ制御するＣＢ油圧ＰＲcbを調圧して、変速用係合装置ＣＢの断接状態を制御する各油圧アクチュエータにＣＢ油圧ＰＲcbを供給する。ＣＢ油圧ＰＲcbにより、自動変速機２２がニュートラル状態にされたり所望の変速比γatの変速段が形成されたりする。変速用係合装置ＣＢは、ブレーキやクラッチなどの例えば湿式多板型の油圧式摩擦係合装置である。

エンジン１２から出力される動力は、Ｋ０クラッチ１８が係合された場合には、エンジン連結軸４０から、Ｋ０クラッチ１８、電動機連結軸４２、トルクコンバータ２０、自動変速機２２、ディファレンシャルギヤ２４、及びドライブシャフト２６等を順次介して駆動輪２８へ伝達される。電動機ＭＧから出力される動力は、Ｋ０クラッチ１８の作動状態にかかわらず、電動機連結軸４２から、トルクコンバータ２０、自動変速機２２、ディファレンシャルギヤ２４、及びドライブシャフト２６等を順次介して駆動輪２８へ伝達される。

車両１０は、機械式のオイルポンプであるＭＯＰ３８、電動式のオイルポンプであるＥＯＰ６０、及びポンプ用モータ６２を備える。ＭＯＰ３８は、ポンプ翼車２０ａに連結されており、走行用駆動力源（エンジン１２及び電動機ＭＧ）により回転駆動させられて動力伝達装置３０で用いられる作動油OILを吐出する。ＥＯＰ６０は、ＥＯＰ専用のモータであるポンプ用モータ６２により回転駆動させられて作動油OILを吐出する。ＭＯＰ３８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、ＭＯＰ３８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などを各油圧アクチュエータに供給する。

車両１０は、エンジン１２を始動するためのスタータ５０を備える。例えば、スタータ５０は、スタータモータを有し、そのスタータモータのピニオン（ギヤ）でフライホイール１４の周囲に刻まれたリングギヤを回すことによりエンジン１２を始動させる周知の始動装置である。スタータ５０は、車両電源スイッチ８８の操作により起動される。スタータモータが起動されることでクランキングによりエンジン１２が始動される。なお、エンジン１２の「始動」とは、エンジン１２が完爆して（運転を開始して）自立運転可能な状態になることをいう。

車両電源スイッチ８８は、例えば運転席の近傍に配設されており、車両１０の電源供給の状態すなわち車両電源の状態を切り替えるために運転者により操作されるスイッチ、例えばイグニッションスイッチやパワースイッチである。

車両電源スイッチ８８の操作位置は、例えば「ＯＦＦ」、「Ａｃｃ」、「ＯＮ」、「ＳＴＡＲＴ」の各操作位置である。「ＯＦＦ」は、車両走行を不能とし且つ車両電源を切るための操作位置である。「Ａｃｃ」は、不図示のコンビネーションメータを消灯して車両走行を不能とするが車両走行に関わらない一部の機能（例えばオーディオや電動ミラー）を稼働可能とするための操作位置である。「ＯＮ」は、コンビネーションメータを点灯して車両走行を可能とするレディーオン状態とするための操作位置である。レディーオン状態では、車両走行に関わるセンサ等が各々の信号を出力可能な通電の状態とされる。レディーオン状態は、エンジン１２が運転停止状態にある場合には「ＯＮ」への操作に連動してエンジン１２を始動することが可能な状態であり、エンジン１２が運転状態にある場合にはその運転状態を維持することが可能な状態である。「ＳＴＡＲＴ」は、エンジン１２を始動するための操作位置である。例えば、運転者によって車両電源スイッチ８８が「ＯＮ」に操作された後に「ＳＴＡＲＴ」に操作されることは、運転者によるエンジン１２の始動要求である。

車両１０は、電子制御装置９０を備える。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。なお、電子制御装置９０は、本発明における「制御装置」に相当する。

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、電動機回転速度センサ７２、タービン回転速度センサ７４、出力回転速度センサ７６、アクセル開度センサ７８、スロットル弁開度センサ８０、バッテリセンサ８２、油温センサ８４、シフトポジションセンサ８６、車両電源スイッチ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［rpm］、電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎm［rpm］、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、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［%］、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨbat［℃］やバッテリ充放電電流Ｉbat［A］やバッテリ電圧Ｖbat［V］、作動油OILの油温ＴＨoil［℃］、運転者により操作されたシフトレバー６８の操作ポジションを表すシフト操作ポジションＰＯＳsh、運転者により操作された車両電源スイッチ８８の操作位置を表すスイッチ操作信号ＳＷonなど）が、それぞれ入力される。

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１２、スタータ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を制御するためのエンジン制御信号Ｓe、スタータ５０を制御するためのスタータ制御信号Ｓst、電動機ＭＧを制御するための電動機制御信号Ｓm、変速用係合装置ＣＢを変速制御するためのＣＢ油圧制御信号ＳcbやＫ０クラッチ１８を断接制御するためのＫ０油圧制御信号Ｓk0やロックアップクラッチ２０ｃを断接制御するためのＬＵ油圧制御信号Ｓlu、ＥＯＰ６０を制御するためのＥＯＰ制御信号Ｓeopなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置９０は、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部９２と、クラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部９４と、変速制御手段すなわち変速制御部９６と、を機能的に備える。

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、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、を機能的に備え、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、アクセル開度θacc及び車速Ｖと駆動要求量との間の関係が予め実験的に或いは設計的に求められて記憶されたマップである。前記駆動要求量は、例えば駆動輪２８における要求駆動トルクＴrdem［Nm］である。要求駆動トルクＴrdem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２８における要求駆動力Ｆrdem［N］、変速機出力軸４６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２２の変速比γat、バッテリ５４の充電可能電力Ｗin［W］や放電可能電力Ｗout［W］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信号Ｓeと、電動機ＭＧを制御する電動機制御信号Ｓmと、を出力する。エンジン制御信号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［W］の指令値である。電動機制御信号Ｓmは、例えばそのときの電動機回転速度Ｎmにおける電動機トルクＴmを出力する電動機ＭＧの消費電力Ｗm［W］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（予め定められた満充電容量に対する実際に蓄電されている充電量の比）ＳＯＣ［%］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、例えば電動機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１８の解放状態において、走行用駆動力源（エンジン１２及び電動機ＭＧ）のうちの電動機ＭＧのみから走行用駆動力を出力して走行するＥＶ走行を行う。一方で、ハイブリッド制御部９２は、例えば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１８の係合状態において、走行用駆動力源（エンジン１２及び電動機ＭＧ）のうちの少なくともエンジン１２から走行用駆動力を出力して走行するエンジン走行すなわちＨＶ走行を行う。

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。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電動機トルクＴmを制御する。具体的には、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を実現するように電動機トルクＴmを制御する。ＨＶ走行モードにおいては、エンジン制御部９２ａは、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電動機トルクＴmを制御する。

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２２の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機２２の変速制御を実行するためのＣＢ油圧制御信号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２２の変速が判断されるため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。

ここから、車両１０が停止している場合のエンジン１２の始動について説明する。

ハイブリッド制御部９２は、エンジン１２の始動判定を行う始動判定手段すなわち始動判定部９２ｃと、作動油OILが所定の低温状態であるか否かを判定する油温判定手段すなわち油温判定部９２ｄと、エンジン１２の始動制御を実行する始動制御手段すなわち始動制御部９２ｅと、を機能的に更に備える。

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。例えば、始動判定部９２ｃは、スイッチ操作信号ＳＷonに基づいてエンジン１２の始動が要求されたか否かを判定する。

油温判定部９２ｄは、作動油OILが所定の低温状態であるか否かを判定する。例えば、油温判定部９２ｄは、作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合には、作動油OILが所定の低温状態であると判定し、作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdgを超過する場合には、作動油OILが所定の低温状態ではないと判定する。作動油OILが所定の低温状態であるとは、作動油OILの粘性が大きくなることで自動変速機２２がＮモードであるにもかかわらず引き摺りトルクが大きくなってＫ０クラッチ１８を所定期間Ｔcon内に係合させようとするとエンジン停止が発生するおそれがある作動油OILの温度状態をいう。引き摺りトルクは、自動変速機２２内での作動油OILを介した引き摺りにより発生するトルクであって、Ｋ０クラッチ１８が係合される場合にエンジントルクＴeに対する負荷トルクとなる。所定期間Ｔconとは、エンジン１２の始動が要求された場合に、電動機回転速度Ｎmとエンジン回転速度Ｎeとの回転同期を取る期間として、実験的に或いは設計的に予め定められた期間である。

例えば、自動変速機２２がＮモードであって自動変速機２２の複数の変速用係合装置ＣＢが解放状態となるように制御されているにもかかわらず、作動油OILが所定の低温状態であるために作動油OILの粘性が大きく、変速用係合装置ＣＢの摩擦板の間にある作動油OILによる引き摺りに起因して変速用係合装置ＣＢが疑似的に係合状態となる場合がある。この場合、自動変速機２２が備える変速用係合装置ＣＢの例えば３つ以上の疑似的な係合状態によりタイアップのようなロック状態に近い状態となったり、自動変速機２２が備える複数の遊星歯車装置のうちのイナーシャの大きい回転要素同士が繋がったりすることで、自動変速機２２の引き摺りトルク全体が大きくなる。なお、タイアップとは、異なる変速段を形成する際にそれぞれ係合される異なる変速用係合装置ＣＢが、変速の際に同時に係合状態となって自動変速機２２のギヤ機構が一時的にロックしてしまう現象のことである。この作動油OILが所定の低温状態であることにより、自動変速機２２内での引き摺りにより連れ回される回転部材を、以下「連れ回り部材」ということとする。なお、所定の判定温度ＴＨoil_jdgは、作動油OILが所定の低温状態であることを判定するために実験的に或いは設計的に予め定められた判定値である。

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且つ油温判定部９２ｄにより作動油OILが所定の低温状態であると判定された場合（以下、「低温始動要求時」と記す。）、ＥＯＰ制御部９８は、ＥＯＰ６０を駆動してＥＯＰ６０から油圧制御回路５６へ作動油OILを圧送させ、クラッチ制御部９４は、Ｋ０クラッチ１８が解放状態となるように制御する。そして、Ｋ０クラッチ１８が解放状態とされている状態で、始動制御部９２ｅがエンジン１２を始動するとともに、変速制御部９６が自動変速機２２の変速段として慣性トルクが最小となる第１速変速段を形成する。この「変速制御部９６が慣性トルクが最小となる第１速変速段を形成する」では、例えばシフトレバー６８がＰ操作ポジションに操作されていても、低温始動要求時において自動変速機２２の変速段として強制的に第１速変速段が形成される。

低温始動要求時において、始動制御部９２ｅによりエンジン１２が始動され且つ変速制御部９６により自動変速機２２の変速段として第１速変速段が形成された後に、Ｋ０クラッチ１８が半係合状態を経て完全係合状態とされる。これにより、エンジン１２から出力されたエンジントルクＴeがフライホイール１４、ダンパー１６、Ｋ０クラッチ１８、電動機連結軸４２を経てトルクコンバータ２０へ伝達される。Ｋ０クラッチ１８が完全係合状態とされて電動機回転速度Ｎmとエンジン回転速度Ｎeとの回転同期が取れた後は、変速制御部９６は、シフトレバー６８のシフト操作ポジションＰＯＳshに応じて自動変速機２２の変速段を制御する。

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且つ油温判定部９２ｄにより作動油OILが所定の低温状態ではないと判定された場合（以下、「常温始動要求時」と記す。）、ＥＯＰ制御部９８は、ＥＯＰ６０を駆動してＥＯＰ６０から油圧制御回路５６へ作動油OILを圧送させ、クラッチ制御部９４は、Ｋ０クラッチ１８が解放状態となるように制御する。そして、Ｋ０クラッチ１８が解放状態とされている状態で、始動制御部９２ｅがエンジン１２を始動する。なお、常温始動要求時においては、変速制御部９６は、自動変速機２２の変速段を形成しない、すなわち自動変速機２２はＮモードである。

常温始動要求時において、始動制御部９２ｅによりエンジン１２が始動された後に、Ｋ０クラッチ１８が半係合状態を経て完全係合状態とされる。これにより、エンジン１２から出力されたエンジントルクＴeがフライホイール１４、ダンパー１６、Ｋ０クラッチ１８、電動機連結軸４２を経てトルクコンバータ２０へ伝達される。Ｋ０クラッチ１８が完全係合状態とされて電動機回転速度Ｎmとエンジン回転速度Ｎeとの回転同期が取れた後は、変速制御部９６は、シフトレバー６８のシフト操作ポジションＰＯＳshに応じて自動変速機２２の変速段を制御する。

図２は、図１に示す電子制御装置９０の制御作動を説明するフローチャートの一例である。図２のフローチャートは、車両停止中に繰り返し実行される。

まず、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、レディーオン状態とする要求が有ったか否かが判定される。Ｓ１０の判定が肯定された場合には、始動判定部９２ｃの機能に対応するＳ２０において、エンジン１２の始動要求が有ったか否かが判定され、Ｓ１０の判定が否定された場合には、リターンとなる。Ｓ２０の判定が肯定された場合には、油温判定部９２ｄの機能に対応するＳ３０において、油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下であるか否かが判定され、Ｓ２０の判定が否定された場合には、リターンとなる。

Ｓ３０の判定が肯定された場合には、ＥＯＰ制御部９８、変速制御部９６、及び始動制御部９２ｅの機能に対応するＳ４０において、ＥＯＰ６０の駆動が開始され、自動変速機２２での第１速変速段の形成が開始され、且つ、スタータ５０によりエンジン１２の始動が開始される。そして、始動制御部９２ｅ及び変速制御部９６の機能に対応するＳ５０において、エンジン１２の始動が完了し且つ自動変速機２２での第１速変速段の形成が完了したか否かが判定される。

Ｓ３０の判定が否定された場合には、ＥＯＰ制御部９８及び始動制御部９２ｅの機能に対応するＳ６０において、ＥＯＰ６０の駆動が開始され、スタータ５０によりエンジン１２の始動が開始される。Ｓ６０では、自動変速機２２は、Ｎモードとされている。そして、始動制御部９２ｅの機能に対応するＳ７０において、エンジン１２の始動が完了したか否かが判定される。

Ｓ５０の判定が肯定された場合及びＳ７０の判定が肯定された場合には、クラッチ制御部９４及び電動機制御部９２ｂの機能に対応するＳ８０において、Ｋ０クラッチ１８を係合状態にする係合制御が開始されるとともに電動機ＭＧから電動機トルクＴmを出力させる電動機トルク出力制御が開始され、そしてＳ９０が実行される。Ｓ５０の判定が否定された場合には、Ｓ５０が再度実行される。Ｓ７０の判定が否定された場合には、Ｓ７０が再度実行される。

クラッチ制御部９４の機能に対応するＳ９０において、Ｋ０クラッチ１８の係合が完了したか否かが判定される。Ｓ９０の判定が肯定された場合には、リターンとなり、Ｓ９０の判定が否定された場合には、Ｓ９０が再度実行される。

図３は、図２のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。図３の横軸は、時間ｔ［ms］である。図３において、「ＥＯＰ駆動要求信号」はＥＯＰ６０の駆動要求に関する信号であって、オンはＥＯＰ６０の駆動を要求する信号であり、オフはＥＯＰ６０の駆動を要求しない信号である。図３において、「特定係合装置」は、変速用係合装置ＣＢのうち第１速変速段を形成するために係合状態に切り替えられる係合装置である。「特定係合装置の係合要求信号」は、特定係合装置の係合要求に関する信号であって、オンは係合を要求する信号であり、オフは係合を要求しない信号である。図３において、「電動機トルクの出力要求信号」は電動機トルクＴmの出力要求に関する信号であって、オンは出力を要求する信号であり、オフは出力を要求しない信号である。図３に示す「Ｋ０クラッチの係合要求信号」は、Ｋ０クラッチ１８の係合要求に関する信号であって、オンは係合を要求する信号であり、オフは係合を要求しない信号である。

時刻ｔ1以前は、車両１０が停止しており且つエンジン１２及び電動機ＭＧが停止している。また、作動油OILの油温ＴＨoilは、所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である。

時刻ｔ1において、レディーオン状態とされ且つエンジン１２の始動要求がされる。これにより、時刻ｔ1において、ＥＯＰ６０の駆動が開始され、Ｋ０クラッチ１８の解放状態が維持され、自動変速機２２で慣性トルクが最小となる第１速変速段の形成が開始され、エンジン１２の始動制御が開始される。ＥＯＰ６０の駆動によりＥＯＰ６０から油圧制御回路５６へ作動油OILが圧送される。エンジン１２の始動制御の開始により、エンジン回転速度Ｎeが上昇し始める。

時刻ｔ2（＞ｔ1）では、エンジン１２の始動が完了しており且つ自動変速機２２での第１速変速段の形成が完了している。時刻ｔ2において、Ｋ０クラッチ１８の解放状態から係合状態への切り替えが開始され、電動機ＭＧからの電動機トルクＴmの出力が開始される。これにより、時刻ｔ2以降において、電動機回転速度Ｎmが次第に上昇する。電動機回転速度Ｎmの上昇に伴い、ＭＯＰ３８から油圧制御回路５６に作動油OILが圧送される。

エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとの同期が取れた時刻ｔ3（＞ｔ2）において、Ｋ０クラッチ１８の完了する。時刻ｔ3において、ＭＯＰ３８から油圧制御回路５６へ作動油OILが圧送されているため、ＥＯＰ６０の駆動が停止させられる。
（比較例）

図４は、比較例に係るタイムチャートの一例である。前述の実施例では、低温始動要求時には、エンジン１２が始動され且つ自動変速機２２の変速段として慣性トルクが最小となる第１速変速段が形成された後に、Ｋ０クラッチ１８が半係合状態を経て完全係合状態とされたが、本比較例では、自動変速機２２で変速段が形成されずエンジン１２が始動された後に、Ｋ０クラッチ１８が半係合状態を経て完全係合状態とされる点が前述の実施例と異なる。そのため、前述の実施例に係る図３のタイムチャートと異なる部分を中心に説明することとし、実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

時刻ｔ1において、レディーオン状態とされ且つエンジン１２の始動要求がされる。これにより、時刻ｔ1において、ＥＯＰ６０の駆動が開始され、Ｋ０クラッチ１８の解放状態が維持され、エンジン１２の始動制御が開始される。ＥＯＰ６０の駆動によりＥＯＰ６０から油圧制御回路５６へ作動油OILが圧送される。エンジン１２の始動制御の開始により、エンジン回転速度Ｎeが上昇し始める。

時刻ｔ2では、エンジン１２の始動が完了している。このとき、自動変速機２２はＮモードとされ、変速用係合装置ＣＢが全て解放状態となるように制御されている。時刻ｔ2において、Ｋ０クラッチ１８の解放状態から係合状態への切り替えが開始され、電動機ＭＧからの電動機トルクＴmの出力が開始される。時刻ｔ2以降において自動変速機２２はＮモードであって変速用係合装置ＣＢが全て解放状態が維持されるように制御されているにもかかわらず、作動油OILの引き摺りに起因して変速用係合装置ＣＢが疑似的な係合状態となっている。そのため、例えば複数の変速用係合装置ＣＢの３つ以上の疑似的な係合状態によりタイアップのようなロック状態に近い状態となって自動変速機２２の引き摺りトルク全体が大きくなっている。

時刻ｔ2から時刻ｔ4（＞ｔ2）までの期間において、電動機回転速度Ｎmを引き上げるのに必要とされる必要トルクＴnd［Nm］は、図４に示すように上昇する。例えば、必要トルクＴndは、電動機連結軸４２の慣性トルク、電動機ＭＧにおける引き摺りトルク（例えば、ロータとステータとの間の引き摺りで発生するトルク）、トルクコンバータ２０の慣性トルク、自動変速機２２の慣性トルク、及び、自動変速機２２における引き摺りトルク、などが含まれる。これにより、自動変速機２２の連れ回り部材の回転速度は、エンジントルクＴe及び電動機トルクＴmにより一旦は上昇するものの、必要トルクＴndに比較してエンジントルクＴeと電動機トルクＴmとの合計である発生可能トルクＴgen［Nm］が小さいため、エンジン回転速度Ｎe、電動機回転速度Ｎm、及び連れ回り部材の回転速度のいずれも下降して零値となってエンジン停止が発生する。

図５は、本実施例の効果について説明する図である。図５では、作動油OILの油温ＴＨoilは、所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である。

図５に示すように、エンジン１２が始動しＫ０クラッチ１８を係合状態とする係合制御中におけるエンジントルクＴeと電動機トルクＴmとの合計である発生可能トルクＴgenをトルク値Ｔxとする。比較例では、自動変速機２２での引き摺りトルクが大きいために電動機回転速度Ｎmとエンジン回転速度Ｎeとを回転同期させる必要トルクＴndは、発生可能トルクＴgenよりも大きいトルク値Ｔy1である。一方、実施例では、自動変速機２２において慣性トルクが最小である第１速変速段が形成されているため、電動機回転速度Ｎmとエンジン回転速度Ｎeとを回転同期させる必要トルクＴndは、発生可能トルクＴgenよりも小さいトルク値Ｔy2である。このように、Ｋ０クラッチ１８を所定期間Ｔcon内に係合させて回転同期させる必要トルクＴndが発生可能トルクＴgen以下に低減されることでエンジン停止の発生が抑制される。

本実施例によれば、自動変速機２２用の作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合に、スタータ５０によってエンジン１２が始動され且つＫ０クラッチ１８を係合することによって生じる自動変速機２２の慣性トルクが最小となるような自動変速機２２における変速段が形成された後に、Ｋ０クラッチ１８が係合される。Ｋ０クラッチ１８が係合される前に、自動変速機２２の慣性トルクが最小となるような自動変速機２２における変速段が形成されるため、作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下であって作動油OILの粘性が高くても自動変速機２２での慣性トルクが小さくされる。これによりエンジン１２の始動後にＫ０クラッチ１８を所定期間Ｔcon内に係合させる際の必要トルクＴndが大きくなることが抑制されて、エンジン停止の発生が抑制される。

本実施例によれば、作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdgを超過する場合に、自動変速機２２における変速段が形成されずスタータ５０によってエンジン１２が始動された後に、Ｋ０クラッチ１８が係合される。作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdgを超過する場合には、作動油OILの粘性が低いため自動変速機２２の引き摺りトルクは小さく、作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合に比較してエンジン１２の始動後にＫ０クラッチ１８を係合させる際の必要トルクＴndが小さい。そのため、自動変速機２２の慣性トルクが最小となるような自動変速機２２における変速段を形成しなくてもエンジン停止の発生が抑制される。これにより、自動変速機２２における変速段の形成を待つことなく、エンジン１２が始動された後に速やかにＫ０クラッチ１８の係合を行うことができる。

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。

前述の実施例では、エンジン１２の始動が完了し且つ自動変速機２２での第１速変速段の形成が完了した後に、Ｋ０クラッチ１８が係合される態様であったが、慣性トルクが最小となる第１変速段の形成は完全に完了した後でなくても構わない。要は、エンジン停止が抑制される程度に自動変速機２２において第１変速段が形成された後にＫ０クラッチ１８が係合される態様であれば良い。

前述の実施例では、自動変速機２２の複数の変速段のうち第１速変速段が慣性トルクが最小となる態様であったが、本発明はこの態様に限らない。例えば、第１速変速段とは異なる他の変速段が慣性トルクが最小となる態様では、自動変速機２２用の作動油OILの油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合に、スタータ５０によってエンジン１２が始動され且つその慣性トルクが最小となる他の変速段が第１速変速段の替わりに形成された後に、Ｋ０クラッチ１８が係合される。

前述の実施例では、油温ＴＨoilが所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合に作動油OILが所定の低温状態であると判定されたが、これに限らない。例えば、作動油OILによる冷却対象である電動機ＭＧの温度が所定の判定温度ＴＨoil_jdg以下である場合に作動油OILが所定の低温状態であると判定されても良い。要は、自動変速機２２がＮモードであるにもかかわらず引き摺りトルクが大きくなってエンジン停止が発生するおそれがある作動油OILの温度状態であることを判定できるのであれば、油温ＴＨoilを直接的に判定する方法に限らず、間接的に判定する方法であっても良い。

前述の実施例では、車両１０は電動機ＭＧを備えていたが、電動機ＭＧを備えない車両１０にも本発明は適用可能である。

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２０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２０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。また、流体式伝動装置は、必ずしも備えられている必要はなく、例えば発進用のクラッチに置き換えられても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において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（内燃機関）
１８：Ｋ０クラッチ（係合装置）
２２：自動変速機
５０：スタータ（始動装置）
９０：電子制御装置（制御装置）
OIL：作動油

Claims (2)

1. 内燃機関と、自動変速機と、前記内燃機関と前記自動変速機との間のトルク伝達の断接を行う係合装置と、前記内燃機関を始動させる始動装置と、を備えた車両の、制御装置であって、
   前記自動変速機用の作動油が所定の低温状態である場合に、前記始動装置によって前記内燃機関を始動し且つ前記係合装置を係合することによって生じる前記自動変速機の慣性トルクが最小となるような前記自動変速機における変速段を形成した後に、前記係合装置を係合させる
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記作動油が前記所定の低温状態ではない場合に、前記自動変速機における変速段を形成せずに前記始動装置によって前記内燃機関を始動した後に、前記係合装置を係合させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

Images