JP4341611B2

JP4341611B2 - ハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置

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Publication number: JP4341611B2
Application number: JP2005324296A
Authority: JP
Inventors: 雄二野崎; 公典中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: CN1962334A; US20070114082A1; DE602006006962D1; EP1792800A2; KR100770074B1; EP1792800A3; KR20070049988A; US7975791B2; JP2007131071A; CN1962334B; EP1792800B1

Description

本発明は、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装すると共にモータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、変速機に内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチとしてハイブリッド駆動系を構成したハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置に関する。

エンジンとモータジェネレータとを動力装置とするハイブリッド車両において、車両の運行状況によって予め定められた条件により、エンジンは不要なときに停止され、必要であると判断された時点で再始動される。エンジンのみを動力装置とするアイドルストップ車両の場合、エンジン再始動時において、トルクコンバータの容量を変更する制御を行うようにしていて、トランスミッション部のクラッチについては、完全締結の構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−４１３８号公報

しかしながら、エンジンとモータジェネレータとを動力装置とするハイブリッド車両にあっては、車両走行中であってもエンジン再始動が行われ、このエンジン再始動時にはトランスミッション部のクラッチは完全締結状態となっているため、クランキングから初爆にかけて発生するエンジン出力トルク変動がダイレクトに変速機出力軸に伝達され、ショックが発生する。この場合、搭乗者、特にドライバーにとっては走行中に不意に生じたものとなって、不快な感じを受ける、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電気自動車走行中における変速を伴うエンジン再始動時、簡略化した制御ロジックによりトルク抜けを無くしながら、エンジン再始動ショックの発生を防止することができるハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装すると共に前記モータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、変速機に内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチとしてハイブリッド駆動系を構成し、
前記第１クラッチを開放し、前記モータジェネレータのみを動力源として走行する電気自動車走行モードでの走行中、エンジン再始動要求が出た場合、前記第１クラッチの引き摺りトルクにより停止状態のエンジンをすり上げ始動するエンジン再始動制御手段を備えたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
変速を伴うエンジン再始動要求の際、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する前記変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを検出する共通締結クラッチ検出手段を設け、
前記エンジン再始動制御手段は、電気自動車走行からの変速を伴うエンジン再始動時、前記共通締結クラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による前記第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施することを特徴とする。

よって、本発明のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置にあっては、変速を伴うエンジン再始動要求の際、共通締結クラッチ検出手段において、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチが検出される。そして、電気自動車走行からの変速を伴うエンジン再始動時、エンジン再始動制御手段において、検出された共通締結クラッチが第２クラッチとして選択され、スリップ締結による第２クラッチの伝達トルク容量制御が実施される。
すなわち、電気自動車走行からの変速を伴うエンジン再始動時、スリップ締結による第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施するため、エンジンのクランキングから初爆にかけて発生するエンジン出力トルクの変動が、変速機出力軸へダイレクトに伝わるのが抑えられ、不快なエンジン再始動ショックを抑制することができる。
しかも、伝達トルク容量制御を行う第２クラッチとして、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチが選択される。このため、共通締結クラッチの選択という簡単な制御ロジックを追加するだけで、伝達トルク容量制御の対象となる締結クラッチをエンジン再始動の途中で切り替える必要が無くなる。例えば、制御対象の締結クラッチをエンジン再始動の途中で切り替える場合は、切り替え過渡期に伝達トルク容量が急激に低下するトルク抜けが発生する。これに対し、本発明では、変速を伴うエンジン再始動時、１つの共通締結クラッチに対する容量制御が継続されることにより前記トルク抜けが無くなる。
この結果、電気自動車走行中における変速を伴うエンジン再始動時、簡略化した制御ロジックによりトルク抜けを無くしながら、エンジン再始動ショックの発生を防止することができる。

以下、本発明のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
［ハイブリッド車両の駆動系及び制御系の構成について］
図１は実施例１のエンジン再始動制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。
実施例１におけるハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機AT（変速機）と、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。

前記モータジェネレータMG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モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３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。このモータジェネレータMGは、バッテリ４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することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、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てバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。

前記第２クラッチCL2は、前記モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。

前記自動変速機ATは、前進５速後退１速の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、前記第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数のクラッチのうち、最大トルク伝達容量を持つクラッチを選択している。そして、前記自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いればよい。このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて２つの運転モードがあり、第１クラッチCL1の開放状態では、モータジェネレータMGの動力のみで走行する電気自動車走行モード（以下、「EVモード」と略称する。）であり、第１クラッチCL1の締結状態では、エンジンＥとモータジェネレータMGの動力で走行するハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」と略称する。）である。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。なお、エンジン回転数Neの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

前記モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

前記第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

前記ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセル開度APと車速VSPの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクTCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３からの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。
そして、統合コントローラ１０は、前記エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、前記モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、前記第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、前記ＡＴコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。

以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される基本演算処理を説明する。例えば、この処理は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。
前記統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。

前記目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

前記モード選択部200では、図４に示すEV-HEV選択マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的にHEVモードを目標モードとする。

前記目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチトルク容量と目標自動変速シフトと第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。なお、目標自動変速シフトは、図６に示すシフトマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから演算する。

前記変速制御部500では、目標第２クラッチトルク容量と目標自動変速シフトとから、これらを達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。

［自動変速機の構成について］
図７はハイブリッド車両の駆動系に採用された自動変速機ATのパワートレーンを示すスケルトン図、図８はハイブリッド車両の駆動系に採用された自動変速機ATによるクラッチ・ブレーキの締結作動表を示す図である。

前記自動変速機ATは、図７に示すように、回転要素としてフロントサンギアS1とフロントキャリアPC1とフロントリングギアR1とを有するフロントプラネタリーギアG1と、回転要素としてミッドサンギアS2とミッドキャリアPC2とミッドリングギアR2とを有するミッドプラネタリーギアG2と、回転要素としてリアサンギアS3とリアキャリアPC3とリアリングギアR3とを有するリアプラネタリーギアG3と、による３組の単純遊星歯車を備えている。なお、図７中のINはモータジェネレータMGのみ、または、エンジンＥ及びモータジェネレータMGからダンパーを介して回転駆動トルクが入力されるインプットシャフトであり、OUTは自動変速機ATを経過して左右後輪RL,RRに回転駆動トルクを出力するアウトプットシャフトである。

そして、前進５速後退１速の変速段を決める締結要素として、インプットクラッチC1と、ハイ&ローリバースクラッチC2と、ダイレクトクラッチC3と、リバースブレーキB1と、フロントブレーキB2と、ローコーストブレーキB3と、フォワードブレーキB4と、ファーストワンウェイクラッチF1と、サードワンウェイクラッチF2と、フォワードワンウェイクラッチF3と、を備えている。

前記インプットクラッチC1は、開放時にフロントリングギアR1をインプットシャフトINに接続し、締結時にフロントリングギアR1とミッドリングギアR2とをインプットシャフトINに接続する。前記ハイ&ローリバースクラッチC2は、締結によりミッドサンギアS2とリアサンギアS3とを接続する。前記ダイレクトクラッチC3は、締結によりリアサンギアS3とリアキャリアPC3を接続する。

前記リバースブレーキB1は、締結によりリアキャリアPC3をトランスミッションケースTCに固定する。前記フロントブレーキB2は、締結によりフロントサンギアS1をトランスミッションケースTCに固定する。前記ローコーストブレーキB3は、締結によりミッドサンギアS2をトランスミッションケースTCに固定する。前記フォワードブレーキB4は、締結によりミッドサンギアS2をトランスミッションケースTCに固定する。

前記ファーストワンウェイクラッチF1は、ミッドサンギアS2に対してリアサンギアS3の正転方向（＝エンジンと同一回転方向）の回転をフリー、逆転を固定する。前記サードワンウェイクラッチF2は、フロントサンギアS1の正転方向をフリー、逆転を固定する。前記フォワードワンウェイクラッチF3は、ミッドサンギアS2の正転方向をフリー、逆転を固定する。

なお、アウトプットシャフトOUTは、ミッドキャリアPC2に直結されている。フロントキャリアPC1とリアリングギアR3とは第１メンバM1により直結されている。ミッドリングギアR2とリアキャリアPC3とは第２メンバM2により直結されている。

前記自動変速機ATは、図８の締結作動表に示すように、ハイ&ローリバースクラッチC2とフロントブレーキB2とローコーストブレーキB3とフォワードブレーキB4を締結することで第１速を達成する。また、ダイレクトクラッチC3とフロントブレーキB2とローコーストブレーキB3とフォワードブレーキB4を締結することで第２速を達成する。また、ハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3とフロントブレーキB2とフォワードブレーキB4を締結することで第３速を達成する。また、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3とフォワードブレーキB4を締結することで第４速を達成する。また、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2とフロントブレーキB2とフォワードブレーキB4を締結することで第５速を達成する。また、ハイ&ローリバースクラッチC2とリバースブレーキB1とフロントブレーキB2を締結することで後退速を達成する。

［エンジン再始動制御手段について］
図９は実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるEVモードでの走行中におけるエンジン再始動制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（エンジン再始動制御手段）。この処理は、EVモードでの走行中にエンジン再始動要求が出た場合に開始される。

ステップＳ１では、エンジン再始動要求が出ているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ２へ移行し、Noの場合はステップＳ１の判断を繰り返す。
ここで、「エンジン再始動要求」は、例えば、EVモードでの走行中、バッテリSOCが所定値以下となって目標モードがEVモードから強制的にHEVモードとなった場合、あるいは、EVモードでの走行中、ドライバーのキックダウン操作（加速要求操作）により目標モードがEVモードからHEVモードとなった場合に出される。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエンジン再始動要求時であるとの判断に続き、EVモードからエンジン再始動してHEVモードにモード遷移する際に変速を伴うか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ７へ移行し、Noの場合はステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での変速を伴わないとの判断に続き、自動変速機ATにおいて現在の変速段を構成する締結クラッチの中から、最大伝達トルク容量を持つクラッチを容量制御対象クラッチCL_EnCommとして選定し、ステップＳ４へ移行する（最大伝達トルク容量クラッチ検出手段）。
例えば、現在の変速段が第４速の場合、第４速を構成する締結クラッチは、図８に示すように、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3であり、この中から最大伝達トルク容量クラッチとして選択されたダイレクトクラッチC3が、容量制御対象クラッチCL_EnCommとして選定される。

ステップＳ４では、ステップＳ３での容量制御対象クラッチCL_EnCommの選定に続き、エンジン再始動を実行し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、「エンジン再始動」は、モータジェネレータMGをスタータモータとし、第１クラッチCL1の引き摺りトルクにより、停止状態のエンジンＥをすり上げ始動する。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのエンジン再始動に続き、選定された容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御を開始し、ステップＳ６へ移行する。
ここで、「容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御」は、エンジン再始動中、変速段を構成するために完全締結している第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減することで行われる（図１０及び図１１のCL2伝達トルク容量制御特性を参照）。

ステップＳ６では、ステップＳ５での容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御開始に続き、エンジン再始動が完了し、容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が終了した時点からHEVモード（エンジン走行またはエンジン＋モータ走行）へ移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ２での変速を伴うとの判断に続き、変速を開始し、ステップＳ８へ移行する。
ここで、「変速」とは、１段のダウンシフト変速（例えば、５速→４速、４速→３速、３速→２速）、飛び２段のダウンシフト変速（例えば、５速→３速、４速→２速）、２段のダウンシフト変速（例えば、５速→４速→３速、４速→３速→２速）を含む。

ステップＳ８では、ステップＳ７での変速開始に続き、変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが２個以上あるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ９へ移行し、Noの場合（変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが１個の場合）はステップＳ１１へ移行する。
例えば、実施例１の自動変速機ATにおいて、図８に示すように、「５速→４速」、「４速→３速」の変速パターンの場合、変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが２個となり、「３速→２速」、「５速→３速」、「４速→２速」、「５速→４速→３速」、「４速→３速→２速」の変速パターンの場合、変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが１個となる。

ステップＳ９では、ステップＳ８での変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが２個以上であるとの判断に続き、２個以上の容量制御対象クラッチCL_EnCommの中から最大伝達トルク容量のクラッチCL_EnComm_MaxTquを選定し、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での最大伝達トルク容量クラッチCL_EnComm_MaxTquの選定に続き、選定した最大伝達トルク容量クラッチCL_EnComm_MaxTquを容量制御対象クラッチCL_EnCommとして設定し、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１１では、ステップＳ８での変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが１個であるとの判断に続き、この共通締結クラッチを容量制御対象クラッチCL_EnCommとして設定し、ステップＳ１２へ移行する。
すなわち、ステップＳ８〜ステップＳ１１は、変速を伴うエンジン再始動要求の際、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する自動変速機ATの締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを検出すると共に、エンジン再始動中に経験する各変速段での共通締結クラッチが複数存在する場合、複数の共通締結クラッチの中からさらに最大伝達トルク容量を持つクラッチを、伝達トルク容量制御の対象とする第２クラッチCL2として選択する共通締結クラッチ検出手段に相当する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１０またはステップＳ１１での容量制御対象クラッチCL_EnCommの設定に続き、エンジン再始動を実行し、ステップＳ５へ移行する。

次に、作用を説明する。
［エンジン再始動制御作用］
エンジンとモータジェネレータとを動力装置とするハイブリッド車両において、車両の運行状況によって予め定められた条件により、エンジンは不要なときに停止され、必要であると判断された時点（例えば、バッテリSOCの低下時やドライバーの加速トルク要求時）で再始動される。
しかしながら、ハイブリッド車両にあっては、車両走行中であっても必要であると判断された時点でエンジン再始動が行われ、このエンジン再始動時には自動変速機の変速段を構成するクラッチは完全締結状態となっているため、クランキングから初爆にかけて発生するエンジン出力トルク変動がダイレクトに変速機出力軸に伝達され、いわゆる、エンジン再始動ショックが発生する。

これに対し、実施例１のエンジン再始動制御装置では、EV走行からの変速を伴うエンジン再始動時、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する自動変速機ATの締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを第２クラッチCL2として選択し、スリップ締結による第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御を実施することで、EV走行中における変速を伴うエンジン再始動時、簡略化した制御ロジックによりトルク抜けを無くしながら、エンジン再始動ショックの発生を防止することができるようにした。

すなわち、EV走行からの変速を伴うエンジン再始動時、スリップ締結による第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御を実施するため、エンジンＥのクランキングから初爆にかけて発生するエンジン出力トルクの変動が、アウトプットシャフトOUTへダイレクトに伝わるのが抑えられ、不快なエンジン再始動ショックを抑制することができる。
しかも、伝達トルク容量制御を行う第２クラッチCL2として、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチが選択される。このため、共通締結クラッチの選択という簡単な制御ロジックを追加するだけで、伝達トルク容量制御の対象となる締結クラッチをエンジン再始動の途中で切り替える必要が無くなる。例えば、制御対象の締結クラッチをエンジン再始動の途中で切り替える場合は、切り替え過渡期に伝達トルク容量が急激に低下するトルク抜けが発生する。これに対し、実施例１では、変速を伴うエンジン再始動時、１つの共通締結クラッチに対する容量制御が継続されることにより前記トルク抜けが無くなる。

この結果、EV走行中における変速を伴うエンジン再始動時、簡略化した制御ロジックによりトルク抜けを無くしながら、エンジン再始動ショックの発生を防止することができる。
例えば、ドライバーのキックダウン操作によりダウンシフト（４速→２速）を伴うエンジン再始動時について説明する。
第４速に関与するクラッチは、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3であり、第２速に関与するクラッチは、ダイレクトクラッチC3である。よって、エンジン再始動中に経験する第４速と第２速を構成する締結クラッチの中から、図８の点線による囲みに示すように、共通して締結する共通締結クラッチとしてダイレクトクラッチC3が選択される。
そして、変速を伴うエンジン再始動時、第２クラッチCL2（＝容量制御対象クラッチ）として選択したダイレクトクラッチC3にみに対し、変速中も含めてスリップ締結によるトルク伝達容量制御を実施する。
したがって、４→２変速を伴うエンジン再始動時、変速中に容量制御を実施するクラッチを変更する必要が無いため、駆動性能の低下やショックの原因となるトルク抜けを防止することができる。

［EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時］
例えば、EV走行中におけるバッテリSOC低下等により、EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時には、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなる。つまり、ステップＳ３では、自動変速機ATにおいて現在の変速段を構成するクラッチの中から、最大伝達トルク容量を持つクラッチが容量制御対象クラッチCL_EnCommとして設定され、ステップＳ４では、エンジン再始動が実行され、ステップＳ５では、設定された容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が開始され、ステップＳ６では、エンジン再始動が完了し、容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が終了した時点からHEVモードへ移行する。

実施例１において、図８に示すように、現在の変速段が第５速の場合、第５速を構成する締結クラッチは、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2である。現在の変速段が第４速の場合、第４速を構成する締結クラッチは、インプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3である。現在の変速段が第３速の場合、第３速を構成する締結クラッチは、ハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3である。よって、各変速段において、前記締結クラッチの中から最大伝達トルク容量クラッチが、容量制御対象クラッチCL_EnComm（＝第２クラッチCL2）として選択される。

EV走行からバッテリSOC低下による変速を伴わないエンジン再始動時におけるアクセル・トルク・回転数・クラッチトルク容量の各特性の変化を、図１０に示すタイムチャートにより説明する。
時刻t1にてエンジン再始動が開始されると、エンジン再始動が完了する時刻t2までは、モータトルクは急上昇して負のトルクまで低下し、逆に、エンジントルクは負のトルクから急上昇する。エンジン回転数は、エンジン再始動の開始時刻t1から徐々に上昇し、エンジン再始動が完了する時刻t2にてモータ回転数に一致する。また、第１クラッチCL1のトルク容量は、エンジン再始動の開始時刻t1からエンジンすり上げ始動のために２段階にて上昇し、エンジン再始動が完了する時刻t2とほぼ一致するタイミングにて完全締結状態となる。一方、第２クラッチCL2のトルク容量は、モータトルクとエンジントルクとを合わせたトルク変動を抑えるべく、所定容量だけ低減し、低減したトルク容量にて維持する。

エンジン再始動が完了する時刻t2からHEVモードに入る時刻t3までは、モータトルクは負のトルクレベルで変動し、エンジントルクは正のトルクレベルで変動する。エンジン回転数は、モータ回転数に一致したままである。また、第１クラッチCL1のトルク容量は、完全締結状態のトルク容量を保つ。一方、第２クラッチCL2のトルク容量は、ランプ特性により緩やかな傾きにて徐々にトルク容量を上昇させ、時刻t3にて完全締結状態のトルク容量とする。すなわち、時刻t1〜時刻t3の区間を、スリップ締結による第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御区間とする。

この変速を伴わないエンジン再始動時、トルク容量が最も大きいクラッチを第２クラッチCL2として選択する理由は、
(1) エンジン再始動時、スリップ締結制御を行ってもトルク容量不足とならず車両走行が確保され、エンジン負荷急増によるエンジンストール（エンジン停止）や、トルク抜け減速によるジャダー（ブルブルと振動する現象）の可能性も無くなる。
(2) トルク容量が最も大きいクラッチは、クラッチフェーシング面の耐久性が高い。
(3) トルク容量が小さいクラッチは、スリップ制御を行うときに滑り出すタイミングの前に滑り出してしまうが、トルク容量が最も大きいクラッチは、スリップ制御と滑り出しの開始タイミングが一致する。
という点にある。

上記のように、実施例１のエンジン再始動制御装置において、変速を伴わないエンジン再始動要求の際、エンジン再始動直前にて変速段を構成する自動変速機ATの締結クラッチの中で最大伝達トルク容量を持つ最大伝達トルク容量クラッチを検出する最大伝達トルク容量クラッチ検出手段（ステップＳ３）を設け、前記エンジン再始動制御手段は、EV走行からの変速を伴わないエンジン再始動時、前記最大伝達トルク容量クラッチを第２クラッチCL2として選択し、スリップ締結による前記第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御を実施する。
このため、EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時、エンジン再始動中でもトルク容量不足とならず、エンジンストールやジャダーの可能性も無く、かつ、クラッチ耐久性とスリップ制御での最適な滑り出しタイミングを確保しながら、トルクが途切れること無く、エンジン再始動ショックを軽減することができる。

実施例１のエンジン再始動制御装置において、前記エンジン再始動制御手段は、エンジン再始動中、変速段を構成するために完全締結している第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減する。
このため、EV走行中におけるバッテリSOC低下等により、EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減することで、エンジン出力トルク変動に伴うエンジン再始動ショックを軽減できる。

［EV走行から変速を伴うエンジン再始動時］
例えば、EV走行中におけるドライバーのキックダウン操作等により、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時であって、共通締結クラッチが１個の場合には、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなる。つまり、ステップＳ１１では、ステップＳ８での変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが１個であるとの判断に続き、この共通締結クラッチが容量制御対象クラッチCL_EnCommとして設定され、ステップＳ１２では、エンジン再始動が実行され、ステップＳ５では、設定された容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が開始され、ステップＳ６では、エンジン再始動が完了し、容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が終了した時点からHEVモードへ移行する。

実施例１において、図８に示すように、変速モードが第３速→第２速の場合、共通締結クラッチはダイレクトクラッチC3の１個だけである。変速モードが第５速→第４速→第３速の場合、共通締結クラッチはハイ&ローリバースクラッチC2の１個だけである。変速モードが第４速→第３速→第２速の場合、共通締結クラッチはダイレクトクラッチC3の１個だけである。

例えば、EV走行中におけるドライバーのキックダウン操作等により、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時であって、共通締結クラッチが２個以上の場合には、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１２→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなる。つまり、ステップＳ９では、ステップＳ８での変速を通して締結し続ける容量制御対象クラッチCL_EnCommが２個以上であるとの判断に続き、２個以上の容量制御対象クラッチCL_EnCommの中から最大伝達トルク容量のクラッチCL_EnComm_MaxTquが選定され、ステップＳ１０では、選定した最大伝達トルク容量クラッチCL_EnComm_MaxTquが容量制御対象クラッチCL_EnCommとして設定され、ステップＳ１２では、エンジン再始動が実行され、ステップＳ５では、設定された容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が開始され、ステップＳ６では、エンジン再始動が完了し、容量制御対象クラッチCL_EnCommに対する容量制御が終了した時点からHEVモードへ移行する。

実施例１において、図８に示すように、変速モードが第５速→第４速の場合、共通締結クラッチはインプットクラッチC1とハイ&ローリバースクラッチC2の２個である。変速モードが第４速→第３速の場合、共通締結クラッチはハイ&ローリバースクラッチC2とダイレクトクラッチC3の２個である。よって、この２個の締結クラッチの中から最大伝達トルク容量クラッチCL_EnComm_MaxTquが容量制御対象クラッチCL_EnComm（＝第２クラッチCL2）として設定される。

EV走行からキックダウン等による変速を伴うエンジン再始動時におけるアクセル・トルク・回転数・クラッチトルク容量の各特性の変化を、図１１に示すタイムチャートにより説明する。
時刻t1にてエンジン再始動が開始されると、エンジン再始動が完了する時刻t2までは、モータトルクは急上昇し、逆に、エンジントルクは負のトルクに低下する。エンジン回転数は、エンジン再始動の開始時刻t1から徐々に上昇し、エンジン再始動が完了する時刻t2にてモータ回転数に一致する。また、第１クラッチCL1のトルク容量は、エンジン再始動の開始時刻t1からエンジンすり上げ始動のために２段階にて上昇し、エンジン再始動が完了する時刻t2とほぼ一致するタイミングで完全締結状態となる。一方、第２クラッチCL2のトルク容量は、モータトルクとエンジントルクとを合わせたトルク変動を抑えるべく、所定容量（SOC低下の場合よりも大きな容量）だけ低減し、低減したトルク容量にて維持する。

エンジン再始動が完了する時刻t2からHEVモードに入る時刻t3までは、モータトルクは正のトルクから負のトルクまで低下して変動し、エンジントルクは負のトルクから正のトルクまで上昇して変動する。エンジン回転数は、モータ回転数に一致したままである。また、第１クラッチCL1のトルク容量は、完全締結状態のトルク容量を保つ。一方、第２クラッチCL2のトルク容量は、アクセルの踏み込み操作が終了する時刻付近までは低減したトルク容量を維持し、その後、ランプ特性により緩やかな傾きにて徐々にトルク容量を上昇させ、時刻t3にて完全締結状態のトルク容量とする。すなわち、時刻t1〜時刻t3の区間を、スリップ締結による第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御区間とする。

上記のように、実施例１のエンジン再始動制御装置において、前記共通締結クラッチ検出手段（ステップＳ８〜ステップＳ１０）は、エンジン再始動中に経験する各変速段での共通締結クラッチが複数存在する場合、複数の共通締結クラッチの中からさらに最大伝達トルク容量を持つクラッチを、伝達トルク容量制御の対象とする第２クラッチCL2として選択する。
このため、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時、エンジン再始動中でもトルク容量不足とならず、エンジンストールやジャダーの可能性も無く、かつ、クラッチ耐久性とスリップ制御での最適な滑り出しタイミングを確保しながら、トルクが途切れること無く、エンジン再始動ショックを軽減することができる。

実施例１のエンジン再始動制御装置において、前記エンジン再始動制御手段は、エンジン再始動中、変速段を構成するために完全締結している第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減する。
このため、EV走行中におけるドライバーのキックダウン操作等により、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減することで、エンジン出力トルク変動に伴うエンジン再始動ショックを軽減できる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に第１クラッチCL1を介装すると共に前記モータジェネレータMGと駆動輪との間に第２クラッチCL2を介装し、自動変速機ATに内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチCL2としてハイブリッド駆動系を構成し、前記第１クラッチCL1を開放し、前記モータジェネレータMGのみを動力源として走行するEVモードでの走行中、エンジン再始動要求があった場合、前記第１クラッチCL1の引き摺りトルクにより停止状態のエンジンＥをすり上げ始動するエンジン再始動制御手段を備えたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、変速を伴うエンジン再始動要求の際、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する自動変速機ATの締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを検出する共通締結クラッチ検出手段を設け、前記エンジン再始動制御手段は、EV走行からの変速を伴うエンジン再始動時、前記共通締結クラッチを第２クラッチCL2として選択し、スリップ締結による前記第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御を実施するため、EV走行中における変速を伴うエンジン再始動時、簡略化した制御ロジックによりトルク抜けを無くしながら、エンジン再始動ショックの発生を防止することができる。

(2) 変速を伴わないエンジン再始動要求の際、エンジン再始動直前にて変速段を構成する自動変速機ATの締結クラッチの中で最大伝達トルク容量を持つ最大伝達トルク容量クラッチを検出する最大伝達トルク容量クラッチ検出手段（ステップＳ３）を設け、前記エンジン再始動制御手段は、EV走行からの変速を伴わないエンジン再始動時、前記最大伝達トルク容量クラッチを第２クラッチCL2として選択し、スリップ締結による前記第２クラッチCL2の伝達トルク容量制御を実施するため、EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時、エンジン再始動中でもトルク容量不足とならず、エンジンストールやジャダーの可能性も無く、かつ、クラッチ耐久性とスリップ制御での最適な滑り出しタイミングを確保しながら、トルクが途切れること無く、エンジン再始動ショックを軽減することができる。

(3) 前記共通締結クラッチ検出手段（ステップＳ８〜ステップＳ１０）は、エンジン再始動中に経験する各変速段での共通締結クラッチが複数存在する場合、複数の共通締結クラッチの中からさらに最大伝達トルク容量を持つクラッチを、伝達トルク容量制御の対象とする第２クラッチCL2として選択するため、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時、エンジン再始動中でもトルク容量不足とならず、エンジンストールやジャダーの可能性も無く、かつ、クラッチ耐久性とスリップ制御での最適な滑り出しタイミングを確保しながら、トルクが途切れること無く、エンジン再始動ショックを軽減することができる。

(4) 前記エンジン再始動制御手段は、エンジン再始動中、変速段を構成するために完全締結している第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減するため、EV走行から変速を伴わないエンジン再始動時、あるいは、EV走行から変速を伴うエンジン再始動時、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を低減することで、エンジン出力トルク変動に伴うエンジン再始動ショックを軽減することができる。

以上、本発明のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、変速機として、前進５速後退１速の自動変速機の例を示したが、前進４速や前進６速以上の自動変速機にも適用することができる。要するに、本発明は、変速段を構成する変速機の締結クラッチが複数あり、複数の締結クラッチのいずれもが第２クラッチとして用いることができる場合、具体的に変速機内のどのクラッチを、エンジン再始動時における第２クラッチ（＝容量制御対象クラッチ）とするかを特定するものである。

実施例１では、エンジン再始動制御手段として、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチが複数ある場合、さらに複数の共通締結クラッチの中から最大伝達トルク容量のクラッチを選定して第２クラッチとする例を示したが、共通締結クラッチが複数ある場合、最大伝達トルク容量を考慮することなく適宜、あるいは、変速モードにより予め定めた１個の締結クラッチを選択する場合にも本発明を適用することができる。要するに、エンジン再始動制御手段は、EV走行からの変速を伴うエンジン再始動時、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施するものであれば、実施例１には限られることはない。

実施例１では、後輪駆動のハイブリッド車両への適用例を示したが、前輪駆動のハイブリッド車両や四輪駆動のハイブリッド車両へも適用できる。要するに、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装すると共にモータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、変速機に内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチとしててハイブリッド駆動系を構成したハイブリッド車両であれば適用できる。

実施例１のエンジン再始動制御装置が適用された後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる目標モードマップの一例を示す図である。図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。図２の動作点指令部での目標自動変速シフトの演算に用いられるシフトマップの一例を示す図である。実施例１のエンジン再始動制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に採用された自動変速機のパワートレーンを示すスケルトン図である。実施例１のエンジン再始動制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に採用された自動変速機によるクラッチ・ブレーキの締結作動表を示す図である。実施例１の統合コントローラにて実行されるエンジン始動時におけるエンジン再始動制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１のエンジン再始動制御装置が搭載されたハイブリッド車両でEV走行からバッテリSOC低下によるエンジン再始動時におけるアクセル・トルク・回転数・クラッチトルク容量の各特性の変化を示すタイムチャートである。実施例１のエンジン再始動制御装置が搭載されたハイブリッド車両でEV走行からキックダウンによるエンジン再始動時におけるアクセル・トルク・回転数・クラッチトルク容量の各特性の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

Ｅエンジン
FW フライホイール
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機（変速機）
PS プロペラシャフト
DF ディファレンシャル
DSL 左ドライブシャフト
DSR 右ドライブシャフト
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
FL 左前輪
FR 右前輪
１エンジンコントローラ
２モータコントローラ
３インバータ
４バッテリ
５第１クラッチコントローラ
６第１クラッチ油圧ユニット
７ＡＴコントローラ
８第２クラッチ油圧ユニット
９ブレーキコントローラ
１０統合コントローラ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部

Claims

エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装すると共に前記モータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、変速機に内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチとしてハイブリッド駆動系を構成し、
前記第１クラッチを開放し、前記モータジェネレータのみを動力源として走行する電気自動車走行モードでの走行中、エンジン再始動要求が出た場合、前記第１クラッチの引き摺りトルクにより停止状態のエンジンをすり上げ始動するエンジン再始動制御手段を備えたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
変速を伴うエンジン再始動要求の際、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する前記変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを検出する共通締結クラッチ検出手段を設け、
前記エンジン再始動制御手段は、電気自動車走行からの変速を伴うエンジン再始動時、前記共通締結クラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による前記第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
請求項１に記載されたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
変速を伴わないエンジン再始動要求の際、エンジン再始動直前にて変速段を構成する前記変速機の締結クラッチの中で最大伝達トルク容量を持つ最大伝達トルク容量クラッチを検出する最大伝達トルク容量クラッチ検出手段を設け、
前記エンジン再始動制御手段は、電気自動車走行からの変速を伴わないエンジン再始動時、前記最大伝達トルク容量クラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による前記第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
請求項１または２に記載されたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
前記共通締結クラッチ検出手段は、エンジン再始動中に経験する各変速段での共通締結クラッチが複数存在する場合、複数の共通締結クラッチの中からさらに最大伝達トルク容量を持つクラッチを、伝達トルク容量制御の対象とする第２クラッチとして選択することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
請求項１乃至３の何れか１項に記載されたハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
前記エンジン再始動制御手段は、エンジン再始動中、変速段を構成するために完全締結している第２クラッチの伝達トルク容量を低減することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装すると共に前記モータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、変速機に内蔵した複数のクラッチのうち１つのクラッチを第２クラッチとしてハイブリッド駆動系を構成し、
前記第１クラッチを開放し、前記モータジェネレータのみを動力源として走行する電気自動車走行モードでの走行中、エンジン再始動要求が出た場合、前記第１クラッチの引き摺りトルクにより停止状態のエンジンをすり上げ始動するハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
変速を伴うエンジン再始動要求の際、エンジン再始動中に経験する各変速段を構成する前記変速機の締結クラッチの中から共通して締結する共通締結クラッチを検出し、
電気自動車走行からの変速を伴うエンジン再始動時、前記共通締結クラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による前記第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。