JP5233642B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとモータとの間に介装された第１クラッチを締結するエンジン及びモータ併用走行中、所定のエンジン停止条件が成立したら、第１クラッチを開放した後、燃料カットによりエンジンを停止するハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来のハイブリッド車両の制御装置は、アクセル開度が０になると、クラッチ開放指令を出し、指令後所定時間経過した後にエンジンを停止していた。また、エンジンが停止状態のときにアクセルが踏まれると、エンジンを始動すると共にクラッチを係合するが、アクセルが踏まれてからクラッチが係合するまでの期間は、要求トルクをモータのみによって出力していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平8-121203号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、アクセル開度が０になると、クラッチ開放指令を出力し、指令出力後、所定時間経過した後にエンジンを停止していたので、エンジン停止までに要する時間が長くなり、燃費が悪化する、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、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間を短縮し、燃費を改善することができる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。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、エンジンとモータとの間に第１クラッチが介装され、前記第１クラッチを締結し、前記エンジンと前記モータを駆動源とするエンジン及びモータ併用走行中、所定のエンジン停止条件が成立したら、前記第１クラッチを開放した後、燃料カットにより前記エンジンを停止するエンジン制御手段を有する。
このハイブリッド車両の制御装置において、アクセル開度と車速とから、電気自動車走行モードまたはハイブリッド車走行モードを目標走行モードとして選択するモード選択マップを備え、
前記エンジン制御手段は、車速とアクセル開度による運転点が、前記モード選択マップのハイブリッド車走行モードから電気自動車走行モードへの切り替え線に近づいているときにモータ走行要求予告信号を出力するモータ走行要求予告信号出力部と、車速とアクセル開度による運転点が、前記モード選択マップのハイブリッド車走行モードから電気自動車走行モードへの切り替え線を横切ったときにモータ走行要求信号を出力するモータ走行要求信号出力部と、エンジン及びモータ併用走行中、前記モータ走行要求予告信号が出されたら、前記第１クラッチのトルク容量を下げるとともに、前記エンジンのスロットルを閉じ、前記モータ走行要求信号が出されたら、前記第１クラッチを開放するとともに、前記エンジンを燃料カットにより停止するエンジン停止制御部と、を有する。

よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン停止制御部において、エンジン及びモータ併用走行中、モータ走行要求信号が出されるのに先行してモータ走行要求予告信号が出されたら、第１クラッチのトルク容量が下げられるとともに、エンジンのスロットルが閉じられる。そして、モータ走行要求信号が出されたら、第１クラッチが開放されるとともに、エンジンが燃料カットにより停止される。
すなわち、エンジン及びモータ併用走行中、モータ走行要求信号が出されるのを待って第１クラッチの開放を開始する場合に比べ、第１クラッチの開放を開始するタイミングが早期となり、その分、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間が短縮される。
この結果、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間を短縮し、燃費を改善することができる。

以下、本発明のハイブリッド車両の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。
図１は、実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲ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Eng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（モータ）と、第２クラッチCL2と、自動変速機AT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Engは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御が行われる。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Engとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ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第１クラッチ制御油圧により、半クラッチ状態を含み締結・開放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４により締結・開放が制御される乾式単板クラッチが用いられる。

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、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）、ロータがエンジンEngや駆動輪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、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、ダンパーを介して自動変速機ATの変速機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の間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ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。この第２クラッチCL2としては、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や湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

前記自動変速機ATは、例えば、前進７速/後退１速等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有段変速機であり、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摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。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。

実施例１のハイブリッド駆動系は、電気自動車走行モード（以下、「EVモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSCモード」という。）等の走行モードを有する。

前記「EVモード」は、第１クラッチCL1を開放状態とし、モータ/ジェネレータMGの動力のみで走行するモードである。前記「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態とし、エンジン走行モード・モータアシスト走行モード・走行発電モードの何れかにより走行するモードである。前記「WSCモード」は、例えば、「EVモード」からの発進時または「HEVモード」からの発進時、第２クラッチCL2をスリップ締結状態とし、第２クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバー操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「WSC」とは「Wet Start clutch」の略である。

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ＦＲ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、情報交換が互いに可能な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と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

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からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、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の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報は、モータ/ジェネレータMGの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1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ユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

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、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、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ユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。

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からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、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、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ーを管理し、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や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行う際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。以下、図２〜図４に基づき、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

前記統合コントローラ１０は、図２に示すように、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とを有する。

前記目標駆動力演算部100では、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３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、「EVモード」または「HEVモード」を目標走行モードとして選択する。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」を目標走行モードとする。また、「EVモード」または「HEVモード」からの発進時、車速VSPが第１設定車速VSP1になるまで「WSCモード」を目標走行モードとして選択する。

前記目標充放電演算部300では、例えば、図４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、目標走行モードと、車速VSPと、目標充放電電力tP等の入力情報に基づき、動作点到達目標として、目標エンジントルクと目標MGトルクと目標MG回転数と目標CL1トルクと目標CL2トルクを演算する。そして、目標エンジントルク指令と目標MGトルク指令と目標MG回転数指令と目標CL1トルク指令と目標CL2トルク指令を、ＣＡＮ通信線１１を介して各コントローラ１，２，５，７に出力する。

図５は、実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるエンジンEngと/ジェネレータMGを併用して走行するエンジン及びモータ併用走行モード（「HEVモード」）による走行中におけるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである（エンジン制御手段）。以下、図５のフローチャートの各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、モータ走行要求予告信号がオンか否かを判断し、YES（モータ走行要求予告信号オン）の場合はステップＳ２へ進み、NO（モータ走行要求予告信号オフ）の場合はステップＳ１での判断を繰り返す。
ここで、モータ走行要求予告信号は、エンジンEngのスロットルバルブがＩＳＣ位置に戻る前であって、バッテリ残量，バッテリ温度，エンジン水温，インバータ水温，トランスミッションオイル温度等の様々な条件が成立した上で、車速VSPとアクセル開度APOによる運転点が、「HEVモード」から「EVモード」への切り替え線に近づいているときに出力（オン）される（図３参照）。なお、「ＩＳＣ位置」とは、アイドル回転数制御位置（Idle Speed Control位置）の略称である。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのモータ走行要求予告信号がオンであるとの判断、あるいは、ステップＳ４での第１クラッチCL1がトルク容量下限に達していないとの判断に続き、第１クラッチCL1のトルク容量を下げる指令を出力し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのCL1トルク容量低下指令、あるいは、ステップＳ６でのスロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻っていないとの判断に続き、スロットルバルブを閉じる指令を出力し、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのスロットルを閉じる指令出力に続き、第１クラッチCL1のトルク容量が、予め設定しているトルク容量下限に達したか否かを判断し、YES（トルク容量下限到達）の場合はステップＳ５へ進み、NO（トルク容量下限未達）の場合はステップＳ２へ戻る。
ここで、「トルク容量下限」は、第１クラッチCL1が完全開放状態へ移行するのに待機しつつも、第１クラッチCL1を完全締結状態とするエンジン及びモータ併用走行に復帰可能なトルク容量に設定される。

ステップＳ５では、ステップＳ４での第１クラッチCL1のトルク容量がトルク容量下限に達したとの判断に続き、第１クラッチCL1のトルク容量をトルク容量下限で保持し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５での第１クラッチトルク容量下限で保持に続き、エンジンEngのスロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻っているか否かを判断し、YES（ＩＳＣ位置までの戻り状態）の場合はステップＳ７へ進み、NO（ＩＳＣ位置まで戻っていない状態）の場合はステップＳ３へ戻る。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのスロットルがＩＳＣ位置までの戻り状態であるとの判断に続き、スロットルバルブをＩＳＣ位置で保持し、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのスロットルＩＳＣ位置保持、あるいは、ステップＳ１３でのエンジン始動要求無しとの判断に続き、モータ走行要求信号はオンか否かを判断し、YESの場合はステップＳ９へ進み、NOの場合はステップＳ１３へ進む。
ここで、モータ走行要求信号は、エンジンEngのスロットルバルブがＩＳＣ位置に戻った後であって、バッテリ残量，バッテリ温度，エンジン水温，インバータ水温，トランスミッションオイル温度等の様々な条件が成立した上で、車速VSPとアクセル開度APOによる運転点が、「HEVモード」から「EVモード」への切り替え線を横切ったときに出力（オン）される（図３参照）。

ステップＳ９では、ステップＳ８でのモータ走行要求信号はオンであるとの判断、あるいは、ステップＳ１０での第１クラッチトルク容量がゼロでないとの判断に続き、トルク容量下限で保持されている第１クラッチCL1のトルク容量を下げる指令を出力し、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での第１クラッチCL1のトルク容量を下げる指令出力に続き、第１クラッチCL1のトルク容量はゼロ（クラッチ完全開放）であるか否かを判断し、YES（クラッチトルク容量ゼロ）の場合はステップＳ１１へ進み、NO（クラッチトルク容量ゼロでない）の場合はステップＳ９へ戻る。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での第１クラッチCL1のトルク容量はゼロであるとの判断に続き、エンジンEngの全気筒燃料カットを実行し、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での燃料カット指令出力に続き、エンジン停止を完了すると、モータ走行による「EVモード」へモード遷移する。

ステップＳ１３では、ステップＳ８でのモータ走行要求信号がオフであるとの判断に続き、エンジン始動要求有りか否かを判断し、YES（エンジン始動要求有り）の場合はステップＳ１４へ進み、NO（エンジン始動要求無し）の場合はステップＳ８へ戻る。
ここで、「エンジン始動要求」は、アクセル足離し後、再度、アクセルペダルが踏み込まれたときに出される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのエンジン始動要求有りとの判断に続き、第１クラッチCL1を直ちに完全締結する指令を出力し、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４でのクラッチ完全締結指令の出力、あるいは、ステップＳ１７での第１クラッチ締結未完了であるとの判断に続き、要求駆動力に対して駆動力不足が有るか否かを判断し、YES（駆動力不足有り）の場合はステップＳ１６へ進み、NO（駆動力不足無し）の場合はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５での要求駆動力に対して駆動力不足有りとの判断に続き、モータ/ジェネレータMGにより不足分の駆動力を補う指令を出力し、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７では、ステップＳ１５での要求駆動力に対して駆動力不足無しとの判断、あるいは、ステップＳ１６での駆動力を補填指令の出力に続き、第１クラッチCL1は締結完了であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１８へ進み、NOの場合はステップＳ１５へ戻る。

ステップＳ１８では、ステップＳ１７での第１クラッチCL1は締結完了であるとの判断に続き、エンジン及びモータ併用走行である「HEVモード」に復帰し、HEVモード制御を実行する。

なお、ステップＳ１〜ステップＳ１２は、エンジン停止制御部に相当し、ステップＳ１３〜ステップＳ１８は、エンジン及びモータ併用走行復帰制御部に相当する。

次に、作用を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置における作用を、「エンジン及びモータ併用走行中におけるエンジン停止制御作用」、「モータ走行要求の予告後におけるエンジン及びモータ併用走行復帰制御作用」に分けて説明する。

［エンジン及びモータ併用走行中におけるエンジン停止制御作用］
図６は、実施例１の制御装置を搭載したＦＲハイブリッド車両でエンジン及びモータ併用走行中においてエンジン停止する際のアクセル開度・エンジントルク・モータトルク・第１クラッチトルク容量・第２クラッチトルク容量・エンジン回転数・モータ回転数・トランスミッション出力軸トルク・モータ走行要求予告信号・モータ走行要求信号・燃料カット実施信号の各特性を示すタイムチャートである。以下、図５及び図６を用いてエンジン及びモータ併用走行中におけるエンジン停止制御作用を説明する。

エンジン及びモータ併用走行中において、モータ走行要求予告信号がオンになると、図５の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へと進み、第１クラッチCL1のトルク容量が下げられる（ステップＳ２）、スロットルバルブが閉じられる（ステップＳ３）。そして、第１クラッチCL1のトルク容量が、トルク容量下限に達していない限り、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れが繰り返される。

そして、第１クラッチCL1のトルク容量が、トルク容量下限に達すると、ステップＳ４からステップＳ５→ステップＳ６へと進み、スロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻っていない場合は、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れが繰り返され、スロットルバルブが閉じられる（ステップＳ３）。そして、スロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻ると、ステップＳ６からステップＳ７へと進み、スロットルバルブをＩＳＣ位置で保持し、次のステップＳ８へ進み、モータ走行要求信号がオンか否かが判断される。

そして、ステップＳ８でモータ走行要求信号がオフであり、ステップＳ１３でエンジン始動要求無しの場合は、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ８→ステップＳ１３へと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ８でモータ走行要求信号がオンと判断されると、ステップＳ８からステップＳ９→ステップＳ１０へと進む流れが繰り返され、第１クラッチCL1のトルク容量がゼロになるまでクラッチトルク容量が下げられる。そして、第１クラッチCL1のトルク容量がゼロになると、ステップＳ１０からステップＳ１１→ステップＳ１２へと進み、燃料カットを経過し、エンジンEngの停止が完了し、モータ走行へ移行する。

エンジン及びモータ併用走行中におけるエンジン停止制御において、燃料カットまでの時間を決定づける要素としては、
(a) 第１クラッチのトルク容量の反応時間が遅れる。
(b) 主要な制御アクチュエータの動作順序は、（エンジンのトルクダウン）→（第１クラッチの完全開放）→（燃料カット）である。
ということが挙げられる。
(a)については、ハードウェア性能に制限されるものである。また、(b)は、エンジン吹け上がりや燃料カットショックを回避するために実行されるエンジン停止制御上の対策である。

さらに、ここで、第１クラッチの完全開放を開始させる条件として、
(c) スロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻っている。
(d) モータ走行要求信号が出されている（オンである）。
という事項がある。そして、(d)の成立には、車速，アクセル開度，バッテリ残量，バッテリ温度，エンジン水温，インバータ水温，トランスミッションオイル温度等の様々な条件が必要であり、これらの条件は車両成立性を考慮して決められている。

実施例１では、上記(c)かつ(d)の条件が成立するのを待たずに、第１クラッチCL1の開放制御を開始する。但し、エンジン及びモータ併用走行に復帰可能な第１クラッチCL1のトルク容量下限を設定し、そのトルクに達した時刻において(c)かつ(d)が成立していれば、第１クラッチCL1の完全開放を開始する。成立していなければ、成立するまでそのトルクを維持して、第１クラッチCL1の完全開放待機状態を保つ、という構成を採用した。

実施例１でのエンジン及びモータ併用走行中におけるエンジン停止制御動作を、図６に基づいて説明する。

エンジン及びモータ併用走行中にアクセル戻し操作を行うことにより、時刻t1にてモータ走行要求予告信号が出されると、第１クラッチトルク容量特性に示すように、モータ走行要求に先がけて第１クラッチCL1の開放が開始されると共に、エンジントルク特性に示すように、モータ走行要求予告信号をトリガにしてスロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻される。

そして、時刻t2にてモータ走行要求信号と燃料カット要求信号が出されると、時刻t2から少し遅れた時刻t3にて、スロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻ったら、第１クラッチトルク容量特性に示すように、第１クラッチCL1に対する完全開放要求にしたがって、第１クラッチCL1の完全開放が実行される。

そして、時刻t4にて第１クラッチCL1が完全開放状態であると判断されたら、時刻t5にて燃料カット実施信号に基づき燃料カットが実施され、時刻t6にてエンジン停止が完了する。

ちなみに、モータ走行要求信号が出されたら第１クラッチCL1の開放を開始するエンジン停止制御を比較例とすると、比較例の場合、図６の第１クラッチトルク容量の破線特性に示すように、時刻t2から第１クラッチCL1の開放が開始され、時刻t7にて燃料カットが実施されることになる。すなわち、燃料カットのタイミングを比較すると、実施例１の場合は図６の時刻t5であるのに対し、比較例の場合は時刻t7となり、実施例１のエンジン停止制御を採用することにより、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間を、両者の時間差分（t7−t5）だけ短縮することができる。

上記のように、実施例１では、エンジン及びモータ併用走行中、モータ走行要求信号が出されるのに先行してモータ走行要求予告信号が出されたら、第１クラッチCL1の開放を開始するようにしている。
したがって、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間を短縮し，燃費を改善することができる。

実施例１では、エンジン及びモータ併用走行に復帰可能な第１クラッチCL1のトルク容量下限を設定し、モータ走行要求予告信号が出されたら、第１クラッチCL1への開放指令により前記トルク容量下限まで低下させ、トルク容量下限に達するとトルク容量を保持する制御を行うようにしている。
したがって、エンジン停止させることが確定しなければ、第１クラッチCL1を、エンジン及びモータ併用走行に復帰可能なトルク容量状態で待機させるので、モータ走行要求信号が予測に反して出されなかった場合にも対応することができる。

実施例１では、第１クラッチCL1のトルク容量がトルク容量下限に達したとき、エンジンEngのスロットルバルブがＩＳＣ位置まで戻っている条件と、モータ走行要求信号が出されている条件が共に成立すると、第１クラッチCL1の完全開放を開始し、両条件が不成立であれば、条件成立するまで第１クラッチCL1のトルク容量をトルク容量下限に保つようにしている。
したがって、第１クラッチCL1の完全開放へのスムーズな移行に対応していると共に、アクセル再踏み込み時のレスポンス低下やショック発生を回避することにも対応している。

［モータ走行要求の予告後におけるエンジン及びモータ併用走行復帰制御作用］
図７は、実施例１の制御装置を搭載したＦＲハイブリッド車両でモータ走行要求の予告後においてエンジン及びモータ併用走行に復帰する際のアクセル開度・エンジントルク・モータトルク・第１クラッチトルク容量・第２クラッチトルク容量・エンジン回転数・モータ回転数・トランスミッション出力軸トルク・モータ走行要求予告信号・モータ走行要求信号・燃料カット実施信号の各特性を示すタイムチャートである。以下、図５及び図７を用いてモータ走行要求の予告後におけるエンジン及びモータ併用走行復帰制御作用を説明する。

モータ走行要求の予告後にエンジン始動要求が出されたら、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ８からステップＳ１３→ステップＳ１４へと進み、第１クラッチCL1を直ちに完全締結する指令が出力される。そして、ステップＳ１４からステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１７へと進み、第１クラッチCL1の締結が完了するまでにおいて、要求駆動力に対する駆動力不足がある場合には、不足分をモータ/ジェネレータMGによるモータトルクにて補う制御が行われる。そして、ステップＳ１７にて第１クラッチCL1の締結完了が判断されると、ステップＳ１８へ進み、エンジン及びモータ併用走行に移行する。

このように、実施例１では、モータ走行要求の予告後にアクセルペダルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰する時は、トルク容量下限に保っている第１クラッチCL1を直ちに完全締結させ、エンジンEngからの駆動動力を駆動輪まで伝達するようにしている。
例えば、モータ走行要求予告信号がオンになると、第１クラッチを完全開放する場合、モータ走行要求の予告後にアクセルペダルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰する時、第１クラッチの締結応答遅れが発生するし、開放状態から急に完全締結状態に移行することで、伝達駆動トルクの変動によるショックが発生する。
これに対し、実施例１では、アクセル再踏み込み時、第１クラッチCL1をトルク容量下限から完全締結するため、第１クラッチCL1の締結応答遅れによるレスポンス低下や第１クラッチCL1の急締結によるショック発生を回避することにも対応することができる。

実施例１では、アクセル再踏み込み時、第１クラッチCL1の動作応答遅れによって、要求駆動力に対しエンジンEngの動力が十分に伝達できない場合には、不足分をモータ/ジェネレータMGの動力で補うようにしている。
例えば、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰する時、エンジンEngのみ駆動力にて加速要求に応えようとしても、図７のエンジントルク特性に示すように、エンジンEngの持つ応答遅れにより、エンジントルクの立ち上がり緩やかで、アクセル開度特性にあらわれた加速要求に応えることができない。
これに対し、実施例１では、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰する時、エンジントルクの立ち上がりに応答遅れのある踏み込み初期において、図７のモータトルク特性に示すように、要求駆動力をモータトルクにて補うことで、ドライバーの加速要求に応える応答の良い駆動力の上昇を達成することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の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Engとモータ（モータ/ジェネレータMG）との間に第１クラッチCL1が介装され、前記第１クラッチCL1を締結し、前記エンジンEngと前記モータを駆動源とするエンジン及びモータ併用走行中、所定のエンジン停止条件が成立したら、前記第１クラッチCL1を開放した後、燃料カットにより前記エンジンEngを停止するエンジン制御手段を有するハイブリッド車両（ＦＲハイブリッド車両）の制御装置において、前記エンジン制御手段（図５）は、エンジン及びモータ併用走行中、モータ走行要求信号が出されるのに先行してモータ走行要求予告信号が出されたら、前記第１クラッチCL1の開放を開始するエンジン停止制御部（ステップＳ１〜ステップＳ１２）を有する。このため、エンジン停止制御開始から燃料カットまでの時間を短縮し、燃費を改善することができる。

(2) 前記エンジン停止制御部（ステップＳ１〜ステップＳ１２）は、エンジン及びモータ併用走行に復帰可能な第１クラッチCL1のトルク容量下限を設定し、前記モータ走行要求予告信号が出されたら、前記第１クラッチCL1への開放指令により前記トルク容量下限まで低下させ、前記トルク容量下限に達するとトルク容量を保持する制御を行う（ステップＳ１〜ステップＳ５）。このため、モータ走行要求信号が予測に反して出されなかった場合に対応することができる。

(3) 前記エンジン停止制御部（ステップＳ１〜ステップＳ１２）は、前記第１クラッチCL1のトルク容量が前記トルク容量下限に達したとき（ステップＳ４でYES）、前記エンジンEngのスロットルバルブがアイドル回転数制御位置（ＩＳＣ位置）まで戻っている条件（ステップＳ６でYES）と、モータ走行要求信号が出されている条件（ステップＳ８でYES）が共に成立すると、第１クラッチCL1の完全開放を開始し（ステップＳ９）、両条件が不成立であれば、条件成立するまで前記第１クラッチCL1のトルク容量を前記トルク容量下限に保つ（ステップＳ５）。このため、第１クラッチCL1の完全開放へのスムーズな移行に対応することができると共に、アクセル再踏み込み時のレスポンス低下やショック発生を回避することに対応することができる。

(4) 前記エンジン制御手段（図５）は、モータ走行要求予告信号が出された後であるが、モータ走行要求信号が出される前に、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰するとき、前記トルク容量下限に保っている前記第１クラッチCL1を、直ちに完全締結させる指令を出力するエンジン及びモータ併用走行復帰制御部（ステップＳ１３〜ステップＳ１８）を有する。このため、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰するとき、第１クラッチCL1のレスポンス低下やショック発生を回避することに対応することができる。

(5) 前記エンジン及びモータ併用走行復帰制御部（ステップＳ１３〜ステップＳ１８）は、前記第１クラッチCL1の動作応答遅れによって、要求駆動力に対応するエンジン駆動力を駆動輪まで伝達できないとき、前記エンジンEngのみでは不足する駆動力不足分を、前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の駆動力で補う制御を行う。このため、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰するとき、ドライバーの加速要求に応える応答の良い駆動力の上昇を達成することができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例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、エンジンとモータ/ジェネレータの間に第１クラッチを介装し、モータ/ジェネレータと駆動輪の間に第２クラッチを介装したＦＲハイブリッド車両への適用例を示したが、ＦＦハイブリッド車両や他のハイブリッド車両に対しても適用することができる。要するに、エンジンとモータとの間に第１クラッチが介装されたハイブリッド車両の制御装置であれば適用できる。

実施例１のハイブリッド車両の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行う際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。 実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるエンジン及びモータ併用走行モード（「HEVモード」）による走行中におけるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の制御装置を搭載したＦＲハイブリッド車両でエンジン及びモータ併用走行中においてエンジン停止する際のアクセル開度・エンジントルク・モータトルク・第１クラッチトルク容量・第２クラッチトルク容量・エンジン回転数・モータ回転数・トランスミッション出力軸トルク・モータ走行要求予告信号・モータ走行要求信号・燃料カット実施信号の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制御装置を搭載したＦＲハイブリッド車両でモータ走行要求の予告後においてエンジン及びモータ併用走行に復帰する際のアクセル開度・エンジントルク・モータトルク・第１クラッチトルク容量・第２クラッチトルク容量・エンジン回転数・モータ回転数・トランスミッション出力軸トルク・モータ走行要求予告信号・モータ走行要求信号・燃料カット実施信号の各特性を示すタイムチャートである。

符号の説明

Eng エンジン
MG モータ/ジェネレータ（モータ）
CL1 第１クラッチ
CL2 第２クラッチ
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
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
７ ＡＴ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

Claims (5)

1. エンジンとモータとの間に第１クラッチが介装され、
   前記第１クラッチを締結し、前記エンジンと前記モータを駆動源とするエンジン及びモータ併用走行中、所定のエンジン停止条件が成立したら、前記第１クラッチを開放した後、燃料カットにより前記エンジンを停止するエンジン制御手段を有するハイブリッド車両の制御装置において、
   アクセル開度と車速とから、電気自動車走行モードまたはハイブリッド車走行モードを目標走行モードとして選択するモード選択マップを備え、
   前記エンジン制御手段は、
   車速とアクセル開度による運転点が、前記モード選択マップのハイブリッド車走行モードから電気自動車走行モードへの切り替え線に近づいているときにモータ走行要求予告信号を出力するモータ走行要求予告信号出力部と、
   車速とアクセル開度による運転点が、前記モード選択マップのハイブリッド車走行モードから電気自動車走行モードへの切り替え線を横切ったときにモータ走行要求信号を出力するモータ走行要求信号出力部と、
   エンジン及びモータ併用走行中、前記モータ走行要求予告信号が出されたら、前記第１クラッチのトルク容量を下げるとともに、前記エンジンのスロットルを閉じ、前記モータ走行要求信号が出されたら、前記第１クラッチを開放するとともに、前記エンジンを燃料カットにより停止するエンジン停止制御部と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン停止制御部は、エンジン及びモータ併用走行に復帰可能な第１クラッチのトルク容量下限を設定し、前記モータ走行要求予告信号が出されたら、前記第１クラッチへの開放指令により前記トルク容量下限まで低下させ、前記トルク容量下限に達するとトルク容量を保持する制御を行う
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン停止制御部は、前記第１クラッチのトルク容量が前記トルク容量下限に達したとき、前記エンジンのスロットルバルブがアイドル回転数制御位置まで戻っている条件と、モータ走行要求信号が出されている条件が共に成立すると、第１クラッチの完全開放を開始し、両条件が不成立であれば、条件成立するまで前記第１クラッチのトルク容量を前記トルク容量下限に保つ
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から請求項３までの何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン制御手段は、モータ走行要求予告信号が出された後であるが、モータ走行要求信号が出される前に、アクセルが再び踏み込まれてエンジン及びモータ併用走行に復帰するとき、前記トルク容量下限に保っている前記第１クラッチを、直ちに完全締結させる指令を出力するエンジン及びモータ併用走行復帰制御部を有する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン及びモータ併用走行復帰制御部は、前記第１クラッチの動作応答遅れによって、要求駆動力に対応するエンジン駆動力を駆動輪まで伝達できないとき、前記エンジンのみでは不足する駆動力不足分を、前記モータの駆動力で補う制御を行う
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

Images