JP5418368B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

一般的なハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動したりするようにしている。そして、ハイブリッド車両の制御装置では、ドライバによる要求駆動力に応じて、エンジンと電気モータとを動力源として走行するＥＨＶ走行モードと、電気モータのみを動力源として走行するＥＶ走行モードとを切り替えている。この場合、ＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに移行するときには、電気モータによりエンジンをクランキングしてエンジンを始動するようにしている。

このような従来のハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたエンジン及び発電電動機の制御装置では、このエンジン始動制御において、車速０ｋｍ／ｈ、イグニッションＯＮ、ブレーキＯＮ、アクセルＯＦＦ、ＡＴポジションがパーキング位置にあるとき、エンジン側クラッチを接続して発電電動機を駆動し、この駆動によりエンジンの出力軸を回転してエンジンを始動させ、エンジン始動完了を確認した後、発電電動機の作動を停止している。

特開２０００−３２４６０８号公報

ところで、ハイブリッド車両にて、電気モータによりエンジンを始動する場合、変速機側への入力軸回転数や入力軸トルクを一定に維持する必要があり、回転数制御またはトルク制御を行っている。しかし、電気モータによりエンジンを回転始動するとき、エンジンは過渡的な状態にあることから燃焼が安定せず、出力トルクが不安定となりやすい。上述した従来のエンジン及び発電電動機の制御装置によるエンジン始動制御にあっては、エンジン始動が完了したら発電電動機の作動を停止しており、このとき、エンジンの出力トルクが不安定であると、そのトルク変動が変速機側に伝達され、ハイブリッド車両の走行安定性が低下するおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、内燃機関を適正に始動することで出力側へのトルク変動の伝達を抑制可能とす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。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸に連結される電気モータと、前記内燃機関と前記電気モータとの間の駆動伝達を遮断可能なクラッチと、該電気モータの出力軸に連結されてロックアップ機構を有するトルクコンバータと、該トルクコンバータの出力軸に連結される変速機と、前記内燃機関の駆動力と前記電気モータの駆動力の和が目標駆動力となるように前記内燃機関の駆動力と前記電気モータの駆動力を制御する第１駆動力制御部と、前記ロックアップ機構を解放状態または滑り状態としたときに前記電気モータの出力側の駆動力により前記トルクコンバータの出力側の駆動力を制御する第２駆動力制御部と、前記内燃機関の駆動力に相関関係のある内燃機関状態量の予測値と計測値とを比較して、前記内燃機関の駆動力変動の収束度合いを示す前記内燃機関の信頼度を判定する内燃機関信頼度判定部と、前記内燃機関の始動時に前記クラッチを接続状態として前記第２駆動力制御部による制御を実行した後に、前記内燃機関信頼度判定部により、前記内燃機関状態量の予測値と計測値との偏差が予め設定された閾値以下となり、前記偏差が閾値以下となった状態が予め設定された所定時間継続されて、前記内燃機関の信頼度が高まり、前記内燃機関の駆動力変動が収束したと判定されたら、前記第１駆動力制御部による制御に切り替える制御切替部と、を備えることを特徴とする。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記内燃機関状態量は、前記内燃機関の吸入空気量または空燃比であることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関の始動時にクラッチを接続状態として第２駆動力制御部による制御を実行した後、内燃機関の信頼度が高まったと判定されたら第１駆動力制御部による制御に切り替えるので、内燃機関を適正に始動することで出力側へのトルク変動の伝達を抑制可能とするという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を表す概略構成図である。 図２は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置を表す制御ブロック図である。 図３は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置における第１駆動制御部の制御ブロック図である。 図４は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置における第２駆動制御部の制御ブロック図である。 図５は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を表すフローチャートである。 図６は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を表すフローチャートである。 図７は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を説明するためのグラフである。 図８は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によるエンジン始動制御の処理の流れを表すフローチャートである。 図９は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によるエンジン始動制御時のエンジン運転状態を表すタイムチャートである。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置を表す制御ブロック図、図３は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置における第１駆動制御部の制御ブロック図、図４は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置における第２駆動制御部の制御ブロック図、図５は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を表すフローチャート、図６は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を表すフローチャート、図７は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジントルク推定値の信頼判定方法を説明するためのグラフ、図８は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によるエンジン始動制御の処理の流れを表すフローチャート、図９は、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によるエンジン始動制御時のエンジン運転状態を表すタイムチャートである。

本実施形態のハイブリッド車両の制御装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、油圧クラッチ１２を介して電気モータとしてのモータジェネレータ１３が駆動連結されている。即ち、エンジン１１は、クランクシャフト１４の先端部が油圧クラッチ１２を構成する一方のクラッチ板に連結され、モータジェネレータ１３のロータ１５が油圧クラッチ１２を構成する他方のクラッチ板に連結されている。また、モータジェネレータ１３は、ロータ１５にトルクコンバータ１６を介して有段式の自動変速機１７が連結されている。そして、自動変速機１７はその出力軸にプロペラシャフト１８が連結され、このプロペラシャフト１８は、デファレンシャルギア１９を介して左右のドライブシャフト２０に連結され、このドライブシャフト２０に左右の駆動輪２１が連結されている。

従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力が油圧クラッチ１２を介してモータジェネレータ１３のロータ１５に出力される。また、モータジェネレータ１３が駆動すると、ロータ１５が駆動回転する。ロータ１５の駆動力は、トルクコンバータ１６を介して自動変速機１７の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機１７の出力軸からプロペラシャフト１８に出力され、このプロペラシャフト１８からデファレンシャルギア１９を介して左右のドライブシャフト２０に伝達され、左右の駆動輪２１を駆動回転することができる。

油圧クラッチ１２は、エンジン１１と駆動輪２１、本実施形態では、モータジェネレータ１３との駆動伝達を遮断することが可能である。従って、油圧クラッチ１２を接続状態とすると、エンジン１１の駆動力のみ、または、エンジン１１の駆動力及びモータジェネレータ１３の駆動力を駆動輪２１に伝達することができる。一方、油圧クラッチ１２を切断状態とすると、モータジェネレータ１３の駆動力のみを駆動輪２１に伝達することができる。

また、油圧クラッチ１２は、油圧アクチュエータ２２により作動することができる。モータジェネレータ１３は、発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２３を介してバッテリ２４と電力のやりとりを行う。この場合、バッテリ２４は、モータジェネレータ１３から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。

トルクコンバータ１６は、エンジン１１、モータジェネレータ１３の回転を、オイルを介して自動変速機１７に伝達する流体クラッチであり、エンジン１１及びモータジェネレータ１３と自動変速機１７とを直結状態にするロックアップ機構（ロックアップクラッチ）を有している。このトルクコンバータ１６のロックアップ機構は、トルクコンバータ油圧制御部２５により油圧制御される。自動変速機１７は、変速機油圧制御部２６により油圧制御され、この変速機油圧制御部２６は、自動変速機１７を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御する。

車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１が搭載されており、このＥＣＵ３１は、エンジン１１の駆動を制御することができる。即ち、吸入空気量を計測するエアフローセンサ３２、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３３、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ３４、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ３５、電子スロットル装置におけるスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ３６などが設けられている。ＥＣＵ３１は、各センサ３２〜３６が検出した検出結果に基づいて、インジェクタによる燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火プラグによる点火時期などを制御する。

ＥＣＵ３１は、油圧アクチュエータ２２により油圧クラッチ１２の作動、つまり、接続状態と切断状態との切替を制御することができる。

ＥＣＵ３１は、ドライバの要求駆動力に加えて、モータ回転数やバッテリ２４の充電状態に応じてインバータ２３によりモータジェネレータ１３を駆動制御している。モータジェネレータ１３には、モータ回転数を検出するモータ回転数センサ３７、モータ温度を検出するモータ温度センサ３８が設けられている。インバータ２３には、インバータ温度を検出するインバータ温度センサ３９、インバータ冷却水の温度を検出する水温センサ４０が設けられている。バッテリ２４には、残存している電力（充電量ＳＯＣ）を検出する充電量検出センサ４１、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ４２が設けられている。そして、各種センサ３７〜４２は、検出結果をＥＣＵ３１に出力している。

ＥＣＵ３１は、トルクコンバータ油圧制御部２５によりトルクコンバータ１６のロックアップ機構の作動、つまり、直結状態と非直結状態との切替を制御することができる。また、ＥＣＵ３１は、変速機油圧制御部２６により自動変速機１７を油圧制御することで、変速制御することができる。即ち、自動変速機１７の入力軸回転数を検出する入力軸回転数センサ４３、ドライバが操作するシフトレバー装置によるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４４が設けられている。ＥＣＵ３１は、各種センサ３５，４３，４４が検出した検出結果に基づいて、変速機油圧制御部２６を制御し、自動変速機１７を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御する。

また、ハイブリッド車両の走行速度を検出する車速センサ４６が設けられており、検出結果をＥＣＵ３１に出力している。更に、排気管を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４７が設けられており、検出結果をＥＣＵ３１に出力している。

なお、ＥＣＵ３１は、エンジン１１やモータジェネレータ１３など、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニットとして機能することから、エンジンＥＣＵ、モータＥＣＵ（モータ制御部）、バッテリＥＣＵなどを有しており、エンジン１１、モータジェネレータ１３、インバータ２３などを制御している。

このように構成された本実施形態のハイブリッド車両の制御装置にて、ＥＣＵ３１は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、走行モードを切り替え可能となっている。即ち、ＥＣＵ３１は、エンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１３の駆動力を駆動輪２１に伝達して走行可能な機関走行モード（ＥＨＶ走行モード）と、モータジェネレータ１３の駆動力のみを駆動輪２１に伝達して走行可能なモータ走行モード（ＥＶ走行モード）とを選択切替可能となっている。この場合、ＥＨＶ走行モードは、モータジェネレータ１３に通電せずにこのモータジェネレータ１３を停止し、エンジン１１の駆動力のみを駆動輪２１に伝達して走行可能な走行モードも含むものである。

そして、ハイブリッド車両をＥＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに切り替えるとき、ＥＣＵ３１は、エンジン１１への燃料供給を停止してこのエンジン１１を停止すると共に、油圧クラッチ１２を切断状態にしてエンジン１１とモータジェネレータ１３との駆動伝達を不能とする。一方、ハイブリッド車両をＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替えるとき、ＥＣＵ３１は、油圧クラッチ１２を接続状態にしてエンジン１１とモータジェネレータ１３との駆動伝達を可能とすると共に、エンジン１１への燃料供給を開始してこのエンジン１１を始動する。

このハイブリッド車両がＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替わるとき、ＥＣＵ３１にエンジン始動要求が入力すると、このＥＣＵ３１は、まず、トルクコンバータ油圧制御部２５によりトルクコンバータ１６のロックアップ機構を直結状態から非直結状態、つまり、スリップ状態となるように制御油圧を低下させていく。一方、トルクコンバータ１６がスリップ状態になることから、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３のモータ回転数を上昇させる。トルクコンバータ１６が完全にスリップ状態になると、ＥＣＵ３１は、油圧クラッチ１２の制御油圧を徐々に上昇させていき、接続状態に切り替えていく。すると、エンジン１１とモータジェネレータ１３が徐々に駆動伝達状態に切り替わることから、エンジン１１へ燃料供給を開始してクランキングを開始すると、エンジン回転数が上昇して始動することから、油圧クラッチ１２を完全な接続状態とする。

このようにＥＣＵ３１が停止しているエンジン１１をモータジェネレータ１３により始動してハイブリッド車両の走行モードを切り替えるとき、エンジン１１は過渡的な状態にあることから燃焼が安定せず、出力トルクが不安定となりやすい。このエンジン１１の始動時は、モータジェネレータ１３のモータ回転数を制御しているが、インバータ２３への悪影響を考慮してエンジン１１の始動が完了したら、エンジン１１及びモータジェネレータ１３の各トルクを制御する必要がある。しかし、エンジン１１が始動し始めた不安定な状態で、モータジェネレータ１３のモータ回転数制御からトルク制御に切り替えると、エンジン１１の保護や異音防止のためのトルク変動が変速機側に伝達され、ハイブリッド車両の走行安定性が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置にて、ＥＣＵ３１は、図２に示すように、エンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１３の駆動力の和が目標駆動力となるようにエンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１３の駆動力を制御する第１駆動力制御部５１と、トルクコンバータ１６のロックアップ機構を解放状態または滑り状態としたときにモータジェネレータ１３の出力側の駆動力によりトルクコンバータ１６の出力側の駆動力を制御する第２駆動力制御部５２と、エンジン１１の信頼度を判定するエンジン信頼度判定部（内燃機関信頼度判定部）５３と、エンジン１１の始動時に油圧クラッチ１２を接続状態として第２駆動力制御部５２による制御を実行した後にエンジン１１の信頼度が高まったと判定されたら第１駆動力制御部５１による制御に切り替える制御切替部５４とを設けている。

この場合、エンジン信頼度判定部５３は、エンジン１１の駆動力に相関関係のあるエンジン状態量（内燃機関状態量）の予測値と計測値との偏差が予め設定された閾値以下となったらエンジン１１の信頼度が高まったと判定している。また、エンジン信頼度判定部５３は、エンジン状態量の予測値と計測値との偏差が閾値以下となった状態が予め設定された所定時間継続されたらエンジン１１の信頼度が高まったと判定している。このとき、エンジン状態量として、エンジン１１の吸入空気量または空燃比を用いることが望ましい。

第１駆動力制御部５１は、図３に示すように、目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部６１と、目標エンジントルク算出部６２と、エンジン制御部６３と、目標モータトルク算出部６４と、モータ制御部６５を有している。

目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部６１は、ドライバによる要求駆動力と車両の走行状態に基づいてトルクコンバータ１６の目標入力軸トルクＴｃｔを算出するものである。この場合、ドライバによる要求駆動力とは、アクセルポジションセンサ３５が検出したアクセル開度であり、車両の走行状態とは、車速センサ４６が検出した車速である。この場合、アクセル開度と車速から目標駆動力を設定し、この目標駆動力に基づいて目標入力軸トルクＴｃｔを算出してもよい。また、アクセル開度や車速だけでなく、スロットル開度、エンジン回転数、モータ回転数などを利用してもよい。

目標エンジントルク算出部６２とエンジン制御部６３と目標モータトルク算出部６４にて、まず、アクセルポジションセンサ３５が検出したアクセル開度と、車速センサ４６が検出した車速と、充電量検出センサ４１が検出したバッテリ２４に残存している電力（充電量ＳＯＣ）と、バッテリ温度センサ４２が検出したバッテリ温度とに基づいて、目標モータトルクＴｍｔを算出し、目標エンジントルク算出部６２は、目標入力軸トルクＴｃｔから目標モータトルクＴｍｔを減算することで、目標エンジントルクＴｅｔを算出する。エンジン制御部６３は、この目標エンジントルクＴｅｔに基づいてエンジン１１を制御する。

目標モータトルク算出部６４は、エンジン制御部６３から推定エンジントルクＴｅｐが入力され、目標入力軸トルクＴｃｔから推定エンジントルクＴｅｐを減算した値を考慮して算出した目標モータトルクＴｍｔを補正する。この場合、推定エンジントルクＴｅｐは、吸入空気量、空燃比、点火時期、バルブタイミングなどに基づいて推定する。モータ制御部６５は、この補正した目標モータトルクＴｍｔに基づいてモータジェネレータ１３を制御する。

一方、第２駆動力制御部５２は、図４に示すように、目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部７１と、目標モータ回転数算出部７２と、フィードバック制御部７３とを有している。

目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部７１は、ドライバによる要求駆動力と車両の走行状態に基づいてトルクコンバータ１６の目標入力軸トルクＴｃｔを算出するものである。第１駆動力制御部５１の目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部６１と同様に、アクセルポジションセンサ３５が検出したアクセル開度と、車速センサ４６が検出した車速に基づいて目標入力軸トルクＴｃｔを算出する。

目標モータ回転数算出部７２は、この目標入力軸トルクＴｃｔが実現された場合のモータジェネレータ１３における目標モータ回転数Ｎｍｔを演算する。この場合、例えば、トルクコンバータ１６の目標入力軸トルクＴｃｔとトルクコンバータ１６とモータジェネレータ１３から得られるパラメータに基づいてモータジェネレータ１３の目標モータ回転数Ｎｍｔを設定する。この場合、パラメータとは、エンジン１１におけるエンジントルクの応答特性、モータジェネレータ１３におけるモータトルクの応答特性であり、これらのパラメータを考慮した処理を行う。

目標モータ回転数算出部７２により目標モータ回転数Ｎｍｔが算出されると、実際のモータ回転数Ｎｍをフィードバックし、比較器７４で比較することで、両者の差がフィードバック制御部７３に入力される。このフィードバック制御部７３は、実際のモータ回転数Ｎｍが目標モータ回転数Ｎｍｔに一致するように、トルクコンバータ１６とモータジェネレータ１３などを制御する。

エンジン信頼度判定部５３は、上述した推定エンジントルクＴｅｐの信頼性を判定するものであるが、エンジン１１の始動直後は、吸入空気量などの検出が困難であり、また、燃料噴射量（空燃比）、点火時期、バルブタイミングなどの制御がエンジン１１の始動後の安定状態とは異なることから、推定エンジントルクＴｅｐの信頼性が十分でないおそれがある。そのため、エンジン１１の駆動力としての推定エンジントルクＴｅｐに相関関係あるエンジン状態量について、モデル化して求めた推定値（予測値）とセンサによる検出値（計測値）との比較を行い、推定値と検出値とが一致、具体的には、推定値と検出値との差が予め設定された閾値以下であれば、推定エンジントルクＴｅｐの信頼度が高まったと判定する。ここで、エンジントルクに相関関係のある状態量として、例えば、吸入空気量、または、空燃比を用いている。吸入空気量とは、スロットルバルブを通過する空気量であり、エアフローセンサ３２により検出することができる。また、空燃比とは、混合気における燃料に対する空気の割合であり、空燃比センサ４７により検出することができる。

吸入空気量と空燃比の推定値は、車両が通常走行しているときの各種の制御において、エンジントルクに関わる制御操作量と検出値（吸入空気量、空燃比）を記憶しておき、この記憶した検出値を用いる。また、この記憶した検出値（吸入空気量、空燃比）に基づいて制御操作量と検出値の関係をマップ化したり、予測モデル化したりして記憶しておき、この記憶したマップや予測モデルを用いてもよい。

ここで、エンジン信頼度判定部５３による推定エンジントルクの信頼度判定処理について具体的に説明する。吸入空気量を用いた推定エンジントルクの信頼度判定処理において、図５に示すように、ステップＳ１１にて、記憶した推定モデルにより吸入空気量Ｑｓｔｄｙを推定し、ステップＳ１２にて、エアフローセンサ３２により吸入空気量Ｑａｃｔを検出する。ステップＳ１３では、吸入空気量Ｑｓｔｄｙと吸入空気量Ｑａｃｔの差が閾値以下であるかを判定する。ここで、吸入空気量Ｑｓｔｄｙと吸入空気量Ｑａｃｔの差が閾値以下であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１４にて、この状態が予め設定された所定時間維持されたかどうかを判定する。

そして、吸入空気量Ｑｓｔｄｙと吸入空気量Ｑａｃｔの差が閾値以下である状態が所定時間維持されたと判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１５にて、推定エンジントルクＴｅｐが信頼できると判断し、現在のエンジン１１の状態の信頼性が高まったと判定する。一方、ステップＳ１３にて、吸入空気量Ｑｓｔｄｙと吸入空気量Ｑａｃｔの差が閾値より大きいと判定（Ｎｏ）されたり、ステップＳ１４にて、吸入空気量Ｑｓｔｄｙと吸入空気量Ｑａｃｔの差が閾値以下である状態が所定時間維持されなかったと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１６にて、推定エンジントルクＴｅｐが信頼できないと判断し、現在のエンジン１１の状態の信頼性が高まっていないと判定する。

また、空燃比を用いた推定エンジントルクの信頼度判定処理において、図６に示すように、ステップＳ２１にて、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ４７により空燃比（Ａ／Ｆ値）ＡＦａｃｔを検出し、ステップＳ２２にて、記憶した理論空燃比ＡＦｎｍｌを読み込む。ステップＳ２３では、空燃比ＡＦａｃｔと理論空燃比ＡＦｎｍｌの差が閾値以下であるかを判定する。ここで、空燃比ＡＦａｃｔと理論空燃比ＡＦｎｍｌの差が閾値以下であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ２４にて、この状態が予め設定された所定時間維持されたかどうかを判定する。

そして、空燃比ＡＦａｃｔと理論空燃比ＡＦｎｍｌの差が閾値以下である状態が所定時間維持されたと判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ２５にて、推定エンジントルクＴｅｐが信頼できると判断し、現在のエンジン１１の状態の信頼性が高まったと判定する。一方、ステップＳ２３にて、空燃比ＡＦａｃｔと理論空燃比ＡＦｎｍｌの差が閾値より大きいと判定（Ｎｏ）されたり、ステップＳ２４にて、空燃比ＡＦａｃｔと理論空燃比ＡＦｎｍｌの差が閾値以下である状態が所定時間維持されなかったと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ２６にて、推定エンジントルクＴｅｐが信頼できないと判断し、現在のエンジン１１の状態の信頼性が高まっていないと判定する。

即ち、図７に示すように、モータジェネレータ１３によりエンジン１１が始動するとき、スロットルバルブが開放されると共にクランキングが開始されて燃焼室に不圧が発生することから、吸入空気量の検出値が徐々に上昇し、所定時間後にマップなどによる推定値に略一致する。また、エンジン１１の始動制御により燃料噴射量が増量された後に減量されることから、空燃比の検出値が徐々に上昇し、所定時間後に通常時の理論空燃比（Ａ／Ｆ値）に略一致する。そのため、エンジントルクも、エンジン１１の始動直後は、実際値と推定値がずれているものの、徐々に両者の差が減少し、所定時間後に一致する。

なお、エンジントルクに相関関係のある状態量は、吸入空気量や空燃比に限らず、インテークマニホールドの圧力、点火時期、燃料噴射量、可変バルブタイミングなどとしてもよい。

制御切替部５４は、モータジェネレータ１３によりエンジン１１が始動されるとき、油圧クラッチ１２を接続状態として第２駆動力制御部５２による制御を実行した後、エンジン１１の信頼度が高まったと判定されたら第１駆動力制御部５１による制御に切り替えるものである。以下に、制御切替部５４による駆動制御の切替処理について詳細に説明する。

制御切替部５４による駆動制御の切替処理において、図８に示すように、ステップＳ３１にて、エンジン１１の始動要求があるか、つまり、ハイブリッド車両をＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替える必要があるかどうかを判定する。ここで、エンジン１１の始動要求がないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ３２にて、エンジン１１が停止中であるかどうかを判定する。エンジン１１が停止中であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３３にて、エンジン１１の停止を維持し、エンジン１１が停止中でないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ３４にて、エンジン１１の停止制御を実行する。

ステップＳ３１にて、エンジン１１の始動要求があると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３５にて、トルクコンバータ１６のロックアップ機構が解放状態または滑り状態であるかを判定する。ここで、トルクコンバータ１６のロックアップ機構が解放状態または滑り状態でなく、結合状態であると判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ３６にて、エンジン１１の始動時におけるロックアップ機構の解放制御を実行し、ステップＳ３７にて、第１駆動力制御部５１によるモータトルク制御を維持する。

ステップＳ３５にて、トルクコンバータ１６のロックアップ機構が解放状態または滑り状態であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３８にて、油圧クラッチ１２を係合したかどうかを判定する。ここで、油圧クラッチ１２を係合していないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ３９にて、油圧クラッチ１２の係合制御を実行し、ステップＳ４０にて、第２駆動力制御部５２によるモータトルク制御を開始する。

ステップＳ３８にて、油圧クラッチ１２を係合したと判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ４１にて、推定エンジントルクの信頼性が十分であるかどうかを判定する。ここで、推定エンジントルクの信頼性が十分でないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ４２にて、第２駆動力制御部５２によるモータトルク制御を維持する。

一方、ステップＳ４１にて、推定エンジントルクの信頼性が十分であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ４３にて、第１駆動制御部５１によるモータトルク制御を開始し、ステップＳ４４にて、エンジン１１の始動時における制御を終了する。

ここで、上述した制御切替部５４による駆動制御の切替処理において、図９に示すように、ステップＳ３１にて、時間Ｔ１にて、エンジン１１の始動要求があると、トルクコンバータ１６のロックアップ機構を解放状態または滑り状態とし、油圧クラッチ１２を係合させていく。このとき、第１駆動制御部５１は、モータジェネレータ１３のモータトルクを制御している。そして、制御切替部５４は、トルクコンバータ１６のロックアップ機構が解放状態または滑り状態となり、且つ、油圧クラッチ１２が係合したら、時間Ｔ２にて、第１駆動制御部５１による制御Ｆ１から第２駆動制御部５２による制御Ｆ２に切り替える。ここで、モータジェネレータ１３がエンジン１１の始動を開始することから、第２駆動制御部５２は、モータジェネレータ１３のモータ回転数を制御する。

すると、エンジン１１のエンジン回転数が上昇し、時間Ｔ３にて、エンジン１１のエンジン回転数がモータジェネレータ１３のモータ回転数と一致し、油圧クラッチ１２を完全に係合させる。ここで、エンジン１１のエンジントルクが上昇する一方、モータジェネレータ１３のモータトルクが低下していく。そして、エンジントルクの推定値と実際値が略一致することで、エンジン１１の推定エンジントルクの信頼性が高まったと判定される時間Ｔ４にて、制御切替部５４は、第２駆動制御部５２による制御Ｆ２から第１駆動制御部５１による制御Ｆ１に切り替え、トルクコンバータ１６のロックアップ機構を結合状態に切り替える。

従って、ＥＣＵ３１がモータジェネレータ１３によりエンジン１１を始動してハイブリッド車両の走行モードを切り替えるとき、エンジン１１の出力トルクが不安定となりやすいことから、エンジン１１の信頼度が高まったと判定されたら、第２駆動力制御部５２による回転制御から第１駆動力制御部５１によるトルク制御に切り替えている。そのため、エンジン１１の始動時におけるトルク変動がトルクコンバータ１６を介して自動変速機１７側に伝達されるのが防止される。

このように本実施形態のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン１１と油圧クラッチ１２とモータジェネレータ１３とトルクコンバータ１６と自動変速機１７とを駆動連結し、エンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１３の駆動力の和が目標駆動力となるようにエンジン１１とモータジェネレータ１３を制御する第１駆動力制御部５１と、ロックアップ機構を解放状態または滑り状態としたときにモータジェネレータ１３の出力側の駆動力によりトルクコンバータ１６の出力側の駆動力を制御する第２駆動力制御部５２と、エンジン１１の信頼度を判定するエンジン信頼度判定部５３と、エンジン１１の始動時に油圧クラッチ１２を接続状態として第２駆動力制御部５２による制御を実行した後にエンジン１１の信頼度が高まったと判定されたら第１駆動力制御部５１による制御に切り替える制御切替部５４とを設けている。

従って、エンジン１１を始動するとき、エンジン１１の信頼度が高まったと判定されたら、第２駆動力制御部５２による回転制御から第１駆動力制御部５１によるトルク制御に切り替える。そのため、エンジン１１の始動時におけるトルク変動がトルクコンバータ１６を介して自動変速機１７側に伝達されることが防止され、エンジン１１を適正に始動することで出力側へのトルク変動の伝達を抑制可能とすることができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置では、推定エンジントルクに相関関係のあるエンジン状態量について、モデル化して求めた推定値とセンサによる検出値との比較を行い、推定値と検出値とが一致、具体的には、推定値と検出値との差が予め設定された閾値以下であれば、推定エンジントルクＴｅｐの信頼度が高まったと判定する。

この場合、エンジン信頼度判定部５３は、吸入空気量の予測値と吸入空気量の計測値との偏差が予め設定された閾値以下となったらエンジン１１の信頼度が高まったと判定する。また、エンジン信頼度判定部５３は、空燃比の予測値と空燃比の計測値との偏差が予め設定された閾値以下となったらエンジン１１の信頼度が高まったと判定する。

従って、エンジン状態量の推定値と検出値との比較を行うことで、エンジン１１のトルク変動の収束を判定することができ、制御の切り替えを適正に行うことができる。この場合、エンジン状態量として、吸入空気量や空燃比を用いることで、新たにセンサなどを設けることなく判定を行うことができ、装置の大型化や高コスト化を抑制することができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン状態量（吸入空気量、空燃比）の予測値と計測値との偏差が閾値以下となった状態が予め設定された所定時間継続されたらエンジン１１の信頼度が高まったと判定する。従って、エンジン１１のトルク変動の収束を高精度に判定することができ、制御の切り替えを適正に行うことで、制御の信頼性を向上することができる。

なお、上述した各実施形態では、自動変速機を有段式の自動変速機１７として構成したが、ベルト式の無段変速機としてもよい。

以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関の始動時に第２駆動力制御部による制御を実行した後に内燃機関の信頼度が高まったと判定されたら第１駆動力制御部による制御に切り替えることで、内燃機関を適正に始動することで出力側へのトルク変動の伝達を抑制可能とするものであり、いずれのハイブリッド車両を制御する装置にも有用である。

１１ エンジン（内燃機関）
１２ 油圧クラッチ
１３ モータジェネレータ（電気モータ）
１６ トルクコンバータ
１７ 自動変速機
２１ 駆動輪
２２ 油圧アクチュエータ
２３ インバータ
２４ バッテリ
２５ トルクコンバータ油圧制御部
２６ 変速機油圧制御部
３１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５１ 第１駆動力制御部
５２ 第２駆動力制御部
５３ エンジン信頼度判定部（内燃機関信頼度判定部）
５４ 制御切替部
６１ 目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部
６２ 目標エンジントルク算出部
６３ エンジン制御部
６４ 目標モータトルク算出部
６５ モータ制御部
７１ 目標トルクコンバータ入力軸トルク算出部
７２ 目標モータ回転数算出部
７３ フィードバック制御部

Claims (2)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸に連結される電気モータと、
   前記内燃機関と前記電気モータとの間の駆動伝達を遮断可能なクラッチと、
   該電気モータの出力軸に連結されてロックアップ機構を有するトルクコンバータと、
   該トルクコンバータの出力軸に連結される変速機と、
   前記内燃機関の駆動力と前記電気モータの駆動力の和が目標駆動力となるように前記内燃機関の駆動力と前記電気モータの駆動力を制御する第１駆動力制御部と、
   前記ロックアップ機構を解放状態または滑り状態としたときに前記電気モータの出力側の駆動力により前記トルクコンバータの出力側の駆動力を制御する第２駆動力制御部と、 前記内燃機関の駆動力に相関関係のある内燃機関状態量の予測値と計測値とを比較して、前記内燃機関の駆動力変動の収束度合いを示す前記内燃機関の信頼度を判定する内燃機関信頼度判定部と、
   前記内燃機関の始動時に前記クラッチを接続状態として前記第２駆動力制御部による制御を実行した後に、前記内燃機関信頼度判定部により、前記内燃機関状態量の予測値と計測値との偏差が予め設定された閾値以下となり、前記偏差が閾値以下となった状態が予め設定された所定時間継続されて、前記内燃機関の信頼度が高まり、前記内燃機関の駆動力変動が収束したと判定されたら、前記第１駆動力制御部による制御に切り替える制御切替部と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記内燃機関状態量は、前記内燃機関の吸入空気量または空燃比であ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の制御装置。

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