JP5825357B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン始動要求時、モータトルクを使ってエンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

従来、走行用モータのトルクを使ってエンジン始動を行う際、このモータトルクではエンジン始動ができないとき、変速機をアップシフトしてモータ回転数を低減し、モータトルクを増大するハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2008-105494公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置では、アップシフトすることでモータ回転数を低減するため、モータ回転数が高い領域では回転数を十分に低減することが難しく、このハイブリッド車両の制御装置を適用可能な回転数範囲が限定的であった。また、例えばアクセル踏み込みに伴うエンジン始動時などアップシフトすることができない走行シーンがあり、このときにも従来のハイブリッド車両の制御装置を適用することが難しかった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ回転数や走行シーンに拘らず、モータトルクによるエンジン始動を行う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、駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータとの間に設けられた第１クラッチと、前記モータと駆動輪との間に設けられた第２クラッチと、を備え、エンジン始動要求があると、前記第１クラッチを締結し、前記モータのトルクを使って前記エンジンを始動する。
そして、このハイブリッド車両の制御装置は、第２クラッチ制御手段と、モータ回転数制御手段と、を備えている。
前記第２クラッチ制御手段は、エンジン始動要求時、前記第２クラッチを開放する。
前記モータ回転数制御手段は、前記第２クラッチ開放時に、前記モータの回転数制御によりモータ回転数を低減する。

本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン始動要求時、第２クラッチを開放すると共に、モータ回転数制御によりモータ回転数を低減する。これにより、モータの出力可能最大トルクの増大を図ることができ、モータのトルクを使ってのエンジン始動が可能となる。
すなわち、変速機のアップシフトによってモータ回転数を低減する際の低減幅は、モータ回転数と変速比によって決まる。このため、モータ回転数が高く変速比が小さい場合には、アップシフトしても回転数の低減幅が小さく、モータトルクをエンジン始動トルクに必要な程度増大することが困難であった。また、変速比が小さく、それ以上のアップシフトを行うことができない走行シーンでは、アップシフトによるモータ回転数の低減を図ることができなかった。
これに対し、モータ回転数制御によってモータ回転数を低減することにより、モータ回転数や変速比に拘らず、エンジン始動に必要なトルクを得るまでモータ回転数を低減することができ、モータのトルクを使ってのエンジン始動ができる。また、変速機の変速制御に拘らずモータ回転数を低減するので、例えばアップシフトできない走行シーンであっても、モータ回転数を低減してモータのトルクを使ってのエンジン始動ができる。
この結果、モータ回転数や走行シーンに拘らず、モータトルクによるエンジン始動を行うことができる。

実施例１の制御装置が適用されたＦＦ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の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両に搭載されたベルト式無段変速機の変速線図の一例を示す図である。 実施例１の統合コントローラのモード選択部に設定されているEV-HEV選択マップの一例を示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の統合コントローラで実行されるエンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートである。 モータ/ジェネレータのモータ回転数に対する出力可能最大トルクを示す特性線図の一例である。 機械式オイルポンプのモータ回転数に対する吐出流量を示す特性線図の一例である。 第１クラッチのモータ回転数に対する発熱量を示す特性線図の一例である。 比較例のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジン始動制御時のモータ回転数とモータトルクの関係を示す説明図である。 実施例１のエンジン始動制御時のアクセル開度・車速・変速比・変速機入力軸回転数・モータ回転数・エンジン回転数・モータトルク・出力可能最大トルク・エンジントルク・第２クラッチ油圧・第１クラッチ油圧の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１のエンジン始動制御時のモータ回転数とモータトルクの関係を示す説明図である。 実施例２の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の統合コントローラで実行されるエンジン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２のエンジン始動制御時のアクセル開度・車速・変速比・変速機入力軸回転数・モータ回転数・エンジン回転数・モータトルク・出力可能最大トルク・エンジントルク・第２クラッチ油圧・第１クラッチ油圧・変速機作動油量の各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「エンジン始動制御処理の構成」に分けて説明する。

[全体システム要部構成]
図１は、実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図１に基づいて、ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

ＦＦハイブリッド車両は、図１に示すように、エンジン１と、第１クラッチ２と、モータ/ジェネレータ３（モータ）と、第２クラッチ４と、ベルト式無段変速機（変速機）５と、高電圧バッテリ６と、インバータ７と、機械式オイルポンプ８と、を備える。なお、９,９は、前輪（駆動輪）であり、１０,１０は、後輪である。

前記エンジン１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２０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や燃料カット制御、等が行われる。

前記第１クラッチ２は、エンジン１とモータ/ジェネレータ３の間に介装されたクラッチである。CVTコントローラ２１からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより作り出された第１クラッチ油圧により、締結〜開放が制御される。

前記モータ/ジェネレータ３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/ジェネレータである。モータコントローラ２２からの制御指令に基づいて、インバータ７により作り出された三相交流を印加することにより駆動する。モータ/ジェネレータ３は、インバータ７を介して高電圧バッテリ６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（力行）。また、モータ/ジェネレータ３のロータがエンジン１や左右前輪９,９から回転エネルギを受ける場合には、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、インバータ７を介して高電圧バッテリ６を充電する（回生）。

前記第２クラッチ４は、モータ/ジェネレータ３と左右前輪９,９の間のうち、モータ軸３ａと変速機入力軸４ａの間に介装されたクラッチである。第２クラッチ４は、第１クラッチ２と同様に、CVTコントローラ２１からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより作り出された第２クラッチ油圧により、締結・スリップ締結・開放が制御される。

前記ベルト式無段変速機５は、第２クラッチ４の下流位置に配置され、変速比を無段階に設定しつつそれらを連続的に変えることのできる無段変速機能を有する。
このベルト式無段変速機５は、CVTコントローラ２１からの制御指令に基づき図外の油圧ユニットにより作り出されたプライマリ油圧とセカンダリ油圧により、２つのプーリーへのベルト巻き付け径比である変速比が制御される。ベルト式無段変速機５の変速機出力軸には、図外のディファレンシャルが連結され、ディファレンシャルから左右のドライブシャフトを介してそれぞれに左右前輪９,９が設けられている。

なお、図２にベルト式無段変速機５の変速線図の一例を示す。この変速線図では、横軸に車速、縦軸に変速機入力回転数（＝モータ回転数）をとり、アクセル開度ごとに車速と変速機入力回転数とが決まるようにしている。そして、右上がりの２本の直線のうち左側の直線は最もロー側の変速比であり、右側の直線は最もハイ側の変速比である。ベルト式無段変速機５における変速比は、この２本の線の間で、アクセル開度、車速、変速機入力回転数によって決まる。

前記インバータ７は、モータコントローラ２２からの制御指令に基づいて、力行時、高電圧バッテリ６からの直流を三相交流に変換してモータ/ジェネレータ３を駆動する。また、回生時、モータ/ジェネレータ３からの三相交流を直流に変換し、高電圧バッテリ６へ充電する。

前記機械式オイルポンプ８は、前記モータ/ジェネレータ３の出力軸であるモータ軸３ａの回転駆動力により作動するポンプであり、例えば、ギアポンプやベーンポンプ等が用いられる。ここでは、第２クラッチ４の上流位置において、モータ軸３ａに取り付けられたポンプギアにチェーン８ａを介してポンプ入力ギアが接続している。すなわち、この機械式オイルポンプ８の吐出流量は、モータ/ジェネレータ３の回転数（モータ回転数Nm）に応じて変化する。そして、機械式オイルポンプ８が吐出する作動油は、図外の油圧ユニットに供給され、必要油圧が作り出されて第１クラッチ２、第２クラッチ４、ベルト式無段変速機５等が動作する。

前記ＦＦハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、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モード（以下、「WSCモード」という。）と、を有する。

前記「EVモード」は、第１クラッチ２を開放状態とし、モータ/ジェネレータ３を駆動源として走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EVモード」は、駆動力要求が低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。

前記「HEVモード」は、第１クラッチ２を締結状態とし、エンジン１とモータ/ジェネレータ３を駆動源として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有する。この「HEVモード」は、駆動力要求が高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。

前記「WSCモード」は、モータ/ジェネレータ３の回転数制御により、第２クラッチ４をスリップ締結状態に維持し、第２クラッチ４を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者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走行するモードである。この「WSCモード」は、「HEVモード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。

ＦＦ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２０と、ＣＶＴコントローラ２１と、モータコントローラ２２と、統合コントローラ２３と、を有して構成されている。なお、各コントローラ２０，２１，２２と統合コントローラ２３とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線２４を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ２０は、エンジン回転数センサ２７からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ２３からの目標エンジントルク指令と、その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１のスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記ＣＶＴコントローラ２１は、アクセル開度センサ２５と、車速センサ２６と、他のセンサ類２９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により決まる目標入力回転数を変速線図により検索し、検索された目標入力回転数（変速比）を得る制御指令を、ベルト式無段変速機５に設けられた図外の油圧ユニットに出力する。前記ＣＶＴコントローラ２１は、この変速比制御に加え、第１クラッチ２と第２クラッチ４のクラッチ油圧制御を行う。

前記モータコントローラ２２は、ロータ回転位置情報と、モータ回転数センサ２８と、統合コントローラ２３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３のモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ７へ出力する。

前記統合コントローラ２３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ある。この統合コントローラ２３には、アクセル開度センサ２５、車速センサ２６、エンジン回転数センサ２７、モータ回転数センサ２８、他のセンサ・スイッチ類（例えばベルト式無段変速機５に供給される作動油量を検出する流量センサ等）２９からの必要情報が直接、あるいは、ＣＡＮ通信線２４を介して入力される。
また、前記統合コントローラ２３には、アクセル開度と車速により決まる運転点（APO,VSP）が、図３に示すEV-HEV選択マップ上で存在する位置により最適な走行モードを検索し、検索した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部を有する。
なお、EV-HEV選択マップには、EV⇒HEV切替線（＝エンジン始動線）と、HEV⇒EV切替線（＝エンジン停止線）と、HEV⇒WSC切替線と、が設定されている。前記EV⇒HEV切替線をEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると、モード選択部では目標走行モードを「EVモード」から「HEVモード」へと切り替える。また、前記HEV⇒EV切替線をHEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると、モード選択部では目標走行モードを「HEVモード」から「EVモード」へと切り替える。さらに、「HEVモード」の選択時に運転点（APO,VSP）が前記HEV⇒WSC切替線を横切ってWSC領域に入ると、モード選択部では目標走行モードを「HEVモード」から「WSCモード」へと切り替える。ここで、前記HEV⇒EV切替線と前記EV⇒HEV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。前記HEV⇒WSC切替線は、ベルト式無段変速機５が所定の低変速比領域のときに、エンジン１がアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、「EVモード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。
そして、この統合コントローラ２３では、「EVモード」の選択中、モード選択部において「HEVモード」を目標走行モードとして選択すると、エンジン始動制御処理を経過して「HEVモード」に遷移する。このエンジン始動制御処理は、「EVモード」の選択状態で、運転点（APO,VSP）が、図３に示すEV-HEV切替線（＝エンジン始動線）を横切り、エンジン始動要求が出力されることで開始する。

[エンジン始動制御処理の構成]
図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の統合コントローラで実行されるエンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートである。
以下、エンジン始動制御処理をあらわす図４の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、エンジン始動要求の出力に伴って、モータ回転数センサ２８により、モータ/ジェネレータ３の出力回転数（以下、モータ回転数Nmという。）を検出し、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのモータ回転数Nmの検出に続き、このモータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXを上回っているか否かを判断する。YES（Nm＞NmX）の場合は、モータ/ジェネレータ３がエンジン始動に必要な余剰トルクを有していないとしてステップＳ４へ移行し、NO（Nm≦NmX）の場合は、モータ/ジェネレータ３がエンジン始動に必要な余剰トルクを有しているとしてステップＳ３へ移行する。
ここで、「始動トルク出力可能回転数NmX」とは、図５に示すように、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXから走行に用いるモータ走行トルクTmDRを差し引いた余剰トルクTmOVにより、エンジン始動に必要なエンジン始動トルクTmESを確保できるモータ/ジェネレータ３の回転数のうちの最大値である。
つまり、モータ/ジェネレータ３は、あるモータ回転数からは、モータ回転数Nmが上昇するにつれて出力可能最大トルクTmMAXが低下する駆動特性を有している。そのため、モータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXより高くなると、出力可能最大トルクTmMAXがエンジン始動トルクTmESよりも小さくなってしまい、モータ/ジェネレータ３によるエンジン始動が実行できない。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのNm≦NmX（エンジン始動に必要な余剰トルクあり）との判断に続き、通常のエンジン始動制御を実行し、エンドへ移行する。
ここで、「通常のエンジン始動制御」とは、まず、第２クラッチ４をスリップ締結する。次に、「EV走行モード」で開放されている第１クラッチ２を半締結状態にし、モータ/ジェネレータ３をスタータモータとしてエンジン１をクランキングする。そして、燃料噴射と点火によりエンジン１を始動させ、その後、第１クラッチ２を完全締結する。そして、第１クラッチ２の完全締結が確認されたら、第２クラッチ４を完全締結し、この通常のエンジン始動制御を終了する。

ステップＳ４では、ステップＳ２でのNm＞NmX（エンジン始動に必要な余剰トルク不足）との判断に続き、第２クラッチ４を開放し、ステップＳ５へ移行する。なお、このステップＳ４は、第２クラッチ４を開放する第２クラッチ制御手段に相当する。

ステップＳ５では、ステップＳ４での第２クラッチ開放に続き、第２クラッチ４が必要程度の完全状態であるか否かを判断する。YES（十分開放）の場合はステップＳ６及びステップＳ18へ移行し、NO（不十分開放）の場合はステップＳ４へ戻る。
ここで、第２クラッチ４の開放判断は、第２クラッチ油圧が第２クラッチ４を必要程度の開放状態にする値（クラッチ開放値）に達したことで判断する。
また、「必要程度の開放状態」とは、モータ/ジェネレータ３と左右前輪９,９との間のトルク伝達経路を切り離したと判断できる状態であり、完全開放状態であってもよいし、スリップ締結状態であってもよい。

ステップＳ６では、ステップＳ５での第２クラッチ開放との判断に続き、モータ/ジェネレータ３を回転数制御してモータ回転数Nmを低減し、ステップＳ７へ移行する。なお、このステップＳ６は、モータ/ジェネレータ３の回転数制御によりモータ回転数Nmを低減し、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXを増大するモータ回転数制御手段に相当する。
このとき、モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数は、エンジン始動トルクTmESを確保できる値であって、且つ、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量以上となる値であると共に、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量以下となる値に設定する。
ここで、「エンジン始動トルクTmESを確保できる値」とは、モータ回転数Nmの低減に伴って出力可能最大トルクTmMAXが引き上げられ、エンジン始動トルクTmESを確保できる余剰トルクTmOVが発生するモータ回転数である。
また、「機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量以上となる値」とは、第１クラッチ２等油圧必要箇所の動作に必要な作動油流量を確保できるモータ回転数である。
つまり、モータ/ジェネレータ３の出力軸の回転駆動力により作動する機械式オイルポンプ８は、図６に示すように、モータ回転数Nmの上昇に比例して吐出流量が増加する。一方、機械式オイルポンプ８から吐出される作動油によって第１クラッチ２等が動作するため、これらの動作に必要な吐出流量（＝下限流量）Qが予め設定されている。そのため、「機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量以上となる値」は、機械式オイルポンプ８の吐出流量がこの下限流量Qとなる「Nm１」以上の値である。
さらに、「第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量以下となる値」とは、第１クラッチ２の発熱量が過大になってクラッチ寿命が低下することを防止できるモータ回転数である。
つまり、エンジン始動制御時、エンジン１の回転数はゼロであるので、モータ回転数Nmが高いほど、エンジン１とモータ/ジェネレータ３の間に介装された第１クラッチ２における差回転は大きくなる。これにより、図７に示すように、モータ回転数Nmの上昇に比例して、第1クラッチ２の発熱量が高くなる。一方、第1クラッチ２の発熱量が過大になるとクラッチ寿命が低下するため、寿命確保に必要な発熱量（＝上限発熱量）Cが予め設定されている。そのため、「第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量以下となる値」は、第1クラッチ２の発熱量がこの上限発熱量Cとなる「Nm２」以下の値である。
なお、ここでは、Nm２＞Nm１とする。そのため、上記目標回転数は、エンジン始動トルクTmESを確保でき、且つ、Nm１からNm２の間の値に設定される。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのモータ回転数制御に続き、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かを判断する。YES（Nm＝目標回転数）の場合はステップＳ８へ移行し、NO（Nm≠目標回転数）の場合はステップＳ６へ戻る。
ここで、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かの判断は、モータ回転数センサ２８の検出結果に基づいて行う。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのNm＝目標回転数との判断に続き、第１クラッチ２のクラッチ締結容量制御を実行し、ステップＳ９へ移行する。ここで、第１クラッチ２は、モータ/ジェネレータ３からエンジン１へエンジン始動トルクTmESを伝達する半締結状態とする。

ステップＳ９では、ステップＳ８での第１クラッチ制御に続き、燃料噴射と点火によりエンジン１を始動させ、ステップＳ10へ移行する。

ステップＳ10では、ステップＳ９でのエンジン始動に続き、エンジン１が完爆したか否かを判断する。YES（エンジン完爆）の場合はステップＳ11及びステップＳ13へ移行し、NO（エンジン未完爆）の場合はステップＳ９へ戻る。

ステップＳ11では、ステップＳ10でのエンジン完爆との判断に続き、第１クラッチ２の締結制御を実行し、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ12では、ステップＳ11での第１クラッチ締結制御に続き、第１クラッチ２が完全締結したか否かを判断する。YES（第１クラッチ締結）の場合はステップＳ20へ移行し、NO（第１クラッチ未締結）の場合はステップＳ11へ戻る。
ここで、第１クラッチ２の締結判断は、第１クラッチ油圧が完全締結を判断できる規定値に達したか否かに基づいて行う。つまり、第１クラッチ油圧が規定値に達していれば完全締結と判断する。

ステップＳ13では、ステップＳ10でのエンジン完爆との判断に続き、第２クラッチ４のクラッチ締結容量制御を実行し、ステップＳ14へ移行する。ここで、第２クラッチ４は、モータ/ジェネレータ３から左右前輪９,９へ、要求駆動トルクを伝達する半締結状態とする。

ステップＳ14では、ステップＳ13での第２クラッチ制御に続き、モータ/ジェネレータ３を回転数制御してモータ回転数Nmを上昇し、ステップＳ15へ移行する。
ここで、モータ回転数Nmを上昇するときの目標回転数は、ダウンシフト後の変速比と車速と変速線図（図２参照）から求められる値に設定する。

ステップＳ15では、ステップＳ14でのモータ回転数制御に続き、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かを判断する。YES（Nm＝目標回転数）の場合はステップＳ16へ移行し、NO（Nm≠目標回転数）の場合はステップＳ14へ戻る。
ここで、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かの判断は、モータ回転数センサ２８の検出結果に基づいて行う。

ステップＳ16では、ステップＳ15でのNm＝目標回転数との判断に続き、第２クラッチ４の締結制御を実行し、ステップＳ17へ移行する。

ステップＳ17では、ステップＳ16での第２クラッチ締結制御に続き、第２クラッチ４が完全締結したか否かを判断する。YES（第２クラッチ締結）の場合はステップＳ20へ移行し、NO（第２クラッチ未締結）の場合はステップＳ16へ戻る。
ここで、第２クラッチ４の締結判断は、第２クラッチ油圧が完全締結を判断できる規定値に達したか否かに基づいて行う。つまり、第２クラッチ油圧が規定値に達していれば完全締結と判断する。

ステップＳ18では、ステップＳ５での第２クラッチ十分開放との判断に続き、ベルト式無段変速機５をダウンシフト、つまり変速比を大きい値にする変速制御を実行し、ステップＳ19へ移行する。ここで、変速後の変速比は、要求駆動力とエンジン始動後のエンジントルクに応じて任意に設定する。
なお、このステップＳ18は、エンジン始動要求時、ステップＳ４において第２クラッチ４を開放している間に、ベルト式無段変速機５のダウンシフトを実行する変速制御手段に相当する。

ステップＳ19では、ステップＳ18での変速制御の実行に続き、変速制御が完了したか否かを判断する。YES（変速完了）の場合はステップＳ20へ移行し、NO（変速未完了）の場合はステップＳ18へ戻る。
ここで、変速完了の判断は、ベルト式無段変速機５のプライマリプーリの回転数である変速機入力軸４ａの回転数が、設定した変速比に応じて決まる目標回転数に達したか否かにより判断する。つまり、変速機入力軸４ａの回転数が目標回転数に達していれば変速完了と判断する。

ステップＳ20では、ステップＳ12での第１クラッチ完全締結との判断、ステップＳ17での第２クラッチ完全締結との判断、ステップＳ19での変速完了との判断に続き、エンジン始動制御が完了したと判定して、このエンジン始動制御を終了し、エンドへ移行する。

次に、作用を説明する。
まず、「走行用モータを利用したエンジン始動時の課題」を説明し、続いて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の作用を、「始動トルク不足時エンジン始動作用」、「変速制御作用」、「通常エンジン始動作用」に分けて説明する。

[走行用モータを利用したエンジン始動時の課題]
駆動系に、エンジンと、モータと、エンジンとモータとの間に設けられた第１クラッチと、モータと駆動輪との間に設けられた第２クラッチと、を備えたハイブリッド車両では、エンジン始動要求があると、通常、第１クラッチを締結すると共に、モータの出力可能最大トルクTmMAXから走行に用いるモータ走行トルクTmDRを差し引いた余剰トルクTmOVを使ってエンジンを始動する。つまり、走行駆動源となるモータ（走行用モータ）をクランキングモータとして利用する。
そのため、モータを駆動源として走行するEVモード時、余剰トルクTmOVがエンジン始動トルクTmESを確保できるように、モータ走行トルクTmDRを制限している。

これにより、余剰トルクTmOVがエンジン始動トルクTmESよりも小さくなり、モータによるエンジン始動が実行できなくなる始動トルク出力可能回転数NmXが、EVモードで走行可能となる限界モータ回転数であった。
つまり、モータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXに達すると、エンジン始動要求が出力され、HEVモードへと切り替わる。

これに対し、変速機をアップシフトしてモータ回転数Nmを低減し、モータの余剰トルクTmOVを増大するハイブリッドの制御装置がある。

車速が一定の場合、変速機でアップシフトするとモータ回転数Nmが低減する。一方、モータは、図５に示すように、モータ回転数Nmの上昇によって出力可能最大トルクTmMAXが低減する駆動特性を有している。このため、モータ回転数Nmを低減すれば、出力可能最大トルクTmMAXが増大し、余剰トルクTmOVも増大する。

しかしながら、モータ回転数Nmが高回転数域（例えば、始動トルク出力可能回転数NmX以上の回転数領域）の場合では、回転数の上昇量に対する出力可能最大トルクTmMAXの低下量は、低回転数域（例えば、始動トルク出力可能回転数NmX未満の回転数領域）に比べて小さい。そのため、高回転数域においてモータ回転数Nmを低減しても、出力可能最大トルクTmMAXの増大化を十分に図ることができず、エンジン始動に必要な余剰トルクTmOVを確保することが難しい。

しかも、変速機のアップシフトによるモータ回転数Nmの低減量は、変速比によって制限される。このため、エンジン始動に必要な余剰トルクTmOVを確保するまでモータ回転数Nmを低減することはさらに困難となる。さらに、モータ回転数Nmが高回転数域では、通常、変速機における変速比は小さい値になっており、それ以上のアップシフトができない場合もある。このときには、アップシフトによりモータ回転数Nmの低減を図ることができず、結果的に余剰トルクTmOVを増大させることができない。そのため、モータ回転数Nmが高回転数域では、実質的にエンジン始動トルクTmESを確保できないという課題があった。

さらに、モータ回転数Nmの高回転数域におけるエンジン始動トルクTmESの確保を実現するため、図８に示すように、余剰トルクTmOVをエンジン始動トルクTmES以下とし、高回転数域（NmX以上のモータ回転数域）でもモータ走行トルクTmDRを確保する場合を考える。

このときには、エンジン始動要求が発生すると、モータ走行トルクTmDRを低減して、余剰トルクTmOVを増大し、エンジン始動トルクを確保する必要がある。このため、エンジン始動時に走行駆動力が低下するという問題が生じてしまう。

[始動トルク不足時エンジン始動作用]
図９は、実施例１のエンジン始動制御時のアクセル開度・車速・変速比・変速機入力軸回転数・モータ回転数・エンジン回転数・モータトルク・出力可能最大トルク・エンジントルク・第２クラッチ油圧・第１クラッチ油圧の各特性を示すタイムチャートである。図１０は、実施例１のエンジン始動制御時のモータ回転数とモータトルクの関係を示す説明図である。

図９に示す時刻t1において、アクセルが踏み込み操作されることで、図３に示すEV-HEV選択マップ上でEV領域に存在する運転点（APO,VSP）がEV⇒HEV切替線（＝エンジン始動線）を横切ると、エンジン始動要求が出力される。

これにより、図４のフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２へと進み、モータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXを上回っているか否かが判断される。このとき、モータ回転数Nmが高く（例えば、図１０に示すNmα）、余剰トルクTmOVによりエンジン始動トルクTmESを確保できない場合では、ステップＳ４へと進んで第２クラッチ４が開放制御される。そのため、時刻t1から第２クラッチ油圧が低減を開始する。

時刻t2において、第２クラッチ油圧がクラッチ開放値に達し、第２クラッチ４が開放する。これにより、ステップＳ５→ステップＳ６へと進み、モータ/ジェネレータ３において回転数制御が実行され、モータ回転数Nmを低減する。つまり、図１０において、モータ回転数Nmは、NmαからNmβへと次第に低減する。

このとき、第２クラッチ４は開放制御しているので、モータ/ジェネレータ３とベルト式無段変速機５の間のトルク伝達経路は切り離されている。そのため、モータ/ジェネレータ３から出力されるモータトルクTmは、すべてエンジン始動トルクTmESとして利用することができる。また、このモータ/ジェネレータ３やエンジン１により発生したトルク変動や回転数変動が左右前輪９,９に伝達されることはない。

そして、モータ/ジェネレータ３の駆動特性において、モータ回転数Nmの上昇につれて出力可能最大トルクTmMAXが低下するため、モータ回転数Nmを低減すれば出力可能最大トルクTmMAXは上昇する。つまり、図１０では、出力可能最大トルクTmMAXは、TmαからTmβへと増大する。

ここで、モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数（例えば、図１０ではNmβ）は、エンジン始動トルクTmESを確保できる値であって、且つ、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Q以上となる値であると共に、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量C以下となる値に設定する。

モータ回転数Nmの目標回転数を、エンジン始動トルクTmESを確保できる値に設定することで、余剰トルクTmOVによってエンジン始動トルクTmESが確保できる。
すなわち、図１０において、モータ回転数NmがNmαの時には、出力可能最大トルクTmMAX（Tmα）がエンジン始動トルクTmESより小さい。そのため、モータ回転数NmがNmαのままではモータトルクTmによるエンジン始動を行うことができない。
これに対し、モータ回転数NmがNmβの時には、出力可能最大トルクTmMAX（Tmβ）が大きく、この出力可能最大トルクTmMAX（Tmβ）からモータ走行トルクTmDRを差し引いても、余剰トルクTmOVによってエンジン始動トルクTmESを確保することができる。そのため、モータ回転数NmをNmβに低減することで、モータトルクTmによるエンジン始動を行うことが可能となる。
また、実施例１では、モータ回転数制御によってモータ回転数Nmの低減を図る。このため、モータ回転数Nmを必要な回転数まで自由に低減することができる。これにより、モータ回転数Nmが高回転数域であっても、エンジン始動トルクTmESを確保することができる。

また、モータ回転数Nmの目標回転数を、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Q以上となる値に設定することで、第１クラッチ２等の作動油必要箇所における作動油の必要流量を確保できる。このため、例えばエンジン始動後に第１クラッチ２を締結する際の油圧の立ち上がりの遅れを防止し、エンジン始動制御時間が増長することを防止できる。

さらに、モータ回転数Nmの目標回転数を、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量C以下となる値に設定することで、第1クラッチ２の発熱量が過大になることを抑制し、クラッチ寿命の低下を防止できる。

時刻t3において、モータ回転数Nmが目標回転数に達すれば、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXもエンジン始動トルクTmESを確保できる値まで上昇する。そして、ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、第１クラッチ油圧を上げて、第１クラッチ２をモータ/ジェネレータ３からエンジン１へエンジン始動トルクTmESを伝達可能な状態の半締結状態とする。さらに、モータ/ジェネレータ３における余剰トルクTmOVによってエンジン１を始動する。これにより、エンジン回転数は次第に上昇を始める。

時刻t4において、エンジン１の完爆に伴って十分なエンジントルクが出力すると、ステップＳ10→ステップＳ11→ステップＳ12へ進むと同時に、ステップＳ10→ステップＳ13へと進む。これにより、第１クラッチ２では、第１クラッチ油圧が上昇してこの第１クラッチ２を完全締結する。一方、第２クラッチ４では、モータ/ジェネレータ３から左右前輪９,９へ、要求駆動トルクを伝達する半締結状態とする。
さらに、ステップＳ13からステップＳ14へと進み、モータ/ジェネレータ３において回転数制御が実行され、モータ回転数Nmを上昇する。このモータ回転数Nmの上昇に伴って、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXは低減する。

時刻t5において、モータ回転数Nmが目標回転数に達し、モータ回転数Nmとエンジン回転数及び変速機入力回転数が一致すると、ステップＳ15→ステップＳ16へと進み、第２クラッチ４において、第２クラッチ油圧が上昇してこの第２クラッチ４を完全締結する。

時刻t6において、第１クラッチ２及び第２クラッチ４のいずれも完全締結すると、エンジン回転数とモータ回転数と変速機入力回転数がすべて一致し、ステップＳ12及びステップＳ17→ステップＳ20へ進んでエンジン始動制御を終了する。

このように、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、第２クラッチ４を開放制御し、モータ/ジェネレータ３とベルト式無段変速機５の間のトルク伝達経路を切り離す。そしてこの間、モータ/ジェネレータ３の回転数制御によってモータ回転数Nmを低減し、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXを増大する。
これにより、モータ回転数Nmが高回転数域であっても、エンジン始動に必要な出力可能最大トルクTmMAXが確保できる回転数までモータ回転数Nmを低減することができる。そして、エンジン始動トルクTmESを確保できる余剰トルクTmOVを発生させ、この余剰トルクTmOVによるエンジン始動制御を行うことができる。
また、この実施例１では、モータ/ジェネレータ３を回転数制御して余剰トルクTmOVの増大を図るため、ベルト式無段変速機５の変速比や変速制御に拘らず、余剰トルクTmOVを増大させることができる。このため、例えばアクセル踏み込みに伴うエンジン始動時などアップシフトすることができない走行シーンであっても、モータ回転数Nmを必要回転数まで確実に低減させ、余剰トルクTmOVの増大を図ることができる。

この結果、モータ回転数Nmや走行シーンに拘らず、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXの増大を図り、余剰トルクTmOVによるエンジン始動を行うことができる。

さらに、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動時、モータ走行トルクTmDRに変化はないため、このエンジン始動に伴う走行駆動トルクの低下を防止することができる。

[変速制御作用]
実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動要求時、第２クラッチ４を開放している間に、ベルト式無段変速機５のダウンシフトを実行する。つまり、図９に示す時刻t2において、第２クラッチ油圧がクラッチ開放値に達し、第２クラッチ４が開放したら、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ５→ステップＳ18へと進み、ベルト式無段変速機５のダウンシフトが実行される。

なお、実施例１では、時刻t3´において、第１クラッチ２が締結容量制御により、モータ/ジェネレータ３からエンジン１へエンジン始動トルクTmESを伝達する半締結状態となったタイミングで変速比の上昇を開始する。

このとき、変速後の変速比は、要求駆動力とエンジン始動後のエンジントルクに応じて任意に設定する。また、この変速比の上昇に応じて、変速機入力軸回転数が上昇を開始する。

そして、時刻t4において変速比が目標変速比に達し、変速が完了すると、ステップＳ19→ステップＳ20へと進み、第１クラッチ２及び第２クラッチ４の両方の完全締結を待って、エンジン始動制御を終了する。

このように、第２クラッチ４を開放している間、ベルト式無段変速機５においてダウンシフトを実行すれば、時刻t4のタイミングで変速機入力軸回転数は変速後の回転数となる。このため、第１クラッチ２及び第２クラッチ４の完全締結前に予め変速を行うことができ、アクセルレスポンスの向上を図ることができる。

[通常エンジン始動作用]
次に、エンジン始動要求が出力されたとき、余剰トルクTmOVによりエンジン始動トルクTmESを確保できる場合を説明する。

この場合では、図４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へと進み、「通常のエンジン始動制御」が実行される。

この場合では、まず、第２クラッチ４をスリップ締結する。次に、「EV走行モード」で開放されている第１クラッチ２を半締結状態にし、モータ/ジェネレータ３をスタータモータとしてエンジン１をクランキングする。そして、燃料噴射と点火によりエンジン１を始動させ、その後、第１クラッチ２を完全締結する。そして、第１クラッチ２の完全締結が確認されたら、第２クラッチ４を完全締結し、この通常のエンジン始動制御を終了する。

ここで、この通常のエンジン始動制御が開始されると、モータ/ジェネレータ３をトルク制御から回転数制御に変更し、エンジン１のクランキングや回転同期ができるようにする。また、第２クラッチ４は、モータ/ジェネレータ３から左右前輪９,９へ、要求駆動トルクを伝達するスリップ締結状態とする。これにより、エンジン始動制御に伴うトルク変動を第２クラッチ４により吸収し、左右前輪９,９への変動トルクの伝達によるエンジン始動ショックの発生を防止することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(1) 駆動系に、エンジン１と、モータ（モータ/ジェネレータ）３と、前記エンジン１と前記モータ３との間に設けられた第１クラッチ２と、前記モータ３と駆動輪（左右前輪）９,９との間に設けられた第２クラッチ４と、を備え、
エンジン始動要求があると、前記第１クラッチ２を締結し、前記モータ３のトルク（余剰トルク）TmOVを使って前記エンジン１を始動するハイブリッド車両の制御装置において、
エンジン始動要求時、前記第２クラッチ４を開放する第２クラッチ制御手段（ステップＳ４）と、
前記第２クラッチ４の開放時に、前記モータ３の回転数制御によりモータ回転数Nmを低減するモータ回転数制御手段（ステップＳ６）と、
を備えた構成とした。
これにより、モータ回転数Nmや走行シーンに拘らず、エンジン始動を行うことができる。

(2) 前記モータ３のモータ軸３ａの回転駆動力により作動する機械式オイルポンプ８を備え、
前記モータ回転数制御手段（ステップＳ６）は、前記モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数を、前記機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Q以上となる値に設定する構成とした。
これにより、機械式オイルポンプ８の吐出流量の低下を制限することで、第１クラッチ２等の作動油必要箇所における作動油の必要流量を確保でき、エンジン始動制御時間が増長することを防止できる。

(3) 前記モータ回転数制御手段（ステップＳ６）は、前記モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数を、前記第1クラッチ２の発熱量が上限発熱量C以下となる値に設定する構成とした。
これにより、第1クラッチ２における差回転が増大することを防止して、第1クラッチ２の発熱量が過大になることを抑制し、クラッチ寿命の低下を防止できる。

(4) 前記モータ３と前記駆動輪９,９との間に配置した変速機（ベルト式無段変速機）５と、
エンジン始動要求時、第２クラッチ制御手段（ステップＳ４）が前記第２クラッチ４を開放している間に、前記変速機５のダウンシフトを実行する変速制御手段（ステップＳ18）と、
を備えた構成とした。
これにより、エンジン始動時のアクセルレスポンスの向上を図ることができる。

(5) 前記モータ回転数制御手段（ステップＳ６）は、前記モータ３の出力可能最大トルクTmMAXから走行に用いるモータ走行トルクTmDRを差し引いた余剰トルクTmOVが、前記エンジン１の始動に必要なエンジン始動トルクTmESよりも小さいと判定されたとき、前記モータ３の回転数制御によりモータ回転数Nmを低減する構成とした。
これにより、モータ回転数Nmや走行シーンに拘らず、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXの増大を図り、余剰トルクTmOVによるエンジン始動を行うことができる。

実施例２は、変速機に供給される作動油流量を確保してから、変速制御を実行する例である。
図１１は、実施例２の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の統合コントローラで実行されるエンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートである。
以下、実施例２のエンジン始動制御処理をあらわす図１１の各ステップについて説明する。

ステップＳ31では、エンジン始動要求の出力に伴って、モータ回転数センサ２８により、モータ回転数Nmを検出し、ステップＳ32へ移行する。

ステップＳ32では、ステップＳ31でのモータ回転数Nmの検出に続き、このモータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXを上回っているか否かを判断する。YES（Nm＞NmX）の場合は、モータ/ジェネレータ３がエンジン始動に必要な余剰トルクを有していないとしてステップＳ34へ移行し、NO（Nm≦NmX）の場合は、モータ/ジェネレータ３がエンジン始動に必要な余剰トルクを有しているとしてステップＳ33へ移行する。

ステップＳ33では、ステップＳ32でのNm≦NmX（エンジン始動に必要な余剰トルクあり）との判断に続き、通常のエンジン始動制御を実行し、エンドへ移行する。

ステップＳ34では、ステップＳ32でのNm＞NmX（エンジン始動に必要な余剰トルク不足）との判断に続き、第２クラッチ４を開放し、ステップＳ35へ移行する。なお、このステップＳ34は、第２クラッチ４を開放する第２クラッチ制御手段に相当する。

ステップＳ35では、ステップＳ34での第２クラッチ開放に続き、第２クラッチ４が必要程度の開放状態であるか否かを判断する。YES（十分開放）の場合はステップＳ36へ移行し、NO（不十分開放）の場合はステップＳ34へ戻る。

ステップＳ36では、ステップＳ35での第２クラッチ十分開放との判断に続き、モータ/ジェネレータ３を回転数制御してモータ回転数Nmを低減し、ステップＳ37へ移行する。なお、このステップＳ36は、モータ/ジェネレータ３の回転数制御によりモータ回転数Nmを低減し、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXを増大するモータ回転数制御手段に相当する。
このとき、モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数は、エンジン始動トルクTmESを確保できる値であって、且つ、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量以上となる値であると共に、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量以下となる値に設定する。

ステップＳ37では、ステップＳ36でのモータ回転数制御に続き、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かを判断する。YES（Nm＝目標回転数）の場合はステップＳ38及びステップＳ49へ移行し、NO（Nm≠目標回転数）の場合はステップＳ36へ戻る。
ここで、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かの判断は、モータ回転数センサ２８の検出結果に基づいて行う。

ステップＳ38では、ステップＳ37でのNm＝目標回転数との判断に続き、第１クラッチ２のクラッチ締結容量制御を実行し、ステップＳ39へ移行する。ここで、第１クラッチ２は、モータ/ジェネレータ３からエンジン１へエンジン始動トルクTmESを伝達する半締結状態とする。

ステップＳ39では、ステップＳ38での第１クラッチ制御に続き、燃料噴射と点火によりエンジン１を始動させ、ステップＳ40へ移行する。

ステップＳ40では、ステップＳ39でのエンジン始動に続き、エンジン１が完爆したか否かを判断する。YES（エンジン完爆）の場合はステップＳ41及びステップＳ43へ移行し、NO（エンジン未完爆）の場合はステップＳ39へ戻る。

ステップＳ41では、ステップＳ40でのエンジン完爆との判断に続き、第１クラッチ２の締結制御を実行し、ステップＳ42へ移行する。

ステップＳ42では、ステップＳ41での第１クラッチ締結制御に続き、第１クラッチ２が完全締結したか否かを判断する。YES（第１クラッチ締結）の場合はステップＳ54へ移行し、NO（第１クラッチ未締結）の場合はステップＳ41へ戻る。
ここで、第１クラッチ２の締結判断は、第１クラッチ油圧が完全締結を判断できる規定値に達したか否かに基づいて行う。つまり、第１クラッチ油圧が規定値に達していれば完全締結と判断する。

ステップＳ43では、ステップＳ40でのエンジン完爆との判断に続き、第２クラッチ４のクラッチ締結容量制御を実行し、ステップＳ44へ移行する。ここで、第２クラッチ４は、モータ/ジェネレータ３から左右前輪９,９へ、要求駆動トルクを伝達する半締結状態とする。

ステップＳ44では、ステップＳ43での第２クラッチ制御に続き、モータ/ジェネレータ３を回転数制御してモータ回転数Nmを上昇し、ステップＳ45へ移行する。
ここで、モータ回転数Nmを上昇するときの目標回転数は、ダウンシフト後の変速比と車速と変速線図（図２参照）から求められる値に設定する。

ステップＳ45では、ステップＳ44でのモータ回転数制御に続き、モータ回転数Nmが目標回転数に達したか否かを判断する。YES（Nm＝目標回転数）の場合はステップＳ46へ移行し、NO（Nm≠目標回転数）の場合はステップＳ44へ戻る。
ここで、モータ回転数が目標回転数に達したか否かの判断は、モータ回転数センサ２８の検出結果に基づいて行う。

ステップＳ46では、ステップＳ45でのNm＝目標回転数との判断に続き、ベルト式無段変速機５におけるシフトダウンを実行する変速制御が完了したか否かを判断する。YES（変速完了）の場合はステップＳ47へ移行し、NO（変速未完了）の場合はステップＳ46を繰り返す。
ここで、変速完了の判断は、ベルト式無段変速機５のプライマリプーリの回転数である変速機入力軸４ａの回転数が、設定した変速比に応じて決まる目標回転数に達したか否かにより判断する。つまり、変速機入力軸４ａの回転数が目標回転数に達していれば変速完了と判断する。

ステップＳ47では、ステップＳ46での変速完了との判断に続き、第２クラッチ４の締結制御を実行し、ステップＳ48へ移行する。

ステップＳ48では、ステップＳ47での第２クラッチ締結制御に続き、第２クラッチ４が完全締結したか否かを判断する。YES（第２クラッチ締結）の場合はステップＳ54へ移行し、NO（第２クラッチ未締結）の場合はステップＳ47へ戻る。
ここで、第２クラッチ４の締結判断は、第２クラッチ油圧が完全締結を判断できる規定値に達したか否かに基づいて行う。つまり、第２クラッチ油圧が規定値に達していれば完全締結と判断する。

ステップＳ49では、ステップＳ37でのNm＝目標回転数との判断に続き、ベルト式無段変速機５の変速制御を実行するための変速プリチャージ制御を実行し、ステップＳ50へ移行する。
ここで、「変速プリチャージ制御」とは、ベルト式無段変速機５の２つのプーリーへ持続して油圧（プライマリ油圧及びセカンダリ油圧）をかけるため、ベルト式無段変速機５の２つのプーリーに至る油路又は油圧室に流れ込む作動油量を必要油量以上に制御することである。なお、「必要油量」は、プーリーへ持続して油圧をかけるために必要な油量であり、ベルト式無段変速機５に応じて任意の値に設定する。

ステップＳ50では、ステップＳ49での変速プリチャージ制御の実行に続き、ベルト式無段変速機５に供給される作動油の流量（作動油量）を検出し、ステップＳ51へ移行する。
ここで、ベルト式無段変速機５に供給される作動油量は、流量センサによって検出する。

ステップＳ51では、ステップＳ50での作動油量の検出に続き、ベルト式無段変速機５に供給される作動油の流量が必要油量以上であるか否かを判断する。YES（作動油量≧必要油量）の場合はステップＳ52へ移行し、NO（作動油量＜必要油量）の場合はステップＳ49へ戻る。

ステップＳ52では、ステップＳ51での作動油量≧必要油量との判断に続き、ベルト式無段変速機５をダウンシフト、つまり変速比を大きい値にする変速制御を実行し、ステップＳ53へ移行する。ここで、変速後の変速比は、要求駆動力とエンジン始動後のエンジントルクに応じて任意に設定する。
なお、このステップＳ52は、エンジン始動要求時、ステップＳ34において第２クラッチ４を開放している間に、ベルト式無段変速機５のダウンシフトを実行する変速制御手段に相当する。

ステップＳ53では、ステップＳ52での変速制御の実行に続き、変速制御が完了したか否かを判断する。YES（変速完了）の場合はステップＳ54へ移行し、NO（変速未完了）の場合はステップＳ52へ戻る。
ここで、変速完了の判断は、ベルト式無段変速機５のプライマリプーリの回転数である変速機入力軸４ａの回転数が、設定した変速比に応じて決まる目標回転数に達したか否かにより判断する。つまり、変速機入力軸４ａの回転数が目標回転数に達していれば変速完了と判断する。

ステップＳ54では、ステップＳ42での第１クラッチ完全締結との判断、ステップＳ48での第２クラッチ完全締結との判断、ステップＳ53での変速完了との判断に続き、エンジン始動制御が完了したと判定して、このエンジン始動制御を終了し、エンドへ移行する。

次に、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の作用を、「始動トルク不足時エンジン始動作用」、「変速制御作用」に分けて説明する。

[始動トルク不足時エンジン始動作用]
図１２は、実施例２のエンジン始動制御時のアクセル開度・車速・変速比・変速機入力軸回転数・モータ回転数・エンジン回転数・モータトルク・出力可能最大トルク・エンジントルク・第２クラッチ油圧・第１クラッチ油圧・変速機作動油量の各特性を示すタイムチャートである。

図１２に示す時刻t11において、アクセルが踏み込み操作されることで、図３に示すEV-HEV選択マップ上でEV領域に存在する運転点（APO,VSP）がEV⇒HEV切替線（＝エンジン始動線）を横切ると、エンジン始動要求が出力される。
これにより、図１１のフローチャートにおいてステップＳ31→ステップＳ32へと進み、モータ回転数Nmが始動トルク出力可能回転数NmXを上回っているか否かが判断される。このとき、モータ回転数Nmが高く、余剰トルクTmOVによりエンジン始動トルクTmESを確保できない場合では、ステップＳ34へと進んで第２クラッチ４が開放制御される。そのため、時刻t11から第２クラッチ油圧が低減を開始する。

時刻t12において、第２クラッチ油圧がクラッチ開放値に達し、第２クラッチ４が開放する。これにより、ステップＳ35→ステップＳ36へと進み、モータ/ジェネレータ３において回転数制御が実行され、モータ回転数Nmを低減する。

時刻t13において、モータ回転数Nmが目標回転数に達すれば、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXもエンジン始動トルクTmESを確保できる値まで上昇する。そして、ステップＳ37→ステップＳ38→ステップＳ39へと進み、第１クラッチ油圧を上げて、第１クラッチ２をモータ/ジェネレータ３からエンジン１へエンジン始動トルクTmESを伝達可能な状態の半締結状態とする。さらに、モータ/ジェネレータ３における余剰トルクTmOVによってエンジン１を始動する。これにより、エンジン回転数は次第に上昇を始める。

時刻t14において、エンジン１の完爆に伴って十分なエンジントルクが出力すると、ステップＳ40→ステップＳ41→ステップＳ42へ進むと同時に、ステップＳ40→ステップＳ43へと進む。これにより、第１クラッチ２では、第１クラッチ油圧が上昇してこの第１クラッチ２を完全締結する。一方、第２クラッチ４では、モータ/ジェネレータ３から左右前輪９,９へ、要求駆動トルクを伝達するスリップ締結状態とする。
さらに、ステップＳ43からステップＳ44へと進み、モータ/ジェネレータ３において回転数制御が実行され、モータ回転数Nmを上昇する。

時刻t15において、モータ回転数Nmが目標回転数に達すると、ステップＳ45→ステップＳ46へと進み、ベルト式無段変速機５における変速制御が完了したか判断する。変速制御が完了していない場合、つまり、変速機入力軸４ａの回転数が目標回転数に達していない場合は、変速未完了として第２クラッチ４のスリップ締結状態を維持する。

時刻t16において、変速機入力軸４ａの回転数が目標回転数に達し、変速制御が完了すれば、ステップＳ46→ステップＳ47へと進み、第２クラッチ４において、第２クラッチ油圧が上昇してこの第２クラッチ４を完全締結する。

時刻t17において、第１クラッチ２及び第２クラッチ４のいずれも完全締結すると、エンジン回転数とモータ回転数と変速機入力回転数がすべて一致し、ステップＳ42及びステップＳ48→ステップＳ54へ進んでエンジン始動制御を終了する。

このように、実施例２のハイブリッド車両の制御装置においても、第２クラッチ４を開放制御し、モータ/ジェネレータ３とベルト式無段変速機５の間のトルク伝達経路を切り離す。そしてこの間、モータ/ジェネレータ３の回転数制御によってモータ回転数Nmを低減し、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXを増大する。
これにより、モータ回転数Nmや走行シーンに拘らず、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXの増大を図り、余剰トルクTmOVによるエンジン始動を行うことができる。

[変速制御作用]
実施例２のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動要求時、モータ回転数Nmを低減している間に、ベルト式無段変速機５に供給される作動油量が必要油量以上になれば、ベルト式無段変速機５のダウンシフトを実行する。つまり、図１２に示す時刻t12において、第２クラッチ油圧がクラッチ開放値に達し、第２クラッチ４が開放したら、図１１に示すフローチャートにおいて、ステップＳ35→ステップＳ36へと進み、モータ/ジェネレータ３において回転数制御が実行され、モータ回転数Nmを低減する。

時刻t13において、モータ回転数Nmが目標回転数に達すれば、モータ/ジェネレータ３の出力可能最大トルクTmMAXもエンジン始動トルクTmESを確保できる値まで上昇する。そして、ステップＳ37→ステップＳ49→ステップＳ50へと進み、ベルト式無段変速機５の変速プリチャージ制御が実行され、このベルト式無段変速機５に供給される作動油の流量を増加すると共に、この作動油量を検出する。

そして、時刻t14´において、ベルト式無段変速機５に供給される作動油量が必要油量に達したら、ステップＳ51→ステップＳ52へと進み、ベルト式無段変速機５のダウンシフトが実行される。これにより、変速比が上昇を開始し、この変速比の変更に応じて変速機入力軸回転数が上昇を開始する。

なお、実施例２では、時刻t14において、第２クラッチ４が締結容量制御によるスリップ締結状態となっているため、作動油量が必要油量に達すると同時にダウンシフトの実行を開始する。

そして、時刻t16において変速比が目標変速比に達し、変速が完了すると、ステップＳ53→ステップＳ54へと進み、第１クラッチ２及び第２クラッチ４の両方の完全締結を待って、エンジン始動制御を終了する。

このように、ベルト式無段変速機５の変速プリチャージ制御を実行し、このベルト式無段変速機５に供給される作動油量が必要油量に達してから変速制御を行うことで、作動油量が不足しているにも拘らず変速制御が開始されることを防止できる。つまり、モータ軸３ａであるモータ/ジェネレータ３の出力軸の回転駆動力により作動する機械式オイルポンプ８から吐出される作動油は、第１クラッチ２の締結・開放制御とベルト式無段変速機５の変速制御のいずれにも使用される。そのため、この第１クラッチ２の締結・開放制御とベルト式無段変速機５の変速制御に使用される各油圧の収支が成立するタイミングで変速を開始することで、変速中に油圧不足が発生し、変速時間が増長することを防止できる。

すなわち、実施例２の車両用自動変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(6) 前記変速制御手段（ステップＳ52）は、前記変速機（ベルト式無段変速機）５に供給される作動油量が必要油量以上のとき、前記変速機５のダウンシフトを実行する構成とした。
これにより、作動油量が不足しているにも拘らず変速制御が開始され、変速中に油圧不足が発生し、変速時間が増長することを防止できる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例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。

上記実施例１では、モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数を、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Qとなる値Nm１以上であると共に、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量Cとなる値Nm２以下に設定する。このとき、Nm２＞Nm１としており、目標回転数は、Nm１からNm２の間の値に設定される例を示している。
しかしながら、第１クラッチ２の発熱量が上限発熱量Cとなる値Nm２が、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Qとなる値Nm１よりも低い場合では、モータ回転数Nmを低減するときの目標回転数を、機械式オイルポンプ８の吐出流量が下限流量Qとなる値Nm１以上に設定する。
これにより、機械式オイルポンプ８からの吐出流量の確保が、第１クラッチ２の発熱抑制よりも優先され、作動油必要箇所に適切に作動油を供給することができ、エンジン始動制御や変速制御を滞りなく実行することができる。

また、実施例２では、ベルト式無段変速機５に供給される作動油量を、流量センサを用いて検出しているが、これに限らない。例えば、モータ回転数Nmが目標回転数に達したら変速プリチャージ制御を実行すると同時に経過時間をカウントし、予め設定した所定時間が経過すればプリチャージ完了（作動油量＝必要油量）として、ダウンシフトを開始してもよい。
このように、タイマー管理によって作動油量を判断する場合では、流量センサを設ける必要がなくなる。

さらに、上記各実施例では、余剰トルクTmOVがエンジン始動トルクTmESよりも小さいと判定されたとき、第２クラッチ４を開放し、モータ/ジェネレータ３と左右前輪９,９との間のトルク伝達経路を切り離している。しかしながら、この「第２クラッチ４の開放」とは、完全開放のみを意味するものではなく、スリップ締結も含まれる。すなわち、モータ/ジェネレータ３と左右前輪９,９との間のトルク伝達経路が切り離されていると判断できれば、第２クラッチ４はスリップ締結状態であってもよい。

さらに、上記各実施例では、エンジン１が完爆した後に第２クラッチ４のクラッチ締結容制御を実行している。しかしながら、第２クラッチ４の締結制御の実行は、エンジン１の完爆前であっても可能である。つまり、エンジン１の完爆前でも、モータ/ジェネレータ３と左右前輪９,９との間のトルク伝達経路を確保してもよい。

そして、上記実施例では、モータとして、発電可能なモータ/ジェネレータ３を適用する例を示したが、第１クラッチ２を介してエンジン１に駆動力を出力すると共に、第２クラッチ４を介して駆動輪に駆動力を出力することができればよい。
また、上記実施例では、変速機としてベルト式無段変速機５を適用する例を示したが、有段の自動変速機であっても適用することができる。

そして、上記実施例では、本発明のハイブリッド車両の制御装置を、ＦＦハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、ＦＲハイブリッド車両の駆動系や４ＷＤハイブリッド車両の駆動系等、エンジンとモータ、第１,第２クラッチを備えたいわゆる１モータ２クラッチのハイブリッド車両であれば適用することができる。

関連出願の相互参照

本出願は、２０１１年１１月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１１-２５７９７９に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (6)

1. 駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータとの間に設けられた第１クラッチと、前記モータと駆動輪との間に設けられた第２クラッチと、前記モータと前記駆動輪との間に配置した変速機と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   エンジン始動要求時、前記第２クラッチにより前記モータと前記駆動輪との間のトルク伝達経路を切り離す第２クラッチ制御手段と、
   前記モータと前記駆動輪との間のトルク伝達経路を切り離した時に、前記モータの回転数制御によりモータ回転数を低減するモータ回転数制御手段と、
   前記モータ回転数が低減したら、前記第１クラッチを締結し、前記モータのトルクを使って前記エンジンを始動させ、前記エンジンの完爆後に前記第２クラッチを完全締結するエンジン始動制御手段と、
   前記モータと前記駆動輪との間のトルク伝達経路を切り離した状態で、前記エンジンを始動させてから、前記第２クラッチを完全締結するまでの間に、前記変速機のダウンシフトを完了する変速制御手段と、
   を備えた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、
   前記モータのモータ軸の回転駆動力により作動する機械式オイルポンプを備え、
   前記モータ回転数制御手段は、前記モータ回転数を低減するときの目標回転数を、前記機械式オイルポンプの吐出流量が下限流量以上となる値に設定する
   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、
   前記モータ回転数制御手段は、前記モータ回転数を低減するときの目標回転数を、前記第１クラッチの発熱量が上限発熱量以下となる値に設定する
   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、
   前記変速制御手段は、前記変速機に供給される作動油量が必要油量以上のとき、前記変速機のダウンシフトを実行する
   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、
   前記モータと前記駆動輪との間に配置した変速機と、
   前記変速機に供給される作動油量が必要油量以上のとき、前記変速機のダウンシフトを実行する変速制御手段と、を備えた
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モータ回転数制御手段は、前記モータの出力可能最大トルクから走行に用いるモータ走行トルクを差し引いた余剰トルクが、前記エンジンの始動に必要なエンジン始動トルクよりも小さいと判定されたとき、前記モータの回転数制御によりモータ回転数を低減する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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