JP5939309B2

JP5939309B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP5939309B2
Application number: JP2014553950A
Authority: JP
Inventors: 杉村　敏夫; 敏夫杉村; 桑原　清二; 清二桑原; 貴彦堤; 幸毅南川; 佐藤　俊; 俊佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: US9381801B2; DE112012007261T5; JPWO2014102946A1; CN104870285A; CN104870285B; US20150336570A1; WO2014102946A1

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、クラッチをスリップ係合させてエンジンをクランキングして始動することによりエンジン走行モードへ切り換える際の制御に関するものである。

(a) クラッチを介して動力伝達経路に接続されるエンジンと、少なくとも電動モータとして機能する回転機とを備えており、(b) 前記クラッチを係合して少なくとも前記エンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行モード、およびそのクラッチを開放して前記回転機を駆動力源として用いて走行するモータ走行モードが可能なハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。このようなハイブリッド車両において、前記クラッチが開放されたエンジンの停止時にエンジン走行モードへ切り換える際には、一般にクラッチをスリップ係合させてエンジンをクランキングして始動した後にそのクラッチを完全係合させるようになっている。

特開平１１−２８５１０７号公報

ところで、このようにクラッチをスリップ係合させてエンジンをクランキングする場合、摩擦による発熱でクラッチ温度が上昇するため、過熱により摩擦材等を損傷する恐れがある。これに対し、未だ公知ではないが、クラッチ温度が所定の温度（熱限界など）を超えたらクラッチを強制的に開放し、回転機により駆動力を発生させて走行するとともに、温度が降下したら再びクラッチを係合させてエンジン走行モードへ移行することが考えられる。その場合、クラッチを係合する際にエンジンのイナーシャに起因してショック（駆動力変動）が生じるため、これを回転機のトルクで補償する必要があり、クラッチ開放状態での走行時には温度降下後のクラッチ係合に備えて補償トルク分だけ回転機のトルクを制限した状態で走行することになる。この段階ではエンジントルクを利用できない上に、回転機のトルクも制限されるため、駆動力不足で運転者に違和感を生じさせる可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、エンジン走行モードへ切り換える際にクラッチ温度の上昇でクラッチが強制的に開放され、回転機により駆動力を発生させて走行するとともに、温度が降下したら再びクラッチを係合させてエンジン走行モードへ移行する場合に、駆動力不足で運転者に違和感を生じさせることを抑制することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) クラッチを介して動力伝達経路に接続されるエンジンと、少なくとも電動モータとして機能する回転機とを備えており、(b) 前記クラッチを係合して少なくとも前記エンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行モード、およびそのクラッチを開放して前記回転機を駆動力源として用いて走行するモータ走行モードが可能であるとともに、(c) 前記クラッチが開放された前記エンジンの停止時に前記エンジン走行モードへ切り換える際には、そのクラッチをスリップ係合させてエンジンをクランキングして始動した後にクラッチを完全係合させるハイブリッド車両の制御装置において、(d) 前記エンジン走行モードへ切り換える際に、前記クラッチが予め定められた温度に達した場合には、そのクラッチを開放するとともに、前記回転機により駆動力を発生させて走行する一方、そのクラッチの前後の回転速度を同期させるように前記エンジンの回転速度を制御することを特徴とする。

第２発明は、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、(a) 前記エンジンは前記クラッチを介して前記回転機に直結されるようになっており、(b) 前記クラッチの前後の回転速度を同期させるため、そのクラッチの動力伝達経路側の回転速度である前記回転機の回転速度が前記エンジンのアイドル回転速度となるように、その動力伝達経路に設けられた変速部を変速させるとともに、その変速後の回転機の回転速度を前記エンジンの目標回転速度としてそのエンジンを制御することを特徴とする。

このようなハイブリッド車両の制御装置においては、エンジン走行モードへ切り換える際にクラッチが予め定められた温度に達して開放された場合、そのクラッチの前後の回転速度を同期させるようにエンジンの回転速度が制御されるため、温度降下後にクラッチを係合させてエンジン走行モードへ移行する際のショック（駆動力変動）が低減される。これにより、クラッチ係合時のトルク補償が不要乃至は低減され、回転機により駆動力を発生させて走行する際に、トルク補償のためのトルクの制限が解消乃至は緩和されるため、駆動力不足で運転者に違和感を生じさせることが抑制される。

第２発明は、クラッチを介してエンジンと回転機とが直結される場合で、その回転機の回転速度がエンジンのアイドル回転速度となるように変速部を変速させるとともに、その回転機の回転速度を目標回転速度としてエンジンを制御するため、結局、エンジンはアイドル回転速度を目標回転速度として制御されることになり、アイドル回転速度制御装置などでエンジン回転速度を高い精度で安定して制御することが可能で、クラッチ係合時のショックを適切に低減することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。図１のハイブリッド制御手段によって実行されるエンジン走行モードおよびモータ走行モードを説明する図である。図１のエンジン走行切換手段によって実行されるエンジ走行モードへの切換制御を具体的に説明するフローチャートである。図３のフローチャートに従ってエンジン走行モードへ切り換える際に、Ｋ０クラッチが熱フェール（熱限界）で一時的に強制的に開放された場合の各部の変化を示すタイムチャートの一例である。

クラッチは、乾式または湿式の単板式、多板式の摩擦クラッチが好適に用いられるが、磁粉式電磁クラッチ等のスリップ係合（相対回転を許容しつつトルクを伝達する係合）が可能な他のクラッチを採用することもできる。エンジンは燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関などで、例えばクラッチを介して回転機に直結されるが、回転機の配設位置は、クラッチ開放時に駆動力を発生させることができる範囲で適宜定められる。回転機としては、電動モータを用いることもできるが、発電機としての機能も有するモータジェネレータを採用することも可能である。

エンジン走行モードは、少なくともエンジンを駆動力源として用いて走行するもので、エンジンのみを駆動力源として用いて走行するものでも良いが、エンジンおよび回転機の両方を駆動力源として用いて走行することもできる。エンジン走行モードへの切換は、例えば運転者の要求駆動力の増大に伴ってモータ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える場合であるが、少なくともクラッチが開放されたエンジン停止状態から、クラッチのスリップ係合でエンジンをクランキングして始動し、エンジン走行モードへ切り換えるものであれば良い。

クラッチは、例えば熱限界よる所定の係合禁止温度を超えたらスリップ係合が禁止されて強制的に開放される一方、係合禁止解除温度以下になったらスリップ係合や完全係合が許容されるように制御される。クラッチ温度は、温度センサによって検出しても良いが、クラッチの係合トルクやスリップ係合時間などから発熱量や放熱量を求めるなどして計算によって算出することもできる。

クラッチが開放された場合、クラッチの前後の回転速度を同期させるため、エンジンの回転速度が同期回転速度（クラッチが同期するエンジン回転速度）となるようにエンジンがフィードバック制御等によって制御されるが、第２発明のようにエンジンの回転速度および動力伝達経路側の回転速度の両方を制御するようにしても良い。クラッチを介してエンジンと回転機とが直結される場合、それ等の回転速度が略一致するように制御すれば良く、例えば回転機の実際の回転速度をエンジンの目標回転速度としてエンジンを制御すれば良い。エンジンと回転機との間に、クラッチの他に減速機等が介在している場合にも本発明は適用され得、その場合でもエンジンをアイドル回転速度で作動させた場合にクラッチが同期するように動力伝達経路に設けられた変速部を変速すれば、第２発明と同様の効果が得られる。

第２発明の変速部としては、例えば動力伝達経路に介在させられた自動変速機を利用でき、その自動変速機の変速制御でクラッチの動力伝達経路側の回転速度を変化させてアイドル回転速度とすることができる。また、ロックアップクラッチ付きの流体式伝動装置を有する場合、そのロックアップクラッチを変速部として利用し、そのロックアップクラッチのスリップ制御でクラッチの動力伝達経路側の回転速度を変化させることができる。他の発明の実施に際しては、アイドル回転速度以外の回転速度で同期させるようにしても良い。

クラッチの前後の回転速度の同期は、それ等の回転速度が略一致するように制御することであるが、エンジン回転の脈動や制御上のハンチングなどによる回転変動があっても良いし、制御の誤差などで例えば数十ｒｐｍ程度の回転速度差があっても差し支えない。

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。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを駆動力源として備えている。そして、それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６、Ｃ１クラッチ１８を経て自動変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ（ＬＵクラッチ）３０を備えているとともに、ポンプ翼車にはオイルポンプ３２が一体的に接続されており、エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されることにより油圧を発生して油圧制御装置２８に供給する。ロックアップクラッチ３０は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって係合開放されるとともに、油圧制御によって所定のスリップ状態で係合させることができる。上記モータジェネレータＭＧは回転機に相当する。

エンジン１２は、アイドル回転速度ＮＥidl を最低アイドル回転速度ＮＥidl1〜最高アイドル回転速度ＮＥidl2の範囲内で制御可能なアイドル回転速度制御バルブ（ＩＳＣバルブ）等のアイドル回転速度制御装置３６を備えている。また、エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、それ等を直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる乾式または湿式の摩擦クラッチである。Ｋ０クラッチ３４は油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２を動力伝達経路に接続したり遮断したりする断接装置として機能する。このＫ０クラッチ３４も、油圧制御装置２８に設けられた油圧制御弁や切換弁等によって係合開放されるとともに、油圧制御によって所定のスリップ状態で係合させることができる。

前記モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。自動変速機２０は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合開放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。Ｃ１クラッチ１８は自動変速機２０の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置２８によって係合開放制御される。自動変速機２０として、ベルト式等の無段変速機を用いることも可能である。

上記ハイブリッド車両１０は電子制御装置７０を備えている。電子制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。この電子制御装置７０には、エンジン回転速度センサ５０、ＭＧ回転速度センサ５２、アクセル操作量センサ５４、車速センサ５６、クラッチ温度センサ５８から、それぞれエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧ、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａｃｃ、出力軸２２の回転速度（出力軸回転速度で車速Ｖに対応）ＮＯＵＴ、Ｋ０クラッチ３４の温度（クラッチ温度）ＴＫ０を表す信号が供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。上記クラッチ温度センサ５８は、例えばＫ０クラッチ３４そのものの温度を検出するが、係合トルク（油圧）や係合時間などから計算によって求めることもできるし、Ｋ０クラッチ３４が湿式の場合は冷却媒体の温度を検出しても良い。アクセル操作量Ａｃｃは、運転者の要求駆動力に対応する。

上記電子制御装置７０は、機能的にハイブリッド制御手段７２、変速制御手段７４、エンジン走行切換手段８０を備えている。ハイブリッド制御手段７２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、例えばエンジン１２を駆動力源として用いて走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧを駆動力源として用いて走行するモータ走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態に応じて切り換えて走行する。図２は、エンジン走行モードおよびモータ走行モードを説明する図で、エンジン走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４が係合（○）させられてエンジン１２が動力伝達経路に接続され、エンジン１２が運転（○）させられる。モータジェネレータＭＧは、加速時等に必要に応じてアシスト的に力行制御される。モータ走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４が開放（×）されてエンジン１２が動力伝達経路から切り離されるとともに、エンジン１２の運転が停止（×）させられ、モータジェネレータＭＧがアクセル操作量Ａｃｃに応じて力行制御（○）されて走行する。モータ走行モードではまた、アクセル操作量Ａｃｃが零（アクセルＯＦＦ）の惰性走行時に、一定の条件下でモータジェネレータＭＧが回生制御されてバッテリー４４を充電する。

変速制御手段７４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して複数の油圧式摩擦係合装置の係合開放状態を切り換えることにより、自動変速機２０の複数のギヤ段を、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って切り換える。

エンジン走行切換手段８０は、上記モータ走行モードでの走行時に運転者のアクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖが増加するなどして、ハイブリッド制御手段７２によりエンジン走行モードへ切り換える判定が為された場合に、Ｋ０クラッチ３４をスリップ係合させてエンジン１２をクランキングして始動するとともに、エンジン始動後にＫ０クラッチ３４を完全係合させてエンジン走行モードへ切り換えるものである。また、Ｋ０クラッチ３４が熱限界に達した場合には、Ｋ０クラッチ３４を強制的に開放して摩擦材等の損傷を防止するとともに、Ｋ０クラッチ３４の前後の回転速度を同期させる同期制御を行い、温度降下後にトルク補償を行うことなくＫ０クラッチ３４を係合してエンジン走行モードへ移行する機能も有する。すなわち、このエンジン走行切換手段８０は、機能的にクラッチ係合制御手段８２、エンジン始動制御手段８４、および同期制御手段８６を備えており、図３のフローチャートに従ってエンジン走行切換制御を実行する。図３のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１３はクラッチ係合制御手段８２に相当し、ステップＳ１４はエンジン始動制御手段８４に相当し、ステップＳ５〜Ｓ９は同期制御手段８６に相当する。

図３のステップＳ１では、ハイブリッド制御手段７２によりエンジン走行モードへの切換判定が為されたか否かを判断し、切換判定が為されたらステップＳ２以下を実行する。ステップＳ２では、クラッチ温度ＴＫ０が予め定められた係合禁止温度ＴＫ０１以下か否かを判断し、ＴＫ０≦ＴＫ０１であればステップＳ１３以下を実行してエンジン走行モードへの切換制御を行う。ステップＳ１３では、Ｋ０クラッチ３４をスリップ係合させてエンジン１２をクランキングし、ステップＳ１４では燃料供給制御や点火時期制御を行ってエンジン１２を始動する。そして、エンジン１２が始動した後、Ｋ０クラッチ３４を完全係合させることにより、エンジン走行モードへの移行が終了する。ステップＳ１５では、Ｋ０クラッチ３４が完全係合させられてエンジン走行モードへの移行が終了したか否かを判断し、移行が終了するまではステップＳ２、Ｓ１３、Ｓ１４の実行を繰り返す。そして、移行が終了してステップＳ１５の判断がＹＥＳ（肯定）になったら、一連のエンジン走行切換制御を終了する。

一方、このようにＫ０クラッチ３４をスリップ係合させてエンジン１２をクランキングすると、摩擦による発熱でクラッチ温度ＴＫ０が上昇し、過熱により摩擦材等を損傷する恐れがある。前記ステップＳ２の係合禁止温度ＴＫ０１は、Ｋ０クラッチ３４の摩擦材が過熱により損傷することを回避する熱限界に相当し、クラッチ温度ＴＫ０がその係合禁止温度ＴＫ０１を超えた場合（Ｋ０熱フェール）には、ステップＳ２の判断がＮＯ（否定）になってステップＳ３を実行する。ステップＳ３では、Ｋ０クラッチ３４のスリップ係合を禁止し、Ｋ０クラッチ３４を強制的に開放する。これにより、Ｋ０クラッチ３４のそれ以上の温度上昇が防止されるとともに、放熱によりクラッチ温度ＴＫ０が徐々に降下する。また、ステップＳ４では、モータジェネレータＭＧによる走行を継続するが、本実施例ではステップＳ１１でＫ０クラッチ３４を係合させる際にエンジン１２のイナーシャによるショックを防止するための補償トルクＴαを担保する必要がなく、モータジェネレータＭＧの最大トルクＴＭＧmax まで用いて走行することができる。

次のステップＳ５では、ＭＧ回転速度ＮＭＧすなわちＫ０クラッチ３４の動力伝達経路側の回転速度が、エンジン１２の最低アイドル回転速度ＮＥidl1〜最高アイドル回転速度ＮＥidl2の範囲内か否かを判断し、その範囲内であれば直ちにステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、エンジン１２の目標回転速度ＮＥｔとしてその時のＭＧ回転速度ＮＭＧを設定し、エンジン回転速度ＮＥがその目標回転速度ＮＥｔ（＝ＮＭＧ）になるように、言い換えればＫ０クラッチ３４の前後の回転速度が同期（略一致）するように、前記アイドル回転速度制御装置３６のフィードバック制御等によって制御する。

一方、ステップＳ５の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちＭＧ回転速度ＮＭＧがアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内でない場合には、ステップＳ６を実行し、ロックアップクラッチ３０のスリップ制御でＭＧ回転速度ＮＭＧをそのアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内まで変速できるか否かを判断する。すなわち、ロックアップクラッチ３０が完全係合の状態であれば、油圧を低下させてスリップさせることによりモータジェネレータＭＧのトルクでＭＧ回転速度ＮＭＧをある程度上昇させる（引き上げる）ことができ、ロックアップクラッチ３０が開放状態であれば、油圧を上昇させてスリップさせることによりＭＧ回転速度ＮＭＧをタービン回転速度ＮＴと一致するまで降下させる（引き下げる）ことができる。そして、ロックアップクラッチ３０のスリップ制御でＭＧ回転速度ＮＭＧをアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内まで変速できる場合には、ステップＳ７を実行し、ロックアップクラッチ３０をスリップさせることにより、ＭＧ回転速度ＮＭＧをアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内まで変速する。ロックアップクラッチ３０は、同期のためにＫ０クラッチ３４の動力伝達経路側の回転速度（ＭＧ回転速度ＮＭＧ）を変化させる変速部に相当する。

上記ステップＳ６の判断がＮＯの場合、すなわちロックアップクラッチ３０のスリップ制御でＭＧ回転速度ＮＭＧをアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内まで変速できない場合は、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８では、ＭＧ回転速度ＮＭＧがアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内に入るように、前記自動変速機２０のギヤ段を切り換える。自動変速機２０は、同期のためにＫ０クラッチ３４の動力伝達経路側の回転速度（ＭＧ回転速度ＮＭＧ）を変化させる変速部に相当する。

そして、上記ステップＳ７またはＳ８で、ＭＧ回転速度ＮＭＧがアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内に入るように変速した後、前記ステップＳ９を実行し、エンジン１２の目標回転速度ＮＥｔをその時のＭＧ回転速度ＮＭＧに設定してエンジン１２のアイドル回転速度制御を行う。

次のステップＳ１０では、クラッチ温度ＴＫ０が予め定められた係合禁止解除温度ＴＫ０２以下まで降下したか否かを判断し、クラッチ温度ＴＫ０が係合禁止解除温度ＴＫ０２よりも高い間は前記ステップＳ４以下のステップを繰り返すが、ＴＫ０≦ＴＫ０２になったらステップＳ１１以下を実行する。ステップＳ１１では、Ｋ０クラッチ３４を速やかに完全係合させてエンジン走行モードへ移行し、ステップＳ１２では、エンジン１２の回転速度制御を解除して、アクセル操作量Ａｃｃに応じた駆動力を発生させる通常のエンジン出力制御を実行する。本実施例では、Ｋ０クラッチ３４の前後の回転速度（ＮＥおよびＮＭＧ）が同期させられているため、ステップＳ１１でＫ０クラッチ３４を完全係合させる際にエンジン１２のイナーシャによるショックが略解消し、モータジェネレータＭＧによるトルク補償が不要であるため、前記ステップＳ４のモータ走行では補償トルクＴαを担保する必要がないのである。上記係合禁止解除温度ＴＫ０２は、Ｋ０クラッチ３４を係合制御してエンジン走行モードへの移行を再開した場合に、クラッチ温度ＴＫ０が係合禁止温度ＴＫ０１に達する前に移行を終了できる程度の温度で、その係合禁止温度ＴＫ０１よりも十分に低い温度が設定される。

なお、上記ステップＳ５〜Ｓ９の同期制御は、ステップＳ２の判断がＮＯになった時に既にエンジン１２が自力回転している場合を想定したもので、エンジン１２が自力回転できずに回転停止している場合は、ステップＳ５〜Ｓ９の同期制御を行うことなく、Ｋ０クラッチ３４の温度が係合禁止解除温度ＴＫ０２以下になった後に、前記ステップＳ１３〜Ｓ１５を実行してエンジン走行モードへの切換制御を行う。

図４は、アクセル操作量Ａｃｃ＝０であるアクセルＯＦＦの惰性走行時にアクセルペダルが踏込み操作され、上記図３のフローチャートに従ってモータ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える際に、熱フェールでＫ０クラッチ３４が開放され、同期制御を行ってエンジン走行モードへ移行させられた場合のタイムチャートの一例である。時間ｔ１は、アクセルＯＦＦの惰性走行時にアクセルペダルが踏込み操作された時間で、モータジェネレータＭＧのトルク（ＭＧトルク）ＴＭＧが直ちに立ち上げられるとともに、モータ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える切換判定に従ってステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）になり、ステップＳ２以下の実行が開始される。当初は、クラッチ温度ＴＫ０が係合禁止温度ＴＫ０１以下でステップＳ１３〜Ｓ１５が実行されるため、ＭＧトルクＴＭＧは、Ｋ０クラッチ３４のスリップ係合に備えて最大トルクＴＭＧmax よりも補償トルクＴα分だけ低いトルクに制限されて走行する。そして、Ｋ０クラッチ３４のスリップ係合が始まると（時間ｔ２）、エンジン１２のイナーシャによるショックを相殺するように補償トルクＴαだけ増大させられ、最大トルクＴＭＧmax とされる。また、このようにＫ０クラッチ３４がスリップ係合させられると、エンジン１２がクランキングされてエンジン回転速度ＮＥが上昇するとともに、摩擦による発熱でクラッチ温度ＴＫ０が上昇する。図４の最下段の「Ｋ０油圧指令値」は、Ｋ０クラッチ３４を係合させる油圧の指令値で、伝達トルクに対応する実際の油圧はピストン詰めの後（時間ｔ２）から上昇し、その伝達トルク（スリップ係合）に基づいてエンジン１２がクランキングされる。Ｋ０油圧指令値＝０はＫ０クラッチ３４が開放状態であることを意味している。

時間ｔ３は、Ｋ０クラッチ３４のスリップ係合による発熱でクラッチ温度ＴＫ０が係合禁止温度ＴＫ０１を上回り、ステップＳ２の判断がＮＯとなってステップＳ３以下の各ステップの実行が開始された時間である。すなわち、Ｋ０クラッチ３４が直ちに強制的に開放されるとともに、モータジェネレータＭＧにより駆動力を発生して走行する一方、Ｋ０クラッチ３４の前後の回転速度が略一致するように同期制御を開始する。モータジェネレータＭＧは、補償トルクＴαを担保する必要がないため最大トルクＴＭＧmax まで用いて走行する。また、同期制御は、Ｋ０クラッチ３４の動力伝達経路側の回転速度であるＭＧ回転速度ＮＭＧがアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内で、直ちにステップＳ９が実行され、エンジン１２の目標回転速度ＮＥｔとしてその時のＭＧ回転速度ＮＭＧを設定してエンジン１２のアイドル回転速度制御が行われる。これにより、エンジン回転速度ＮＥが、アイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内でＭＧ回転速度ＮＭＧと略一致させられる。

そして、Ｋ０クラッチ３４の強制開放によりクラッチ温度ＴＫ０が降下し、係合禁止解除温度ＴＫ０２以下になると（時間ｔ４）、ステップＳ１１によりＫ０クラッチ３４の係合制御が再開されてエンジン走行モードへ移行する。その場合に、Ｋ０クラッチ３４の前後の回転速度（ＮＥおよびＮＭＧ）が同期させられているため、モータジェネレータＭＧによるトルク補償が無くても、エンジン１２のイナーシャによるショックを生じることなくＫ０クラッチ３４を速やかに完全係合させることができる。時間ｔ５は、Ｋ０クラッチ３４が完全係合させられてエンジン走行モードが成立させられた時間である。

これに対し、同期制御を行わない場合は、図４に二点鎖線で示すように、Ｋ０熱フェールによるＫ０クラッチ３４の強制開放時にエンジン回転速度ＮＥとＭＧ回転速度ＮＭＧとの間に回転速度差があるため、クラッチ温度ＴＫ０が係合禁止解除温度ＴＫ０２以下になってＫ０クラッチ３４を係合制御する際に、エンジン回転速度ＮＥを引き上げる必要があり、エンジン１２のイナーシャによりショック（駆動力の落ち込み）が生じる。これを防止するためには、モータジェネレータＭＧによりトルク補償を行う必要があるが、ＭＧトルクＴＭＧの欄に二点鎖線で示すように、温度降下後のクラッチ係合に備えて補償トルクＴα分だけＭＧトルクＴＭＧを制限した状態で走行する必要がある。このため、十分な駆動力が得られず、駆動力不足で運転者に違和感を生じさせる可能性があった。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０は、エンジン走行モードへ切り換える際にＫ０クラッチ３４のクラッチ温度ＴＫ０が熱限界である係合禁止温度ＴＫ０１を超えてＫ０クラッチ３４が強制的に開放された場合（ステップＳ３）、そのＫ０クラッチ３４の前後の回転速度（ＮＥおよびＮＭＧ）を同期させるようにエンジン回転速度ＮＥが制御されるため（ステップＳ５〜Ｓ９）、温度降下後にＫ０クラッチ３４を係合させてエンジン走行モードへ移行する際のショック（駆動力変動）が低減される。これにより、そのクラッチ係合時のトルク補償が不要となり、Ｋ０熱フェール時にモータジェネレータＭＧにより駆動力を発生させて走行する際に（ステップＳ４）、補償トルクＴαを担保する必要がなく、最大トルクＴＭＧmax まで用いて走行することが可能で、駆動力不足により運転者に違和感を生じさせることが抑制される。すなわち、同期制御無しの場合に比べて補償トルクＴα分だけ大きなトルクで駆動力を発生させて走行することができる。

また、本実施例では、Ｋ０クラッチ３４を介してエンジン１２とモータジェネレータＭＧとが直結されるようになっており、ＭＧ回転速度ＮＭＧがエンジン１２のアイドル回転速度ＮＥidl1〜ＮＥidl2の範囲内になるように、必要に応じてロックアップクラッチ３０のスリップ制御や自動変速機２０の変速制御が行われるとともに、そのＭＧ回転速度ＮＭＧを目標回転速度ＮＥｔとしてエンジン１２の回転速度制御が行われるため、アイドル回転速度制御装置３６などでエンジン回転速度ＮＥを高い精度で安定して制御することが可能で、Ｋ０クラッチ３４の係合時のショックを適切に低減することができる。

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、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は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：ハイブリッド車両１２：エンジン２０：自動変速機（変速部）３０：ロックアップクラッチ（変速部）３４：Ｋ０クラッチ（クラッチ）５８：クラッチ温度センサ７０：電子制御装置８０：エンジン走行切換手段８２：クラッチ係合制御手段８４：エンジン始動制御手段８６：同期制御手段ＭＧ：モータジェネレータ（回転機）ＴＫ０：クラッチ温度ＴＫ０１：係合禁止温度（予め定められた温度）ＮＥ：エンジン回転速度ＮＭＧ：ＭＧ回転速度（動力伝達経路側の回転速度）ＮＥidl1：最低アイドル回転速度ＮＥidl2：最高アイドル回転速度

Claims

クラッチを介して動力伝達経路に接続されるエンジンと、少なくとも電動モータとして機能する回転機とを備えており、
前記クラッチを係合して少なくとも前記エンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行モード、および該クラッチを開放して前記回転機を駆動力源として用いて走行するモータ走行モードが可能であるとともに、
前記クラッチが開放された前記エンジンの停止時に前記エンジン走行モードへ切り換える際には、該クラッチをスリップ係合させて該エンジンをクランキングして始動した後に該クラッチを完全係合させるハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン走行モードへ切り換える際に、前記クラッチが予め定められた温度に達した場合には、該クラッチを開放するとともに、前記回転機により駆動力を発生させて走行する一方、該クラッチの前後の回転速度を同期させるように前記エンジンの回転速度を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記エンジンは前記クラッチを介して前記回転機に直結されるようになっており、
前記クラッチの前後の回転速度を同期させるため、該クラッチの動力伝達経路側の回転速度である前記回転機の回転速度が前記エンジンのアイドル回転速度となるように、該動力伝達経路に設けられた変速部を変速させるとともに、該変速後の回転機の回転速度を前記エンジンの目標回転速度として該エンジンを制御する
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。