JP5972282B2 - ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置及び制御方法に関し、より詳細には、エンジン始動時のスタータモータの負担を軽減し、モータ走行からエンジン走行への切り替えを円滑にし得るハイブリッド車両の制御装置及び制御方法に関するものである。
ハイブリッドシステムでは、エンジンの出力軸と無段変速機（以下、「ＣＶＴ」ともいう）の入力軸がトルクコンバータとロックアップクラッチ（以下、「Ｌ／Ｕクラッチ」ともいう）を介して接続され、無段変速機の出力軸とドライブシャフトがフォワードクラッチ（以下、「Ｆｗｄクラッチ」ともいう）を介して接続されている。
また、エンジンの始動には、スタータモータが使用されている。
また、上記Ｌ／Ｕクラッチの締結時のショックを和らげるためにＣＶＴの入力軸の速度とエンジンの出力軸の速度とを検出し、両者の差が所定の範囲内となった時に上記Ｌ／Ｕクラッチを締結させるように各要素を制御するハイブリッド車両の制御方法が、下記の特許文献１に示すように本出願人によって既に特許出願がなされている。
しかし、上記特許文献１でもエンジンの始動にスタータモータを使用しているため、スタータモータの使用回数が多くなり、スタータモータの耐久年数が短くなる点で問題が生じる。また、スタータモータの使用回数が多くなればエンジン始動時に発生する音の回数も多くなる。
一方、上記スタータモータに代わる別途のモータ等を併用してエンジンを始動すれば、上記スタータモータの負担が軽減されるが、上記別途のモータ等を新たに備えなければならず、部品点数の増加や複雑化を招いてしまう。
そこで、本発明の課題は、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、スタータモータの負担を軽減してスタータモータの耐久性を向上させ、エンジン始動時に発生する音の回数を少なくすることができるハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様のハイブリッド車両の制御装置及び該制御装置を使用することによって実行されるハイブリッド車両の制御方法は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置またはその制御方法において、エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行し得るように構成されている。
該構成によれば、エンジンの始動にスタータモータを使用する回数が減り、スタータモータの耐久性が向上する。また、スタータモータを使用してエンジンを始動する場合に発生する音の回数を低減することが可能になる。更に、既存の走行駆動モータの使用により、部品点数の増加や構造の複雑化を防止することができる。
また、本発明の第２の態様のように前記走行駆動モータのモータトルクによってクランキングできない場合にスタータモータを使用してエンジンを始動し得るように構成することも可能である。
該構成によれば、エンジン始動時のスタータモータの負担を軽減させた状態で走行駆動モータのモータトルクによってはクランキングできないような状況にも対応できるようになる。
また、本発明の第３の態様のように制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとを含め、モータ走行からエンジン走行に移行する場合に、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行時の状態から前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行時の状態に移行するように構成することも可能である。
該構成によれば、モータ走行時やエンジン走行時の制御要素になっている上記既存の制御要素を走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の制御要素としてそのまま利用することが可能になる。また、無段変速機をエンジン側からドライブシャフトに向けて動力伝達するのに使用するだけではなく、走行駆動モータ側からエンジン側に動力伝達するのに使用することによって無段変速機の一層の有効活用が図られるようになる。
また、本発明の第４の態様のようにモータ走行からエンジン走行に移行する場合に、モータ走行時の状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっていない場合には、フォワードクラッチを一旦ＯＦＦにし、エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように制御した後、フォワードクラッチを再びＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成することが可能である。
該構成によれば、エンジンの始動時にはフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにして走行駆動モータのモータトルクがエンジンに伝達されるようにし、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっていない場合には、フォワードクラッチを一旦ＯＦＦにしてエンジンの出力軸の回転がドライブシャフトに伝達されない状態にし、フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった時、フォワードクラッチを再びＯＮにしてエンジンの出力軸の回転がドライブシャフトに伝達されるようにしている。
従って、フォワードクラッチの入出力回転数差が大きな場合に発生するフォワードクラッチのダメージが小さくなり、フォワードクラッチの耐久性が向上する。また、フォワードクラッチの円滑な締結によってフォワードクラッチの締結時にドライバーが受ける不快感も生じない。
また、本発明の第５の態様のようにモータ走行からエンジン走行に移行する場合に、モータ走行時の状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっている場合には、直ちに走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成することが可能である。
該構成によれば、フォワードクラッチの入出力回転数差は同期回転数の範囲内に収まっていて十分に小さい。従って、直ちにフォワードクラッチを締結してもフォワードクラッチにダメージは生じない。また、フォワードクラッチの入出力回転数の制御が不要になる分、制御が単純化されてエンジン走行への迅速な移行が可能になる。
また、本発明の第６の態様のように前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたり、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合に、最Ｈｉｇｈギア比を選定するように構成することが可能である。
該構成によれば、走行駆動モータのモータトルクが小さくて済み、小型・低出力の走行駆動モータを適用することが可能になってハイブリッド車両の小型・軽量化と低コスト化を図ることができる。更に、エンジン始動時の走行駆動モータのモータトルクの変動が極めて小さく抑えられるからエンジン始動時の車体の振動を小さくし、バッテリーの消費量を低減させることが可能になる。
また、本発明の第７の態様のように前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたり、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、走行必要トルクからモータ最大トルクから差し引いた余裕トルクから決まるギア比が無段変速機の最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比の範囲内に存している場合に、当該余裕トルクから決まるギア比を選定するように構成することが可能である。
該構成によれば、走行駆動モータのモータトルクが大きくなるが、無段変速機の変速幅が少なくなり、バッテリーの消費量を低く抑えることが可能になる。また、上記無段変速機の変速幅の減少によって、エンジン始動時の無段変速機のベルトの雑音も低減できる。
また、本発明の第８の態様のように前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたり、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速より小さく、実際の車速から決まるギア比が走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合に、当該実際の車速から決まるギア比を選定するように構成することが可能である。
該構成によれば、走行駆動モータにかかる負担をできるだけ低く抑えつつ、走行駆動モータに要求されるモータトルクを上記実際の車速から決まるギア比によって最適化して、エンジンを始動することが可能になる。
本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法によれば、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、スタータモータの負担を軽減してスタータモータの耐久性を向上させてエンジン始動時に発生する音の回数を少なくすることができる。
また、実際の車速と余裕トルクとに基づいて無段変速機の最適な変速比を算出し、当該算出した変速比を使用することによって走行駆動モータに要求されるモータトルクの最適化を図ることができる。また、当該最適化されたモータトルクを採用することによって小型・低出力の駆動モータを適用することが可能となりハイブリッド車両の小型・低コスト化を達成することが可能になる。
更に、エンジン始動時の走行駆動モータのモータトルクの変動幅を低く抑えることによって、車体の振動の低減やバッテリー消費量の低減を図ることが可能になる。
本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を以下に示す第１〜第３の実施の形態を例にとって、図面を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の適用対象となるハイブリッド車両１の概略の構成を図１に示すブロック図に基づいて説明する。
ハイブリッド車両１は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド制御システム３が組み込まれた車両である。
ハイブリッド車両１には、モータ走行時の動力源となる走行駆動モータ５と、該走行駆動モータ５の出力軸の回転を駆動輪７に直結されているドライブシャフト９に伝達するモータギア１１と、エンジン走行時の動力源となるエンジン１３と、該エンジン１３の始動時に使用するスタータモータ１５と、上記エンジン１３の出力軸となるクランクシャフトと無段変速機（ＣＶＴ）１７の断接を切り替えるトルクコンバータ１９及びＬ／Ｕクラッチ２１と、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と、最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）との間でギア比（以下、「変速比」ともいう）Ｇｅを可変し得る一例として金属ベルト式で副変速機を備えた無段変速機（ＣＶＴ）１７と、該無段変速機（ＣＶＴ）１７の出力軸と上記ドライブシャフト９の断接を切り替えるＦｗｄクラッチ２３と、が備えられている。
そして、上記構成のハイブリッド車両１に組み込まれているハイブリッド制御システム３は、図２のブロック図に示すように本発明のハイブリッド車両の制御装置となるハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５と、該ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５に車速情報、バッテリ情報及び無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの情報を送るアクセル開度センサー２７、車速センサー２９、バッテリコントローラ３１及びＣＶＴ回転センサー３９と、上記ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５で制御指令された制御情報を受けてそれぞれの制御を実行する走行駆動モータ５の制御手段となるインバータ３３と、エンジン制御手段３５と、トランスミッション制御手段３７とを備えることによって基本的に構成されている。
そして、上記インバータ３３によって上記走行駆動モータ５が制御され、上記エンジン制御手段３５によって上記エンジン１３とスタータモータ１５が制御され、上記トランスミッション制御手段３７によって上記トルクコンバータ１９及びＬ／Ｕクラッチ２１と、無段変速機（ＣＶＴ）１７と、Ｆｗｄクラッチ２３と、がそれぞれ制御されるように構成されている。
また、上記ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５では、図３に示すように上記バッテリコントローラ３１から得られたバッテリ容量（ＳＯＣ）、バッテリ電圧及びバッテリ温度から走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを算出し、上記アクセル開度センサー２７、車速センサー２９及びＣＶＴ回転センサー３９から得られたアクセル踏込量、ブレーキ踏込量、車両速度及びトランスミッション変速比からハイブリッド車両１の駆動トルクＴｄｓを算出し、算出されたモータトルクＴｍと駆動トルクＴｄｓに基づいて走行モードを判定して、判定した走行モードに適合したトルク指令を生成し得るように構成されている。
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５は、前述した構成のハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５において、エンジン１３の始動を走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを使用してクランキングさせる構成が本発明の特徴的構成として組み込まれており、更に走行駆動モータ５のモータトルクＴｍによってクランキングできない場合にスタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動させる構成が備えられている。
本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５は、前述した構成のハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５において、エンジン１３の始動を走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを使用してクランキングさせる構成が本発明の特徴的構成として組み込まれており、更に走行駆動モータ５のモータトルクＴｍによってクランキングできない場合にスタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動させる構成が備えられている。
尚、上記「クランキング」とは停止状態のエンジン１３のクランクシャフトを回転させることを意味し、該「クランキング」によってエンジン１３が始動する。
また、このハイブリッド車両の制御装置２５によって制御される制御要素には、図３に示すようにＬ／Ｕクラッチ２１と、Ｆｗｄクラッチ２３と、モータ走行時のドライブシャフト９の駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータ５のモータトルクＴｍと、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）との間で可変し得る無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅと、エンジン１３の出力軸の回転数及びエンジントルクＴｅと、が含まれている。
そして、本実施の形態は、モータ走行からエンジン走行に移行する場合の制御に特徴を有しており、エンジン１３を停止し、Ｌ／Ｕクラッチ２１及びＦｗｄクラッチ２３を共にＯＦＦにしたモータ走行時の状態から走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを使用してエンジン１３をクランキングさせることによってハイブリッド走行時の状態に移行させる構成が特徴的構成になっている。
次に、このようにして構成されるハイブリッド車両の制御装置２５を使用することによって実行されるハイブリッド車両の制御方法における制御動作の全体の流れを図４のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、ステップＳ１〜Ｓ４でアクセルポジションの読込み、ブレーキポジションの読込み、車速Ｖの読込み及び無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅの読込みを実施し、ステップＳ５でこれらの情報に基づいて指令する駆動トルクＴｄｓ＊(尚、「＊」は指令を意味する。以下同様である。)を算出する。
次に、ステップＳ６でバッテリ状態の読込みを実施し、得られた情報からステップＳ７でバッテリ入出力制限値を算出し、ステップＳ８でモータトルクＴｍの出力制限値Ｔｍ＿ｍａｘとＴｍ＿ｍｉｎを算出する。
そして、算出された駆動トルクＴｄｓ、モータトルクＴｍ等に基づいてステップＳ９で走行モード演算を実行する。次に、ステップＳ１０に移行し、モータ走行モードか否かの判断が行われ、モータ走行モードと判定された時は、ステップＳ１１に移行してモータ走行モード演算（図５に基づいて後述）が実行される。
更に、ステップＳ１２に移行し、Ｍ／Ｅ移行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われ、該Ｍ／Ｅ移行モード遷移条件を満足している場合にはステップＳ１３に移行し、Ｍ／Ｅ移行モードに遷移してステップＳ１０でモータ走行モードでないと判断されてステップＳ１４に移行する。
一方、上記ステップＳ１２でＭ／Ｅ移行モード遷移条件を満足していないと判断された場合には、該条件を満足するまで上記ステップＳ１〜Ｓ１２の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ１４では、Ｍ／Ｅ移行モードか否かの判断が行われ、Ｍ／Ｅ移行モードと判断された時はステップＳ１５に移行してギア比演算（図１０、１１に基づいて後述）を実行する。
次に、ステップＳ１６に移行して走行駆動モータ５を使用したエンジン１３のクランキング始動が可能か否かの判断が行われ、可能と判定された時にはステップＳ１７に移行し、走行駆動モータ５を使用したＭ／Ｅ移行モード演算（図６に基づいて後述）が実行される。
一方、上記ステップＳ１６で走行駆動モータ５を使用したクランキング始動が不可能であると判定された時にはステップＳ１８に移行し、スタータモータ１５を使用したＭ／Ｅ移行モード演算が実行される。
次に、ステップＳ１９に移行し、ハイブリッド走行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われ、該ハイブリッド走行モード遷移条件を満足していると判定された時にはステップＳ２０に移行してハイブリッド走行モードに遷移してステップＳ１４でＭ／Ｅ移行モードでないと判断されてステップＳ２１に移行する。
一方、上記ステップＳ１９でハイブリッド走行モード遷移条件を満足していないと判定された時には、該条件を満足するまで上記ステップＳ１４〜Ｓ１９の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ２１では、ハイブリッド走行モードか否かの判断が行われ、ハイブリッド走行モードと判定された時はステップＳ２２に移行してハイブリッド走行モード演算（図７に基づいて後述）が実行される。
次に、ステップＳ２３に移行し、Ｅ／Ｍ移行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われる。そして、Ｅ／Ｍ移行モード遷移条件を満足していると判定された時にはステップＳ２４に移行してＥ／Ｍ移行モードに遷移してステップＳ２１でハイブリッド走行モードでないと判断されてステップＳ２５に移行する。
一方、上記ステップＳ２３でＥ／Ｍ移行モード遷移条件を満足していないと判断された時には、該条件を満足するまで上記Ｓ２１〜Ｓ２３の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ２５では、Ｅ／Ｍ移行モード演算が実行され、更にステップＳ２６に移行してモータ走行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われる。ステップＳ２６でモータ走行モード遷移条件を満足していると判定された時には、ステップＳ２７に移行してモータ走行モードに遷移する。
一方、上記ステップＳ２６でモータ走行モード遷移条件を満足していないと判断された時には、該条件を満足するまで上記ステップＳ２５及びＳ２６の処理が繰り返し実行される。
また、上記図４中のステップＳ１１に示すモータ走行モード演算は、図５のフローチャートに示すようにステップＳ３１で指令するモータトルクＴｍ＊を駆動トルクＴｄｓとモータギア１１のギア比Ｇｍから算出し、ステップＳ３２で燃料カットし、ステップＳ３３、Ｓ３４でそれぞれＬ／Ｕクラッチ２１をＯＦＦにし、Ｆｗｄクラッチ２３をＯＦＦにしてモータ走行モードに移行する。
また、上記図４中のステップＳ２２に示すハイブリッド走行モード演算は、図７のフローチャートに示すようにステップＳ４１で指令するモータトルクＴｍ＊を増速するモータトルクＴｍ＿ｂｏｏｓｔに設定し、ステップＳ４２で指令するエンジントルクＴｅ＊を駆動トルクＴｄｓ、増速するモータトルクＴｍ＿ｂｏｏｓｔ、モータギア１１のギア比Ｇｍ及び無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅから算出する。そして、ステップＳ４３、Ｓ４４でＬ／Ｕクラッチ２１をＯＦＦにし、Ｆｗｄクラッチ２３をＯＦＦにしてステップＳ４５で指令する無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅを算出してハイブリッド走行に移行する。
また、上記図４中のステップＳ１７に示す走行駆動モータ５を使用したＭ／Ｅ移行モード演算が本実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置２５と制御方法の特徴的構成になっている。
以下、図６に示すフローチャートに従い、適宜、図８及び図９に示すタイムチャートを参照しながら具体的に説明する。
先ず、図６中のステップＳ５１で図８及び図９中の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」か否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」と判定された場合には、ステップＳ５２、Ｓ５３でＦｗｄクラッチ２３とＬ／Ｕクラッチ２１をＯＦＦにし、ステップＳ５４でモータトルクはＴｍ、ステップＳ５５でエンジントルクは０に指令される。
次に、ステップＳ５６に移行し、加速指令があるか否かの判断が行われる。そして、加速指令があると判定された場合には、ステップＳ５７に移行して次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」に遷移し、上記ステップＳ５１で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」でないと判定されてステップＳ５８に移行する。
一方、上記ステップＳ５６で加速指令がないと判定された場合には、上記ステップＳ５１〜Ｓ５６の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ５８では「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」であると判定された場合には、ステップＳ５９に移行し、モータトルクがＴｍ＋Ｇｍ・Ｔｂ／Ｇｅになるように指令される。尚、Ｔｂは無段変速機（ＣＶＴ）１７のベルトを回転させるために必要なクランク軸トルクである。
次に、ステップＳ６０に移行しＦｗｄクラッチ２３をＯＮにするように指令し、ステップＳ６１で無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅを調整する。続いてステップＳ６２に移行し、Ｆｗｄクラッチ２３の締結の有無の判断が行われ、Ｆｗｄクラッチ２３が締結されたと判定された場合にはステップＳ６３に移行して次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」に遷移し、上記ステップＳ５８で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」でないと判定されてステップＳ６４に移行する。
一方、上記ステップＳ６２でＦｗｄクラッチ２３を締結しないと判定された場合には上記ステップＳ５８〜Ｓ６２の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ６４では「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」であると判定された場合には、ステップＳ６５に移行し、モータトルクがＴｍ＋Ｇｍ・Ｔｃ／Ｇｅになるように指令される。尚、Ｔｃはエンジン１３をクランキングするのに必要なクランク軸トルクである。
次に、ステップＳ６６に移行しＬ／Ｕクラッチ２１をＯＮにし、ステップＳ６７で燃料を噴射する。続いて、ステップＳ６８に移行しエンジン１３が完爆（エンジンが自力回転できる状態：Ｅｎｇｉｎｅ Ｓｅｌｆ−ｒｕｎｎｉｎｇ）したか否かの判断が行われ、完爆したと判定された場合には、ステップＳ６９に移行して次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」に遷移し、上記ステップＳ６４で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」でないと判定されてステップＳ７０に移行する。
一方、上記ステップＳ６８で完爆していないと判定された場合には上記ステップＳ６４〜Ｓ６８の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ７０では、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になっているか否かの判断が行われる。尚、「同期回転数」とは、Ｆｗｄクラッチ２３を締結する際にＦｗｄクラッチ２３の耐久性に影響を与えるようなダメージをＦｗｄクラッチ２３に与えることなく、ドライバーに違和感を与えない範囲の幅のある回転数を意味し、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が完全に一致している場合の他、上記範囲内でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数に差が生じている場合も含まれる。
ステップＳ７０で同期回転数になっていないと判定された時には、ステップＳ７１に移行し、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」であると判定された場合には、ステップＳ７２に移行し、モータトルクをＴｍになるように指令し、ステップＳ７３でＦｗｄクラッチ２３をＯＦＦにする。
また、次のステップＳ７４ではエンジントルクが０になるように指令し、ステップＳ７５でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数を上記同期回転数に制御する。続いてステップＳ７６に移行し、同期回転数になったか否かの判断が行われ、同期回転数になっていると判定された場合にはステップＳ７７に移行して次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」に遷移し、上記ステップＳ７１で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」でないと判定されてステップＳ７８に移行する。
一方、上記ステップＳ７６で同期回転数になっていないと判定された場合には上記ステップＳ７１〜Ｓ７６の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ７８では、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」であると判定された場合には、ステップＳ７９に移行し、Ｆｗｄクラッチ２３を再びＯＮにするように指令し、ステップＳ８０でＦｗｄクラッチ２３の締結の有無が判断される。
ステップＳ８０でＦｗｄクラッチ２３が締結されたと判定された場合にはステップＳ８１に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝６」に遷移し、上記ステップＳ７８で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」でないと判定されてステップＳ８２に移行する。
尚、上記ステップＳ７０で同期回転数になっていると判定された場合にもステップＳ７１〜Ｓ８１をカットしてステップＳ８２に移行する。
ステップＳ８２ではモータトルクがＴｍ（１−Ｋｔ）になるように指令し、次のステップＳ８３でエンジントルクがＴｅ・Ｋｔになるように指令する。ここで「Ｋｔ」は０〜１の範囲の変数であり、０から１に向って変化して行く。
続いて、ステップＳ８４に移行し、Ｋｔが１に達したか否かの判断が行われる。Ｋｔが１に達したと判定された場合にはステップＳ８５に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝７」に遷移し、走行駆動モータ５を使用した場合の上記一連のＭ／Ｅ移行モード演算が終了する。
一方、上記ステップＳ８４でＫｔが１に達していないと判定された場合には上記ステップＳ８２〜Ｓ８４の処理が繰り返し実行される。
尚、上記制御動作は、図８及び図９に示すタイムチャートにも現れており、図８と図９のタイムチャートの違いは図９では図８の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」と「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」が省略されている点である。
即ち、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」と「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にする制御が行われているため、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が当初から同期回転数に達している図９のタイムチャートでは、同期回転数にするための制御が不要なため「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」と「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」を省略したよりコンパクトなタイムチャートになっている。
尚、図８及び図９中、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅは、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」以降省略されているが、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」以降は無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅは、アクセル開度や車速の変化に対応して変化することになる。
そして、このようにして構成される第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法によれば、走行駆動モータ５を使用してエンジン１３を始動する走行駆動モータ始動モードと、該走行駆動モータ始動モードを補填するモードとしてスタータモータ始動モードを備えているから部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、スタータモータ１５の負担を軽減してスタータモータ１５の耐久性を向上させてエンジン始動時に発生する音の回数を少なくすることができる。
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、前述した第１の実施の形態と基本的に同様の構成を有しており、前述した図４のフローチャートのステップＳ１５で示す走行駆動モータ５を使用してエンジン１３をクランキングさせる場合の無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの選定の仕方に特徴を有している。
本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、前述した第１の実施の形態と基本的に同様の構成を有しており、前述した図４のフローチャートのステップＳ１５で示す走行駆動モータ５を使用してエンジン１３をクランキングさせる場合の無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの選定の仕方に特徴を有している。
従って、ここでは上記ギア比Ｇｅを選定するギア比演算の制御動作を中心に説明する。尚、図１０のフローチャートに本実施の形態でのギア比Ｇｅの選定の流れが図示されており、図１２のグラフにエンジン１３の始動時の車速Ｖとエンジン回転数Ｎとギア比Ｇｅの関係が図示されている。
即ち、Ｆｗｄクラッチ２３及びＬ／Ｕクラッチ２１が共に締結されている状態でエンジン回転数Ｎは無段変速機（ＣＶＴ）１７を介してエンジン１３のクランク軸に伝わる走行駆動モータ５の回転数は車速Ｖによって決定される。従って、本実施の形態では、上記ギア比Ｇｅの選定にあたって、エンジン１３の始動に必要な最低回転数Ｎｍｉｎをギア比Ｇｅの全域で達成可能な車速Ｖｍｉｎを規定車速としており、実際の車速Ｖが当該規定車速Ｖｍｉｎ以上で、最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが走行必要トルクＴｍをモータ最大トルクＴｍ＿ｍａｘから差し引いた余裕トルクＴｒｅｓ以下の場合には、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）を選定するように構成されている。
また、実際の車速Ｖが上記規定車速Ｖｍｉｎより小さく、上記余裕トルクＴｒｅｓ以下の場合には、当該実際の車速Ｖから決まるギア比Ｇｅ（図１０のフローチャート中、Ｎｍｉｎ／ｖで表示）を選定するように構成されている。尚、上記Ｎｍｉｎはエンジン１３が始動可能な必要回転数であり、車速Ｖに対応した車軸回転数を図１２中、Ｎｄと表示している。
以下、図１０のフローチャートに従って具体的に説明する。先ず、ステップＳ９１で車速Ｖをチェックし、ステップＳ９２でチェックした実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ以上か否かの判断が行われる。実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ以上である場合にはステップＳ９３に移行し、走行必要トルクＴｍとモータ最大トルクＴｍ＿ｍａｘとの差を取って余裕トルクＴｒｅｓを算出する。
次に、ステップＳ９４に移行して、最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクを算出し、ステップＳ９５で算出した最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓ以下か否かの判断が行われる。
ステップＳ９５で最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが、余裕トルクＴｒｅｓ以下であると判定された場合にはステップＳ９６に移行し、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比ＧｅがＧｅ（ｈｉｇｈ）に選定されてギア比演算を終了する。
一方、上記ステップＳ９５で最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓより大きいと判定された場合には、ステップＳ９７に移行し、スタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動するスタータモータ始動モードが選択されてギア比演算を終了する。
また、上記ステップＳ９２で実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎよりも小さいと判定された場合は、ステップＳ９８に移行し、当該実際の車速Ｖから決まる無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅ、即ち当該車速Ｖでエンジン１３が始動可能な必要回転数Ｎｍｉｎを達成するためのギア比Ｇｅを算出する。次に、ステップＳ９９に移行し、当該ギア比Ｇｅが無段変速機（ＣＶＴ）１７によって変速可能なギア比であるか否かの判断が行われ、変速可能なギア比と判定された場合には、ステップＳ１００に移行して余裕トルクＴｒｅｓの演算が実行される。
更に、ステップＳ１０１に移行し、実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅの時のモータ必要トルクを算出し、ステップＳ１０２で当該モータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓ以下か否かの判断が行われる。
ステップＳ１０２で上記モータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓ以下であると判定された場合には、ステップＳ１０３に移行し、実際の車速Ｖから決まる無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅに選定されてギア比演算を終了する。
一方、上記ステップＳ１０２で上記モータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓより大きいと判定された場合には、ステップＳ１０４に移行し、スタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動するスタータモータ始動モードが選択されてギア比演算を終了する。
また、上記ステップＳ９９で実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅが変速可能なギア比でないと判定された場合にもステップＳ１０５に移行し、スタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動するスタータモータ始動モードが選択されてギア比演算を終了する。
次に、図１２に基づいて上記図１０のフローチャートに基づいて選定したギア比Ｇｅを検証する。図１２ではエンジン１３が始動可能な必要回転数Ｎｍｉｎを２００［ｒｐｍ］、規定車速Ｖｍｉｎを１１［ｋｍ／ｈ］、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）を０．５５、最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）を４．００６とした時のエンジン回転数Ｎと車軸回転数Ｎｄと車速Ｖと無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅとの関係が図示されている。
具体的には、車速Ｖを計測し、当該車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ＝１１［ｋｍ／ｈ］以上で余裕トルクＴｒｅｓの範囲内でクランキングが可能な場合には、図１２中の（１）で示す最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）＝０．５５をギア比Ｇｅとして採用でき、走行駆動モータ５側から見た場合、走行駆動モータ５の負担が最とも小さな設定のギア比Ｇｅとなる。
一方、車速Ｖを計測し、当該車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ＝１１［ｋｍ／ｈ］より小さな例えば車速Ｖ＝３［ｋｍ／ｈ］の場合で実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅの時のモータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓの範囲内でクランキングが可能な場合には、図１２中の（２）で示す当該車速Ｖ＝３［ｋｍ／ｈ］から決まるギア比Ｇｅ＝２となり、走行駆動モータ５に要求されるモータトルクＴｍを実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅによって最適化して、エンジン１３を始動することが可能になる。
そして、このようにして構成される本発明の第２の実施の形態によっても前記本発明の第１の実施の形態と同様の作用、効果が発揮され、更に本実施の形態にあっては、上述したギア比Ｇｅの選定によってモータ駆動モータ１３のモータトルクＴｍの最適化を図ることができ、最適化されたモータトルクＴｍを採用することによってハイブリッド車両１の小型・低コスト化とエンジン始動時の車体の振動の低減とバッテリ消費量の低減を図ることができる。
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、前述した第２の実施の形態と同様、第１の実施の形態と基本的に同様の構成を有しており、前述した図４のフローチャートのステップＳ１５で示す走行駆動モータ５を使用してエンジン１３をクランキングさせる場合の無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの選定の仕方に特徴を有している。
本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、前述した第２の実施の形態と同様、第１の実施の形態と基本的に同様の構成を有しており、前述した図４のフローチャートのステップＳ１５で示す走行駆動モータ５を使用してエンジン１３をクランキングさせる場合の無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの選定の仕方に特徴を有している。
従って、ここでは上記ギア比Ｇｅを選定するギア比演算の制御動作を中心に説明する。尚、図１１のフローチャートに本実施の形態でのギア比Ｇｅの選定の流れが図示されており、前記第２の実施の形態と同様、図１２のグラフにエンジン１３の始動時の車速Ｖとエンジン回転数Ｎとギア比Ｇｅの関係が図示されている。
本実施の形態では、前記第２の形態と同様、上記ギア比Ｇｅの選定にあたって、エンジン１３の始動に必要な最低回転数Ｎｍｉｎをギア比Ｇｅの全域で達成可能な車速Ｖｍｉｎを規定車速としており、実際の車速Ｖが当該規定車速Ｖｍｉｎ以上で、走行必要トルクＴｍをモータ最大トルクＴｍ＿ｍａｘから差し引いた余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比Ｇｅが無段変速機（ＣＶＴ）１７の最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）の範囲内に存している場合に、当該余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比Ｇｅを選定するように構成されている。
以下、図１１のフローチャートに従って具体的に説明する。先ず、ステップＳ１１１で車速Ｖをチェックし、ステップＳ１１２でチェックした実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ以上か否かの判断が行われる。実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ以上である場合にはステップＳ１１３に移行し、走行必要トルクＴｍとモータ最大トルクＴｍ＿ｍａｘとの差を取って余裕トルクＴｒｅｓを算出する。
次に、ステップＳ１１４に移行して、上記余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比Ｇｅを算出し、ステップＳ１１５で算出したギア比Ｇｅが最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）の範囲内に存しているか否かの判断が行われる。
ステップＳ１１５で上記算出したギア比Ｇｅが上記ギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）とＧｅ（ｌｏｗ）の範囲内に存していると判定された場合にはステップＳ１１６に移行し、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅが上記余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比に選定されてギア比演算を終了する。
一方、上記ステップＳ１１５で上記算出したギア比Ｇｅが上記ギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）とＧｅ（ｌｏｗ）の範囲外に存していると判定された場合には、ステップＳ１１７に移行し、スタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動するスタータモータ始動モードが選択されてギア比演算を終了する。
また、上記ステップＳ１１２で実際の車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎよりも小さいと判定された場合は、ステップＳ１１８に移行し、前記第２の実施の形態の図１０に示すステップＳ９８〜Ｓ１０３と同様のステップＳ１１８〜Ｓ１２３の処理が実行されて無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅは、実際の車速Ｖから決まるギア比に選定されてギア比演算を終了する。
一方、上記ステップＳ１２２で実際の車速Ｖで決まるギア比の時のモータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓ以下であると判定された場合と、上記ステップＳ１１９で実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅが変速可能なギア比でないと判定された場合には、それぞれステップＳ１２４とＳ１２５に移行して、前記第２の実施の形態と同様、スタータモータ１５を使用してエンジン１３を始動するスタータモータ始動モードが選択されてギア比演算を終了する。
次に、図１２に基づいて上記図１１のフローチャートに基づいて選定したギア比Ｇｅを検証する。具体的には、車速Ｖを計測し、当該車速Ｖが規定Ｖｍｉｎ＝１１［ｋｍ／ｈ］以上で余裕トルクＴｒｅｓの範囲内でクランキングが可能な場合には、図１２中の（３）で示す余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比Ｇｅを使用する。尚、このギア比Ｇｅの範囲を図１２中の（Ｂ）で示し、上記余裕トルクＴｒｅｓの全ての範囲で使用される。
尚、上記（Ｂ）の範囲の余裕トルクＴｒｅｓから決まるギア比Ｇｅを使用することによって、ギア比Ｇｅの変速幅が小さくなり、変速完了までの時間を短縮することが可能になる。
一方、車速Ｖを計測し、当該車速Ｖが規定車速Ｖｍｉｎ＝１１［ｋｍ／ｈ］より小さな場合で実際の車速Ｖで決まるギア比Ｇｅの時のモータ必要トルクが余裕トルクＴｒｅｓの範囲内でクランキングが可能な場合には、前述した第２の実施の形態と同様、図１２中の（２）で示す当該車速Ｖから決まるギア比Ｇｅとなり、該ギア比Ｇｅは図１２中の（Ａ）で示す範囲において車速Ｖに応じて適宜、変化する。
尚、上記ギア比Ｇｅを選定することによって前記第２の実施の形態と同様、走行駆動モータ５に要求されるモータトルクＴｍを実際の車速で決まるギア比Ｇｅによって最適化して、エンジン１３を始動することが可能になる。
そして、このようにして構成される本発明の第３の実施の形態によっても前記本発明の第１の実施の形態と同様の作用、効果が発揮され、更に本実施の形態にあっては、前述した第２の実施の形態と同様、上述したギア比Ｇｅの選定によってモータ駆動モータ１３のモータトルクＴｍの最適化を図ることができ、最適化されたモータトルクＴｍを採用することによってハイブリッド車両１の小型・低コスト化とエンジン始動時の車体の振動の低減とバッテリ消費量の低減を図ることができる。
次に、図１３と図１４に示す模式図に従って、モータ走行時と、エンジン走行時と、走行駆動モータ５を使用してエンジン１３を始動させる時のトルクとギア比の関係を説明する。
尚、図１３及び図１４中で使用するＴｍは走行駆動モータ５のモータトルク、Ｔｅはエンジン１３のエンジントルク、Ｔｂは無段変速機（ＣＶＴ）１７のＣＶＴベルトの回転に必要なクランク軸トルク、Ｔｃはエンジン１３のクランキングに必要なクランク軸トルク、Ｇｅは無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比（変速比）、Ｇｍは走行駆動モータ５の出力軸とドライブシャフト（車軸）９間に配置されているモータギア１１のギア比（一定）である。
モータ走行時は図１３に示すように走行駆動モータ５のモータトルクはＴｍ、モータギア１１のギア比はＧｍ（一定）であり、この時のドライブシャフト９の駆動トルクＴｄｓは、Ｔｍ・Ｇｍとなり、該駆動トルクＴｄｓが走行トルクとなる。
一方、エンジン走行時は図１３に示すようにエンジン１３のクランク軸のエンジントルクはＴｅ、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比はＧｅであり、この時のドライブシャフト９の駆動トルクＴｄｓは、Ｔｅ・Ｇｅとなり、該駆動トルクＴｄｓが走行トルクとなる。
また、ハイブリッド走行時は上記モータ走行時の駆動トルクＴｄｓとエンジン走行時の駆動トルクＴｄｓとが組み合わさったＴｍ・Ｇｍ＋Ｔｅ・Ｇｅが走行トルクとなる。
更に、本発明の特徴的構成となる走行駆動モータ５を使用したエンジン始動時は図１４に示すように走行駆動モータ５に追加トルクとしてＧｅ・Ｔｂ／Ｇｍ＋Ｇｅ・Ｔｃ／ＧｍのモータトルクＴｍがかかり、モータギア１１のギア比Ｇｍ（一定）が加わって、ドライブシャフト９の駆動トルクＴｄｓがＴｂ・Ｇｅ＋Ｔｃ・Ｇｅとなる。また、走行駆動モータ５を使用したエンジン始動時には無段変速機（ＣＶＴ）１７が上記エンジン走行時と逆方向に作用するため無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比は１／Ｇｅとなり、この時のエンジン１３のクランク軸のエンジントルクＴｅはＴｂ＋Ｔｃとなる。
このように本発明では本来、エンジン１３のクランク軸の回転を変速してドライブシャフト９に伝達するギア比Ｇｅの無段変速機（ＣＶＴ）１７を逆方向に使用し、ドライブシャフト９側からエンジン１３のクランク軸側に、ギア比１／Ｇｅで変速した回転を伝達するという画期的な発想によって、既存のハイブリッド車両１の構造を変更することなく、スタータモータ１５の使用頻度を減らした新たなエンジン始動モードを備えたハイブリッド制御システム３の構築を可能にしているのである。
以上が本発明の基本的な実施の形態であるが、本発明のハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略、あるいは当業者において周知、慣用の技術を追加することが可能である。
例えば、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比（変速比）Ｇｅの範囲の拡大や走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを増やすことによって、あらゆる条件下での走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを使用したエンジン始動が可能になる場合には、前記各実施の形態において備えられていたスタータモータ１５を省略することが可能である。
また、走行駆動モータ５は、エンジン走行時のドライブシャフト９の回転をモータギア１１を介して電気エネルギーに変換する発電機能を備えたモータによって構成することが可能である。
この他、Ｆｗｄクラッチ２３の締結時における入出力回転数の同調性を見る同期回転数の範囲は、Ｆｗｄクラッチ２３の耐久性やＦｗｄクラッチ２３の締結時の衝撃の大小、該衝撃の車体への伝わり方の違い等によって適宜微調整できるように構成することが可能である。
本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法は、ハイブリッド車両の生産現場やその使用分野等で利用でき、特にスタータモータの負担を軽減してスタータモータの耐久性を向上させたい場合やエンジン始動時の静音化を図りたい場合や円滑なＭ／Ｅ移行モードへの遷移を行いたい場合に利用可能性を有する。
１ ハイブリッド車両
３ ハイブリッド制御システム
５ 走行駆動モータ
７ 駆動輪
９ ドライブシャフト（車軸）
１１ モータギア
１３ エンジン
１５ スタータモータ
１７ 無段変速機（ＣＶＴ）
１９ トルクコンバータ
２１ ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）
２３ フォワードクラッチ（Ｆｗｄクラッチ）
２５ ハイブリッド車両の制御装置（ハイブリッドコントローラ、ＨＣＵ）
２７ アクセル開度センサー
２９ 車速センサー
３１ バッテリコントローラ
３３ インバータ
３５ エンジン制御手段
３７ トランスミッション制御手段
３９ ＣＶＴ回転センサー
Ｇｅ（ｈｉｇｈ） 最Ｈｉｇｈギア比
Ｇｅ（ｌｏｗ） 最Ｌｏｗギア比
Ｇｅ ギア比（変速比）
Ｔｍ モータトルク（走行必要トルク）
Ｔｄｓ 駆動トルク
Ｔｅ エンジントルク
Ｖ 車速
Ｇｍ （モータギアの）ギア比
Ｔｂ （ＣＶＴベルト回転必要）クランク軸トルク
Ｔｃ （クランキング必要）クランク軸トルク
Ｎ エンジン回転数
Ｔｒｅｓ 余裕トルク
Ｖｍｉｎ 規定車速
Ｎｍｉｎ （エンジンが始動可能な）必要回転数
Ｎｄ 車軸回転数
３ ハイブリッド制御システム
５ 走行駆動モータ
７ 駆動輪
９ ドライブシャフト（車軸）
１１ モータギア
１３ エンジン
１５ スタータモータ
１７ 無段変速機（ＣＶＴ）
１９ トルクコンバータ
２１ ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）
２３ フォワードクラッチ（Ｆｗｄクラッチ）
２５ ハイブリッド車両の制御装置（ハイブリッドコントローラ、ＨＣＵ）
２７ アクセル開度センサー
２９ 車速センサー
３１ バッテリコントローラ
３３ インバータ
３５ エンジン制御手段
３７ トランスミッション制御手段
３９ ＣＶＴ回転センサー
Ｇｅ（ｈｉｇｈ） 最Ｈｉｇｈギア比
Ｇｅ（ｌｏｗ） 最Ｌｏｗギア比
Ｇｅ ギア比（変速比）
Ｔｍ モータトルク（走行必要トルク）
Ｔｄｓ 駆動トルク
Ｔｅ エンジントルク
Ｖ 車速
Ｇｍ （モータギアの）ギア比
Ｔｂ （ＣＶＴベルト回転必要）クランク軸トルク
Ｔｃ （クランキング必要）クランク軸トルク
Ｎ エンジン回転数
Ｔｒｅｓ 余裕トルク
Ｖｍｉｎ 規定車速
Ｎｍｉｎ （エンジンが始動可能な）必要回転数
Ｎｄ 車軸回転数
Claims (12)
- モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行し得るように構成し、
モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行時の状態から前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行時の状態に移行するように構成し、
前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクが走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合には、最Ｈｉｇｈギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行し得るように構成し、
モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行時の状態から前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行時の状態に移行するように構成し、
前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルクから決まるギア比が無段変速機の最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比の範囲内に存している場合には、当該余裕トルクから決まるギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行し得るように構成し、
モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行時の状態から前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行時の状態に移行するように構成し、
前記走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせる場合の無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速より小さく、当該実際の車速から決まるギア比におけるモータ必要トルクが走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合には、当該実際の車速から決まるギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記走行駆動モータのモータトルクによってクランキングできない場合にスタータモータを使用してエンジンを始動し得るように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行時の状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっていない場合には、フォワードクラッチを一旦ＯＦＦにし、エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように制御した後、フォワードクラッチを再びＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行時の状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して走行駆動モータのモータトルクを使用してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっている場合には、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御方法において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行する走行駆動モータ始動モードを備え、
モータ走行からエンジン走行に移行するＭ／Ｅ移行モードでは、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行モードの状態から前記走行駆動モータ始動モードを実行してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行モードに移行するように構成し、
前記Ｍ／Ｅ移行モードで行う前記走行駆動モータ始動モードでの無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、最Ｈｉｇｈ時のモータ必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合には、最Ｈｉｇｈギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御方法において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行する走行駆動モータ始動モードを備え、
モータ走行からエンジン走行に移行するＭ／Ｅ移行モードでは、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行モードの状態から前記走行駆動モータ始動モードを実行してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行モードに移行するように構成し、
前記Ｍ／Ｅ移行モードで行う前記走行駆動モータ始動モードでの無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速以上で、走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルクから決まるギア比が無段変速機の最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比の範囲内に存している場合には、当該余裕トルクから決まるギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御方法において、
制御要素として、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動とエンジン始動時のクランキングに使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
エンジンの始動を走行駆動モータのモータトルクを使用してクランキングさせることによって実行する走行駆動モータ始動モードを備え、
モータ走行からエンジン走行に移行するＭ／Ｅ移行モードでは、エンジンを停止し、ロックアップクラッチ及びフォワードクラッチを共にＯＦＦにしたモータ走行モードの状態から前記走行駆動モータ始動モードを実行してエンジンをクランキングさせることによってハイブリッド走行モードに移行するように構成し、
前記Ｍ／Ｅ移行モードで行う前記走行駆動モータ始動モードでの無段変速機のギア比の選定にあたっては、エンジンの始動に必要な最低回転数をギア比全域で達成可能な車速を規定車速とした時、実際の車速が当該規定車速より小さく、当該実際の車速から決まるギア比におけるモータ必要トルクが走行必要トルクをモータ最大トルクから差し引いた余裕トルク以下の場合には、当該実際の車速から決まるギア比を選定するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項７乃至９のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記走行駆動モータのモータトルクによってクランキングできない場合にスタータモータを使用してエンジンを始動するスタータモータ始動モードを備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記Ｍ／Ｅ移行モードでは、モータ走行モードの状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して前記走行駆動モータ始動モードを実行してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっていない場合には、フォワードクラッチを一旦ＯＦＦにし、エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように制御した後、フォワードクラッチを再びＯＮにしてハイブリッド走行モードに移行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記Ｍ／Ｅ移行モードでは、モータ走行モードの状態からフォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、無段変速機のギア比を制御して前記走行駆動モータ始動モードを実行してエンジンをクランキングさせて始動させた後、エンジンの完爆後フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっている場合には、直ちにハイブリッド走行モードに移行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
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