JP5994794B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと電動機との間の動力伝達経路にクラッチを備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、専ら前記電動機を駆動源とする状態からのエンジン始動時におけるドライバビリティの低下を抑制するための改良に関する。

エンジンと、電動機と、それらエンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチと、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた有段式の変速機とを、備えたハイブリッド車両用駆動装置が知られている。斯かるハイブリッド車両用駆動装置において、アクセルペダルが踏み込まれた際の加速応答性を向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法がそれである。

特開２００６−３０６２１０号公報 特開２０１０−１６７９１１号公報 特開２００７−１３１０７１号公報

ところで、前述のようなハイブリッド車両用駆動装置においては、専ら前記電動機を駆動源とする状態から前記エンジンを始動させる状態への移行時におけるショックの発生が問題となる。斯かるショックを低減するためには、前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機の入力回転速度との回転速度差が可及的に小さくなった際に前記クラッチを係合させる必要がある。しかしながら、前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機の入力回転速度との回転速度差が比較的大きい場合、例えばエンジン回転速度の吹け上がり等によりその回転速度が前記変速機の入力回転速度を大きく上回る場合等には、前記クラッチが完全係合されるまでに比較的長い時間を要し、その間のドライバビリティが低下するおそれがある。このような課題は、ハイブリッド車両の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、専ら前記電動機を駆動源とする状態からのエンジン始動時におけるドライバビリティの低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、エンジンと、電動機と、それらエンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチと、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた有段式の変速機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記電動機を駆動源とする走行中において、前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動が要求される場合には、予め定められた関係から、前記エンジンの始動後の出力関係値に基づいて、前記ダウンシフト後の変速段が前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機のダウンシフト後の入力回転速度との回転速度差が可及的に小さくなるように選択されることを特徴とするものである。

このように、前記第１発明によれば、前記電動機を駆動源とする走行中において、前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動が要求される場合には、予め定められた関係から、前記エンジンの始動後の出力関係値に基づいて、前記ダウンシフト後の変速段が前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機のダウンシフト後の入力回転速度との回転速度差が可及的に小さくなるように選択されるものであることから、前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機の入力回転速度との回転速度差が比較的大きい場合であっても、ハイブリッド走行状態への移行に要する時間を可及的に短縮することができる。すなわち、専ら前記電動機を駆動源とする状態からのエンジン始動時におけるドライバビリティの低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両に係る駆動系統の構成を概念的に示す図である。 図１のハイブリッド車両に備えられた自動変速機の構成の一例を示す骨子図である。 図２の自動変速機の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図１のハイブリッド車両における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１のハイブリッド車両において専ら電動機を駆動源とする走行状態とエンジンを駆動する走行状態とを切り替えるための判定に用いられる関係の一例を示す図である。 図４の電子制御装置によるエンジンの始動後の吹け上がり量の推定に用いられる関係の一例を示す図である。 図４の電子制御装置による、エンジンの始動と自動変速機のダウンシフトとが同期して要求される場合における変速マップの補正について説明する図である。 図４の電子制御装置による変速線の補正量を算出するために用いられる関係の一例を示す図である。 図４の電子制御装置による本実施例の制御の効果について説明するタイムチャートである。 図４の電子制御装置による自動変速機の変速制御の一例の要部を説明するフローチャートである。 図１０に示す変速制御におけるエンジン始動時ギヤ段選択制御の一例の要部を説明するフローチャートである。

本発明において、前記エンジンの始動後の出力関係値は、好適には、エンジンの始動後の吹け上がり量すなわちエンジン回転速度である。このエンジンの始動後の吹け上がり量は、好適には、予め定められた関係から、前記エンジンの冷却水温、前記エンジンの吸入空気温度、及び前記エンジンの目標アイドル回転速度等に基づいて推定される。前記関係は、好適には、前記エンジンの冷却水温が低いほど前記エンジンの始動後の出力関係値が大きくなるように、前記エンジンの吸入空気温度が低いほど前記エンジンの始動後の出力関係値が大きくなるように、前記エンジンの目標アイドル回転速度が大きいほど前記エンジンの始動後の出力関係値が大きくなるように予め定められたものである。

本発明において、専ら前記電動機を駆動源とする走行中において、前記エンジンの始動と前記変速機のダウンシフトとが同期して要求される場合には、より大きな車速に対応して前記変速機のダウンシフトが判定（要求）されるように変速線が補正される。好適には、より低いギヤ段（変速比の大きい変速段）が判定される領域が拡大されるように変速線が補正される。

本発明において、前記変速線の補正に係る補正量は、好適には、前記エンジンの始動後の出力関係値に基づいて算出される。好適には、前記エンジンの始動後の出力関係値が大きいほど、前記変速線の補正に係る補正量が大きく設定される。好適には、前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機のダウンシフト後の入力回転速度との回転速度差が大きいほど、前記変速線の補正に係る補正量が大きく設定される。

本発明は、好適には、前記エンジンのクランク軸が前記クラッチを介して前記電動機のロータに接続されると共に、そのロータと駆動輪との間の動力伝達経路にトルクコンバータ及び変速機を備えたハイブリッド車両に好適に適用される。また、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路にトルクコンバータを介することなく変速機を備えたハイブリッド車両に本発明が適用されても構わない。

本発明は、好適には、専ら電動機を走行用の駆動源とするＥＶ走行モードから前記エンジン及び電動機を共に駆動源とするＥＨＶモード（ハイブリッド走行モード）への移行時におけるエンジン始動制御と、前記変速機のダウンシフトが併行して実行される場合に好適に適用される。

本発明において、前記変速機のダウンシフトと併行して前記エンジンの始動が行われるとは、好適には、前記変速機の変速要求（変速判定）とエンジンの始動要求（始動判定）とが略同時に出力される場合をいうが、前記エンジンの始動制御と前記変速機のダウンシフト制御とが少なくとも一部において時間的に重複するものであればよく、必ずしもそれらの制御の開始時点及び終了時点が一致しなくともよい。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置１０（以下、単に駆動装置１０という）に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。図１に示すように、本実施例の駆動装置１０は、駆動源として機能するエンジン１２及び電動機ＭＧを備えており、それらエンジン１２及び電動機ＭＧにより発生させられた駆動力は、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、差動歯車装置２０、及び左右１対の車軸２２をそれぞれ介して左右１対の駆動輪２４へ伝達されるように構成されている。前記電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、及び自動変速機１８は、何れもトランスミッションケース３６（以下、ケース３６という）内に収容されている。このケース３６は、例えばアルミダイキャスト製の分割式ケースであり、車体等の非回転部材に固定されている。斯かる構成から、前記駆動装置１０は、前記エンジン１２及び電動機ＭＧの少なくとも一方を走行用の駆動源として駆動される。すなわち、前記駆動装置１０においては、専ら前記エンジン１２を走行用の駆動源とするエンジン走行モード、専ら前記電動機ＭＧを走行用の駆動源とするＥＶ走行（モータ走行）モード、及び前記エンジン１２及び電動機ＭＧを走行用の駆動源とするＥＨＶ走行（ハイブリッド走行）モード等、複数の走行モード等が選択的に成立させられる。

前記エンジン１２は、例えば、燃料が燃焼室内に直接噴射される筒内噴射型の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。前記エンジン１２の駆動（出力トルク）を制御するために、電子スロットル弁を開閉制御するスロットルアクチュエータ、燃料噴射制御を行う燃料噴射装置、及び点火時期制御を行う点火装置等を備えた出力制御装置１４が設けられている。この出力制御装置１４は、後述する電子制御装置５０から供給される指令に従ってスロットル制御のために前記スロットルアクチュエータにより前記電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御のために前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御し、点火時期制御のために前記点火装置による点火時期を制御する等して前記エンジン１２の出力制御を実行する。

前記トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとの間には、それらポンプ翼車１６ｐ及びタービン翼車１６ｔが一体的に回転させられるように直結するロックアップクラッチＬＵが設けられている。このロックアップクラッチＬＵは、油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてその係合状態が係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御されるようになっている。前記トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐには機械式の油圧ポンプ２８が連結されており、そのポンプ翼車１６の回転に伴いその油圧ポンプ２８により発生させられた油圧が油圧制御回路３４に元圧として供給されるようになっている。

図２は、前記自動変速機１８の構成の一例を示す骨子図である。斯かる自動変速機１８は、その軸心に対して対称的に構成されているため、図２の骨子図においてはその下側が省略されている。この図２に示すように、前記自動変速機１８は、前記トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｔに連結された入力軸３８と、前記差動歯車装置２０に連結された出力軸４０との間の動力伝達経路に、例えばシングルピニオン型の遊星歯車装置４２、４４を主体として構成され、予め定められた複数の変速段（変速比）の何れかが選択的に成立させられる有段式の自動変速機構である。前記遊星歯車装置４２、４４は、それぞれサンギヤＳ１、Ｓ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２、それら遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、ＣＡ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を介してサンギヤＳ１、Ｓ２と噛み合うリングギヤＲ１、Ｒ２を備えている。

前記自動変速機１８は、複数の油圧式摩擦係合装置を備え、それら係合装置の係合乃至解放の組み合わせに応じて予め定められた複数の変速段を選択的に成立させる変速機構である。すなわち、前記自動変速機１８においては、前記サンギヤＳ１が第１ブレーキＢ１を介して前記ケース３６に選択的に連結されるようになっている。前記キャリアＣＡ１とリングギヤＲ２とが一体的に連結され、第２ブレーキＢ２を介して前記ケース３６に選択的に連結されるようになっていると共に、一方向クラッチＦ１を介してそのケース３６に対する一方向の回転が許容されつつ逆方向の回転が阻止されるようになっている。前記サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して前記入力軸３８に選択的に連結されるようになっている。一体的に連結された前記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２が第２クラッチＣ２を介して前記入力軸３８に選択的に連結されるようになっている。前記リングギヤＲ１とキャリアＣＡ２とが一体的に連結されると共に前記出力軸４０に連結されている。

前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、何れも従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本又は２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキ等により構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するための装置である。

図３は、前記自動変速機１８の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。この図３に示すように、前記自動変速機１８においては、前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γ１が最大値例えば「３．２０」程度である第１速ギヤ段「１ｓｔ」が成立させられる。第２速ギヤ段（或いは第３速ギヤ段）から第１速ギヤ段へのダウン変速時には、前記一方向クラッチＦ１により前記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の前記ケース３６に対する相対回転が阻止されるため、前記第２ブレーキＢ２は係合させられなくともよい。前記第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．７２」程度である第２速ギヤ段「２ｎｄ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合により変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．００」程度である第３速ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられる。前記第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．６７」程度である第４速ギヤ段「４ｔｈ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γＲが例えば「３．２０」程度である後進ギヤ段（後進変速段）「Ｒ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。

図１に示すように、前記電動機ＭＧは、前記ケース３６により軸心まわりの回転可能に支持されたロータ３０と、そのロータ３０の外周側において前記ケース３６に一体的に固定されたステータ３２とを、備えており、駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータである。この電動機ＭＧは、インバータ５６を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置５８に接続されており、後述する電子制御装置５０によりそのインバータ５６を介してコイルに供給される駆動電流が調節されることにより、前記電動機ＭＧの駆動が制御されるようになっている。換言すれば、前記インバータ５６を介しての制御により前記電動機ＭＧの出力トルクが増減させられるようになっている。

前記エンジン１２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路には、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチＫ０が設けられている。すなわち、前記エンジン１２の出力部材であるクランク軸２６は、斯かるクラッチＫ０を介して前記電動機ＭＧのロータ３０に選択的に連結されるようになっている。その電動機ＭＧのロータ３０は、前記トルクコンバータ１６の入力部材であるフロントカバーに連結されている。このクラッチＫ０は、例えば、油圧アクチュエータによって係合制御される多板式の油圧式摩擦係合装置であり、前記油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてその係合状態が係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御されるようになっている。すなわち、前記油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてそのトルク容量が制御されるようになっている。前記クラッチＫ０が係合されることにより、前記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路における動力伝達が行われる（接続される）一方、前記クラッチＫ０が開放されることにより、前記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路における動力伝達が遮断される。前記クラッチＫ０がスリップ係合されることにより、前記クランク軸２６とトルクコンバータ１６のフロントカバーとの間の動力伝達経路においてそのクラッチＫ０のトルク容量（伝達トルク）に応じた動力伝達が行われる。

前記駆動装置１０は、図１に例示するような制御系統を備えている。この図１に示す電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵが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とにより、前記エンジン１２の駆動制御、前記電動機ＭＧの駆動制御、前記自動変速機１８の変速制御、前記クラッチＫ０の係合力制御、及び前記ロックアップクラッチＬＵの係合制御等の各種制御を実行する。この電子制御装置５０は、必要に応じて前記エンジン１２の制御用、前記電動機ＭＧの制御用、前記自動変速機１８の制御用といったように、複数の制御装置に分けて構成され、相互に情報の通信が行われることで各種制御を実行するものであってもよい。本実施例においては、前記電子制御装置５０がハイブリッド車両（駆動装置１０）の制御装置に相当する。

図１に示すように、前記電子制御装置５０には、前記駆動装置１０に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応してアクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、エンジン回転速度センサ６４により検出される前記エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎ_Eを表す信号、タービン回転速度センサ６６により検出される前記トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｔの回転速度（タービン回転速度）Ｎ_Tを表す信号、電動機回転速度センサ６８により検出される前記電動機ＭＧの回転速度（電動機回転速度）Ｎ_MGを表す信号、電動機温度センサ７０により検出される前記電動機ＭＧの温度Ｔ_MGを表す信号、車速センサ７２により検出される車速Ｖを表す信号、水温センサ７４により検出される前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_Wを表す信号、吸気温センサ７５により検出される前記エンジン１２の吸入空気温度Ｔ_Aを表す信号、吸入空気量センサ７６により検出される前記エンジン１２の吸入空気量Ｑ_Aを表す信号、及びＳＯＣセンサ７８により検出される蓄電装置５８の蓄電量（残容量、充電量）ＳＯＣを表す信号等が前記電子制御装置５０に入力される。

前記電子制御装置５０から、前記駆動装置１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、前記エンジン１２の駆動制御のためにそのエンジン１２の出力制御装置１４に供給される信号、前記電動機ＭＧの駆動制御のために前記インバータ５６に供給される信号、前記自動変速機１８の変速制御のために前記油圧制御回路３４における複数の電磁制御弁に供給される信号、前記クラッチＫ０の係合制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号、前記ロックアップクラッチＬＵの係合制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号、及びライン圧制御のために前記油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号等が、前記電子制御装置５０から各部へ供給される。

図４は、前記電子制御装置５０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図４に示す各制御部は、好適には、前記電子制御装置５０に機能的に備えられたものであるが、それぞれ個別の制御部として構成されると共に相互に情報の通信を行うことで以下に詳述する各種機能を実行するものであってもよい。この図４に示す変速制御部８２は、前記自動変速機１８による変速を制御する。すなわち、前記変速制御部８２は、基本的には、予め定められてメモリ部５２に記憶された例えば変速マップ５４等の関係から、車両の走行状態例えば前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル操作量Ａ_CC及び前記車速センサ７２により検出される車速Ｖ等に基づいて、前記自動変速機１８において成立させられるべき変速段（ギヤ段）を判定する。そして、判定された変速段が成立させられるように前記油圧制御回路３４を介して前記自動変速機１８におけるクラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放を制御する。すなわち、各クラッチＣ乃至ブレーキＢに対応して前記油圧制御回路３４に備えられた電磁制御弁の出力圧を制御することにより、各クラッチＣ及びブレーキＢにそれぞれ供給される油圧を制御することで斯かる変速制御を行う。

エンジン始動制御部８４は、前記エンジン１２を始動させるエンジン始動制御を行う。例えば、専ら前記電動機ＭＧを駆動源として用いる前記ＥＶ走行モードから、前記エンジン１２を駆動源として用いる前記エンジン走行モード或いはハイブリッド走行モードへの移行に際して、前記クラッチＫ０を係合させることにより前記エンジン１２を始動させる。すなわち、後述するクラッチ係合制御部８６を介して前記クラッチＫ０をスリップ係合乃至完全係合させることにより、そのクラッチＫ０を介して伝達されるトルクにより前記エンジン１２を回転駆動させる。斯かる回転駆動によりエンジン回転速度Ｎ_Eが引き上げられると共に、前記出力制御装置１４を介してエンジン点火や燃料供給が開始されることで前記エンジン１２の自律運転が開始される。

図５は、前記駆動装置１０において専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行状態と前記エンジン１２を駆動する走行状態とを切り替えるための判定に用いられる関係の一例を示す図である。この図５に示すように、前記駆動装置１０においては、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行状態である前記ＥＶ走行モード（モータ走行領域）と、前記エンジン１２を駆動する走行状態である前記エンジン走行モード或いはハイブリッド走行モード等（エンジン走行領域）との切り替えを判定する判定線Ａが、例えば電動機回転速度Ｎ_MGと電動機トルク上限Ｔ_MGLとに基づいて定められて記憶されている。前記エンジン始動制御部８４は、この図５に示すような関係から、前記電動機回転速度センサ６８により検出される電動機回転速度Ｎ_MG及び要求駆動力（要求出力トルク）等の車両状態に基づいて、モータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断して前記エンジン１２の始動制御を行う。すなわち、モータ走行領域からエンジン走行領域への移行に際して前記エンジン１２の始動制御を行う。なお、図５から明らかなように、前記駆動装置１０におけるモータ走行制御は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルク域、或いは車速Ｖの比較的低車速域すなわち低負荷域で実行される。

クラッチ係合制御部８６は、前記油圧制御回路３４に備えられたリニアソレノイド弁を介して前記クラッチＫ０の係合制御を行う。すなわち、そのリニアソレノイド弁に対する指令値（ソレノイドに供給される電流）を制御することにより、そのリニアソレノイド弁から前記クラッチＫ０に備えられた油圧アクチュエータへ供給される油圧を制御する。斯かる油圧制御により、そのクラッチＫ０の係合状態を前述のように係合（完全係合）、スリップ係合、乃至開放（完全開放）の間で制御する。例えば、前記エンジン始動制御部８４による前記エンジン１２の始動制御に際して、前記クラッチＫ０を係合させる制御を行う。このクラッチ係合制御部８６の制御により前記リニアソレノイド弁から前記クラッチＫ０へ供給される油圧に応じてそのクラッチＫ０のトルク容量（伝達トルク）が制御される。すなわち、前記クラッチ係合制御部８６は、換言すれば、前記油圧制御回路３４に備えられたリニアソレノイド弁を介して前記クラッチＫ０のトルク容量を制御するクラッチトルク容量制御部である。

出力関係値推定部８８は、前記エンジン始動制御部８４による前記エンジン１２の始動制御に際して、そのエンジン１２の始動後の出力関係値を推定する。好適には、前記エンジン１２の始動後の出力関係値として、そのエンジン１２の始動後の吹け上がり量すなわちエンジン回転速度Ｎ_{E_es}を推定する。或いは、前記エンジン１２の始動後の出力関係値として、エンジントルクや回転速度に関わる他の値を推定するものであってもよい。例えば、予め定められた関係から、前記水温センサ７４により検出される前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_W、前記吸気温センサ７５により検出される前記エンジン１２の吸入空気温度Ｔ_A、及び前記エンジン１２の目標アイドル回転速度Ｎidl^*等に基づいて、前記エンジン１２の始動後の回転速度Ｎ_{E_es}を推定する。図６は、前記出力関係値推定部８８による前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量の推定に用いられる関係の一例を示す図である。この図６に示すように、斯かる関係は、好適には、前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_Wが低いほど前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量推定値が大きくなるように、前記エンジン１２の吸入空気温度Ｔ_Aが低いほど前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量推定値が大きくなるように、前記エンジン１２の目標アイドル回転速度Ｎidl^*が高いほど（冷却水温Ｔ_W、吸入空気温度Ｔ_A等に対応する）前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量推定値が大きくなるように予め定められたものである。前記関係は、前記エンジン１２の吸入空気圧や、エアコン等の補機の動作状態に基づいて定められたものであってもよい。例えば、吸入空気圧が高いほど前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量推定値が大きくなるように、エアコン等の補機の負荷が大きいほど前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量推定値が大きくなるように予め定められたものである。

前記変速制御部８２は、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中すなわち前記ＥＶ走行モードにおいて、前記エンジン始動制御部８４による前記エンジン１２の始動と、前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合には、予め定められた関係から、前記出力関係値推定部８８により推定された前記エンジン１２の始動後の出力関係値に基づいて、前記要求に係るダウンシフト後の変速段を選択する。ここで、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合とは、例えば、前記エンジン１２の始動が要求（判定）された後、その始動制御が完了しないうち（例えば、クラッチＫ０の係合が完了しないうち）に前記自動変速機１８のダウンシフトが要求（判定）された場合や、その自動変速機１８のダウンシフトが要求された後、そのダウンシフトが完了しないうち（例えば、イナーシャ相が終了しないうち）に前記エンジン１２の始動が要求された場合等、前記エンジン１２の始動制御と前記自動変速機１８のダウンシフト制御とが併行して（略同時）に行われる場合をいう。例えば、前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCが予め定められた閾値以上である場合、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される。従って、前記変速制御部８２は、換言すれば、前記アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCが予め定められた閾値以上である場合に、前記変速マップ５４に基づく判定ではダウンシフトが実行されない場合であっても、運転者が加速を要求しているものと判断して、前記出力関係値推定部８８により推定された前記エンジン１２の始動後の出力関係値に基づいて、前記要求に係るダウンシフト後の変速段を選択する。

前記変速制御部８２は、好適には、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中において、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合には、予め定められた関係から、前記出力関係値推定部８８により推定される前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量すなわちエンジン回転速度Ｎ_{E_es}に基づいて、前記ダウンシフト後の変速段を選択する。好適には、前記要求に係るダウンシフト後の変速段として、前記出力関係値推定部８８により推定される前記エンジン１２の始動後の回転速度Ｎ_{E_es}と、前記自動変速機１８のダウンシフト後の入力回転速度Ｎ_{IN_af}との回転速度差ΔＮ（＝|Ｎ_{E_es}−Ｎ_{IN_af}|）が可及的に小さくなる変速段を選択する。ここで、前記自動変速機１８のダウンシフト後の入力回転速度Ｎ_{IN_af}は、前記車速センサ７２により検出される車速Ｖと前記自動変速機１８のダウンシフト後の変速段の変速比とから算出される。

図７は、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中において、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における、前記変速マップ５４の補正の一例について説明する図である。図７においては、前記メモリ部５２に記憶された変速マップ５４における変速線のうち、第４速「４ｔｈ」から第３速「３ｒｄ」へのダウンシフトを判定するための４速→３速ダウン線及び第３速「３ｒｄ」から第２速「２ｎｄ」へのダウンシフトを判定するための３速→２速ダウン線を例示すると共に、その補正の具体例を説明している。この図７に示すように、前記変速制御部８２は、好適には、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中において、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合には、より大きな車速Ｖに対応して前記自動変速機１８のダウンシフトが判定（要求）されるように前記変速マップ５４における変速線を補正する。換言すれば、より低いギヤ段（変速比の大きい変速段）が判定される領域が拡大されるように前記変速マップ５４における変速線を補正する。そして、前記変速制御部８２は、前記エンジン１２の始動と同期して要求される前記自動変速機１８のダウンシフトに関して、前記補正後の変速マップ５４（変速線）に基づいて前記要求に係るダウンシフト後の変速段を選択（判定）する。

前記変速制御部８２は、好適には、前記出力関係値推定部８８により推定される前記エンジン１２の始動後の出力関係値に基づいて、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における前記変速マップ５４の補正量を算出する。好適には、前記出力関係値推定部８８により推定される前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量すなわちエンジン回転速度Ｎ_{E_es}に基づいて、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における前記変速マップ５４の補正量を算出する。例えば、前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量が大きいほど、前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における前記変速マップ５４の補正量が大きくなるように前記補正量を決定する。図８は、前記変速マップ５４における変速線の補正量を算出するために用いられる関係の一例を示す図である。この図８に示すように、前記変速制御部８２は、例えば、前記出力関係値推定部８８により推定される前記エンジン１２の始動後の回転速度Ｎ_{E_es}と、前記自動変速機１８のダウンシフト後の入力回転速度Ｎ_{IN_af}との回転速度差ΔＮ（＝|Ｎ_{E_es}−Ｎ_{IN_af}|）が大きいほど、前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における前記変速マップ５４の補正量が大きくなるように前記補正量を決定する。

図９は、前記変速制御部８２等による本実施例の制御の効果について説明するタイムチャートであり、前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGを実線で、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eを一点鎖線で、前記自動変速機１８の入力回転速度Ｎ_INに対応するタービン回転速度Ｎ_Tを二点鎖線でそれぞれ示している。本実施例の制御を行った場合における各回転速度を太線で示すと共に、従来の制御を行った場合における各回転速度を比較のために細線で示している。この図９に示す例では、先ず、時点ｔ１において、ＥＶ走行モードから前記エンジン１２の始動が判定（要求）されると共に、その直後に前記自動変速機１８のダウンシフトが判定されている。ここで、ＥＶ走行モードから前記エンジン１２の始動が行われた場合、その始動直後はエンジントルクが大きく、その回転速度Ｎ_Eが一時的に高くなる吹け上がりが発生する場合がある。このエンジン回転速度Ｎ_Eを電動機回転速度Ｎ_MGと同期させ、時点ｔ２において前記クラッチＫ０の係合が完了することで、前記エンジン１２の動力が駆動軸に伝達可能な状態となるが、エンジントルクが比較的大きい場合や、エンジン回転速度Ｎ_Eが大きく吹け上がった場合には、前記クラッチＫ０の係合時にショックが発生するおそれがある。これに対して、前記トルクコンバータ１６のロックアップクラッチＬＵをスリップ係合させたり、前記自動変速機１８内のクラッチ例えば第１クラッチＣ１乃至第２クラッチＣ２をスリップ係合させること等によりショックの発生を抑制することが可能であるが、前記トルクコンバータ１６のロックアップクラッチＬＵをスリップ係合させる場合、発熱や効率悪化等の新たな弊害が生じるおそれがあり、前記自動変速機１８内のクラッチをスリップ係合させる場合、そのクラッチの発熱や係合完了まで十分な駆動力伝達ができない等の新たな弊害が生じるおそれがある。

一方、本実施例の制御では、前記エンジン１２の始動後の回転速度Ｎ_{E_es}と、前記自動変速機１８のダウンシフト後の入力回転速度Ｎ_{IN_af}との回転速度差ΔＮ（＝|Ｎ_{E_es}−Ｎ_{IN_af}|）が可及的に小さくなる変速段が選択される。例えば、図９に示す例において、従来の制御ではダウンシフト後（ダウンシフト先）の変速段として破線で示すように第３速「３ｒｄ」が選択されるが、本実施例の制御ではダウンシフト後の変速段としてそれよりも低速段である第２速「２ｎｄ」が選択される。このようにダウンシフト後の変速段を選択することで、タービン速度Ｎ_Tと電動機回転速度Ｎ_MGとの同期が早まり、前記トルクコンバータ１６におけるロックアップクラッチＬＵを従来技術に比べて早く再係合できる。すなわち、斯かるロックアップクラッチＬＵをスリップ係合させる時間を従来の時間Ｔ２（時点ｔ１から時点ｔ４までの間）から時間Ｔ１（時点ｔ１から時点ｔ３までの間）に短縮できる。これにより、燃費を向上させられると共に前記自動変速機１８のクラッチの耐久性上有利となり、駆動力の応答時間も短くなってドライバビリティが向上する。更に、従来の制御における変速判定よりも低いギヤ段（低速段）が選択されることにより余裕駆動力も増えるため、更にアクセルが踏み込まれた場合等における応答性も向上する。本実施例の制御において、前記自動変速機１８の変速は前記エンジン１８の始動と略同時に実行されるため、ショックの発生が１回で済むことに加え、前記エンジン１２の始動後に再度ダウンシフトを行う必要もないため、より快適な運転性を実現することができる。

図１０は、前記電子制御装置５０による前記自動変速機１８の変速制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中すなわち前記ＥＶ走行モードにおいて、前記自動変速機１８のダウンシフトが判定（要求）された場合に、前記エンジン１２の始動判定が行われたか（始動要求があったか）否かが判断される。このＳ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２以下の処理が実行されるが、Ｓ１の判断が否定される場合には、Ｓ３において、前記メモリ部５２に記憶された変速マップ５４等に基づいて、前記判定されたダウンシフトに係るギヤ段（変速段）が選択される。次に、Ｓ４において、前記自動変速機１８においてＳ３にて選択されたギヤ段が現在のギヤ段と異なっている場合には、その選択されたギヤ段への変速制御（ダウンシフト制御）が実行された後、本ルーチンが終了させられる。Ｓ２においては、前記駆動装置１０の駆動状態が所定条件を満たすか否か、例えば前記エンジン１２の始動と略同時に前記自動変速機１８のダウンシフトが実行されるか（或いは、アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａ_CCが予め定められた閾値以上であるか否か）が判断される。このＳ２の判断が否定される場合には、Ｓ３以下の処理が実行されるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、ＳＡにおいて、図１１に示すエンジン始動時ギヤ段選択制御が実行される。次に、Ｓ５において、前記クラッチＫ０の係合制御等により前記エンジン１２の始動制御が行われると共に、前記自動変速機１８においてＳＡにて選択されたギヤ段が現在のギヤ段と異なっている場合には、その選択されたギヤ段への変速制御（ダウンシフト制御）が実行された後、本ルーチンが終了させられる。

図１１は、図１０に示す変速制御におけるエンジン始動時ギヤ段選択制御ＳＡの一例の要部を説明するフローチャートである。この図１１に示す制御では、先ず、ＳＡ１において、予め定められた関係から、前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_W、前記エンジン１２の吸入空気温度Ｔ_A、前記エンジン１２の目標アイドル回転速度Ｎidl^*等に基づいて、前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量である回転速度Ｎ_{E_es}が推定される。次に、ＳＡ２において、ＳＡ１にて算出された前記エンジン１２の始動後の吹け上がり量に基づいて、前記エンジン１２の始動と前記自動変速機１８のダウンシフトとが同期して要求される場合における前記変速マップ５４の補正量が算出される。次に、ＳＡ４において、ＳＡ３にて補正された変速マップ５４に基づいて、前記判定されたダウンシフトに係るギヤ段（変速段）が選択された後、図１０に示す変速制御（メインルーチン）へ復帰させられる。以上の制御において、Ｓ１〜Ｓ５、ＳＡ２及びＳＡ３が前記変速制御部８２の動作に、Ｓ１及びＳ５が前記エンジン始動制御部８４の動作に、Ｓ５が前記クラッチ係合制御部８６の動作に、ＳＡ１が前記出力関係値推定部８８の動作に、それぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記電動機ＭＧを駆動源とする走行中において、前記自動変速機１８のダウンシフトを伴う前記エンジン１２の始動が要求される場合には、予め定められた関係から、前記エンジン１２の始動後の出力関係値であるエンジン回転速度Ｎ_{E_es}等に基づいて、前記ダウンシフト後の変速段が選択されるものであることから、前記エンジン１２の始動後の回転速度と前記自動変速機１８の入力回転速度との回転速度差が比較的大きい場合であっても、ハイブリッド走行状態への移行に要する時間を可及的に短縮することができる。すなわち、専ら前記電動機ＭＧを駆動源とする状態からのエンジン始動時におけるドライバビリティの低下を抑制する駆動装置１０を提供することができる。

前記ダウンシフト後の変速段は、前記エンジン１２の始動後の回転速度Ｎ_{E_es}と前記自動変速機１８のダウンシフト後の入力回転速度Ｎ_{IN_af}との回転速度差ΔＮが可及的に小さくなるように選択されるものであるため、前記エンジン１２の始動後の回転速度と前記自動変速機１８の入力回転速度との回転速度差が比較的大きい場合であっても、ハイブリッド走行状態への移行に要する時間を実用的な制御により可及的に短縮することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：ハイブリッド車両用駆動装置、１２：エンジン、１８：自動変速機、２４：駆動輪、５０：電子制御装置、Ｋ０：クラッチ、ＭＧ：電動機

Claims (1)

1. エンジンと、電動機と、それらエンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチと、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた有段式の変速機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記電動機を駆動源とする走行中において、前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動が要求される場合には、予め定められた関係から、前記エンジンの始動後の出力関係値に基づいて、前記ダウンシフト後の変速段が前記エンジンの始動後の回転速度と前記変速機のダウンシフト後の入力回転速度との回転速度差が可及的に小さくなるように選択されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

Images