JP6003913B2

JP6003913B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6003913B2
Application number: JP2014015817A
Authority: JP
Inventors: 貴彦堤; 杉村　敏夫; 敏夫杉村; 桑原　清二; 清二桑原; 幸毅南川; 佐藤　俊; 俊佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: US9022899B2; US20140221152A1; JP2014151907A

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と、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に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に関し、特に、エンジン始動を伴う前記変速機のダウンシフトが要求された場合において、前記クラッチの発熱を抑制すると共に前記ダウンシフトの応答性を向上させる技術に関する。

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、エンジン始動に際し前記クラッチをスリップさせてそのクラッチの引き摺りトルクによって前記エンジンの回転数を上昇させエンジン始動を行うハイブリッド車両がある。例えば、特許文献１に示すようなハイブリッド車両がそれである。

上記のようなハイブリッド車両では、前記電動機での走行中にドライバーの駆動力要求によっ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を行う場合、エンジン始動とダウンシフトとを同時に行うことで、加速応答性を向上させている。

特開２００８−２０７６４３号公報

しかしながら、上記のようなハイブリッド車両では、加速応答性を向上させるためにエンジン始動とダウンシフトとを同時に行うことによって、ダウンシフトによって前記変速機の入力回転数すなわち前記電動機の回転数が変速前に比べて高くなった状態で前記クラッチをスリップさせて前記エンジンの回転数を上昇させることになるので、エンジン始動時の前記クラッチのスリップ量が増大する。このため、エンジン始動時に前記クラッチが発熱し易くなりそのクラッチの熱保護が困難になるという問題があった。これに対して、エンジン始動完了後にダウンシフトを実施させることが考えられるが、加速操作後からドライバーの求める駆動力を発生するまでにエンジン始動時間に加えてダウンシフト時間の合計時間がかかってしまうため加速応答性の悪化が懸念される。

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、変速機のダウンシフトを伴うエンジンの始動を行う場合において、クラッチの発熱を抑制すると共に加速応答性を向上させ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、本発明の要旨とするところは、(a) 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、前記クラッチをスリップさせて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記クラッチがスリップしなくなるとそのクラッチを完全係合させて前記エンジンの始動を完了するハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動を行う場合、(c) 前記クラッチのスリップ中は、前記変速機の解放側のクラッチをその解放側のクラッチが滑らない程度の予め定められた待機圧で待機させ、前記クラッチの完全係合後に前記解放側のクラッチの油圧を前記クラッチのスリップ中に比べて低下させて、(d) 前記解放側のクラッチの油圧が前記クラッチのスリップ中の待機圧から低下させられる区間において、前記電動機のトルクを変速前の値よりも一時的に高くすることにある。

このように構成されたハイブリッド車両の制御装置によれば、前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動を行う場合、前記クラッチがスリップしなくなるまでの間は、前記変速機の解放側のクラッチはその解放側のクラッチが滑らない程度の予め定められた待機圧で待機させられ、前記変速機の入力回転数が比較的低い状態でエンジン始動が行われるので、前記クラッチのスリップ量が小さくなる。したがって、エンジン始動時の前記クラッチの発熱を抑制することができる。また、前記解放側のクラッチの油圧は、前記クラッチの完全係合後に前記待機圧から低下させるので、そのクラッチの完全係合後に比較的速やかに変速を進行させることができ、例えば、エンジン始動完了後にダウンシフトを実施するものに比較して加速応答性を向上させることができる。また、前記解放側のクラッチの油圧が前記クラッチのスリップ中の待機圧から低下させられる区間において、前記電動機のトルクを変速前の値よりも一時的に高くする。このため、前記クラッチの完全係合後の前記変速機の入力回転速度を変速後の回転数に比較的速やかに上昇させることができ、加速応答性を一層向上させることができる。

ここで、好適には、前記変速は、前記解放側のクラッチの解放によって進行させられて前記変速機の入力回転速度が変速後の回転に同期する時期に、前記電動機のトルクを一時的に低下させる。このため、前記変速機の入力回転速度が変速後の回転に同期する際に生じる係合側のクラッチの係合ショックを好適に抑制することができる。

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。自動変速機のダウンシフトを伴うエンジンの始動を行う場合において、図４の電子制御装置によるエンジン始動およびダウンシフトの制御作動の一例を説明するフローチャートである。図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。本発明の他の実施例のハイブリッド車両の電子制御装置を示す図であり、その電子制御装置の制御機能の要部を示す図４に対応する図である。自動変速機のダウンシフトを伴うエンジンの始動を行う場合において、図８の電子制御装置によるエンジン始動およびダウンシフトの制御作動の一例を説明するフローチャートである。図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

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(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。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、駆動装置１０は、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、駆動装置１０においては、専らエンジン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。

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。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(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エンジン１２の出力制御を実行する。

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、乃至解放（完全解放）の間で制御されるようになっている。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１６ｐ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、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、自動変速機１８は、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。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。

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、自動変速機１８においては、サンギヤＳ１が第１ブレーキＢ１を介してケース３６に選択的に連結されるようになっている。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。サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して入力軸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を介して入力軸３８に選択的に連結されるようになっている。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出力軸４０に連結されている。

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、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、自動変速機１８においては、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、一方向クラッチＦ１によりキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２のケース３６に対する相対回転が阻止されるため、第２ブレーキＢ２は係合させられなくともよい。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。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。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。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。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、電動機ＭＧは、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、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、インバータ５６を介しての制御により電動機ＭＧの出力トルクが増減させられるようになっている。

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、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、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、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、乃至解放（完全解放）の間で制御されるようになっている。すなわち、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。クラッチＫ０が係合されることにより、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、クラッチＫ０が解放されることにより、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。クラッチＫ０がスリップ係合されることにより、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。

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、エンジン１２の駆動制御、電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、クラッチＫ０の係合力制御、及び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、必要に応じてエンジン１２の制御用、電動機ＭＧの制御用、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、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、電子制御装置５０には、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Ａcc(％)を表す信号、エンジン回転速度センサ６４により検出されるエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎ_Ｅ(rpm)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(rpm)を表す信号、電動機回転速度センサ６８により検出される電動機ＭＧの回転速度（電動機回転速度）Ｎ_ＭＧ(rpm)を表す信号、車速センサ７０により検出される車速Ｖ(km/h)を表す信号等が電子制御装置５０に入力される。

また、電子制御装置５０から、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、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、電動機ＭＧの駆動制御のためにインバータ５６に供給される信号、自動変速機１８の変速制御のために油圧制御回路３４における複数の電磁制御弁に供給される信号、クラッチＫ０の係合制御のために油圧制御回路３４におけるリニアソレノイド弁に供給される信号、ロックアップクラッチＬＵの係合制御のために油圧制御回路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、電子制御装置５０から各部へ供給される。

図４は、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、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７２は、自動変速機１８による変速を制御する。すなわち、変速制御部７２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アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度Ａcc及び車速センサ７０により検出される車速Ｖ等に基づいて、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、その判定された変速段が成立させられるように油圧制御回路３４を介して自動変速機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７４は、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、専ら電動機ＭＧを駆動源として用いるＥＶ走行モードから、エンジン１２を駆動源として用いる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、クラッチＫ０を係合させることによりエンジン１２を始動させる。すなわち、後述するクラッチ係合制御部７６を介してクラッチＫ０をスリップ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(引き摺りトルク)によりエンジン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、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エンジン１２の自律運転が開始される。

エンジン始動要求判定部７８は、電動機ＭＧを駆動源として用いるＥＶ走行モードからエンジン１２を駆動源として用いる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の要求すなわちエンジン始動の要求を判定する。例えば、図５において、専ら電動機ＭＧを駆動源とする走行状態であるＥＶ走行モード（モータ走行領域）とエンジン１２を駆動する走行状態である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Ｌが、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとの二次元座標において予め定められており、その判定線Ｌにより定められている関係から、実際の車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃで表れる車両状態が、モータ走行領域からエンジン走行領域へ移行されることによりエンジン始動の要求が有ったと判定する。

エンジン始動完了判定部８０は、エンジン始動が完了すなわちエンジン１２の自律運転が開始されたか否かを判定する。例えば、エンジン始動完了判定部８０では、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが上昇させられて電動機回転速度Ｎ_ＭＧに同期してクラッチＫ０がスリップしなくなったことによって、エンジン始動が完了したと判定する。

クラッチ係合制御部７６は、エンジン始動要求判定部７８でエンジン始動の要求が有ったと判定されると、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クラッチＫ０の係合制御を行う。すなわち、クラッチ係合制御部７６は、エンジン始動の要求が有ったと判定されると、クラッチＫ０の係合状態をスリップ係合に制御し、クラッチＫ０の引き摺りトルクによってエンジン回転速度Ｎ_Ｅを上昇させる。そして、クラッチＫ０がスリップしなくなるとすなわちエンジン回転速度Ｎ_Ｅが電動機回転速度Ｎ_ＭＧに同期すると、そのクラッチＫ０の係合状態を完全係合に制御する。

ＭＧトルク制御部８２は、モータ走行中において、アクセル開度Ａccに応じた駆動力が得られるように電動機ＭＧのトルクを制御するのに加えて、車両状態によって電動機ＭＧのトルクを一時的に制御する。例えは、ＭＧトルク制御部８２は、エンジン始動要求判定部７８でエンジン始動要求が有ったと判定されると、エンジン始動のためクラッチＫ０のスリップ開始からエンジン始動完了判定部８０でエンジン始動の完了が判定されるまで、駆動輪２４に伝達されるトルクがエンジン始動前に比べて低下しないように電動機ＭＧのトルクを制御する。すなわち、ＭＧトルク制御部８２は、エンジン始動時にクラッチ係合制御部７６でクラッチＫ０がスリップ係合されることによりエンジン１２のクランク軸２６の回転上昇のために伝達される引き摺りトルクすなわちエンジン始動トルク(図７参照)分を補うために電動機ＭＧのトルクを一時的に上昇させる。

ダウンシフト要求判定部８４は、自動変速機１８のギヤ段を低速側へ切り換えるためのダウンシフト要求が有るか否かを判定する。例えば、ダウンシフト要求判定部８４では、前述した車速Ｖおよびアクセル開度Ａccを変数として予め記憶された変速マップ５４に記憶されたダウンシフト線を跨いだ場合に、ダウンシフト要求が有ったと判定する。

同期直前判定部８６は、変速制御部７２において変速マップ５４等から判定された変速段が成立させられるように油圧制御回路３４を介して自動変速機１８におけるクラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放が制御されたとき、例えば自動変速機１８の入力軸３８の回転速度(入力回転速度)が変速後の回転に同期する直前であるか否かを判定する。例えば、同期直前判定部８６では、自動変速機１８の入力軸３８の回転速度と変速後の回転との差が予め定められた設定値以内であるか否かによって、その自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が変速後の回転に同期する直前であるか否かを判定する。

解放側油圧制御部８８は、変速制御部７２において変速マップ５４等から判定された変速段が成立させられるように自動変速機１８のクラッチツウクラッチ変速が実行されるとき、解放側のクラッチに対応する油圧制御回路３４に備えられた電磁制御弁の出力圧を制御する。また、解放側油圧制御部８８は、エンジン始動要求判定部７８でエンジン始動の要求が有ると判定され、且つ、ダウンシフト要求判定部８４でダウンシフトの要求が有ると判定されると、解放側のクラッチ(例えば、３ｒｄ→２ｎｄへのダウンシフトの場合には第２クラッチＣ２)の油圧を、クイックドレンさせた後その解放側のクラッチが滑らない程度の待機圧として、その待機圧をエンジン始動完了判定部８０でエンジン始動が完了するまで予め定められた所定時間だけ一時的に待機させる。なお、解放側油圧制御部８８では、エンジン始動完了判定部８０でエンジン始動が完了したと判定されると、解放側のクラッチの待機圧をエンジン始動完了前に比べてすなわち解放側のクラッチの待機圧をクラッチＫ０のスリップ中に比べてゆるやかに低下させていく。また、上記解放側のクラッチが滑らない程度の待機圧は、例えば、イナーシャ相開始時の解放側のクラッチの油圧に予め実験等によって求められた油圧αを加えた大きさの油圧である。

係合側油圧制御部９０は、変速制御部７２において変速マップ５４等から判定された変速段が成立させられるように自動変速機１８のクラッチツウクラッチ変速が実行されるとき、係合側のクラッチに対応する油圧制御回路３４に備えられた電磁制御弁の出力圧を制御する。また、係合側油圧制御部９０は、エンジン始動要求判定部７８でエンジン始動要求が有ると判定され、且つ、ダウンシフト要求判定部８４でダウンシフトの要求が有ると判定されると、係合側のクラッチ(例えば、３ｒｄ→２ｎｄへのダウンシフトの場合には第１ブレーキＢ１)の油圧を、そのダウンシフトの要求が有ったと判定されてからクイックアプライした後のパック詰めを行って低圧待機させ同期直前判定部８６で自動変速機１８の入力軸３８の回転速度がダウン変速後の回転に同期する直前であると判定されるまで維持する。なお、係合側油圧制御部９０では、同期直前判定部８６で自動変速機１８の入力軸３８の回転速度がダウン変速後の回転に同期する直前であると判定されると、係合側のクラッチの油圧を立ち上げてその係合側のクラッチを完全係合させる。

また、ＭＧトルク制御部８２は、係合側油圧制御部９０において係合側のクラッチが完全係合した際における係合ショックを抑制するために電動機ＭＧのトルクを制御する。例えば、ＭＧトルク制御部８２では、同期直前判定部８６で自動変速機１８の入力軸３８の回転速度がダウン変速後の回転に同期する直前であると判定されると、電動機ＭＧのトルクを変速前に比較して一時的に低下させて変速ショックを緩和する。

図６は、電子制御装置５０においてＥＶ走行モードから運転者の加速操作によって自動変速機１８のダウンシフト(３ｒｄ→２ｎｄ)を伴うエンジン１２の始動を行う場合において、エンジン始動およびダウンシフトの制御作動の一例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。なお、図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

先ず、エンジン始動要求判定部７８に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、エンジン始動要求が有るか否かが判定される。このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合(図７のｔ１時点)には、クラッチ係合制御部７６、ＭＧトルク制御部８２、およびエンジン始動制御部７４に対応するＳ２が実行される。上記Ｓ２では、クラッチＫ０の係合状態をスリップ係合に制御してそのクラッチＫ０の引き摺りトルクによってエンジン回転速度Ｎ_Ｅを上昇させると共に、エンジン始動時にクラッチＫ０がスリップ係合されることによりエンジン１２のクランク軸２６に伝達される引き摺りトルクすなわちエンジン始動トルク分を補うために電動機ＭＧのトルクを上昇させる。

次に、ダウンシフト要求判定部８４に対応するＳ３において、ダウンシフト要求が有るか否かが判定される。このＳ３の判断が否定される場合は、クラッチ係合制御部７６、ＭＧトルク制御部８２、およびエンジン始動制御部７４に対応するＳ４において、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが引き上げられると共に、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エンジン１２の自律運転が開始される。

また、上記Ｓ３の判断が肯定される場合(図７のｔ２時点)には、解放側油圧制御部８８および係合側油圧制御部９０に対応するＳ５において、解放側のクラッチＣ２の油圧をその解放側のクラッチＣ２が滑らない程度の待機圧に待機させると共に、係合側のクラッチＢ１の油圧を低圧待機させる。なお、図７には、電子制御装置５０から解放側のクラッチＣ２および係合側のクラッチＢ１に供給される油圧指令値が示されている。

次に、エンジン始動完了判定部８０に対応するＳ６において、エンジン始動が完了したか、すなわちエンジン回転速度Ｎ_Ｅが電動機回転速度Ｎ_ＭＧに同期してクラッチＫ０が完全係合されたか否かが判定される。このＳ６の判断が否定される場合には、上記Ｓ５が再び実行すなわち解放側のクラッチＣ２が待機圧で待機させられる。すなわち、上記Ｓ６の判断が否定されている間は、解放側のクラッチＣ２が待機圧で待機させられたままの状態である。

また、上記Ｓ６の判断が肯定される場合(図７のｔ３時点)には、解放側油圧制御部８８、係合側油圧制御部９０、同期直前判定部８６、およびＭＧトルク制御部８２に対応するＳ７が実行される。上記Ｓ７では、解放側油圧制御部８８により解放側のクラッチＣ２の待機圧がゆるやかに低下させられて、エンジン回転速度Ｎ_Ｅおよび電動機回転速度Ｎ_ＭＧすなわち自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が上昇して２ｎｄへの変速後の回転に同期していく。そして、自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が２ｎｄへの変速後の回転に同期する時期に、ＭＧトルク制御部８２により電動機ＭＧのトルクが一時的に低下させられ、係合側油圧制御部９０により係合側のクラッチＢ１の油圧が立ち上げられてその係合側のクラッチＢ１が完全係合する。

また、図７には、エンジン始動を伴う自動変速機１８のダウンシフトが要求される場合において、エンジン始動完了後にダウンシフトを実行する従来技術を示す破線が示されている。その図７に示すように、実線に示す本実施例は、エンジン始動時においてそのエンジン始動時にダウンシフトが実行されていないので、自動変速機１８の入力軸３８の回転数すなわちＭＧ回転数が例えばエンジン始動時にダウンシフトが実行されるものに比べて低い回転数でクラッチＫ０をスリップ係合させてエンジン回転数を上昇させている。同時に、本実施例では、エンジン始動時に解放側のクラッチＣ２の油圧をその解放側のクラッチＣ２が滑らない程度の待機圧に待機させているので、エンジン始動後にダウンシフトを実行すると上記従来技術に比較して応答性向上分Ａに示すように比較的速やかにダウンシフトを進行させることができる。

上述のように、本実施例の駆動装置１０の電子制御装置５０によれば、自動変速機１８のダウンシフトを伴うエンジン１２の始動を行う場合、クラッチＫ０がスリップしなくなるまでの間すなわちクラッチＫ０が完全係合するまでの間は、自動変速機１８の解放側のクラッチＣ２はその解放側のクラッチＣ２が滑らない程度の予め定められた待機圧で待機させられ、自動変速機１８の入力回転数が比較的低い状態でエンジン始動が行われるので、クラッチＫ０のスリップ量が小さくなる。したがって、エンジン始動時のクラッチＫ０の発熱を抑制することができる。また、解放側のクラッチＣ２は、クラッチＫ０の完全係合後に前記待機圧から低下させるので、そのクラッチＫ０の完全係合後に比較的速やかに変速を進行させることができ、例えば、エンジン始動完了後にダウンシフトを実施するものに比較して加速応答性を向上させることができる。

また、本実施例の駆動装置１０の電子制御装置５０によれば、上記ダウンシフトは、解放側のクラッチＣ２の解放によって進行させられて自動変速機１８の入力回転速度が変速後の回転に同期する時期に、電動機ＭＧのトルクを一時的に低下させる。このため、自動変速機１８の入力回転速度が変速後の回転に同期する際に生じる係合側のクラッチＢ１の係合ショックを好適に抑制することができる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例の駆動装置１０の電子制御装置は、図８に示すように、前述した実施例１の電子制御装置５０においてＭＧトルク制御部８２に変速促進トルク制御部９２が設けられている点で相違し、それ以外は略同様に構成されている。

変速促進トルク制御部９２は、エンジン始動のためのエンジン始動トルクの出力に続いて、ダウンシフトにおいて変速の進行を促進するための変速促進トルクを出力するように電動機ＭＧのトルクを制御する。すなわち、変速促進トルク制御部９２は、解放側のクラッチの油圧がクラッチＫ０のスリップ中の待機圧から低下させられる区間、例えばエンジン始動完了判定部８０でエンジン始動が完了したと判定されから同期直前判定部８６で自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が変速後の回転に同期する直前であると判定されるまでの間、電動機ＭＧのトルクを変速前の値よりも一時的に高くする。なお、解放側のクラッチの油圧がクラッチＫ０のスリップ中の待機圧から低下させられる区間において電動機ＭＧのトルクの変速前の値よりも一時的に高くされた変速促進トルク(図１０参照)は、ダウシフト時においてそのダウンシフトを好適に進行させるように予め実験等によって定められたものである。

図９は、本実施例の電子制御装置においてＥＶ走行モードから運転者の加速操作によって自動変速機１８のダウンシフト(３ｒｄ→２ｎｄ)に伴うエンジン１２の始動を行う場合において、エンジン始動およびダウンシフトの制御作動の一例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。なお、図１０は、図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。また、本実施例における図９のＳ１乃至Ｓ６は、前述した実施例１における図６のＳ１乃至Ｓ６と同じであるので、以下において上記Ｓ１乃至Ｓ６を省略して上記制御作動を説明する。

上記Ｓ６の判断が肯定される場合(図１０のｔ３時点)には、ＭＧトルク制御部８２および変速促進トルク制御部９２に対応するＳ８において、電動機ＭＧから出力されていたエンジン始動トルクを停止させて、電動機ＭＧから変速促進トルクを出力させる。

次に、解放側油圧制御部８８に対応するＳ９において、解放側のクラッチＣ２の待機圧が低下させられて、エンジン回転速度Ｎ_Ｅおよび電動機回転速度Ｎ_ＭＧすなわち自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が上昇して２ｎｄへの変速後の回転に同期していく。

次に、同期直前判定部８６に対応するＳ１０において、自動変速機１８の入力軸３８の回転速度が２ｎｄへの変速後の回転に同期する直前であるか否かが判定される。上記Ｓ１０の判断が否定される場合には、繰り返しＳ１０が実行させられるが、肯定される場合(図１０のｔ４時点)には、ＭＧトルク制御部８２、変速促進トルク制御部９２、および係合側油圧制御部９０に対応するＳ１１が実行される。上記Ｓ１１では、変速促進トルク制御部９２により電動機ＭＧから出力されていた変速促進トルクが停止させられると共にＭＧトルク制御部８２により電動機ＭＧのトルクが一時的に低下させられて、その後係合側油圧制御部９０により係合側のクラッチＢ１の油圧が立ち上げられその係合側のクラッチＢ１が完全係合する。

図１０には、前述した実施例１と同様に、エンジン始動を伴う自動変速機１８のダウンシフトが要求される場合において、エンジン始動完了後にダウンシフトを実行する従来技術を示す破線が示されている。なお、図１０には、前述の実施例１を示す一点鎖線が示されている。その図１０に示すように、実線に示す本実施例では、一点鎖線の実施例１と同様に、エンジン始動時に解放側のクラッチＣ２の油圧をその解放側のクラッチＣ２が滑らない程度の待機圧に待機させているので、エンジン始動後にダウンシフトを実行すると、上記従来技術に比較して比較的速やかにダウンシフトを進行させることができる。更に、本実施例では、解放側のクラッチＣ２がクラッチＫ０のスリップ中の待機圧から低下させられる区間において、電動機ＭＧのトルクが変速前の値より一時的に高くさせられた変速促進トルクが電動機ＭＧから出力されているので、実施例１に比較して自動変速機１８の入力軸３８の回転速度すなわちエンジン回転数およびＭＧ回転数が応答性向上分Ｂだけ一層速やかに変速後の回転に上昇させることができる。

上述のように、本実施例の駆動装置１０の電子制御装置によれば、解放側のクラッチＣ２の油圧がクラッチＫ０のスリップ中の待機圧から低下させられる区間において、電動機ＭＧのトルクを変速前の値よりも一時的に高くする。このため、前記同期後の自動変速機１８の入力回転速度すなわちエンジン回転数およびＭＧ回転数を変速後の回転数に比較的速やかに上昇させることができ、加速応答性を一層向上させることができる。

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：駆動装置(ハイブリッド車両用駆動装置）
１２：エンジン
１８：自動変速機(変速機)
２４：駆動輪
５０：電子制御装置(制御装置)
７８：エンジン始動要求判定部
８０：エンジン始動完了判定部
８２：ＭＧトルク制御部
８４：ダウンシフト要求判定部
８６：同期直前判定部
８８：解放側油圧制御部
９２：変速促進トルク制御部
Ｃ２：係合側のクラッチ
Ｋ０：クラッチ
ＭＧ：電動機

Claims

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、前記クラッチをスリップさせて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記クラッチがスリップしなくなると該クラッチを完全係合させて前記エンジンの始動を完了するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記変速機のダウンシフトを伴う前記エンジンの始動を行う場合、
前記クラッチのスリップ中は、前記変速機の解放側のクラッチを該解放側のクラッチが滑らない程度の予め定められた待機圧で待機させ、前記クラッチの完全係合後に前記解放側のクラッチの油圧を前記クラッチのスリップ中に比べて低下させて、
前記解放側のクラッチの油圧が前記クラッチのスリップ中の前記待機圧から低下させられる区間において、前記電動機のトルクを変速前の値よりも一時的に高くすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記変速は、前記解放側のクラッチの解放によって進行させられて前記変速機の入力回転速度が変速後の回転に同期する時期に、前記電動機のトルクを一時的に低下させることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。