JP6015773B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、エンジン始動制御前後の駆動トルクの制御に関する。

従来、パワートレーン系に、駆動源側から駆動輪側に向かって、エンジン、第１クラッチ、モータ、第２クラッチが直列に配置されたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、エンジン始動時に、第１クラッチをスリップさせながらモータ回転をエンジンに伝達し、かつ、第２クラッチをスリップさせて、エンジン始動によるトルク変動が駆動輪側に伝達されないようにしている。
この従来技術では、駆動トルクの上限値を、モータ上限トルクに基づいて設定しており、また、ＥＶモードにおけるモータ上限トルクと、エンジン始動中のモータ上限トルクとは、独立して設定していた。

特開２００７−６９８１７号公報

モータ上限トルクは、モータ回転数に基づいて設定するが、エンジン始動時に、第２クラッチをスリップさせながら、モータ回転数を上昇させるため、このモータ回転数の上昇に応じて、モータ上限トルクは低く設定される。
このため、エンジン始動時に、モータ上限トルクが低下することにより、駆動トルク上限値もエンジン始動前と比較して低下し、駆動トルクの低下を招くおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジン始動制御時の駆動トルク変動を抑制可能な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は、
エンジンおよびモータを備え、ＥＶモードから、第２クラッチをスリップさせつつ、モータの回転数を上昇させ、かつ、第１クラッチをスリップ締結状態としてエンジンを始動させるエンジン始動制御を実行するエンジン始動制御部と、
第２クラッチを介して駆動輪に伝達される駆動トルクの上限値である上限駆動トルクを演算する上限駆動トルク演算部であって、ＥＶモード時に、前記上限駆動トルクをモータ回転数に加算回転数を加算した加算モータ回転数に基づいて演算する上限駆動トルク演算部と、
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装置とした。

本発明では、上限駆動トルク演算部は、ＥＶモード時に、駆動輪に伝達される駆動トルクの上限値である上限駆動トルクを、モータの回転数に加算回転数を加算した加算モータ回転数に基づいて演算するようにした。
このため、ＥＶモード時の上限駆動トルクは、加算回転数を加算しないモータ回転数に基づいて演算したものと比較して低い値となる。
したがって、エンジン始動時に、モータ回転数を上昇させた際に演算される上限駆動トルクは、ＥＶモード時の上限駆動トルクに対して低下するのを抑えることができる。
よって、エンジン始動制御時に、駆動トルクが低下するのを抑えることができる。

実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置が適用された後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置が適用されたハイブリッド車両の統合コントローラにて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。 前記統合コントローラでのモード選択処理を行う際に用いられるＥＶ−ＨＥＶ選択マップを示す図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において目標駆動トルク演算部が目標駆動トルクを求めるときに用いる目標定常駆動トルク特性を示す駆動力特性線マップである。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において目標駆動トルク演算部がモータジェネレータのアシストトルクを求めるときに用いるＭＧアシストトルク特性を示すアシストトルクマップである。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置の電気走行（ＥＶ）モード領域およびハイブリッド走行（ＨＥＶ）モード領域を示す領域線図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置のバッテリ蓄電状態に対する目標充放電量特性を示す特性線図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置の車速に応じた最良燃費線までのエンジントルクの上昇経過を示すエンジントルク上昇経過説明図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置に適用した自動変速機の変速制御を行うＡＴコントローラにおいて変速比を設定する変速特性線図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置において目標走行モード遷移の一例を示す目標走行モード図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置において統合コントローラ１０にて実行される統合制御演算処理の流れを示すフローチャートである。 前記統合コントローラにおいて統合制御演算処理を実行する部分を示す制御ブロック図である。 前記統合コントローラに含まれるエンジン始動制御部に相当する部分にて実行されるエンジン始動制御における処理の流れを示すフローチャートである。 前記統合コントローラにおいて上限駆動トルクを演算する上限駆動トルク演算部の構成説明図である。 図１３に示す電力−モータ上限トルク変換部における加算モータ回転数および出力可能電力からモータ上限トルクへの変換に用いる上限値トルクマップである。 図１３に示す電力−モータ上限トルク変換部における加算モータ回転数および出力可能電力からモータ上限トルクへの変換の説明図であって、出力可能電力とモータ使用電力（モータ軸出力）との関係を示す説明図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置のＥＶ時上限駆動トルク演算部および比較部におけるＥＶ時モータ上限の設定特性を説明するタイムチャートである。 実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置の動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置との比較例の動作例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現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置の構成を説明する。
この構成の説明にあたり、実施の形態１におけるハイブリッド車両の制御装置の構成を、「パワートレーン系構成」、「制御システム構成」、「統合コントローラの構成」、［統合制御演算処理構成］、「エンジン始動制御処理構成」［上限駆動トルク演算構成］に分けて説明する。

［パワートレーン系構成］
まず、実施の形態１のハイブリッド車両のパワートレーン系構成を説明する。
図１は、実施の形態１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。

実施の形態１におけるハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥｎｇと、フライホイールＦＷと、第１クラッチＣＬ１と、モータジェネレータＭＧと、第２クラッチＣＬ２と、自動変速機ＡＴと、プロペラシャフトＰＳと、ディファレンシャルＤＦと、左ドライブシャフトＤＳＬと、右ドライブシャフトＤＳＲと、左後輪（駆動輪）ＲＬと、右後輪（駆動輪）ＲＲと、左前輪ＦＬと、右前輪ＦＲとを備えている。

エンジンＥｎｇ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１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が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールＦＷが設けられている。

第１クラッチＣＬ１は、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧの間に介装されたクラッチである。この第１クラッチＣＬ１は、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、半クラッチ状態を含み締結・開放が制御される。また、この第１クラッチＣＬ１としては、例えば、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４により締結・開放が制御される乾式単板クラッチが用いられる。

モータジェネレータＭＧ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り、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータＭＧは、バッテリ４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（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）。さらに、モータジェネレータＭＧは、ロータがエンジンＥｎｇや駆動輪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、バッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータＭＧのロータは、ダンパーを介して自動変速機ＡＴの変速機入力軸に連結されている。

第２クラッチＣＬ２は、モータジェネレータＭＧと左右後輪ＲＬ,ＲＲとの間に介装されたクラッチである。この第２クラッチＣＬ２は、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づき、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。この第２クラッチＣＬ２としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。
なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ＡＴに付設されるＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに内蔵している。

自動変速機ＡＴは、前進５速/後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機である。そこで、第２クラッチＣＬ２は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ＡＴの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。なお、第２クラッチＣＬ２は、自動変速機ＡＴの摩擦締結要素を用いることなく、図において二点鎖線により示すように、専用のクラッチを、モータジェネレータＭＧと自動変速機ＡＴとの間、あるいは、自動変速機ＡＴと駆動輪（左右後輪ＲＬ，ＲＲ）との間に介在させてもよい。

また、自動変速機ＡＴの出力軸は、プロペラシャフトＰＳ、ディファレンシャルＤＦ、左ドライブシャフトＤＳＬ、右ドライブシャフトＤＳＲを介して左右後輪ＲＬ,ＲＲに連結されている。

［制御システム構成］
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施の形態１における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１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有している。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、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Ｅｎｇのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

モータコントローラ２は、モータジェネレータＭＧのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０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ＭＧのモータ動作点（Ｎｍ，Ｔｍ）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリＳＯＣを監視していて、このバッテリＳＯＣ情報は、モータジェネレータＭＧの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標ＣＬ１トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチＣＬ１の締結・開放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）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により決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに出力する。また、ＡＴコントローラ７は、上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標ＣＬ２トルク指令を入力した場合、第２クラッチＣＬ２の締結・開放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。
なお、シフトマップとは、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰに応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップであって、図８に一例を示している。

ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークＢＳから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

統合コントローラ１０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１０は、モータ回転数Ｎｍｏｔを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標ＭＧトルク指令および目標ＭＧ回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標ＣＬ１トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標ＣＬ２トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置が適用されたハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、ハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。以下、図２及び図３に基づき、実施の形態１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

統合コントローラ１０は、図２に示すように、目標駆動トルク演算部１００と、モード選択部２００と、目標充放電演算部３００と、動作点指令部４００とを有する。
目標駆動トルク演算部１００では、図４Ａに示す目標定常駆動トルクマップと図４Ｂに示すＭＧアシストトルクマップとを用いて、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰに応じた変速機入力回転数とから、目標定常駆動トルクとＭＧアシストトルクを算出する。

モード選択部２００では、図５に示す車速毎に設定されたアクセル開度ＡＰＯにより設定されているエンジン始動停止線マップを用いて、「ＥＶ走行モード」または「ＨＥＶ走行モード」を目標走行モードとして選択する。なお、エンジン始動線およびエンジン停止線は、バッテリＳＯＣが低くなるに連れて、アクセル開度が小さくなる方向に低下する。

目標充放電演算部３００では、図６に示す走行中発電要求出力マップを用いて、バッテリＳＯＣに基づいて、目標発電出力を演算する。また、目標充放電演算部３００では、現在の動作点から図７において太線にて示す最良燃費線までエンジントルクを上げるために必要な出力を演算し、目標発電出力と比較して少ない出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。

動作点指令部４００では、アクセル開度ＡＰＯと目標駆動トルクｔＦｏ０、ＭＧアシストトルクと目標モードと車速ＶＳＰと目標充放電電力（要求発電出力）ｔＰとから、これらを動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標ＭＧトルクと目標ＭＧ回転数と目標ＣＬ１トルクと目標ＣＬ２トルクと目標変速比と、を演算する。これらの演算結果は、ＣＡＮ通信線１１を介して各コントローラ１，２，５，７に出力する。

さらに、動作点指令部４００では、エンジン始動処理を実行する。
すなわち、モード選択部２００では、ＥＶ走行中にアクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰの組み合わせで決まる運転点がＥＶ→ＨＥＶ切替線を越えてＨＥＶ領域に入るとき、ＥＶ走行モードからエンジン始動を伴うＨＥＶ走行モードへのモード切り替えを行う。また、モード選択部２００では、ＨＥＶ走行中に運転点がＨＥＶ→ＥＶ切替線を越えてＥＶ領域に入るとき、ＨＥＶ走行モードからエンジン停止およびエンジン切り離しを伴うＥＶ走行モードへの走行モード切り替えを行う。

この走行モード切換に応じ、動作点指令部４００では、ＥＶ走行モードにて図５に示すエンジン始動線をアクセル開度ＡＰＯが越えた時点で、始動処理を行なう。この始動処理は、第２クラッチＣＬ２に対し、半クラッチ状態にスリップさせるようトルク容量を制御し、第２クラッチＣＬ２のスリップ開始と判断した後に、第１クラッチＣＬ１の締結を開始してエンジン回転を上昇させる。そして、エンジン回転が初爆可能な回転数に達成したらエンジンＥｎｇを作動させてモータ回転数とエンジン回転数とが近くなったところで第１クラッチＣＬ１を完全に締結し、その後、第２クラッチＣＬ２をロックアップさせてＨＥＶ走行モードに遷移させる。

変速制御部５００では、目標ＣＬ２トルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機ＡＴ内のソレノイドバルブを駆動制御する。
図８は、変速線を示している。すなわち、変速制御部５００では、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとに基づいて、現在の変速段から次変速段を判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御して変速させる。

以上の構成を備えた統合コントローラ１０は、走行モードとしては図９に示すように、ＥＶモードおよびＨＥＶモードの他に、これら走行モード間での切り替え過渡期におけるＷＳＣモードを設定する。
ＥＶモードは、モータジェネレータＭＧの動力のみで走行するモードである。このＥＶモードでは、エンジンＥｎｇを停止させた状態に保ち、第１クラッチＣＬ１を解放し、第２クラッチＣＬ２の締結またはスリップ締結により自動変速機ＡＴを介してモータジェネレータＭＧからの出力回転のみを左右後輪ＲＬ，ＲＲに伝達する。
ＨＥＶモードは、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧの動力で走行するモードであり、第２クラッチＣＬ２ならびに第１クラッチＣＬ１を締結させる。そして、ＨＥＶモードでは、エンジンＥｎｇからの出力回転およびモータジェネレータＭＧからの出力回転を、自動変速機ＡＴを介して左右後輪ＲＬ，ＲＲに伝達する。
ＷＳＣモードは、「ＨＥＶモード」からのＰ，Ｎ→Ｄセレクト発進時、あるいは、「ＥＶモード」や「ＨＥＶモード」からのＤレンジ発進時に、クラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。この場合、モータジェネレータＭＧの回転数制御により第２クラッチＣＬ２のスリップ締結状態を維持し、第２クラッチＣＬ２を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバ操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにコントロールしながら発進する。この時、第２クラッチＣＬ２がスリップ締結状態であることにより、モード切換ショックを吸収して、ショック対策を行うことができる。なお、「ＷＳＣ」とは「Wet Start Clutch」の略である。

［統合制御演算処理構成］
図１０は、統合コントローラ１０にて実行される統合制御演算処理の流れを示す。
ステップＳ０１では、各コントローラ１，２，５，７，９からデータを受信し、次のステップＳ０２に進む。
次のステップＳ０２では、各センサ１２，１５〜２２から出力されるセンサ値を読み込み、ステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３では、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＯ、ブレーキ制動力に応じて目標駆動トルクｔＦｏ０を演算し、ステップＳ０４へ進む。なお、この目標駆動トルクｔＦｏ０の演算は、図２および図１１に示す目標駆動トルク演算部１００にて行われる。

図１０に戻り、ステップＳ０４では、目標駆動トルクｔＦｏ０、バッテリＳＯＣ、アクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ、車両の勾配等の走行状態から図３の走行モードマップを参照し、目標走行モードを演算する。なお、この目標走行モードの演算は、図２，図１１に示すモード選択部２００において、システム状態検出部２０３により検出されるバッテリＳＯＣまたは目標充放電電力ｔＰや車両の勾配を考慮して行われる。

図１０に戻り、ステップＳ０５では、ステップＳ０４で選択された目標走行モードに応じてモータジェネレータＭＧの制御モード（回転数制御またはトルク制御）を選択し、モータコントローラ２へ出力した後、ステップＳ０６に進む。なお、このモータジェネレータＭＧの制御モード演算は、図１１に示すＭＧ制御モード選択部１０２ｃにて行われる。

図１０に戻り、ステップＳ０６では、ステップＳ０４にて決定された目標走行モードおよびステップＳ０５にて演算されたモータジェネレータＭＧの制御モードに応じて、目標入力回転数を演算し、ステップＳ０７へ進む。なお、この目標入力回転数の演算は、図１１に示す目標入力回転数演算部１０４にて実行される。

図１０に戻り、ステップＳ０７では、目標駆動トルクｔＦｏ０および各種デバイスの保護を考慮した目標入力トルクｔＴｉｎを演算し、ステップＳ０８へ進む。なお、この目標入力トルクｔＴｉｎの演算は、図１１に示す目標入力トルク演算部１０５にて実行される。すなわち、図１１に示す目標エンジントルク／目標モータトルク演算部１０６にて、目標エンジントルクｔＴｅｎｇおよび目標モータトルクｔＴｍｏｔが演算される。なお、モータコントローラ２では、ＭＧ制御モード選択部１０２ｃにて選択されたモータジェネレータＭＧの制御モードがトルク制御か回転数制御かに応じて、モータジェネレータＭＧへ目標入力回転数としての目標モータ回転数ｔＮｍｏｔと目標モータトルクｔＴｍｏｔのいずれかを出力する。
ステップＳ０８では、ステップＳ０７で算出した目標入力トルクｔＴｉｎおよび発電要求を考慮し、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧへのトルク配分を決め、それぞれの目標値を算出し、ステップＳ０９へ進む。

ステップＳ０９では、目標第１クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃｌ１および目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃｌ２を演算し、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０では、各コントローラ１，２，５，７，９へデータを送信し、エンドへ進む。

なお、ステップＳ０７〜Ｓ０９の目標入力トルクｔＴｉｎ、目標エンジントルクｔＴｅｎｇ、目標モータトルクｔＴｍｏｔ、各目標伝達トルク容量ｔＴｃｌ１，ｔＴｃｌ２は、それぞれ、図１１に示す目標入力トルク演算部１０５、目標入力回転数演算部１０４、目標クラッチトルク演算部１０７にて演算される。
この演算は、アクセル開度ＡＰＯ、目標駆動トルクｔＦｏ０、目標走行モード、車速ＶＳＰ、クラッチスリップ回転数演算部２０１によるクラッチスリップ回転数、出力軸回転数演算部２０２による出力軸回転数、モード選択部２００にて得られる目標走行モード、ＣＬ２制御状態演算部１０２ｂにて得られる第２クラッチＣＬ２のスリップ・完全締結の制御モード、ＭＧ制御モード演算部１０２ｃにて得られる目標充放電電力ｔＰ、システム状態検出部２０３から得られるバッテリＳＯＣなどのシステム状態に基づいて実行される。

［エンジン始動制御処理構成］
次に、統合コントローラ１０に含まれるエンジン始動制御部に相当する部分にて実行されるエンジン始動制御における処理の流れを図１２のフローチャートにより簡単に説明する。

このエンジン始動制御は、前述のように、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰが、図５に示すエンジン始動線を横切った時点で開始される。
最初のステップＳ１０１では、第２クラッチＣＬ２をスリップさせ、かつ、モータジェネレータＭＧの出力トルクであるモータトルクＴｍｏｔ（目標モータトルクｔＴｍｏｔ）を上昇させて、モータ回転数Ｎｍｏｔを上昇させ、ステップＳ１０２に進む。

次のステップＳ１０２では、第２クラッチＣＬ２のスリップ判定を行い、スリップが生じていない場合はステップＳ１０１に戻り、スリップが生じていればステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、第１クラッチＣＬ１をスリップ締結させ、モータ回転数Ｎｍｏｔの上昇分をエンジンＥｎｇに入力し、車両を加速させながら、エンジンＥｎｇをクランキングさせ、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、エンジンクランキングによるエンジン回転数Ｎｅが上昇した際の車両の加速度変化を抑制すべく、第２クラッチＣＬ２をスリップ状態に維持するスリップ制御を継続し、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、第１クラッチＣＬ１のスリップ収束判定を行い、スリップ量がエンジンＥｎｇの駆動を示す量まで低下して収束判定が成された場合はステップＳ１０６に進み、この収束判定が成されない場合はステップＳ１０４に戻る。
エンジンＥｎｇの完爆後に進むステップＳ１０６では、第１クラッチＣＬ１を完全に締結させ、さらに、次のステップＳ１０７にて第２クラッチＣＬ２を完全に締結した後、エンドに進んでエンジン始動制御を完了する。

［上限駆動トルク演算構成］
図１１に示す目標エンジントルク／目標モータトルク演算部１０６および目標クラッチトルク演算部１０７では、モータトルクＴｍｏｔおよび第２クラッチＣＬ２の伝達トルク容量を制御することにより、駆動トルクを制御する。
そして、統合コントローラ１０は、この駆動トルクの制御において、第２クラッチＣＬ２をスリップさせる制御時に、その上限値である上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍを演算する構成である上限駆動トルク演算部６００を備えている（図１３参照）。

目標エンジントルク／目標モータトルク演算部１０６および目標クラッチトルク演算部１０７では、ＥＶモードおよびエンジン始動制御時に、第２クラッチＣＬ２をスリップさせるスリップ制御部を備えている。
エンジン始動制御時のスリップ制御は、前述したステップＳ１０１，Ｓ１０４の処理を実行する部分により実行される。
また、ＥＶモードにおいても、第２クラッチＣＬ２のスリップ制御が実行されている。すなわち、目標クラッチトルク演算部１０７に含まれるスリップ制御部では、ＥＶモードの時点から、予め第２クラッチ伝達トルク容量Ｔｃｌ２をＥＶモードにて出力可能な最大駆動トルク相当値に維持して微小スリップさせておく。これにより、エンジン始動制御の実施時に、第２クラッチＣＬ２をスリップ締結圧に低下させる際に、完全締結油圧からＥＶモードにて出力可能な最大駆動トルク相当値まで低下させる時間を省略することができる。
そして、上限駆動トルク演算部６００が演算した上限駆動トルクＴｄｒＴｌｉｍは、上記スリップ制御の実施に用いられ、かつ、スリップ制御時の第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍとして用いられる。

以下に、この上限駆動トルク演算部６００の構成を図１３により説明する。
この図１３に示す上限駆動トルク演算部６００は、ＥＶモード時の上限駆動トルクであるＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを演算する構成を示している。この上限駆動トルク演算部６００は、加算部６０１、電力−モータ上限トルク変換部６０２、ＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３、比較部６０４を備えている。

加算部６０１は、モータ回転数Ｎｍｏｔに、エンジン始動時にエンジンクランキングのために加算する回転数（第２クラッチＣＬ２のスリップ分）である、始動時スリップ回転数Ｎｍｃｒ（図１６参照）に相当する加算回転数Ｎ＋を加える。そして、加算部６０１は、この演算により得られた加算モータ回転数Ｎａｄを電力−モータ上限トルク変換部６０２に出力する。

電力−モータ上限トルク変換部６０２では、加算部６０１からの加算モータ回転数Ｎａｄおよびバッテリコントローラ２０４から得られるバッテリＳＯＣに基づく出力可能電力ＰＯＵＴを入力して、モータ上限トルクＴｍｌｉｍに変換する。

この変換は、図１４Ａに示す上限値トルクマップに基づいて行う。すなわち、この上限値トルクマップは、縦軸のモータジェネレータＭＧの使用電力と、横軸のモータ回転数とに基づいてモータ上限トルクＴｍｌｉｍを求める。

なお、モータ使用電力は、図１４Ｂに示すように、バッテリコントローラ２０４により得られる出力可能電力ＰＯＵＴから、モータ／インバータ損失、Ａ／Ｃ（空調装置）使用電力、補機消費電力を差し引いた、モータ軸出力に用いることが可能な電力である。
一方、図１４Ａに示す上限値トルクマップの横軸には、上記加算モータ回転数Ｎａｄを代入する。
そして、上限値トルクマップに代入したモータ使用電力と加算モータ回転数Ｎａｄとの交点の値を、モータ上限トルクＴｍｌｉｍとする。なお、上記のように加算モータ回転数Ｎａｄは、モータ回転数Ｎｍｏｔに、始動時スリップ回転数Ｎｍｃｒ相当の加算回転数Ｎ＋を加算しているため、このモータ上限トルクＴｍｌｉｍは、エンジン始動制御時のモータ上限トルクｃｒＴｍｌｉｍと同等の値である。

図１３に戻り、電力−モータ上限トルク変換部６０２で得られたモータ上限トルクＴｍｌｉｍは、ＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３に入力される。このＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３では、モータ上限トルクＴｍｌｉｍから、エンジン始動時の第１クラッチＣＬ１のスリップトルクであるＣＬ１スリップトルクＴｃｌ１ｓｌｐにばらつきＴｕｅを加算した値を減算してＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを演算する。そして、このＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍは、ＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３から比較部６０４に出力される。
比較部６０４は、最終的なＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを決定するもので、ＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３で得られたＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍと車速に応じた下限トルクとの大きい方の値を最終的なＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍに設定する。なお、前述したように、ＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍは、第２クラッチＣＬ２のスリップ制御の実施時に、ＥＶモード時の第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍとして用いられる。

以上、ＥＶ時の上限駆動トルクを演算する上限駆動トルク演算部６００について説明したが、エンジン始動中の第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍを演算する構成（始動時上限駆動トルク演算部）も同様の構成である。そのため、始動時上限駆動トルク演算部の構成の説明として、上限駆動トルク演算部６００との相違点を説明することにより、その構成の説明に代える。

エンジン始動時の第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍの演算の際には、電力−モータ上限トルク変換部６０２に入力されるモータ回転数Ｎｍｏｔが、加算モータ回転数Ｎａｄに替わり、図において点線にて示すエンジン始動時のモータ回転数Ｎｍｏｔとなる。そして、比較部６０４の出力が、第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍとなる。
したがって、上限駆動トルク演算部６００において、上記相違を備えたものが、始動時上限駆動トルク演算部に相当する。

（実施の形態１の作用）
図１５は、本実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置のＥＶ時上限駆動トルク演算部および比較部におけるＥＶ時モータ上限の設定特性を説明するタイムチャートである。
このタイムチャートは、ｔ０の時点からのＥＶモード走行状態から、ｔ１の時点で、エンジン始動判定が成され、エンジン始動制御を実行した場合を示している。
この場合、モータ回転数Ｎｍｏｔは、実線にて示しているように、ＥＶモード中の回転数ｅｖＮｍｏｔから、始動時スリップ回転数Ｎｍｃｒを加算した始動時回転数ｃｒＮｍｏｔに上昇される。

このとき、図１５においてＥＶ中のモータ回転数Ｎｍｏｔから算出したモータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍを、図において細い実線で示す。
一方、エンジン始動開始後に、エンジンクランキングのために上昇させた始動時回転数ｃｒＮｍｏｔに基づいて演算したモータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍは、実線にて示すＥＶ中の値よりも低下し、点線で示す値となる。
図１７は、図１５と同様にＥＶモードからエンジン始動を行った場合の比較例におけるモータ回転数Ｎｍｏｔ、モータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍ，目標第２クラッチ伝達トルクｔＴｃｌ２などの変化を示している。このとき、比較例では、モータ上限トルクＴｍｌｉｍは、ＥＶモード中では、ＥＶ中のモータ回転数Ｎｍｏｔから算出したモータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍを使用している（図１５の細い実線で示す値）。

比較例では、図１７に示すように、ＥＶモードからエンジン始動判定がなされてＨＥＶモードに移行する場合、モータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍが、エンジン始動判定後は、エンジン始動判定前に比べて、低下している。
よって、比較例のモータ上限トルクｃｏＴｍｌｉｍに基づいて設定する上限駆動トルクも、エンジン始動判定後は、エンジン始動判定前に比べて低下する。
したがって、このように上限駆動トルクが低下することにより、図示のような車両前後加速度Ｇの変化が生じ、車両挙動変化を招くおそれがあった。

次に、本実施の形態１の動作を説明する。
図１５に示すようにモータ回転数Ｎｍｏｔが変化した場合に、実施の形態１では、ＥＶモード走行時には、モータ上限トルクＴｍｌｉｍの演算に、加算モータ回転数Ｎａｄを使用する。この加算モータ回転数Ｎａｄは、エンジン始動判定後の実際のモータ回転数Ｎｍｏｔと同様の値となる。
また、本実施の形態１では、上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍは、モータ上限トルクＴｍｌｉｍから、第１クラッチＣＬ１のスリップ分のトルクＴｃｌ１ｓｌｉｐおよびばらつき分Ｔｕｅを減算した値とする。さらに、上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍは、比較部６０４により最小値が０に制限される。

したがって、ＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍは、図１５において太い実線にて示す値に設定される。

以上のようにＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを設定した場合の実施の形態１の動作例を図１６に示す。

上記のように、ＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを演算するのに用いるモータ回転数として加算モータ回転数Ｎａｄを用いるようにした。このため、図１６に示すように、ＥＶモード時に演算するＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍと、エンジン始動時に演算される駆動トルク上限値としての目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃｌ２と、が、略同一値となり、エンジン始動判定前後で変動しない。
よって、比較例のような、車両前後加速度Ｇの変動が抑えられ、この車両前後加速度Ｇの変動による車両挙動変化も抑えることが可能となる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の効果を列挙する。
ａ）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
車両の駆動源として設けられたエンジンＥｎｇおよびモータジェネレータＭＧと、
駆動源から駆動輪（左右後輪ＲＬ，ＲＲ）への駆動トルク伝達系に設けられ、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧとの間に介在されて、両者間の伝達トルクを可変とした第１クラッチＣＬ１、および、モータジェネレータＭＧと駆動輪（左右後輪ＲＬ，ＲＲ）との間に介在されて、両者間の伝達トルクを可変とした第２クラッチＣＬ２と、
第２クラッチＣＬ２を締結してモータジェネレータＭＧの駆動力により走行するＥＶモードから、第２クラッチＣＬ２をスリップさせつつ、モータジェネレータＭＧの回転数を上昇させ、かつ、第１クラッチＣＬ１をスリップ締結状態としてエンジンＥｎｇを始動させるエンジン始動制御（図１２のフローチャートの処理）を実行するエンジン始動制御部と、
第２クラッチＣＬ２を介して駆動輪（左右後輪ＲＬ，ＲＲ）に伝達される駆動トルクの上限値である上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍを演算する上限駆動トルク演算部６００であって、ＥＶモード時に、モータ回転数Ｎｍｏｔに加算回転数Ｎ＋を加算した加算モータ回転数Ｎａｄに基づいて演算する上限駆動トルク演算部６００と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、上限駆動トルク演算部６００は、ＥＶモード時の上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍを、加算回転数Ｎ＋を加算しないモータ回転数Ｎｍｏｔに基づいて演算したものと比較して低い値となる。
よって、エンジン始動時に、モータ回転数Ｎｍｏｔを上昇させた際に演算される上限駆動トルクＴｄｒｌｉｍは、ＥＶモード時の上限駆動トルクに対して低下するのを抑えることができる。
これにより、エンジン始動制御時に、駆動トルクが低下するのを抑えることができ、エンジン始動前後で駆動トルクが変動するのを抑えることが可能となる。

ｂ）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
上限駆動トルク演算部６００は、加算回転数Ｎ＋を、エンジン始動制御実行時のモータ回転数上昇分相当の始動時スリップ回転数Ｎｍｃｒとしたことを特徴とする。
したがって、エンジン始動前の加算モータ回転数Ｎａｄと、エンジン始動時のモータ回転数Ｎｍｏｔとの差を抑え、これらの回転数に基づいて演算するモータ上限トルクＴｍｌｉｍの差を、より小さく抑えることができる。
これにより、上記ａ）のエンジン始動制御時の駆動トルクの低下による、エンジン始動前後の駆動トルク変動をより効果的に抑えることができる。

ｃ）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
上限駆動トルク演算部６００は、加算モータ回転数Ｎａｄに基づいてモータ上限トルクＴｍｌｉｍを演算するモータ上限トルク演算部としての電力―モータ上限トルク変換部６０２と、
ＥＶモード時に、電力―モータ上限トルク変換部６０２が演算したモータ上限トルクＴｍｌｉｍから、エンジン始動時の第１クラッチＣＬ１を介してエンジンＥｎｇに伝達されるトルクＴｃｌ１ｓｌｐにばらつき分Ｔｕｅを加えた値を減算して得られた値をＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍとして演算するＥＶ時演算部としてのＥＶ時上限駆動トルク演算部６０３と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、ＥＶモード時に演算するＥＶ時上限駆動トルクｅｖＴｄｒｌｉｍを、よりエンジン始動時の上限駆動トルク相当の値に近付けることができる。
これにより、エンジン始動制御開始前後に駆動トルク段差が生じるのを、いっそう抑えることができる。

ｄ）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
モータ上限トルク演算部としての電力−モータ上限トルク変換部６０２は、加算モータ回転数Ｎａｄと、エンジン始動制御時に使用可能な出力可能電力ＰＯＵＴと、に基づいて、モータ上限トルクＴｍｌｉｍを演算することを特徴とする。
エンジン始動制御時に出力可能電力ＰＯＵＴを考慮することにより、必要以上に電力消費制限を行って駆動力制限によるＥＶモード頻度を低下させることなく、効率的な運転性を確保できる。

ｅ）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
上限駆動トルク演算部６００は、エンジン始動制御の実行時に、モータ回転数からモータ上限トルク演算部（電力−モータ上限トルク変換部６０２）が演算したモータ上限トルクＴｍｌｉｍから、エンジン始動時の第１クラッチＣＬ１を介してエンジンＥｎｇに伝達されるトルク分を減算した値を、第２クラッチＣＬ２のトルク上限値である第２クラッチトルク上限値Ｔｃｌ２ｌｉｍとして演算する始動時上限駆動トルク演算部（上限駆動トルク演算部６００において、始動時のモータ回転数Ｎｍｏｔにより上限駆動トルクを演算する部分）を備えていることを特徴とする。
エンジン始動中にモータジェネレータＭＧを回転数制御していても、第２クラッチＣＬ２の伝達トルク容量として始動時演算部により演算した上限駆動トルク相当の値を用いることにより、エンジン始動制御開始前後の駆動トルク変動を抑えることができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、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。

例えば、実施の形態では、ハイブリッド車両として、後輪駆動車を示しているが、これに限定されず、前輪駆動車や全輪駆動車にも適用することができる。
実施の形態では、ＥＶモードにおける上限駆動トルクの演算の際に、モータ回転数に加算する加算回転数として、始動時スリップ回転数を用いたが、これに限定されない。例えば、始動時スリップ回転数の近傍で始動時スリップ回転数に満たない値であっても、この加算により、従来技術よりも、駆動力の低下を抑制できる。

関連出願の相互参照

本出願は、２０１２年１２月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−２８１９０２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 (5)

1. 車両の駆動源として設けられたエンジンおよびモータと、
   前記駆動源から駆動輪への駆動トルク伝達系に設けられ、前記エンジンと前記モータとの間に介在されて、両者間の伝達トルクを可変とした第１クラッチ、および、前記モータと駆動輪との間に介在されて、両者間の伝達トルクを可変とした第２クラッチと、
   前記第２クラッチを締結して前記モータの駆動力により走行するＥＶモードから、前記第２クラッチをスリップさせつつ、前記モータの回転数を上昇させ、かつ、前記第１クラッチをスリップ締結状態として前記エンジンを始動させるエンジン始動制御を実行するエンジン始動制御部と、
   前記ＥＶモード時に前記駆動輪に伝達される駆動トルクの上限値であって、前記第２クラッチの伝達トルク容量の上限値として用いる上限駆動トルクを、前記モータの回転数にエンジン始動時に加算する始動時スリップ回転数もしくは前記始動時スリップ回転数未満の回転数である加算回転数を加算した加算モータ回転数に基づいて演算する上限駆動トルク演算部と、
   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装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記上限駆動トルク演算部は、前記加算回転数を、エンジン始動時に加算する始動時スリップ回転数相当の回転数とした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１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記上限駆動トルク演算部は、
   前記加算モータ回転数に基づいてモータ上限トルクを演算するモータ上限トルク演算部と、
   前記ＥＶモード時に、前記モータ上限トルク演算部が演算したモータ上限トルクから、前記エンジン始動時の前記第１クラッチを介して前記エンジンに伝達されるトルク分を減算した値を前記上限駆動トルクとして演算するＥＶ時上限駆動トルク演算部と、
   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装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モータ上限トルク演算部は、前記加算モータ回転数と、前記エンジン始動制御時に使用可能な電力と、に基づいて、前記モータ上限トルクを演算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〜請求項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、
   前記上限駆動トルク演算部は、前記エンジン始動制御の実行時に、前記モータ上限トルク演算部が演算したモータ上限トルクから、前記エンジン始動時の前記第１クラッチを介して前記エンジンに伝達されるトルク分を減算した値を、前記第２クラッチのトルク上限値である第２クラッチトルク上限値として演算する始動時上限駆動トルク演算部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装置。