JP6024501B2

JP6024501B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6024501B2
Application number: JP2013024950A
Authority: JP
Inventors: 井上　雄二; 雄二井上; 幸彦出塩; 洋裕道越; 慎太郎松谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP2014151841A

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、前記エンジンの始動時におけるショックを抑制すると共に燃費を向上させ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を、備えたハイブリッド車両が知られている。斯かるハイブリッド車両において、前記エンジンの始動に際して、前記クラッチをスリップ係合させて前記エンジンの回転速度を上昇させることで、前記エンジンの始動を実現す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２００６−３０６２０７号公報

前記従来の技術による前記エンジンの始動制御では、スリップ係合させられる前記クラッチのトルク容量と略同じ量のトルクを前記電動機により発生させるトルク補償が行われる。しかし、前記電動機によるトルク補償のタイミングがずれた場合、車両ショックが発生するおそれがあった。更に、前記電動機によるトルク補償を行うことで、その補償トルク分だけＥＶ走行領域すなわち専ら前記電動機を駆動源として走行する領域が狭まり、燃費の面で不利となる。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、エンジンの始動時におけるショックを抑制すると共に燃費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、前記電動機が回転させられた状態での前記エンジンの始動に際して、前記クラッチの係合圧を単数乃至複数のパルス状に変化させて前記クラッチの係合と開放とを行い、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられても、前記エンジンの始動が正常に行われない場合には、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられる制御が繰り返されることを特徴とする。

このように、前記第１発明によれば、前記電動機が回転させられた状態での前記エンジンの始動に際して、前記クラッチの係合圧を単数乃至複数のパルス状に変化させて前記クラッチの係合と開放とを行い、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられても、前記エンジンの始動が正常に行われない場合には、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられる制御が繰り返されることから、前記エンジンの始動が完了するまでの間、前記電動機の補償トルクを利用してエンジン回転速度を摺り上げる制御を必ずしも行わなくともよくなるとともに、実用的な態様で好適に前記エンジンの始動を実現できる。すなわち、エンジンの始動時におけるショックを抑制すると共に燃費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ができる。

前記第１発明に従属する第２発明の要旨とするところは、車両応答性が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が大きいものである。このようにすれば、前記クラッチの係合トルクを大きくすることで、エンジン停止状態からその回転速度を立ち上げ易くなり、応答性を確保することができる。

前記第１発明に従属する第３発明の要旨とするところは、車両ショックの低減が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が小さく且つその数が多いものである。このようにすれば、前記クラッチの係合トルクを小さくして複数回の係合制御を行うことで、各係合時のショックを好適に抑制することができる。

前記第１発明から第３発明の何れかに従属する本第４発明の要旨とするところは、前記クラッチは、湿式クラッチである。このようにすれば、一般に湿式クラッチは、ピストン推力に対して比較的急激にトルクが立ち上がる特性を有するため、前記クラッチの係合トルクをパルス状に制御し易く、前記クラッチの係合圧をパルス状に変化させることによる前記エンジンの始動を好適に実現することができる。

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おけるクラッチ付近の構成を説明するため、その一部を切り欠いて示す部分断面図である。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３の電子制御装置による本実施例のエンジン始動制御の一例について説明するタイムチャートである。図４に示す制御により図１のハイブリッド車両においてＥＶ走行領域を広げることが可能となることを説明する図である。一般的な湿式摩擦材のトルク特性を例示する図である。図１のハイブリッド車両における優先条件に応じたパルス状の係合圧の制御の一例について説明する図である。図２の電子制御装置によるエンジン始動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自動変速機を備えたハイブリッド車両に好適に適用される。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自動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。

本発明において、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられるとは、好適には、前記クラッチの係合圧に対応する波形に、例えば電圧波形におけるパルス（pulse）のように極めて短時間だけ継続する変化が生じることを言う。本発明において、好適には、前記電動機が回転させられた状態での前記エンジンの始動に際して、前記クラッチの係合トルクを一時的に上昇させた後、所定圧に到達直後にそのクラッチを開放する制御を、少なくとも１回実行する。好適には、前記クラッチの係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値を、零から所定油圧に相当する値まで瞬間的に上昇させ、極めて短い所定時間その指令値を維持した後、瞬間的に零まで低下させる制御を、少なくとも１回実行する。

本発明において、好適には、車両が走行レンジである場合、アクセル踏込量が所定値以上である場合、パワーモードが設定されている場合等においては、前記ハイブリッド車両において車両応答性が優先されると判定する。好適には、車両が非走行レンジである場合、システム要求によるエンジン始動である場合、アクセル踏込量が所定値未満である場合等においては、前記ハイブリッド車両において車両ショックの低減が優先されると判定する。

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１０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、本実施例のハイブリッド車両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、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、前記ハイブリッド車両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、前記ハイブリッド車両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５２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。

前記電動機ＭＧは、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所謂モータジェネレータである。前記エンジン１２とその電動機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。また、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３２に連結されている。

前記クラッチ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、乃至開放（完全開放）の間で制御されるようになっている。このクラッチＫ０が係合されることにより、前記クランク軸２６とフロントカバー３２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とフロントカバー３２との間の動力伝達経路における動力伝達が遮断される。また、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とフロントカバー３２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、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。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前記油圧制御回路３４に元圧として供給されるようになっている。

前記変速機１８は、例えば、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り、斯かる変速を行うために複数の係合要素を備えて構成されている。例えば、多板式のクラッチやブレーキ等、油圧アクチュエータによって係合制御される複数の油圧式摩擦係合装置を備えており、前記油圧制御回路３４から供給される油圧に応じてそれら複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に係合乃至開放されることにより、それら油圧式摩擦係合装置の連結状態の組合せに応じて複数（例えば、第１速から第６速）の前進変速段（前進ギヤ段、前進走行用ギヤ段）、或いは後進変速段（後進ギヤ段、後進走行用ギヤ段）の何れかが選択的に成立させられる。

図２は、図１のハイブリッド車両１０における前記クラッチＫ０付近の構成を説明するために、その一部を切り欠いて示す部分断面図である。図２に示す各構成は、共通の軸心Ｃに対して略対称的に構成されており、軸心Ｃの下半分が省略されている。前記クラッチＫ０は、外周側にスプライン歯４０を備え、前記クランク軸２６と同心且つ一体的に設けられて一体回転させられるクラッチハブ３８と、前記電動機ＭＧにおけるロータ３０の内周側に形成されたスプライン歯４２と、前記クラッチハブ３８の外周側に設けられたスプライン歯４０と前記ロータ３０の内周側に形成されたスプライン歯４２との間の円環状の間隙内に設けられた摩擦係合部材４４と、その摩擦係合部材４４を軸心Ｃ方向において押圧するクラッチピストン４６とを、備えている。前記摩擦係合部材４４は、前記ロータ３０の内周側に形成されたスプライン歯４２に相対回転不能に係合された複数の円環板状のセパレータと、それら複数のセパレータ間にそれぞれ設けられて前記クラッチハブ３８の外周側に設けられたスプライン歯４０に相対回転不能に係合された複数の円環板状の摩擦プレートとを、備えている。

前記クラッチＫ０においては、前記軸心Ｃを中心とする各部の回転に伴い、前記摩擦係合部材４４におけるセパレータ及び摩擦プレートに潤滑油が供給されるように構成されている。すなわち、前記クラッチＫ０は、好適には、複数の摩擦板としての前記セパレータ及び摩擦プレートを備え、それらセパレータ及び摩擦プレートが潤滑油で湿った状態で用いられる湿式クラッチ（湿式多板クラッチ）である。

以上のように構成された前記クラッチＫ０においては、前記油圧制御回路３４から油圧が供給されて前記摩擦係合部材４４が前記クラッチピストン４６により軸心Ｃ方向に押圧されて前記セパレータと摩擦プレートとが相互に摩擦係合させられることで、前記クラッチハブ３８と前記ロータ３０との間の相対回転が抑制されるようになっている。すなわち、前記摩擦係合部材４４のセパレータと摩擦プレートとの摩擦係合により、前記クラッチハブ３８すなわち前記クランク軸２６と前記ロータ３０との間が相互に動力伝達可能な状態とされる。一方、前記油圧制御回路３４から油圧が供給されない状態においては、図示しないスプリング等により前記クラッチピストン４６が押し戻されて前記セパレータと摩擦プレートとの間の摩擦係合が解除されることで、前記クラッチハブ３８と前記ロータ３０との間の相対回転が許容されるようになっている。すなわち、前記クラッチハブ３８すなわち前記クランク軸２６と前記ロータ３０との間が相互に動力伝達不能な状態とされる。すなわち、前記クラッチＫ０は、好適には、前記油圧制御回路３４から油圧が供給された状態において係合され、油圧が供給されない状態においては開放される常開型（ノーマリオープン）のクラッチである。前記クラッチＫ０のスリップ係合状態においては、前記クラッチピストン４６の押圧力に応じた前記摩擦係合部材４４のセパレータと摩擦プレートとの摩擦係合力により前記クラッチＫ０のトルク容量（伝達トルク容量）が定まる。すなわち、前記油圧制御回路３４から前記クラッチピストン４６へ供給される油圧に応じて、前記クラッチＫ０のトルク容量が定まる。

図２に示すように、前記電動機ＭＧは、前記ケース３６に対して軸心Ｃまわりの回転（自転）可能に支持された前記ロータ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５０とを、備えている。前記ロータ３０は、その内周側に設けられた伝達部材４８等を介して前記フロントカバー３２と一体的に回転させられるように構成されている。前記ステータ５０は、複数の円環状の鋼板がそれぞれ軸心Ｃ方向に積層されたコアと、そのコアの内周部の周方向の一部に環状に巻き掛けられ、周方向に連続して複数設けられたコイルとを、備え、図示しないボルト等により前記ケース３６に一体的に固定されている。

以上のように構成された前記電動機ＭＧは、図１に示すインバータ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５２によりそのインバータ５６が制御されることで前記ステータ５０の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、前記電子制御装置５２によりそのインバータ５６が制御されることで前記電動機ＭＧの出力トルクが増減させられるようになっている。前記電動機ＭＧからの出力トルクは、前記クラッチＫ０の開放時（非係合時）には前記トルクコンバータ１６に対してのみ出力されるが、前記クラッチＫ０の係合時にはその出力トルクの一部が前記トルクコンバータ１６に出力されると共に他部が前記エンジン１２に出力される。

前記ハイブリッド車両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５２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５２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、前記変速機１８の制御用、前記クラッチＫ０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５２がハイブリッド車両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５２には、前記ハイブリッド車両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５２に入力される。

前記電子制御装置５２から、前記ハイブリッド車両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５２から各部へ供給される。

図３は、前記電子制御装置５２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３に示すエンジン駆動制御部８０は、前記出力制御装置１４を介して前記エンジン１２の駆動（出力トルク）を制御する。具体的には、その出力制御装置１４による前記エンジン１２における電子スロットル弁のスロットル弁開度θ_TH、燃料噴射装置による燃料供給量、点火装置による点火時期等を制御することにより、前記エンジン１２により必要なエンジン出力すなわち目標エンジン出力が得られるようにそのエンジン１２の駆動を制御する。

前記エンジン駆動制御部８０は、前記エンジン走行モード及びハイブリッド走行（ＥＨＶ走行）モードにおいて前記エンジン１２を駆動させる。すなわち、前記ＥＶ走行モードから前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードへの切り替えに際して、前記エンジン１２を始動させるエンジン始動制御を行う。基本的には、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８２を介して前記クラッチＫ０を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。本実施例において、前記エンジン駆動制御部８０は、前記電動機ＭＧが回転させられた状態での前記エンジン１２の始動に際して、前記クラッチＫ０の係合圧をパルス状に変化させる制御を行う。この制御については後述する。

前記エンジン駆動制御部８０は、前記ＥＶ走行モードにおいて前記エンジン１２を停止させる。すなわち、前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードから前記ＥＶ走行モードへの切り替えに際して、前記エンジン１２を停止させるエンジン停止制御を行う。例えば、前記クラッチＫ０を開放させると共に前記エンジン１２の自律運転を停止させる。すなわち、後述するクラッチ係合制御部８２を介して前記クラッチＫ０をスリップ係合乃至完全開放させると共に、前記出力制御装置１４を介してエンジン点火や燃料供給を停止させる。好適には、斯かるクラッチＫ０の係合状態から開放状態への切り替えに際して、ショック抑制のためそのクラッチＫ０が少なくとも所定時間スリップ係合させられる。

前記クラッチ係合制御部８２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。このクラッチ係合制御部８２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８２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。

電動機作動制御部８４は、前記インバータ５６を介して前記電動機ＭＧの作動を制御する。具体的には、前記インバータ５６を介して前記蓄電装置５８から前記電動機ＭＧへ電気エネルギを供給することによりその電動機ＭＧにより必要な出力すなわち目標電動機出力が得られるように制御したり、その電動機により発電された電気エネルギを前記インバータ５６を介して前記蓄電装置５８に蓄積する等の制御を行う。

走行モード判定部８６は、前記ハイブリッド車両１０における目標駆動力等に基づいて、そのハイブリッド車両１０において成立させられる走行モードを判定する。例えば、予め定められた関係から、前記車速センサ７２により検出される車速Ｖ、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、及び前記ＳＯＣセンサ７８により検出される前記蓄電装置５８の蓄電量（残容量、充電量）ＳＯＣ等に基づいて、そのハイブリッド車両１０において前記エンジン走行モード、ＥＶ走行モード、及びハイブリッド走行（ＥＨＶ走行）モードのうち何れの走行モードが成立させられるか判定する。

エンジン始動判定部８８は、前記エンジン１２が停止した状態からのそのエンジン１２の始動制御に際して、前記エンジン１２が正常に始動したか否かを判定する。例えば、前記エンジン１２の始動制御に際して、前記エンジン回転速度センサ６４により検出されるエンジン回転速度Ｎ_Eが予め定められた規定の閾値以上となったか否かを判定する。好適には、エンジン回転速度Ｎ_Eが前記規定の閾値以上である状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。

前記クラッチ係合制御部８２は、前記電動機ＭＧが回転させられた状態での前記エンジン１２の始動に際して、前記クラッチＫ０の係合圧が単数乃至複数のパルス状に変化させられるようにそのクラッチＫ０を係合させる制御を行う。換言すれば、前記クラッチＫ０の係合トルクを一時的に上昇させた後、所定圧に到達直後にそのクラッチＫ０を開放する制御を、少なくとも１回実行する。ここで、前記クラッチＫ０の係合圧がパルス状に変化させられるとは、前記クラッチＫ０の係合圧に対応する波形に、例えば電圧波形におけるパルス（pulse）のように極めて短時間だけ継続する変化が生じることを言う。すなわち、前記クラッチ係合制御部８２は、前記電動機ＭＧが回転させられた状態での前記エンジン１２の始動に際して、好適には、前記クラッチＫ０の係合圧に対応する波形にインパルス、周期パルス列、或いは不規則パルス列等が生じるように前記クラッチＫ０の係合圧を制御する。前記クラッチ係合制御部８２は、具体的には、例えば後述する図４のタイムチャートに示すように、前記クラッチＫ０の係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値を、零から所定油圧に相当する値まで瞬間的に上昇させ、極めて短い所定時間その指令値を維持した後、瞬間的に零まで低下させる制御を、少なくとも１回実行する。

図４は、前記電子制御装置５２による本実施例のエンジン始動制御の一例を説明するタイムチャートである。この図４に示す制御では、前記電動機ＭＧが略一定の所定の回転速度（図４においては一点鎖線で示す）で回転させられた状態での前記エンジン１２の始動制御を例示している。

図４に示す制御では、先ず、時点ｔ１において、前記ＥＶ走行モードから前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードへの切り替えが判定される等して、前記エンジン１２の始動要求が出力される。すなわち、エンジン始動要求がオフからオンに切り替えられる。次に、時点ｔ２において、前記クラッチＫ０の係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値（Ｋ０係合圧指令値）が、零から所定油圧に相当する値まで瞬間的に上昇させられる。この時点ｔ２から時点ｔ３までの間において、前記クラッチＫ０のトルクすなわちその係合圧に対応するトルク容量が、前記指令値の上昇に応じて零から急上昇させられる。次に、時点ｔ３において、前記クラッチＫ０の係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値が零まで瞬間的に低下させられる。この時点ｔ３以降、前記クラッチＫ０のトルクが、前記指令値の低下に応じて零まで急低下させられる。斯かる制御により、図４に示すように、前記クラッチＫ０の係合圧がパルス状（インパルス状）に変化させられる。

図４に示すように、前記電動機ＭＧが回転させられた状態においては、前記クラッチＫ０のトルク上昇に応じて前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eが摺り上げられるが、前記クラッチＫ０の係合は瞬間的なものであるため、前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGにはほとんど影響が生じない。すなわち、前記クラッチＫ０と電動機ＭＧとの回転同期が不要となり、ショックの発生が抑制される。前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eが所定値に達した時点ｔ４において、前記出力制御装置１４等を介して前記エンジン１２の点火すなわち自律運転が開始される。そして、時点ｔ５まで前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eが上昇させられ、前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGと一致（同期）した時点で前記クラッチＫ０の係合圧が上昇させられ、そのクラッチＫ０が完全係合される。図４に示すエンジン始動制御において、前記ハイブリッド車両１０の車両Ｇは規定の許容範囲内に収まる。換言すれば、前記クラッチＫ０の係合圧におけるパルス状の変化に係る係合圧の大きさ及び係合時間は、前記エンジン１２の始動制御を通して前記ハイブリッド車両１０の車両Ｇが規定の許容範囲内に収まるように制御される。このように、図４に示す本実施例のエンジン始動制御によれば、前記電動機ＭＧにより補償トルクを発生させることなく、前記エンジン１２の始動を実現することができる。従って、図５に示すように、前記蓄電装置５８に蓄電された電気エネルギに関して、エンジン始動担保分（補償トルクに相当）を担保する必要がなくなり、ＭＧ定格までＥＶ走行領域を広げることが可能となる。更に、前記電動機ＭＧにより補償トルクを発生させなくて済む分、電気エネルギの消費を抑制することができる。

図６は、一般的な湿式摩擦材のトルク特性を例示する図であり、設計値としての特性を破線で、実際の計測値を実線でそれぞれ示している。この図６に示すように、湿式摩擦材は、係合速度が比較的速い場合、油膜が切れ始めるピストン推力から急激にトルクが上昇する特性を示す。従って、湿式摩擦材においては、前述したように係合圧にパルス状の変化を生じさせ易い。本実施例のハイブリッド車両１０に備えられたクラッチＫ０は、好適には湿式多板型クラッチであるため、その係合圧をパルス状に変化させ易く、前記のようなエンジン始動制御を好適に実現することができる。

前記クラッチ係合制御部８２は、好適には、前記クラッチＫ０の係合圧をパルス状に変化させても前記エンジン１２の始動が正常に行われない場合には、前記クラッチＫ０の係合圧をパルス状に変化させる制御を繰り返す。具体的には、前記クラッチＫ０の係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値を、零から所定油圧に相当する値まで瞬間的に上昇させた直後に低下させる制御を行った後、前記エンジン始動判定部８８の判定が否定される場合には、前記クラッチＫ０の係合圧を制御するリニアソレノイド弁に対する指令値を、零から所定油圧に相当する値まで瞬間的に上昇させた直後に低下させる前記制御を再び実行する。前記エンジン始動判定部８８の判定を行うタイミングは、前記クラッチＫ０の係合圧に単一のパルス状変化を生じさせた後であってもよいし、複数のパルス状変化を生じさせた後であってもよい。

図３に示す優先条件判定部９０は、前記ハイブリッド車両１０において優先される条件を判定する。好適には、前記ハイブリッド車両１０において車両応答性が優先されるか否かを判定する。例えば、車両が走行レンジ（例えば、Ｄレンジ等）である場合、アクセル踏込量が所定値以上（アクセル開度Ａ_CCが所定値以上）である場合、パワーモードが設定されている場合等においては、前記ハイブリッド車両１０において車両応答性が優先されると判定する。前記優先条件判定部９０は、好適には、前記ハイブリッド車両１０において車両ショックの低減が優先されるか否かを判定する。例えば、車両が非走行レンジ（例えば、Ｎレンジ等）である場合、システム要求によるエンジン始動（例えば、暖機のためのエンジン始動）である場合、アクセル踏込量が所定値未満（アクセル開度Ａ_CCが所定値未満）である場合等においては、前記ハイブリッド車両１０において車両ショックの低減が優先されると判定する。前記優先条件判定部９０は、好適には、前記ハイブリッド車両１０において車両応答性が優先されないと判定される場合、そのハイブリッド車両１０において車両ショックの低減が優先されると判定するものであってもよい。すなわち、前記ハイブリッド車両１０において、車両応答性及び車両ショックの低減の何れかを選択的に優先するものと判定するものであってもよい。

図７は、前記優先条件判定部９０による判定結果に応じたパルス状の係合圧の制御の一例について説明する図である。この図７に示すように、前記優先条件判定部９０により、前記ハイブリッド車両１０において車両応答性が優先されると判定された場合には、前記クラッチ係合制御部８２は、好適には、それ以外の場合すなわち車両応答性が優先されないと判定された場合に比べて前記パルス状の係合圧が大きくなるように前記クラッチＫ０の係合圧を制御する。具体的には、前記パルス状の係合圧に対応するリニアソレノイド弁に対する指令値を、車両応答性が優先されないと判定された場合に比べて大きな値とする。前記優先条件判定部９０により、前記ハイブリッド車両１０において車両ショックの低減が優先されると判定された場合には、前記クラッチ係合制御部８２は、好適には、それ以外の場合すなわち車両ショックの低減が優先されないと判定された場合に比べて前記パルス状の係合圧が小さく且つその数が多くなるように前記クラッチＫ０の係合圧を制御する。具体的には、前記パルス状の係合圧に対応するリニアソレノイド弁に対する指令値を、車両ショックの低減が優先されないと判定された場合に比べて小さな値とすると共に、指令値の出力回数を多くする。

図８は、前記電子制御装置５２によるエンジン始動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、前記ＥＶ走行モードから前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードへの切り替えが判定される等して、前記エンジン１２の始動要求があったか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記電動機ＭＧの回転中であるか否か、例えば前記電動機ＭＧの回転速度Ｎ_MGが規定の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、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、前記ハイブリッド車両１０において車両応答性が優先されるか否かが判断される。このＳ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、パルス状の係合圧に対応するリニアソレノイド弁に対する指令値（係合トルク要求値）を上昇させる設定とされた後、Ｓ６以下の処理が実行されるが、Ｓ３の判断が否定される場合には、前記ハイブリッド車両１０において車両ショックの低減が優先されるものと判断され、Ｓ５において、パルス状の係合圧に対応するリニアソレノイド弁に対する指令値を低下させると共にその回数を増加させる設定とされた後、Ｓ６において、Ｓ４乃至Ｓ５の設定で前記クラッチＫ０の係合圧をパルス状に変化させることで前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eを摺り上げる制御が実行される。次に、Ｓ７において、前記エンジン１２が正常に始動したか否かが判断される。このＳ７の判断が否定される場合には、Ｓ６以下の処理が再び実行されるが、Ｓ７の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。

以上の制御において、Ｓ１及びＳ６が前記エンジン駆動制御部８０の動作に、Ｓ４〜Ｓ６が前記クラッチ係合制御部８２の動作に、Ｓ２が前記電動機作動制御部８４の動作に、Ｓ１が前記走行モード判定部８６の動作に、Ｓ７が前記エンジン始動判定部８８の動作に、Ｓ３が前記優先条件判定部９０の動作に、それぞれ対応する。図８に示す制御において、Ｓ３〜Ｓ５、及びＳ７の処理は必ずしも実行されなくともよい。

このように、本実施例によれば、前記電動機ＭＧが回転させられた状態での前記エンジン１２の始動に際して、前記クラッチＫ０の係合圧を単数乃至複数のパルス状に変化させて前記クラッチＫ０の係合と開放とを行うことから、前記エンジン１２の始動が完了するまでの間、前記電動機ＭＧの補償トルクを利用してエンジン回転速度Ｎ_Eを摺り上げる制御を必ずしも行わなくともよくなる。すなわち、前記エンジン１２の始動時におけるショックを抑制すると共に燃費を向上させるハイブリッド車両１０の電子制御装置５２を提供することができる。

前記クラッチＫ０の係合圧がパルス状に変化させられても、前記エンジン１２の始動が正常に行われない場合には、前記クラッチＫ０の係合圧がパルス状に変化させられる制御が繰り返されるものであるため、実用的な態様で好適に前記エンジン１２の始動を実現できる。

車両応答性が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が大きいものであるため、前記クラッチＫ０の係合トルクを大きくすることで、エンジン停止状態からその回転速度Ｎ_Eを立ち上げ易くなり、応答性を確保することができる。

車両ショックの低減が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が小さく且つその数が多いものであるため、前記クラッチＫ０の係合トルクを小さくして複数回の係合制御を行うことで、各係合時のショックを好適に抑制することができる。

前記クラッチＫ０は、湿式クラッチであり、一般に湿式クラッチは、ピストン推力に対して比較的急激にトルクが立ち上がる特性を有するため、前記クラッチＫ０の係合トルクをパルス状に制御し易く、前記クラッチＫ０の係合圧をパルス状に変化させることによる前記エンジン１２の始動を好適に実現することができる。

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、１２：エンジン、５２：電子制御装置、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、
前記電動機が回転させられた状態での前記エンジンの始動に際して、前記クラッチの係合圧を単数乃至複数のパルス状に変化させて前記クラッチの係合と開放とを行い、
前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられても、前記エンジンの始動が正常に行われない場合には、前記クラッチの係合圧がパルス状に変化させられる制御が繰り返される
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
車両応答性が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が大きい
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
車両ショックの低減が要求される場合には、要求されない場合に比べて前記パルス状の係合圧が小さく且つその数が多い
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記クラッチは、湿式クラッチである
請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。