JP6070391B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及びモータを有する駆動源と、駆動源と駆動輪の間に介装されるクラッチと、を備えたパワートレーン系において、エンジン回転数制御を行うハイブリッド車両の制御装置に関する発明である。

従来、エンジン回転数制御を行う際、エンジン回転数が目標回転数に一致するように回転数制御を行いつつ、フィードフォワード的にエンジントルク指令値を制御する車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平10-2246号公報

ところで、ハイブリッド車両において、エンジンとモータを駆動するハイブリッド車モード中にモータ回転数制御を行っているとき、モータの回転数制限やバッテリの出力制限によってモータ回転数制御を継続できない場合がある。このときには、エンジンによる回転数制御を行う必要があった。
しかしながら、従来の車両制御装置では、エンジンの点火タイミングを、予め設定した回転数制御時の点火タイミングに切り替えることでエンジンによる回転数制御へと遷移する。そのため、制御のモード遷移時、エンジンに作用するフリクショントルクのばらつきの影響等により過渡的にエンジントルクが低下し、例えばモータ発電している場合等にエンジン回転数が大幅に低下するおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンをトルク制御から回転数制御へとモード遷移する際、エンジン回転数の変動を抑制することができる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、エンジン及びモータを有する駆動源と、前記駆動源と駆動輪の間に介装されるクラッチと、を備えたハイブリッド車両に搭載される。そして、前記エンジン及び前記モータを駆動するハイブリッド車モードでの走行時に、前記モータの回転数制御を行うと共に、前記エンジンのトルク制御を行う第１制御モードと、前記モータのトルク制御を行うと共に、前記エンジンの回転数制御を行う第２制御モードと、を切り替える車両制御手段を備えている。
さらに、前記車両制御手段は、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値と、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りの実トルク値に基づき、エンジントルク補正値を演算する補正値演算手段と、前記第１制御モードから前記第２制御モードへのモード遷移した際、前記エンジンの回転数制御開始時のエンジントルク指令値の初期値を、前記エンジントルク補正値を用いて補正する指令値補正手段と、を有する。

本願発明では、指令値補正手段により、第１制御モードから第２制御モードへのモード切替時、つまり、エンジンをトルク制御から回転数制御へとモード遷移した際、エンジンの回転数制御開始時のエンジントルク指令値の初期値が、第１制御モード中のエンジントルク補正値を用いて補正される。
すなわち、エンジン回転数制御を開始する際のエンジントルク指令値の初期値は、例えばクラッチ入力軸周りのイナーシャや応答遅れ等によって生じるエンジントルク補正値によって補正される。これにより、制御モードの遷移時にエンジンに作用するフリクショントルクのばらつき等に拘らず、制御モード遷移時のエンジントルクの変動を抑制することができ、エンジン回転数の変動も抑えることができる。
この結果、エンジンをトルク制御から回転数制御へとモード遷移する際、エンジン回転数の変動を抑制することができる。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレーン系を示すパワートレーン系構成図である。 実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。 実施例１の制御装置における制御システムの詳細ブロック図である。 補正トルク演算部の制御構成を示す制御ブロック図である。 エンジン回転数制御部の制御構成を示す制御ブック図である。 実施例１にて実行される統合コントローラ処理の流れを示すフローチャートである。 図４のステップS04にて実行される目標走行モード演算処理での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。 図４のステップS10にて実行されるエンジントルク補正値演算処理の流れを示すフローチャートである。 第１比較例の制御装置において、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。 第２比較例の制御装置において、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制御装置において、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性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施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、構成を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両に搭載された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」、「制御システムの詳細構成」、「統合コントローラ処理構成」、「エンジントルク補正値演算処理構成」に分けて説明する。

［パワートレーン系構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレーン系を示す。以下、図１に基づき、パワートレーン系構成を説明する。

実施例１のハイブリッド車両のパワートレーン系は、図１に示すように、エンジン１と、モータ/ジェネレータ２（モータ）と、自動変速機３と、第１クラッチ４と、第２クラッチ（クラッチ）５と、ディファレンシャルギア６と、タイヤ７,７（駆動輪）と、を備えている。

実施例１のハイブリッド車両は、エンジンと１モータ・２クラッチを備えたパワートレーン系構成であり、走行モードとして、第１クラッチ４の締結による「HEVモード」と、第１クラッチ４の開放による「EVモード」と、第１クラッチ４を締結すると共に第２クラッチ５をスリップ締結又は開放状態にする「WSCモード」と、を有する。

前記エンジン１は、その出力軸とモータ/ジェネレータ２（略称MG）の入力軸とが、トルク容量可変の第１クラッチ４（略称CL1）を介して連結される。このエンジン１及びモータ/ジェネレータ２は、ハイブリッド車両の駆動源となる。

前記モータ/ジェネレータ２は、その出力軸と自動変速機３（略称AT）の入力軸とが連結される。

前記自動変速機３は、複数段の変速段を有する変速機であり、その出力軸にディファレンシャルギア６を介してタイヤ７,７が連結される。この自動変速機３は、車速VSPとアクセル開度APOに応じて変速段を自動選択する自動変速、または、ドライバーの選択する変速段を選択するマニュアル変速を行う。

前記第２クラッチ５（略称CL2）は、自動変速機３のシフト状態に応じて異なる変速機内の動力伝達を担っているトルク容量可変のクラッチ・ブレーキによる締結要素のうち、１つを用いている。これにより自動変速機３は、第１クラッチ４を介して入力されるエンジン１の動力と、モータ/ジェネレータ２から入力される動力を合成してタイヤ７,７へ出力する。

なお、前記第１クラッチ４と前記第２クラッチ５には、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乾式多板クラッチや湿式多板クラッチ等を用いればよい。

そして、パワートレーン系には、第１クラッチ４の入力回転数であるエンジン出力回転数を検出するエンジン回転センサ１０と、第１クラッチ４の出力回転数であるモータ入力回転数（＝CL2入力回転数）を検出するMG回転センサ１１と、第２クラッチ５の出力回転数を検出するCL2アウトプット回転センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転数を検出するAT出力回転センサ１３と、が設けられる。

［制御システム構成］
図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す。以下、図２に基づいて、制御システム構成を説明する。

実施例１の制御システム（車両制御装置）は、図２に示すように、統合コントローラ２０と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２２と、インバータ８と、バッテリ９と、CL1用ソレノイドバルブ１４と、CL2用ソレノイドバルブ１５と、SOCセンサ１６と、アクセル開度センサ１７と、CL1ストロークセンサ２３と、を備えている。

前記統合コントローラ２０は、パワートレーン系構成要素の動作点を統合制御する。この統合コントローラ２０では、アクセル開度APOとバッテリ９の充電状態（バッテリSOC）と、車速VSP（自動変速機出力軸回転数に比例する値：車体速度）と、に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる運転モードを選択する。そして、エンジンコントローラ２１にエンジントルク指令及びエンジン回転数指令を出力し、モータコントローラ２２にMGトルク指令及びMG回転数指令を出力し、CL1用ソレノイドバルブ１４及びCL2用ソレノイドバルブ１５に駆動信号を出力する。さらに、この統合コントローラ２０は、エンジンコントローラ２１及びモータコントローラ２２に、制御モード切替信号を出力すると共に、エンジントルク補正値ΔＴｅを出力する。

なお、前記エンジンコントローラ２１は、エンジン１を制御するためのエンジン動作指令を出力する。前記モータコントローラ２２は、モータ/ジェネレータ２を制御するためのMG動作指令を出力する。前記インバータ８は、モータ/ジェネレータ２を駆動する。前記バッテリ９は、電気エネルギーを蓄える。前記CL1用ソレノイドバルブ１４は、第１クラッチ４の油圧を制御する。前記CL2用ソレノイドバルブ１５は、第２クラッチ５の油圧を制御する。前記SOCセンサ１６は、バッテリ９の充電状態を検出する。前記アクセル開度センサ１７は、アクセル開度APOを検出する。前記CL1ストロークセンサ２３は、第１クラッチ４のクラッチピストンのストロークを検出する。

［制御システムの詳細構成］
図３は、実施例１の制御装置における制御システムの詳細ブロック図である。以下、図３に基づき、制御システムの詳細構成について説明する。

前記統合コントローラ２０は、図３に示すように、動作点指令部２０ａと、制御モード切替判定部２０ｂと、補正トルク演算部２０ｃと、を有している。

前記動作点指令部２０ａは、アクセル開度APO、目標駆動トルク又は目標発電トルク、目標走行モード、車速VSP、要求発電出力等、を入力する。そして、これらの入力情報を動作点到達目標として、エンジントルク指令値Ｔｅ^＊又はエンジン回転数指令値ωｅ^＊と、MGトルク指令値Ｔｍ^＊又はMG回転数指令値ωｍ^＊と、第２クラッチトルク容量指令値Ｔ^＊と、等を演算する。

前記制御モード切替判定部２０ｂは、バッテリSOCやバッテリ温度等を含むバッテリ状態、インバータ８の出力制限等を含むモータ/ジェネレータ状態、モータ制限トルク・実モータトルク等の状態、目標走行モード・要求駆動力・車速VSP・変速段等を含む走行状態等を入力する。そして、これらの入力情報に応じて、第１クラッチ４を締結し、エンジン１及びモータ/ジェネレータ２を駆動した状態での走行時の車両の制御モードを演算し、制御モード切替信号を出力する。
ここで「車両の制御モード」として、エンジン１のトルク制御を行うと共に、モータ/ジェネレータ２の回転数制御を行う第１制御モードと、エンジン１の回転数制御を行うと共に、モータ/ジェネレータ２のトルク制御を行う第２制御モードと、を有している。

前記補正トルク演算部２０ｃは、第１制御モード中の第２クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値（以下「第２クラッチ入力指令トルク」という）Ｔ_CL2 ^＊と、第１制御モード中の第２クラッチ５の入力軸周りの実トルク値（以下「第２クラッチ入力実トルク」という）Ｔ_CL2に基づき、エンジントルク補正値ΔＴｅを演算する補正値演算手段に相当する。
ここで、「第２クラッチ５の入力軸」とは、モータ/ジェネレータ２の出力軸（＝自動変速機３の入力軸）である。また、エンジントルク補正値ΔＴｅは、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊と、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2の差分（以下、「クラッチトルク差分」という）ΔＴ_CL2に基づいて算出する。

なお、補正トルク演算部２０ｃの詳細構成は、図４に示すブロック図に基づいて説明する。
前記補正トルク演算部２０ｃは、図４に示すように、トルク指令演算器３１と、制御対象３２と、ローパスフィルタ３３と、実トルク推定器３４と、差分演算器３５と、リミッタ３６と、トルク補正値演算器３７と、を有している。

前記トルク指令演算器３１は、エンジントルク指令値Ｔｅ^＊と、MGトルク指令値Ｔｍ^＊と、第２クラッチトルク容量指令値Ｔ^＊を加算して、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊を演算する。
ここで、「エンジントルク指令値」は、エンジントルク応答相当のフィルタを乗じた値、いわゆるエンジントルク規範応答を用いる。また、「MGトルク指令値Ｔｍ^＊」は、モータ回転制御中のMGトルク指令値Ｔｍ^＊を用いる。また、「第２クラッチトルク容量指令値」は、第２クラッチトルク容量応答相当のフィルタを乗じた値、いわゆる第２クラッチトルク容量規範応答を用いる。

前記制御対象３２は、トルク指令演算器３１から入力した第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊からばらつきを含む外乱を減算する減算器３２ａと、外乱を差し引いた第２クラッチ入力指令トルクに対し、ゲインが１／Ｊ_in（Ｊ_in：エンジン、モータ、フライホイール等によって生じる第２クラッチ入力軸周りのイナーシャ）の比例増幅器３２ｂと、１／ｓ（ｓ：ラプラス演算子）の積分器３２ｃと、を有する。そして、この制御対象３２は、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊に基づき実モータ回転角加速度ω_inを演算する。

前記ローパスフィルタ３３は、定常ゲインが１のローパスフィルタであり、例えば下記式（１）によって示されるフィルタを用いる。
Ｈ（ｓ）＝１／τ・ｓ＋１ …（１）
ここで、τ：時定数である。

前記実トルク推定器３４は、検出した実モータ回転数よりモータ角加速度を算出し、これに第２クラッチ入力軸周りのイナーシャＪ_inを積算することで、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を演算する。

前記差分演算器３５は、ローパスフィルタ３３でフィルタ処理された第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊から、実トルク推定器３４で演算された第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を減算し、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2を算出する。

前記リミッタ３６は、差分演算器３５によって算出されたクラッチトルク差分ΔＴ_CL2に、上限値と下限値を設定するリミッタである。

前記トルク補正値演算器３７は、リミッタ３６でリミット処理されたクラッチトルク差分ΔＴ_CL2に基づいて、エンジントルク補正値ΔＴｅを演算する。具体的には、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも小さい場合には、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2に所定のオフセット量を加算し、エンジントルク補正値ΔＴｅとする。また、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも大きい場合には、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2から所定のオフセット量を減算し、エンジントルク補正値ΔＴｅとする。

前記エンジンコントローラ２１は、図３に示すように、エンジン回転数制御部２１ａと、エンジントルク制御部２１ｂと、制御モード切替器２１ｃと、を有している。

前記エンジン回転数制御部（指令値補正部）２１ａは、動作点指令部２０ａから入力されるエンジン回転数指令値ωｅ^＊と、エンジン回転センサ１０により検出されたエンジン出力回転数と、に基づき、エンジン回転数指令値ωｅ^＊を実現するための回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊を演算する。
なお、このエンジン回転数制御部２１ａでは、エンジン１の制御モードがトルク制御から回転数制御へとモード遷移したときには、補正トルク演算部２０ｃにより演算されたエンジントルク補正値ΔＴｅを用いて、エンジン１の回転数制御開始時の回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値を補正し、補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊を演算する。つまり、図５に示すブロック図のように、このエンジン回転数制御部２１ａは、フィードフォワード演算器４１と、フィードバック演算器４２と、加算器４３と、を有している。

前記フィードフォワード演算器４１は、エンジン回転数指令値ωｅ^＊とエンジン出力回転数に基づき、エンジン回転数指令値ωｅ^＊を実現するための回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊を演算する。

前記フィードバック演算器４２は、エンジン回転数指令値ωｅ^＊とエンジントルク補正値ΔＴｅに基づき、補正用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊＊を演算する。

前記加算器４３は、フィードフォワード演算器４１により演算された回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊と、フィードバック演算器４２により演算された補正用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊＊を加算し、補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊を算出する。

前記エンジントルク制御部２１ｂは、動作点指令部２０ａから入力されるエンジントルク指令値Ｔｅ^＊、又は、エンジン回転数制御部２１ａから入力される回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊もしくは補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊に基づき、エンジン１へ出力するエンジン動作指令を演算する。
ここで、エンジントルク指令値Ｔｅ^＊は、エンジン１の制御モードがトルク制御のときに入力される。また、回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊は、エンジン１の制御モードが回転数制御のときに入力される。さらに、補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊は、エンジン１の制御モードがトルク制御から回転数制御へとモード遷移した際、エンジン１の回転数制御開始時の回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値として入力される。

前記制御モード切替器２１ｃは、制御モード切替判定部２０ｂからの制御モード切替信号に基づき、エンジン１の制御モードを回転数制御又はトルク制御に切り替え設定する。

前記モータコントローラ２２は、図３に示すように、モータ回転数制御部２２ａと、モータトルク制御部２２ｂと、制御モード切替器２２ｃと、を有している。

前記モータ回転数制御部２２ａは、動作点指令部２０ａから入力されるMG回転数指令値ωｍ^＊と、MG回転センサ１１により検出されたモータ入力回転数と、に基づき、MG回転数指令値ωｍ^＊を実現するための回転数制御用MGトルク指令値Ｔｍ１^＊を演算する。

前記モータトルク制御部２２ｂは、動作点指令部２０ａから入力されるMGトルク指令値Ｔｍ^＊、又は、モータ回転数制御部２２ａから入力される回転数制御用MGトルク指令値Ｔｍ１^＊に基づき、モータ/ジェネレータ２へ出力するMG動作指令を演算する。
ここで、MGトルク指令値Ｔｍ^＊は、モータ/ジェネレータ２の制御モードがトルク制御のときに入力される。また、回転数制御用MGトルク指令値Ｔｍ１^＊は、モータ/ジェネレータ２の制御モードが回転数制御のときに入力される。

前記制御モード切替器２２ｃは、制御モード切替判定部２０ｂからの制御モード切替信号に基づき、モータ/ジェネレータ２の制御モードを回転数制御又はトルク制御に切り替え設定する。

［統合コントローラ処理構成］
図６は、実施例１にて実行される統合コントローラ処理の流れを示すフローチャートである。以下、図６に基づき、統合コントローラ処理構成を表す各ステップについて説明する。

ステップS01では、各コントローラからデータを受信し、次のステップS02では、各センサの検出値を読み込み、後の演算に必要な情報を取り込む。

ステップS03では、ステップS02でのセンサ値読み込みに続き、車速VSP、アクセル開度APO、ブレーキ制動力等に応じて目標駆動トルク又は目標発電トルクを演算し、ステップS04へ進む。

ステップS04では、ステップS03での目標駆動トルク（目標発電トルク）の演算に続き、目標駆動トルク（目標発電トルク）、バッテリSOC、アクセル開度APO、車速VSP、路面勾配、等の車両状態に応じて、目標走行モードを選択し、ステップS05へ進む。
なお、参考として、図７に「EVモード」と「HEVモード」と「WSCモード」を互いに遷移する目標走行モードの抜粋を示す。このステップS04の演算で、「EVモード」から「HEVモード」または「WSCモード」へのモード遷移を選択した場合にエンジン始動を実施する。また、「WSCモード」を選択した場合には、モータ/ジェネレータ２を回転数制御しつつ、第２クラッチ５をスリップ締結又は開放状態にする。ここでは「WSCモード」に、Pレンジ又はNレンジ状態も含む。

ステップS05では、ステップS04での目標走行モード演算に続き、バッテリSOCやバッテリ温度等を含むバッテリ状態、インバータ８の出力制限等を含むモータ/ジェネレータ状態、モータ制限トルク・実モータトルク等の状態、目標走行モード・要求駆動力・車速VSP・変速段等を含む走行状態等に応じて、エンジン１の回転数制御を実行するか否かを判定し、ステップS06へ進む。
すなわち、ハイブリッド車両の制御モードを、エンジン１のトルク制御を行うと共に、モータ/ジェネレータ２の回転数制御を行う第１制御モードから、エンジン１の回転数制御を行うと共に、モータ/ジェネレータ２のトルク制御を行う第２制御モードへと、モード遷移するか否かを判定する。

ステップS06では、ステップS05でのエンジン回転数制御の可否判定に続き、走行状態に応じたエンジン回転数指令値ωｅ^＊又はMG回転数指令値ωｍ^＊を演算し、ステップS07へ進む。
ここで、「WSCモード」でNレンジ又はPレンジのときには、いわゆるアイドル回転数制御を行い、発電したい電力に応じて回転数指令値を決める。また、「WSCモード」でDレンジ又はRレンジのような駆動レンジのときには、第２クラッチ５がスリップ締結するような回転数指令値とする。

ステップS07では、ステップS06での回転数指令値演算に続き、目標駆動トルクや目標発電トルクに応じたエンジントルク指令値Ｔｅ^＊又はMGトルク指令値Ｔｍ^＊を演算し、ステップS08へ進む。

ステップS08では、ステップS07でのトルク指令値演算に続き、目標駆動トルクに応じて第２クラッチ５のトルク容量指令値Ｔ^＊を演算し、ステップS09へ進む。

ステップS09では、ステップS08での第２クラッチトルク容量指令値演算に続き、第１制御モード中の第２クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊と、第１制御モード中の第２クラッチの入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2の差分（クラッチトルク差分）ΔＴ_CL2を演算し、ステップS10へ進む。
ここで、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2は、図４に示す補正トルク演算部２０ｃにおける差分演算器３５によって演算する。

ステップS10では、ステップS09でのクラッチトルク差分演算に続き、このクラッチトルク差分ΔＴ_CL2に基づいて、後述するエンジントルク補正値演算処理を実行し、ステップS11へ進む。

ステップS11では、ステップS10でのエンジントルク補正値演算処理の実行に続き、各コントローラからデータを送信し、エンドへ進む。

［エンジントルク補正値演算処理構成］
図８は、図６のフローチャートにおけるステップS10で実行されるエンジントルク補正値演算処理の流れを示すフローチャートである。以下、図８に基づき、エンジントルク補正値演算処理の各ステップについて説明する。

ステップS101では、図６に示す統合コントローラ処理におけるステップS05でのエンジン回転数制御の可否判定に基づき、エンジン回転数制御要求が出力されたか否かを判断する。YES（エンジン回転数制御要求あり）の場合はステップS102へ進む。NO（エンジン回転数制御要求なし）の場合はステップS106へ進む。
ここで、エンジン回転数制御要求は、ハイブリッド車両の制御モードを、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移する際に出力される。

ステップS102では、ステップS101でのエンジン回転数制御要求ありとの判断に続き、第１クラッチ４が締結されているか否かを判断する。YES（締結）の場合はステップS103へ進む。NO（解放）の場合はステップS106へ進む。
ここで、第１クラッチ４の締結判定は、CL1用ソレノイドバルブ１４に出力される駆動信号に基づいて判断する。

ステップS103では、ステップS102での第1クラッチ締結との判断に続き、図６に示す統合コントローラ処理におけるステップS09で演算した第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊と第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2の差分（クラッチトルク差分）ΔＴ_CL2が、ゼロ以上であるか否かを判断する。YES（ΔＴ_CL2≧ゼロ）の場合はステップS104へ進む。NO（ΔＴ_CL2＜ゼロ）の場合はステップS105へ進む。
ここで、「ΔＴ_CL2≧ゼロ」とは、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも小さい場合であり、実トルクが指令トルクに対して不足している状態である。
また、「ΔＴ_CL2＜ゼロ」とは、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも大きい場合であり、実トルクが指令トルクに対して大きい状態である。

ステップS104では、ステップS103でのΔＴ_CL2≧ゼロとの判断に続き、下記式（２）に基づいてエンジントルク補正値ΔＴｅを演算し、エンドへ進む。
ΔＴｅ＝ΔＴ_CL2×第１ゲイン＋第１オフセット量 …（２）
ここで、第１ゲインは、任意に設定した定数である。また、第１オフセット量は、任意に設定した定数である。
これにより、ΔＴ_CL2≧ゼロのときには、エンジン１の回転数制御開始時の回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値となる補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊が、増大方向に補正され、エンジン１が回転数制御にモード遷移したタイミングで、スロットルが開く方向に制御される。

ステップS105では、ステップS103でのΔＴ_CL2＜ゼロとの判断に続き、下記式（３）に基づいてエンジントルク補正値ΔＴｅを演算し、エンドへ進む。
ΔＴｅ＝ΔＴ_CL2×第２ゲイン−第２オフセット量 …（３）
ここで、第２ゲインは、任意に設定した定数である。また、第２オフセット量は、任意に設定した定数であり、第１オフセット量と同じ値であってもよい。
これにより、ΔＴ_CL2＜ゼロのときには、エンジン１の回転数制御開始時の回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値となる補正後エンジントルク指令値Ｔｅ２^＊が、減少方向に補正され、エンジン１が回転数制御にモード遷移したタイミングで、スロットルが閉じる方向に制御される。

ステップS106では、ステップS101でのエンジン回転数制御要求なしとの判断、又は、ステップS102での第１クラッチ開放との判断に続き、エンジントルク補正値ΔＴｅをゼロに設定し、エンドへ進む。

次に、作用を説明する。
まず、「比較例のハイブリッド車両の制御装置における構成と課題」を説明し、続いて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における、制御モード切替時エンジントルク制御作用について説明する。

［比較例のハイブリッド車両の制御装置における構成と課題］
図９は、第１比較例の制御装置において、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートであり、図１０は、第２比較例の制御装置において、第１制御モードから第２制御モードへとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。
以下、図９及び図１０に基づき、比較例のハイブリッド車両の制御装置における構成と課題を説明する。

駆動源としてエンジン１及びモータ/ジェネレータ２を備え、エンジン１とモータ/ジェネレータ２の間に第１クラッチ４を介装し、モータ/ジェネレータ２とタイヤ（駆動輪）７,７の間に第２クラッチ５を介装したハイブリッド車両（図１参照）では、第１クラッチ４を締結すると共にエンジン１とモータ/ジェネレータ２を駆動し、エンジン１をトルク制御し、モータ/ジェネレータ２を回転数制御する第１制御モードのとき、モータの回転数制限やバッテリの出力制限によってモータ/ジェネレータ２の回転数制御を継続できないことがある。このときには、エンジン１を回転数制御し、モータ/ジェネレータ２をトルク制御する第２制御モードへとモード遷移する必要が生じる。

ここで、第１比較例のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン回転数制御の開始時である時刻ｔ_１に、エンジン１の点火タイミングを、予め設定した点火タイミングにずらす構成となっている。すなわち、エンジン制御をフィードフォワード的に実行する。

しかしながら、この第１比較例の制御装置では、点火タイミングを予め設定したタイミングにずらすことで、エンジン１の点火動作に一時的なタイムラグが生じる。これにより、図９に示すＡ部のように、過渡的（一時的）にエンジントルクが大幅低減し、実際のエンジントルクが目標値に追従しなくなってしまう。この結果、モータ/ジェネレータ２によって発電している場合等でエンジン負荷が高いとき等では、図９に示すＢ部のように、エンジン回転数が低下して第２クラッチ５の入力回転数が低減してしまう。

しかも、エンジン回転数が低下すると、エンストや、エンジン共振帯通過時のフロア振動が発生することがある。また、エンジン点火タイミングを調整することで、モード遷移時にエンジントルク変動が生じないようにしても、第１クラッチ４の締結状態等による外乱が印加されることで、エンジン回転数の変動が生じることがある。
そして、図１に示すパワートレーン系を有するハイブリッド車両では、トルクコンバータを備えていない。しかし、例えば通常のエンジン車（トルクコンバータを有する車両）と同等程度のエンジン回転数制御の応答性があったとしても、エンジントルクが低下するため、エンジン回転数を維持することは困難となっていた。

一方、第２比較例のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１をトルク制御から回転数制御へとモード遷移する際に、点火タイミングをずらすことなく、エンジントルクが急変しないように制御する（図１０におけるＣ部）。
ここで、エンジントルクが急変しないようにするには、例えばエンジン１から出力された実トルクの変化量を検出し、この変化量が大きくならないようにエンジントルク指令値を調整する。すなわち、エンジン制御をフィードバック的に実行する。

しかしながら、この場合であっても、エンジン１から第２クラッチ５までの間に生じるイナーシャや応答遅れ等の影響により、モータ回転数制御時（第１制御モード時）の第２クラッチ入力軸周りのトルク指令に対する、実トルクの差異を、エンジン回転数制御で補正するために時間がかかってしまう（図１０におけるＤ部）。つまり、実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数に追従しない時間が、エンジン回転数制御の開始時である時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までかかり、エンジン回転数の目標エンジン回転数に対する変動が短時間で収束しない。これにより、ドライバーに違和感を与えたり、車両挙動が不安定になったりすることがあった。

［制御モード切替時エンジントルク制御作用］
図１１は、実施例１の制御装置において、エンジントルク制御からエンジン回転数制御へとモード遷移したときのエンジントルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。以下、図１１に示すタイムチャートに基づいて、実施例１の制御モード切替時エンジントルク制御作用について説明する。

実施例１の制御装置では、第１制御モード中の第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊と、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2に基づき、エンジントルク補正値ΔＴｅを演算する補正トルク演算部２０ｃと、第１制御モードから第２制御モードへのモード切替時に、エンジン１の回転数制御開始時の回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値を、エンジントルク補正値ΔＴｅを用いて補正するエンジン回転数制御部２１ａと、を有している。

すなわち、車両の制御モード切替時、エンジン１よりも下流側に配置された第２クラッチ５の状態によって演算したエンジントルク補正値ΔＴｅを、エンジン回転数制御開始時のトルク指令初期値を演算する際にフィードバックすることとなる。

これにより、第１モード制御中に発生していたエンジン１から第２クラッチ５までの間に生じるイナーシャや応答遅れに基づき、エンジン回転数制御開始時に、これらがエンジン１から出力されるエンジントルクに与える影響を補正することができる。このため、第２制御モード中のエンジントルクを、目標エンジントルク（エンジントルク指令値Ｔｅ^＊）に対して速やかに追従させることができる（図１１におけるＥ部）。この結果、制御モードの遷移時にエンジンに作用するフリクショントルクのばらつき等に拘らず、制御モード遷移時に、エンジントルクの変動（段差）を抑制することができる。
そして、エンジントルクが速やかに目標エンジントルクに収束することで、エンジン回転数の変動も抑制され、実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数（エンジン回転数指令値ωｅ^＊）に追従しない時間が、エンジン回転数制御の開始時である時刻ｔ_１から時刻ｔ_３（ｔ_３＜ｔ_２）までになる。これにより、エンジン回転数の変動を抑制して、短時間でエンジン回転数を目標エンジン回転数に追従させることができる（図１１におけるＦ部）。

なお、車両の制御モードを第１制御モードから第２制御モードへのモード切替する際、回転数制御からトルク制御へと切り替わるモータ/ジェネレータ２では、トルク制御中のMGトルク指令値を、エンジントルクの応答速度（実際のエンジントルクの変化）に合わせて設定し、目標モータトルクに追従させる（図１１のＧ部）。

また、実施例１の制御装置では、エンジントルク補正値ΔＴｅを、第１制御モード中の第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊と、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2の差分（クラッチトルク差分）ΔＴ_CL2に基づいて演算している。
つまり、第１制御モード中に発生した第２クラッチ５の軸周りにおけるトルク指令値と実トルクとのずれを用いてエンジントルク補正値ΔＴｅを演算している。
これにより、エンジントルク補正値ΔＴｅの演算を簡素化し、エンジントルク制御からエンジン回転数制御へ速やかにモード遷移することができる。

また、この実施例１では、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2がゼロ以上で、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも小さい場合には、エンジントルク補正値ΔＴｅを、回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値を増大補正する値に設定する。これに対し、クラッチトルク差分ΔＴ_CL2がゼロ未満で、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2が第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊よりも大きい場合には、エンジントルク補正値ΔＴｅを、回転数制御用エンジントルク指令値Ｔｅ１^＊の初期値を減少補正する値に設定する。

これにより、第２クラッチ５の軸周りにおける実トルクがトルク指令に不足する場合には、エンジン１のスロットが開く方向に制御され、エンジン１から出力されるエンジントルクが高めになる。一方、第２クラッチ５の軸周りにおける実トルクがトルク指令を上回る場合には、エンジン１のスロットが閉じる方向に制御され、エンジン１から出力されるエンジントルクが低めになる。
この結果、エンジン回転数制御中のエンジントルクは、第２クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値と実トルクのずれを低減するように制御されることになり、制御モード遷移時に、エンジントルクの変動（段差）をさらに抑制することができる。このため、エンジン回転数の変動をさらに抑制して、短時間でエンジン回転数を目標エンジン回転数に追従させることができる。

そして、実施例１では、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊を、第１制御モード中のMGトルク指令値と、エンジントルク指令値と、第２クラッチ５のトルク容量指令値と、に基づいて演算し、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を、実モータ回転角加速度ω_inと、第２クラッチ５の入力軸周りのイナーシャと、に基づいて演算している。
これにより、第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊及び第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を、トルクセンサを用いることなく求めることができる。この結果、コスト低減を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジン１及びモータ（モータ/ジェネレータ）２を有する駆動源と、前記駆動源と駆動輪（タイヤ）７の間に介装されるクラッチ（第２クラッチ）５と、を備えたハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジン１及び前記モータ２を駆動するハイブリッド車モード（HEVモード）での走行時に、前記エンジン１のトルク制御を行うと共に、前記モータ２の回転数制御を行う第１制御モードと、前記エンジン１の回転数制御を行うと共に、前記モータ２のトルク制御を行う第２制御モードと、を切り替える車両制御手段（制御システム、図２）を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両制御手段（制御システム、図２）は、
前記第１制御モード中の前記クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊と、前記第１制御モード中の前記クラッチ５の入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2に基づき、エンジントルク補正値ΔＴｅを演算する補正値演算手段（補正トルク演算部）２０ｃと、
前記第１制御モードから前記第２制御モードへのモード切替時に、前記エンジン１の回転数制御開始時のエンジントルク指令値（回転数制御用エンジントルク指令値）Ｔｅ１^＊の初期値を、前記エンジントルク補正値ΔＴｅを用いて補正する指令値補正手段（エンジン回転数制御部）２１ａと、
を有する構成とした。
これにより、エンジンをトルク制御から回転数制御へとモード遷移する際、エンジン回転数の変動を抑制することができる。

(2) 前記補正値演算手段（補正トルク演算部）２０ｃは、
前記エンジントルク補正値ΔＴｅを、前記第１制御モード中の前記クラッチ（第２クラッチ）５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊と、前記第１制御モード中の前記クラッチ５の入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2の差分（クラッチトルク差分）ΔＴ_CL2に基づいて演算する。
これにより、(1)の効果に加え、エンジントルク補正値ΔＴｅの演算を簡素化し、エンジントルク制御からエンジン回転数制御へ速やかにモード遷移することができる。

(3) 前記補正値演算手段（補正トルク演算部）２０ｃは、
前記クラッチ（第２クラッチ）５の入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2が、前記クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊よりも小さい場合には、前記エンジントルク補正値ΔＴｅを、前記エンジントルク指令値（回転数制御用エンジントルク指令値）Ｔｅ１^＊の初期値を増大補正する値に設定し、
前記クラッチ５の入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2が、前記クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊よりも大きい場合には、前記エンジントルク補正値ΔＴｅを、前記エンジントルク指令値（回転数制御用エンジントルク指令値）Ｔｅ１^＊の初期値を減少補正する値に設定する構成とした。
これにより、(2)の効果に加え、エンジン回転数制御中のエンジントルクは、第２クラッチ５の入力軸周りのトルク指令値と実トルクのずれが低減するように制御されることになり、制御モード遷移時のエンジン回転数の変動をさらに抑制して、短時間でエンジン回転数を目標エンジン回転数に追従させることができる。

(4) 前記補正値演算手段（補正トルク演算部）２０ｃは、前記第１制御モード中の前記クラッチ（第２クラッチ）５の入力軸周りのトルク指令値（第２クラッチ入力指令トルク）Ｔ_CL2 ^＊を、エンジントルク指令値Ｔｅ^＊と、MGトルク指令値Ｔｍ^＊と、前記クラッチ５のトルク容量指令値Ｔ^＊と、に基づいて演算し、
前記第１制御モード中の前記クラッチ５の入力軸周りの実トルク値（第２クラッチ入力実トルク）Ｔ_CL2を、実モータ回転角加速度ωinと、前記クラッチ５の入力軸周りのイナーシャと、に基づいて演算する構成とした。
これにより、(1)〜(3)の効果に加え、トルクセンサを用いることなく第２クラッチ入力指令トルクＴ_CL2 ^＊及び第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を求めることができ、コスト低減を図ることができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許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。

実施例１では、第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を、実トルク推定器３４により、実モータ回転角加速度ωinと、第２クラッチ５の入力軸周りのイナーシャから演算によって求める例を示した。つまり、この実施例１では、演算によって求めた推定値を第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2としている。しかしながら、例えばトルクセンサを用いて第２クラッチ入力実トルクＴ_CL2を求めてもよい。この場合は、実際のトルクを検出するため、制御精度の向上を図ることができる。

また、実施例１では、エンジンコントローラ２１のエンジン回転数制御部２１ａにおいてエンジン回転数制御を実行する例を示したが、これに限らない。たとえば、統合コントローラ２０においてエンジン回転数制御を行ってもよい。

さらに、この実施例１のパワートレーン系は、エンジン１とモータ/ジェネレータ２の間に、駆動力を断接する第１クラッチ４を有する例を示したが、これに限らない。例えば、エンジン１とモータ/ジェネレータ２が常時直結しているパワートレーン系を有するハイブリッド車両や、エンジン１とモータ/ジェネレータ２がプラネタリギアからなる動力分割装置を介して連結されているパワートレーン系であっても、本発明を適用することができる。

１ エンジン
２ モータ/ジェネレータ（モータ）
３ 自動変速機
４ 第１クラッチ
５ 第２クラッチ（クラッチ）
６ ディファレンシャル
７ タイヤ（駆動輪）
１０ エンジン回転センサ
１１ ＭＧ回転センサ
２０ 統合コントローラ
２０ａ 動作点指令部
２０ｂ 制御モード切替判定部
２０ｃ 補正トルク演算部（補正値演算部）
２１ エンジンコントローラ
２１ａ エンジン回転数制御部（指令値補正手段）
２１ｂ エンジントルク制御部
２１ｃ 制御モード切替器
２２ モータコントローラ
２２ａ モータ回転数制御部
２２ｂ モータトルク制御部
２２ｃ 制御モード切替器

Claims (4)

1. エンジン及びモータを有する駆動源と、前記駆動源と駆動輪の間に介装されるクラッチと、を備えたハイブリッド車両に搭載され、
   前記エンジン及び前記モータを駆動するハイブリッド車モードでの走行時に、前記エンジンのトルク制御を行うと共に、前記モータの回転数制御を行う第１制御モードと、前記エンジンの回転数制御を行うと共に、前記モータのトルク制御を行う第２制御モードと、を切り替える車両制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記車両制御手段は、
   前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値と、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りの実トルク値に基づき、エンジントルク補正値を演算する補正値演算手段と、
   前記第１制御モードから前記第２制御モードへのモード切替時に、前記エンジンの回転数制御開始時のエンジントルク指令値の初期値を、前記エンジントルク補正値を用いて補正する指令値補正手段と、
   を有す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に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記補正値演算手段は、前記エンジントルク補正値を、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値と、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りの実トルク値の差分に基づいて演算する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記補正値演算手段は、
   前記クラッチの入力軸周りの実トルク値が、前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値よりも小さい場合には、前記エンジントルク補正値を、前記エンジントルク指令値の初期値を増大補正する値に設定し、
   前記クラッチの入力軸周りの実トルク値が、前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値よりも大きい場合には、前記エンジントルク補正値を、前記エンジントルク指令値の初期値を減少補正する値に設定する
   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１から請求項３のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記補正値演算手段は、前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りのトルク指令値を、エンジントルク指令値と、モータトルク指令値と、前記クラッチのトルク容量指令値と、に基づいて演算し、
   前記第１制御モード中の前記クラッチの入力軸周りの実トルク値を、実モータ回転角加速度と、前記クラッチの入力軸周りのイナーシャと、に基づいて演算する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。