JP6511922B2

JP6511922B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP6511922B2
Application number: JP2015076407A
Authority: JP
Inventors: 和洋近藤; 潤雨宮; 秀彦杉田; 芦沢　裕之; 裕之芦沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: JP2016196222A

Description

本発明は、エンジンとモータとの間のクラッチをスムーズに接続可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、クラッチを締結する際、クラッチの差回転の微分値を用いて締結タイミングを制御する技術が開示されている。

特開2006-335197号公報

ここで、エンジンとモータとを断接する第１クラッチと、モータと駆動輪とを断接する第２クラッチとを有するハイブリッド車両において、第１クラッチを解放し、モータトルクを用いて走行している状態からエンジントルクを用いて走行する状態へ移行するときは、第２クラッチをスリップ制御し、エンジンを始動後に第１クラッチを締結し、エンジントルクを用いて走行する状態へ移行する。このとき、第１クラッチの締結タイミングが早いと、モータ回転数が低下するため、第２クラッチがスリップ状態を維持できずショックが発生するおそれがある。一方、第１クラッチの締結タイミングが遅いと、エンジン回転数が吹け上がるため運転者に違和感を与えると共に、余分な燃料を噴射するため燃費悪化のおそれがある。そこで、従来技術のように、第１クラッチの入力側（エンジン側）と出力側（モータ側）との回転数差の微分値に基づいて第１クラッチの締結タイミングを決定する技術を採用することが考えられる。しかしながら、回転数差の微分値は、エンジンクランキング時の圧縮反力や燃料噴射開始によるエンジン回転数変動の影響を受けるため、適切な第１クラッチ締結タイミングを決定することが困難であった。
本発明の目的は、エンジンとモータとを断接するクラッチの適正な締結タイミングを得ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、エンジンとモータとを断接可能な第１クラッチと、前記モータと駆動輪とを断接可能な第２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、第１クラッチを解放し、エンジンを停止し、第２クラッチを締結し、モータトルクにより走行するモータ走行モードでの走行中、第２クラッチをスリップ制御し、エンジンの完爆後の所定時に第１クラッチを締結し、エンジントルクにより走行するエンジン走行モードに遷移するとき、第１クラッチを締結するタイミングである所定時を、第１クラッチの差回転に、微分要素と高周波成分低減要素を含むフィルタを作用させた差回転微分値に基づいて決定する手段であって、エンジンの完爆時は、エンジン回転数のフィードフォワード補償を行うことで差回転微分値を補正することとした。

よって、差回転を微分した際に生じる回転変動や信号ノイズによるばらつきを低減することができ、適切なタイミングで第１クラッチを締結できる。よって、締結ショックやエンジン回転数の吹け上がりによる燃費悪化を回避できる。

実施例１の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。実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。図２のドライバ要求トルク演算部にてドライバ要求トルク演算に用いられるドライバ要求トルクマップの一例を示す図である。図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップを示す図である。図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。実施例１のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すフローチャートである。実施例１のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すタイムチャートである。実施例１のフィルタを用いた推定差回転角速度演算処理を表す制御ブロック図である。比較例と実施例１の第１クラッチ締結時における第１クラッチ差回転及び推定誤差を表すタイムチャートである。実施例２のフィルタを用いた推定差回転角速度演算処理を表す制御ブロック図である。実施例２のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すタイムチャートである。実施例１と実施例２の第１クラッチ締結時における第１クラッチ差回転及び推定誤差を表すタイムチャートである。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のエンジン始動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。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、内燃機関であるエンジンE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RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

エンジンEは、ガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブ512（図６参照）のバルブ開度等が制御される。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。また、エンジンEには、モータSSGを有する。このモータSSGは、ベルトを用いてエンジンEのクランクシャフトと接続され、始動用モータとして機能し、かつ、必要に応じて発電するオルタネータとして動作する。
第１クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ5からの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制御油圧により、スリップしながらトルク伝達を行うスリップ締結を含み締結・開放が制御される。

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、後述する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こともできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、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てバッテリ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、図外のダンパーを介して自動変速機ATの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り、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づいて、AT油圧コントロールユニット8により作り出された制御油圧により、スリップしながらトルク伝達を行うスリップ締結を含み締結・開放が制御される。

自動変速機ATは、前進７速後退１速等の有段階の変速比を車速VSPやアクセルペダル開度APO等に応じて自動的に切り替える変速機である。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、いくつかの摩擦締結要素を流用している。自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフト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。なお、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2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多板クラッチを用いている。

このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。なお、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。エンジン始動処理については後述する。

上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ4の充電のために使用する。また、車両停止時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例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、AT油圧コントロールユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、SSGコントローラSSGCUと、を有する。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、SSGコントローラSSGCUとは、互いの情報交換が可能な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を入力し、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数，Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、スロットルアクチュエータ511（図6参照）へ出力する。エンジン回転数Ne等の情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
SSGコントローラSSGCUは、統合コントローラ10からの指令信号に基づいてモータSSGをスタータモータ機能及びオルタネータ機能として動作させる。

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からの情報を入力し、統合コントローラ10からの目標モータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nmg：モータジェネレータ回転数，Tmg：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ3へ出力する。このモータコントローラ2では、バッテリ4の充電状態を表すバッテリSOCを監視する。監視されたバッテリ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、第１クラッチ油圧センサ14と第１クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報、及び統合コントローラ10からの第１クラッチ制御指令を入力し、第１クラッチ油圧ユニット6に第１クラッチCL1の締結・開放制御指令を出力する。第１クラッチストロークC1Sの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。

ATコントローラ7は、アクセルペダル開度センサ16、車速センサ17、第２クラッチ油圧センサ18、セレクトレバー27の操作位置に応じたレンジ信号を出力するインヒビタスイッチ28の各種センサ信号と、統合コントローラ10からの制御指令とを入力し、AT油圧コントロールユニット8に制御指令を出力する。アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチ信号は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。また、インヒビタスイッチ信号はコンビネーションメータ（不図示）内に設けられたメータ内表示器29に送られ、現在のレンジ位置が表示される。

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からのセンサ情報を入力する。そして、ブレーキ踏み込み制動時、統合コントローラ10からの回生協調制御指令に基づいて、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の不足分を機械制動力（摩擦ブレーキによる制動力）で補う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コントローラであり、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ21と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ22と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ23と、ブレーキ油圧センサ24と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ25と、前後加速度を検出するGセンサ26と、CAN通信線11を介して得られた情報とを入力する。

また、統合コントローラ10は、エンジンコントローラ1への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ2への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ5への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ7への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、SSGコントローラSSGCUへの制御指令によるスタータモータ機能もしくはオルタネータ機能を発揮させるモータ制御と、を行う。

図２は、実施例１の統合コントローラ10内の制御構成を表す制御ブロック図である。統合コントローラ10は、例えば10msecの制御周期で各種演算を実行する。統合コントローラ10は、ドライバ要求トルク演算部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、変速制御部500と、を有する。

ドライバ要求トルク演算部100では、図３に示すドライバ要求トルクマップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、ドライバ要求トルクTddを演算する。

次に、モードマップについて説明する。図４は実施例１の通常モードマップである。通常モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。このモードマップは、アクセルペダル開度APOと車速VSPによって定まる運転点の位置に応じたモードを目標モードとして出力する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下、もしくは他のアイドリングストップ禁止要求がある場合は、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。

図４の通常モードマップにおいて、WSC→EV切換線及びHEV→EV切換線は、アクセルペダル開度APO軸で見たとき、所定開度APO2に設定されている。また、HEV→EV切換線は、車速VSP軸で見たとき、所定車速VSP2に設定されている。HEV→WSC切換線は、所定アクセルペダル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンEのアイドル回転数と一致する下限車速VSP1よりも小さな回転数となる車速領域に設定されている。また、所定アクセルペダル開度APO1以上の領域では、大きな駆動力を要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。なお、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように設定されている。

アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクTeとモータジェネレータトルクTmgで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクTeは、エンジン回転数Neが上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数Neを引き上げてより大きなトルクを出力させる。よって、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図４に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。

目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、ドライバ要求トルクTddと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの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モータトルクと目標第２クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。

また、動作点指令部400は、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンEを始動するエンジン始動制御部を有する。エンジン始動制御部は、第２クラッチCL2をドライバ要求トルクTddに応じた第２クラッチ伝達トルク容量に設定してスリップ制御状態とする。また、モータジェネレータMGを回転数制御とし、目標モータジェネレータ回転数を駆動輪回転数相当値に所定スリップ量を加算した値とする。エンジン始動制御部は、この状態で、SSGコントローラSSGCUにスタータモータとして機能する指令を出力する。そして、エンジン完爆後、第１クラッチCL1の差回転が所定の条件を満たしたときに第１クラッチCL1へ締結指令を出力する。これにより、出力軸トルクは第２クラッチCL2のクラッチ伝達トルク容量で安定させつつ、エンジン始動を行う。
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量と目標変速段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。シフトマップには、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいてあらかじめ目標変速段が設定されている。

次に、EV走行モードからHEV走行モードにモード遷移する際、統合コントローラ10内で演算される第１クラッチCL1の締結制御処理について説明する。
図６は実施例１のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すフローチャートである。統合コントローラ10がエンジン始動を判断すると、モータSSGをスタータモータとして機能させ、エンジンEが回転を開始し、次の制御処理が実行される。
ステップS1では、エンジンEの回転角速度ωNe及びモータジェネレータMGの回転角速度ωNmgを読み込む。尚、エンジン回転角速度はエンジン回転数センサ12から、モータジェネレータ回転角速度はレゾルバ13から算出すればよいが、他のセンサから検出してもよく特に限定しない。

ステップS2では、エンジンEの回転角速度ωNeからモータジェネレータMGの回転角速度ωNmgを引いた角速度である第１クラッチCL１の差回転角速度ω(t)を演算すると共に第１クラッチCL1の差回転角速度（以下、推定差回転角速度ω(t+TM)と記載する。）を推定する。ここで、TMは第１クラッチCL1の応答遅れ時間である。
ステップS3では、推定差回転角速度ω(t+TM)が０rad/s以上か否かを判定する。０rad/s以上のときはステップS4に進んで第１クラッチCL1の締結指令を出力し、０rad/s未満のときはステップS1に戻り推定差回転角速度ω(t)の演算を継続する。

図７は実施例１のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すタイムチャートである。
時刻ｔ１において、EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令が出力され、第２クラッチCL2がスリップ制御に切り換えられ、SSGコントローラSSGCUにモータSSGをスタータモータとして機能させる指令が出力される。これにより、エンジン回転数NeがモータSSGの回転数と共に上昇する。
時刻ｔ２において、エンジン回転数Neが完爆を表す所定回転数以上となり、エンジン完爆と判定され、時刻ｔ３において推定差回転角速度ω(t+TM)が０rad/sに到達するため、第１クラッチCL1に締結指令が出力される。実際には、第１クラッチCL1は油圧により締結するため、応答遅れ時間TMが経過した時刻ｔ４において第１クラッチCL1が締結する。このとき、実差回転速度がちょうど０rad/sとなっているため、エンジン回転角速度ωNeとモータジェネレータ回転角速度ωNmgとが一致するときに締結できる。よって、適切なタイミングで第１クラッチCL1を締結できる。

ここで、推定差回転角速度ω(t+TM)の推定精度が悪いと、適切なタイミングで第１クラッチCL1を締結できず、締結ショックや燃費の悪化を招くため、推定精度の向上が求められる。例えば、比較例としてエンジン回転角速度ωNeとモータジェネレータ回転角速度ωNmgの差回転微分値ω(t)_dotを用いて、テイラー展開の一次近似を用いて演算すると下記の式（１）で表される。
〔式（１）〕
ω（t＋TM）＝ω(t)＋ω(t)_dot×TM
この場合、エンジン始動時のようにエンジンEの圧縮反力に伴う回転変動が生じるため、エンジン回転角速度の上昇とは無関係な成分も微分してしまい、信号ノイズにより推定精度がばらつくおそれがある。そこで、実施例１では、微分要素と高周波成分とを除去する機能を有したフィルタF1を用いることで、精度の高い推定差回転角速度ω(t＋TM)を求めることとした。

フィルタの種類としては、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドパスフィルタとローパスフィルタを組み合わせたフィルタ等が考えられる。各フィルタにより演算される差回転微分値ω(t)_dotは下記のように表される。
〔式（２）〕ハイパスフィルタの場合
ω(s)_dot＝（s/（τs＋１））・ω(s)
〔式（３）〕バンドパスフィルタの場合
ω(s)_dot＝（s/（τ²s²＋2ζτs＋１））・ω(s)
〔式（４）〕バンドパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせの場合
ω(s)_dot＝（s/（τ²s²＋2ζτs＋１）・(τs＋１)ⁿ）・ω(s)
ここで、sはラプラス演算子であり、τ、ζ、nにより、微分領域と高周波除去領域の周波数を設計することができる。以下、バンドパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせによるフィルタF1について詳述する。

図８は実施例１のフィルタを用いた推定差回転角速度演算処理を表す制御ブロック図である。フィルタF1は、上記式（４）の各項を制御ブロック図で示したものである。ζ、τはバンドパスフィルタのパラメータであり、例えばζ＝１、τ＝0.02(sec)として設計する。

図９は比較例と実施例１の第１クラッチ締結時における第１クラッチ差回転及び推定誤差を表すタイムチャートである。図９（ａ）は比較例、図９（ｂ）は実施例１を表す。図９（ａ）に示すように、比較例の場合、エンジンの回転変動が生じることで微分値が大きく変動する。よって、推定差回転角速度が大きく変動し、実際の差回転に対する推定誤差にハンチングが生じてしまう。これに対し、図９（ｂ）に示すように、実施例１の場合、バンドパスフィルタとローパスフィルタを組み合わせたフィルタF1により推定差回転角速度ω'を演算するため、圧縮反力による回転変動や信号ノイズを効果的に除去することができ、実際の差回転に対する推定誤差にハンチングを生じることがない。よって、精度の高い推定差回転角速度を演算することができ、適正なタイミングで第１クラッチCL1を締結できる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果が得られる。
（１）エンジンEとモータジェネレータMG（モータ）とを断接可能な第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと駆動輪とを断接可能な第２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、
第１クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、第２クラッチCL2を締結し、モータトルクにより走行するEV走行モード（モータ走行モード）と、
第１クラッチCL1を締結し、第２クラッチCL2を締結し、エンジントルクにより走行するHEV走行モード（エンジン走行モード）と、
EV走行モードでの走行中、第２クラッチCL2をスリップ制御し、エンジンの完爆後の所定時に第１クラッチCL1を締結し、HEV走行モードに遷移する動作点指令部400（モード遷移制御手段）と、
を有し、
動作点指令部400は、所定時を、第１クラッチCL1の差回転に、微分要素と高周波成分低減要素を含むフィルタF1を作用させた差回転微分値に基づいて決定する。
よって、エンジンEの圧縮反力による回転変動や信号ノイズによる差回転微分値のばらつきが低減でき、適切なタイミングで第１クラッチCL1を締結することができる。よって、締結に伴うショックやエンジン回転数の吹け上がりによる燃費悪化を防止できる。

（２）フィルタは、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドパスフィルタにローパスフィルタを接続したフィルタのいずれか一つを用いる。
よって、エンジンEの圧縮反力による回転変動や信号ノイズによる影響を効果的に除外できるため、推定差回転角速度の精度を向上でき、適切なタイミングで第１クラッチCL１を締結できる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。第１クラッチCL1への指令から実際に締結力を発生するまでの遅れ時間を考慮した場合、実際の差回転と推定差回転との間には、ある程度の乖離が必要である。しかしながら、実施例１のフィルタF1では、図９（ｂ）の完爆直後から所定時間、実際の差回転角速度と推定差回転角速度とが一致してしまい、推定精度が悪化している。これは、エンジン初爆から完爆にかけてエンジントルクが大きく変動するからである。そこで、実施例２では、エンジン完爆時にフィードフォワード補償を行うことで、エンジン完爆直後から高い精度で推定差回転角速度を演算することとした。

フィードフォワード補償の例として、エンジン回転数Neと燃料噴射から求めたエンジン完爆状態及び目標エンジントルクTeを用いてフィードフォワード補償を行う例を示す。この場合、第１クラッチCL1の応答遅れ時間後のエンジン回転角速度ωNeとモータジェネレータ回転角速度ωNmgとを個別に推定し、個別に推定した値の差分から推定差回転角速度を算出する。このとき、エンジン回転角速度ωNeの推定においてフィードフォワード補償を行う。エンジン回転角加速度のフィードフォワード補償値ωTe(s)_dotは目標エンジントルクTe、エンジンの応答遅れ時間d、エンジンの一次応答時定数τ'及びエンジンイナーシャJを用いて次の式（５）で表される。
〔式（５）〕
ωTe(s)_dot＝exp（-ds）・（1/（τ's＋1）・（1/J・Te）

図１０は、実施例２のフィルタを用いた推定差回転角速度演算処理を表す制御ブロック図である。フィルタF1は実施例１と同じである。実施例２では、上記式（５）の各項を制御ブロック図で示したフィードフォワード補償部F2が設けられている。フィードフォワード補償部F2から出力されたωTe(s)_dotは、フィルタF1内に設けられた加算部F101において、フィルタF1内で演算された差回転角加速度ω(s)_dotに加算され、この加算された値に基づいて推定差回転角速度ω(t+TM)を演算する。

図１１は実施例２のモード遷移時における第１クラッチ締結制御処理を表すタイムチャートである。
ステップS11では、エンジンEの回転角速度ωNe及びモータジェネレータMGの回転角速度ωNmgを読み込む。
ステップS12では、エンジンEが完爆したか否かを判断し、完爆したときはステップS14に進み、完爆前のときはステップS13に進む。尚、エンジンEの完爆についてはエンジン回転数Neが予め設定された所定回転数以上か否かで判断する。これにより、精度の高い完爆判定ができる。
ステップS13では、図１０に示すフィードフォワード補償部F2によるフィードフォワード出力をOFFとし、ステップS16に進む。すなわち、エンジンEの完爆前までは実施例１と同様の演算を行う。

ステップS14では、非完爆から完爆へ変化したか否かを判断し、非完爆から完爆へ変化した変化点のときはステップS15に進み、既に完爆後であると判断したときはステップS16に進む。
ステップS15では、図１０に示す積分器であるF102及びバッファであるF103の初期化処理を行うと共に、図１０に示すフィードフォワード補償部F2によるフィードフォワード出力をONとしてステップS16に進む。初期化処理は、フィードフォワード補償部F2にあってはエンジン初爆トルクTe0の入力が時間t→∞経過した状態で初期化し、かつ、フィルタF1のF102を０rad/s²、F103をω(t)で初期化する。この操作によりフィードフォワード補償部F2による出力を初期値とし、フィルタF1によりフィードバック補正を行う構成に切り換える。

ステップS16では、第１クラッチCL1の推定差回転角速度ω(t)を演算する。エンジン完爆前であれば、フィルタF1のみが機能し、エンジンEの回転角速度ωNeからモータジェネレータMGの回転角速度ωNmgを引いた角速度である第１クラッチCL１の差回転角速度ω(t)を演算し、第１クラッチCL1の差回転角速度（以下、推定差回転角速度ω(t+TM)と記載する。）を推定する。一方、エンジン非完爆から完爆への変化点以降であれば、フィルタF1及びフィードフォワード補償部F2の両方が機能した上で推定差回転角速度ω(t+TM)を推定する。
ステップS17では、推定差回転角速度ω(t+TM)が０rad/s以上か否かを判定する。０rad/s以上のときはステップS18に進んで第１クラッチCL1の締結指令を出力し、０rad/s未満のときはステップS11に戻り推定差回転角速度ω(t)の演算を継続する。

図１２は実施例１と実施例２の第１クラッチ締結時における第１クラッチ差回転及び推定誤差を表すタイムチャートである。図１２（ａ）は実施例１、図１２（ｂ）は実施例２を表す。尚、実施例１と同様、ζ＝１、τ＝0.02(sec)として設計した。図１２（ａ）に示すように、実施例１の場合、完爆タイミングから所定時間以降、実際の差回転角速度と推定差回転角速度とが一致してしまい、推定精度が悪化している。これは、エンジン初爆から完爆にかけてエンジントルクが大きく変動するからである。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、実施例２の場合、エンジン完爆タイミングにおいて積分器やバッファを初期化し、フィードフォワード補償部F2の出力をONとして推定差回転角速度ω(t+TM)を演算するため、圧縮反力による回転変動や信号ノイズを効果的に除去すると共に、エンジン完爆に伴うトルク変動の影響を除去することができる。よって、エンジン完爆時にも実際の差回転角速度と推定差回転角速度との間に適切な乖離（遅れ時間）を持たせることができ、適正なタイミングで第１クラッチCL1を締結できる。

以上説明したように、実施例２にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
（３）ステップS14及びS15では、エンジンEの完爆時に差回転微分値を補正する。すなわち、エンジン初爆に伴うトルク変動により推定精度の悪化が懸念されるエンジン完爆時に、フィードフォワード補償部F2により差回転微分値を補正することで、エンジン完爆直後から精度の高い推定を実現できる。

（４）ステップS12では、エンジン回転数Neに基づいてエンジンの完爆を判定する。よって、完爆後のエンジン回転数を推測できるため、完爆後の推定精度を高めることができ、常に適切なタイミングで第１クラッチCL1を締結できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。例えば、実施例では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。また、実施例では、エンジン完爆をエンジン回転数に基づいて判定したが、燃料噴射やエンジン流入空気量に基づいてエンジン完爆を判定してもよい。
また、実施例では、エンジン始動をモータSSGのスタータ機能により行ったが、第１クラッチCL1のスリップ制御によってエンジンクランキングを行ってもよい。この場合、第１クラッチCL1の完全締結指令の出力タイミングが、実施例の第１クラッチCL1締結指令タイミングに相当する。

1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
10 統合コントローラ
CL1 第１クラッチ
CL2 第２クラッチ
E エンジン
MG モータジェネレータ
RR，RL 駆動輪

Claims

エンジンとモータとを断接可能な第１クラッチと、前記モータと駆動輪とを断接可能な第２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、
前記第１クラッチを解放し、前記エンジンを停止し、前記第２クラッチを締結し、モータトルクにより走行するモータ走行モードと、
前記第１クラッチを締結し、前記第２クラッチを締結し、エンジントルクにより走行するエンジン走行モードと、
前記モータ走行モードでの走行中、前記第２クラッチをスリップ制御し、前記エンジンの完爆後の所定時に前記第１クラッチを締結し、前記エンジン走行モードに遷移するモード遷移制御手段と、
を有し、
前記モード遷移制御手段は、前記所定時を、前記第１クラッチの差回転に、微分要素と高周波成分低減要素を含むフィルタを作用させた差回転微分値に基づいて決定する手段であって、前記エンジンの完爆時は、エンジン回転数のフィードフォワード補償を行うことで前記差回転微分値を補正することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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、
前記モード遷移制御手段は、エンジン回転数に基づいて前記エンジンの完爆を判定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記フィルタは、バンドパスフィルタ、バンドパスフィルタにローパスフィルタを接続したフィルタのいずれか一つを用いることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。