JP6579075B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

従来、走行用の駆動力を出力可能な内燃機関および電動機と、内燃機関および電動機の間に配置されたクラッチとを備える車両が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

このような車両は、内燃機関を間欠運転するように構成されており、クラッチを解放して電動機から出力される駆動力によって走行するＥＶ走行モードと、クラッチを係合して内燃機関から出力される駆動力によって走行するＨＶ走行モードとを切り替えることが可能である。なお、ＨＶ走行モードでは、走行状態に応じて電動機からアシストトルクが出力される。

そして、車両は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに移行される際に、走行中に内燃機関を始動するときに、クラッチを滑らせながら係合させて内燃機関の回転数を上昇させるように構成されている。このとき、クラッチの係合により発生する減速トルクを打ち消すように電動機から補償トルクが出力されるようになっている。すなわち、クラッチの係合により内燃機関側にトルクが奪われることに起因してショックが発生するのを抑制するために、その奪われるトルク分だけ電動機からの出力が増加される。

特開２０１４−０７３７０５号公報

ここで、クラッチでは、製造時の個体差や長期間の使用に伴う経年変化などに起因して特性にばらつきが生じる。具体的には、クラッチトルクの指示値に対する実際の大きさ（高さ）にばらつきが生じる。このようなばらつきがあると、内燃機関の始動時にショックが発生するおそれがある。

そこで、車両走行中の内燃機関の始動時における電動機の基準回転数に対する実際の回転数の乖離量に基づいて、クラッチトルクおよび補償トルクの大きさのずれを補正する大きさ学習を行うことが考えられる。

しかしながら、たとえば、高車速域での内燃機関の始動時に、クラッチトルクが想定よりも小さく、電動機の回転数が吹き上がる場合に、電動機から出力可能なトルクの上限値が小さくなり、電動機の出力トルクがその上限値に到達すると、乖離量に基づいて大きさ学習を適切に行うことが困難になる。具体的には、電動機の出力トルクが上限値で制限され、補償トルクが不足する（要求される補償トルクを出力できない）場合には、電動機の回転数の吹き上がりが抑制されることから、乖離量（電動機の回転変動）が小さくなるので、学習の進行が停滞するおそれがある。なお、このような課題は未公知である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、学習の進行が停滞するのを抑制することが可能な車両の制御装置を提供することである。

本発明による車両の制御装置は、走行用の駆動力を出力可能な内燃機関および電動機と、内燃機関および電動機の間に配置されたクラッチとを備える車両に適用されるものである。車両は、内燃機関を間欠運転するように構成されており、内燃機関の始動時に、クラッチのクラッチトルクを発生させるとともに、電動機から始動用のモータトルクを出力するように構成されている。車両の制御装置は、内燃機関の始動時における電動機の基準回転数に対する実際の回転数の乖離量に基づいて、クラッチトルクおよびモータトルクの大きさのずれを補正する学習手段を備える。学習手段は、内燃機関の始動時にモータトルクが上限値に達する場合に、内燃機関の次回の始動時におけるクラッチトルクを所定量大きくするように補正する。

このように構成することによって、内燃機関の始動時にモータトルクが上限値に達する場合に、クラッチトルクを所定量大きくすることにより、学習の進行が停滞するのを抑制することができる。

本発明の車両の制御装置によれば、学習の進行が停滞するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態によるＥＣＵを備える車両を説明するための概略構成図である。 図１の車両の電気的構成を示したブロック図である。 車両走行中の内燃機関の始動時において、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して遅く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して小さい場合のタイミングチャートである。 車両走行中の内燃機関の始動時において、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して遅く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して大きい場合のタイミングチャートである。 車両走行中の内燃機関の始動時において、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して早く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して小さい場合のタイミングチャートである。 車両走行中の内燃機関の始動時において、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して早く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して大きい場合のタイミングチャートである。 本実施形態のＥＣＵによる学習制御を説明するためのフローチャートである。 図７のステップＳ１０におけるタイミング学習を説明するためのフローチャートである。 図７のステップＳ１１における大きさ学習を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

−機械的構成−
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるＥＣＵ５０を備える車両１００の機械的構成（駆動系統）について説明する。

車両１００は、図１に示すように、内燃機関１と、クラッチ２と、モータジェネレータ３と、トルクコンバータ４と、変速機５とを備えている。この車両１００は、たとえばＦＲ（フロントエンジンリアドライブ）方式のハイブリッド車両である。なお、モータジェネレータ３は、本発明の「電動機」の一例である。

内燃機関１は、たとえば多気筒ガソリンエンジンであり、走行用の駆動力を出力可能に構成されている。この内燃機関１は、直噴型であり、インジェクタ１１（図２参照）が燃焼室に設けられている。また、内燃機関１のクランクシャフト１ａは、クラッチ２を介してモータジェネレータ３のロータシャフト３ａに連結されている。

クラッチ２は、たとえば湿式多板型の摩擦係合装置であり、内燃機関１とモータジェネレータ３との間に配置されている。このクラッチ２は、内燃機関１とモータジェネレータ３とを選択的に連結するように構成されている。具体的には、クラッチ２が係合された場合に、内燃機関１とモータジェネレータ３との間の動力伝達経路が連結され、クラッチ２が解放された場合に、内燃機関１とモータジェネレータ３との間の動力伝達経路が遮断されるようになっている。すなわち、クラッチ２が解放された場合には、内燃機関１が駆動輪（後輪）９から切り離される。

モータジェネレータ３は、電動機として機能するとともに、発電機として機能するように構成されている。このため、モータジェネレータ３は、走行用の駆動力を出力可能であるとともに、運動エネルギ（ロータ３１の回転）を電気エネルギに変換して発電することが可能である。このモータジェネレータ３は、たとえば、交流同期電動機であり、永久磁石を有するロータ３１と、３相巻線が巻回されたステータ３２とを含んでいる。ロータ３１にはロータシャフト３ａが一体的に設けられ、このロータシャフト３ａはトルクコンバータ４に連結されている。

トルクコンバータ４は、入力側のポンプインペラ４１および出力側のタービンランナ４２などを有しており、それらポンプインペラ４１とタービンランナ４２との間で流体（作動油）を介して動力伝達を行うように構成されている。ポンプインペラ４１はロータシャフト３ａに連結され、タービンランナ４２はタービンシャフト４ａを介して変速機５に連結されている。また、トルクコンバータ４は、ロックアップクラッチ４３が設けられ、ロックアップクラッチ４３が係合することによってポンプインペラ４１およびタービンランナ４２が一体的に回転するようになっている。

変速機５は、たとえば有段式の自動変速機であって、摩擦係合要素および遊星歯車装置などを有しており、選択的に摩擦係合要素を係合させることにより複数の変速段を成立させるように構成されている。この変速機５は、たとえば車速およびアクセル開度に応じて変速段（変速比）を自動的に切り替えるように構成されている。変速機５の出力は、プロペラシャフト６、デファレンシャル装置７およびドライブシャフト８を介して駆動輪９に伝達される。

−電気的構成−
次に、図２を参照して、車両１００の電気的構成（制御系統）について説明する。

車両１００は、ＥＣＵ５０と、バッテリ５１と、インバータ５２とを備えている。

ＥＣＵ５０は、車両１００を制御するように構成されている。このＥＣＵ５０は、図２に示すように、ＣＰＵ５０ａと、ＲＯＭ５０ｂと、ＲＡＭ５０ｃと、バックアップＲＡＭ５０ｄと、入出力インターフェース５０ｅとを含み、これらがバスを介して接続されている。なお、ＥＣＵ５０は、本発明の「車両の制御装置」の一例である。そして、ＣＰＵ５０ａがＲＯＭ５０ｂに記憶されたプログラムを実行することにより、本発明の「学習手段」が実現される。

ＣＰＵ５０ａは、ＲＯＭ５０ｂに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ５０ｂには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ５０ｃは、ＣＰＵ５０ａによる演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５０ｄは、車両システムを停止する際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

入出力インターフェース５０ｅは、各センサの検出結果などが入力されるとともに、各部に制御信号などを出力する機能を有する。入出力インターフェース５０ｅには、クランクポジションセンサ６１、スロットル開度センサ６２、アクセル開度センサ６３、ＭＧ回転数センサ６４、タービン回転数センサ６５、および、車速センサ６６などが接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、各センサの検出結果などに基づいて、クランクシャフト１ａの回転位置（クランク角度）、クランクシャフト１ａの単位時間あたりの回転数（エンジン回転数）、スロットルバルブの開度（スロットル開度）、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度、ロータシャフト３ａの単位時間あたりの回転数（ＭＧ回転数）、タービンシャフト４ａの単位時間あたりの回転数（タービン回転数）、および、車速などを算出する。

また、入出力インターフェース５０ｅには、インジェクタ１１、イグナイタ１２およびスロットルモータ１３が接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、各センサの検出結果などに基づいて、燃料噴射量、点火時期およびスロットル開度（吸入空気量）などを制御することにより、内燃機関１の運転状態を制御するように構成されている。

また、入出力インターフェース５０ｅには、油圧制御回路７０が接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、油圧制御回路７０から出力される油圧を調整することにより、クラッチ２の係合解放制御、ロックアップクラッチ４３の係合解放制御、および、変速機５の変速段の切替制御などを行うように構成されている。クラッチ２の係合解放制御では、クラッチ２を制御する油圧アクチュエータ（図示省略）に供給される油圧を、油圧制御回路７０のソレノイドバルブ（図示省略）によって調圧することにより、クラッチ２のトルク容量（クラッチトルク）を調整することが可能である。

また、入出力インターフェース５０ｅには、バッテリ５１およびインバータ５２が接続されている。バッテリ５１は、充放電可能な蓄電装置であり、モータジェネレータ３を駆動する電力を供給するとともに、モータジェネレータ３で発電された電力を蓄電するように構成されている。インバータ５２は、たとえば、ＩＧＢＴおよびダイオードを有する三相ブリッジ回路であり、ＥＣＵ５０から供給される駆動信号によりＩＧＢＴのオン／オフ状態が制御されることによって力行制御または発電制御される。具体的には、インバータ５２は、バッテリ５１から供給される直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ３を駆動する（力行制御）とともに、モータジェネレータ３で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ５１に出力する（発電制御）。

−走行モード−
次に、車両１００の走行モードについて説明する。この車両１００は、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替え可能に構成されている。

ＥＶ走行モード時には、クラッチ２を解放するとともに、内燃機関１の運転を停止した状態で、モータジェネレータ３から駆動力を出力することにより、モータジェネレータ３の駆動力のみで走行する。なお、制動時には、モータジェネレータ３で発電可能である。

ＨＶ走行モード時には、クラッチ２を係合した状態で内燃機関１の運転を行うことにより、内燃機関１から出力される駆動力で走行する。この場合、モータジェネレータ３から走行用の駆動力（アシストトルク）を出力したり、モータジェネレータ３で発電することも可能である。

すなわち、車両１００は、走行状態などに応じて内燃機関１を間欠運転するように構成されている。

−車両走行中の内燃機関の始動−
車両１００は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに移行される際に、走行中に内燃機関１を始動するときに、クラッチ２を滑らせながら係合させてエンジン回転数を上昇させるように構成されている。このとき、クラッチ２の係合により発生する減速トルクを打ち消すようにモータジェネレータ３から補償トルクが出力されるようになっている。すなわち、クラッチ２の係合により内燃機関１側にトルクが奪われることに起因してショックが発生するのを抑制するために、その奪われるトルク分だけモータジェネレータ３からの出力が増加される。なお、減速トルク（負トルク）は、内燃機関１が引きずられることにより発生し、クラッチトルクにより調整することが可能である。

ここで、クラッチ２では、製造時の個体差や長期間の使用に伴う経年変化などに起因して特性にばらつきが生じる。具体的には、クラッチ２に対する係合開始指示から実際に係合が開始されるまでの遅れ時間や、クラッチトルクの指示値に対する実際の大きさ（高さ）にばらつきが生じる。このようなばらつきがあると、内燃機関１の始動時にショックが発生するおそれがある。

そこで、本実施形態のＥＣＵ５０は、クラッチトルク（減速トルク）の発生タイミングと補償トルクの発生タイミングとのずれを補正するタイミング学習を行うとともに、クラッチトルクおよび補償トルクの大きさのずれを補正する大きさ学習を行うように構成されている。さらに、ＥＣＵ５０は、タイミング学習によりタイミングのずれが収束した後に、大きさ学習を行うように構成されている。なお、タイミング学習では、クラッチトルクの発生タイミングと補償トルクの発生タイミングとのずれが減少するように、補償トルクの発生タイミングが補正される。また、大きさ学習では、クラッチトルクおよび補償トルクの大きさのずれが減少するように、クラッチトルクの大きさが補正される。

また、車両１００の走行中における内燃機関１の始動方法としては、たとえば、第１の始動方法と第２の始動方法とがある。第１の始動方法では、クラッチ２を係合させることにより、エンジン回転数を完爆可能な所定回転数まで上昇させた後に、燃料噴射および点火を開始する。第２の始動方法は、いわゆる着火始動であり、クラッチ２が係合されて内燃機関１が回転を開始する当初から燃料噴射および点火を開始する。着火始動では、吸気バルブおよび排気バルブがともに閉じている膨張行程で停止している気筒の燃焼室にインジェクタ１１から燃料を噴射して点火することにより、その気筒で燃焼・爆発させることによって、回転開始当初から駆動力が出力される。この第２の始動方法（着火始動）では、第１の始動方法に比べて、内燃機関１の始動の際に要求されるモータジェネレータ３からの補償トルクを低減することができるので、ＥＶ走行モードで走行可能な運転領域を拡大することが可能である。なお、車両走行中の内燃機関１の始動方法は、たとえば車両１００の状態などに応じて選択される。

そして、着火始動を行う場合において、クラッチ２が係合を開始するタイミング（クラッチトルクの発生タイミング）と着火始動の開始タイミングとにずれが生じると、燃焼条件が悪化したり、エンジン回転数が失速するおそれがある。そこで、ＥＣＵ５０は、クラッチ２が係合を開始するタイミングと着火始動の開始タイミングとのずれを補正するように構成されている。なお、着火始動の開始タイミングは、補償トルクの発生タイミングと同期されており、補償トルクの発生タイミングとともに学習される。

図３〜図６は、車両１００の走行中における内燃機関１の始動時のタイミングチャートの一例である。次に、図３〜図６を参照して、車両１００の走行中における内燃機関１の始動時の動作例について説明する。

なお、図３〜図６では、クラッチ２の油圧アクチュエータに供給される油圧の指示値と、クラッチ２のトルク容量であるクラッチトルクと、モータジェネレータ３からの出力トルクであるＭＧトルク（モータトルク）と、着火始動の開始タイミングと、内燃機関１の単位時間あたりの回転数（エンジン回転数Ｎｅ）およびモータジェネレータ３の単位時間あたりの回転数（ＭＧ回転数Ｎｍｇ）とを示した。図３〜図６において、クラッチトルクが発生すると内燃機関１が引きずられるため、そのクラッチトルクと対応する減速トルク（負トルク）が発生する。また、図３〜図６において、ＭＧトルクは補償トルクに相当する。

また、図３は、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して遅く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して小さい場合を示した。図４は、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して遅く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して大きい場合を示した。図５は、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して早く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して小さい場合を示した。図６は、クラッチトルクの発生タイミングがＭＧトルクに対して早く、クラッチトルクがＭＧトルクに対して大きい場合を示した。

［クラッチトルクの発生タイミングが遅く、クラッチトルクが小さい場合］
まず、車両走行中の内燃機関１の始動前においては、ＥＶ走行モードであり、クラッチ２が解放され、内燃機関１の運転が停止されている。また、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ４３が滑っている。なお、図３の例では、モータジェネレータ３から走行用の駆動力が出力されておらず、車両１００が惰性走行している場合を示しているが、モータジェネレータ３から走行用の駆動力が出力されることにより車両１００が走行していてもよい。

そして、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに移行される際に、内燃機関１の始動が開始されると、図３の時点ｔ１１において、ＥＣＵ５０ではクラッチ２に対する指示トルクが設定され、クラッチトルクがその指示トルクになるようにクラッチ２の油圧アクチュエータに対する制御が開始される。具体的には、ＥＣＵ５０では、クラッチ２の油圧アクチュエータに供給される油圧の指示値として、ファーストフィルのための一時的に高い値が設定された後に、所定値が設定される。この所定値は、たとえば、指示トルクなどに基づいて算出された値である。なお、ＥＣＵ５０は、クラッチ２の油圧アクチュエータに供給される油圧が設定された指示値になるように、油圧制御回路７０のソレノイドバルブを制御する。

次に、時点ｔ１２において、ＭＧトルクが立ち上がるとともに、着火始動が開始される。その後、時点ｔ１３において、クラッチトルクが立ち上がる。すなわち、この図３の例では、後述する図５および図６の例に比べて、係合開始指示（油圧指示）が出力されてからクラッチトルクが立ち上がるまでの遅れ時間が長くなっている。なお、クラッチトルクは、係合開始指示から遅れて立ち上がり、ＭＧトルクは、時点ｔ１２でＥＣＵ５０がインバータ５２を制御することにより立ち上げられる。このように、クラッチトルクよりもＭＧトルクが早く立ち上がると、そのＭＧトルクによってＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がる。すなわち、モータジェネレータ３の基準回転数Ｎｍｇｂに対して実際のＭＧ回転数Ｎｍｇが乖離する。なお、基準回転数Ｎｍｇｂは、ＭＧ回転数Ｎｍｇに対してなまし処理（たとえば移動平均フィルタなどによる平滑化処理）を施すことにより算出される。また、クラッチトルクがＭＧトルクよりも小さいことから、減速トルクよりも補償トルクが大きい状態であり、ＭＧ回転数Ｎｍｇが基準回転数Ｎｍｇｂよりも高い状態で保たれる。

ここで、タイミングのずれに起因する乖離（モータジェネレータ３の回転変動）と、大きさのずれに起因する乖離とを正確に切り分けることが困難である。しかしながら、タイミング学習においては、基準回転数Ｎｍｇｂに対するＭＧ回転数Ｎｍｇの乖離を積算する期間（範囲）を制限することにより、トルクの大きさのずれによる影響を小さくすることが可能である。たとえば、ＭＧトルクが立ち上がる時点ｔ１２を含む所定期間Ｔ１において、基準回転数Ｎｍｇｂに対するＭＧ回転数Ｎｍｇの乖離を積算することにより、トルクの大きさのずれによる影響を小さくすることが可能である。

そこで、この場合には、タイミング学習を優先して行うようになっている。なお、タイミング学習は、たとえば、所定期間Ｔ１のモータジェネレータ３の回転変動に基づいて行われる。このため、内燃機関１の次回の始動時に、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングおよび着火始動の開始タイミングを遅くするように補正する。その後、タイミング学習が行われることにより、クラッチトルクの発生タイミングとＭＧトルクの発生タイミングとのずれが収束した後に、大きさ学習が行われる。具体的には、クラッチトルクおよびＭＧトルクの大きさのずれが減少するように、クラッチトルク（指示トルク）を大きくするように補正する。

［クラッチトルクの発生タイミングが遅く、クラッチトルクが大きい場合］
図４の時点ｔ２１までについては、上記した図３の場合と同様である。そして、時点ｔ２１において、ＥＣＵ５０ではクラッチ２に対する指示トルクが設定され、クラッチトルクがその指示トルクになるようにクラッチ２の油圧アクチュエータに対する制御が開始される。

次に、時点ｔ２２において、ＭＧトルクが立ち上がるとともに、着火始動が開始される。その後、時点ｔ２３において、クラッチトルクが立ち上がる。このように、クラッチトルクよりもＭＧトルクが早く立ち上がると、そのＭＧトルクによってＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がる。その後、クラッチトルクがＭＧトルクよりも大きいことから、減速トルクが補償トルクよりも大きい状態になり、ＭＧ回転数Ｎｍｇが下がり基準回転数Ｎｍｇｂを下回る。

この場合には、タイミング学習を優先して行うようになっている。なお、タイミング学習は、たとえば、時点ｔ２２を含む所定期間Ｔ２のモータジェネレータ３の回転変動に基づいて行われる。このため、内燃機関１の次回の始動時に、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングおよび着火始動の開始タイミングを遅くするように補正する。その後、タイミング学習が行われることにより、クラッチトルクの発生タイミングとＭＧトルクの発生タイミングとのずれが収束した後に、大きさ学習が行われる。具体的には、クラッチトルクおよびＭＧトルクの大きさのずれが減少するように、クラッチトルク（指示トルク）を小さくするように補正する。

［クラッチトルクの発生タイミングが早く、クラッチトルクが小さい場合］
図５の時点ｔ３１までについては、上記した図３の場合と同様である。そして、時点ｔ３１において、ＥＣＵ５０ではクラッチ２に対する指示トルクが設定され、クラッチトルクがその指示トルクになるようにクラッチ２の油圧アクチュエータに対する制御が開始される。

次に、時点ｔ３２において、クラッチトルクが立ち上がる。その後、時点ｔ３３において、ＭＧトルクが立ち上がるとともに、着火始動が開始される。すなわち、この図５の例では、上記した図３および図４の例に比べて、係合開始指示（油圧指示）が出力されてからクラッチトルクが立ち上がるまでの遅れ時間が短くなっている。このように、ＭＧトルクよりもクラッチトルクが早く立ち上がると、そのクラッチトルク（減速トルク）によってＭＧ回転数Ｎｍｇが下がる。その後、クラッチトルクがＭＧトルクよりも小さいことから、減速トルクよりも補償トルクが大きい状態になり、ＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がり基準回転数Ｎｍｇｂを上回る。

この場合には、タイミング学習を優先して行うようになっている。なお、タイミング学習は、たとえば、時点ｔ３３を含む所定期間Ｔ３のモータジェネレータ３の回転変動に基づいて行われる。このため、内燃機関１の次回の始動時に、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングおよび着火始動の開始タイミングを早くするように補正する。その後、タイミング学習が行われることにより、クラッチトルクの発生タイミングとＭＧトルクの発生タイミングとのずれが収束した後に、大きさ学習が行われる。具体的には、クラッチトルクおよびＭＧトルクの大きさのずれが減少するように、クラッチトルク（指示トルク）を大きくするように補正する。

［クラッチトルクの発生タイミングが早く、クラッチトルクが大きい場合］
図６の時点ｔ４１までについては、上記した図３の場合と同様である。そして、時点ｔ４１において、ＥＣＵ５０ではクラッチ２に対する指示トルクが設定され、クラッチトルクがその指示トルクになるようにクラッチ２の油圧アクチュエータに対する制御が開始される。

次に、時点ｔ４２において、クラッチトルクが立ち上がる。その後、時点ｔ４３において、ＭＧトルクが立ち上がるとともに、着火始動が開始される。このように、ＭＧトルクよりもクラッチトルクが早く立ち上がると、そのクラッチトルク（減速トルク）によってＭＧ回転数Ｎｍｇが下がる。また、クラッチトルクがＭＧトルクよりも大きいことから、減速トルクが補償トルクよりも大きい状態であり、ＭＧ回転数Ｎｍｇが基準回転数Ｎｍｇｂよりも低い状態で保たれる。

この場合には、タイミング学習を優先して行うようになっている。なお、タイミング学習は、たとえば、時点ｔ４３を含む所定期間Ｔ４のモータジェネレータ３の回転変動に基づいて行われる。このため、内燃機関１の次回の始動時に、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングおよび着火始動の開始タイミングを早くするように補正する。その後、タイミング学習が行われることにより、クラッチトルクの発生タイミングとＭＧトルクの発生タイミングとのずれが収束した後に、大きさ学習が行われる。具体的には、クラッチトルクおよびＭＧトルクの大きさのずれが減少するように、クラッチトルク（指示トルク）を小さくするように補正する。

−ＥＣＵによる学習制御−
ＥＣＵ５０は、上記したように、タイミング学習を優先して行い、そのタイミング学習が収束した後に大きさ学習を行うように構成されている。

具体的には、ＥＣＵ５０は、車両走行中の内燃機関１の始動時に、モータジェネレータ３の基準回転数Ｎｍｇｂに対する実際のＭＧ回転数Ｎｍｇの乖離量を算出するように構成されている。この乖離量は、たとえば、車両走行中の内燃機関１の始動時における、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差の積算値である。

そして、ＥＣＵ５０は、乖離量に基づいてタイミング学習および大きさ学習を行うように構成されている。なお、タイミング学習と大きさ学習とでは、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差を積算する期間が異なっている。たとえば、タイミング学習では、ＭＧトルク（補償トルク）が安定する前の所定期間における差を積算し、大きさ学習では、ＭＧトルクが安定した後の所定期間における差を積算する。これにより、優先して行うタイミング学習の際に、トルクの大きさのずれによる影響を小さくするとともに、タイミング学習の収束後に大きさ学習を適切に行うことが可能である。

さらに、ＥＣＵ５０は、大きさ学習時において、内燃機関１の始動時にＭＧトルクが上限値に達する場合に、乖離量によらず、内燃機関１の次回の始動時におけるクラッチトルクを所定量大きくするように補正する。これは、たとえば、高車速域での内燃機関１の始動時に、クラッチトルクが想定よりも小さく、ＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がる場合に、モータジェネレータ３から出力可能なトルクの上限値が小さくなり、ＭＧトルクがその上限値に到達すると、乖離量に基づいて大きさ学習を適切に行うことが困難になるためである。

図７は、本実施形態のＥＣＵ５０による学習制御を説明するためのフローチャートである。次に、図７を参照して、本実施形態のＥＣＵ５０による学習制御について説明する。なお、以下のフローは所定の時間間隔毎に繰り返し行われる。また、以下の各ステップはＥＣＵ５０により実行される。

まず、図７のステップＳ１において、学習回数の読み込みが行われる。この学習回数は、たとえば、タイミング学習および大きさ学習の実行回数であり、バックアップＲＡＭ５０ｄに記憶されている。このため、ＥＣＵ５０の交換などにより初期状態である場合や、クラッチ２の交換により学習回数がリセットされた場合には、その学習回数がゼロになっている。

次に、ステップＳ２において、学習回数が所定値以下であるか否かが判断される。この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、タイミング学習を優先して行う必要があるか否かを判定するための閾値である。そして、学習回数が所定値以下であると判断される場合には、タイミング学習を行う必要があるため、ステップＳ５に移る。その一方、学習回数が所定値以下ではないと判断される場合（学習回数が所定値を超えている場合）には、ステップＳ３に移る。

そして、ステップＳ３において、タイミング学習が収束したか否かが判断される。タイミング学習が収束したか否かは、たとえば、前回のタイミング学習時に算出された乖離量の絶対値に基づいて判断される。具体的には、前回のタイミング学習時における乖離量の絶対値が所定値以上の場合には、タイミングのずれが許容範囲外であり、タイミング学習の進行が不十分であることから、ステップＳ５に移る。その一方、前回のタイミング学習時における乖離量の絶対値が所定値未満の場合には、タイミングのずれが許容範囲内であり、タイミング学習の進行が十分であることから、ステップＳ４に移る。なお、この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、タイミングのずれが許容範囲内であるか否かを判定するための閾値である。

また、ステップＳ４において、大きさ学習が発散したか否かが判断される。大きさ学習が発散したか否かは、たとえば、前回の大きさ学習時に算出された乖離量の絶対値に基づいて判断される。具体的には、前回の大きさ学習時における乖離量の絶対値が所定値以上の場合には、タイミング学習を優先して行う必要があることから、ステップＳ５に移る。その一方、前回の大きさ学習時における乖離量の絶対値が所定値未満の場合には、タイミング学習を行う必要がないため、ステップＳ６に移る。なお、この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、再びタイミング学習を行う必要があるか否かを判定するための閾値である。

そして、ステップＳ５では、タイミング学習フラグがオンに設定され、ステップＳ７に移る。また、ステップＳ６では、タイミング学習フラグがオフに設定され、ステップＳ７に移る。

次に、ステップＳ７において、内燃機関１が始動されるか否かが判断される。そして、内燃機関１が始動されると判断された場合には、ステップＳ８に移る。その一方、内燃機関１が始動されないと判断された場合には、リターンに移る。

次に、ステップＳ８において、タイミング学習フラグがオンであるか否かが判断される。そして、タイミング学習フラグがオンであると判断された場合には、ステップＳ９に移る。その一方、タイミング学習フラグがオンではないと判断された場合（タイミング学習フラグがオフの場合）には、ステップＳ１１に移る。

次に、ステップＳ９において、内燃機関１の始動が開始されてから所定時間が経過したか否かが判断される。この所定時間は、たとえば、予め設定された時間であり、モータジェネレータ３の回転を安定させることを目的とした待機時間である。そして、所定時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ１０に移る。その一方、所定時間が経過していないと判断された場合には、リターンに移る。

そして、ステップＳ１０では、タイミング学習が実行され、ステップＳ１２に移る。また、ステップＳ１１では、大きさ学習が実行され、ステップＳ１２に移る。なお、ステップＳ１０のタイミング学習およびステップＳ１１の大きさ学習の詳細については後述する。また、ＥＣＵ５０によりステップＳ１１が実行されることによって本発明の「学習手段」が実現される。

その後、ステップＳ１２において、学習回数がカウントアップされ、リターンに移る。

したがって、ＥＣＵ５０の交換などにより初期状態である場合や、クラッチ２の交換により学習回数がリセットされた場合には、内燃機関１の始動毎にタイミング学習が行われる。そして、タイミング学習の進行により、タイミングのずれが収束した場合には、内燃機関１の始動毎に大きさ学習が行われる。その後、大きさ学習を進行させているにもかかわらず、乖離量の絶対値が所定値以上となり、大きさ学習が発散する場合には、タイミングのずれに起因する回転変動が大きくなっていると考えられるため、再びタイミング学習が行われる。

［タイミング学習］
図８は、図７のステップＳ１０におけるタイミング学習を説明するためのフローチャートである。次に、図８を参照して、ＥＣＵ５０によるタイミング学習について説明する。なお、以下の各ステップはＥＣＵ５０により実行される。

まず、図８のステップＳ２１において、乖離量の演算開始条件が成立するか否かが判断される。たとえば、モータジェネレータ３からのＭＧトルク（補償トルク）の出力開始時点の所定時間前の時点になった場合に、演算開始条件が成立すると判断される。この所定時間は、たとえば、予め設定された時間であり、タイミングのずれに起因するモータジェネレータ３の回転変動を検出するために設定されている。そして、乖離量の演算開始条件が成立すると判断された場合には、ステップＳ２２に移る。その一方、乖離量の演算開始条件が成立しないと判断された場合には、ステップＳ２１が繰り返し行われる。すなわち、乖離量の演算開始条件が成立するまで待機する。

次に、ステップＳ２２において、ＭＧ回転数センサ６４の検出結果に基づいてＭＧ回転数Ｎｍｇが算出される。そして、ステップＳ２３において、ＭＧ回転数Ｎｍｇに対してなまし処理を施すことにより基準回転数Ｎｍｇｂが算出される。その後、ステップＳ２４において、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差（ＭＧ回転数Ｎｍｇから基準回転数Ｎｍｇｂを引いた値）が算出され、ステップＳ２５において、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差の積算値が算出される。

次に、ステップＳ２６において、乖離量の演算終了条件が成立するか否かが判断される。たとえば、モータジェネレータ３からのＭＧトルクの出力開始時点から所定時間が経過した場合に、演算終了条件が成立すると判断される。この所定時間は、たとえば、予め設定された時間であり、タイミングのずれに起因するモータジェネレータ３の回転変動を検出するために設定されており、ＭＧトルクが安定するのに要する時間（ＭＧトルクの立ち上がりに要する時間）である。そして、乖離量の演算終了条件が成立しないと判断された場合には、ステップＳ２２に戻り、乖離量の演算が継続される。その一方、乖離量の演算終了条件が成立すると判断された場合には、乖離量の演算が終了され、ステップＳ２７に移る。すなわち、演算終了条件が成立するまでステップＳ２２〜Ｓ２５が繰り返し行われ、最終的な積算値（演算終了条件が成立する直前のステップＳ２５で算出された積算値）が乖離量として用いられる。

次に、ステップＳ２７において、乖離量に所定のゲインを乗じて補正量が算出される。

そして、ステップＳ２８では、内燃機関１の次回の始動時におけるＭＧトルクの立ち上がりタイミングが補正される。具体的には、内燃機関１の次回の始動時における、クラッチ２の係合開始指示（油圧指示）が出力されてからＭＧトルクが立ち上げられるまでの待機時間が以下の式（１）により算出される。

Ｔｍｇ（ｎ＋１）＝Ｔｍｇ（ｎ）＋Ｃｏ１ ・・・（１）
なお、式（１）において、Ｔｍｇ（ｎ＋１）は、内燃機関１の次回の始動時におけるＭＧトルクが立ち上げられるまでの待機時間であり、Ｔｍｇ（ｎ）は、内燃機関１の今回の始動時におけるＭＧトルクが立ち上げられるまでの待機時間である。また、Ｃｏ１は、ステップＳ２７で算出した補正量である。

このため、クラッチトルクの立ち上がりタイミングに対してＭＧトルクの立ち上がりタイミングが早く、ＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がる場合（図３および図４参照）には、ステップＳ２７で正値の補正量が算出されることから、次回の待機時間が長くなり、次回の始動時におけるＭＧトルクの立ち上がりタイミングが今回に比べて遅くされる。また、クラッチトルクの立ち上がりタイミングに対してＭＧトルクの立ち上がりタイミングが遅く、ＭＧ回転数Ｎｍｇが下がる場合（図５および図６参照）には、ステップＳ２７で負値の補正量が算出されることから、次回の待機時間が短くなり、次回の始動時におけるＭＧトルクの立ち上がりタイミングが今回に比べて早くされる。

また、内燃機関１の次回の始動時に着火始動を行う場合のその開始タイミングも補正される。なお、着火始動の開始タイミングは、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングと同期されており、ＭＧトルクの立ち上がりタイミングと同様に学習補正される。

その後、タイミング学習が終了され、エンドに移る。

［大きさ学習］
図９は、図７のステップＳ１１における大きさ学習を説明するためのフローチャートである。次に、図９を参照して、ＥＣＵ５０による大きさ学習について説明する。なお、以下の各ステップはＥＣＵ５０により実行される。

まず、図９のステップＳ３１において、乖離量の演算開始条件が成立するか否かが判断される。たとえば、モータジェネレータ３からのＭＧトルク（補償トルク）の出力開始時点から所定時間が経過した場合に、演算開始条件が成立すると判断される。この所定時間は、たとえば、予め設定された時間であり、ＭＧトルクが安定するのに要する時間（ＭＧトルクの立ち上がりに要する時間）である。そして、乖離量の演算開始条件が成立すると判断された場合には、ステップＳ３２に移る。その一方、乖離量の演算開始条件が成立しないと判断された場合には、ステップＳ３１が繰り返し行われる。すなわち、乖離量の演算開始条件が成立するまで待機する。

次に、ステップＳ３２において、ＭＧトルクが上限値に達するか否かが判断される。この上限値は、たとえば、バッテリ５１の出力制限およびＭＧ回転数Ｎｍｇに基づいて算出される。そして、ＭＧトルクが上限値に達しないと判断された場合には、モータジェネレータ３の回転変動に基づいて大きさ学習を行うことが可能であることから、ステップＳ３３に移る。その一方、ＭＧトルクが上限値に達すると判断された場合には、モータジェネレータ３の回転変動に基づいて大きさ学習を適切に行うことが困難であることから、ステップＳ４０に移る。

ステップＳ３３〜Ｓ３６は、それぞれ、上記したステップＳ２２〜Ｓ２５と同様であるため、説明を省略する。

次に、ステップＳ３７において、乖離量の演算終了条件が成立するか否かが判断される。たとえば、乖離量の演算を開始してから所定時間が経過した場合に、演算終了条件が成立すると判断される。この所定時間は、たとえば予め設定された時間である。そして、乖離量の演算終了条件が成立しないと判断された場合には、ステップＳ３２に戻る。その一方、乖離量の演算終了条件が成立すると判断された場合には、乖離量の演算が終了され、ステップＳ３８に移る。この場合には、最終的な積算値（演算終了条件が成立する直前のステップＳ３６で算出された積算値）が乖離量として用いられる。

次に、ステップＳ３８において、乖離量に所定のゲインを乗じて補正量が算出される。

そして、ステップＳ３９では、内燃機関１の次回の始動時におけるクラッチ２に対する指示トルクが補正される。具体的には、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが以下の式（２）により算出される。

Ｔｒ（ｎ＋１）＝Ｔｒ（ｎ）＋Ｃｏ２ ・・・（２）
なお、式（２）において、Ｔｒ（ｎ＋１）は、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクであり、Ｔｒ（ｎ）は、内燃機関１の今回の始動時における指示トルクである。また、Ｃｏ２は、ステップＳ３８で算出した補正量である。

このため、クラッチトルクがＭＧトルクよりも小さく、ＭＧ回転数Ｎｍｇが吹き上がる場合には、ステップＳ３８で正値の補正量が算出されることから、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが大きくなるように補正される。また、クラッチトルクがＭＧトルクよりも大きく、ＭＧ回転数Ｎｍｇが下がる場合には、ステップＳ３８で負値の補正量が算出されることから、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが小さくなるように補正される。

その後、大きさ学習が終了され、エンドに移る。

また、ステップＳ４０では、内燃機関１の次回の始動時におけるクラッチ２に対する指示トルクが補正される。具体的には、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが以下の式（３）により算出される。

Ｔｒ（ｎ＋１）＝Ｔｒ（ｎ）＋Ｃｏ３ ・・・（３）
なお、式（３）において、Ｔｒ（ｎ＋１）は、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクであり、Ｔｒ（ｎ）は、内燃機関１の今回の始動時における指示トルクである。また、Ｃｏ３は、予め設定された正値の補正量であり、本発明の「所定量」の一例である。

このため、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが所定量大きくなるように補正される。すなわち、指示トルクが乖離量によらず所定量増量補正される。これは、ＭＧトルクが上限値で制限され、補償トルクが不足する（要求される補償トルクを出力できない）場合には、クラッチトルクが想定よりも小さいことが考えられるためである。

次に、ステップＳ４１において、内燃機関１の次回の始動時における指示トルクが過剰になるのを抑制するために、その指示トルクに対してガード処理が施される。その後、大きさ学習が終了され、エンドに移る。

−効果−
本実施形態では、上記のように、大きさ学習を乖離量に基づいて行う場合において、ＭＧトルクが上限値に達する場合に、指示トルクを乖離量によらず所定量増量補正することによって、大きさ学習の進行が停滞するのを抑制することができる。これにより、トルクの大きさのずれを早期に収束させることができるので、ショックが発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、タイミング学習および大きさ学習を乖離量に基づいて行う場合において、タイミング学習を優先して行い、そのタイミング学習の進行によりタイミングのずれが収束した後に大きさ学習を行うことによって、大きさ学習の際に、タイミングのずれに起因する乖離量が含まれるのを抑制することができるので、学習精度の向上を図ることができる。なお、タイミング学習については、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差を積算する期間を、補償トルクが立ち上がる時点を含む所定期間にすることにより、トルクの大きさのずれによる影響を小さくすることができるので、学習を適切に行うことができる。その結果、内燃機関１の始動時に、クラッチトルクおよび補償トルクの発生タイミングのずれを抑制するとともに、クラッチトルクおよび補償トルクの大きさのずれを抑制することができるので、ショックが発生するのを抑制することができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、車両１００がＦＲ（フロントエンジンリアドライブ）方式である例を示したが、これに限らず、車両がＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）方式または４ＷＤ方式などであってもよい。

また、本実施形態では、着火始動可能な直噴型の内燃機関１が設けられる例を示したが、これに限らず、着火始動できない他の内燃機関が設けられていてもよい。

また、本実施形態では、湿式多板型のクラッチ２が設けられる例を示したが、これに限らず、乾式などの他のクラッチが設けられていてもよい。

また、本実施形態では、トルクコンバータ４が設けられる例を示したが、これに限らず、トルクコンバータの代わりに、トルク増幅作用のないフルードカップリングが設けられていてもよい。

また、本実施形態では、変速機５が有段式の自動変速機である例を示したが、これに限らず、変速機が無段変速機などであってもよい。

また、本実施形態では、ＭＧ回転数Ｎｍｇと基準回転数Ｎｍｇｂとの差の積算値を乖離量として用いる例を示したが、これに限らず、ＭＧ回転数と基準回転数との差の最大値などを乖離量として用いてもよい。

また、本実施形態では、ＭＧ回転数Ｎｍｇに対してなまし処理を施すことにより基準回転数Ｎｍｇｂを算出する例を示したが、これに限らず、係合開始指示が出力された時点のＭＧ回転数などを基準回転数としてもよい。

また、本実施形態では、タイミング学習および大きさ学習を行う例を示したが、これに限らず、大きさ学習のみを行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、前回の大きさ学習時における乖離量の絶対値が所定値以上の場合に、大きさ学習が発散すると判断される例を示したが、これに限らず、前回の大きさ学習時における乖離量の絶対値が、前々回の大きさ学習時における乖離量の絶対値よりも大きくなった場合に、大きさ学習が発散すると判断されるようにしてもよい。

また、本実施形態のタイミング学習および大きさ学習において、所定の実行条件が設定されていてもよい。実行条件としては、たとえば、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ４３が滑っていること、ＡＴＦの温度が所定範囲内であること、急加速や悪路走行中ではないことなどが挙げられ、これらの一部または全部が成立する場合に学習が実行されるようにしてもよい。また、大きさ学習の実行条件としてクラッチトルクが安定していることが含まれていてもよい。

また、本実施形態のタイミング学習では、モータジェネレータ３からのＭＧトルクの出力開始時点の所定時間前の時点になった場合に、演算開始条件が成立すると判断される例を示したが、これに限らず、モータジェネレータからのＭＧトルクの出力開始時点になった場合に、演算開始条件が成立すると判断されるようにしてもよい。すなわち、タイミング学習における乖離量を積算する期間を、ＭＧトルクの出力が開始されてから所定期間が経過するまでとしてもよい。

また、本実施形態のタイミング学習では、補償トルクの発生タイミングを補正する例を示したが、これに限らず、クラッチトルクの発生タイミングを補正するようにしてもよい。

また、本実施形態の大きさ学習では、指示トルクを補正する例を示したが、これに限らず、クラッチの油圧アクチュエータに対する油圧指示値を補正してもよいし、油圧アクチュエータを制御するソレノイドバルブに対する指示電流や指示デューティを補正するようにしてもよい。

また、本実施形態の大きさ学習では、乖離量の演算を開始してから所定時間が経過した場合に、演算終了条件が成立すると判断される例を示したが、これに限らず、エンジン回転数の急上昇を抑制するためにクラッチトルクを一時的にゼロにする場合において、クラッチトルクがゼロになってから所定時間が経過した場合に、演算終了条件が成立すると判断されるようにしてもよい。

また、本実施形態の大きさ学習では、ＭＧトルクが上限値に達する場合に、内燃機関１の次回の始動時におけるクラッチトルクを所定量大きくするように補正する例を示したが、これに限らず、ＭＧトルクが上限値に達する場合に、大きさ学習を禁止するようにしてもよい。

また、本実施形態において、ＥＣＵ５０が、ＨＶ（ハイブリッド）ＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧ（モータジェネレータ）ＥＣＵおよびバッテリＥＣＵなどによって構成され、これらのＥＣＵが互いに通信可能に接続されていてもよい。

本発明は、走行用の駆動力を出力可能な内燃機関および電動機と、内燃機関および電動機の間に配置されたクラッチとを備える車両を制御する車両の制御装置に利用することができる。

１ 内燃機関
２ クラッチ
３ モータジェネレータ（電動機）
５０ ＥＣＵ（車両の制御装置）
１００ 車両

Claims (1)

1. 走行用の駆動力を出力可能な内燃機関および電動機と、前記内燃機関および前記電動機の間に配置されたクラッチとを備える車両に適用される車両の制御装置であって、
   前記車両は、前記内燃機関を間欠運転するように構成されており、前記内燃機関の始動時に、前記クラッチのクラッチトルクを発生させるとともに、前記電動機から始動用のモータトルクを出力するように構成され、
   前記内燃機関の始動時における前記電動機の基準回転数に対する実際の回転数の乖離量に基づいて、前記クラッチトルクおよび前記モータトルクの大きさのずれを補正する学習手段を備え、
   前記学習手段は、前記内燃機関の始動時に前記モータトルクが上限値に達する場合に、前記内燃機関の次回の始動時における前記クラッチトルクを所定量大きくするように補正することを特徴とする車両の制御装置。

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