WO2012053596A1 - 車両および制御方法、並びにプログラム - Google Patents

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electric motor
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vehicle
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PCT/JP2011/074167
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真弘 鈴木
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日野自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle, a control method, and a program.
  • a so-called hybrid vehicle which is a vehicle driven by an internal combustion engine and an electric motor, has attracted attention.
  • the electric motor functions as a generator and regenerates electric power (hereinafter also simply referred to as regeneration) to store electricity.
  • the stored electric power is used for generating driving force during acceleration or traveling.
  • the transmission is also referred to as a transmission.
  • a clutch for connecting the power or disconnecting the power can be provided between the internal combustion engine and the electric motor.
  • an internal combustion engine an electric machine capable of operating an electric motor and a generator, a clutch, a variable transmission ratio transmission, power electronics, and an electric energy storage device, the clutch including the internal combustion engine
  • the drive torque can be guided from the internal combustion engine to the transmission and from the electric machine to the internal combustion engine via the clutch, and the electric machine is connected to the internal combustion engine and the transmission.
  • the electric machine is arranged between the only clutch arranged in between and the transmission so that the electric machine can directly transmit positive or negative torque to the transmission input shaft of the transmission (for example, Patent Document 1).
  • the internal combustion engine not only consumes a large amount of fuel, but also promotes wear of the clutch, and further increases the temperature of the electric motor.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle, a control method, and a program that can be used.
  • one aspect of the vehicle of the present invention includes an internal combustion engine and an electric motor, to which a shaft for transmitting power is coupled, via a clutch that connects power or disconnects power.
  • the clutch control means for controlling the clutch so as to be in a connected state in which all of the power is transmitted after being set in the half clutch state in which a part of the power is transmitted;
  • the apparatus includes an electric motor control means for controlling the electric motor so as to generate torque for assisting starting.
  • one aspect of the vehicle of the present invention is determined to determine whether or not to start from an uphill road having a predetermined gradient or more, and to be determined to start from an uphill road having a gradient or higher.
  • the apparatus further includes a correction unit that corrects the upper limit value of the torque generated by the electric motor to be smaller.
  • the motor control means generates a torque equal to a difference between a torque requested by the driver and a torque generated by the internal combustion engine. It is supposed to be controlled.
  • the motor control means controls the motor so as to generate a torque equal to the torque requested by the driver.
  • the motor control means increases the rotation speed of the motor and generates torque that assists starting. It is supposed to control the electric motor.
  • One aspect of the vehicle according to the present invention includes, in addition to the above-described configuration, a torque requested by the driver and a torque generated by the internal combustion engine when the determination unit determines to start from an uphill road with a slope or higher.
  • a torque requested by the driver and a torque generated by the internal combustion engine when the determination unit determines to start from an uphill road with a slope or higher.
  • the electric motor is controlled so as to generate a torque equal to or less than the upper limit value of the torque.
  • One aspect of the control method of the present invention is a vehicle driven by an internal combustion engine and an electric motor, to which a shaft for transmitting power is coupled, via a clutch for connecting power or disconnecting power.
  • a control method when starting, a clutch control step for controlling the clutch so that a half clutch state for transmitting a part of power and a connected state for transmitting all the power is set, and the clutch is in a half clutch state
  • an electric motor control step for controlling the electric motor so as to generate a torque for assisting starting is included.
  • one aspect of the program of the present invention controls a vehicle driven by an internal combustion engine and an electric motor, to which a shaft for transmitting power is coupled, via a clutch that connects power or disconnects power.
  • a process including an electric motor control step for controlling the electric motor so as to generate a torque for assisting starting is performed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a hybrid vehicle 1.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of functions implemented in a hybrid ECU 18.
  • FIG. It is a figure which shows the example of vehicle full torque, normal time assist start torque, start time assist start torque, and assist full torque. It is a time chart explaining the example of assist start control. It is a flowchart explaining the example of a process of assist start control. It is a time chart explaining the other example of assist start control. It is a flowchart explaining the other example of a process of assist start control. It is a figure which shows the example of a vehicle full torque, an assist start torque, and an assist full torque. It is a flowchart explaining the further another example of the process of assist start control.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the hybrid vehicle 1.
  • the hybrid vehicle 1 is an example of a vehicle.
  • the hybrid vehicle 1 is driven by an internal combustion engine and / or an electric motor via an automatic transmission, and can regenerate electric power by the electric motor when decelerating, for example.
  • This automatic transmission is called a semi-automatic transmission, for example, and has the same configuration as a manual transmission and can automatically perform a shifting operation.
  • the hybrid vehicle 1 includes an engine 10, an engine ECU (Electronic Control Unit) 11, a clutch 12, an electric motor 13, an inverter 14, a battery 15, a transmission 16, a motor ECU 17, a hybrid ECU 18, wheels 19, and a shift unit 20. Is done.
  • the transmission 16 has the above-described semi-automatic transmission and is operated by a shift unit 20 having a drive range (hereinafter referred to as a D (Drive) range).
  • the engine 10 is an example of an internal combustion engine, and is controlled by the engine ECU 11 to rotate gasoline and light oil, CNG (Compressed Natural Gas), LPG (Liquefied ⁇ Petroleum Gas), or alternative fuel and the like to rotate the shaft internally. Power is generated and the generated power is transmitted to the clutch 12.
  • CNG Compressed Natural Gas
  • LPG Liquefied ⁇ Petroleum Gas
  • the engine ECU 11 is a computer that operates in cooperation with the motor ECU 17 according to an instruction from the hybrid ECU 18 and controls the engine 10 such as a fuel injection amount and a valve timing.
  • the engine ECU 11 includes a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. O (Input / Output) port and the like.
  • the clutch 12 is controlled by the hybrid ECU 18 and transmits the shaft output from the engine 10 to the wheels 19 via the electric motor 13 and the transmission 16. That is, the clutch 12 mechanically connects the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 under the control of the hybrid ECU 18 (hereinafter simply referred to as “connection”), and thereby outputs the shaft output of the engine 10 to the electric motor. 13 or by disconnecting the mechanical connection between the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 (hereinafter simply referred to as “cutting” or “disconnecting”), The rotating shaft of the electric motor 13 can be rotated at different rotational speeds.
  • the clutch 12 causes the hybrid vehicle 1 to travel by the power of the engine 10, thereby causing the electric motor 13 to generate electric power, when the engine 10 is assisted by the driving force of the electric motor 13, and to start the engine 10 by the electric motor 13.
  • the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 are mechanically connected.
  • the clutch 12 is in a state where the engine 10 is stopped or idling and the hybrid vehicle 1 is running by the driving force of the electric motor 13 and when the engine 10 is stopped or idling, and the hybrid vehicle 1 is decelerated.
  • the electric motor 13 is generating electric power (regenerating electric power)
  • the mechanical connection between the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 is disconnected.
  • the clutch 12 is different from the clutch that is operated by the driver operating the clutch pedal, and operates under the control of the hybrid ECU 18.
  • the electric motor 13 is a so-called motor generator.
  • the electric power supplied from the inverter 14 generates motive power for rotating the shaft, and supplies the shaft output to the transmission 16 or the shaft supplied from the transmission 16. Electric power is generated by the rotating power, and the electric power is supplied to the inverter 14.
  • the electric motor 13 When the hybrid vehicle 1 is accelerating or traveling at a constant speed, the electric motor 13 generates power for rotating the shaft, supplies the shaft output to the transmission 16, and cooperates with the engine 10.
  • the hybrid vehicle 1 is driven to work.
  • the motor 13 is driven by the engine 10, or when the hybrid vehicle 1 is decelerating or traveling downhill, the motor 13 is traveling without power. Operates as a generator. In this case, power is generated by the power that rotates the shaft supplied from the transmission 16, and the electric power is supplied to the inverter 14 to charge the battery 15.
  • the inverter 14 is controlled by the motor ECU 17 and converts the DC voltage from the battery 15 into an AC voltage or converts the AC voltage from the motor 13 into a DC voltage.
  • the inverter 14 converts the DC voltage of the battery 15 into an AC voltage and supplies electric power to the electric motor 13.
  • the inverter 14 converts the AC voltage from the electric motor 13 into a DC voltage. That is, in this case, the inverter 14 serves as a rectifier and a voltage regulator for supplying a DC voltage to the battery 15.
  • the battery 15 is a chargeable / dischargeable secondary battery.
  • the electric motor 13 When the electric motor 13 generates power, the electric power is supplied to the electric motor 13 via the inverter 14 or when the electric motor 13 is generating electric power, the electric motor 13 generates electric power. It is charged by the electric power.
  • the transmission 16 has a semi-automatic transmission (not shown) that selects one of a plurality of gear ratios (speed ratios) in accordance with a speed change instruction signal from the hybrid ECU 18.
  • the power and / or power of the electric motor 13 is transmitted to the wheel 19. Further, the transmission 16 transmits the power from the wheels 19 to the electric motor 13 when decelerating or traveling downhill.
  • the shift unit 20 By operating the shift unit 20 in which a drive range (D range), neutral range, reverse range, or the like is selected by the driver, the transmission 16 performs a shift state in which the power is transmitted and the transmission of power is cut off. , So-called neutral state or reverse state.
  • the driver can manually change the gear position to an arbitrary gear stage by operating the shift unit 20.
  • the motor ECU 17 is a computer that operates in cooperation with the engine ECU 11 by following instructions from the hybrid ECU 18, and controls the electric motor 13 by controlling the inverter 14.
  • the motor ECU 17 includes a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and includes an arithmetic unit, a memory, an I / O port, and the like.
  • the hybrid ECU 18 is an example of a computer, and is obtained from a gradient sensor including accelerator opening information, brake operation information, vehicle speed information, a three-dimensional force sensor (for example, a three-axis gyro) (not shown), or a three-dimensional acceleration sensor.
  • the gradient information indicating the gradient of the engine, the engine rotation speed information and the engine torque information acquired from the engine ECU 11, and the motor rotation speed information and the motor torque information acquired from the motor ECU 17 are acquired. 12 and the electric motor 13 are controlled.
  • the hybrid ECU 18 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12.
  • the hybrid ECU 18 controls the electric motor 13 by giving a control instruction for the electric motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17.
  • the hybrid ECU 18 controls the engine 10 by giving a control instruction for the engine 10 to the engine ECU 11.
  • the hybrid ECU 18 includes a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and includes a calculation unit, a memory, an I / O port, and the like.
  • the program executed by the hybrid ECU 18 can be installed in advance in the hybrid ECU 18 that is a computer by storing the program in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18 in advance.
  • the engine ECU 11, the motor ECU 17, and the hybrid ECU 18 are connected to each other by a bus that conforms to a standard such as CAN (Control Area Network).
  • CAN Controller Area Network
  • Wheel 19 is a driving wheel that transmits driving force to the road surface. Although only one wheel 19 is shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 actually has a plurality of wheels 19.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration realized in the hybrid ECU 18 that executes the program. That is, when the hybrid ECU 18 executes the program, the determination unit 31, the clutch control unit 32, the electric motor control unit 33, the engine control unit 34, and the correction unit 35 are realized.
  • the determination unit 31 performs various determinations such as whether or not an assist start condition in which the electric motor 13 starts with assistance of the engine 10 is satisfied, or whether or not a condition for connecting the clutch 12 is satisfied. .
  • the clutch control unit 32 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12 so that the clutch 12 is in a connected state, a disconnected state, or a half-clutch state in which a part of power is transmitted.
  • the electric motor control unit 33 controls the electric motor 13 by giving a control instruction for the electric motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17, and causes the electric motor 13 to rotate at a desired rotational speed, thereby generating a desired torque.
  • the engine control unit 34 gives a control instruction for the engine 10 to the engine ECU 11, thereby controlling the engine 10 to cause the engine 10 to rotate at a desired rotational speed and generate a desired torque.
  • the correction unit 35 obtains a road gradient from gradient information acquired from a gradient sensor (not shown). Further, the correction unit 35 increases the assist start torque, which is a threshold value for determining whether or not to assist the engine 10 by the driving force of the electric motor 13 according to the slope when the slope is an uphill road having a predetermined slope or more. Correct the assist start torque. Furthermore, the correction unit 35 reduces the assist full torque that is the upper limit value of the torque of the electric motor 13 when assisting the engine 10 with the driving force of the electric motor 13 according to the gradient when the uphill road is equal to or higher than a predetermined gradient. Correct the assist full torque so that
  • assist start torque can be used when starting and running, and can also be divided into a start assist torque used when starting and a normal assist start torque used during running.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of vehicle full torque that is the maximum torque generated by the engine 10, normal-time assist start torque, start-up assist start torque, and assist full torque that is the maximum torque generated by the electric motor 13.
  • the vertical axis represents torque
  • the horizontal axis represents rotational speed.
  • the solid line indicates the vehicle full torque
  • the dotted line indicates the normal assist start torque
  • the alternate long and short dash line indicates the start assist assist torque
  • the two-dot chain line indicates the assist full torque.
  • the start assist torque is set to the same value as the normal assist start torque except in the low rotation range, and is smaller than the normal assist start torque in the low rotation range.
  • the assist full torque is set to a certain maximum value in the low rotation region, and gradually decreases as the rotation speed increases.
  • FIG. 4 is a time chart illustrating an example of assist start control in which the engine 10 is started by assisting with the driving force of the electric motor 13.
  • the dotted line indicates the rotational speed of the engine 10
  • the alternate long and short dash line indicates the rotational speed of the electric motor 13.
  • the solid line indicates the driver required torque that is the torque requested to be generated by the driver according to the amount of depression of the accelerator pedal depressed by the driver
  • the two-dot chain line is the torque generated by the engine 10. Indicates engine torque.
  • the start is started from time t1. From time t1, the clutch 12 is in a half-clutch state.
  • the accelerator pedal is depressed by the driver, so that the driver request torque increases and the driver request torque becomes substantially constant until it starts to move (until the initial speed is reached).
  • the rotational speed of the engine 10 rises from idling, and the engine 10 generates a predetermined torque.
  • the electric motor 13 increases the rotation speed and generates torque that assists the start.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the assist start control process.
  • the electric motor control unit 33 is equal to the difference between the driver required torque corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal depressed by the driver and the idling torque that is generated when the engine 10 is idling. Calculate the starting assist torque.
  • step S12 the determination unit 31 determines whether or not the driver request torque exceeds the start assist torque. If it is determined in step S12 that the driver request torque exceeds the start assist start torque, the engine 10 starts with assisting the torque of the engine 10 with the torque (driving force) of the electric motor 13 at the start. Proceeding to step S13, the clutch control unit 32 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12, and puts the clutch 12 in a half-clutch state.
  • step S ⁇ b> 14 the motor control unit 33 controls the motor 13 by giving a control instruction for the motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17, thereby increasing the rotational speed of the motor 13, and setting the starting assist torque to the motor 13.
  • step S ⁇ b> 15 the engine control unit 34 gives a control instruction for the engine 10 to the engine ECU 11 to control the engine 10, increase the rotational speed of the engine 10, and generate torque in the engine 10.
  • step S16 the determination unit 31 determines whether or not the rotational speed of the electric motor 13 is equal to a predetermined target engine rotational speed at start, and the rotational speed of the electric motor 13 is equal to the target engine rotational speed at start. If it is determined that the rotation speed is not, the determination process is repeated until the rotation speed of the electric motor 13 becomes equal to the target engine rotation speed at the time of start.
  • step S16 when it is determined that the rotation speed of the electric motor 13 is equal to the target engine rotation speed at start, the procedure proceeds to step S17, and the clutch control unit 32 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12. Then, the clutch 12 is connected.
  • step S18 the motor control unit 33 controls the motor 13 by giving a control instruction for the motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17, and generates a normal assist torque in the motor 13, thereby performing assist start control. The process ends.
  • step S12 If it is determined in step S12 that the driver request torque does not exceed the start assist torque, the assist of the motor 13 is not required at the start, so the assist of the motor 13 is not performed and the assist start control process is performed. Is completed, and the vehicle is started only by the driving force of the engine 10.
  • the engine 10 is assisted by the driving force (torque) of the electric motor 13 when starting, there is no need to blow up the engine 10 to a high rotational speed, fuel efficiency is improved, and the rotational speed of the engine 10 is increased. Therefore, it is possible to prevent the clutch 12 from being worn. Furthermore, since the electric motor 13 only needs to generate a necessary torque during a short period in which the clutch 12 is in the half-clutch state, the temperature rise of the electric motor 13 and the inverter 14 can be prevented.
  • fuel consumption can be reduced, and clutch wear and motor temperature rise can be prevented. That is, fuel consumption, durability, and stability can be improved.
  • the assist start is not performed even when the start assist torque exceeds the start assist torque.
  • the vehicle is started only by the driving force.
  • the electric motor 13 may generate all of the driver required torque corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal that is depressed by the driver.
  • FIG. 6 is a time chart for explaining the assist start control when the motor 13 generates the driver request torque at the time of start.
  • the dotted line indicates the rotational speed of the engine 10
  • the alternate long and short dash line indicates the rotational speed of the electric motor 13.
  • the solid line indicates the driver required torque
  • the two-dot chain line indicates the engine torque.
  • the start is started from time t1. From time t1, the clutch 12 is in a half-clutch state.
  • the accelerator pedal is depressed by the driver, so that the driver request torque increases and the driver request torque becomes substantially constant until it starts to move (until the initial speed is reached).
  • the rotational speed of the engine 10 maintains the idling rotational speed.
  • the electric motor 13 increases the rotational speed and generates a driver request torque necessary for starting.
  • the hybrid vehicle 1 is driven by only the driving force of the electric motor 13 and starts.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of the assist start control process when the motor 13 generates the driver required torque at the time of start.
  • the electric motor control unit 33 calculates a starting assist torque that is equal to the driver request torque corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal depressed by the driver.
  • step S32 to step S34 is the same as the procedure from step S12 to step S14 in FIG.
  • the procedure from step S35 to step S37 is the same as the procedure from step S16 to step S18 in FIG.
  • the driver required torque can be generated in the electric motor 13.
  • the assist start torque is intentionally increased.
  • the electric motor 13 is supplemented by the electric motor 13, and the basic power is provided by the engine 10.
  • the assist by the electric motor 13 is excessively performed, and the possibility that the SOC of the battery 15 is out of balance is reduced, and further, the period of the half-clutch state can be shortened.
  • FIG. 8 is a diagram showing examples of vehicle full torque, assist start torque, and assist full torque.
  • the vertical axis indicates the torque
  • the horizontal axis indicates the rotation speed.
  • the solid line indicates the vehicle full torque
  • the alternate long and short dash line indicates the assist start torque on a flat road
  • the alternate long and short dash line indicates the assist start torque on an uphill road with a large gradient.
  • a two-dot chain line indicates assist full torque on a flat road
  • a double-dot chain line double line indicates assist full torque on an uphill road with a large gradient.
  • the assist start torque on an uphill road with a large gradient is set to a larger value than the assist start torque on a flat road.
  • the assist full torque on the uphill road having a large gradient is set to a smaller value than the assist full torque on the flat road.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining still another example of the assist start control process.
  • the electric motor control unit 33 is equal to the difference between the driver required torque corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal depressed by the driver and the idling torque that is generated when the engine 10 is idling. Calculate the starting assist torque.
  • step S72 the determination unit 31 detects the gradient of the road surface by acquiring gradient information indicating the gradient of the road surface.
  • the gradient information is also supplied to the correction unit 35.
  • step S ⁇ b> 73 the determination unit 31 refers to the gradient information and determines whether or not the road is an uphill road having a predetermined gradient or higher. If it is determined in step S73 that the road is an uphill road having a predetermined gradient or higher, in step S74, the correction unit 35 increases the assist start torque according to the gradient indicated by the gradient information. In this case, the correction unit 35 may increase the assist start torque in proportion to the gradient, or may increase the assist start torque in a non-linear manner with respect to the gradient. The assist start torque may be increased.
  • step S75 the correction unit 35 reduces the assist full torque according to the gradient indicated by the gradient information.
  • the correction unit 35 may decrease the assist full torque linearly with respect to the gradient, or may decrease the assist full torque non-linearly with respect to the gradient. The full torque may be reduced.
  • step S73 If it is determined in step S73 that the road is not an uphill road having a predetermined slope or higher, the procedures in steps S74 and S75 are skipped, and the assist start torque and the assist full torque are not corrected.
  • step S76 the determination unit 31 determines whether or not the driver request torque exceeds the assist start torque.
  • the procedure proceeds to step S77, and the determination unit 31 determines whether or not the start-time assist torque exceeds the assist full torque. .
  • step S77 If it is determined in step S77 that the starting assist torque exceeds the assist full torque, the procedure proceeds to step S78, and the correction unit 35 sets the start assist torque to the assist full torque. That is, the value of the starting assist torque is the same as the value of the assist full torque. After step S78, the procedure proceeds to step S79.
  • step S77 If it is determined in step S77 that the starting assist torque does not exceed the assist full torque, the procedure in step S78 is skipped, the starting assist torque is not corrected, and the procedure proceeds to step S79.
  • step S79 the clutch control unit 32 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12, and puts the clutch 12 into a half-clutch state.
  • step S ⁇ b> 80 the motor control unit 33 gives a control instruction for the motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17, thereby controlling the motor 13, increasing the rotational speed of the motor 13, and adding start assist torque to the motor 13. To generate.
  • step S ⁇ b> 81 the engine control unit 34 controls the engine 10 by giving a control instruction for the engine 10 to the engine ECU 11, and generates a torque equal to the difference between the driver required torque and the start assist torque to the engine 10. generate.
  • step S82 the determination unit 31 determines whether or not the rotational speed of the electric motor 13 is equal to a predetermined target engine rotational speed at start, and the rotational speed of the electric motor 13 is equal to the target engine rotational speed at start. If it is determined that the rotation speed is not, the determination process is repeated until the rotation speed of the electric motor 13 becomes equal to the target engine rotation speed at the time of start.
  • step S82 If it is determined in step S82 that the rotational speed of the electric motor 13 is equal to the target engine rotational speed at start, the procedure proceeds to step S83, and the clutch control unit 32 controls the clutch 12 by giving an instruction to the clutch 12. Then, the clutch 12 is connected.
  • step S84 the electric motor control unit 33 gives the motor ECU 17 a control instruction for the electric motor 13 and the inverter 14, thereby controlling the electric motor 13 and setting the torque of the electric motor 13 to zero.
  • step S85 the motor control unit 33 controls the motor 13 by giving a control instruction for the motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17, and generates a normal assist torque in the motor 13 to perform assist start control. The process ends.
  • step S76 If it is determined in step S76 that the driver request torque does not exceed the assist start torque, the assist of the motor 13 is not required at the time of start, so the normal start is performed and the assist start is performed without assisting the motor 13. The control process ends.
  • the assist start torque is deliberately increased, and only the torque that is insufficient for the torque of the engine 10 is supplemented by the electric motor 13, and the basic power (torque) is supplied to the engine 10. Since it is generated, excessive discharge of the battery 15 can be prevented, and the period of the half-clutch state can be shortened.
  • engine 10 has been described as an internal combustion engine, it may be a heat engine including an external combustion engine.
  • the program executed by the hybrid ECU 18 has been described as being installed in the hybrid ECU 18 in advance.
  • a removable medium in which the program is recorded (a program is stored) is attached to a drive or the like (not shown), and the removable medium is removed.
  • a program read from the medium is stored in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18 or a program transmitted via a wired or wireless transmission medium is received by a communication unit (not shown), and the hybrid ECU 18 Can be installed in the hybrid ECU 18 as a computer.
  • each ECU may be realized by an ECU in which some or all of these functions are combined into one, or an ECU that further subdivides the functions of each ECU may be newly provided.
  • the program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.

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Abstract

　燃費、耐久性、および安定性を向上させる。　クラッチ制御３２は、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御する。電動機制御部３３は、クラッチが半クラッチ状態にある場合、運転者から要求された運転者要求トルクとエンジンがアイドリングで発生するアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを発生させるように電動機を制御する。本発明は、ハイブリッド自動車に適用できる。

Description

車両および制御方法、並びにプログラム
　本発明は車両および制御方法、並びにプログラムに関する。
　内燃機関と電動機とによって駆動される車両である、いわゆるハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車は、減速するとき、電動機が発電機として機能し、電力回生（以下、単に回生とも称する。）して、蓄電する。蓄電された電力は、加速時または走行時などに駆動力の発生に利用される。
　ハイブリッド車には、自動変速の変速機を備えたものもある。以下、変速機をトランスミッションとも称する。
　この場合、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを、内燃機関と電動機との間に設けることができる。
　従来、内燃機関と、電動機運転と発電機運転とが可能な電気機械と、クラッチと、可変伝達比の変速機と、パワーエレクトロニクスと、電気エネルギ蓄積装置と、を備え、クラッチが、内燃機関と変速機との間に配置され、当該クラッチを介して、駆動トルクを、内燃機関から変速機に、および、電気機械から内燃機関に、導くことができ、電気機械が、内燃機関と変速機との間に配置された唯一のクラッチと変速機との間に、当該電気機械が変速機の変速機入力軸に正あるいは負のトルクを直接伝達できるように配置されているものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－１１８９４３号公報
　しかしながら、小排気量の内燃機関で発進しようとすると、発進時のトルクが不足気味となり、発進時には、内燃機関を高い回転速度まで吹き上がらせて待機させた状態で、半クラッチにより徐々に駆動力を伝達して、車両が加速させられる。
　このような発進方法では、内燃機関が多量の燃料を消費するだけでなく、クラッチの摩耗を助長し、さらには電動機の温度が上昇してしまう。
　そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、燃料の消費をより少なくし、クラッチの摩耗や電動機の温度上昇を防止すること、言い換えれば、燃費、耐久性、および安定性を向上させることのできる車両および制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の車両の一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両であって、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御手段と、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御手段とを備える装置を有するものとされている。
　さらに、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定手段と、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、電動機の発生するトルクの上限値をより小さく補正する補正手段とをさらに備える装置を有するものとされている。
　また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、運転者から要求されたトルクと内燃機関が発生するトルクとの差に等しいトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。
　さらに、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、運転者から要求されたトルクに等しいトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。
　また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、クラッチが半クラッチ状態にある場合、電動機の回転速度を上げると共に、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。
　また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、判定手段が、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、運転者から要求されたトルクと内燃機関が発生するトルクとの差が、補正されたトルクの上限値を超えているか否かを判定し、電動機制御手段が、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、クラッチが半クラッチ状態にあるとき、補正されたトルクの上限値以下のトルクを発生させるように電動機を制御するとされている。
　また、本発明の制御方法の一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両の制御方法であって、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御ステップとを含むものとされている。
　さらに、本発明のプログラムの一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両を制御するコンピュータに、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御ステップとを含む処理を行わせるものとされている。
　本発明の一側面によれば、燃費、耐久性、および安定性を向上させることのできる車両および制御方法、並びにプログラムを提供することができる。
ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。 ハイブリッドECU１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。 車両フルトルク、通常時アシスト開始トルク、発進時アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。 アシスト発進制御の例を説明するタイムチャートである。 アシスト発進制御の処理の例を説明するフローチャートである。 アシスト発進制御の他の例を説明するタイムチャートである。 アシスト発進制御の処理の他の例を説明するフローチャートである。 車両フルトルク、アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。 アシスト発進制御の処理のさらに他の例を説明するフローチャートである。
　以下、本発明の一実施の形態のハイブリッド自動車について、図１～図９を参照しながら説明する。
　図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。ハイブリッド自動車１は、自動変速の変速機を介した内燃機関および／または電動機によって駆動され、たとえば減速するとき、電動機によって電力回生することができる。この自動変速の変速機は、たとえば半自動トランスミッションと称され、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。
　ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、モータＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、車輪１９、およびシフト部２０を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、上述した半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２０により操作される。
　エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。
　エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、モータＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。例えば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital　Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。
　クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより（以下、単に、接続と称する。）、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより（以下、単に、切断または断と称する。）、エンジン１０の回転軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。
　例えば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。
　また、例えば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。
　なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。
　電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。例えば、ハイブリッド自動車１が加速しているときまたは定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、例えば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、若しくは下り坂を走行しているときなど、無動力で走行しているときにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。
　インバータ１４は、モータＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。
　バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。
　トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。ドライブレンジ（Ｄレンジ）、ニュートラルレンジ、またはリバースレンジなどが運転者によって選択されるシフト部２０の操作により、トランスミッション１６は、変速を行って動力が伝達される走行状態、動力の伝達を遮断する、いわゆるニュートラル状態、または後進状態とされる。なお、半自動トランスミッションは、シフト部２０を操作して運転者が手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。
　モータＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。例えば、モータＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、図示せぬ３次元力センサ（たとえば３軸ジャイロ）または３次元加速度センサなどからなる勾配センサから取得した、路面の勾配を示す勾配情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報およびエンジントルク情報、並びにモータECU１７から取得した電動機回転速度情報および電動機トルク情報を取得して、これを参照して、エンジン１０、クラッチ１２、および電動機１３を制御する。
　より具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１８は、クラッチ１２に指示を与えることで、クラッチ１２を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ１８は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。
　エンジンＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。
　車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。
　図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、判定部３１、クラッチ制御部３２、電動機制御部３３、エンジン制御部３４、および補正部３５が実現される。判定部３１は、電動機１３がエンジン１０を補助して発進するアシスト発進の条件が成立しているか否か、または、クラッチ１２を接続する条件が成立しているか否かなど、各種の判定を行う。
　クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることで、クラッチ１２が接続状態、切断状態、または一部の動力を伝達する半クラッチ状態のいずれかとなるように、クラッチ１２を制御する。
　電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に所望の回転速度で回転させ、所望のトルクを発生させる。
　エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、エンジン１０に所望の回転速度で回転させ、所望のトルクを発生させる。
　補正部３５は、図示せぬ勾配センサから取得した勾配情報から、道路の勾配を求める。また、補正部３５は、所定の勾配以上の登坂路である場合、勾配に応じて、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストするか否かを判定する閾値であるアシスト開始トルクを大きくするようにアシスト開始トルクを補正する。さらに、補正部３５は、所定の勾配以上の登坂路である場合、勾配に応じて、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストするときの電動機１３のトルクの上限値であるアシストフルトルクを小さくするようにアシストフルトルクを補正する。
　なお、アシスト開始トルクは、発進時および走行時に用いるものとすることもでき、また、発進時に用いる発進時アシスト開始トルクと、走行時に用いる通常時アシスト開始トルクに分けることもできる。
　図３は、エンジン１０の発生する最大トルクである車両フルトルク、通常時アシスト開始トルク、発進時アシスト開始トルク、および電動機１３の発生する最大トルクであるアシストフルトルクの例を示す図である。図３において、縦軸は、トルクを示し、横軸は、回転速度を示す。また、図３において、実線は、車両フルトルクを示し、点線は、通常時アシスト開始トルクを示し、一点鎖線は、発進時アシスト開始トルクを示し、二点鎖線は、アシストフルトルクを示す。
　図３に示されるように、発進時アシスト開始トルクは、低回転の領域を除き、通常時アシスト開始トルクと同じ値とされ、低回転の領域においては、通常時アシスト開始トルクより小さい値とされる。
　また、図３に示されるように、アシストフルトルクは、低回転の領域において、一定の最大値とされ、回転速度が上がるにつれて、漸減するものとされる。
　図４は、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストして発進する、アシスト発進制御の例を説明するタイムチャートである。
　図４において、点線は、エンジン１０の回転速度を示し、一点鎖線は、電動機１３の回転速度を示す。また、実線は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じた、運転者により発生が要求されたトルクであるドライバ要求トルクを示し、二点鎖線は、エンジン１０が発生するトルクであるエンジントルクを示す。
　図４の例において、時刻t1から、発進が開始されている。時刻t1から、クラッチ１２は、半クラッチ状態とされる。発進が開始されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるので、ドライバ要求トルクが増加し、動き出すまで（初速がつくまで）、ドライバ要求トルクは、ほぼ一定となる。
　すると、エンジン１０の回転速度は、アイドリングから上昇して、エンジン１０は、所定のトルクを発生させる。これにあわせて、電動機１３は、回転速度を上昇させると共に、発進を補助するトルクを発生させる。
　時刻t2において、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度がほぼ同じとされて、クラッチ１２が接続される。
　時刻t2以後、電動機１３の駆動力によって走行をアシストする通常アシスト状態とされる。
　図５は、アシスト発進制御の処理の例を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクと、エンジン１０がアイドリングしているときに発生するトルクであるアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを計算する。
　ステップＳ１２において、判定部３１は、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えているか否かを判定する。ステップＳ１２において、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えていると判定された場合、発進時において、電動機１３のトルク（駆動力）によってエンジン１０のトルクをアシストして発進するので、手続きはステップＳ１３に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を半クラッチ状態にする。
　ステップＳ１４において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３の回転速度を上げると共に、発進時アシストトルクを電動機１３に発生させる。ステップＳ１５において、エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、エンジン１０の回転速度を上げ、トルクをエンジン１０に発生させる。
　ステップＳ１６において、判定部３１は、電動機１３の回転速度が、予め決められた発進時目標エンジン回転速度と等しくなったか否かを判定し、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなっていないと判定された場合、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなるまで、判定の処理を繰り返す。
　ステップＳ１６において、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなったと判定された場合、手続きはステップＳ１７に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
　ステップＳ１８において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に通常時アシストトルクを発生させて、アシスト発進制御の処理は終了する。
　ステップＳ１２において、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えていないと判定された場合、発進時において、電動機１３のアシストは不要なので、電動機１３のアシストが行われないで、アシスト発進制御の処理は終了し、エンジン１０の駆動力のみによって発進が行われる。
　このように、発進するとき、電動機１３の駆動力（トルク）によってエンジン１０をアシストするので、エンジン１０を高い回転速度まで吹け上がらせる必要がなく、燃費が向上し、また、エンジン１０の回転速度が低く抑えることができるので、クラッチ１２の摩耗を防止することができる。さらに、クラッチ１２が半クラッチ状態にある短い期間において、電動機１３が、必要なトルクを発生すればよいので、電動機１３およびインバータ１４の温度上昇を防止することができる。
　以上のように、燃料の消費をより少なくし、クラッチの摩耗や電動機の温度上昇を防止することができる。すなわち、燃費、耐久性、および安定性を向上させることができる。
　なお、バッテリ１５のＳＯＣ（state of charge）が低い（充電量が少ない）場合、発進時アシストトルクが発進時アシスト開始トルクを超えている場合であっても、アシスト発進は行われず、エンジン１０の駆動力のみによって、発進が行われる。
　また、発進時において、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクの全部を電動機１３が発生するようにしてもよい。
　図６は、発進時において、ドライバ要求トルクを電動機１３が発生する場合の、アシスト発進制御を説明するタイムチャートである。
　図６において、点線は、エンジン１０の回転速度を示し、一点鎖線は、電動機１３の回転速度を示す。また、実線は、ドライバ要求トルクを示し、二点鎖線は、エンジントルクを示す。
　図６の例において、時刻t1から、発進が開始されている。時刻t1から、クラッチ１２は、半クラッチ状態とされる。発進が開始されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるので、ドライバ要求トルクが増加し、動き出すまで（初速がつくまで）、ドライバ要求トルクは、ほぼ一定となる。
　この場合、エンジン１０の回転速度は、アイドリングの回転速度を維持する。同時に、電動機１３は、回転速度を上昇させると共に、発進に必要なドライバ要求トルクを発生させる。
　時刻t2において、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度がほぼ同じとされて、クラッチ１２が接続される。
　すなわち、半クラッチ状態とされる時刻t1から時刻t2までの期間において、電動機１３の駆動力のみによって、ハイブリッド自動車１は駆動されて、発進することになる。
　時刻t2以後、電動機１３の駆動力によって走行をアシストする通常アシスト状態とされる。
　図７は、発進時において、ドライバ要求トルクを電動機１３が発生する場合の、アシスト発進制御の処理の他の例を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクに等しい発進時アシストトルクを計算する。
　ステップＳ３２～ステップＳ３４の手続きは、それぞれ、図５のステップＳ１２～ステップＳ１４の手続きと同様なので、その説明は省略する。ステップＳ３５～ステップＳ３７の手続きは、それぞれ、図５のステップＳ１６～ステップＳ１８の手続きと同様なので、その説明は省略する。
　このように、発進時において、電動機１３にドライバ要求トルクを発生させることができる。
　また、登坂路において、勾配が大きい場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストして発進すると、半クラッチ状態の期間が長くなる。この場合には、バッテリ１５の放電量が過多となり、バッテリ１５のＳＯＣのバランスを崩す可能性がある。
　そこで、登坂路の勾配が大きい事を勾配センサによって検出すると、アシスト開始トルクが敢えて大きくされる。これにより、小排気量のエンジン１０では動力性能として不足する分のトルクのみを電動機１３によって補い、基本的な動力は、エンジン１０によって賄われる。このような制御により、電動機１３によるアシストを過剰に行ってしまい、バッテリ１５のＳＯＣのバランスの崩れる恐れが低減され、さらに、半クラッチ状態にある期間が短くできる。
　平坦路では、ドライバ要求トルクの多くを電動機１３によって担い、速やかに半クラッチ状態の期間が終了する速度まで車速が上げられる。これにより、半クラッチ状態にある期間が短くでき、発進時のエンジン１０の吹け上がりを抑えることができるので、より少ない電力消費量で燃費を向上させることができる。
　図８は、車両フルトルク、アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。図８において、縦軸は、トルクを示し、横軸は、回転速度を示す。また、図８において、実線は、車両フルトルクを示し、一点鎖線は、平坦路におけるアシスト開始トルクを示し、一点鎖線の二重線は、勾配の大きい登坂路におけるアシスト開始トルクを示す。二点鎖線は、平坦路におけるアシストフルトルクを示し、二点鎖線の二重線は、勾配の大きい登坂路におけるアシストフルトルクを示す。
　図８に示されるように、勾配の大きい登坂路におけるアシスト開始トルクは、平坦路におけるアシスト開始トルクに対して、大きい値とされる。また、勾配の大きい登坂路におけるアシストフルトルクは、平坦路におけるアシストフルトルクに対して、小さい値とされる。
　図９は、アシスト発進制御の処理のさらに他の例を説明するフローチャートである。ステップＳ７１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクと、エンジン１０がアイドリングしているときに発生するトルクであるアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを計算する。
　ステップＳ７２において、判定部３１は、路面の勾配を示す勾配情報を取得することで、路面の勾配を検出する。なお、勾配情報は、補正部３５にも供給される。ステップＳ７３において、判定部３１は、勾配情報を参照して、予め決められた所定の勾配以上の登坂路であるか否かを判定する。ステップＳ７３において、所定の勾配以上の登坂路であると判定された場合、ステップＳ７４において、補正部３５は、勾配情報で示される勾配に応じてアシスト開始トルクを大きくする。この場合、補正部３５は、勾配に対して比例してアシスト開始トルクを大きくするようにしても、勾配に対して非線形にアシスト開始トルクを大きくするようにしてもよく、また、段階的に、アシスト開始トルクを大きくするようにしても良い。
　ステップＳ７５において、補正部３５は、勾配情報で示される勾配に応じてアシストフルトルクを小さくする。この場合、補正部３５は、勾配に対して線形にアシストフルトルクを小さくするようにしても、勾配に対して非線形にアシストフルトルクを小さくするようにしてもよく、また、段階的に、アシストフルトルクを小さくするようにしても良い。ステップＳ７５の後、手続きはステップＳ７６に進む。
　ステップＳ７３において、所定の勾配以上の登坂路でないと判定された場合、ステップＳ７４およびステップＳ７５の手続きはスキップされて、アシスト開始トルクおよびアシストフルトルクは補正されない。
　ステップＳ７６において、判定部３１は、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えているか否かを判定する。ステップＳ７６において、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えていると判定された場合、手続きはステップＳ７７に進み、判定部３１は、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えているか否かを判定する。
　ステップＳ７７において、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えていると判定された場合、手続きはステップＳ７８に進み、補正部３５は、発進時アシストトルクをアシストフルトルクとする。すなわち、発進時アシストトルクの値は、アシストフルトルクの値と同じとされる。ステップＳ７８の後、手続きはステップＳ７９に進む。
　ステップＳ７７において、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えていないと判定された場合、ステップＳ７８の手続きはスキップされて、発進時アシストトルクは補正されず、手続きはステップＳ７９に進む。
　ステップＳ７９において、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を半クラッチ状態にする。
　ステップＳ８０において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３の回転速度を上げると共に、発進時アシストトルクを電動機１３に発生させる。
　ステップＳ８１において、エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、運転者要求トルクと発進時アシストトルクとの差に等しいトルクをエンジン１０に発生させる。
　ステップＳ８２において、判定部３１は、電動機１３の回転速度が、予め決められた発進時目標エンジン回転速度と等しくなったか否かを判定し、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなっていないと判定された場合、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなるまで、判定の処理を繰り返す。
　ステップＳ８２において、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなったと判定された場合、手続きはステップＳ８３に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
　ステップＳ８４において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３のトルクを０にする。ステップＳ８５において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に通常時アシストトルクを発生させて、アシスト発進制御の処理は終了する。
　ステップＳ７６において、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えていないと判定された場合、発進時において、電動機１３のアシストは不要なので、通常の発進が行われ、電動機１３のアシストをしないで、アシスト発進制御の処理は終了する。
　このように、登坂路の勾配が大きい場合、アシスト開始トルクを敢えて大きくして、エンジン１０のトルクの不足する分のトルクのみを電動機１３によって補い、基本的な動力（トルク）を、エンジン１０に発生させるので、バッテリ１５の過度な放電を防止して、半クラッチ状態にある期間を短くすることができる。
　平坦路では、ドライバ要求トルクの多くを電動機１３によって発生させるので、半クラッチ状態の期間が終了する速度まで車速が速やかに上げられ、これにより、半クラッチ状態にある期間が短くでき、発進時のエンジン１０の吹き上がりを抑え、より少ない電力消費量で燃費を向上させることができる。
　なお、エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。
　また、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドECU１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にインストールすることができる。
　また、各ＥＣＵは、これらの機能の一部または全部を１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。
　なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
　また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…モータＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ、１９…車輪、２０…シフト部、３１…判定部、３２…クラッチ制御部、３３…電動機制御部、３４…エンジン制御部、３５…補正部

Claims (8)

  1. 　動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両において、
    　発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、
    　上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御手段と
    　を備える装置を有する車両。
  2. 　請求項１に記載の車両において、
    　予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定手段と、
    　前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、前記電動機の発生するトルクの上限値をより小さく補正する補正手段と
    　をさらに備える装置を有する車両。
  3. 　請求項１に記載の車両において、
    　前記電動機制御手段は、運転者から要求されたトルクと前記内燃機関が発生するトルクとの差に等しいトルクを発生させるように前記電動機を制御する
    　ことを特徴とする車両。
  4. 　請求項１に記載の車両において、
    　前記電動機制御手段は、運転者から要求されたトルクに等しいトルクを発生させるように前記電動機を制御する
    　ことを特徴とする車両。
  5. 　請求項１に記載の車両において、
    　前記電動機制御手段は、前記クラッチが半クラッチ状態にある場合、前記電動機の回転速度を上げると共に、発進を補助するトルクを発生させるように前記電動機を制御する
    　ことを特徴とする車両。
  6. 　請求項２に記載の車両において、
    　前記判定手段は、前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、運転者から要求されたトルクと前記内燃機関が発生するトルクとの差が、補正されたトルクの上限値を超えているか否かを判定し、
    　前記電動機制御手段は、前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、前記クラッチが半クラッチ状態にあるとき、補正されたトルクの上限値以下のトルクを発生させるように前記電動機を制御する
    　ことを特徴とする車両。
  7. 　動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両の制御方法において、
    　発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御ステップと、
    　上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御ステップと
    　を含むことを特徴とする制御方法。
  8. 　動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両を制御するコンピュータに、
    　発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御ステップと、
    　上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御ステップと
    　を含む処理を行わせるプログラム。
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