WO2012056862A1

WO2012056862A1 - ハイブリッド車輌の制御装置及び制御方法

Info

Publication number: WO2012056862A1
Application number: PCT/JP2011/073092
Authority: WO
Inventors: 武男相澤; 金子　格三; 裕貴小山
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2012-05-03
Also published as: CN103298668A; EP2634055B1; US20130218391A1; EP2634055A1; JPWO2012056862A1; EP2634055A4; JP5459411B2; CN103298668B; US8788132B2

Abstract

ハイブリッド車輌１の制御装置は、エンジン１０、第１クラッチ１５、又は自動変速機４０の少なくとも一つの異常を検出する異常検出部４１０と、エンジン１０の始動を許可するか否かを判定する始動判定部４２０と、エンジン１０を始動させる始動制御部４３０と、を備えており、始動判定部４２０は、異常検出部４１０によって異常が検出された場合に、始動制御部４３０に対してエンジン１０の始動を禁止し、アクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１よりも大きい場合に異常が解消しても、始動制御部４３０に対するエンジン１０の始動の禁止を維持する。

Description

ハイブリッド車輌の制御装置及び制御方法

　本発明は、動力源として内燃機関及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車輌を制御する制御装置及び制御方法に関するものである。

　本出願は、２０１０年１０月２７日に出願された日本国特許出願の特願２０１０―２４０３７９に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。

　モータとエンジンの２種類の動力発生源と、主にエンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車輌の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力とに分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車輌が知られている（例えば特許文献１参照）。

　このハイブリッド車輌では、モータのみによる車輌の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車輌の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動し、高負荷時にはエンジン及びモータ双方からの駆動力によって走行する。

特開２００７－５５２９１号公報

　上記のようなハイブリッド車輌において、エンジン等の故障や保護のために、一時的にモータ走行を余儀なくされる場合がある。このような場合には、動力源はモータのみとなることから、正常時よりも駆動力が一時的に低下するので、ドライバは通常よりもアクセルペダルを強く踏み込む可能性がある。この状態でエンジンの故障等が解消してエンジンの駆動力が復帰すると、ドライバに違和感を与えるという問題があった。

　本発明が解決しようとする課題は、ドライバに与える違和感の低減を図ることが可能なハイブリッド車輌の制御装置及び制御方法を提供することである。

　本発明では、アクセル開度が所定開度よりも大きい場合に、内燃機関、摩擦締結要素、又は変速機の異常が解消しても内燃機関の始動の禁止を維持することによって上記課題を解決する。

　本発明によれば、アクセル開度が所定開度よりも大きい場合に、内燃機関、摩擦締結要素、又は変速機の異常が解消しても内燃機関の始動の禁止を維持するので、アクセル開度が大きい状態で内燃機関等の異常が解消しても内燃機関の駆動力が加わることがなく、ドライバに与える違和感を低減させることができる。

図１は、本発明の実施形態におけるハイブリッド車輌の全体構成を示すブロック図である。図２は、本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車輌のパワートレインを示す図である。図３は、本発明のさらに他の実施形態におけるハイブリッド車輌のパワートレインを示す図である。図４は、本発明の実施形態における自動変速機の構成を示すスケルトン図である。図５は、図４に示す自動変速機のシフトマップを示す図である。図６は、本発明の実施形態における統合コントロールユニットの制御ブロック図である。図７は、本発明の実施形態における目標駆動力マップの一例を示す図である。図８は、本発明の実施形態におけるモードマップの一例を示す図である。図９は、本発明の実施形態における目標充放電量マップの一例を示す図である。図１０は、本発明の実施形態におけるエンジン始動制御を示すフローチャートである。図１１は、本発明の実施形態におけるエンジン始動制御の流れの一例を示すタイムチャートである。図１２は、本発明の実施形態におけるエンジン始動制御の流れの他の例を示すタイムチャートである。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

　本実施形態に係るハイブリッド車輌１は、複数の動力源を車輌の駆動に使用するパラレル方式の電気自動車である。このハイブリッド車輌１は、図１に示すように、内燃機関（以下、「エンジン」という）１０、第１クラッチ１５、モータジェネレータ（電動機・発電機）２０、第２クラッチ２５、バッテリ３０、インバータ３５、自動変速機４０、プロペラシャフト５１、ディファレンシャルギアユニット５２、ドライブシャフト５３、及び左右の駆動輪５４を備えている。

　エンジン１０は、ガソリン又は軽油を燃料として作動する内燃機関であり、エンジンコントロールユニット７０からの制御信号に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度、インジェクタの燃料噴射量、点火プラグの点火時期等が制御される。このエンジン１０には、エンジン回転数Ｎｅを検出するためのエンジン回転数センサ１１が設けられている。

　第１クラッチ１５は、エンジン１０の出力軸とモータジェネレータ２０の回転軸との間に介装されており、エンジン１０とモータジェネレータ２０との間の動力伝達を断接する。この第１クラッチ１５の具体例としては、例えば比例ソレノイドで油流量及び油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチ等を例示することができる。この第１クラッチ１５は、統合コントローラユニット６０からの制御信号に基づいて油圧ユニット１６の油圧が制御されることで、クラッチ板を締結（スリップ状態も含む。）／解放させる。

　モータジェネレータ２０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る。このモータジェネレータ２０には、ロータ回転角を検出するモータ回転数センサ２１が設けられている。このモータジェネレータ２０は、電動機としても機能するし発電機としても機能する。インバータ３５から三相交流電力が供給されている場合には、モータジェネレータ２０は回転駆動する（力行）。一方、外力によってロータが回転している場合には、モータジェネレータ２０は、ステータコイルの両端に起電力を生じさせることで交流電力を生成する（回生）。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、インバータ３５によって直流電流に変換された後に、バッテリ３０に充電される。

　バッテリ３０の具体例としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等を例示することができる。このバッテリ３０には電流・電圧センサ３１が取り付けられており、これらの検出結果をモータコントロールユニット８０に出力することが可能となっている。

　第２クラッチ２５は、モータジェネレータ２０と左右の駆動輪５４との間に介装されており、モータジェネレータ２０と左右の駆動輪５４との間の動力伝達を断接する。この第２クラッチ２５の具体例としては、上述の第１クラッチ１５と同様に、例えば、湿式多板クラッチ等を例示することができる。この第２クラッチ２５は、トランスミッションコントロールユニット９０からの制御信号に基づいて油圧ユニット２６の油圧が制御されることで、クラッチ板の締結（スリップ状態も含む。）／解放させる。

　自動変速機４０は、前進７速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。この自動変速機４０は、トランスミッションコントロールユニット９０からの制御信号に基づいて変速比を変化させる。なお、第２クラッチ２５としては、図１に示すように、専用クラッチとして新たに追加したものである必要はなく、自動変速機４０の各変速段階にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、幾つかの摩擦締結要素を流用したものとすることができる。

　但し、このような構成に限定されず、例えば、図２に示すように、第２クラッチ２５をモータジェネレータ２０の出力軸と自動変速機４０の入力軸との間に介装した構成としてもよい。或いは、図３に示すように、第２クラッチ２５を、自動変速機４０の出力軸とプロペラシャフト５１との間に介装した構成としてもよい。

　なお、図２及び図３においては、他の実施形態におけるハイブリッド車輌の構成を示す図であり、パワートレイン以外の構成は図１と同様であるため、パワートレインのみを示している。また、図１～図３においては、後輪駆動のハイブリッド車輌を例示したが、前輪駆動のハイブリッド車両や四輪駆動のハイブリッド車輌とすることも勿論可能である。

　図４は自動変速機４０の構成を示すスケルトン図である。自動変速機４０は、第１遊星ギアセットＧＳ１（第１遊星ギアＧ１、第２遊星ギアＧ２）と、第２遊星ギアセットＧＳ２（第３遊星ギアＧ３、第４遊星ギアＧ４）とを備えている。なお、これら第１遊星ギアセットＧＳ１（第１遊星ギアＧ１、第２遊星ギアＧ２）及び第２遊星ギアセットＧＳ２（第３遊星ギアＧ３、第４遊星ギアＧ４）は、入力軸Ｉｎｐｕｔ側から軸方向出力軸Ｏｕｔｐｕｔ側に向けて、この順に配置されている。

　また、自動変速機４０は、摩擦締結要素として複数のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、複数のブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３と、複数のワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２と、を備えている。

　第１遊星ギアＧ１は、第１サンギアＳ１と、第１リングギアＲ１と、これら両ギアＳ１，Ｒ１に噛合する第１ピニオンＰ１を支持する第１キャリアＰＣ１と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

　第２遊星ギアＧ２は、第２サンギアＳ２と、第２リングギアＲ２と、これら両ギアＳ２，Ｒ２に噛合する第２ピニオンＰ２を支持する第２キャリアＰＣ２と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

　また、第３遊星ギアＧ３は、第３サンギアＳ３と、第３リングギアＲ３と、これら両ギアＳ３，Ｒ３に噛合する第３ピニオンＰ３を支持する第３キャリアＰＣ３と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

　さらに、第４遊星ギアＧ４は、第４サンギアＳ４と、第４リングギアＲ４と、これら両ギアＳ４、Ｒ４に噛合する第４ピニオンＰ４を支持する第４キャリアＰＣ４と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

　入力軸Ｉｎｐｕｔは、第２リングギアＲ２に連結され、エンジン１０からの回転駆動力を入力する。出力軸Ｏｕｔｐｕｔは、第３キャリアＰＣ３に連結され、出力回転駆動力を図外のファイナルギア等を介して駆動輪５４に伝達する。

　第１連結メンバＭ１は、第１リングギアＲ１と第２キャリアＰＣ２と第４リングギアＲ４とを一体的に連結するメンバである。第２連結メンバＭ２は、第３リングギアＲ３と第４キャリアＰＣ４とを一体的に連結するメンバである。第３連結メンバＭ３は、第１サンギアＳ１と第２サンギアＳ２とを一体的に連結するメンバである。

　第１遊星ギアセットＧＳ１は、第１遊星ギアＧ１と第２遊星ギアＧ２とを、第１連結メンバＭ１と第３連結メンバＭ３により連結してなり、４つの回転要素から構成される。

　また、第２遊星ギアセットＧＳ２は、第３遊星ギアＧ３と第４遊星ギアＧ４とを、第２連結メンバＭ２により連結してなり、５つの回転要素から構成されている。

　第１遊星ギアセットＧＳ１は、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力されるトルク入力経路を有する。第１遊星ギアセットＧＳ１に入力されたトルクは、第１連結メンバＭ１から第２遊星ギアセットＧＳ２に出力される。

　第２遊星ギアセットＧＳ２は、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２連結メンバＭ２に入力されるトルク入力経路と、第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に入力されるトルク入力経路とを有する。第２遊星ギアセットＧＳ２に入力されたトルクは、第３キャリアＰＣ３から出力軸Ｏｕｔｐｕｔに出力される。

　なお、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３が解放され、第３サンギアＳ３よりも第４サンギアＳ４の回転数が大きい時は、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４は独立した回転数を発生する。よって、第３遊星ギアＧ３と第４遊星ギアＧ４が第２連結メンバＭ２を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギアが独立したギア比を達成する。

　また、インプットクラッチＣ１は、入力軸Ｉｎｐｕｔと第２連結メンバＭ２とを選択的に断接するクラッチである。ダイレクトクラッチＣ２は、第４サンギアＳ４と第４キャリアＰＣ４とを選択的に断接するクラッチである。Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３は、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４とを選択的に断接するクラッチである。なお、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４との間には、第２ワンウェイクラッチＦ２が配置されている。

　フロントブレーキＢ１は、第１キャリアＰＣ１の回転を選択的に停止させるブレーキである。また、第１ワンウェイクラッチＦ１は、フロントブレーキＢ１と並列に配置されている。ローブレーキＢ２は、第３サンギアＳ３の回転を選択的に停止させるブレーキである。２３４６ブレーキＢ３は、第３連結メンバＭ３（第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２）の回転を選択的に停止させるブレーキである。リバースブレーキＢ４は、第４キャリアＰＣ４の回転を選択的に停止させるブレーキである。

　図５は自動変速機４０での前進７速、後退１速の締結作動表を示す図である。図５中の「○」は、該当するクラッチ若しくはブレーキが締結している状態を示し、図５中の空白は、これらが解放している状態を示す。また、図５中の「（○）」は、エンジンブレーキ作動時にのみ締結することを示す。なお、上述したように、本実施形態においては、第２クラッチ２５として、自動変速機４０内の摩擦締結要素を流用しており、図５中において太い線で囲まれた摩擦締結要素を第２クラッチ２５とすることができる。具体的には、第１速～第３速まではローブレーキＢ２を第２クラッチ２５として利用し、第４速～第７速まではＨ＆ＬＲクラッチＣ３を第２クラッチ２５として利用する。

　なお、上述した前進７速後退１速の有段階の変速機に特に限定されず、例えば、特開２００７－３１４０９７号に記載されているような、前進５速後退１速の有段階の変速機を自動変速機４０として用いてもよい。

　図１に戻り、自動変速機４０の出力軸は、プロペラシャフト５１、ディファレンシャルギアユニット５２、及び左右のドライブシャフト５３を介して、左右の駆動輪５４に連結されている。なお、図１において５５は左右の操舵前輪である。

　本実施形態におけるハイブリッド車輌１は、第１及び第２クラッチ１５，２５の締結／解放状態に応じて３つの走行モードに切り替えることが可能となっている。

　第１走行モードは、第１クラッチ１５を解放させると共に第２クラッチ２５を締結させて、モータジェネレータ２０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（以下、「ＥＶ走行モード」と称する。）である。

　第２走行モードは、第１クラッチ１５及び第２クラッチ２５のいずれも締結させて、モータジェネレータ２０に加えてエンジン１０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」と称する。）である。

　第３走行モードは、第２クラッチ２５をスリップ状態として、エンジン１０又はモータジェネレータ２０の少なくとも一方を動力源に含みながら走行するスリップ走行モード（以下、「ＷＳＣ走行モード」と称する。）である。このＷＳＣ走行モードは、特にバッテリ３０のＳＯＣ（充電量：State of Charge）が低下している場合やエンジン１０の冷却水の温度が低い場合等にクリープ走行を達成するモードである。

　なお、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに移行する際には、解放していた第１クラッチ１５を締結し、モータジェネレータ２０のトルクを利用してエンジン１０を始動させる。

　さらに、上記の「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つの走行モードを含む。

　「エンジン走行モード」は、エンジン１０のみを動力源として駆動輪５４を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジン１０とモータジェネレータ２０の２つを動力源として駆動輪５４を動かす。「走行発電モード」は、エンジン１０を動力源として駆動輪５４を動かすと同時に、モータジェネレータ２０を発電機として機能させる。

　なお、以上に説明したモードの他に、停車時において、エンジン１０の動力を利用してモータジェネレータ２０を発電機として機能させ、バッテリ３０を充電したり電装品へ電力を供給する発電モードを備えてもよい。

　本実施形態におけるハイブリッド車輌１の制御系は、図１に示すように、統合コントロールユニット６０、エンジンコントロールユニット７０、モータコントロールユニット８０、及びトランスミッションコントロールユニット９０を備えている。これらの各コントロールユニット６０，７０，８０，９０は、例えばＣＡＮ通信を介して相互に接続されている。

　エンジンコントロールユニット７０は、統合コントロールユニット６０からの目標エンジントルク指令ｔＴｅ等に応じ、エンジン動作点（エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ）を制御する指令を、エンジン１０に備えられたスロットルバルブアクチュエータ、インジェクタ、点火プラグ等に出力する。なお、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅの情報は、ＣＡＮ通信線を介して統合コントロールユニット６０に供給される。

　モータコントロールユニット８０は、モータジェネレータ２０に設けられたモータ回転センサ２１からの情報を入力し、統合コントロールユニット６０からの目標モータジェネレータトルク指令ｔＴｍ等に応じて、モータジェネレータ２０の動作点（モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍ）を制御する指令をインバータ３５に出力する。

　また、モータコントロールユニット８０は、電流・電圧センサ３１により検出された電流値及び電圧値に基づいてバッテリ３０のＳＯＣを演算及び管理する。このバッテリＳＯＣ情報は、モータジェネレータ２０の制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信を介して統合コントロールユニット６０に送出される。

　トランスミッションコントロールユニット９０は、アクセル開度センサ９１及び車速センサ９２からのセンサ情報を入力し、統合コントロールユニット６０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチ２５の締結・解放を制御する指令を、油圧ユニット２６に出力する。なお、アクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰの情報は、ＣＡＮ通信を介して統合コントロールユニット６０に送出される。

　統合コントロールユニット６０は、エンジン１０、モータジェネレータ２０、自動変速機４０、第１クラッチ１５及び第２クラッチ２５からなるパワートレインの動作点を統合的に制御することで、ハイブリッド車輌１を効率的に走行させるための機能を担うものである。

　この統合コントロールユニット６０は、ＣＡＮ通信を介して取得される各センサからの情報に基づいてパワートレインの動作点を演算し、エンジンコントロールユニット７０への制御指令によるエンジンの動作制御、モータコントロールユニット８０への制御指令によるモータジェネレータ２０の動作制御、トランスミッションコントロールユニット９０への制御指令による自動変速機４０の動作制御、第１クラッチ１５の油圧ユニット１６への制御指令による第１クラッチ１５の締結・解放制御、及び、第２クラッチ２５の油圧ユニット２６への制御指令による第２クラッチ２５の締結・解放制御を実行する。

　次いで、統合コントロールユニット６０により実行される制御について説明する。図６は統合コントロールユニット６０の制御ブロック図である。なお、以下に説明する制御は、例えば１０msec毎に実行される。

　図６に示すように、統合コントロールユニット６０は、目標駆動力演算部１００、モード選択部２００、目標充放電演算部３００、動作点指令部４００、及び変速制御部５００を備えている。

　目標駆動力演算部１００は、予め定められた目標駆動力マップを用いて、アクセル開度センサ９１により検出されたアクセル開度ＡＰＯと、車速センサ９２により検出された車速ＶＳＰとに基づいて、目標駆動力ｔＦｏ０を演算する。図７に目標駆動力マップの一例を示す。

　モード選択部２００は、予め定められたモードマップを参照し、目標モードを選択する。図８にモードマップの一例を示す。この図８のモードマップには、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯに応じて、ＥＶ走行モード、ＷＳＣ走行モード、及びＨＥＶ走行モードの領域がそれぞれ設定されている。

　このモードマップにおいて、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへの切替線は、第１開度ＡＰＯ１によって構成されている。この第１開度ＡＰＯ１は、後述するエンジン始動制御において、エンジン１０の始動の禁止を解除する判定値やエンジン１０を始動させる判定値として用いられる。

　また、このモードマップにおいて、ＥＶ走行モード又はＨＥＶ走行モードからＷＳＣ走行モードへの切替線は、第２開度ＡＰＯ２未満の領域では、自動変速機４０が第１速のときに、エンジン１０のアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速ＶＳＰ１よりも低い領域に設定されている。また、第２開度ＡＰＯ２以上の領域では、大きな駆動力を要求されていることから、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。

　目標充放電演算部３００は、予め定められた目標充放電量マップを用いて、バッテリ３０のＳＯＣから、目標充放電電力ｔＰを演算する。図９に目標充放電量のマップの一例を示す。

　動作点指令部４００は、アクセル開度ＡＰＯ、目標駆動力ｔＦｏ０と、目標モードと、車速ＶＳＰと、目標充放電電力ｔＰとから、パワートレインの動作点達成目標として、過渡的な目標エンジントルクｔＴｅ、目標モータジェネレータトルクｔＴｍ（目標モータジェネレータ回転数トルクｔＮｍでもよい）、目標第１クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ１、目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ２、及び自動変速機４０の目標変速段を演算する。

　目標エンジントルクｔＴｅは統合コントロールユニット６０からエンジンコントロールユニット７０に送出され、目標モータジェネレータトルクｔＴｍは統合コントロールユニット６０からモータコントロールユニット８０に送出される。

　一方、目標第１クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ１については、統合コントローラユニット６０が、当該目標第１クラッチ伝達容量ｔＴｃ１に対応したソレノイド電流を油圧ユニット１６に供給する。

　変速制御部５００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、及び目標変速段を達成するように自動変速機４０内のソレノイドバルブを駆動制御する。なお、この際に用いられるシフトマップは、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。

　さらに、本実施形態では、図６に示すように、動作点指令部４００が、異常検出部４１０、始動判定部４２０、及び始動制御部４３０を有している。

　異常検出部４１０は、エンジン１０、第１クラッチ１５、又は自動変速機４０の異常を検出する。なお、異常検出部４１０は、エンジン１０、第１クラッチ１５、又は自動変速機４０の少なくとも一つについての異常を検出すればよい。例えば、異常検出部４１０は、エンジン１０、第１クラッチ１５、又は自動変速機４０のいずれか一つについての異常を検出してもよいし、或いは、エンジン１０、第１クラッチ１５、及び自動変速機４０の全てについての異常を検出してもよい。

　このエンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常には、エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０自体に故障が生じているために正常に作動させることができない場合の他に、エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０を制御する制御装置に故障が生じている場合や、エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０を保護するために正常に作動させることができない場合等を含む。

　エンジン１０に関する異常の一例としては、例えば、コネクタの半嵌合や断線等によって、各コントロールユニット７０，８０，９０と統合コントロールユニット６０との間での通信の中からエンジンコントロールユニット７０のＩＤが含まれた情報が途切れた場合を例示することができる。この場合には、エンジンコントロールユニット７０と統合コントロールユニット６０との間の通信を確立することができず、エンジン１０を始動させることができない状態なので、異常検出部４１０はエンジン１０に異常が発生していると判断する。

　一方、この状態から、コネクタの半嵌合や断線が解消されて、各コントロールユニット７０，８０，９０と統合コントロールユニット６０との間での通信の中でエンジンコントロールユニット７０のＩＤが含まれた情報が復帰した場合には、エンジンコントロールユニット７０と統合コントロールユニット６０との間の通信が再開し、エンジン１０を始動させることができる状態となったので、異常検出部４１０はエンジン１０の異常が解消したと判断する。

　第１クラッチ１５に関する異常の一例としては、例えば、クラッチ板の摩耗等によりトルクを正常に伝達することができないような場合を例示することができる。この場合には、第１クラッチ１５を保護するために第１クラッチ１５の締結が強制的に禁止されるので、エンジン１０を始動させることができない。そのため、異常検出部４１０は、第１クラッチ１５に異常が発生していると判断する。こうした異常は、例えば、第１クラッチ１５の差回転（＝エンジン回転数Ｎｅ－モータ回転数Ｎｍ）を所定値と比較することで検出することができる。

　また、自動変速機４０に関する異常の一例としては、予定の変速段によりもギア比の低い変速段が選択されてしまっている場合を例示することができる。この場合には、エンジン１０を始動させるための十分な回転数を得ることができないがあるので、エンジン１０を始動させることができない。そのため、異常検出部４１０は、自動変速機４０に異常が発生していると判断する。こうした異常は、例えば、トランスミッションコントロールユニット９０自身が実行する診断によって検出することができる。

　始動判定部４２０は、異常検出部４１０によってエンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常が解消したと判断された場合に、アクセル開度ＡＰＯに基づいて、エンジン１０の始動を許可するか否かを判定する。

　始動制御部４３０は、始動判定部４２０によってエンジン１０の始動が許可された状態において、アクセル開度ＡＰＯ又はバッテリ３０のＳＯＣが所定の条件を満した場合に、エンジン１０を始動させる。具体的には、始動制御部４３０は、解放していた第１クラッチ１５を締結させるように油圧ユニット１６を制御して、第１クラッチ１５を介してモータジェネレータ２０のトルクをエンジン１０に伝達させた後に、エンジン１０に対して燃料噴射と点火の指令を行ってエンジン１０を初爆させることで、エンジン１０を始動させる。

　以下に図１０～図１２を参照しながら、本実施形態におけるハイブリッド車輌１のエンジン始動制御について説明する。図１０は本実施形態におけるエンジン始動制御を示すフローチャートであり、図１１及び図１２は本実施形態におけるエンジン始動制御の流れを示すタイムチャートである。

　モード選択部２００によってＨＥＶ走行モードが選択されている状態において、エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常が異常検出部４１０によって検出されると（図１０のステップＳ１０）、図１０のステップＳ２０において、始動判定部４２０によってエンジン１０の始動を禁止される（図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）参照）。

　エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０に異常が発生すると、モータジェネレータ２０のみでの走行を余儀なくされ、正常時よりも駆動力が低下するため（図１１（ｄ）及び図１２（ｄ）参照）、ドライバはアクセルペダルを踏み込む（図１１（ａ）及び図１２（ａ）参照）。

　こうした状態で、図１０のステップＳ３０において、統合コントロールユニット６０の異常検出部４１０が、これまで検出されていたエンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常が解消したか否かを判断する。

　エンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常が解消されない限り（ステップＳ３０にてＮＯ）、異常検出部４１０はエンジン１０、第１クラッチ１５又は自動変速機４０の異常検出を継続すると共に、始動判定部４２０は、始動制御部４３０に対するエンジン１０の始動の禁止を維持する。

　一方、異常検出部４１０によって異常が解消されたと判断された場合（ステップＳ３０にてＹＥＳ）には、ステップＳ４０において、始動判定部４２０は、アクセル開度センサ９１によって検出されたアクセル開度ＡＰＯを禁止解除判定操作量と比較する。なお、本例では、この禁止解除判定操作量は上述の第１開度ＡＰＯ１である。

　この第１開度ＡＰＯ１は、上述のとおり、図８に示すように、ＥＶ走行モードとＨＥＶモードとを境界付けるアクセル開度であり、通常のＥＶ走行モードにおけるアクセル開度の上限値である。エンジン１０の始動が禁止されている状況下においてアクセル開度が第１開度ＡＰＯ１よりも大きい場合には、ＨＥＶ走行モードであるにも関わらずモータジェネレータ２０のみで走行しているため、正常時よりも駆動力が一時的に低下しており、実際の駆動力に対応するアクセル開度よりもアクセルを踏み込んだ状態となっている。

　ステップＳ４０においてアクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１よりも大きいと判断された場合（ステップＳ４０にてＮＯ）には、ステップＳ５０において、始動判定部４２０は、始動制御部４３０に対するエンジン１０の始動の禁止を維持する（エンジン１０の始動を許可しない）。

　一方、アクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１以下であると判断された場合（ステップＳ４０にてＹＥＳ）には、ステップＳ６０において、始動判定部４２０は、始動制御部４３０に対して、エンジン１０の始動の禁止を解除する（図１１の（ａ）及び（ｃ）、並びに図１２の（ａ）及び（ｃ）参照）。

　次いで、ステップＳ７０において、始動制御部４３０は、アクセル開度センサ９１によって検出されたアクセル開度ＡＰＯを始動判定操作量と比較する。本例では、この始動判定操作量も第１開度ＡＰＯ１である。

　ステップＳ７０においてアクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１以上と判断された場合（ステップＳ７０にてＹＥＳ）には、ステップＳ８０において始動制御部４３０はエンジン１０を始動させる（図１１の（ａ）及び（ｅ）参照）。

　一方、アクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１未満と判断された場合（ステップＳ７０にてＮＯ）には、始動制御部４３０は、さらに、モータコントロールユニット８０によって演算されたバッテリ３０のＳＯＣを、所定充電量ＳＯＣ０と比較する（ステップＳ９０）。

　ステップＳ９０においてバッテリ３０のＳＯＣが所定充電量ＳＯＣ０よりも大きい場合（ステップＳ９０にてＮＯ）には、ステップＳ７０に戻ってアクセル開度ＡＰＯを第１開度ＡＰＯ１と比較する。

ステップＳ９０においてバッテリ３０のＳＯＣが所定充電量ＳＯＣ０以下である場合（ステップＳ９０にてＹＥＳ）には、ステップＳ８０において始動制御部４３０はエンジン１０を始動させる（図１２の（ｅ）及び（ｆ）参照）。

　アクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１よりも大きい場合にエンジン１０を始動させると、急に駆動力を得たような違和感をドライバに与えてしまう（図１１の（ｄ）の点線、及び図１２の（ｄ）の点線を参照）。

　これに対し、本実施形態では、アクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１よりも大きい場合に、エンジン１０、第１クラッチ１５、又は自動変速機４０の異常が解消しても、エンジン１０の始動の禁止を維持するので、ドライバが通常よりもアクセルペダルを強く踏み込んでいる状態でエンジンの駆動力が復帰することがなく、ドライバに違和感を与えることがない（図１１の（ｄ）の実線、及び図１２の（ｄ）の実線を参照）。

　また、本実施形態では、エンジン１０の始動の禁止を解除してからアクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１以上となった場合（すなわちドライバがアクセルを再び踏み込んだ場合）にエンジン１０を始動させるので、ドライバによるアクセルペダルの操作通りにエンジン１０を始動させて駆動力を復帰させることができ、ドライバに違和感を与えることがない。

　また、本実施形態では、エンジン１０の始動の禁止を解除してからバッテリ３０のＳＯＣが所定充電量ＳＯＣ０以下となった場合にエンジン１０を始動させることで、普段の使い方と同じ条件でエンジン１０が始動するので、ドライバに違和感を与えることがない。

　なお、本実施形態における異常検出部４１０が本発明における異常検出手段の一例に相当し、本実施形態における始動判定部４２０が本発明における始動判定手段の一例に相当し、本実施形態における始動制御部４３０が本発明における始動制御手段の一例に相当し、本実施形態における第１クラッチ１５が本発明における摩擦締結要素の一例に相当し、本実施形態における自動変速機４０が本発明における変速機の一例に相当し、本実施形態におけるアクセル開度センサ９１が本発明における開度検出手段の一例に相当し、本実施形態における第１開度ＡＰＯ１が本発明における所定開度の一例に相当し、本実施形態における所定充電量ＳＯＣ０が本発明における所定充電量の一例に相当する。

　なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…ハイブリッド車輌
　１０…エンジン
　１５…第１クラッチ
　２０…モータジェネレータ
　２５…第２クラッチ
　３０…バッテリ
　３５…インバータ
　４０…自動変速機
　６０…統合コントローラユニット
　　４１０…異常検出部
　　４２０…始動判定部
　　４３０…始動制御部
　７０…エンジンコントローラユニット
　８０…モータコントロールユニット
　９０…トランスミッションコントロールユニット
　９１…アクセル開度センサ

Claims

　動力源としての内燃機関及びモータジェネレータと、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間に介装された摩擦締結要素と、前記動力源と駆動輪との間に介装された変速機と、前記モータジェネレータへの充放電を行うバッテリと、アクセル開度を検出する開度検出手段と、を備えたハイブリッド車輌を制御する制御装置であって、
　前記内燃機関、前記摩擦締結要素、又は前記変速機の少なくとも一つの異常を検出する異常検出手段と、
　前記内燃機関の始動を許可するか否かを判定する始動判定手段と、
　前記内燃機関を始動させる始動制御手段と、を備えており、
　前記始動判定手段は、
　前記異常検出手段によって前記異常が検出された場合に、前記始動制御手段に対して前記内燃機関の始動を禁止し、
　前記アクセル開度が所定開度よりも大きい場合に前記異常が解消しても、前記始動制御手段に対する前記内燃機関の始動の禁止を維持することを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
　請求項１に記載のハイブリッド車輌の制御装置であって、
　前記所定開度は、通常のモータ使用走行モードにおけるアクセル開度の上限値であることを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
　請求項１又は２に記載のハイブリッド車輌の制御装置であって、
　前記始動判定手段は、前記アクセル開度が前記所定開度以下である場合に、前記始動制御手段に対する前記エンジンの始動の禁止を解除することを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
　請求項３に記載のハイブリッド車輌の制御装置であって、
　前記始動制御手段は、前記アクセル開度が前記所定開度よりも大きい場合に、前記エンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
　請求項３又４に記載のハイブリッド車輌の制御装置であって、
　前記始動制御手段は、前記ハイブリッド車輌が有する充放電量検出手段によって検出された前記バッテリの充電量が所定充電量以下である場合に、前記エンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
　動力源としての内燃機関及びモータジェネレータと、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間に介装された摩擦締結要素と、前記動力源と駆動輪との間に介装された変速機と、前記モータジェネレータへの充放電を行うバッテリと、アクセル開度を検出する開度検出手段と、を備えたハイブリッド車輌を制御する方法であって、
　前記内燃機関、前記摩擦締結要素、又は前記変速機の少なくとも一つに異常が検出された場合に、前記内燃機関の始動を禁止し、
　前記アクセル開度が所定開度よりも大きい場合に前記異常が解消しても、前記内燃機関の始動の禁止を維持することを特徴とするハイブリッド車輌の制御方法。