WO2013094409A1 - ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2013094409A1
WO2013094409A1 PCT/JP2012/081521 JP2012081521W WO2013094409A1 WO 2013094409 A1 WO2013094409 A1 WO 2013094409A1 JP 2012081521 W JP2012081521 W JP 2012081521W WO 2013094409 A1 WO2013094409 A1 WO 2013094409A1
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WO
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engine
motor
clutch
hybrid vehicle
rotational speed
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PCT/JP2012/081521
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English (en)
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Inventor
北島　康彦
三輪　直人
Original Assignee
ボッシュ株式会社
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    • F16H61/66259—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
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Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle that travels by appropriately switching between motor travel and engine travel, and more specifically, reduces energy consumption of a travel drive motor during motor travel, from motor travel to engine travel.
  • the present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle that can smoothly switch to a vehicle.
  • CVT continuously variable transmission
  • a forward clutch that performs forward / reverse switching and neutral switching by a combination with a reverse brake is provided on the input shaft side of the continuously variable transmission.
  • a hydraulically actuated starting clutch is disposed on the output shaft side of the transmission.
  • shift control of the continuously variable transmission is performed by two systems of control means: a first hydraulic pump driven by an engine and a second hydraulic pump driven by an electric motor for driving the pump.
  • the second hydraulic pump is used to perform shift control of the continuously variable transmission suitable for the running state at that time, so that the next engine running can be performed smoothly. It is to allow such switching.
  • Patent Document 1 a pump drive electric motor other than the starter motor and the travel drive motor is used for the shift control of the continuously variable transmission while the engine is stopped, and is further driven by the pump drive electric motor. Since the second hydraulic pump is provided, the number of parts increases and the structure becomes complicated.
  • an object of the present invention is to prevent the transmission of rotation to a continuously variable transmission while the motor is running without increasing the number of parts or complicating the structure, and enabling efficient motor running with less energy loss.
  • a hybrid vehicle control device In order to solve the above-described problems, a hybrid vehicle control device according to the first aspect of the present invention and a hybrid vehicle control method executed by using the control device appropriately switch between motor travel and engine travel.
  • the input / output rotational speed of a forward clutch that switches connection / disconnection between the output shaft of the continuously variable transmission and the drive shaft after engine startup when shifting from motor travel to engine travel Is controlled by adjusting the rotational speed of the engine so as to obtain a synchronous rotational speed.
  • the hybrid vehicle control apparatus and control method according to the second aspect of the present invention is a hybrid vehicle control apparatus or control method for appropriately switching between motor travel and engine travel, and shifts from motor travel to engine travel.
  • the input / output rotational speed of the forward clutch that switches between connecting and disconnecting the output shaft of the continuously variable transmission and the drive shaft is adjusted to the synchronous rotational speed by adjusting the transmission ratio of the continuously variable transmission. It is constructed by controlling the.
  • a starter motor that starts the engine
  • a lockup clutch that switches connection / disconnection of the output shaft of the engine and the input shaft of the continuously variable transmission
  • continuously variable transmission Variable between the forward clutch that switches connection / disconnection between the output shaft of the machine and the drive shaft, the motor torque of the travel drive motor used to drive the drive shaft during motor travel, and the highest and lowest gear ratios Including the gear ratio of the continuously variable transmission, the rotational speed of the engine output shaft, and the engine torque, after the input / output rotational speed of the forward clutch reaches the synchronous rotational speed, the forward clutch and the lockup clutch are It is also possible to configure so that the state is changed to the state during the hybrid traveling from the state during the motor traveling by turning on.
  • the input / output rotational speed of the forward clutch after starting the engine is set to the synchronous rotational speed by directly using the existing control elements which are the control elements during motor traveling, engine starting and engine traveling. it becomes possible to.
  • both the forward clutch and the lockup clutch are in an OFF state, so the continuously driving transmission and the crankshaft of the engine are rotated by the travel drive motor. drag torque does not occur.
  • the engine when shifting from the motor traveling state to the hybrid traveling state, the engine is started by the starter motor, and the engine speed after the complete explosion of the engine is determined.
  • the input / output speed of the motor is adjusted so that it becomes the synchronous speed, and after the synchronous speed is reached, the forward clutch and the lockup clutch are turned on, the motor torque of the travel drive motor is reduced, and the engine torque is increased. It is also possible to configure to shift to engine running.
  • the engine when shifting from the motor traveling state to the hybrid traveling state, the engine is started by the starter motor, and the gear ratio of the continuously variable transmission after the complete explosion of the engine. Is adjusted so that the input / output rotational speed of the forward clutch becomes the synchronous rotational speed, and after the synchronous rotational speed is reached, the forward clutch and the lock-up clutch are turned on, the motor torque of the travel drive motor is reduced, and the engine torque is reduced. It can also be configured to shift to engine running by increasing.
  • the forward clutch and the lock-up clutch are switched to the ON state first after the input / output rotational speed of the forward clutch reaches the synchronous rotational speed. It is also possible to configure so that the lockup clutch is thereafter turned on.
  • the switching to turn on the forward clutch and the lockup clutch is performed in order from the forward clutch side close to the travel drive motor, so that the impact applied to the forward clutch and the lockup clutch is twice when the clutch is engaged.
  • the two types of clutches can be smoothly engaged.
  • the difference in the input / output rotational speed of the forward clutch is further read to cancel the rotational speed difference. It is also possible to superimpose the possible torque on the motor torque of the travel drive motor and then turn on the forward clutch and the lockup clutch.
  • the efficiency of transmission of rotation to a continuously variable transmission during motor travel is reduced and the energy loss is small without increasing the number of parts and complicating the structure. It is possible to achieve good motor travel.
  • the clutch engaging operation necessary for switching from motor driving to engine driving can be performed smoothly, so that the impact on the clutch and the vehicle body can be reduced, and the durability of the clutch is improved and given to the driver when the clutch is engaged. It is possible to make the sense of incongruity extremely small.
  • 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle to which the present invention is applied. It is a block diagram which shows the whole structure of the hybrid control system used as the application object of this invention. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a control device for a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the flow of the whole control action in the control method of the hybrid vehicle which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the flow of control operation
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between torque and gear ratio during motor travel and engine travel in the hybrid vehicle control device of the present invention.
  • the hybrid vehicle 1 is a vehicle in which a hybrid control system 3 that travels by appropriately switching between motor traveling and engine traveling is incorporated.
  • the hybrid vehicle 1 includes a travel drive motor 5 that serves as a power source during motor travel, a motor gear 11 that transmits the rotation of the output shaft of the travel drive motor 5 to a drive shaft 9 that is directly connected to the drive wheels 7, an engine.
  • a torque converter that switches connection / disconnection of an engine 13 that is a power source during traveling, a starter motor 15 that is used when the engine 13 is started, and a crankshaft that is an output shaft of the engine 13 and a continuously variable transmission (CVT) 17 19 and the L / U clutch 21, the highest gear ratio Ge (high), and the lowest gear ratio Ge (low) as an example in which the gear ratio (hereinafter also referred to as "transmission ratio") can be varied.
  • a metal belt type continuously variable transmission (CVT) 17 having an auxiliary transmission, and the output shaft of the continuously variable transmission (CVT) 17 and the drive shaft 9 are connected and disconnected.
  • And Fwd clutch 23 changing Ri is provided.
  • the hybrid control system 3 incorporated in the hybrid vehicle 1 having the above configuration includes a hybrid controller (HCU) 25 serving as a hybrid vehicle control device of the present invention, as shown in the block diagram of FIG. Accelerator opening sensor 27, vehicle speed sensor 29, battery controller 31 and CVT rotation sensor 39 for sending vehicle speed information, battery information and gear ratio Ge information of continuously variable transmission (CVT) 17 to HCU) 25, and the hybrid controller ( (HCU) 25 is basically provided with an inverter 33, an engine control means 35, and a transmission control means 37, which serve as control means for the travel drive motor 5 that receives control information instructed by the control unit 25 and executes each control. It is configured.
  • HCU hybrid controller
  • the travel drive motor 5 is controlled by the inverter 33, the engine 13 and the starter motor 15 are controlled by the engine control means 35, the torque converter 19 and the L / U clutch 21 are controlled by the transmission control means 37, The continuously variable transmission (CVT) 17 and the Fwd clutch 23 are each controlled.
  • CVT continuously variable transmission
  • the hybrid controller (HCU) 25 calculates the motor torque Tm of the travel drive motor 5 from the battery capacity (SOC), battery voltage and battery temperature obtained from the battery controller 31 as shown in FIG.
  • the driving torque Tds of the hybrid vehicle 1 is calculated from the accelerator depression amount, the brake depression amount, the vehicle speed, and the transmission gear ratio obtained from the accelerator opening sensor 27, the vehicle speed sensor 29, and the CVT rotation sensor 39, and the calculated motor torque Tm.
  • the driving mode is determined based on the driving torque Tds, and a torque command suitable for the determined driving mode can be generated.
  • the hybrid vehicle control device 25 has a continuously variable transmission after the engine 13 is started when the hybrid controller (HCU) 25 having the above-described configuration shifts from motor running to engine running.
  • the input / output rotational speed of a forward clutch (hereinafter also referred to as “Fwd clutch”) that switches between connection and disconnection of the output shaft of the machine (CVT) 17 and the drive shaft 9 adjusts the rotational speed N of the engine 13, thereby adjusting the synchronous rotational speed. It is basically configured by controlling so as to become.
  • the “synchronous rotational speed” is a width within a range that does not give the driver a sense of incongruity without giving damage to the Fwd clutch 23 that affects the durability of the Fwd clutch 23 when the Fwd clutch 23 is engaged. This means a certain rotational speed, and includes not only the case where the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is completely matched, but also the case where a difference ⁇ N occurs in the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 within the above range.
  • Control elements controlled by the hybrid vehicle control device 25 include a starter motor 15 for starting the engine 13 as shown in FIGS. 2 and 3, an output shaft of the engine 13 and a continuously variable transmission (CVT).
  • a lockup clutch (hereinafter also referred to as “L / U clutch”) 21 that switches connection / disconnection of the input shaft 17, the Fwd clutch 23, and a travel drive motor 5 that is used to drive the drive shaft 9 during motor travel.
  • Motor torque Tm, the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17 that can be varied between the highest gear ratio Ge (high) and the lowest gear ratio Ge (low), and the output shaft of the engine 13
  • the rotational speed N and the engine torque Te are included.
  • the Fwd clutch 23 and the L / U clutch 21 are turned on to start the hybrid travel from the state during motor travel. It is configured to transition to the time state.
  • step S4 the accelerator position is read, the brake position is read, the vehicle speed V is read, and the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17 is read.
  • step S5 a command is issued based on these information.
  • Drive torque Tds * (" * " means a command. The same applies hereinafter).
  • step S6 the battery state is read in step S6, the battery input / output limit value is calculated in step S7 from the obtained information, and the output limit values Tm_max and Tm_min of the motor torque Tm are calculated in step S8.
  • step S9 the travel mode calculation is executed in step S9.
  • step S10 it is determined whether or not the motor travel mode is selected.
  • step S11 the motor travel mode calculation (described later based on FIG. 5) is performed. It is executed.
  • step S12 it is determined whether or not the M / E transition mode transition condition is satisfied. If the M / E transition mode transition condition is satisfied, the process proceeds to step S13. Transition to the M / E transition mode is made and it is determined in step S10 that the motor travel mode is not selected, and the routine proceeds to step S14.
  • step S12 determines whether the M / E transition mode transition condition is satisfied. If it is determined in step S12 that the M / E transition mode transition condition is not satisfied, the processes in steps S1 to S12 are repeatedly executed until the condition is satisfied.
  • step S14 it is determined whether or not the mode is the M / E transition mode. If it is determined that the mode is the M / E transition mode, the process proceeds to step S15 to calculate the M / E transition mode (based on FIG. 6 or FIG. 9). which will be described later) is executed.
  • step S16 it is determined whether or not the hybrid travel mode transition condition is satisfied.
  • step S17 Transition to the hybrid travel mode is made, and it is determined in step S14 that the mode is not the M / E transition mode, and the process proceeds to step S18.
  • step S16 when it is determined in step S16 that the hybrid travel mode transition condition is not satisfied, the processes in steps S14 to S16 are repeatedly executed until the condition is satisfied.
  • step S18 it is determined whether or not the vehicle is in the hybrid travel mode.
  • the process proceeds to step S19, and a hybrid travel mode calculation (described later based on FIG. 7) is executed.
  • step S20 it is determined whether or not the E / M transition mode transition condition is satisfied.
  • the process proceeds to step S21, transitions to the E / M transition mode, and it is determined that the hybrid travel mode is not selected in step S18, and the process proceeds to step S22. to.
  • step S20 when it is determined in step S20 that the E / M transition mode transition condition is not satisfied, the processes of S18 to S20 are repeatedly executed until the condition is satisfied.
  • step S22 the E / M transition mode calculation is executed, and the process further proceeds to step S23 to determine whether or not the motor travel mode transition condition is satisfied.
  • step S23 the process proceeds to step S24 and transitions to the motor travel mode.
  • step S23 when it is determined in step S23 that the motor travel mode transition condition is not satisfied, the processes in steps S22 and S23 are repeatedly executed until the condition is satisfied.
  • step S11 in FIG. 4 the motor torque Tm * commanded in step S31 is calculated from the drive torque Tds and the gear ratio Gm of the motor gear 11 as shown in the flowchart of FIG.
  • step S32 the fuel is cut, and in steps S33 and S34, the L / U clutch 21 is turned off and the Fwd clutch 23 is turned off to shift to the motor travel mode.
  • the motor torque Tm * boosted in step S41 is set to the motor torque Tm_boost for increasing the speed as shown in the flowchart in FIG.
  • the engine torque Te * is calculated from the driving torque Tds, the increasing motor torque Tm_boost, the gear ratio Gm of the motor gear 11, and the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17.
  • steps S43 and S44 the L / U clutch 21 is turned off, the Fwd clutch 23 is turned off, the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17 commanded in step S45 is calculated, and the shift to hybrid running is performed.
  • the M / E transition mode calculation shown in step S15 in FIG. 4 is a characteristic configuration of the hybrid vehicle control device 25 and the control method in the present embodiment.
  • step S55 fuel is injected, and in step S56, the starter motor 15 is driven to crank the engine 13.
  • cranking means that the crankshaft of the engine 13 in a stopped state is rotated, and the engine 13 is started by the “cranking”.
  • step S57 it is determined whether or not the engine 13 has completed a complete explosion (a state in which the engine can rotate by itself: Engine Self-running).
  • step S57 If it is determined in step S57 that the engine 13 has completely exploded, the process proceeds to step S58, and the driven starter motor 15 is stopped.
  • step S57 if it is determined in step S57 that the engine 13 has not completely exploded, the processes in steps S51 to S57 are repeated.
  • step S64 with the L / U clutch 21 and the Fwd clutch 23 kept OFF.
  • Step S64 is a control operation of the characteristic configuration of the present embodiment.
  • the engine 13 controls the rotational speed N of the engine 13 so that the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 becomes the synchronous rotational speed.
  • rotational speed adjusting mode is employed.
  • step S65 it is determined whether or not the difference ⁇ N in the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is within a predetermined value and within the range of the synchronous rotational speed.
  • step S65 when it is determined in step S65 that the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is not the synchronous rotational speed, the processes in steps S60 to S65 are repeated.
  • step S69 the motor torque of the travel drive motor 5 is commanded to Tm + ⁇ Tn or Tm ⁇ Tn by superimposing the torque ⁇ Tn which can cancel the difference ⁇ N in the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 on the Tm. that.
  • step S70 the L / U clutch 21 is kept OFF, and the process proceeds to step S71 to issue a command to turn on the Fwd clutch 23.
  • step S72 the engine torque Te of the engine 13 is commanded to 0, and in step S73, it is determined whether or not the engagement of the Fwd clutch 23 has been completed.
  • step S73 when it is determined in step S73 that the engagement of the Fwd clutch 23 has not been completed, the processes in steps S67 to S73 are repeatedly executed.
  • step S77 a command to turn on the L / U clutch 21 is issued, and the Fwd clutch 23 is continuously turned on in the engaged state in step S78.
  • step S79 the engine torque Te of the engine 13 is continuously commanded to 0, and it is determined whether or not the engagement of the L / U clutch 21 is completed in step S80.
  • step S80 when it is determined in step S80 that the engagement of the L / U clutch 21 is not completed, the processes in steps S75 to S80 are repeatedly executed.
  • step S82 the motor torque of the travel drive motor 5 is instructed to be Tm *. (1-Kt).
  • step S83 and S84 the L / U clutch 21 and the Fwd clutch 23 are continuously turned on and both are engaged. Keep it.
  • step S85 the engine torque of the engine 13 is commanded to become Te * ⁇ Kt.
  • Kt is a variable in the range of 0 to 1, and changes from 0 to 1.
  • step S86 the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17 is controlled to an optimum value according to the operating point of the engine 13.
  • step S87 the process proceeds to step S87, where it is determined whether Kt has reached 1. If it is determined that Kt has reached 1, the process proceeds to step S88, the M / E transition mode is completed, and the series of M / E transition mode calculations is completed.
  • step S87 if it is determined in step S87 that Kt has not reached 1, the processes in steps S82 to S87 are repeated.
  • the control operation in the M / E transition mode also appears in the time chart shown in FIG.
  • the motor torque of the travel drive motor 5 in FIG. 8 means the travel torque on the drive shaft 9 serving as a final gear, and is a torque Tm * ⁇ Gm considering the gear ratio Gm of the motor gear 11.
  • the engine torque of the engine 13 means a running torque on the drive shaft 9 serving as a final gear, and a torque Te * ⁇ considering the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17.
  • CVT continuously variable transmission
  • the path indicated by a thick solid line is a path when the difference ⁇ N in the input / output rotation speed of the Fwd clutch 23 is 0 and the torque ⁇ Tn that can offset the difference ⁇ N is 0.
  • the path indicated by a thin one-dot chain line is a case where a difference ⁇ N is generated in which the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is negative on the output side, and the torque ⁇ Tn that can offset this difference ⁇ N is set to Tm.
  • the route when added is shown.
  • the path indicated by the thin two-dot chain line is when there is a difference ⁇ N in which the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is positive on the output side, and when the torque ⁇ Tn that can cancel this difference ⁇ N is subtracted from Tm Shows the route.
  • This is an increase in the engine rotational speed N for making the rotational speed a synchronous rotational speed.
  • control device 25 and the control method for a hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention have basically the same configuration as that of the above-described first embodiment, and the flowchart of FIG.
  • the control method for changing the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 shown in step S64 to the synchronous rotational speed is different.
  • control operations in steps S101 to S114 are the same as the control operations in steps S51 to S63 in FIG. 6 of the first embodiment described above.
  • Step S114 is a control operation of the characteristic configuration of the present embodiment.
  • the speed of the continuously variable transmission (CVT) 17 is changed so that the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 becomes the synchronous rotational speed.
  • a CVT gear ratio adjustment mode for controlling the ratio Ge is employed.
  • step S115 it is determined whether or not the difference ⁇ N in the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is within a predetermined value and within the range of the synchronous rotational speed.
  • step S115 when it is determined in step S115 that the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 is not the synchronous rotational speed, the processes in steps S110 to S115 are repeatedly executed.
  • control operations in steps S117 to S138 are the same as the control operations in steps S67 to S88 in FIG. 6 of the first embodiment described above.
  • the control operation in the M / E transition mode also appears in the time chart shown in FIG.
  • the motor torque of the travel drive motor 5 in FIG. 10 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. 8, and the travel torque Tm * ⁇ Gm on the drive shaft 9 in consideration of the gear ratio Gm of the motor gear 11. It has become.
  • the engine torque of the engine 13 in FIG. 10 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. 8 on the drive shaft 9 in consideration of the gear ratio Ge of the continuously variable transmission (CVT) 17.
  • the running torque is Te * ⁇ Ge.
  • the further increase in the gear ratio Ge of 17 is an increase in the gear ratio Ge for setting the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 to the synchronous rotational speed.
  • the rotational speed N of the engine 13 is as shown in FIG. Take the upper curve.
  • Tm used is the motor torque of the travel drive motor 5
  • Te is the engine torque of the engine 13
  • Gm is the motor gear 11 disposed between the output shaft of the travel drive motor 5 and the drive shaft (axle) 9.
  • Ge is the gear ratio (transmission ratio) of the continuously variable transmission (CVT) 17.
  • the motor torque of the travel drive motor 5 is Tm and the gear ratio of the motor gear 11 is Gm (constant), and the drive torque Tds of the drive shaft 9 at this time is Tm ⁇ Gm.
  • the driving torque Tds becomes the running torque.
  • Tm ⁇ Gm + Te ⁇ Ge which is a combination of the drive torque Tds during motor travel and the drive torque Tds during engine travel, is the travel torque.
  • the motor torque of the traveling drive motor 5 during the motor traveling is as follows. , Tm + ⁇ Tn to Tm ⁇ Tn, and the running torque at that time is (Tm + ⁇ Tn) ⁇ Gm to (Tm ⁇ Tn) ⁇ Gm.
  • the continuously variable transmission (CVT) while the motor is running without causing an increase in the number of parts and a complicated structure. It is possible to prevent the transmission of rotation to the motor and to make efficient motor traveling with less energy loss.
  • the clutch engaging operation necessary for switching from motor driving to engine driving can be performed smoothly, so that the impact on the clutch and the vehicle body can be reduced, and the durability of the clutch is improved and given to the driver when the clutch is engaged. It is possible to make the sense of incongruity extremely small.
  • control device 25 and the control method of the hybrid vehicle of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and do not depart from the gist of the present invention. It is possible to change or abbreviate
  • the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23 performed in step S65 in FIG. 6 and in the second embodiment described above in step S115 in FIG. 9 becomes the synchronous rotational speed. It is also possible to simplify the processing performed at the time.
  • the motor torque of the travel drive motor 5 is calculated using Tm without determining the difference ⁇ N in the input / output rotational speed of the Fwd clutch 23. It is also possible to immediately engage the Fwd clutch 23.
  • the timing for switching the Fwd clutch 23 and the L / U clutch 21 to ON is switched to ON in the order of the Fwd clutch 23 and the L / U clutch 21 as in the above-described embodiment. It is also possible to reverse the order so that the L / U clutch 21 and the Fwd clutch 23 are turned on in this order.
  • the means for cranking and starting the engine 13 is not limited to using a starter motor as in the above-described embodiment, and means for starting the engine 13 using a separate motor may be employed. It is.
  • the travel drive motor 5 can be constituted by a motor having a power generation function for converting the rotation of the drive shaft 9 during engine travel into electrical energy via the motor gear 11.
  • the range of the synchronous rotational speed for checking the synchronism of the input / output rotational speed when the Fwd clutch 23 is engaged includes the durability of the Fwd clutch 23, the magnitude of the impact when the Fwd clutch 23 is engaged, and the impact on the vehicle body. It is also possible to configure so that it can be finely adjusted as appropriate depending on the way of transmission.
  • the hybrid vehicle control device and control method according to the present invention can be used in the production site of hybrid vehicles, the field of use thereof, and the like, and in particular, an efficient motor with little energy loss without causing an increase in the number of parts or a complicated structure
  • the present invention is applicable when it is desired to perform a smooth clutch engagement operation when shifting from motor traveling to engine traveling.

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Abstract

　本発明は、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、エネルギー損失の少ない効率の良いモータ走行が可能で、モータ走行からエンジン走行に移行する場合のクラッチの締結動作が円滑なハイブリッド車両の制御装置及び制御方法の提供を目的とする。　上記課題を解決するために本発明のハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置ないし制御方法において、モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジン１３の始動後、無段変速機（ＣＶＴ）１７の出力軸とドライブシャフト９の断接を切り替えるフォワードクラッチ２３の入出力回転数がエンジン１３の回転数Ｎを調整することによって、同期回転数になるように制御することによって構成されている（Ｓ６４）。

Description

ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法
　本発明は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置及び制御方法に関し、より詳細には、モータ走行時の走行駆動モータのエネルギー消費を軽減し、モータ走行からエンジン走行への切り替えを円滑にし得るハイブリッド車両の制御装置及び制御方法に関するものである。
　ハイブリッドシステムでは、エンジンの出力軸と無段変速機（以下、「ＣＶＴ」ともいう）の入力軸との間と、無段変速機の出力軸とドライブシャフトとの間に２種類のクラッチが設けられている。
　下記の特許文献１に開示されているハイブリッド車両の制御装置では、無段変速機の入力軸側に後進ブレーキとの組み合わせによって前後進とニュートラルの切り替えを行う前進クラッチが設けられており、無段変速機の出力軸側に油圧作動タイプの発進クラッチが配設されている。
　また、下記の特許文献１では、上記無段変速機の変速制御をエンジンによって駆動される第１油圧ポンプと、ポンプ駆動用電気モータによって駆動される第２油圧ポンプの２系統の制御手段によって行っており、エンジンが一時停止しモータ走行している時に上記第２油圧ポンプを使用して、その時点の走行状態に適した無段変速機の変速制御を行って、次のエンジン走行へのスムーズな切り替えを可能にしている。　
　また、比較的高速でエンジン走行中、エンジンを停止してモータ走行に移行する際、上記前進クラッチへの作動油圧の供給を停止することによって、その接続を解除して上記前進クラッチからエンジン側の引きずりトルクの発生を防止することで燃費及び走行性能の損失を少なくしている。
特開２００１－２００９２０号公報
　しかし、上記特許文献１のようにエンジン走行からモータ走行に移行する際、前進クラッチの接続を解除して前進クラッチからエンジン側の引きずりトルクの発生を防止しても、接続状態にある上記発進クラッチを介して無段変速機に対しては引きずりトルクが発生する。
　また、上記特許文献１ではエンジン停止中の無段変速機の変速制御に、スタータモータと走行駆動モータ以外のポンプ駆動用電気モータを使用しており、更に該ポンプ駆動用電気モータによって駆動される第２油圧ポンプを備えている分、部品点数が多くなって構造の複雑化を招いている。
　そこで、本発明の課題は、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、モータ走行中の無段変速機への回転伝達を防止してエネルギー損失の少ない効率の良いモータ走行を可能にすると共に、モータ走行からエンジン走行への切り替えに必要なクラッチの締結動作を円滑に行うことができるハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様のハイブリッド車両の制御装置及び該制御装置を使用することによって実行されるハイブリッド車両の制御方法は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置またはその制御方法において、モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数がエンジンの回転数を調整することによって、同期回転数になるように制御することによって構成されている。　
　該構成によれば、エンジンの始動前のモータ走行時の状態で無段変速機を回転させておく必要はないから、走行駆動モータに無段変速機を回転させる引きずりトルクは発生しない。また、エンジン停止中に無段変速機を変速する変速制御手段も不要である。更に、クラッチの締結時にはフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっているからクラッチ締結時にクラッチにかかる衝撃が小さくなる。
　また、本発明の第２の態様のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置またはその制御方法において、モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数が無段変速機の変速比を調整することによって、同期回転数になるように制御することによって構成されている。
　該構成によってもエンジンの始動前のモータ走行時の状態で無段変速機を回転させておく必要はないから、走行駆動モータに無段変速機を回転させる引きずりトルクは発生しない。また、エンジン停止中に無段変速機を変速する変速制御手段も不要である。更に、クラッチの締結時にはフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっているからクラッチ締結時にクラッチにかかる衝撃が小さくなる。
　また、本発明の第３の態様のように、制御要素として、エンジンを始動するスタータモータと、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動に使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとを含め、前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにしてモータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行するように構成することも可能である。
　該構成によれば、モータ走行時、エンジン始動時及びエンジン走行時の制御要素になっている上記既存の制御要素をそのまま利用してエンジン始動後のフォワードクラッチの入出力回転数を同期回転数にすることが可能になる。
　また、上記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になる前は、フォワードクラッチとロックアップクラッチは共にＯＦＦの状態であるから、走行駆動モータに無段変速機やエンジンのクランク軸を回転させる引きずりトルクは発生しない。
　また、本発明の第４の態様のように、モータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成することも可能である。　
　該構成によれば、エンジンの始動前のモータ走行時の状態で無段変速機を回転させておく必要はないから、走行駆動モータに無段変速機やエンジンのクランク軸を回転させる引きずりトルクは発生しない。また、エンジン停止中に無段変速機を変速する変速制御手段も不要である。更に、フォワードクラッチとロックアップクラッチの締結時にはフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっているから、クラッチ締結時に上記２種類のクラッチにかかる衝撃が小さくなり、モータ走行からエンジン走行への円滑な移行が可能になる。
　また、本発明の第５の態様のように、モータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後無段変速機の変速比をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成することも可能である。
　該構成によっても、エンジンの始動前のモータ走行時の状態で無段変速機を回転させておく必要はないから、走行駆動モータに無段変速機やエンジンのクランク軸を回転させる引きずりトルクは発生しない。また、無段変速機の変速制御はエンジン始動後に行うから、エンジン停止中に無段変速機を変速する変速制御手段も不要である。更に、フォワードクラッチとロックアップクラッチの締結時にはフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になっているから、クラッチ締結時に上記２種類のクラッチにかかる衝撃が小さくなり、モータ走行からエンジン走行への円滑な移行が可能になる。
　また、本発明の第６の態様のように、前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後に行うフォワードクラッチとロックアップクラッチのＯＮ状態への切り替えを、最初にフォワードクラッチをＯＮにし、その後にロックアップクラッチをＯＮにするように構成することも可能である。
　該構成によれば、フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮ状態にする切り替えが走行駆動モータに近いフォワードクラッチ側から順番に実施されるから、クラッチ締結時にフォワードクラッチとロックアップクラッチにかかる衝撃が２回に分散されることによって上記２種類のクラッチの締結が円滑に実施されるようになる。
　また、本発明の第７の態様のように、前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、更にフォワードクラッチの入出力回転数の差を読み込んで、当該回転数差を相殺し得るトルクを走行駆動モータのモータトルクに重畳させ、その後に前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにするように構成することも可能である。
　該構成によれば、クラッチ締結時にフォワードクラッチとロックアップクラッチにかかる衝撃を更に小さくでき、上記２種類のクラッチの摩擦も小さくなるから一層円滑な上記２種類のクラッチの締結動作が可能になる。
　本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法によれば、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、モータ走行中の無段変速機への回転伝達を防止してエネルギー損失の少ない効率の良いモータ走行を可能にすることができる。　
　また、モータ走行からエンジン走行への切り替えに必要なクラッチの締結動作を円滑に行うことができるから、クラッチや車体にかかる衝撃を小さくでき、クラッチの耐久性を向上させてクラッチ締結時にドライバーに与える違和感を極めて小さくすることが可能になる。
本発明の適用対象となるハイブリッド車両の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の適用対象となるハイブリッド制御システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法における制御動作の全体の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法におけるモータ走行モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法におけるＭ／Ｅ移行モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法におけるハイブリッド走行モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置におけるＭ／Ｅ移行モードでの各制御要素の動作タイミングを示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法におけるＭ／Ｅ移行モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御方法におけるＭ／Ｅ移行モードでの各制御要素の動作タイミングを示すタイムチャートである。 本発明のハイブリッド車両の制御装置におけるモータ走行時とエンジン走行時のトルクとギア比の関係を示す模式図である。
　本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を以下に示す第１の実施の形態と第２の実施の形態を例にとって、図面を参照しつつ説明する。
　最初に、本発明の適用対象となるハイブリッド車両１の概略の構成を図１に示すブロック図に基づいて説明する。
　ハイブリッド車両１は、モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド制御システム３が組み込まれた車両である。
　ハイブリッド車両１には、モータ走行時の動力源となる走行駆動モータ５と、該走行駆動モータ５の出力軸の回転を駆動輪７に直結されているドライブシャフト９に伝達するモータギア１１と、エンジン走行時の動力源となるエンジン１３と、該エンジン１３の始動時に使用するスタータモータ１５と、上記エンジン１３の出力軸となるクランクシャフトと無段変速機（ＣＶＴ）１７の断接を切り替えるトルクコンバータ１９及びＬ／Ｕクラッチ２１と、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と、最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）との間でギア比（以下、「変速比」ともいう）Ｇｅを可変し得る一例として金属ベルト式で副変速機を備えた無段変速機（ＣＶＴ）１７と、該無段変速機（ＣＶＴ）１７の出力軸と上記ドライブシャフト９の断接を切り替えるＦｗｄクラッチ２３と、が備えられている。
　そして、上記構成のハイブリッド車両１に組み込まれているハイブリッド制御システム３は、図２のブロック図に示すように本発明のハイブリッド車両の制御装置となるハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５と、該ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５に車速情報、バッテリ情報及び無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの情報を送るアクセル開度センサー２７、車速センサー２９、バッテリコントローラ３１及びＣＶＴ回転センサー３９と、上記ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５で制御指令された制御情報を受けてそれぞれの制御を実行する走行駆動モータ５の制御手段となるインバータ３３と、エンジン制御手段３５と、トランスミッション制御手段３７とを備えることによって基本的に構成されている。
　そして、上記インバータ３３によって上記走行駆動モータ５が制御され、上記エンジン制御手段３５によって上記エンジン１３とスタータモータ１５が制御され、上記トランスミッション制御手段３７によって上記トルクコンバータ１９及びＬ／Ｕクラッチ２１と、無段変速機（ＣＶＴ）１７と、Ｆｗｄクラッチ２３と、がそれぞれ制御されるように構成されている。
　また、上記ハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５では、図３に示すように上記バッテリコントローラ３１から得られたバッテリ容量（ＳＯＣ）、バッテリ電圧及びバッテリ温度から走行駆動モータ５のモータトルクＴｍを算出し、上記アクセル開度センサー２７、車速センサー２９及びＣＶＴ回転センサー３９から得られたアクセル踏込量、ブレーキ踏込量、車両速度及びトランスミッション変速比からハイブリッド車両１の駆動トルクＴｄｓを算出し、算出されたモータトルクＴｍと駆動トルクＴｄｓに基づいて走行モードを判定して、判定した走行モードに適合したトルク指令を生成し得るように構成されている。
　［第１の実施の形態］
　本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５は、前述した構成のハイブリッドコントローラ（ＨＣＵ）２５において、モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジン１３の始動後、無段変速機（ＣＶＴ）１７の出力軸とドライブシャフト９の断接を切り替えるフォワードクラッチ（以下、「Ｆｗｄクラッチ」ともいう）の入出力回転数がエンジン１３の回転数Ｎを調整することによって、同期回転数になるように制御することによって基本的に構成されている。　
　尚、「同期回転数」とは、Ｆｗｄクラッチ２３を締結する際にＦｗｄクラッチ２３の耐久性に影響を与えるようなダメージをＦｗｄクラッチ２３に与えることなく、ドライバーに違和感を与えない範囲の幅のある回転数を意味し、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が完全に一致している場合の他、上記範囲内でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数に差ΔＮが生じている場合も含まれる。
　また、このハイブリッド車両の制御装置２５によって制御される制御要素には、図２及び図３に示すようにエンジン１３を始動するスタータモータ１５と、エンジン１３の出力軸と無段変速機（ＣＶＴ）１７の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチ（以下、「Ｌ／Ｕクラッチ」ともいう）２１と、上記Ｆｗｄクラッチ２３と、モータ走行時のドライブシャフト９の駆動に使用される走行駆動モータ５のモータトルクＴｍと、最Ｈｉｇｈギア比Ｇｅ（ｈｉｇｈ）と最Ｌｏｗギア比Ｇｅ（ｌｏｗ）との間で可変し得る無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅと、エンジン１３の出力軸の回転数Ｎ及びエンジントルクＴｅと、が含まれている。
　そして、本実施の形態では、前記Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が上述した同期回転数になった後、上記Ｆｗｄクラッチ２３とＬ／Ｕクラッチ２１をＯＮにしてモータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行するように構成されている。
　次に、このようにして構成されるハイブリッド車両の制御装置２５を使用することによって実行されるハイブリッド車両の制御方法における制御動作の全体の流れを図４のフローチャートに基づいて説明する。　
　先ず、ステップＳ１～Ｓ４でアクセルポジションの読込み、ブレーキポジションの読込み、車速Ｖの読込み及び無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅの読込みを実施し、ステップＳ５でこれらの情報に基づいて指令する駆動トルクＴｄｓ＊(尚、「＊」は指令を意味する。以下同様である。)を算出する。
　次に、ステップＳ６でバッテリ状態の読込みを実施し、得られた情報からステップＳ７でバッテリ入出力制限値を算出し、ステップＳ８でモータトルクＴｍの出力制限値Ｔｍ＿ｍａｘとＴｍ＿ｍｉｎを算出する。
　そして、算出された駆動トルクＴｄｓ、モータトルクＴｍ等に基づいてステップＳ９で走行モード演算を実行する。次に、ステップＳ１０に移行し、モータ走行モードか否かの判断が行われ、モータ走行モードと判定された時は、ステップＳ１１に移行してモータ走行モード演算（図５に基づいて後述）が実行される。
　更に、ステップＳ１２に移行し、Ｍ／Ｅ移行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われ、該Ｍ／Ｅ移行モード遷移条件を満足している場合にはステップＳ１３に移行し、Ｍ／Ｅ移行モードに遷移してステップＳ１０でモータ走行モードでないと判断されてステップＳ１４に移行する。
　一方、上記ステップＳ１２でＭ／Ｅ移行モード遷移条件を満足していないと判断された場合には、該条件を満足するまで上記ステップＳ１～Ｓ１２の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ１４では、Ｍ／Ｅ移行モードか否かの判断が行われ、Ｍ／Ｅ移行モードと判定された時はステップＳ１５に移行してＭ／Ｅ移行モード演算（図６または図９に基づいて後述）が実行される。
　次に、ステップＳ１６に移行し、ハイブリッド走行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われ、該ハイブリッド走行モード遷移条件を満足していると判定された時には、ステップＳ１７に移行してハイブリッド走行モードに遷移してステップＳ１４でＭ／Ｅ移行モードでないと判断されてステップＳ１８に移行する。
　一方、上記ステップＳ１６でハイブリッド走行モード遷移条件を満足していないと判定された時には、該条件を満足するまで上記ステップＳ１４～Ｓ１６の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ１８では、ハイブリッド走行モードか否かの判断が行われ、ハイブリッド走行モードと判定された時はステップＳ１９に移行してハイブリッド走行モード演算（図７に基づいて後述）が実行される。
　次に、ステップＳ２０に移行し、Ｅ／Ｍ移行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われる。そして、Ｅ／Ｍ移行モード遷移条件を満足していると判定された時には、ステップＳ２１に移行してＥ／Ｍ移行モードに遷移してステップＳ１８でハイブリッド走行モードでないと判定されてステップＳ２２に移行する。
　一方、上記ステップＳ２０でＥ／Ｍ移行モード遷移条件を満足していないと判定された時には、該条件を満足するまで上記Ｓ１８～Ｓ２０の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ２２では、Ｅ／Ｍ移行モード演算が実行され、更にステップＳ２３に移行してモータ走行モード遷移条件を満足しているか否かの判断が行われる。ステップＳ２３でモータ走行モード遷移条件を満足していると判定された時には、ステップＳ２４に移行してモータ走行モードに遷移する。
　一方、上記ステップＳ２３でモータ走行モード遷移条件を満足していないと判定された時には、該条件を満足するまで上記ステップＳ２２及びＳ２３の処理が繰り返し実行される。
　また、上記図４中のステップＳ１１に示すモータ走行モード演算は、図５のフローチャートに示すようにステップＳ３１で指令するモータトルクＴｍ＊を駆動トルクＴｄｓとモータギア１１のギア比Ｇｍから算出し、ステップＳ３２で燃料カットし、ステップＳ３３、Ｓ３４でそれぞれＬ／Ｕクラッチ２１をＯＦＦにし、Ｆｗｄクラッチ２３をＯＦＦにしてモータ走行モードに移行する。
　また、上記図４中のステップＳ１９に示すハイブリッド走行モード演算は、図７のフローチャートに示すようにステップＳ４１で指令するモータトルクＴｍ＊を増速するモータトルクＴｍ＿ｂｏｏｓｔに設定し、ステップＳ４２で指令するエンジントルクＴｅ＊を駆動トルクＴｄｓ、増速するモータトルクＴｍ＿ｂｏｏｓｔ、モータギア１１のギア比Ｇｍ及び無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅから算出する。そして、ステップＳ４３、Ｓ４４でＬ／Ｕクラッチ２１をＯＦＦにし、Ｆｗｄクラッチ２３をＯＦＦにしてステップＳ４５で指令する無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅを算出してハイブリッド走行に移行する。
　また、上記図４中のステップＳ１５に示すＭ／Ｅ移行モード演算が本実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法の特徴的構成になっている。
　以下、図６に示すフローチャートに従い、適宜、図８に示すタイムチャートを参照しながら具体的に説明する。
　先ず、図６中のステップＳ５１で図８中の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」か否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」と判定された場合には、ステップＳ５２で走行駆動モータ５のモータトルクはＴｍに指令され、ステップＳ５３、Ｓ５４でＬ／Ｕクラッチ２１とＦｗｄクラッチ２３を共にＯＦＦにする。
　次に、ステップＳ５５で燃料を噴射し、ステップＳ５６でスタータモータ１５を駆動してエンジン１３をクランキングさせる。
　尚、「クランキング」とは停止状態のエンジン１３のクランクシャフトを回転させることを意味し、該「クランキング」によってエンジン１３が始動する。
　次に、ステップＳ５７に移行し、エンジン１３が完爆（エンジンが自力回転できる状態：Ｅｎｇｉｎｅ　Ｓｅｌｆ－ｒｕｎｎｉｎｇ）したか否かの判断が行われる。
　ステップＳ５７でエンジン１３が完爆したと判定された場合には、ステップＳ５８に移行して上記駆動させたスタータモータ１５を停止させる。
　次に、ステップＳ５９に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」に遷移し、上記ステップＳ５１で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」でないと判定されてステップＳ６０に移行する。
　一方、上記ステップＳ５７でエンジン１３が完爆していないと判定された場合には、上記ステップＳ５１～Ｓ５７の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ６０では「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」であると判定された場合には、ステップＳ６１に移行し、走行駆動モータ５のモータトルクが引き続きＴｍに指令される。
　次に、ステップＳ６２、Ｓ６３に移行し、引き続きＬ／Ｕクラッチ２１とＦｗｄクラッチ２３をＯＦＦのままにしてステップＳ６４に移行する。
　ステップＳ６４は本実施の形態の特徴的構成の制御動作になっており、該ステップＳ６４では、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になるようにエンジン１３の回転数Ｎを制御するエンジン回転数調整モードが採用されている。
　次に、ステップＳ６５に移行し、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮが所定値以内に入っていて同期回転数の範囲内に入っているか否かの判断が行われる。
　ステップＳ６５でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になっていると判定された時には、ステップＳ６６に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」に遷移して上記ステップＳ６０で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」でないと判定されてステップＳ６７に移行する。
　一方、上記ステップＳ６５でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になっていないと判定された時には、上記ステップＳ６０～Ｓ６５の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ６７では「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」であると判定された場合には、ステップＳ６８に移行し、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮを読み込む。
　次に、ステップＳ６９に移行し、走行駆動モータ５のモータトルクは上記Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮを相殺し得るトルクΔＴｎを上記Ｔｍに重畳させてＴｍ＋ΔＴｎまたはＴｍ－ΔＴｎに指令される。
　更に、ステップＳ７０に移行し、Ｌ／Ｕクラッチ２１は引き続きＯＦＦのままにし、ステップＳ７１に移行してＦｗｄクラッチ２３をＯＮにする指令を出す。
　次に、ステップＳ７２に移行してエンジン１３のエンジントルクＴｅは０に指令され、ステップＳ７３でＦｗｄクラッチ２３の締結が完了したか否かの判断が行われる。
　上記ステップＳ７３でＦｗｄクラッチ２３の締結が完了したと判定された時には、ステップＳ７４に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」に遷移して上記ステップＳ６７で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」でないと判定されてステップＳ７５に移行する。
　一方、上記ステップＳ７３でＦｗｄクラッチ２３の締結が完了していないと判定された時には、上記ステップＳ６７～Ｓ７３の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ７５では「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」であるか否かの判断が行われる。「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」であると判定された場合には、ステップＳ７６に移行し、走行駆動モータ５のモータトルクは引き続きＴｍに指令される。
　次に、ステップＳ７７に移行し、Ｌ／Ｕクラッチ２１をＯＮにする指令を出し、ステップＳ７８でＦｗｄクラッチ２３を引き続きＯＮにし締結状態にしておく。
　更に、ステップＳ７９に移行してエンジン１３のエンジントルクＴｅは引き続き０に指令され、ステップＳ８０でＬ／Ｕクラッチ２１の締結が完了したか否かの判断が行われる。
　上記ステップＳ８０でＬ／Ｕクラッチ２１の締結が完了したと判定された時には、ステップＳ８１に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」に遷移して上記ステップＳ７５で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」でないと判定されてステップＳ８２に移行する。
　一方、上記ステップＳ８０でＬ／Ｕクラッチ２１の締結が完了していないと判定された時には、上記ステップＳ７５～Ｓ８０の処理が繰り返し実行される。
　ステップＳ８２では、走行駆動モータ５のモータトルクがＴｍ＊・（１－Ｋｔ）になるように指令し、次のステップＳ８３、Ｓ８４ではＬ／Ｕクラッチ２１とＦｗｄクラッチ２３を引き続きＯＮにし共に締結状態にしておく。
　また、次のステップＳ８５ではエンジン１３のエンジントルクがＴｅ＊・Ｋｔになるように指令する。ここで「Ｋｔ」は０～１の範囲の変数であり、０から１に向って変化して行く。次に、ステップＳ８６に移行し、無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅをエンジン１３の動作点に応じた最適値に制御する。
　続いて、Ｓ８７に移行し、Ｋｔが１に達したか否かの判断が行われる。Ｋｔが１に達したと判定された場合にはステップＳ８８に移行し、Ｍ／Ｅ移行モードが完了して上記一連のＭ／Ｅ移行モード演算が終了する。
　一方、上記ステップＳ８７でＫｔが１に達していないと判定された場合には上記ステップＳ８２～Ｓ８７の処理が繰り返し実行される。
　また、上記Ｍ／Ｅ移行モードでの制御動作は、図８に示すタイムチャートにも現れている。図８中の走行駆動モータ５のモータトルクは、ファイナルギアとなるドライブシャフト９上での走行トルクを意味しており、モータギア１１のギア比Ｇｍを考慮したトルクＴｍ＊・Ｇｍになっている。
　同様に図８中、エンジン１３のエンジントルクは、ファイナルギアとなるドライブシャフト９上での走行トルクを意味しており、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅを考慮したトルクＴｅ＊・Ｇｅになっている。
　また、上記走行駆動モータ５のモータトルクは「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」において、太い実線で示す経路と、その上下の細い１点鎖線及び細い２点鎖線で示す経路の計３本の経路のいずれかを通るが、太い実線で示す経路は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮが０で、該差ΔＮを相殺し得るトルクΔＴｎが０の時の経路を示しており、細い１点鎖線で示す経路は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が出力側でマイナスになる差ΔＮが生じている場合で、この差ΔＮを相殺し得るトルクΔＴｎをＴｍに上乗せした時の経路を示している。
　また、細い２点鎖線で示す経路は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が出力側でプラスになる差ΔＮが生じている場合で、この差ΔＮを相殺し得るトルクΔＴｎをＴｍから差し引いた時の経路を示している。
　また、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」でのエンジン回転数Ｎの上昇は、エンジン１３を完爆させるためであり、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」でのエンジン回転数Ｎの一層の上昇は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にするためのエンジン回転数Ｎの上昇である。
　［第２の実施の形態］
　本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、前述した第１の実施の形態と基本的に同様の構成を有しており、前述した図６のフローチャートのステップＳ６４で示すＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にするための制御の仕方が異なっている。
　従って、ここでは上記Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にするための制御動作を中心に図９に示すフローチャートに従い、適宜、図１０に示すタイムチャートを参照しながら具体的に説明する。
　尚、ステップＳ１０１～Ｓ１１４の制御動作は、前述した第１の実施の形態の図６中のステップＳ５１～Ｓ６３の制御動作と同じである。
　ステップＳ１１４は本実施の形態の特徴的構成の制御動作になっており、該ステップＳ１１４では、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になるように無段変速機（ＣＶＴ）１７の変速比Ｇｅを制御するＣＶＴ変速比調整モードが採用されている。
　次に、ステップＳ１１５に移行し、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮが所定値以内に入っていて同期回転数の範囲内に入っているか否かの判断が行われる。
　ステップＳ１１５でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になっていると判定された時には、ステップＳ１１６に移行し、次の「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」に遷移して上記ステップＳ１１０で「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」でないと判定されてステップＳ１１７に移行する。
　一方、上記ステップＳ１１５でＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になっていないと判定された時には、上記ステップＳ１１０～Ｓ１１５の処理が繰り返し実行される。
　尚、残りのステップＳ１１７～Ｓ１３８の制御動作は、前述した第１の実施の形態の図６中のステップＳ６７～Ｓ８８の制御動作と同じである。
　また、上記Ｍ／Ｅ移行モードでの制御動作は、図１０に示すタイムチャートにも現れている。図１０中の走行駆動モータ５のモータトルクは、前記図８に示す第１の実施の形態の場合と同じ、モータギア１１のギア比Ｇｍを考慮したドライブシャフト９上での走行トルクＴｍ＊・Ｇｍになっている。
　同様に図１０中のエンジン１３のエンジントルクは、前記図８に示す第１の実施の形態の場合と同じ、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅを考慮したドライブシャフト９上での走行トルクＴｅ＊・Ｇｅになっている。
　また、上記駆動モータ５のモータトルクは「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝３」「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝４」「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝５」において、前記図８に示す第１の実施の形態と同様、太い実線で示す経路の他、その上下に細い１点鎖線で示す経路と細い２点鎖線で示す経路の３本の経路が設けられており、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮの有無や大きさの違いに対応した適宜の１本の経路を通るように構成されている。
　また、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝１」での無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの上昇は、エンジン１３の完爆に伴うものであり、「ｔ＿ｓｔａｔｅ＝２」での無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比Ｇｅの一層の上昇は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にするためのギア比Ｇｅの上昇であり、この時エンジン１３の回転数Ｎは図１０に示すような上層カーブをとる。
　次に、図１１に示す模式図に従って、モータ走行時とエンジン走行時のトルクとギア比の関係を説明する。
　尚、図１１中で使用するＴｍは走行駆動モータ５のモータトルク、Ｔｅはエンジン１３のエンジントルク、Ｇｍは走行駆動モータ５の出力軸とドライブシャフト（車軸）９間に配置されているモータギア１１のギア比（一定）、Ｇｅは無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比（変速比）である。
　モータ走行時は図１１に示すように走行駆動モータ５のモータトルクはＴｍ、モータギア１１のギア比はＧｍ（一定）であり、この時のドライブシャフト９の駆動トルクＴｄｓはＴｍ・Ｇｍになり、該駆動トルクＴｄｓが走行トルクとなる。
　一方、エンジン走行時は図１１に示すようにエンジン１３のクランク軸のエンジントルクはＴｅ、無段変速機（ＣＶＴ）１７のギア比はＧｅであり、この時のドライブシャフト９の駆動トルクＴｄｓはＴｅ・Ｇｅとなり、該駆動トルクＴｄｓが走行トルクとなる。
　また、ハイブリッド走行時は上記モータ走行時の駆動トルクＴｄｓとエンジン走行時の駆動トルクＴｄｓとが組み合わさったＴｍ・Ｇｍ＋Ｔｅ・Ｇｅが走行トルクとなる。　
　更に、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数を同期回転数にした時、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数に差ΔＮが生じている場合には、上記モータ走行時の走行駆動モータ５のモータトルクは、Ｔｍ＋ΔＴｎないしＴｍ－ΔＴｎになり、その時の走行トルクは、（Ｔｍ＋ΔＴｎ）・Ｇｍないし（Ｔｍ－ΔＴｎ）・Ｇｍになる。
　そして、このようにして構成される本発明のハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法によれば、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、モータ走行中の無段変速機（ＣＶＴ）への回転伝達を防止してエネルギー損失の少ない効率の良いモータ走行を可能にすることができる。
　また、モータ走行からエンジン走行への切り替えに必要なクラッチの締結動作を円滑に行うことができるから、クラッチや車体にかかる衝撃を小さくでき、クラッチの耐久性を向上させてクラッチ締結時にドライバーに与える違和感を極めて小さくすることが可能になる。
　以上が本発明の基本的な実施の形態であるが、本発明のハイブリッド車両の制御装置２５及び制御方法は、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内の部分的構成の変更や省略、あるいは当業者において周知、慣用の技術を追加することが可能である。
　例えば、前述した第１の実施の形態では図６中のステップＳ６５、前述した第２の実施の形態では図９中のステップＳ１１５で行ったＦｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になった時に行う処理を簡略化することも可能である。
　即ち、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数が同期回転数になった後は、Ｆｗｄクラッチ２３の入出力回転数の差ΔＮを判断することなく、走行駆動モータ５のモータトルクはＴｍを使用して直ちにＦｗｄクラッチ２３を締結するようにすることも可能である。　
　また、Ｆｗｄクラッチ２３とＬ／Ｕクラッチ２１をＯＮに切り替えるタイミングは、前述した実施の形態のようにＦｗｄクラッチ２３、Ｌ／Ｕクラッチ２１の順でＯＮに切り替える他、両者を同時にＯＮにしたり、順番を逆にしてＬ／Ｕクラッチ２１、Ｆｗｄクラッチ２３の順でＯＮに切り替えることも可能である。
　また、エンジン１３をクランキングさせて始動させる手段は、前記実施の形態のようにスタータモータを使用する場合に限らず、別途のモータを使用してエンジン１３を始動させる手段を採用することも可能である。
　更に、走行駆動モータ５は、エンジン走行時のドライブシャフト９の回転をモータギア１１を介して電気エネルギーに変換する発電機能を備えたモータによって構成することが可能である。
　この他、Ｆｗｄクラッチ２３の締結時における入出力回転数の同調性を見る同期回転数の範囲は、Ｆｗｄクラッチ２３の耐久性やＦｗｄクラッチ２３の締結時の衝撃の大小、該衝撃の車体への伝わり方の違い等によって適宜微調整できるように構成することも可能である。
　本発明のハイブリッド車両の制御装置及び制御方法は、ハイブリッド車両の生産現場やその使用分野等で利用でき、特に部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなく、エネルギー損失の少ない効率の良いモータ走行を可能にし、モータ走行からエンジン走行に移行する場合の円滑なクラッチの締結動作を行いたい場合に利用可能性を有する。
１　ハイブリッド車両
３　ハイブリッド制御システム
５　走行駆動モータ
７　駆動輪
９　ドライブシャフト（車軸）
１１　モータギア
１３　エンジン
１５　スタータモータ
１７　無段変速機（ＣＶＴ）
１９　トルクコンバータ
２１　ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）
２３　フォワードクラッチ（Ｆｗｄクラッチ）
２５　ハイブリッド車両の制御装置（ハイブリッドコントローラ、ＨＣＵ）
２７　アクセル開度センサー
２９　車速センサー
３１　バッテリコントローラ
３３　インバータ
３５　エンジン制御手段
３７　トランスミッション制御手段
３９　ＣＶＴ回転センサー
Ｇｅ（ｈｉｇｈ）　最Ｈｉｇｈギア比
Ｇｅ（ｌｏｗ）　最Ｌｏｗギア比
Ｇｅ　ギア比（変速比）
Ｔｍ　モータトルク
Ｔｄｓ　駆動トルク
Ｔｅ　エンジントルク
Ｇｍ　（モータギアの）ギア比
Ｎ　（エンジン）回転数
ΔＮ　（入出力回転数の）差
ΔＴｎ　（ΔＮを相殺し得る）トルク

Claims (14)

  1. 　モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数がエンジンの回転数を調整することによって、同期回転数になるように制御するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数が無段変速機の変速比を調整することによって、同期回転数になるように制御するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　請求項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、
    　制御要素として、エンジンを始動するスタータモータと、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動に使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにしてモータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行時の状態からハイブリッド走行時の状態に移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後無段変速機の変速比をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行させるように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　請求項４または５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後に行うフォワードクラッチとロックアップクラッチのＯＮ状態への切り替えは、最初にフォワードクラッチをＯＮにし、その後にロックアップクラッチをＯＮにするように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7. 　請求項３～６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、更にフォワードクラッチの入出力回転数の差を読み込んで、当該回転数差を相殺し得るトルクを走行駆動モータのモータトルクに重畳させ、その後に前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにするように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 　モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御方法において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数がエンジンの回転数を調整することによって、同期回転数になるように制御するエンジン回転数調整モードを備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  9. 　モータ走行とエンジン走行を適宜、切り替えて走行するハイブリッド車両の制御方法において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する際、エンジンの始動後、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチの入出力回転数が無段変速機の変速比を調整することによって、同期回転数になるように制御するＣＶＴ変速比調整モードを備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  10. 　請求項８または９に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
    　制御要素として、エンジンを始動するスタータモータと、エンジンの出力軸と無段変速機の入力軸の断接を切り替えるロックアップクラッチと、無段変速機の出力軸とドライブシャフトの断接を切り替えるフォワードクラッチと、モータ走行時のドライブシャフトの駆動に使用される走行駆動モータのモータトルクと、最Ｈｉｇｈギア比と最Ｌｏｗギア比との間で可変し得る無段変速機のギア比と、エンジンの出力軸の回転数及びエンジントルクとが含まれており、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにしてモータ走行モードからハイブリッド走行モードに移行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  11. 　請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後エンジンの回転数をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  12. 　請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
    　モータ走行からエンジン走行に移行する場合には、モータ走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際に、スタータモータによりエンジンを始動し、エンジンの完爆後無段変速機の変速比をフォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になるように調整し、該同期回転数になった後フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにし、走行駆動モータのモータトルクを低減させ、エンジントルクを増加させることによってエンジン走行に移行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  13. 　請求項１１または１２に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後に行うフォワードクラ
    ッチとロックアップクラッチのＯＮ状態への切り替えは、最初にフォワードクラッチをＯＮにし、その後にロックアップクラッチをＯＮにするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  14. 　請求項１０～１３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
    　前記フォワードクラッチの入出力回転数が同期回転数になった後、更にフォワードクラッチの入出力回転数の差を読み込んで、当該回転数差を相殺し得るトルクを走行駆動モータのモータトルクに重畳させ、その後に前記フォワードクラッチとロックアップクラッチをＯＮにするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
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