JP2008189102A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン始動時間を短縮して駆動力不足を改善したハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 エンジンと、モータジェネレータと、モータジェネレータに電力を供給するとともに、このモータジェネレータの回生電力を蓄電するバッテリと、エンジンとモータジェネレータとを接続する第１クラッチと、モータジェネレータと変速機とを接続する第２クラッチと、エンジン、モータジェネレータ、および第１、第２クラッチを制御する制御手段とを備え、第１クラッチと第２クラッチを制御することにより、エンジンとモータジェネレータの一方または両方によって走行するハイブリッド車両の制御装置において、制御手段は、エンジンを始動する際、エンジンが点火可能な回転角に達した際にエンジンを点火することとした。
【選択図】 図９

Description

本発明は、エンジンおよびモータジェネレータにより駆動力を得るハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、ハイブリッド車両においては、エンジンとモータジェネレータを直列に配置し、エンジンとモータジェネレータ間は第１クラッチを介して接続し、モータジェネレータの出力軸と変速機間は第２クラッチを介して接続するものがある。

このハイブリッド車両においては、発進時など必要駆動力が小さい場合は第１クラッチを解放してモータジェネレータのみで走行するＥＶモードを選択し、高速走行時など必要駆動力が大きい場合は第１クラッチを締結し、モータジェネレータに加えてエンジンからも駆動力を得るＨＥＶモードを選択する（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２５５２８５号公報

上記のようなエンジン−モータジェネレータ直列接続型のハイブリッド車両にあっては、停止時はＥＶモードが選択されており、発進時にアクセルを大きく踏み込むとＥＶモードからＨＥＶモードへ変更することになる。

その際、第１クラッチを締結するとともに第２クラッチの締結力を下げてモータジェネレータの回転をエンジンに伝達し、エンジンを始動する。そのためモータジェネレータの発生するトルクは、第１クラッチを介してエンジンを回転させるトルクと、第２クラッチを介して変速機に伝達されるトルクに分割されることとなり、エンジン始動までの間変速機に入力されるトルクが小さくなる。そのためエンジン始動時間が長期化してエンジン始動タイミングが遅れた場合、遅れている間は駆動力が不足するという問題があった。
なお、ハイブリッド車両でのモータジェネレータによるエンジン始動は、クランキングにより安定したトルク制御を可能なエンジン回転数まで上昇した後に燃料を噴射し、エンジンを点火することが一般的である。

一方、駆動力不足を補うためにエンジンを回転させるトルクを減少させて変速機に振り向けた場合、発進トルクは上昇するがエンジン始動時間が長くなってしまう。逆にエンジン始動時間を早めるため変速機に入力されるトルクをエンジン始動に振り向けると、駆動力が減少してしまう。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エンジン始動時間を短縮して駆動力不足を改善したハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータに電力を供給するとともに、このモータジェネレータの回生電力を蓄電するバッテリと、前記エンジンと前記モータジェネレータとを接続する第１クラッチと、前記モータジェネレータと変速機とを接続する第２クラッチと、前記エンジン、前記モータジェネレータ、および前記第１、第２クラッチを制御する制御手段とを備え、前記第１クラッチと前記第２クラッチを制御することにより、前記エンジンと前記モータジェネレータの一方または両方によって走行するハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンを始動する際、前記エンジンが点火可能な回転角に達した際に前記エンジンを点火することとした。

よって、トルク制御が可能な回転数までエンジン回転数が上昇することを待たずにエンジンを点火することによりエンジン始動時間を短縮して駆動力不足を改善したハイブリッド車両の制御装置を提供できる。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［システム構成］
図１は本願ハイブリッド車両のシステム図である。本願ハイブリッド車両は、エンジンＥ、モータジェネレータＭＧ、第１、第２クラッチＣＬ１，ＣＬ２、自動変速機ＡＴ、左後輪ＲＬ（駆動輪）、右後輪ＲＲ（駆動輪）を有する。なお、ＦＬは左前輪、ＦＲは右前輪である。

エンジンＥはガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。

第１クラッチＣＬ１はエンジンＥとモータジェネレータＭＧとの間に介装され、第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づき第１クラッチ油圧ユニット６によって締結・開放制御される。

モータジェネレータＭＧは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、出力軸であるロータは、自動変速機ＡＴの入力軸に連結されている。駆動の際はモータコントローラ２からの制御指令に基づき、パワーコントロールユニット３のインバータ３ａによって制御される。

このモータジェネレータＭＧは、バッテリ４（蓄電装置）からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として機能する。また、外力により回転している際には発電機として機能し、バッテリ４を充電することも可能である。

パワーコントロールユニット３は、インバータ３ａ、強電回路３ｂ、ＤＣ/ＤＣコンバータ３ｃから構成される。インバータ３ａは半導体スイッチング素子であり、バッテリ４の直流を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧへ出力するとともに、モータジェネレータＭＧからの三相交流を直流に変換してバッテリ４へ出力する。

強電回路３ｂは、バッテリ４、インバータ３ａ、ＤＣ/ＤＣコンバータ３ｃとの間に配設され、内部に備えたリレーにより電力の流通を遮断する。ＤＣ/ＤＣコンバータ３ｃは、バッテリ４の電圧を降圧して補機バッテリ２５（照明、表示、補機類等の電源）に電力を供給する。

第２クラッチＣＬ２は自動変速機ＡＴの発進クラッチであって、モータジェネレータＭＧと自動変速機ＡＴの間に介装される。ＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて第２クラッチ油圧ユニット８により締結・開放制御される。

自動変速機ＡＴは車速やアクセル開度等に応じて変速段を自動的に変更する有段変速機であり、入力側は第２クラッチＣＬ２を介してモータジェネレータＭＧのロータと接続し、出力側は左右後輪ＲＬ,ＲＲに接続される。

［走行モード］
本願ハイブリッド車両は第１クラッチＣＬ１の締結・開放状態に応じてＥＶモード（モータジェネレータＭＧの駆動力のみで走行）、およびＨＥＶモード（モータジェネレータＭＧおよびエンジンＥの駆動力を併用）の２走行モードを有する。

（ＥＶモード）
第１クラッチＣＬ１が開放状態にある場合、エンジンＥの駆動力は自動変速機ＡＴには伝達されず、車両はモータジェネレータＭＧの動力のみを動力源として走行するＥＶモードとなる。

（ＨＥＶモード）
第１クラッチＣＬ１が締結状態にある場合、エンジンＥの駆動力はモータジェネレータＭＧおよび第２クラッチＣＬ２を介して自動変速機ＡＴに伝達され、モータジェネレータＭＧに加えてエンジンＥの駆動力を併用するＨＥＶモードとなる。

なお、ＨＥＶモードにあっては、モータジェネレータＭＧが発生する駆動力Ｔ（ＭＧ）の大小および符号によってさらにモードが細分化される。

（エンジン走行モード）
駆動力Ｔ（ＭＧ）がゼロであればエンジンＥの駆動力によってのみ走行するエンジン走行モードとなる。

（モータアシスト走行モード）
モータジェネレータＭＧから自動変速機ＡＴに入力される駆動力Ｔ（ＭＧ）が正の値であれば、モータジェネレータＭＧとエンジンＥの駆動力を併用して走行するモータアシスト走行モードとなる。

（走行発電モード）
モータジェネレータＭＧから自動変速機ＡＴに入力される駆動力Ｔ（ＭＧ）が負の値、すなわちモータジェネレータＭＧがトルクを発生せずエンジンＥまたは車両イナーシャによって回され、外部のトルクを消費している場合、モータジェネレータＭＧは発電機として機能する。これによりバッテリ４を充電する。
車両が加速状態または定速走行状態にあればモータジェネレータＭＧはエンジンＥによって回され、車両が減速状態にあればモータジェネレータＭＧは車両イナーシャによって回され、発電を行う。

［制御構成］
本願ハイブリッド車両はエンジンコントローラ１、モータコントローラ２、パワーコントロールユニット３、バッテリ４、ＡＴコントローラ７、統合コントローラ１０を有し、それぞれ情報交換可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

エンジンコントローラ１にはエンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報が入力され、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じてエンジン動作点（Ｎｅ：エンジン回転数,Ｔｅ：エンジントルク）を制御する。エンジン回転数ＮｅはＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ出力される。

モータコントローラ２はモータジェネレータＭＧのロータ回転位置（レゾルバ１３により検出）、および目標モータジェネレータトルク指令（統合コントローラ１０において演算）等に基づき、モータジェネレータＭＧのモータ動作点（モータジェネレータ回転数Ｎ、モータジェネレータトルクＴｍ）を制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。

また、モータコントローラ２はバッテリ４の充電状態を示すバッテリＳＯＣを監視する。このバッテリＳＯＣはモータジェネレータＭＧの制御情報に用いられるとともに、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６、車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８からのセンサ情報、および統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に基づき、第２クラッチＣＬ２の締結・開放制御指令を第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

統合コントローラ１０は車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うものである。モータ回転数センサ２１、第２クラッチ出力回転数センサ２２、第２クラッチトルクセンサ２３からそれぞれモータ回転数Ｎｍ、第２クラッチ出力回転数Ｎ２ｏｕｔ、第２クラッチトルクＴＣＬ２が入力されるとともに、ＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報が入力される。

これらの入力情報に基づき、統合コントローラ１０はエンジンコントローラ１、モータコントローラ２、第１クラッチコントローラ５、およびＡＴコントローラ７へ指令を出力し、それぞれエンジンＥ、モータジェネレータＭＧ、第１、第２クラッチＣＬ１，ＣＬ２を制御する。

［始動時間短縮制御］
（メインフロー）
図２はハイブリッド走行時におけるエンジン始動時間短縮制御のメインフローである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップＳ１ではアクセル開度等に基づき車両の目標駆動力を演算し、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では目標変速段を演算し、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では目標モード（ＥＶ走行、ＨＥＶ走行、エンジン走行の各モード）を演算し、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４ではエンジン指令演算（各モードに合わせた始動・停止要求、目標回転数、目標トルク等）を行い、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５ではＥＶ走行、ＨＥＶ走行、エンジン走行の各モード遷移状態を演算し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では車両の目標駆動力過渡補正を行い、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では第１クラッチＣＬ１の目標伝達トルクを演算し、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８ではモータジェネレータＭＧの指令値（目標回転数、目標トルク等）を演算し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では第２クラッチＣＬ２の目標伝達トルクを演算し、制御を終了する。

（始動時間短縮制御におけるエンジン指令演算）
図３はエンジン始動時間短縮制御におけるエンジン指令演算（図２：ステップＳ４）のメインフローである。

ステップＳ１１では目標モードがエンジン走行モードであるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１２へ移行し、ＮＯであればステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１２では実制御モードがエンジン走行モードであるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１４へ移行し、ＮＯであればステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１３では実制御モードがエンジン走行モードであるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１６へ移行し、ＮＯであればステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１４ではエンジン走行中のエンジン指令演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ１５ではＥＶモードからＨＥＶモードへ遷移中のエンジン指令演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ１６ではＨＥＶモードからＥＶモードへ移行する際のエンジン指令演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ１７ではＥＶモード走行中のエンジン指令演算を実行し、制御を終了する。

［始動時間短縮制御（ＥＶ−ＨＥＶモード移行時エンジン指令演算）］
図４はＥＶ→ＨＥＶモード移行時（図３：ステップＳ１５）におけるエンジン指令演算フローである。エンジン始動タイミングが遅れるとその間の発進トルクが不足するため、本フロー（ステップＳ１０６〜Ｓ１１３）においてエンジン始動時間を短縮する制御を実行し、エンジンＥを点火可能な回転角に達した際に直ちに点火する。これにより、エンジン始動時間を短縮して発進トルク不足を改善する。

ステップＳ１０１では燃料カットフラグ＝０とし、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２では第２クラッチＣＬ２の差回転≦スリップ判定差回転（スリップ判定閾値）であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１０３へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０３ではエンジン始動要求フラグ＝０とし、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０４ではエンジントルク指令値＝０とし、制御を終了する。

ステップＳ１０５ではエンジンアイドル要求＝０とし、制御を終了する。

ステップＳ１０６ではエンジン回転数≧エンジン始動回転数（本願では１回転）であるかどうかが判断される。ＹＥＳであればエンジン始動完了としてステップＳ１０７へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０３へ移行する。
４サイクルエンジンでは１回転以上回れば吸気、圧縮、膨張、排気の４行程がすべて行われるため、２回転目で点火可能回転角に達する。したがって、本願では１回転＝エンジン点火可能回転数とし、エンジン回転数が１回転以上であれば点火可能と判断する。

ステップＳ１０７ではエンジン回転数≧エンジン全気筒点火完了回転数（本願では２回転）であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１１１へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０８へ移行する。
上述のように４サイクルエンジンでは２回転目で点火可能回転角に達するため、本願では２回転＝エンジン全気筒点火完了回転数とし、エンジン回転数が２回転以上であれば点火完了と判断する。

ステップＳ１０８→Ｓ１０９→Ｓ１１０、およびステップＳ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３の流れは、ステップＳ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１０５と同様である。

このように、エンジン始動および点火タイミングを適切に判断することで、不要なアイドル時間を低減してエンジン始動時間を短縮し、モータジェネレータＭＧがエンジン始動のためにフリクションを負担する時間を低減する。始動後に大きなエンジントルクが発生した場合であっても、第２クラッチＣＬ２のスリップにより吸収し、過大なトルクが駆動輪ＲＬ，ＲＲに伝達することを防止できるため問題はない。

従来ではエンジン始動時のエンジントルク制御を行うため、トルク制御可能な回転数になって初めてエンジンを点火していたため、エンジン始動時間が長期化しがちであった。本願では点火可能な回転数（２回転目）で直ちに点火を行うため、従来例と比べエンジン始動時間の短縮が見込まれる。

また、スロットル開度は点火完了判断まではエンジン始動に適した開度に絞られているが、点火完了判断後はスロットル開度をエンジンＥのトルク制御可能な開度まで拡大することで、速やかにエンジントルクを発生させる。

このエンジントルク発生により、エンジンＥは自身のトルクによって回転が上昇し、エンジン回転上昇のために消費されるモータジェネレータトルクが低減する。よって、モータジェネレータＭＧの発生トルクのうち駆動力に配分される割合が増加し、エンジン始動時のトルクが確保される。

［始動時間短縮制御（第１クラッチ目標伝達トルク演算）］
図５は第１クラッチＣＬ１の目標伝達トルク演算（図２：ステップＳ７）のフローである。エンジン始動タイミングをより早期化するため、第１クラッチＣＬ１の差回転を検出した場合は第１クラッチＣＬ１の締結力を増加させ、エンジンＥにより大きなトルクを伝達してエンジンＥの始動を容易なものとする（ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０７→Ｓ２１１）。

また、始動後は自律的にエンジンＥの回転が上昇するため、第１クラッチＣＬ１のトルクによってエンジンＥの回転数を増加させる必要はない。したがってエンジンＥ始動後、エンジン回転数が検出された場合は第１クラッチＣＬ１の伝達トルクを前回制御のまま維持し（ステップＳ２０５→Ｓ２０６）、第１クラッチＣＬ１の締結力増加を停止してモータジェネレータＭＧの余裕トルクを第２クラッチＣＬ２を介して駆動力に振り向ける。

ステップＳ２０１では通常制御中（締結力一定でエンジントルク伝達中）であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ２０２へ移行し、ＮＯであればステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２０２ではエンジン始動要求があるか否かが判断され、ＹＥＳであればステップＳ２０３へ移行し、ＮＯであればステップＳ２０９へ移行する。

ステップＳ２０３では第１クラッチＣＬ１の制御モードを容量制御モード（伝達トルク＝０でないモード）とし、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４では第１クラッチＣＬ１の差回転の有無を判断し、差回転があればステップＳ２０５へ移行し、なければステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０５ではエンジン回転の有無を判断し、回転があればステップＳ２０６へ移行し、なければステップＳ２０７へ移行する。上述のように４サイクルエンジンでは２回転目から始動可能であるため、エンジン回転数が検出されればエンジンＥは始動開始と判断する。

ステップＳ２０６では第１クラッチトルク補正値を前回制御のまま維持し、ステップＳ２１１へ移行する。

ステップＳ２０７では第１クラッチトルク補正値を前回制御の補正値＋補正量とし、ステップＳ２１１へ移行する。

ステップＳ２０８では第１クラッチ伝達トルク＝０とし、ステップＳ２１２へ移行する。

ステップＳ２０９では第１クラッチＣＬ１の制御モードをスタンバイモード（伝達トルク＝０）とし、ステップＳ２１３へ移行する。

ステップＳ２１０では第１クラッチＣＬ１の制御モードを解放モード（伝達トルク＝０）とし、ステップＳ２１３へ移行する。

ステップＳ２１１では、第１クラッチ目標伝達トルクとしてエンジン始動トルク＋第１クラッチトルク補正値とし、制御を終了する。

ステップＳ２１２では、第１クラッチ目標伝達トルクを伝達可能最大トルクとし、制御を終了する。

ステップＳ２１３およびステップＳ２１４では、第１クラッチ目標伝達トルク＝０として制御を終了する。

［始動時間短縮制御（モータジェネレータ目標回転数演算）］
図６は、モータジェネレータＭＧの目標回転数演算（図２：ステップＳ８）フローである。なお、図６中ではモータジェネレータＭＧを単にモータと記載する。

エンジン回転数が上昇してエンジンのトルク制御が可能な回転数にまで達すれば、モータジェネレータＭＧによってエンジンＥの回転数を増加させる必要はない（それ以上の回転数は、エンジンＥ自身の回転数上昇によって得られるため）。

したがって、モータジェネレータＭＧの目標回転数はエンジンのトルク制御可能回転数よりも低くてよい。よって、エンジン点火後、モータジェネレータＭＧの目標回転数がエンジンのトルク制御可能回転数（図６ではエンジン下限回転数と記載）を上回った場合、モータジェネレータＭＧの目標回転数＝エンジンのトルク制御可能回転数に設定する（ステップＳ３０６→Ｓ３０７→Ｓ３０８）。

これにより、エンジン始動時におけるモータジェネレータＭＧの不要な回転数上昇を抑制する。エンジン始動後はモータジェネレータＭＧのトルクをエンジンＥに伝達する必要はないため、モータジェネレータＭＧの余裕トルクを第２クラッチＣＬ２を介して駆動力に振り向ける。

ステップＳ３０１では現在の制御モードがエンジン走行モードであるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ３０２へ移行し、ＮＯであればステップＳ３０５へ移行する。

ステップＳ３０２では変速機ＡＴの入力軸回転数>エンジン下限回転数であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ３０４へ移行し、ＮＯであればステップＳ３０３へ移行する。

ステップＳ３０３では目標エンジン回転数をマップから読み込み、ステップＳ３０９へ移行する。

ステップＳ３０４では目標モータ回転数＝変速機入力軸回転数とし、ステップＳ３０９へ移行する。自動変速機ＡＴの入力軸回転数がエンジン下限回転数を上回っているため、モータジェネレータＭＧの回転数＝自動変速機ＡＴ入力軸回転数とすれば、エンジン始動に十分な回転数を保持しつつ自動変速機ＡＴの回転も維持可能である。

ステップＳ３０５では目標モータ回転数＝変速機入力軸回転数＋第２クラッチスリップ回転数とし、ステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３０６ではエンジン回転数≧エンジン全気筒点火完了回転数であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ３０７へ移行し、ＮＯであればステップＳ３０９へ移行する。

ステップＳ３０７では目標モータ回転数≧エンジン下限回転数であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ３０８へ移行し、ＮＯであればステップＳ３０９へ移行する。

ステップＳ３０８では目標モータ回転数＝エンジン下限回転数（エンジンのトルク制御可能回転数）とし、ステップＳ３０９へ移行する。
エンジンのトルク制御可能回転数としては、最低アイドル回転数（５５０ｒｐｍ程度）、油圧ポンプの必要回転数（１０００ｒｐｍ程度）、エンジンマウントとエンジン自身の共振領域以下の回転数（４００ｒｐｍ程度）などが考えられるが、本願ではエンジン始動時には第２クラッチＣＬ２をスリップさせるため、第２クラッチＣＬ２のスリップ維持が可能な限り低い回転数に設定する。
目標モータ回転数は低ければ低いほど第１クラッチＣＬ１の差回転はゼロに収束しやすいため、目標モータ回転数を低く設定することで第１クラッチＣＬ１の締結完了までの時間を短縮し、モータジェネレータＭＧの発生トルクのうち第１クラッチＣＬ１に分配されるトルクを第２クラッチＣＬ２に振り向け、駆動力を確保する。
また、第１クラッチＣＬ１の締結によってエンジントルクを第２クラッチＣＬ２に伝達させ、駆動力をさらに確保する。
なお、発進時（自動変速機ＡＴの入力軸回転数＝０）においては、エンジン下限回転数を１００ｒｐｍ（回転／分）とする。１００ｒｐｍであれば、発進時にあっても第２クラッチＣＬ２のスリップ維持は可能であるためである。

ステップＳ３０９では目標モータ回転数の比例分を演算し、ステップＳ３１０へ移行する。

ステップＳ３１０では目標モータ回転数の積分分を演算し、ステップＳ３１１へ移行する。

ステップＳ３１１では目標モータ回転数の比例分と積分分の和をとって目標モータ回転数とし、制御を終了する。

［始動時間短縮制御（第２クラッチ目標伝達トルク演算）］
図７は、第２クラッチ目標伝達トルク演算のメインフロー（図３：ステップＳ９）である。
ステップＳ２１〜Ｓ２３は、図３のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様である。

ステップＳ２４ではエンジン走行中に第２クラッチ目標伝達トルク演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ２５ではＥＶモードからＨＥＶモードへ遷移中に第２クラッチ目標伝達トルク演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ２６ではＨＥＶモードからＥＶモードへ移行する際に第２クラッチ目標伝達トルク演算を実行し、制御を終了する。

ステップＳ２７ではＥＶモード走行中に第２クラッチ目標伝達トルク演算を実行し、制御を終了する。

［始動時間短縮制御（エンジン始動時第２クラッチ目標伝達トルク演算）］
図８は、エンジン始動時における第２クラッチＣＬ２の目標伝達トルク演算フロー（図７：ステップＳ２５）である。

始動時、エンジンＥの初爆トルクは第２クラッチＣＬ２をスリップさせることで吸収するが、モータジェネレータＭＧから第２クラッチＣＬ２への入力トルクが不足すると、第２クラッチＣＬ２に対する入力トルクが弱くなる。そのため第２クラッチＣＬ２のスリップ状態が保てなくなり、初爆トルクが変速機に伝達されて駆動力が急変するおそれがある。

すなわち、運転者の要求駆動力に合わせて第２クラッチＣＬ２の締結力を増加させた場合、モータジェネレータＭＧの発生トルクが要求駆動力よりも大きければ第２クラッチＣＬ２はスリップ状態を保てるが、逆にモータジェネレータＭＧの発生トルクが小さいと第２クラッチＣＬ２の締結力が上回り、第２クラッチＣＬ２はスリップ状態を保てない。

したがって本願実施例では、要求駆動力がモータジェネレータＭＧの出力可能トルクを上回った場合、第２クラッチＣＬ２の締結力を制限し、第２クラッチＣＬ２の伝達トルク＝モータジェネレータＭＧの出力可能トルクとする（ステップＳ４１４）。これにより第２クラッチＣＬ２のスリップ状態を確保し、エンジン初爆時のショックを吸収する。

一方、要求駆動力がモータジェネレータＭＧの出力可能トルクよりも小さければ、第２クラッチＣＬ２はスリップ状態を維持可能であるため、要求駆動力をそのまま第２クラッチＣＬ２の目標伝達トルクとする（ステップＳ４１３）。なおエンジンＥの始動判定はエンジン回転数が検出されたとき、とする（図４：ステップＳ１０６、Ｓ１０７等参照）。

ここで、モータジェネレータＭＧの出力可能トルクはバッテリ４からの供給電力に依存しており、バッテリ４の出力が下がればモータジェネレータＭＧの出力も連動して低下する。また、モータジェネレータＭＧの（定格）最大出力>バッテリ４の（定格）最大出力であれば、そもそもモータジェネレータＭＧは最大出力を発生できない。

したがって、バッテリ４の現在の出力値とモータジェネレータＭＧの設計上の最大出力（本願では定格最大出力とする）を比較し、大きい側をＥＶモード最大トルクに設定する（ステップＳ４０８、Ｓ４０９，Ｓ４１０）。

ステップＳ４０１では第１クラッチＣＬ１の差回転≦０かどうか（エンジン側の回転数のほうが大きいかどうか）が判断され、ＹＥＳであればステップＳ４０２へ移行し、ＮＯであればステップＳ４０７へ移行する。

ステップＳ４０２ではエンジン回転数>自動変速機ＡＴの入力軸回転数であるかどうかが判断される。ＹＥＳであればエンジン走行モードであるためステップＳ４０３へ移行し、ＮＯであればＥＶモードまたはＥＶモードからエンジン走行モードへ移行中であるためステップＳ４０７へ移行する。

ステップＳ４０３ではエンジン走行モードのエンジントルクに対応して第２クラッチトルク補正値前回値に補正量を加算し、第２クラッチトルク補正値を徐々に増加させてステップＳ４０４へ移行する。

ステップＳ４０４では第２クラッチ目標伝達トルク＝第２クラッチトルク補正値今回値＋要求駆動力（アクセル開度等から判断）とし、ステップＳ４０５へ移行する。

ステップＳ４０５では第２クラッチ差回転≧スリップ判定差回転（閾値）であるかどうかが判断され、ＹＥＳであれば第２クラッチＣＬ２のスリップ継続として制御を終了し、ＮＯであればステップＳ４０６へ移行する。

ステップＳ４０６では第２クラッチＣＬ２は非スリップ状態であり、実制御モードをＨＥＶモード（エンジンＥとモータジェネレータＭＧを併用）として制御を終了する。

ステップＳ４０７ではバッテリ４の出力可能分の電力をモータジェネレータＭＧに供給した際に発生可能な出力トルク（バッテリ出力可能分トルク）に変換し、ステップＳ４０８へ移行する。

ステップＳ４０８では、ステップＳ４０７で演算したバッテリ出力可能分トルクと、供給電力を無制限とした際のモータジェネレータ最大力行可能トルク（図８では定格最大トルクとする）の大小を判断する。バッテリ出力可能トルクのほうが小さければステップＳ４０９へ移行し、そうでなければステップＳ４１０へ移行する。

ステップＳ４０９では、ＥＶモード時の最大トルク＝バッテリ出力可能分トルク−エンジン始動トルクとし、ステップＳ４１１へ移行する。

ステップＳ４１０では、ＥＶモード時の最大トルク＝モータジェネレータＭＧ定格最大トルク−エンジン始動トルクとし、ステップＳ４１１へ移行する。

ステップＳ４１１ではＥＶモード時の最大トルク>目標駆動力（図２：ステップＳ１参照）かどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ４１２へ移行し、ＮＯであればステップＳ４１３へ移行する。

ステップＳ４１２ではエンジン回転数>始動可能回転数（エンジン自律回転可能な回転数）かどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ４１３へ移行し、ＮＯであればステップＳ４１４へ移行する。

ステップＳ４１３では第２クラッチ目標伝達トルク基本トルク＝目標駆動力とし、ステップＳ４１５へ移行する。

ステップＳ４１４では第２クラッチ目標伝達トルク基本トルク＝ＥＶモード時の最大トルクとし、ステップＳ４１５へ移行する。

ステップＳ４１５では第２クラッチ差回転>スリップ判定差回転（閾値）であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ４１６へ移行し、ＮＯであればステップＳ４１７へ移行する。

ステップＳ４１６では第２クラッチＣＬ２はスリップ継続状態であり、第２クラッチトルク補正値前回値＋（目標差回転−実差回転）×スリップ補正係数＝第２クラッチトルク補正値今回値とし、ステップＳ４１７へ移行する。

ステップＳ４１７では第２クラッチ目標伝達トルク＝第２クラッチトルク補正値今回値＋目標駆動力とし、制御を終了する。

［始動時間短縮制御におけるＥＶモード−ＥＨＶモード移行時の経時変化］
図９、図１０はＥＶ→ＨＥＶモード移行時のタイムチャートである。図９は本願、図１０は比較例（本願の始動時間短縮制御を行っていない例）を示す。

（時刻ｔ１）
時刻ｔ１ではＥＶモード（モータジェネレータＭＧのトルクのみで駆動）であってモータジェネレータＭＧの出力トルクは最大値である。本願、比較例ともに運転者の要求に基づき目標駆動力、モータジェネレータＭＧのトルク、および車速が立ち上がる。

（時刻ｔ２）
時刻ｔ２では走行モードがエンジン走行モードに切り替わり、スリップ確保のため第２クラッチ目標伝達トルクは低下する。

（時刻ｔ３）
時刻ｔ３においてアクセル開度が一定となり、目標駆動力がピーク値に達する。
本願ではエンジン始動タイミングをより早期化するため、第１クラッチＣＬ１の差回転（差回転が一定値以上になった場合）を検出した場合は第１クラッチＣＬ１の締結力を増加させる。これによりエンジンＥにより大きなトルクを伝達してエンジンＥの始動を容易なものとする（ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０７→Ｓ２１１）。
一方、比較例ではこのような制御を行わないため、第１クラッチＣＬ１の伝達トルクは未だ立ち上がらない。

（時刻ｔ４）
時刻ｔ４において比較例の第１クラッチ伝達トルクが立ち上がり、エンジンＥ始動のためにモータジェネレータＭＧの回転数が急上昇する。一方、本願ではモータジェネレータＭＧの回転数が自動変速機ＡＴの回転とほぼ同じとなるため（ステップＳ３０４参照）、モータジェネレータＭＧの回転数は低く抑えられ、そのぶんトルクが上昇している。

（時刻ｔ５）
時刻ｔ５においてエンジン回転数が立ち上がる。

（時刻ｔ６）
時刻ｔ６においてエンジン回転が検出され、本願では第１クラッチＣＬ１の締結力が増加し（ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０７→Ｓ２１１）、エンジンＥにより大きなトルクが伝達される。これによりエンジン回転数はモータジェネレータＭＧの回転数に追従して増加する。
一方、比較例においては第１クラッチＣＬ１の締結力は増加しないため、エンジンＥに入力されるトルクも増加しない。このためエンジン回転数の上昇はモータジェネレータＭＧの回転数に対し大きく遅れる。

（時刻ｔ７）
時刻ｔ７において本願ではエンジンＥが点火し、エンジントルクが急増する。ほぼ同時に第１クラッチ伝達トルクの実際値が目標値に追いつき、第１クラッチＣＬ１の差回転がゼロとなる。
本願では時刻ｔ６においてエンジン回転数がモータジェネレータＭＧ回転数に追従して増加するため、エンジン点火タイミングも早くなる。これに伴って第２クラッチ伝達トルクを増加させるため（ステップＳ４０１→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０４）、駆動力が増加する。
これに対し、比較例では時刻ｔ６の段階でエンジン回転数が低いままであるため、エンジンＥは未だ点火せず、トルクも発生しない。

（時刻ｔ８）
時刻ｔ８において、すでに点火済みの本願エンジンＥのトルクはモータジェネレータＭＧの最大トルクを上回り、実駆動力が目標駆動力に追いつく。
一方、比較例ではこの時点でエンジンＥが点火し、トルクが上昇する。エンジン点火タイミングが遅れているため、駆動力の上昇は本願に比べ遅れており、実駆動力は目標駆動力に対し大きく遅れている。

［本願実施例の効果］
（１）エンジンＥと、モータジェネレータＭＧと、モータジェネレータＭＧに電力を供給するとともに、このモータジェネレータＭＧの回生電力を蓄電するバッテリと、エンジンＥとモータジェネレータＭＧとを接続する第１クラッチＣＬ１と、モータジェネレータＭＧと自動変速機ＡＴとを接続する第２クラッチＣＬ２と、エンジンＥ、モータジェネレータＭＧ、および第１、第２クラッチＣＬ２を制御する統合コントローラ１０（制御手段）とを備え、第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２を制御することにより、エンジンＥとモータジェネレータＭＧの一方または両方によって走行するハイブリッド車両の制御装置において、
統合コントローラ１０は、エンジンＥを始動する際、エンジンＥが点火可能な回転角に達した際にエンジンＥを点火することとした（ステップＳ１０６〜Ｓ１１３）。

これにより、エンジンＥを点火可能な回転角で直ちに点火することが可能となり、エンジン始動時間を短縮して発進トルク不足を改善することができる。

（２）統合コントローラ１０は、エンジンＥが点火可能な回転数に達した際、スロットル開度を拡大することとした。

これにより、点火完了判断後は速やかにエンジントルクが発生し、エンジンＥは自身のトルクによって回転が上昇し、エンジン回転上昇のために消費されるモータジェネレータトルクが低減する。よって、モータジェネレータＭＧの発生トルクのうち駆動力に配分される割合が増加し、エンジン始動時のトルクを確保することができる。

（３）統合コントローラ１０は、エンジンＥの始動時に第１クラッチＣＬ１の差回転を検出した場合、この第１クラッチＣＬ１の締結力を増加させることとした（ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０７→Ｓ２１１）。

これにより、第１クラッチＣＬ１の差回転を検出した場合は第１クラッチＣＬ１の締結力を増加させ、エンジンＥにより大きなトルクを伝達してエンジンＥを容易に始動することができる。

（４）統合コントローラ１０は、エンジンＥの始動後に第１クラッチＣＬ１の差回転が検出され、かつエンジンＥの回転が検出された場合、第１クラッチＣＬ１の締結力増加を停止することとした（ステップＳ２０５→Ｓ２０６）。

これにより、始動後エンジン回転数が検出された場合は第１クラッチＣＬ１の伝達トルクを前回制御のまま維持し（ステップＳ２０５→Ｓ２０６）、モータジェネレータＭＧの余裕トルクを第２クラッチＣＬ２を介して駆動力に振り向けることで、駆動力を確保することができる。

（５）統合コントローラ１０は、エンジンＥの点火後、モータジェネレータＭＧの目標回転数がエンジンＥのトルク制御可能回転数を上回った場合、モータジェネレータＭＧの目標回転数をエンジンＥのトルク制御可能回転数に設定することとした（ステップＳ３０６→Ｓ３０７→Ｓ３０８）。

これにより、エンジン始動時におけるモータジェネレータＭＧの不要な回転数上昇を抑制するこが可能となり、モータジェネレータＭＧの余裕トルクを第２クラッチＣＬ２を介して駆動力に振り向けて駆動力を確保することができる。

（６）エンジンＥのトルク制御可能回転数とは、第２クラッチＣＬ２のスリップ維持が可能な回転数領域の下限値であることとした。

目標モータ回転数は低ければ低いほど第１クラッチＣＬ１の差回転はゼロに収束しやすいため、目標モータ回転数を低く設定することで第１クラッチＣＬ１の締結完了までの時間を短縮し、モータジェネレータＭＧの発生トルクのうち第１クラッチＣＬ１に分配されるトルクを第２クラッチＣＬ２に振り向け、駆動力を確保することができる。
また、第１クラッチＣＬ１の締結によってエンジントルクを第２クラッチＣＬ２に伝達させ、駆動力をさらに確保することができる。

（７）統合コントローラ１０は、運転者の要求駆動力がモータジェネレータＭＧの出力可能トルクを上回った場合、第２クラッチＣＬ２の締結力を制限し、この第２クラッチＣＬ２の伝達トルクをモータジェネレータＭＧの出力可能トルクとすることとした（ステップＳ４１４）。

これにより、エンジン始動時にあっても第２クラッチＣＬ２のスリップ状態を確保し、エンジン初爆時のショックを吸収することができる。

（８）統合コントローラ１０は、運転者の要求駆動力がモータジェネレータＭＧの出力可能トルクを下回った場合、第２クラッチＣＬ２の伝達トルクを要求駆動力とすることとした（ステップＳ４１３）。

この場合第２クラッチＣＬ２はスリップ状態を維持可能であるため、要求駆動力をそのまま第２クラッチＣＬ２の目標伝達トルクとし、駆動力を確保することができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

本願ハイブリッド車両のシステム図である。 エンジン始動時間短縮制御のメインフローである。 エンジン指令演算（図２：ステップＳ４）のメインフローである。 ＥＶ→ＨＥＶモード移行時（図３：ステップＳ１５）におけるエンジン指令演算フローである。 第１クラッチＣＬ１の目標伝達トルク演算（図２：ステップＳ７）のフローである。 モータジェネレータＭＧの目標回転数演算（図２：ステップＳ８）フローである。 第２クラッチ目標伝達トルク演算のメインフロー（図３：ステップＳ９）である。 エンジン始動時における第２クラッチＣＬ２の目標伝達トルク演算フロー（図７：ステップＳ２５）である。 本願におけるＥＶ→ＨＥＶモード移行時のタイムチャートである。 比較例（本願の始動時間短縮制御を行っていない例）におけるＥＶ→ＨＥＶモード移行時のタイムチャートである。

符号の説明

Ｅ エンジン
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＭＧ モータジェネレータ
ＣＬ２ 第２クラッチ
ＡＴ 自動変速機
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ パワーコントロールユニット
４ バッテリ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
１０ 統合コントローラ

Claims (8)

1. エンジンと、
   モータジェネレータと、
   前記モータジェネレータに電力を供給するとともに、このモータジェネレータの回生電力を蓄電するバッテリと、
   前記エンジンと前記モータジェネレータとを接続する第１クラッチと、
   前記モータジェネレータと変速機とを接続する第２クラッチと、
   前記エンジン、前記モータジェネレータ、および前記第１、第２クラッチを制御する制御手段と
   を備え、
   前記第１クラッチと前記第２クラッチを制御することにより、前記エンジンと前記モータジェネレータの一方または両方によって走行するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンを始動する際、前記エンジンが点火可能な回転角に達した際に前記エンジンを点火すること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンが点火可能な回転数に達した際、スロットル開度を拡大すること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの始動時に前記第１クラッチの差回転を検出した場合、この第１クラッチの締結力を増加させること
   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、
   前記制御手段は、前記エンジンの始動後に前記第１クラッチの差回転が検出され、かつ前記エンジンの回転が検出された場合、前記第１クラッチの締結力増加を停止すること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４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、
   前記制御手段は、前記エンジンの点火後、前記モータジェネレータの目標回転数が前記エンジンのトルク制御可能回転数を上回った場合、前記モータジェネレータの目標回転数をエンジンのトルク制御可能回転数に設定すること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンのトルク制御可能回転数とは、前記第２クラッチのスリップ維持が可能な回転数領域の下限値であること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１ないし請求項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、
   前記制御手段は、運転者の要求駆動力が前記モータジェネレータの出力可能トルクを上回った場合、前記第２クラッチの締結力を制限し、この第２クラッチの伝達トルクを前記モータジェネレータの出力可能トルクとすること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項１ないし請求項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、
   前記制御手段は、運転者の要求駆動力が前記モータジェネレータの出力可能トルクを下回った場合、前記第２クラッチの伝達トルクを前記要求駆動力とすること
   を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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