JP2012086738A - ハイブリッド車両のモード切り替え制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替え時におけるエンジン始動後に第2クラッチを、ショック無しにスリップ状態から締結状態に切り替える。
【解決手段】t2にアクセル開度APOの増大を受けてエンジン始動が開始され、これに呼応したクランキングによりエンジン回転数NeおよびエンジントルクTeが増大する場合に、t5に第2クラッチCL2のスリップ回転がHEV移行許可スリップ回転以下になり、更にt6に車速がHEV移行許可車速以上になっても、始動後のエンジントルクTeが安定してハイブリッド走行モード移行許可トルクになるt7までは、第2クラッチCL2をスリップ締結状態に保って完全締結状態への状態切り替えを遅延させ、t7に至ってはじめてこの状態切り替えを実行することによりHEVモードへの移行を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジン以外に電動モータからの動力によっても走行することができ、電動モータからの動力のみにより走行する電気走行(EV)モードと、エンジンおよび電動モータの双方からの動力により走行するハイブリッド走行(HEV)モードとを有するハイブリッド車両に関し、
特に、エンジンの始動を伴うEVモードからHEVモードへのモード切り替え時におけるショック対策を施したハイブリッド車両のモード切り替え制御装置に関するものである。

上記のようなハイブリッド車両としては、例えば特許文献1に記載のようなものが知られている。
このハイブリッド車両は、エンジンおよび電動モータ間に伝達トルク容量を変更可能な第1クラッチを介在させ、電動モータおよび駆動車輪間に伝達トルク容量を変更可能な第2クラッチを介在させ、
エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することにより電動モータからの動力のみによる電気走行(EV)モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよび電動モータからの動力によるハイブリッド走行(HEV)モードを選択可能なものである。

かかるハイブリッド車両においては、前者のEVモードから後者のHEVモードへのモード切り替え時にエンジンの始動が必要であり、
かかるエンジン始動を伴うモード切り替えに当たっては、エンジン始動ショック防止のために、第2クラッチをスリップさせた状態で第1クラッチの締結によりエンジンをクランキングさせ、エンジンの始動を行う。

このため、このエンジン始動でエンジンが起動した後は第2クラッチを上記のスリップ状態から完全締結させる必要があるが、当該第2クラッチの締結制御技術として、特許文献1は以下のようなものを提案している。
つまり、第2クラッチのスリップ回転が設定値未満になったところでエンジン始動完了と判断し、第2クラッチをスリップ状態から完全締結させるというものである。

特開２０１０−０３０４８６号公報

しかし、上記したハイブリッド車両のモード切り替え制御にあっては、以下のような問題を生ずる。
つまり、始動直後のエンジンは未だエンジントルクが不安定であり、従来技術にあっては、このように未だエンジントルクが不安定である間でも、第2クラッチのスリップ回転が設定値未満になった時エンジン始動完了と判断し、第2クラッチをスリップ状態から完全締結させてしまう。

ところで、始動直後のエンジントルクが不安定である間に第2クラッチをスリップ状態から完全締結させてしまうと、当該不安定なエンジントルクに起因して、第2クラッチの完全締結前に行うべき電動モータの回転数制御中におけるモータトルクと、第2クラッチの完全締結後に行うべき電動モータのトルク制御中におけるモータトルクとの間にトルク段差が発生し、エンジン始動を伴うEV→HEVモード切り替え時にモード切り替えショックを生ずるという問題があった。

本発明は、始動中のエンジントルクが上記の問題を生ずることのないよう安定するまで、第2クラッチの完全締結を遅延させることにより、上記の問題解決を実現したハイブリッド車両のモード切り替え制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明によるハイブリッド車両のモード切り替え制御装置は、これを以下の構成とする。
先ず、前提となるハイブリッド車両を説明するに、これは、
動力源としてエンジンおよび電動モータを具え、これらエンジンおよび電動モータ間に伝達トルク容量を変更可能な第1クラッチを介在させ、電動モータおよび駆動車輪間に伝達トルク容量を変更可能な第2クラッチを介在させたものである。

走行モードとしては、エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することにより電動モータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能であり、また、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよび電動モータからの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能である。
そして、電気走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替えに当たっては、第2クラッチをスリップさせた状態で第1クラッチの締結によりエンジン始動を行う。

本発明のモード切り替え制御装置は、かかるハイブリッド車両に対し第2クラッチ締結遅延手段を設け、この第2クラッチ締結遅延手段により、
上記のエンジン始動中、エンジントルクがハイブリッド走行モード移行許可トルクになるまで、第2クラッチを前記スリップ状態に保って第2クラッチの完全締結を遅延させるように構成した点に特徴づけられる。

上記した本発明によるハイブリッド車両のモード切り替え制御装置によれば、
電気走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替え時におけるエンジン始動中、エンジントルクがハイブリッド走行モード移行許可トルクになるまで、第2クラッチを前記スリップ状態に保って第2クラッチの完全締結を遅延させるため、
始動直後の未だエンジントルクが不安定である間に第2クラッチをスリップ状態から完全締結させてしまうことがない。

従って本発明のモード切り替え制御装置によれば、始動直後のエンジントルクが不安定である間に第2クラッチをスリップ状態から完全締結させることによって生ずる前記の問題、つまり当該不安定なエンジントルクに起因して、第2クラッチの完全締結前における回転数制御中の電動モータのトルクと、第2クラッチの完全締結後におけるトルク制御中の電動モータのトルクとが異なり、エンジン始動を伴う電気走行モードからハイブリッド走行モードへのモード切り替え時にモード切り替えショックが生ずるという問題を回避することができる。

本発明のモード切り替え制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを例示する概略平面図である。 図1に示したパワートレーンの制御システムを示すブロック線図である。 図1,2に示したハイブリッド車両の目標走行モードに係わる状態変化を示す説明図である 図2に示した制御システムにおける統合コントローラが実行する、EV→HEVモード切り替え時における第2クラッチの締結制御プログラムを示すフローチャートである。 図4における制御プログラムで用いるHEVモード移行許可遅延タイマ設定時間の演算要領を示す機能別ブロック線図である。 図4に示す、EV→HEVモード切り替え時における第2クラッチの締結制御に関した動作タイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜本発明を適用可能なハイブリッド車両＞
図1は、本発明のモード切り替え制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを例示し、
このハイブリッド車両は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車（後輪駆動車）をベース車両とし、これをハイブリッド化したもので、
1は、第1動力源としてのエンジンであり、2は駆動車輪（後輪）である。

図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、
エンジン1（クランクシャフト1a）からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ/ジェネレータ5を設け、
このモータ/ジェネレータ5を、第2動力源として具える。

モータ/ジェネレータ5は、電動モータ（電動機）として作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用するもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

モータ/ジェネレータ5および駆動車輪（後輪）2間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および駆動車輪（後輪）2間を切り離し可能に結合する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

自動変速機3は、周知の任意なものでよく、複数の変速摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放の組み合わせにより伝動系路（変速段）を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。

ところで図1においては、モータ/ジェネレータ5および駆動車輪2を切り離し可能に結合する第2クラッチ7として専用のものを新設するのではなく、自動変速機3内に既存する変速摩擦要素を流用する。
この場合、第2クラッチ7が締結により上記の変速段選択機能（変速機能）を果たして自動変速機3を動力伝達状態にするのに加え、第1クラッチ6の解放・締結との共働により、後述するモード選択機能を果たし得ることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。

ただし、第2クラッチ7は専用のものを新設してもよく、この場合、第2クラッチ7は自動変速機3の入力軸3aとモータ/ジェネレータ軸4との間に設けたり、自動変速機3の出力軸3bと後輪駆動系との間に設ける。

上記した図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、
停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、
第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7の締結により自動変速機3を動力伝達状態にする。
なお第2クラッチ7は、自動変速機3内の変速摩擦要素のうち、現変速段で締結させるべき変速摩擦要素であって、選択中の変速段ごとに異なる。

この状態でモータ/ジェネレータ5を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによる電気走行（EV）モードで走行させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV)モードが要求される場合、
第2クラッチ7の締結により自動変速機3を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第1クラッチ6も締結させる。
この状態では、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によるハイブリッド走行（HEV）モードで走行させることができる。

かかるHEVモード走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、
この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、
この発電電力をモータ/ジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン1、モータ/ジェネレータ5、第1クラッチ6、および第2クラッチ7は、図2に示すようなシステムにより制御する。
図2の制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ20を具え、
パワートレーンの動作点を、目標エンジントルクtTeと、目標モータ/ジェネレータトルクtTmおよび目標モータ/ジェネレータ回転数tNmと、第1クラッチ6の目標伝達トルク容量tTc1と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2とで規定する。

統合コントローラ20には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
車両への要求負荷を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）を検出する蓄電状態センサ16からの信号と、
第1クラッチ6のストロークStを検出するクラッチストロークセンサ17からの信号とを入力する。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ11、モータ/ジェネレータ回転センサ12、入力回転センサ13、出力回転センサ14およびクラッチストロークセンサ17はそれぞれ、図1に示すように配置することができる。

統合コントローラ20は、上記入力情報のうちアクセル開度APO、バッテリ蓄電状態SOC、および変速機出力回転数No（車速VSP）から、
運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード（EVモード、HEVモード）を選択すると共に、
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tNm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2をそれぞれ演算する。

目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、目標モータ/ジェネレータトルクtTmおよび目標モータ/ジェネレータ回転数tNmはモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。

エンジンコントローラ21は、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御し、
モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTmおよび回転数Nmが目標モータ/ジェネレータトルクtTmおよび目標モータ/ジェネレータ回転数tNmとなるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。

統合コントローラ20は、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に対応したソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の締結制御ソレノイド（図示せず）に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ7を個々に締結力制御する。

＜実施例のモード切り替え制御＞
統合コントローラ20は、変速機出力回転数No（車速）およびアクセル開度APO（制動時は制動操作力）から予定の目標駆動力マップを用いて求めた目標駆動トルクや、バッテリ蓄電率SOCや、アクセル開度APOや、変速機出力回転数No（車速）などの車両運転状態から、予定の目標運転モード領域マップを基に目標走行モードを演算する。
走行モードとしては図3に示すごとく、前記した電気走行(EV)モードおよびハイブリッド走行(HEV)モードの他に、これら電気走行(EV)モードおよびハイブリッド走行(HEV)モード間での切り替え過渡期における過渡走行(WSC)モードを設定する。

電気走行(EV)モードでは、図3に示すように、また前記した通り、エンジン1を停止させた状態に保ち、第1クラッチ6(CL1)を解放し、第2クラッチ7(CL2)の締結、またはスリップ締結により自動変速機3を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にして、モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみを自動変速機3による変速下で後輪2に伝達する。

ハイブリッド走行(HEV)モードでは、図3に示すように、また前記した通り、第2クラッチ7（CL2）の締結により自動変速機3を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第1クラッチ6(CL1)も締結させ、起動状態にしたエンジン1からの出力回転およびトルク制御されているモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方を自動変速機3による変速下で後輪2に伝達する。

ハイブリッド走行(HEV)モードから電気走行(EV)モードへのモード切り替えに当たっては、図3に過渡走行(WSC)モードとして示すごとく、第2クラッチ7（CL2）を完全締結状態からスリップ締結状態にし、モータ/ジェネレータ5を回転数制御しつつ、第1クラッチ6(CL1)を解放すると共に起動状態のエンジン1を停止させることにより、電気走行(EV)モードへの切り替えを完了する。
この時、第2クラッチ7（CL2）がスリップ締結状態であることにより、ここでモード切り替えショックを吸収して、ショック対策を行うことができる。

電気走行(EV)モードからハイブリッド走行(HEV)モードへのモード切り替えに当たっては、図3に過渡走行(WSC)モードとして示すごとく、第2クラッチ7（CL2）のスリップ締結により自動変速機3を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第1クラッチ6(CL1)の締結進行制御およびモータ/ジェネレータ5の回転数制御により、停止状態のエンジン1をクランキングして始動させ、エンジン1を起動状態となし、ハイブリッド走行(HEV)モードへの切り替えを完了する。
この時、第2クラッチ7（CL2）がスリップ締結状態であることにより、ここでエンジン始動ショックを吸収して、ショック対策を行うことができる。

かかるエンジン始動を伴うEV→HEVモード切り替えに当たっては、エンジン始動ショック防止用に上記のごとく、第2クラッチをスリップ締結状態にして、第1クラッチ6（CL1）の締結によりエンジン1を始動させるため、
このエンジン始動でエンジン1が起動した後は第2クラッチ7（CL2）を上記のスリップ締結状態から完全締結させる必要がある。

しかし単に、第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転がHEV移行許可スリップ回転になった時をもって第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結させるのでは、以下のような問題を生ずる。

図6に示すごとく、瞬時t1にアクセルペダルの踏み込みにより発進を行った結果、モータトルクTm、モータ回転数Nm、変速機出力回転数Noの入力軸換算値（No×ギヤ比）および車速が図示の経時変化をもって上昇し、瞬時t2にアクセル開度APOの増大を受けてエンジン始動が開始され、その結果エンジン回転数NeおよびエンジントルクTeが図示のように増大した場合につき説明すると、
第2クラッチ7（CL2）の上記締結制御は、変速機出力回転数Noの入力軸換算値（No×ギヤ比）およびモータ回転数Nm間の差値である第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転がHEV移行許可スリップ回転になる瞬時t5に無条件に第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結させるものである。

しかし、瞬時t5のようなエンジン始動直後においては、エンジントルクTeが図6のα1に示すごとく不安定であり、第2クラッチ7（CL2）の上記締結制御は、このように未だエンジントルクTeが不安定である間においても、第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転がHEV移行許可スリップ回転になると（t5）、無条件に第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結させてしまう。

ところで、始動直後のエンジントルクTeが不安定である間に第2クラッチ7（CL2）をスリップ状態から完全締結させると、当該不安定なエンジントルクα1に起因して、第2クラッチ7（CL2）の完全締結前に行うべきモータ/ジェネレータ5の回転数制御中におけるモータトルクと、第2クラッチ7（CL2）の完全締結後に行うべきモータ/ジェネレータ5のトルク制御中におけるモータトルクとの間にトルク段差が発生する。
このトルク段差は、車両加速度Gを図6のα2に例示するごとく引き込ませてしまい、エンジン始動を伴うEV→HEVモード切り替え時にモード切り替えショックを生じさせる。

本実施例は、始動中のエンジントルクTeが上記ショックの問題を生ずることのないよう安定するまで、第2クラッチ7（CL2）の完全締結を遅延させることにより、上記の問題解決を実現しようとするものである。
そのため本実施例では、統合コントローラ20がエンジン始動を伴うEV→HEVモード切り替え時に図4の制御プログラムを実行して、第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結状態へと状態切り替えするようになす。

先ずステップＳ11において、EVモードおよびHEVモード間の過渡走行(WSC)モードか否かをチェックし、WSCモードでなければ第2クラッチ7（CL2）の締結制御が不要であることから、制御をそのまま終了し、WSCモードであれば制御をステップＳ12以降に進めて、以下のごとくに第2クラッチ7（CL2）の締結制御を遂行する。

ステップＳ12においては車速が、図6に例示するHEV移行許可車速以上か否かをチェックし、HEV移行許可車速以上でなければ、第2クラッチ7（CL2）の締結制御が未だ不要であることから、制御をステップＳ11に戻して待機し、HEV移行許可車速以上であれば制御をステップＳ13に進める。

ステップＳ13においては、第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転|Nm−（No×ギヤ比）|が図6に例示するHEV移行許可スリップ回転以下であるか否かをチェックし、HEV移行許可スリップ回転以下でなければ、第2クラッチ7（CL2）の締結制御が未だ不要であることから、制御をステップＳ11に戻して待機し、HEV移行許可スリップ回転以下であれば制御をステップＳ14に進める。

ステップＳ14においては、エンジントルクTeが図6に例示するHEV移行許可エンジントルク範囲内か否かにより、始動後のエンジントルクTeが安定しているか否かをチェックする。
ステップＳ14でエンジントルクTeがHEV移行許可エンジントルク範囲内でないと判定する間、つまりエンジントルクTeが始動直後のため未だ安定していないと判定する間は、第2クラッチ7（CL2）の締結制御を行うと前記したショックの問題を生ずるから、制御をステップＳ11に戻して待機し、
ステップＳ14でエンジントルクTeがHEV移行許可エンジントルク範囲内であると判定するとき、つまりエンジントルクTeが始動の完了で安定するに至ったと判定するとき、制御をステップＳ15に進める。

ここでHEV移行許可エンジントルク範囲を説明するに、図6に示すごとく、運転者による車両運転状態に応じたHEVモードでの目標エンジントルクを挟んで、その前後所定範囲をHEV移行許可エンジントルク範囲と定める。
ステップＳ14でエンジントルクTeがHEV移行許可エンジントルク範囲内であるか否かを判定するに際しては、エンジントルクTeを推定し、運転状態からHEVモードでの目標エンジントルクを求め、該目標エンジントルクの前後所定範囲内にエンジントルクTeの推定値があるか否かにより当該判定を行うことができる。

しかしステップＳ14での判定は、これに限られるものではなく、図6に示すごとく、運転者による車両運転状態に応じたHEVモードでの目標モータトルクtTmを挟んで、その前後所定範囲をHEV移行許可モータトルク範囲と定め、モータトルクTmがこのHEV移行許可モータトルク範囲内にあるか否かにより、つまりHEVモードでの目標モータトルクtTmと、実モータトルクTmとの偏差が設定偏差未満であるか否かにより当該判定を行うようにしてもよい。

またステップＳ14での判定に際しては、これらのトルク判定による代わりに、図6に示すごとく、エンジンクランキング開始時t4からの経過時間を計測するHEVモード移行許可遅延タイマTMを用い、当該タイマTMの計測時間（クランキング開始時t4からの経過時間）がHEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMs以上になったか否かにより、エンジントルクTeが始動の完了で安定するに至ったか否かを判定するようにしてもよい。

ところで設定時間TMsは、上記から明らかな通りエンジントルクTeが始動の完了で安定するに至ったか否かを判定するためのものであることから、始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間に一致させる必要である。
しかし、始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間は、エンジン油温Temp（エンジン温度）、エンジントルクTe（目標エンジントルクtTe）、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）に応じて異なる。

そこで本実施例においては、これらエンジン油温Temp（エンジン温度）、目標エンジントルクtTe、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）の如何にかかわらず、実際に始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間に上記の設定時間TMsが常に一致するよう、
図5に示すごとく、エンジン油温Temp（エンジン温度）、エンジントルクTe（目標エンジントルクtTe）、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）に応じて設定時間TMsを変更可能にする。

図5の基本タイマ設定時間決定部31では、設定時間TMsの基準となる基本タイマ設定時間TMsoを決定し、これを乗算器32に入力する。
基本タイマ設定時間TMsoの決定要領は任意であり、例えば平均的な環境下での運転時において、始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間を基本タイマ設定時間TMsoと定め、この基本タイマ設定時間TMsoを固定値とすることができる。

タイマ補正係数設定部33〜35は、上記の基本タイマ設定時間TMsoに対するタイマ補正係数（M,A,C）を設定するものである。
タイマ補正係数設定部33は、エンジン油温Temp（エンジン温度）に応じて高温時ほど小さくなるタイマ補正係数M（0<M≦1）を設定する。
タイマ補正係数設定部34は、目標エンジントルクtTeに応じて大エンジントルク時ほど大きくなるタイマ補正係数A（0<A≦1）を設定する。
タイマ補正係数設定部35は、エンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）に応じて大クランキングトルク時ほど小さくなるタイマ補正係数C（0<C≦1）を設定する。

乗算器32においては、基本タイマ設定時間TMsoに順次タイマ補正係数（M,A,C）を乗じてHEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMsを求める。
ところでタイマ補正係数（M,A,C）を上記のように設定したため、HEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMsは、エンジン油温Temp（エンジン温度）が高い時ほど短くなり、また目標エンジントルクtTeが大きい時ほど長くなり、クランキングトルクが大きい時ほど短くなる。
これにより常時、エンジン油温Temp（エンジン温度）、目標エンジントルクtTe、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）の如何にかかわらず、実際に始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間に、HEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMsを一致させることができる。

図4のステップＳ12で車速がHEV移行許可車速以上と判定し（図6の瞬時t6）、且つステップＳ13で第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転|Nm−（No×ギヤ比）|がHEV移行許可スリップ回転以下になったと判定し（図6の瞬時t5）、更にステップＳ14でエンジントルクTeがエンジン始動の完了により安定してHEV移行許可エンジントルク範囲内（図6参照）の値になったと判定して（図6の瞬時t7）、上記の3条件が全て揃ったとき（図6の瞬時t7）、
ステップＳ15において、第2クラッチ7(CL2)をスリップ締結状態から完全締結状態へと状態変化させ、HEVモードへの移行を許可する。

しかし、ステップＳ12〜ステップＳ14での上記3条件が１つでも欠ける間は、制御をステップＳ11に戻して待機することにより、ステップＳ15において行う上記第2クラッチ7(CL2)の状態変化（HEVモードへの移行）を禁止して遅延させる。
従ってステップＳ14は、本発明における第2クラッチ締結遅延手段に相当する。

＜実施例の効果＞
上記した実施例になるハイブリッド車両のモード切り替え制御装置によれば、
例えば図6におけるようなEV→HEVモード切り替え時におけるエンジン始動中、瞬時t5に第2クラッチ7（CL2）のスリップ回転|Nm−（No×ギヤ比）|がHEV移行許可スリップ回転以下になり（ステップＳ12）、且つ、瞬時t6に車速がHEV移行許可車速以上になっても（ステップＳ13）、エンジントルクTeがハイブリッド走行モード移行許可トルクになる瞬時t7までは（ステップＳ14）、第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態に保って完全締結状態への状態切り替えを遅延させるため（WSCモードの継続によりHEVモードへの移行を遅延させるため）、
始動直後の未だエンジントルクTeが不安定である瞬時t7以前に第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結させてしまうことがない。

従って本実施例のモード切り替え制御装置によれば、始動直後のエンジントルクTeが不安定である間に第2クラッチ7（CL2）をスリップ締結状態から完全締結させた場合に生ずる前記の問題、つまり当該不安定なエンジントルクに起因して、第2クラッチ7（CL2）の完全締結前における回転数制御中のモータ/ジェネレータ5のモータトルクと、第2クラッチ7（CL2）の完全締結後におけるトルク制御中のモータ/ジェネレータ5のモータトルクとの間にトルク段差が発生し、エンジン始動を伴うEV→HEVモード切り替え時にモード切り替えショックが生ずるという問題を回避することができる。

また本実施例のモード切り替え制御装置におけるように、エンジントルクTeがハイブリッド走行モード移行許可トルクになる瞬時t7の前か否かを判定するに際し、エンジン始動のためのクランキング開始時t4からHEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMsが経過する前か否かにより当該判定を行うようにする場合、
トルクを検出するセンサを設けることなく、クランキング開始時t4からの時間を計測するだけで上記の判定を行うことができることとなり、コスト上有利である。

なお本実施例のモード切り替え制御装置におけるように、HEVモード移行許可遅延タイマ設定時間TMsをエンジン油温Temp（エンジン温度）、目標エンジントルクtTe、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）に応じ変更可能にし、
エンジン油温Temp（エンジン温度）が高い時ほど設定時間TMsが短くなり、また目標エンジントルクtTeが大きい時ほど設定時間TMsが長くなり、クランキングトルクが大きい時ほど設定時間TMsが短くなるようにした場合、
エンジン油温Temp（エンジン温度）、目標エンジントルクtTe、およびエンジンクランキングトルク（第1クラッチトルク容量tTc1）の如何にかかわらず常時、実際に始動開始時（クランキング開始時t4）からエンジントルクが安定するに至るまでの最短時間に設定時間TMsを一致させることができ、始動直後のエンジントルクTeが不安定な期間を一層正確に判定し得て、HEVモード移行許可遅延時間を必要最小限につつ前記の効果を達成することができる。

また本実施例のモード切り替え制御装置におけるように、始動直後のエンジントルクTeが不安定な期間を判定するに際し、図6に示すごとく、運転者による車両運転状態に応じたHEVモードでの目標モータトルクtTmを挟んで、その前後所定範囲をHEV移行許可モータトルク範囲と定め、モータトルクTmがこのHEV移行許可モータトルク範囲内にあるか否かにより、つまりHEVモードでの目標モータトルクtTmと、実モータトルクTmとの偏差が設定偏差未満であるか否かにより当該判定を行う場合、
エンジントルクTeよりも変動の少ないモータトルクTmを基に始動直後のエンジントルクTeが不安定な期間を判定することから、当該判定の精度を高めることができて、HEVモード移行許可遅延時間を必要最小限につつ前記の効果を達成することができる。

１ エンジン（動力源）
２ 駆動車輪（後輪）
３ 自動変速機
４ モータ/ジェネレータ軸
５ モータ/ジェネレータ（動力源：電動モータ）
６ 第1クラッチ
７ 第2クラッチ
８ ディファレンシャルギヤ装置
９ バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
17 クラッチストロークセンサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ
31 基本タイマ設定時間決定部
32 乗算器
33〜35 タイマ補正係数設定部

Claims (7)

1. 動力源としてエンジンおよび電動モータを具え、これらエンジンおよび電動モータ間に伝達トルク容量を変更可能な第1クラッチを介在させ、電動モータおよび駆動車輪間に伝達トルク容量を変更可能な第2クラッチを介在させ、
   エンジンを停止させ、第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結することにより電動モータからの動力のみによる電気走行モードを選択可能で、第1クラッチおよび第2クラッチを共に締結することによりエンジンおよび電動モータからの動力によるハイブリッド走行モードを選択可能で、電気走行モードからハイブリッド走行モードへの切り替え時に第2クラッチをスリップさせた状態で第1クラッチの締結によりエンジン始動を行うようにしたハイブリッド車両において、
   前記エンジン始動中、エンジントルクがハイブリッド走行モード移行許可トルクになるまで、第2クラッチを前記スリップ状態に保って第2クラッチの完全締結を遅延させる第2クラッチ締結遅延手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
2. 請求項1に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記ハイブリッド走行モード移行許可トルクは、運転者による車両運転状態に応じたハイブリッド走行モードでの目標エンジントルクを挟んで所定範囲内のトルク値であることを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
3. 請求項1または2に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記第2クラッチ締結遅延手段は、エンジントルクがハイブリッド走行モード移行許可トルクになる前か否かを、エンジン始動のためのクランキング開始時から設定時間が経過する前か否かにより判定することを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
4. 請求項3に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記設定時間は、エンジン温度に応じて高温時ほど短く設定したものであることを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
5. 請求項3または4に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記設定時間は、目標エンジントルクに応じて大エンジントルク時ほど長く設定したものであることを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
6. 請求項3〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記設定時間は、エンジン始動のためのクランキングトルクに応じてクランキングトルクが大きい時ほど短く設定したものであることを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
7. 請求項1または2に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
   前記第2クラッチ締結遅延手段は、エンジントルクがハイブリッド走行モード移行許可トルクになる前か否かを、運転者による車両運転状態に応じたハイブリッド走行モードでの目標モータトルクと、実モータトルクとの偏差が設定偏差未満になる前か否かにより判定することを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。

Images