特許 5896735 ハイブリッド車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5896735

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20160317BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20160317BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20160317BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20160317BHJP

   B60K 6/543 20071001ALI20160317BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20160317BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/20 320

   B60K6/48ZHV

   B60K6/20 360

   B60K6/543

   B60L11/14

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-288942(P2011-288942)

(22)【出願日】2011年12月28日

(65)【公開番号】特開2013-136327(P2013-136327A)

(43)【公開日】2013年7月11日

【審査請求日】2014年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】町田 彰吾

【審査官】 小原 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１２１２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３９１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７１８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７０６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６３９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０８００４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３６４８０７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００１−１１２１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／００ − ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ５０／１６

Ｆ０２Ｄ ２９／００ − ２９／０６

Ｂ６０Ｌ １／００ − １５／４２

Ｂ６０Ｋ １７／００ − １７／３６

Ｆ１６Ｈ ５９／００ − ６１／１２

Ｆ１６Ｈ ６１／１６ − ６１／２４

Ｆ１６Ｈ ６１／６６ − ６１／７０

Ｆ１６Ｈ ６３／４０ − ６３／５０

Ｆ１６Ｄ ４８／００ − ４８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とするクラッチと、
前記内燃機関と前記クラッチとの間に設けられ、流体を介して互いに動力を伝達するポンプおよびタービンを有するトルクコンバータと、
前記電動機から伝達される動力を、前記車両の車軸に所定の変速比で伝達する変速機とを備え、
前記コントロールユニットは、前記内燃機関を始動して当該内燃機関の駆動が安定したアイドル回転数となり、かつ前記電動機の回転数が前記内燃機関のアイドル回転数よりも低いときで、前記状態信号の入力により前記電動機による走行から前記内燃機関による走行に切り替えるときに、前記ポンプと前記タービンとの回転数差により発生するトルクを推定し、推定した推定トルクを前記電動機に対する指示トルクから減算し、減算して得た減算トルクで前記電動機を駆動するトルク補正制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記コントロールユニットは、前記トルク補正制御において、前記クラッチを遮断状態から徐々に締結状態とするに連れて、前記電動機に対する前記指示トルクを徐々に小さくして前記減算トルクにすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地球温暖化などの環境悪化の抑制や省エネルギ対策等により、駆動源として内燃機関（エンジン）および電動機（モータ）を備え、低燃費を実現するハイブリッド車両の開発が進んでいる。このようなハイブリッド車両は、エンジンおよびモータに加えて、両者間で互いに動力を伝達し得る締結状態、または互いに動力を伝達しない遮断状態とするクラッチを備えている。また、クラッチとモータとの間には、車軸に所定の変速比で動力を伝達する変速機が設けられている。ここで、クラッチおよび変速比の制御は、車両の状態信号（アクセル信号，ブレーキ信号，車載バッテリの充電状態（ＳＯＣ）信号等）に基づいてコントロールユニットにより行われる。

【0003】

ハイブリッド車両を制御する技術としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術は、駆動源としてエンジンおよびモータを備えている。また、エンジンとモータとの間にはクラッチが設けられ、当該クラッチとモータとの間には変速機構（変速機）が設けられている。そして、ハイブリッド車両をモータ走行（電動機による走行）からエンジン走行（内燃機関による走行）に切り替える際に、エンジンの回転数と変速機構の入力軸の回転数とに基づいて、クラッチの伝達トルク（クラッチの締結具合）を制御している。これにより、モータ走行からエンジン走行に切り替える際のトルク変動を解消するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１８２１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、エンジンと変速機との間には、車両の停車時においてエンスト（エンジンストール）を防止しつつ、加速時等においてエンジンの駆動トルクを増幅してスムーズな加速を実現するトルクコンバータが設けられている。トルクコンバータは、エンジン側にポンプ，変速機側にタービンを備え、これらのポンプおよびタービンの間にはオイル（流体）が介在している。これにより、ポンプの回転がオイルを介してタービンに伝達され、エンジンの動力が変速機に伝達される。なお、ポンプおよびタービンの回転数差が大きくなるほど、トルクコンバータが発生するトルクも大きくなる。

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置においては、モータの回転数がエンジンのアイドル回転数よりも低い状態で、モータ走行からエンジン走行に切り替える際に、アイドル回転数よりも低い回転数にエンジンの回転数を制御するのが困難であること、およびトルクコンバータのポンプとタービンとの回転数差に起因して発生するトルクを考慮していない。したがって、モータの回転数がエンジンのアイドル回転数よりも低くなる低車速のときにクラッチが締結状態になると、エンジンのアイドル回転数がモータの回転数よりも高いために、トルクコンバータで増幅されたトルクがクラッチに伝達され、ひいては車両の飛び出し（瞬間的な加速）が発生することが懸念される。

【0007】

本発明の目的は、電動機の回転数が内燃機関のアイドル回転数よりも低い場合でも、トルクコンバータの特性に基づいて電動機のトルクを補正制御するようにし、より滑らかに走行モードを切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の状態信号が入力され、当該状態信号に基づいて内燃機関および電動機をそれぞれ制御するコントロールユニットを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、前記内燃機関と前記電動機との間を動力が伝達される締結状態または動力が伝達されない遮断状態とするクラッチと、前記内燃機関と前記クラッチとの間に設けられ、流体を介して互いに動力を伝達するポンプおよびタービンを有するトルクコンバータと、前記電動機から伝達される動力を、前記車両の車軸に所定の変速比で伝達する変速機とを備え、前記コントロールユニットは、前記内燃機関を始動して当該内燃機関の駆動が安定したアイドル回転数となり、かつ前記電動機の回転数が前記内燃機関のアイドル回転数よりも低いときで、前記状態信号の入力により前記電動機による走行から前記内燃機関による走行に切り替えるときに、前記ポンプと前記タービンとの回転数差により発生するトルクを推定し、推定した推定トルクを前記電動機に対する指示トルクから減算し、減算して得た減算トルクで前記電動機を駆動するトルク補正制御を実行することを特徴とする。

【0009】

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記コントロールユニットは、前記トルク補正制御において、前記クラッチを遮断状態から徐々に締結状態とするに連れて、前記電動機に対する前記指示トルクを徐々に小さくして前記減算トルクにすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、電動機の回転数が内燃機関のアイドル回転数よりも低いときで、状態信号の入力により電動機による走行から内燃機関による走行に切り替えるときに、ポンプとタービンとの回転数差により発生するトルクを推定し、推定した推定トルクを電動機に対する指示トルクから減算し、減算して得た減算トルクで電動機を駆動するトルク補正制御を行う。これにより、電動機の回転数が内燃機関のアイドル回転数よりも低いときで、電動機による走行から内燃機関による走行に切り替えるときに、電動機が発生するトルクおよび内燃機関がトルクコンバータを介して発生するトルクが、トータルで増大するのを抑制できる。よって、ハイブリッド車両が瞬間的に加速して飛び出すのを確実に防止でき、ひいてはより滑らかな走行モードの切り替えを実現できる。

【0011】

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、コントロールユニットは、トルク補正制御において、電動機に対する指示トルクを徐々に小さくして減算トルクにするとともに、クラッチを遮断状態から徐々に締結状態にするので、より滑らかに走行モードを切り替えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】ハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図である。

【図2】図１の駆動装置を制御する制御装置の概要を示すブロック図である。

【図3】図２の制御装置の動作内容を説明するフローチャート図である。

【図4】モータ走行からエンジン走行に移行する状態を説明するタイミングチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

【0014】

図１はハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図を、図２は図１の駆動装置を制御する制御装置の概要を示すブロック図をそれぞれ表している。

【0015】

ハイブリッド車両（図示せず）は、図１に示すようなハイブリッド駆動装置１０を備えている。ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両の前方側に搭載され、エンジン（内燃機関）１１およびモータ（電動機）１２を備えている。エンジン１１は、クランクシャフト（出力軸）１１ａを備え、クランクシャフト１１ａの一端側（図中左側）はエンジン１１内に配置され、クランクシャフト１１ａの他端側（図中右側）はモータ１２に向けて延ばされている。

【0016】

エンジン１１の側部には、エンジン１１を始動するスタータとしての機能に加え、エンジン１１の駆動により発電するオルタネータとしての機能を有するＩＳＧモータ１３が設けられている。ＩＳＧモータ１３は回転軸１３ａを備え、当該回転軸１３ａの一端側にはギヤ１３ｂが設けられている。回転軸１３ａのギヤ１３ｂは、クランクシャフト１１ａの一端側に設けられたギヤ１１ｂに噛み合わされており、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは互いに動力伝達可能となっている。ただし、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは、ギヤの噛み合いに限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等を介して動力伝達可能としても良い。

【0017】

クランクシャフト１１ａの軸方向に沿うギヤ１１ｂ側には、クランクシャフト１１ａの回転数、つまりエンジン１１の回転数を検出する第１回転センサ１１ｆが設けられている。第１回転センサ１１ｆは、クランクシャフト１１ａの回転に応じてパルス信号（矩形波信号）を発生するようになっており、第１回転センサ１１ｆが発生したパルス信号は、エンジン回転数信号ＮｅとしてＥＣＵ４３（図２参照）に入力されるようになっている。これによりＥＣＵ４３は、エンジン回転数信号Ｎｅの個数をカウントして、エンジン１１の回転数を算出するようになっている。ここで、エンジン回転数信号Ｎｅを得るために、クランクシャフト１１ａの回転数を検出するに限らず、例えば、エンジン１１の点火パルスの発生タイミングを電気的に検出し、当該点火パルスの発生タイミングに基づいてエンジン回転数信号Ｎｅを得ることもできる。

【0018】

モータ１２は、回転軸１２ａが固定された回転子１２ｂを備え、例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を有する３相のブラシレスＤＣモータにより構成されている。モータ１２は、車室内等（図示せず）に搭載された制御装置４０（図２参照）により力行駆動または回生駆動され、力行駆動することでハイブリッド車両はモータ走行し、回生駆動することで運動エネルギを電気エネルギとして回収し、車載バッテリ（図示せず）を充電するようになっている。

【0019】

エンジン１１のクランクシャフト１１ａとモータ１２の回転軸１２ａとの間には、エンジン１１側から、トルクコンバータ１４，第１ワンウェイクラッチ１５，油圧クラッチ１６，第２ワンウェイクラッチ１７および無段変速機１８が設けられている。

【0020】

第１ワンウェイクラッチ１５は、第１ギヤ機構１９を介して油圧ポンプ２０のエンジン１１側に接続され、第２ワンウェイクラッチ１７は、第２ギヤ機構２１を介して油圧ポンプ２０のモータ１２側に接続されている。つまり、油圧ポンプ２０は、エンジン１１の一方向への回転およびモータ１２の一方向への回転により一方向に回転駆動されるようになっている。ここで、油圧ポンプ２０は、エンジン１１およびモータ１２の双方に回転駆動されるが、回転数が速い方によって回転駆動される。なお、油圧ポンプ２０においてもギヤによる回転駆動に限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等により回転駆動するようにしても良い。

【0021】

トルクコンバータ１４は、エンジン１１と油圧クラッチ１６との間に設けられ、ポンプインペラ（ポンプ）１４ａおよびタービンランナ（タービン）１４ｂを備え、ポンプインペラ１４ａとタービンランナ１４ｂとの間には、ステータ１４ｃが設けられている。トルクコンバータ１４の内部には、比較的粘度の低い流体としてのオイル（図示せず）が循環するようになっており、ポンプインペラ１４ａの回転に伴うオイルの慣性力がタービンランナ１４ｂに伝達され、これによりタービンランナ１４ｂに固定された出力軸１４ｄが回転するようになっている。つまり、ポンプインペラ１４ａおよびタービンランナ１４ｂは、オイルを介して互いに動力を伝達し得る構造となっている。

【0022】

クランクシャフト１１ａの他端側はポンプインペラ１４ａを介して第１ワンウェイクラッチ１５に接続され、出力軸１４ｄの他端側は油圧クラッチ１６の固定ケース１６ａに接続されている。また、ステータ１４ｃは、トルクコンバータ１４，油圧クラッチ１６，無段変速機１８等を収容する変速機ケース（ハウジング）２２に固定されている。さらに、モータ１２を形成する回転軸１２ａの一端側は油圧クラッチ１６の移動部材１６ｂに接続されている。

【0023】

出力軸１４ｄの軸方向に沿う固定ケース１６ａ側には、出力軸１４ｄの回転数、つまりタービンランナ１４ｂの回転数を検出する第２回転センサ１４ｅが設けられている。第２回転センサ１４ｅは、出力軸１４ｄの回転に応じてパルス信号を発生するようになっており、第２回転センサ１４ｅが発生したパルス信号は、タービン回転数信号ＮｔとしてＴＣＵ４２（図２参照）に入力されるようになっている。これによりＴＣＵ４２は、タービン回転数信号Ｎｔの個数をカウントして、タービンランナ１４ｂの回転数を算出するようになっている。

【0024】

油圧クラッチ（クラッチ）１６は、出力軸１４ｄに固定された固定ケース１６ａと、回転軸１２ａに固定されて固定ケース１６ａに向けて移動する移動部材１６ｂとを備えている。移動部材１６ｂは、油圧ポンプ２０からの油液の供給により固定ケース１６ａに向けて移動するようになっている。そして、油圧クラッチ１６に油液を供給することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａに向けて移動し、その後、両者は一体となって互いに駆動力が伝達される締結状態となる。また、油圧クラッチ１６から油液を排出することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａから後退（離間）して駆動力が伝達されない遮断状態となる。ここで、油圧クラッチ１６は、油液の供給量に応じて締結力が比例するようになっている。つまり、油液の供給量を増加させると、これに伴い締結力も増加するようになっている。

【0025】

無段変速機（変速機）１８は、油圧クラッチ１６とモータ１２との間に設けられ、エンジン１１やモータ１２の回転数を変速して車軸３１に出力するようになっている。無段変速機１８は、プライマリプーリ２３およびセカンダリプーリ２４を備え、各プーリ２３，２４間には巻き掛け伝動要素としてのチェーン２５が巻き掛けられている。

【0026】

プライマリプーリ２３は回転軸１２ａ上に設けられ、回転軸１２ａに固定された固定シーブ２３ａと、回転軸１２ａの軸方向に移動可能な可動シーブ２３ｂとを備えている。プライマリプーリ２３には、油圧ポンプ２０から油液が給排されるようになっており、プライマリプーリ２３に油液を供給することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａに向けて移動し、その結果、プライマリプーリ２３に対するチェーン２５の巻き掛け径が大きくなり、ひいては変速比が高速側に変化する。一方、プライマリプーリ２３から油液を排出することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａから離れて、上記とは逆にチェーン２５の巻き掛け径が小さくなり、ひいては変速比が低速側に変化する。

【0027】

セカンダリプーリ２４は回転軸１２ａに対して平行となった平行軸２６上に設けられ、平行軸２６に固定された固定シーブ２４ａと、平行軸２６の軸方向に移動可能な可動シーブ２４ｂとを備えている。セカンダリプーリ２４には、油圧ポンプ２０から油液が供給されるようになっており、セカンダリプーリ２４に油液を供給することで、可動シーブ２４ｂは固定シーブ２４ａに向けて移動し、これにより変速時等にチェーン２５が弛むのを防止している。よって、プライマリプーリ２３とセカンダリプーリ２４との間で、動力伝達を効率良く行えるようになっている。

【0028】

プライマリプーリ２３から伝達されるセカンダリプーリ２４の駆動力は、平行軸２６，第３ギヤ機構２７および出力クラッチ２８を介して駆動シャフト２９に伝達されるようになっている。駆動シャフト２９に伝達された駆動力は、ディファレンシャルギヤ３０を介して、駆動輪が装着された車軸３１に出力されるようになっている。このように、セカンダリプーリ２４は車軸３１に動力伝達可能に接続され、よって無段変速機１８は、車軸３１に所定の変速比で動力を伝達するようになっている。なお、出力クラッチ２８は、油圧ポンプ２０からの油液の給排により締結状態または遮断状態となる。具体的には、シフトポジションがドライブ（Ｄ）またはリバース（Ｒ）のときに締結状態となり、シフトポジションがパーキング（Ｐ）またはニュートラル（Ｎ）のときに遮断状態となる。

【0029】

次に、以上のように形成したハイブリッド駆動装置１０を制御する制御装置４０について、図面を用いて詳細に説明する。

【0030】

図２に示すように、制御装置４０は、ハイブリッド駆動装置１０（図１参照）を統括的に制御するＨＥＶＣＵ（ハイブリッド車両コントロールユニット）４１を備え、当該ＨＥＶＣＵ４１には、ＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）４２，ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）４３，ＭＣＵ（モータコントロールユニット）４４およびＩＳＧモータ１３が電気的に接続されている。ここで、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４は、本発明におけるコントロールユニットを構成している。

【0031】

ＨＥＶＣＵ４１には、ハイブリッド車両の走行状態信号（状態信号）を出力するアクセルセンサ４５，ブレーキセンサ４６，シフトポジションセンサ４７および車速センサ４８が電気的に接続されている。

【0032】

アクセルセンサ４５は、操作者によるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み操作により加速要求信号αを出力し、ブレーキセンサ４６は、操作者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込み操作により減速（停止）要求信号ＳＴを出力し、シフトポジションセンサ４７は、操作者によるシフトレバー（図示せず）のチェンジ操作によりドライブ信号Ｄやパーキング信号Ｐ等を出力する。また、車速センサ４８は、図１に示す車軸３１の近傍（詳細図示せず）に設けられ、ハイブリッド車両の走行速度（車速）を検出して車速信号Ｖを出力する。

【0033】

これによりＨＥＶＣＵ４１は、ハイブリッド車両が現在どのような走行状態にあるのか（加速状態，減速状態，停止状態等）を演算して把握し、ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３，ＭＣＵ４４およびＩＳＧモータ１３に対して要求信号や駆動信号等、種々の信号を出力し、ハイブリッド車両を統括的に制御する。

【0034】

ＴＣＵ４２には、油圧クラッチソレノイド１６ｃ，供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃが電気的に接続され、これらを駆動するようになっている。また、ＴＣＵ４２には、図１に示す出力軸１４ｄ（タービンランナ１４ｂ）の回転数を検出する第２回転センサ１４ｅが電気的に接続され、タービン回転数信号Ｎｔが第２回転センサ１４ｅから入力されるようになっている。

【0035】

ＴＣＵ４２は、ＨＥＶＣＵ４１からの油圧クラッチ要求信号ＣＬに基づいて油圧クラッチソレノイド１６ｃを駆動し、これにより油圧クラッチ１６（図１参照）への油液の供給量を制御するようになっている。また、ＴＣＵ４２は、ＨＥＶＣＵ４１からの変速比要求信号ＳＣに基づいて供給用プライマリソレノイド２３ｃ，排出用プライマリソレノイド２３ｄおよびセカンダリソレノイド２４ｃをそれぞれ駆動し、これにより無段変速機１８（図１参照）を変速する変速制御を行うようになっている。

【0036】

さらに、ＴＣＵ４２からは、油圧クラッチ１６の現在の状態および無段変速機１８の現在の状態がフィードバック信号ＦＢ１としてＨＥＶＣＵ４１に出力され、これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＴＣＵ４２に補正制御等を加え、油圧クラッチ１６の締結状態および無段変速機１８の変速状態を最適制御できるようにしている。ここで、ＴＣＵ４２からのフィードバック信号ＦＢ１には、第２回転センサ１４ｅからのタービン回転数信号Ｎｔが含まれている。

【0037】

ＥＣＵ４３には、エンジン１１の補機類である燃料噴射装置１１ｃ，スロットル装置１１ｄおよび点火装置１１ｅが電気的に接続され、これらを駆動するようになっている。また、ＥＣＵ４３には、図１に示すクランクシャフト１１ａ（エンジン１１）の回転数を検出する第１回転センサ１１ｆが電気的に接続され、エンジン回転数信号Ｎｅが第１回転センサ１１ｆから入力されるようになっている。

【0038】

ＥＣＵ４３は、ＨＥＶＣＵ４１からのエンジントルク要求信号ＴＱＥ，噴け上げ要求信号ＴＨおよび噴け上げ目標回転数ＴＮに基づき、燃料噴射装置１１ｃ，スロットル装置１１ｄおよび点火装置１１ｅをそれぞれ所定のタイミングで制御するようになっている。

【0039】

また、ＥＣＵ４３からは、エンジン１１の現在の状態、つまりエンジン１１の現在の回転数やエンジン１１が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ２としてＨＥＶＣＵ４１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＥＣＵ４３に補正制御等を加え、エンジン１１の回転数やエンジン１１の駆動トルクを最適制御できるようにしている。ここで、ＥＣＵ４３からのフィードバック信号ＦＢ２には、第１回転センサ１１ｆからのエンジン回転数信号Ｎｅが含まれている。

【0040】

ＭＣＵ４４には、モータ１２が電気的に接続されている。ＭＣＵ４４は、ＨＥＶＣＵ４１からのモータトルク要求信号ＴＱＭに基づき、モータ１２を駆動制御するようになっている。ここで、モータ１２の駆動制御は、インバータ（図示せず）を介して行われ、当該インバータは車載バッテリ（リチウムイオン二次電池等）からの電力を３相に変替して駆動電流を生成し、生成した駆動電流をモータ１２に供給するようになっている。

【0041】

また、ＭＣＵ４４からは、モータ１２の現在の状態、つまりモータ１２の現在の回転数やモータ１２が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ３として、ＨＥＶＣＵ４１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ４１は、ＭＣＵ４４に補正制御等を加え、モータ１２の回転数やモータ１２の駆動トルクを最適制御できるようにしている。

【0042】

ＨＥＶＣＵ４１には、ＩＳＧモータ１３が電気的に接続されており、ＨＥＶＣＵ４１は、ＩＳＧモータ１３に対してクランキング要求信号ＣＲを出力するようになっている。ここで、クランキング要求信号ＣＲは、ＩＳＧモータ１３をスタータとして駆動するための駆動電流であって、ＩＳＧモータ１３は、クランキング要求信号ＣＲを受けるとエンジン１１を始動するようになっている。つまり、クランキング要求信号ＣＲは、種々の条件が揃ってハイブリッド車両をモータ走行からエンジン走行に移行させる際に出力されるようになっている。

【0043】

次に、以上のように形成した制御装置４０の動作内容について、図面を用いて詳細に説明する。

【0044】

図３は図２の制御装置の動作内容を説明するフローチャート図を、図４はモータ走行からエンジン走行に移行する状態を説明するタイミングチャート図をそれぞれ表している。

【0045】

ハイブリッド車両を走行させるために、運転者がアクセルペダルを踏み込み操作すると、当該アクセルペダルの操作に基づいて、ＨＥＶＣＵ４１にはアクセルセンサ４５からの加速要求信号α（図２参照）が入力される。すると、加速要求信号αのＨＥＶＣＵ４１への入力をトリガとして、図３に示すフローチャート（走行モード移行処理）が実行される（ステップＳ１）。

【0046】

ただし、アクセルペダルの踏み込み操作により走行モード移行処理をスタートさせずに、その他の状態信号をトリガとして走行モード移行処理をスタートさせても良い。例えば、車載バッテリのＳＯＣが低下してモータ走行が困難な場合に、このときのＳＯＣの低下を示すＳＯＣ低下信号の検出をトリガとしても良い。この場合、ＳＯＣ低下信号が車両の状態信号となる。

【0047】

ハイブリッド車両が、モータ１２の駆動により低車速でクリープ走行しているときは、ハイブリッド駆動装置１０（図１参照）は、図４の時間ｔ１以前のモータ走行領域に示す状態となっている。つまり、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が無く、油圧クラッチ１６（図１参照）への制御量（供給油量）もゼロで、油圧クラッチ１６は遮断状態（開放状態）となっている。また、ハイブリッド車両がクリープ走行していることからプライマリプーリ２３の回転数も低い回転数Ｎｐｒｐｍ（例えば３００ｒｐｍ）となっており、このときは未だエンジン１１は停止状態なのでタービンランナ１４ｂ（エンジン１１）の回転数は０ｒｐｍのままである。なお、図４の時間ｔ１以前のハイブリッド車両の状態においては、モータ１２の駆動により低車速でクリープ走行しているので、モータトルク（指示トルク）Ｍｔ１は比較的大きな値を示している。

【0048】

運転者によりアクセルペダルの踏み込み操作が行われると、その後、図３に示すステップＳ２において、エンジン走行に移行するか否かを判定する。ここで、エンジン走行に移行するか否かの判定は、ＨＥＶＣＵ４１によって行われ、具体的には、アクセルセンサ４５からの加速要求信号αの大きさや車載バッテリのＳＯＣの状態等に基づいて行われる。

【0049】

ステップＳ２でｎｏ判定の場合、つまりエンジン１１によるエンジン走行に移行する必要が無く、モータ１２で充分に加速できる場合には、ステップＳ２の判定を繰り返し行う。一方、ステップＳ２でｙｅｓ判定の場合には、エンジン走行に移行する必要があるとして、ステップＳ３に進む。ここで、ステップＳ２でｎｏ判定する場合とは、アクセルペダルの踏み込み操作量が少なくてアクセルセンサ４５からの加速要求信号αが小さく、車載バッテリのＳＯＣが充分である場合等である。一方、ステップＳ２でｙｅｓ判定する場合とは、アクセルペダルの踏み込み操作量が多くてアクセルセンサ４５からの加速要求信号αが大きく、車載バッテリのＳＯＣが不足している場合等である。

【0050】

ステップＳ３では、車速センサ４８からの車速信号Ｖが、低車速Ｖ１未満であるか否かを判定する。ここで、低車速Ｖ１は、例えばハイブリッド車両がクリープ走行をしているときの例えば５ｋｍ／ｈに設定され、より具体的には、無段変速機１８を低速側に変速制御した状態のもとで、エンジン１１のアイドル回転数Ｎｉがプライマリプーリ２３の回転数Ｎｐを上回る車速に設定（Ｎｉ＞Ｎｐ）されている。そして、ステップＳ３でｙｅｓ判定の場合（Ｖ＜Ｖ１）にはステップＳ４に進み、ステップＳ３でｎｏ判定の場合（Ｖ≧Ｖ１）にはステップＳ５に進む。

【0051】

ステップＳ４では、モータ走行からエンジン走行に移行するために、ＨＥＶＣＵ４１は、クランキング要求信号ＣＲをＩＳＧモータ１３に出力し、これによりエンジン１１を始動させる。また、ＨＥＶＣＵ４１は、噴け上げ要求信号ＴＨをＥＣＵ４３に出力し、エンジン１１の回転数を増加させる回転数噴け上げ制御を実行する。さらに、ＨＥＶＣＵ４１は、油圧クラッチ要求信号ＣＬおよび変速比要求信号ＳＣをＴＣＵ４２に出力し、クラッチ締結制御と変速制御とを実行する。

【0052】

続くステップＳ６では、クラッチ締結制御の前段の動作（図４の時間ｔ１〜ｔ２）として、油圧クラッチ１６の締結を準備する締結準備動作を実行する。締結準備動作においては、ＴＣＵ４２によって油圧クラッチソレノイド１６ｃが駆動され、油圧ポンプ２０から油圧クラッチ１６に向けて、当該油圧クラッチ１６を締結させない程度の油液を供給する。つまり、図４の時間ｔ１〜ｔ２間に示すように、締結準備動作中においては、油圧クラッチ１６への制御量（油量）は低く抑えられた状態、つまり油液の消費量（エネルギ消費量）は低く抑えられた状態となっている。

【0053】

また、ステップＳ６では、ＨＥＶＣＵ４１によって、トルクコンバータ１４のポンプインペラ１４ａとタービンランナ１４ｂとの回転数差に起因して発生するトルコン伝達トルク（推定トルク）Ｔｔを演算する。つまり、エンジン１１の駆動により当該エンジン１１（トルクコンバータ１４）から油圧クラッチ１６に伝達され得る伝達トルクを演算（推定）する。ここで、トルコン伝達トルクＴｔは、下記式（１）によって演算することができる。なお、下記式（１）におけるトルク比Ｃｔおよび容量係数Ｃｆは、第１回転センサ１１ｆからのエンジン回転数信号Ｎｅと、第２回転センサ１４ｅからのタービン回転数信号Ｎｔとから算出した速度比から、トルクコンバータ１４の特性に応じて演算することができる。

【0054】

Ｔｔ＝ｋ・Ｃｔ・Ｃｆ・Ｎｅ^２・・・式（１）
ｋ：各パラメータの単位変換および、トルクコンバータの形式や構造等により決まる係数
Ｃｔ：トルク比
Ｃｆ：容量係数
Ｎｅ：エンジン回転数信号
トルコン伝達トルクＴｔの演算は、ＨＥＶＣＵ４１に入力されたフィードバック信号ＦＢ１，ＦＢ２に含まれるエンジン回転数信号Ｎｅ，タービン回転数信号Ｎｔに基づいて行われ、このトルコン伝達トルクＴｔの演算処理と略並行して、図４に示すようにタービンランナ１４ｂ（エンジン１１）の回転数が上昇していく。ここで、ハイブリッド車両は低車速Ｖ１未満で走行しているとの判定（ステップＳ３でのｙｅｓ判定）に基づき、ＥＣＵ４３は、ＨＥＶＣＵ４１からの噴け上げ要求信号ＴＨや噴け上げ目標回転数ＴＮ等により、エンジン１１を安定して駆動できる最低回転数、つまりアイドル回転数Ｎｉ（例えば８００ｒｐｍ）となるよう制御する。なお、クラッチ締結制御の前段の動作（図４の時間ｔ１〜ｔ２）においては、油圧クラッチ１６は未だ締結状態ではないため、タービンランナ１４ｂの回転数およびエンジン１１（ポンプインペラ１４ａ）の回転数は、同じ値を示しつつアイドル回転数Ｎｉに向けて変化する。

【0055】

ステップＳ７では、エンジン１１の回転数がアイドル回転数Ｎｉになったことから、クラッチ締結制御の後段の動作（図４の時間ｔ２〜ｔ３）として、油圧クラッチ１６を締結状態とする締結動作を実行する。この締結動作においては、ＴＣＵ４２によって油圧クラッチソレノイド１６ｃが駆動され、油圧ポンプ２０から油圧クラッチ１６に向けて、油液が徐々に供給されていく。つまり、油圧クラッチ１６への制御量は、図４の時間ｔ２〜ｔ３間に示すように徐々に増加するよう調整される。

【0056】

また、ステップＳ７では、油圧クラッチ１６が徐々に締結されていくに連れて、モータトルクＭｔ１を徐々に小さくする制御を実行する。ここで、モータトルクＭｔ１は、運転者のアクセル操作等に基づき決定される要求トルクであって、ＨＥＶＣＵ４１はモータトルク要求信号ＴＱＭを調整し、モータトルクＭｔ１を、油圧クラッチ１６が完全に締結される最終段階（図４の時間ｔ３）において、減算トルクＭｔ２となるようにする。なお、減算トルクＭｔ２は、図４に示すように、モータトルクＭｔ１からトルコン伝達トルクＴｔを減算することで求められる（Ｍｔ２＝Ｍｔ１−Ｔｔ）。

【0057】

ここで、ＨＥＶＣＵ４１によりトルコン伝達トルクＴｔを算出（ステップＳ６）し、ＨＥＶＣＵ４１によりモータトルクＭｔ１をトルコン伝達トルクＴｔに基づいて減算トルクＭｔ２とし（ステップＳ７）、ＭＣＵ４４によりモータ１２を減算トルクＭｔ２で駆動する制御は、本発明におけるトルク補正制御を構成している。

【0058】

これにより、モータ走行からエンジン走行に切り替える際、つまり油圧クラッチ１６を締結する際に、モータ１２が発生するトルクおよびエンジン１１がトルクコンバータ１４を介して発生するトルクが、トータルで増大するのを抑制して、ハイブリッド車両が瞬間的に加速して飛び出すようなことが防止される。そして、図４の時間ｔ２〜ｔ３に示すように、油圧クラッチ１６が徐々に締結されていくに連れて、タービンランナ１４ｂの回転数が徐々に低下して、プライマリプーリ２３の回転数が徐々に上昇し、やがて油圧クラッチ１６が完全に締結状態となる時間ｔ３において、回転軸１２ａと出力軸１４ｄとが一体回転するようになる。

【0059】

その後、図３のステップＳ８（図４の時間ｔ３）において、油圧クラッチ１６の締結が完了したことに伴い、ハイブリッド車両のモータ走行からエンジン走行への移行が完了し、続くステップＳ９において、走行モード移行処理が終了する。なお、上流のステップＳ３でｎｏ判定した場合にはステップＳ５に進むが、ステップＳ５においては、ハイブリッド車両が低車速Ｖ１以上で走行していることから、プライマリプーリ２３の回転数Ｎｐがエンジン１１のアイドル回転数Ｎｉを上回るとして通常の制御、つまりモータトルクＭｔ１を小さくせずにエンジン１１の回転数（トルク）を上昇させる制御を行い、これによりトルク変動の少ない油圧クラッチ１６の締結動作を行う。

【0060】

図４の時間ｔ３以降のエンジン走行領域においては、ハイブリッド車両は、制御装置４０を形成するＨＥＶＣＵ４１等によって、エンジン１１での通常走行および無段変速機１８による通常の変速制御が実行される。

【0061】

以上詳述したように、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置４０によれば、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４はそれぞれ協働して、プライマリプーリ２３（モータ１２）の回転数Ｎｐがエンジン１１のアイドル回転数Ｎｉよりも低いときで、加速要求信号αの入力によりモータ１２による走行からエンジン１１による走行に切り替えるときに、ポンプインペラ１４ａとタービンランナ１４ｂとの回転数差により発生するトルクを推定し、推定したトルコン伝達トルク（推定トルク）Ｔｔをモータ１２に対するモータトルク（指示トルク）Ｍｔ１から減算し、減算して得た減算トルクＭｔ２でモータ１２を駆動するトルク補正制御を行う。

【0062】

これにより、モータ１２の回転数Ｎｐがエンジン１１のアイドル回転数Ｎｉよりも低いときで、モータ１２による走行からエンジン１１による走行に切り替えるときに、モータ１２が発生するトルクおよびエンジン１１がトルクコンバータ１４を介して発生するトルクが、トータルで増大するのを抑制できる。よって、ハイブリッド車両が瞬間的に加速して飛び出すのを確実に防止でき、ひいてはより滑らかな走行モードの切り替え（モータ走行からエンジン走行）を実現できる。

【0063】

また、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置４０によれば、ＨＥＶＣＵ４１，ＴＣＵ４２，ＥＣＵ４３およびＭＣＵ４４はそれぞれ協働して、トルク補正制御において、モータ１２に対する指示トルク（モータトルクＭｔ１）を徐々に小さくして減算トルクＭｔ２にするとともに、油圧クラッチ１６を遮断状態から徐々に締結状態にするので、より滑らかに走行モードを切り替えることが可能となる。

【0064】

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、第２回転センサ１４ｅによりタービンランナ１４ｂの回転数をそのまま検出し、検出した回転数に基づきトルコン伝達トルクＴｔを求めた場合を示したが、本発明はこれに限らず、タービンランナ１４ｂの回転数の変化率から推定した推定回転数や、タービンランナ１４ｂの回転数の変化を予め予測した回転数マップ等を用いてトルコン伝達トルクＴｔを求めるようにしても良い。この場合、モータ走行からエンジン走行への移行時間を短縮することができる。

【0065】

また、上記実施の形態においては、第１回転センサ１１ｆによりエンジン１１の回転数をそのまま検出し、検出した回転数に基づきトルコン伝達トルクＴｔを求めた場合を示したが、本発明はこれに限らず、エンジン１１の回転数の挙動を推定し、この推定回転数を用いてトルコン伝達トルクＴｔを求めるようにしても良い。この場合においても、モータ走行からエンジン走行への移行時間を短縮することができる。ここで、エンジン１１の回転数の挙動を推定するには、油圧クラッチ１６の締結時のタービンランナ１４ｂの回転数や、その推定値からエンジン１１に掛かる負荷を演算して推定する。

【0066】

さらに、上記実施の形態においては、図４の時間ｔ１〜ｔ２の間において、モータトルクＭｔ１を大きい状態のままとし、図４の時間ｔ２〜ｔ３の間において、モータトルクＭｔ１を徐々に小さくして減算トルクＭｔ２とした場合を示したが、本発明はこれに限らず、時間ｔ１〜ｔ２の間において、ハイブリッド車両の駆動力に変化が生じない程度に、トルコン伝達トルクＴｔに基づいて予めモータトルクＭｔ１を小さくしておいても良い。この場合においても、モータ走行からエンジン走行への移行時間を短縮することができる。

【0067】

また、上記実施の形態においては、モータ走行からエンジン走行への移行中（図４の時間ｔ１〜ｔ３）において、無段変速機１８の変速比を変速制御しない場合を示したが、本発明はこれに限らず、プライマリプーリ２３（モータ１２）の回転数Ｎｐを高くする変速比に変速制御しても良い。要は、モータ１２の回転数とエンジン１１の回転数とを近付けるよう変速比を変速制御しても良く、この場合、求めるトルコン伝達トルクＴｔを小さい値にできる。したがって、モータ走行からエンジン走行への移行時間を短縮することができる。

【符号の説明】

【0068】

１０ ハイブリッド駆動装置
１１ エンジン（内燃機関）
１２ モータ（電動機）
１４ トルクコンバータ
１４ａ ポンプインペラ（ポンプ）
１４ｂ タービンランナ（タービン）
１６ 油圧クラッチ（クラッチ）
１８ 無段変速機（変速機）
２３ プライマリプーリ
２４ セカンダリプーリ
２５ チェーン
３１ 車軸
４０ 制御装置
４１ ＨＥＶＣＵ（コントロールユニット）
４２ ＴＣＵ（コントロールユニット）
４３ ＥＣＵ（コントロールユニット）
４４ ＭＣＵ（コントロールユニット）
Ｔｔ トルコン伝達トルク（推定トルク）
Ｍｔ１ モータトルク（指示トルク）
Ｍｔ２ 減算トルク
Ｎｉ アイドル回転数
Ｎｐ 回転数（電動機の回転数）
α 加速要求信号（状態信号）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】