特許 7544078 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】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(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 20/14 20160101AFI20240827BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20240827BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240827BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20240827BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20240827BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

B60W20/14

B60K6/48 ZHV

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W10/02 900

F02D45/00 362

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022007707

(22)【出願日】2022-01-21

(65)【公開番号】P2023106777

(43)【公開日】2023-08-02

【審査請求日】2023-11-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】福田 敦史

(72)【発明者】

【氏名】城戸 栄一郎

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１２３９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１３２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２７１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３１５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９０９６２２１（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｗ １０／００ ― ２０／５０

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源として、駆動輪に接続されているモータジェネレータと、エンジンと、を備え、前記モータジェネレータと前記エンジンとの間の駆動伝達をクラッチによって接続したり、遮断したりすることができるように構成されたハイブリッド車両に適用され、
前記エンジンの運転を停止させ、且つ前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を遮断した状態で前記モータジェネレータの駆動力によって走行している電動走行中は、前記モータジェネレータにおける発電による回生ブレーキによる制動を行うが、前記電動走行中にバッテリの充電割合が閾値以上になった場合には、前記エンジンを始動させて前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を接続してエンジンブレーキによる制動を行うバッテリ保護処理を行うハイブリッド車両の制御装置であり、
エンジン始動時は、前記エンジンにおける燃料カットの実行を許可する機関回転速度の下限値である燃料カット許可回転速度を第１回転速度に設定するが、前記バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には前記燃料カット許可回転速度を前記第１回転速度よりも低い第２回転速度に設定する
ハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

前記第２回転速度は、燃料カットの継続が許容される機関回転速度の範囲の下限値である復帰回転速度に、第２加算量を加えた値であり、
前記第１回転速度は、前記復帰回転速度に前記第２加算量よりも大きい第１加算量を加えた値である
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項3】

前記電動走行中に前記エンジンを始動させて前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を接続した状態に移行させる移行制御において、
前記クラッチの係合が完了したあと、前記エンジンのトルクを徐々に低減させて前記エンジンの運転を停止させるまでの間に前記モータジェネレータのトルクを徐々に増大させるトルクすり替え処理を実行する
請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項4】

前記バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、燃料カットの実行とともに前記トルクすり替え処理を終了して前記移行制御を終了させる
請求項３に記載の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】

この発明はハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、エンジンとモータジェネレータとの間にクラッチを備えたハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、クラッチを開放してエンジンとモータジェネレータとの間の駆動伝達を遮断した状態で、エンジンの駆動力を使わずに、モータジェネレータの駆動力で走行する電動走行を行うこともできる。

【0003】

また、このハイブリッド車両は、減速時にモータジェネレータで発電を行うことによって制動力を発生させる回生ブレーキによる制動を行うことができる。こうした回生ブレーキを利用することによって運動エネルギを電力に変換してバッテリに蓄えることができる。

【0004】

特許文献１には、電動走行中にバッテリの充電割合が閾値以上になった場合に、エンジンを始動させてクラッチを係合させることが開示されている。こうしてエンジンとモータジェネレータとの間の駆動伝達を接続した状態でエンジンブレーキを作用させる。これにより、バッテリの蓄電量が過剰になることを抑制しながら、回生ブレーキでまかなえない分の制動力をエンジンブレーキによってまかなうことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１８０６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

エンジンを始動させてクラッチを係合させる際には、エンジンのトルクを制御してクラッチ係合時のショックを抑制する。上記のように、バッテリの充電割合が閾値以上になったときには、エンジンブレーキによる制動力を速やかに発生させることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのハイブリッド車両の制御装置は、駆動源として、駆動輪に接続されているモータジェネレータと、エンジンと、を備え、前記モータジェネレータと前記エンジンとの間の駆動伝達をクラッチによって接続したり、遮断したりすることができるように構成されたハイブリッド車両に適用される。この制御装置は、前記エンジンの運転を停止させ、且つ前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を遮断した状態で前記モータジェネレータの駆動力によって走行している電動走行中は、前記モータジェネレータにおける発電による回生ブレーキによる制動を行う。しかし、この制御装置は、前記電動走行中にバッテリの充電割合が閾値以上になった場合には、前記エンジンを始動させて前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を接続してエンジンブレーキによる制動を行うバッテリ保護処理を行う。

【0008】

また、この制御装置は、エンジン始動時は、前記エンジンにおける燃料カットの実行を許可する機関回転速度の下限値である燃料カット許可回転速度を第１回転速度に設定するが、前記バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には前記燃料カット許可回転速度を前記第１回転速度よりも低い第２回転速度に設定する。

【0009】

上記構成の制御装置は、バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、燃料カット許可回転速度を、第１回転速度よりも低い第２回転速度に設定する。そのため、制御装置は、燃料カット許可回転速度を第１回転速度に設定する場合と比較して、より低い機関回転速度において燃料カットを実行できる。これにより、エンジンとモータジェネレータとの間の駆動伝達が接続されたときに、燃料カットが実行されやすくなる。したがって、上記の制御装置は、バッテリの充電割合が閾値以上になったときに、エンジンブレーキによる制動力を速やかに発生させることができる。

【0010】

ハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記第２回転速度は、燃料カットの継続が許容される機関回転速度の範囲の下限値である復帰回転速度に、第２加算量を加えた値であり、前記第１回転速度は、前記復帰回転速度に前記第２加算量よりも大きい第１加算量を加えた値である。

【0011】

エンジン運転中は、機関回転速度が燃料カット許可回転速度以上であるときに燃料カットが実行される。そして、制御装置は、機関回転速度が復帰回転速度未満になると燃料カットを終了させ、燃料噴射を再開させる。

【0012】

燃料カット許可回転速度と復帰回転速度とが近すぎると、燃料カットの実行と停止とが繰り返されるハンチングが起こりやすくなる。そこで、復帰回転速度に加算量を加算した和を燃料カット許可回転速度にする。これにより、加算量の大きさの調整によってハンチングの発生を抑制することができる。

【0013】

エンジン始動時には、燃焼の状態が不安定であり、機関回転速度がオーバーシュートする可能性がある。このとき、燃料カット許可回転速度が小さい値に設定されていると、機関回転速度が容易に燃料カット許可回転速度を超えてしまう。その結果、燃料カットが実行されて始動が失敗しやすくなる。エンジン始動時に、燃料カット許可回転速度を大きな値に設定すれば、こうした事態を回避することができる。

【0014】

上記の制御装置は、エンジン始動時に、燃料カット許可回転速度を、復帰回転速度に第１加算量を加えた和である第１回転速度に設定する。第１加算量は第２加算量よりも大きな値である。そのため、制御装置は、復帰回転速度に第２加算量を加えた和である第２回転速度を燃料カット許可回転速度に設定する場合よりも、エンジンの始動の失敗を抑制できる。

【0015】

ハイブリッド車両の制御装置の一態様は、前記電動走行中に前記エンジンを始動させて前記クラッチによって前記エンジンと前記モータジェネレータとの間の駆動伝達を接続した状態に移行させる移行制御において、前記クラッチの係合が完了したあと、前記エンジンのトルクを徐々に低減させて前記エンジンの運転を停止させるまでの間に前記モータジェネレータのトルクを徐々に増大させるトルクすり替え処理を実行する。

【0016】

上記構成の制御装置は、エンジンの運転を停止させることによってエンジンとモータジェネレータとの間の動力伝達を接続した状態での電動走行への移行を完了させるにあたり、ハイブリッド車両の駆動力の変動を抑制することができる。

【0017】

ハイブリッド車両の制御装置の一態様は、前記バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、燃料カットの実行とともに前記トルクすり替え処理を終了して前記移行制御を終了させる。

【0018】

上記の制御装置は、速やかにエンジンブレーキによる制動力を発生させるとともに、速やかに移行制御を終了させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、ハイブリッド車両の制御装置の一実施形態と、同制御装置が制御するハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、エンジン始動時の移行制御を説明するタイムチャートである。図２（ａ）は回転同期の状態、図２（ｂ）は回転速度、図２（ｃ）はクラッチの係合率、図２（ｄ）はトルク、それぞれの推移を示している。

【図3】図３は、比較例の移行制御を説明するタイムチャートである。図３（ａ）は回転同期の状態、図３（ｂ）は燃料カット信号の状態、図３（ｃ）は回転速度、図３（ｄ）はクラッチの係合率、図３（ｅ）はトルク、それぞれの推移を示している。

【図4】図４は、電動走行中の減速時に制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、電動走行中の減速時に制御装置が実行する移行制御を説明するタイムチャートである。図５（ａ）は回転同期の状態、図５（ｂ）は燃料カット信号の状態、図５（ｃ）は回転速度、図５（ｄ）はクラッチの係合率、図５（ｅ）はトルク、それぞれの推移を示している。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、ハイブリッド車両の制御装置の一実施形態である制御装置２３について、図１～図５を参照して説明する。
＜ハイブリッド車両の構成＞
本実施形態の制御装置２３が制御するハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。

【0021】

図１に示すように、ハイブリッド車両には、走行用の駆動源としてのエンジン１０が搭載されている。このハイブリッド車両におけるエンジン１０から駆動輪１３への動力伝達経路には、変速ユニット１１が設けられている。変速ユニット１１と左右の駆動輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

【0022】

変速ユニット１１には、クラッチ１４とモータジェネレータ１５とが設けられている。変速ユニット１１においてモータジェネレータ１５は、エンジン１０から駆動輪１３への動力伝達経路上に位置するように設置されている。また、クラッチ１４は、この動力伝達経路におけるエンジン１０とモータジェネレータ１５との間の部分に位置するように設置されている。クラッチ１４は、油圧の供給を受けて係合された状態となって、エンジン１０とモータジェネレータ１５との動力伝達を接続する。また、クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて開放された状態となって、エンジン１０とモータジェネレータ１５との動力伝達を遮断する。

【0023】

モータジェネレータ１５は、インバータ１７を介してバッテリ１６に接続されている。そして、モータジェネレータ１５は、バッテリ１６からの給電に応じてハイブリッド車両の駆動力を発生するモータとして機能する。また、モータジェネレータ１５は、エンジン１０や駆動輪１３からの動力伝達に応じてバッテリ１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータジェネレータ１５とバッテリ１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。このように、このハイブリッド車両は、駆動源として、モータジェネレータ１５と、エンジン１０とを備えている。

【0024】

また、変速ユニット１１は、トルクコンバータ１８と、自動変速機１９とを備えている。トルクコンバータ１８は、トルク増幅機能を有する流体継ぎ手である。そして、自動変速機１９は、変速段の切替えにより変速比を多段階に切り替える有段式の変速機である。変速ユニット１１において、自動変速機１９は、エンジン１０から駆動輪１３への動力伝達経路におけるモータジェネレータ１５よりも駆動輪１３側の部分に配置されている。そして、トルクコンバータ１８を介して、モータジェネレータ１５と自動変速機１９とが連結されている。なお、トルクコンバータ１８は、ロックアップクラッチ２０を備えている。ロックアップクラッチ２０は、油圧の供給を受けて係合してモータジェネレータ１５と自動変速機１９とを直結する。

【0025】

さらに、変速ユニット１１は、オイルポンプ２１と、油圧制御部２２とを備えている。そして、オイルポンプ２１が発生させた油圧が、油圧制御部２２に供給される。油圧制御部２２には、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれの油圧回路が設けられている。また、その油圧回路には、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれにおける作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁が設けられている。

【0026】

図１に示すように、ハイブリッド車両は、制御装置２３を備えている。制御装置２３は、ハイブリッド車両の制御に係る各種演算処理を行う処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置と、を備える電子制御ユニットとして構成されている。

【0027】

制御装置２３は、インバータ１７を制御してモータジェネレータ１５とバッテリ１６との間での電力の授受を調整する。これにより、制御装置２３は、モータジェネレータ１５の制御を行っている。また、制御装置２３は、油圧制御部２２の制御を通じてクラッチ１４、ロックアップクラッチ２０及び自動変速機１９の制御を行っている。また、制御装置２３は、エンジン１０を制御する。

【0028】

制御装置２３には、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサの検出信号が入力される。制御装置２３に検出信号を入力するセンサには、クランクポジションセンサ３１と、アクセルポジションセンサ３２と、車速センサ３３と、が含まれている。クランクポジションセンサ３１は、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフトの回転位相の変化に応じたクランク角信号を出力する。アクセルポジションセンサ３２は、アクセルの操作量を検出する。車速センサ３３は、ハイブリッド車両の車速を検出する。

【0029】

制御装置２３には、これらのセンサの検出信号が入力される。制御装置２３は、入力された検出信号に基づいてエンジン１０の運転状態を把握する。例えば、制御装置２３は、クランクポジションセンサ３１から入力されるクランク角信号に基づいてクランクシャフトの回転速度である機関回転速度Ｎｅｎｇを算出する。

【0030】

また、制御装置２３には、バッテリ１６の電流、電圧及び温度の情報も入力されている。制御装置２３は、これらの電流、電圧及び温度の情報に基づいて、バッテリ１６の充電状態の指標値である充電割合ＳＯＣを算出する。なお、充電割合ＳＯＣは、バッテリ１６の充電容量に対する充電残量の比率である。また、制御装置２３は、油圧制御部２２の油圧制御弁の制御を通じて自動変速機１９で選択されている変速段とギヤ比を把握している。また、制御装置２３は、クラッチ１４の係合状態と、ロックアップクラッチ２０の係合状態も把握している。例えば、制御装置２３は、係合状態としてクラッチ１４が完全に開放した位置にある状態を０、クラッチ１４が完全に係合した位置にある状態を１、とした係合率を把握している。

【0031】

制御装置２３は、これらの情報に基づき、エンジン１０を制御する。また、制御装置２３は、インバータ１７の制御を通じてモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇ及びトルクＴＲＱｍｇを把握し、制御している。すなわち、制御装置２３は、モータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇ及びトルクＴＲＱｍｇの制御と、バッテリ１６の充放電制御を行う。

【0032】

＜ハイブリッド車両の制御＞
続いて、制御装置２３が行うハイブリッド車両の制御について説明する。制御装置２３は、アクセル操作量と車速とに基づき、ハイブリッド車両の駆動力の要求値である要求駆動力を演算する。そして、制御装置２３は、要求駆動力及び充電割合ＳＯＣなどに応じて、エンジン１０とモータジェネレータ１５のトルク配分を決定する。また、制御装置２３は、自動変速機１９における変速段を決定する。そして、制御装置２３は、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇと、モータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇとを制御する。また、制御装置２３は、クラッチ１４及びロックアップクラッチ２０を制御したり、自動変速機１９の変速段を変更したりする。

【0033】

また、制御装置２３は、モータジェネレータ１５を発電機として機能させることによって発電した電力をバッテリ１６に充電することがある。ハイブリッド車両では、こうした発電によって生じるモータジェネレータ１５の抵抗をブレーキとして利用することもある。こうした発電に伴うモータジェネレータ１５の抵抗によるブレーキを、回生ブレーキという。制御装置２３は、インバータ１７を制御することによって回生ブレーキを制御する。

【0034】

＜電動走行とハイブリッド走行＞
上記のように構成されたハイブリッド車両は、エンジン１０とモータジェネレータ１５とを利用して駆動輪１３を駆動するハイブリッド走行を行うことができる。

【0035】

具体的には、制御装置２３は、ハイブリッド走行の場合、クラッチ１４を係合させることによってモータジェネレータ１５とエンジン１０との間の駆動伝達をクラッチ１４によって接続した状態にする。そして、制御装置２３は、この状態において、例えば、エンジン１０の駆動力によってハイブリッド車両を走行させつつモータジェネレータ１５で発電を行う。また、制御装置２３は、ハイブリッド走行の場合、上述したように、要求駆動力を実現するように、エンジン１０とモータジェネレータ１５のトルク配分を決定する。そして、制御装置２３は、決定したトルク配分に応じて、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇとモータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇとを制御する。こうして、制御装置２３は、ハイブリッド走行の場合にエンジン１０の駆動力とモータジェネレータ１５の駆動力とによってハイブリッド車両を走行させる。

【0036】

また、ハイブリッド車両は、バッテリ１６に蓄えられている電力を利用してモータジェネレータ１５を駆動することにより、モータジェネレータ１５のみを利用して駆動輪１３を駆動する電動走行を行うことができる。

【0037】

具体的には、制御装置２３は、電動走行の場合、エンジン１０の運転を停止させ、且つクラッチ１４を開放してモータジェネレータ１５とエンジン１０との間の駆動伝達を遮断した状態にする。そして、制御装置２３は、この状態において、モータジェネレータ１５の駆動力によってハイブリッド車両を走行させる。

【0038】

なお、このハイブリッド車両では、電動走行中は、モータジェネレータ１５における発電による回生ブレーキによる制動を行う。
＜移行制御＞
次に、図２を参照して移行制御について説明する。

【0039】

移行制御は、エンジン１０とモータジェネレータ１５との間の駆動伝達を遮断した状態での電動走行から、クラッチ１４を係合させて駆動伝達を接続した状態に移行させるときに制御装置２３が実行する制御である。

【0040】

図２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１では機関回転速度Ｎｅｎｇが０になっている。また、図２（ｄ）に示すように、時刻Ｔ１ではエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇが０である。すなわち、時刻Ｔ１の時点では、エンジン１０は停止している。

【0041】

また、図２（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１ではクラッチ１４の係合率も０になっている。すなわち、クラッチ１４は開放されている。
一方で、図２（ｂ）に一点鎖線で示すように、時刻Ｔ１ではモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇは正の値になっている。また、図２（ｄ）に一点鎖線で示すように、時刻Ｔ１ではモータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇも正の値になっている。すなわち、時刻Ｔ１では、ハイブリッド車両は、モータジェネレータ１５の駆動力のみで走行する電動走行を行っている。

【0042】

時刻Ｔ１において、クラッチ１４を係合させて駆動伝達を接続した状態に移行させる移行制御を開始すると、制御装置２３は、エンジン１０を始動させる。具体的には、制御装置２３は、まず、クラッチ１４を係合側に向かって操作し、図２（ｃ）に示すように係合率を徐々に高める。これにより、クラッチ１４を介してモータジェネレータ１５側からエンジン１０に駆動力が伝達されるようになるため、図２（ｂ）に示すように機関回転速度Ｎｅｎｇが上昇する。すなわち、エンジン１０が、モータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇの一部を利用してクランキングされる。

【0043】

そして、エンジン１０がクランキングされている時刻Ｔ２において、制御装置２３は、エンジン１０における燃料噴射及び点火を開始させる。これにより、図２（ｄ）に示すように、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇが増大する。そのため、図２（ｂ）に示すように機関回転速度Ｎｅｎｇがさらに上昇する。

【0044】

なお、エンジン１０の制御においては、制御装置２３は、燃料噴射を停止させる燃料カットを実行することがある。制御装置２３は、燃料カットの実行を許可する燃料カット許可回転速度Ｎｆｃと、復帰回転速度Ｎｃとを設定する。そして、制御装置２３は、機関回転速度Ｎｅｎｇが燃料カット許可回転速度Ｎｆｃ以下であることを条件に燃料カットの実行を許可する。また、制御装置２３は、燃料カットを実行しているときに、機関回転速度Ｎｅｎｇが復帰回転速度Ｎｃ未満になると、燃料カットを終了させて、燃料噴射を再開させる。

【0045】

燃料カット許可回転速度Ｎｆｃと復帰回転速度Ｎｃとが近すぎると、燃料カットの実行と停止とが繰り返されるハンチングが起こりやすくなる。そこで、制御装置２３は、復帰回転速度Ｎｃに加算量を加算することによって燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを算出している。具体的には、復帰回転速度Ｎｃに加算量を加算した和を燃料カット許可回転速度Ｎｆｃにしている。復帰回転速度Ｎｃは、燃料噴射を再開することによってエンジン１０の運転を継続させることができる機関回転速度Ｎｅｎｇの下限値に基づいて設定されている。そして、加算量の大きさは、予め行う実験やシミュレーションの結果に基づいてハンチングの発生を抑制することができる大きさに設定されている。

【0046】

ところが、エンジン始動時には、燃焼の状態が不安定であり、機関回転速度Ｎｅｎｇがオーバーシュートする可能性がある。このとき、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃが小さい値に設定されていると、機関回転速度Ｎｅｎｇが容易に燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを超えてしまう。その結果、燃料カットが実行されて始動が失敗しやすくなる。そこで、制御装置２３は、エンジン始動時に、一定期間、例えば数秒間、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを大きな値に設定する嵩上げ処理を実行するようにしている。

【0047】

具体的には、制御装置２３は、嵩上げ処理において、復帰回転速度Ｎｃに第１加算量を加算した和である第１回転速度Ｎ１を、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃとして設定する。第１加算量は、エンジン１０が運転されているときに復帰回転速度Ｎｃに加算される第２加算量よりも大きい。なお、嵩上げ処理を実行していないときに設定される燃料カット許可回転速度Ｎｆｃは、復帰回転速度Ｎｃに第２加算量を加算した和である第２回転速度Ｎ２である。

【0048】

このように、嵩上げ処理により設定される第１回転速度Ｎ１は、嵩上げ処理を実行していないときに設定される第２回転速度Ｎ２よりも高い回転速度になっている。制御装置２３では、こうした嵩上げ処理を実行することにより、エンジン１０の始動の失敗を抑制している。

【0049】

図２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ３において、機関回転速度Ｎｅｎｇが判定値Ｎｘ以上になると、制御装置２３は、回転同期処理を開始する。なお、判定値Ｎｘは、エンジン１０が燃焼による運転を継続させることができる自律運転の状態に移行したと判定するための閾値である。

【0050】

回転同期処理は、クラッチ１４の係合率を徐々に高めることによって機関回転速度Ｎｅｎｇとモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇを滑らかに同期させる処理である。具体的には、回転同期処理において、制御装置２３は、図２（ｄ）に示すようにエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを一定に保持したまま、図２（ｃ）に示すようにクラッチ１４の係合率を徐々に増大させる。これにより、図２（ｂ）に示すように機関回転速度Ｎｅｎｇがモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇに近づいていく。

【0051】

図２（ｂ）に示すように、機関回転速度Ｎｅｎｇとモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇとの差が極めて小さくなると、図２（ａ）に示すように、制御装置２３は、時刻Ｔ４において回転同期が完了したと判定して、回転同期処理を終了させる。そして、制御装置２３は、図２（ｃ）に示すようにクラッチ１４を速やかに完全係合させる。なお、このとき、制御装置２３は、点火時期を遅角させてエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを低減させる。これにより、クラッチ１４の係合率の急変による駆動力の急変が抑制される。

【0052】

図２（ｃ）に示すように、時刻Ｔ５において、クラッチ１４の係合率が１になる。時刻Ｔ５において、クラッチ１４の係合が完了したと判定すると、制御装置２３は、トルクすり替え処理を開始する。トルクすり替え処理は、図２（ｄ）に示すように、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを徐々に増大させながら、モータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇを徐々に減少させる処理である。こうして、駆動力源のトルクをトルクＴＲＱｍｇからトルクＴＲＱｅｎｇに徐々にすり替えることによって駆動源をモータジェネレータ１５からエンジン１０に切り替える。

【0053】

こうしてトルクすり替え処理が終了すると、制御装置２３は、移行制御を終了させる。
＜バッテリ保護処理＞
ところで、バッテリ１６の充電割合ＳＯＣが１００％に近い状態で回生ブレーキによる制動を行うと、バッテリ１６の蓄電量が過剰になってしまう。これに対して、蓄電量が過剰になることを回避するために、モータジェネレータ１５による発電を制限すると、回生ブレーキによる制動力が小さくなってしまう。

【0054】

そこで、制御装置２３は、電動走行中にバッテリ１６の充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上になった場合に、エンジン１０を始動させてクラッチ１４を係合させる。そして、制御装置２３は、こうしてエンジン１０とモータジェネレータ１５との間の駆動伝達を接続した状態でエンジンブレーキを作用させるバッテリ保護処理を実行する。このバッテリ保護処理により、バッテリ１６の蓄電量が過剰になることを抑制しながら、回生ブレーキでまかなえない分の制動力をエンジンブレーキによってまかなうことができる。なお、閾値Ｘｍａｘは、バッテリ保護処理を実行するか否かを判定するための閾値である。閾値Ｘｍａｘは、１００％よりも低い値である。閾値Ｘｍａｘの大きさは、回生ブレーキの実行機会を十分に確保しつつ、蓄電量が過剰になることを抑制できるように、予め行う実験やシミュレーションの結果に基づいて設定されている。

【0055】

エンジン１０を始動させてクラッチ１４を係合させる際には、上述した移行制御によってエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを制御してクラッチ１４を係合させる際のショックを抑制する。エンジン１０を始動させる際には、嵩上げ処理によって燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを嵩上げして第１回転速度Ｎ１に設定する。しかし、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃが嵩上げされていると、燃料カットが実行されにくくなる。そのため、バッテリ１６の充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上になってエンジン保護処理を実行してもすぐにエンジンブレーキによる制動力を発生させることができないことがある。

【0056】

次に、図３を参照して、この事象について詳しく説明する。図３は、図２を参照して説明した移行制御と同様に、嵩上げ処理を実行した場合の例を示すタイムチャートである。なお、図３に示す例は、電動走行中の減速走行であり、回生ブレーキによる制動中に充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上になってバッテリ保護処理を実行するときの移行制御である。

【0057】

＜比較例の移行制御＞
図３（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１では機関回転速度Ｎｅｎｇが０になっている。また、図３（ｅ）に示すように、時刻Ｔ１ではエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇが０である。すなわち、時刻Ｔ１の時点では、エンジン１０は停止している。

【0058】

また、図３（ｄ）に示すように、時刻Ｔ１ではクラッチ１４の係合率も０になっている。すなわち、クラッチ１４は開放されている。
一方で、図３（ｃ）に一点鎖線で示すように、時刻Ｔ１ではモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇは正の値になっている。また、図３（ｅ）に一点鎖線で示すように、時刻Ｔ１ではモータジェネレータ１５のトルクＴＲＱｍｇは負の値になっている。すなわち、時刻Ｔ１では、ハイブリッド車両は、電動走行中であり、回生ブレーキによる制動を行っている。

【0059】

時刻Ｔ１において、移行制御を開始すると、制御装置２３は、まず、クラッチ１４を係合側に向かって操作し、図３（ｄ）に示すように係合率を徐々に高める。これにより、エンジン１０が、クランキングされる。こうしてエンジン１０の始動を開始する。このとき、嵩上げ処理が実行され、図３（ｃ）に示すように、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃは第１回転速度Ｎ１に設定される。

【0060】

そして、エンジン１０がクランキングされている時刻Ｔ２において、制御装置２３は、エンジン１０における燃料噴射及び点火を開始させる。これにより、図３（ｅ）に示すように、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇが増大する。そのため、図３（ｃ）に示すように機関回転速度Ｎｅｎｇがさらに上昇する。

【0061】

図３（ｃ）に示すように、時刻Ｔ３において、機関回転速度Ｎｅｎｇが判定値Ｎｘ以上になると、制御装置２３は、回転同期処理を開始する。回転同期処理において制御装置２３は、図３（ｅ）に示すようにエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを一定に保持したまま、図３（ｄ）に示すようにクラッチ１４の係合率を徐々に増大させる。これにより、図３（ｃ）に示すように機関回転速度Ｎｅｎｇがモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇに近づいていく。

【0062】

図３（ｃ）に示すように、時刻Ｔ４において機関回転速度Ｎｅｎｇとモータジェネレータ１５の回転速度Ｎｍｇとの差が極めて小さくなると、図３（ａ）に示すように、制御装置２３は、時刻Ｔ４において回転同期が完了したと判定して、回転同期処理を終了させる。そして、制御装置２３は、図３（ｄ）に示すようにクラッチ１４を速やかに完全係合させる。なお、このとき、制御装置２３は、点火時期を遅角させてエンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを低減させる。これにより、クラッチ１４の係合率の急変による駆動力の急変が抑制される。

【0063】

図３（ｄ）に示すように、時刻Ｔ５において、クラッチ１４の係合率が１になる。時刻Ｔ５において、クラッチ１４の係合が完了したと判定すると、制御装置２３は、トルクすり替え処理を開始する。

【0064】

時刻Ｔ６において、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇは、燃焼運転における最小トルクに到達する。しかし、このときには、機関回転速度Ｎｅｎｇが燃料カット許可回転速度Ｎｆｃよりも高いため、燃料カットの実行は許可されない。そのため、制御装置２３は、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇを最小トルクに維持したまま、燃料噴射を継続させる。

【0065】

時刻Ｔ７において、嵩上げ処理の実行期間が終了すると、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃが第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定される。これにより、機関回転速度Ｎｅｎｇが燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを下回る状態になるため、制御装置２３は、図３（ｂ）に示すように、燃料カット信号をＯＮにして燃料カットを実行する。こうして移行制御が終了する。

【0066】

このように、嵩上げ処理によって燃料カット許可回転速度Ｎｆｃが高い値に設定されていると、エンジン始動後の機関回転速度Ｎｅｎｇが燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを上回り、燃料カットが実行されない。そのため、エンジンブレーキによる制動の開始が遅れてしまう。図３に示す例の場合には、時刻Ｔ７まで最小トルクでエンジン１０を運転させている。

【0067】

バッテリ保護処理により、エンジン１０を始動させてエンジンブレーキによる制動を行う場合には、速やかにエンジンブレーキによる制動を発生させることが望まれる。そこで、この実施形態の制御装置２３は、バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、嵩上げ処理を実行せず、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定する。

【0068】

＜制御装置２３における燃料カット許可回転速度Ｎｆｃの設定＞
以下、図４を参照して、この実施形態の制御装置２３が、電動走行中の減速時に実行する処理の流れを説明する。

【0069】

制御装置２３は、電動走行中の減速時に図４に示すルーチンを繰り返し実行する。このルーチンは、電動走行中の減速時に、回生ブレーキを実行するか、エンジンブレーキを実行するのかを選択するルーチンである。

【0070】

図４に示すように、このルーチンを開始すると、制御装置２３は、まずステップＳ１００の処理において、充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上であるかを判定する。ステップＳ１００の処理において、充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ未満であると判定した場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、制御装置２３は、処理をステップＳ１３０へと進める。

【0071】

ステップＳ１３０の処理において、制御装置２３は、回生ブレーキによる制動を行うことを選択してこのルーチンを一旦終了させる。
一方で、ステップＳ１００の処理において、充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上であると判定した場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、制御装置２３は、処理をステップＳ１１０へと進める。

【0072】

ステップＳ１１０の処理において、制御装置２３は、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを、第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定する。そして、ステップＳ１２０の処理において、制御装置２３は、エンジン１０を始動してクラッチ１４を係合させ、エンジンブレーキによる制動を行うことを選択してこのルーチンを一旦終了させる。すなわち、この場合には、制御装置２３は、嵩上げ処理を実行せずに、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定する。

【0073】

なお、ステップＳ１２０の処理を実行したときに、すでに移行制御が完了していてクラッチ１４が係合された状態になっているときには、制御装置２３は、ステップＳ１２０においてエンジン１０の始動を行わない。すなわち、この場合には、制御装置２３は、ステップＳ１２０の処理において、エンジンブレーキによる制動を選択してこのルーチンを一旦終了する。

【0074】

＜本実施形態の作用＞
次に図５を参照して上記のルーチンを実行する本実施形態の制御装置２３による移行制御について説明する。なお、図５に示すタイムチャートは、図３を参照して説明した比較例と同様の状況における本実施形態の制御装置２３の移行制御を示している。

【0075】

この状況の場合、充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上であるため（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置２３は、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定する（Ｓ１１０）。

【0076】

図５（ａ）に示すように時刻Ｔ４において回転同期の完了が判定されて図５（ｄ）に示すように時刻Ｔ５までにクラッチ１４が完全係合される。そして、時刻Ｔ５からトルクすり替え処理が実行される。ここまでは、図３を参照して説明した比較例の場合と同様である。

【0077】

しかし、図５（ｃ）に示すように、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃは第２回転速度Ｎ２になっている。
図５（ｅ）に示すように、時刻Ｔ６において、エンジン１０のトルクＴＲＱｅｎｇが燃焼運転における最小トルクに到達する。図５（ｃ）に示すように、このときには、機関回転速度Ｎｅｎｇが燃料カット許可回転速度Ｎｆｃよりも低いため、燃料カットの実行は許可される。図５（ｂ）に示すように、制御装置２３は、燃料カット信号をＯＮにする。そして、制御装置２３は、トルクすり替え処理を終了させるとともに燃料カットを実行する。こうして時刻Ｔ６において移行制御が終了する。

【0078】

このように本実施形態の制御装置２３では、図３を参照して説明した比較例の場合のように燃料カットの実行を保留してエンジン１０を最小トルクで運転させる期間は存在しない。すなわち、本実施形態の制御装置２３は、より速やかにフューエルカットを実行して、エンジンブレーキによる制動力を発生させることができる。

【0079】

＜本実施形態の効果＞
（１）制御装置２３は、バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを、第１回転速度Ｎ１よりも低い第２回転速度Ｎ２に設定する。そのため、制御装置２３は、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを第１回転速度Ｎ１に設定する場合と比較して、より低い機関回転速度Ｎｅｎｇにおいて燃料カットを実行できる。これにより、エンジン１０とモータジェネレータ１５との間の駆動伝達が接続されたときに、燃料カットが実行されやすくなる。したがって、制御装置２３は、バッテリ１６の充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上になったときに、エンジンブレーキによる制動力を速やかに発生させることができる。

【0080】

（２）制御装置２３は、エンジン始動時に、嵩上げ処理を実行し、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを、復帰回転速度Ｎｃに第２加算量を加えた和である第２回転速度Ｎ２に設定する。そのため、制御装置２３は、エンジン１０の始動の失敗を抑制できる。

【0081】

（３）制御装置２３は、トルクすり替え処理を実行する。そのため、制御装置２３は、エンジン１０とモータジェネレータ１５との間の動力伝達を接続した状態での電動走行への移行を完了させるにあたり、駆動力の変動を抑制することができる。

【0082】

（４）制御装置２３は、バッテリ保護処理によるエンジン始動の場合には、燃料カットの実行とともにトルクすり替え処理を終了して移行制御を終了させる。そのため、制御装置２３は、速やかにエンジンブレーキによる制動力を発生させるとともに、速やかに移行制御を終了させることができる。

【0083】

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0084】

・上記の実施形態では、クラッチ１４の係合が完了したあと、すり替え処理を実行してから移行制御を終了させる例を示した。これに対して、すり替え処理を省略してもよい。
・上記の実施形態では、スタータモータを備えておらず、モータジェネレータ１５でエンジン１０をクランキングするハイブリッド車両を例示した。これに対して、スタータモータを備え、エンジン１０をスタータモータの駆動力でクランキングするハイブリッド車両に、上記の実施形態と同様の制御装置２３を適用することもできる。

【0085】

・嵩上げ処理によらず、そもそも燃料カット許可回転速度Ｎｆｃが高い値に設定されている場合には、図３を参照して説明した比較例の場合と同様に、燃料カットをすぐに実行できないことがある。上記の実施形態のように、電動走行中の減速時であり、充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上であるときに、燃料カット許可回転速度Ｎｆｃを低い値に設定する構成を採用すれば、燃料カットが実行されやすくなる。そのため、上記の実施形態と同様に、バッテリ１６の充電割合ＳＯＣが閾値Ｘｍａｘ以上になったときに、エンジンブレーキによる制動力を速やかに発生させることができるようになる。

【0086】

・制御装置２３としては、処理回路と記憶装置を備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置２３は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理回路と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理回路及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理回路およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

【符号の説明】

【0087】

１０…エンジン
１１…変速ユニット
１２…ディファレンシャル
１３…駆動輪
１４…クラッチ
１５…モータジェネレータ
１６…バッテリ
１７…インバータ
１８…トルクコンバータ
１９…自動変速機
２０…ロックアップクラッチ
２１…オイルポンプ
２２…油圧制御部
２３…制御装置
３１…クランクポジションセンサ
３２…アクセルポジションセンサ
３３…車速センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】