特許 7548097 ハイブリッド車両の制御方法及び制御システム

(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】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御方法及び制御システム

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/02 20060101AFI20240903BHJP

   B60K 6/387 20071001ALI20240903BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B60W10/02 900

B60K6/387 ZHV

B60K6/48

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021053191

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150546

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100168871

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 健

(72)【発明者】

【氏名】福田 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 忠志

(72)【発明者】

【氏名】大佐古 昌和

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６１３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８６７０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｋ ６／３８７

Ｂ６０Ｋ ６／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータとの間に断続可能に設けられた摩擦締結要素と、を有するハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、前記モータの回転数を検出するモータ回転数センサと、を有し、
前記ハイブリッド車両の走行中において停止している前記エンジンの始動要求が発せられたときに、前記摩擦締結要素を解放状態からスリップ状態を経て締結状態へ移行させるように、当該摩擦締結要素を制御する工程と、
前記摩擦締結要素の制御中に、前記モータのクランキングによって前記エンジンを始動させるように、前記モータ及び前記エンジンを制御する工程と、
前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が第１閾値より大きい間は、前記エンジンの出力トルクが、前記エンジンと前記モータとの間で前記摩擦締結要素が伝達可能な伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、前記エンジンの回転数を上昇させるための回転上昇用トルクを前記エンジンが出力するように、前記エンジンを制御する工程と、
前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が前記第１閾値以下の場合、前記摩擦締結要素の締結が完了するまでの間、前記エンジンの出力トルクが前記伝達トルク容量を超えないように、前記エンジンを制御する工程と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。

【請求項2】

前記摩擦締結要素は油圧により動作するように構成され、
前記摩擦締結要素の伝達トルク容量は、前記摩擦締結要素に付与する油圧の指示値に基づき取得される、
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御方法。

【請求項3】

前記エンジンの出力トルクが前記伝達トルク容量を超えないように前記エンジンを制御する工程は、前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が前記第１閾値以下且つ第２閾値より大きい場合に、前記回転上昇用トルクと前記伝達トルク容量との内の小さい方のトルクを前記エンジンが出力するように、前記エンジンを制御する工程を含む、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御方法。

【請求項4】

前記エンジンの出力トルクが前記伝達トルク容量を超えないように前記エンジンを制御する工程は、前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が前記第２閾値以下の場合、前記ハイブリッド車両の目標駆動力を実現するための駆動力制御用トルクと前記伝達トルク容量との内の小さい方のトルクを前記エンジンが出力するように、前記エンジンを制御する工程を更に有する、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御方法。

【請求項5】

ハイブリッド車両の制御システムであって、
エンジン及びモータと、
前記エンジンと前記モータとの間に断続可能に設けられた摩擦締結要素と、
前記エンジン、前記モータ、及び前記摩擦締結要素を制御するよう構成された制御装置と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、
前記モータの回転数を検出するモータ回転数センサと、を有し、
前記制御装置は、
前記ハイブリッド車両の走行中において停止している前記エンジンの始動要求が発せられたときに、前記摩擦締結要素を解放状態からスリップ状態を経て締結状態へ移行させるように、当該摩擦締結要素を制御し、
前記摩擦締結要素の制御中に、前記モータのクランキングによって前記エンジンを始動させるように、前記モータ及び前記エンジンを制御し、
前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が第１閾値より大きい間は、前記エンジンの出力トルクが、前記エンジンと前記モータとの間で前記摩擦締結要素が伝達可能な伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、前記エンジンの回転数を上昇させるための回転上昇用トルクを前記エンジンが出力するように、前記エンジンを制御し、
前記摩擦締結要素の締結が完了する前において、前記モータと前記エンジンとの差回転が前記第１閾値以下の場合、前記摩擦締結要素の締結が完了するまでの間、前記エンジンの出力トルクが前記伝達トルク容量を超えないように、前記エンジンを制御するよう構成される、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力源としてのエンジン及びモータと、これらエンジンとモータとの間におけるトルクの伝達と遮断とを切り替える摩擦締結要素（クラッチ）と、を有するハイブリッド車両の制御方法及び制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジン（内燃機関）と、車輪への動力伝達経路上においてエンジンの下流側に設けられたモータと、エンジンとモータとの間に断続可能に設けられた第１クラッチと、モータと車輪（駆動輪）との間に断続可能に設けられた第２クラッチと、を有するハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両は、エンジンのトルクを用いずにモータのトルクを用いてハイブリッド車両を走行させる走行モード（ＥＶ走行モード）と、少なくともエンジンのトルクを用いてハイブリッド車両を走行させる走行モード（エンジン走行モード又はハイブリッド走行モード）と、を切り替え可能に構成されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、このようなハイブリッド車両に関して、モータ単独での走行中にエンジンを始動させる場合に、第２クラッチ（発進クラッチ）をスリップ制御しながらモータ回転数を上昇させ、モータ回転数が所定回転数に達したときに第１クラッチ（エンジンクラッチ）を締結してエンジンを始動する技術が開示されている。この技術では、モータの回転上昇による車速の変動及び第１クラッチの締結時のショックを抑制しつつ、スムーズなエンジン始動を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２５５２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のようなハイブリッド車両では第２クラッチをスリップ制御しているが、これと共に、あるいはこれに代えて、エンジンの始動時のショック抑制のために第１クラッチをスリップ制御することも考えられる。しかしながら、第１のクラッチがモータとエンジンとの間で伝達可能な伝達トルク容量より大きいトルクをエンジンが出力すると、エンジンが空回り状態となって回転数が急上昇し、ドライバに違和感や不安感を与えてしまう可能性がある。

【0006】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ハイブリッド車両の走行中におけるエンジン始動時に、エンジンとモータとの間に設けられたクラッチを的確に制御することで、車両ショックの発生を抑制しつつエンジンの過剰な回転上昇を防止して、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができるハイブリッド車両の制御方法及び制御システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンと、モータと、エンジンとモータとの間に断続可能に設けられた摩擦締結要素と、を有するハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、モータの回転数を検出するモータ回転数センサと、を有し、ハイブリッド車両の走行中において停止しているエンジンの始動要求が発せられたときに、摩擦締結要素を解放状態からスリップ状態を経て締結状態へ移行させるように、当該摩擦締結要素を制御する工程と、摩擦締結要素の制御中に、モータのクランキングによってエンジンを始動させるように、モータ及びエンジンを制御する工程と、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値より大きい間は、エンジンの出力トルクが、エンジンとモータとの間で摩擦締結要素が伝達可能な伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、エンジンの回転数を上昇させるための回転上昇用トルクをエンジンが出力するように、エンジンを制御する工程と、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値以下の場合、摩擦締結要素の締結が完了するまでの間、エンジンの出力トルクが伝達トルク容量を超えないように、エンジンを制御する工程と、を有することを特徴とする。

【0008】

このように構成された本発明では、エンジンの始動要求が発せられたときに、摩擦締結要素の締結が完了するまでの間、エンジンの出力トルクが、エンジンとモータとの間で摩擦締結要素が伝達可能な伝達トルク容量を超えないように、エンジンを制御するので、摩擦締結要素のスリップ制御中におけるエンジンの過剰な回転上昇を防止することができ、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。また、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値より大きい間は、エンジンの出力トルクが伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、エンジン回転数をモータ回転数に向かって迅速に上昇させることができ、エンジンの始動制御の応答性を向上することができる。

【0009】

本発明において、好ましくは、摩擦締結要素は油圧により動作するように構成され、摩擦締結要素の伝達トルク容量は、摩擦締結要素に付与する油圧の指示値に基づき取得される。
このように構成された本発明によれば、摩擦締結要素の伝達トルク容量を正確に求めることができ、車両ショックの発生を抑制しつつエンジンの過剰な回転上昇を適切に防止することができる。

【0011】

本発明において、好ましくは、エンジンの出力トルクが伝達トルク容量を超えないようにエンジンを制御する工程は、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値以下且つ第２閾値より大きい場合に、回転上昇用トルクと伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジンが出力するように、エンジンを制御する工程を含む。
このように構成された本発明では、モータとエンジンとの差回転がある程度小さくなった場合に、回転上昇中のエンジンの出力トルクに制限をかけることにより、エンジンの出力トルクが摩擦締結要素の伝達トルク容量を超えて空回りすることによるエンジン回転数の過剰な上昇を抑制できる。したがって、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【0012】

本発明において、好ましくは、エンジンの出力トルクが伝達トルク容量を超えないようにエンジンを制御する工程は、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第２閾値以下の場合、ハイブリッド車両の目標駆動力を実現するための駆動力制御用トルクと伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジンが出力するように、エンジンを制御する工程を更に有する。
このように構成された本発明では、モータとエンジンとの差回転が十分小さくなった場合に、駆動力制御中のエンジンの出力トルクに制限をかけることにより、エンジンの出力トルクが摩擦締結要素の伝達トルク容量を超えて空回りすることによるエンジン回転数の過剰な上昇を抑制できる。したがって、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【0013】

他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド車両の制御システムであって、エンジン及びモータと、エンジンとモータとの間に断続可能に設けられた摩擦締結要素と、エンジン、モータ、及び摩擦締結要素を制御するよう構成された制御装置と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、前記モータの回転数を検出するモータ回転数センサと、を有し、制御装置は、ハイブリッド車両の走行中において停止しているエンジンの始動要求が発せられたときに、摩擦締結要素を解放状態からスリップ状態を経て締結状態へ移行させるように、当該摩擦締結要素を制御し、摩擦締結要素の制御中に、モータのクランキングによってエンジンを始動させるように、モータ及びエンジンを制御し、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値より大きい間は、エンジンの出力トルクが、エンジンとモータとの間で摩擦締結要素が伝達可能な伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、エンジンの回転数を上昇させるための回転上昇用トルクをエンジンが出力するように、エンジンを制御し、摩擦締結要素の締結が完了する前において、モータとエンジンとの差回転が第１閾値以下の場合、摩擦締結要素の締結が完了するまでの間、エンジンの出力トルクが伝達トルク容量を超えないように、エンジンを制御するよう構成される、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、車両ショックの発生を抑制しつつエンジンの過剰な回転上昇を防止して、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のハイブリッド車の制御方法及び制御システムによれば、ハイブリッド車両の走行中におけるエンジン始動時に、エンジンとモータとの間に設けられたクラッチを的確に制御することで、車両ショックの発生を抑制しつつエンジンの過剰な回転上昇を防止して、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態によるハイブリッド車両の概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態によるハイブリッド車両の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態による始動制御の一例を示すタイムチャートである。

【図4】本発明の実施形態による始動制御を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御方法及び制御システムを説明する。

【0017】

［装置構成］
図１は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御方法及び制御システムが適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。

【0018】

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、主に、ハイブリッド車両１を駆動するためのトルクを発生するエンジン２（例えばガソリンエンジン）と、ハイブリッド車両１の動力伝達経路上においてエンジン２よりも下流側に設けられ、ハイブリッド車両１を駆動するためのトルクを発生するモータ４と、図示しないインバータ等を介してモータ４との間で電力の授受を行うバッテリ５と、ハイブリッド車両１の動力伝達経路上においてモータ４よりも下流側に設けられ、エンジン２及び／又はモータ４による回転速度を変速する変速機６と、変速機６からのトルクを下流側に伝達する動力伝達系８と、動力伝達系８からのトルクによって車輪１２を駆動するドライブシャフト１０と、当該車輪（駆動輪）１２と、を有する。

【0019】

エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸とは、油圧により断続（断接）可能な第１クラッチＣＬ１（摩擦締結要素）を介して軸ＡＸ１によって同軸状に連結されている。この第１クラッチＣＬ１により、エンジン２とモータ４との間におけるトルクの伝達と遮断とを切り替えられるようになっている。例えば、第１クラッチＣＬ１は、図示しないモータやソレノイドにより、クラッチ作動油流量及び／又はクラッチ作動油圧を連続的又は段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な乾式多板クラッチや湿式多板クラッチなどによって構成されている。

【0020】

モータ４の回転軸と変速機６の回転軸とは、軸ＡＸ２によって同軸状に連結されている。変速機６は、典型的には、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、ピニオンギヤＰ１（遊星歯車）及びキャリアＣ１を含む１つ以上のプラネタリギヤセットと、クラッチやブレーキ等の摩擦締結要素とを内部に備えており、車速やエンジン回転数などに応じてギヤ段（変速比）を自動的に切り替える機能を備えた自動変速機である。リングギヤＲ１はサンギヤＳ１と同心円上に配置され、ピニオンギヤＰ１はサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛み合うようにサンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されている。キャリアＣ１は、ピニオンギヤＰ１を自転可能且つサンギヤＳ１の周りを公転可能に保持する。

【0021】

また、変速機６は、断続（断接）な第２クラッチＣＬ２を内部に備え、この第２クラッチＣＬ２により、変速機６の上流側（エンジン２及びモータ４）と変速機６の下流側（車輪１２など）との間におけるトルクの伝達と遮断とを切り替えられるようになっている。例えば、第２クラッチＣＬ２も、図示しないモータやソレノイドにより、クラッチ作動油流量及び／又はクラッチ作動油圧を連続的又は段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な乾式多板クラッチや湿式多板クラッチなどによって構成されている。
なお、第２クラッチＣＬ２は、実際には、変速機６において種々のギヤ段を切り替えるために用いられる多数のクラッチによって構成される。また、図１では単純化のためプラネタリギヤセットを１つだけ示しているが、実際には変速機６は複数のプラネタリギヤセットを備えている。第２クラッチＣＬ２により代表される複数のクラッチや図示しない複数のブレーキ等の摩擦締結要素を選択的に締結して、各プラネタリギヤセットを経由する動力伝達経路を切り換えることにより、例えば複数の前進変速段と１段の後退速段とを実現可能となっている。

【0022】

動力伝達系８は、変速機６の出力軸ＡＸ３を介してトルクが入力される。動力伝達系８は、駆動力を左右一対の車輪１２に対して分配するデファレンシャルギヤや、ファイナルギヤなどを含んで構成されている。

【0023】

上記のハイブリッド車両１は、第１クラッチＣＬ１の締結と解放とを切り替えることで、走行モードを切り替えることができる。すなわち、ハイブリッド車両１は、第１クラッチＣＬ１を解放状態に設定して、エンジン２のトルクを用いずにモータ４のトルクを用いてハイブリッド車両１を走行させる第１走行モードと、第１クラッチＣＬ１を締結状態に設定して、少なくともエンジン２のトルクを用いてハイブリッド車両１を走行させる第２走行モードと、を有する。第１走行モードは、所謂ＥＶ走行モードであり、第２走行モードは、エンジン２のトルクのみを用いてハイブリッド車両１を走行させるエンジン走行モード、及びエンジン２及びモータ４の両方のトルクを用いてハイブリッド車両１を走行させるハイブリッド走行モードを含む。

【0024】

なお、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２は、それぞれ、本発明における「第１摩擦締結要素」及び「第２摩擦締結要素」の一例に相当する。ただし、このような第１及び第２摩擦締結要素としてクラッチを用いることに限定はされない。

【0025】

次に、図２は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の電気的構成を示すブロック図である。

【0026】

図２に示すように、コントローラ２０には、エンジン２の回転数を検知するエンジン回転数センサＳＮ１からの信号と、モータ４の回転数を検知するモータ回転数センサＳＮ２からの信号と、ドライバによるアクセルペダルの踏込み量に対応するアクセル開度を検知するアクセル開度センサＳＮ３からの信号と、ハイブリッド車両１の車速を検知する車速センサＳＮ４からの信号と、ハイブリッド車両１の前後方向の加速度を検知する加速度センサＳＮ５からの信号と、バッテリ５の充電状態を示すＳＯＣ（State of Charge）を検知するＳＯＣセンサＳＮ６からの信号と、が入力されるようになっている。

【0027】

コントローラ２０は、１つ以上のプロセッサ２０ａ（典型的にはＣＰＵ）と、当該プロセッサ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）や各種のデータを記憶するＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ２０ｂと、を備えるコンピュータにより構成される。コントローラ２０は、本発明における「制御装置」に相当し、また、本発明における「ハイブリッド車両の制御方法」を実行する。

【0028】

具体的には、コントローラ２０は、上述したセンサＳＮ１～ＳＮ６からの検知信号に基づき、主に、エンジン２、モータ４、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２に対して制御信号を出力し、これらを制御する。例えば、コントローラ２０は、エンジン２の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量を調整する制御や、モータ４の回転数、トルクを調整する制御や、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２の状態（締結状態、解放状態、スリップ状態）を切り替える制御などを行う。実際には、コントローラ２０は、エンジン２の点火プラグや燃料噴射弁やスロットル弁などを制御し、インバータを介してモータ４を制御し、油圧制御回路を介して第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を制御する。

【0029】

［ハイブリッド車両の制御］
次に、本実施形態においてコントローラ２０が行う制御内容について説明する。本実施形態では、コントローラ２０は、エンジン２を停止した状態での走行中に、このエンジン２の始動要求が発せられたときに、エンジン２とモータ４との間に設けられた第１クラッチＣＬ１を解放状態から所定のスリップ状態を経て締結状態へと移行させる。こうすることで、第１クラッチＣＬ１を介してモータ４のトルクをエンジン２に伝達して、モータ４によってエンジン２をクランキングすることでエンジン２を始動させるようにする。また、コントローラ２０は、このようなエンジン２の始動時に、モータ４と車輪１２との間に設けられた第２クラッチＣＬ２を締結状態から所定のスリップ状態へと移行させる。こうすることで、動力源（特にエンジン２）と車輪１２との間の第２クラッチＣＬ２を介したトルク伝達をできるだけ低減させて、このトルク伝達によりハイブリッド車両１に発生するショック（車両ショック）を抑制するようにする。例えば、車両ショックには、走行しているハイブリッド車両１の運動エネルギーがエンジン２側に伝達されてエンジン始動に用いられることによる車両の減速がある。

【0030】

特に、本実施形態では、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１を解放状態から所定のスリップ状態を経て締結状態へと移行させるときに、第１クラッチＣＬ１の締結が完了するまでの間、エンジン２の出力トルクが、エンジン２とモータ４との間で第１クラッチＣＬ１が伝達可能な伝達トルク容量を超えないように、エンジン２を制御する。これにより、車両ショックの発生を抑制しつつエンジン２の過剰な回転上昇を防止することができる。

【0031】

次に、図３を参照して、本実施形態においてエンジン２の始動時に行われる種々の制御（以下では単に「始動制御」と呼ぶ。）について具体的に説明する。図３は、本実施形態による始動制御の一例を示すタイムチャートである。

【0032】

図３において、グラフＧ１ａはモータ回転数を示し、グラフＧ１ｂは車輪回転数（換言するとドライブシャフト１０の回転数）を示し、グラフＧ１ｃはエンジン回転数を示し、グラフＧ１ｄは第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を示し、グラフＧ１ｅは第２クラッチＣＬ２の伝達トルク容量を示し、グラフＧ１ｆはモータ４の出力トルクを示し、グラフＧ１ｇはエンジン２の出力トルクを示し、グラフＧ１ｈは第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないようにエンジン２を制御しなかった場合のエンジン２の出力トルクを示している。
ここでは、モータ４の余裕駆動力があり（換言するとモータ４がエンジン２を始動させるのに十分なトルクを発生可能な状態にある）、且つ、ハイブリッド車両１が始動要求後に加速状態となる場合に行われる制御を例に挙げて説明する。

【0033】

エンジン２の始動要求が発せられると、コントローラ２０は、締結状態にある第２クラッチＣＬ２の作動油圧を低下させることにより、第２クラッチＣＬ２の伝達トルク容量を低下させる（時刻ｔ１１）。その結果、第２クラッチＣＬ２が所定のスリップ状態へと移行する。

【0034】

この後、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の作動油圧を徐々に上昇させる（時刻ｔ１２～）。これにより、第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量が上昇し、解放状態にある第１クラッチＣＬ１が所定のスリップ状態へと移行する。

【0035】

他方で、コントローラ２０は、エンジン２の始動要求が発せられたときに（時刻ｔ１１以降）、目標駆動力に対応する目標加速度を実現すべく、モータ目標回転数を上昇させる。特に、コントローラ２０は、動力伝達系８内のギヤ（典型的にはデファレンシャルギヤ）の状態を所定のガタ詰め状態（動力源側から車輪側へと動力が伝達されるような加速側のガタ詰め状態）に維持するために、モータ回転数が車輪回転数よりも高い差回転の状態が維持されるようにモータ目標回転数を設定してモータ４を制御する。
上述したように第１クラッチＣＬ１が所定のスリップ状態に移行すると（時刻ｔ１２～）、モータ４の出力トルクの一部は第１クラッチＣＬ１を介してエンジン２に伝達され、エンジン２のクランキングに用いられる。このとき、エンジン２のクランキングを行いながらモータ回転数がモータ目標回転数に追従するように、コントローラ２０はモータ４の出力トルクを上昇させる。

【0036】

コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい間は（時刻ｔ１２からｔ１３の間）、エンジン２の回転数を上昇させるための回転上昇用トルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。この場合、エンジン回転数をモータ回転数に向かって迅速に上昇させるため、コントローラ２０は、エンジン２の出力トルクに制限を設けない。即ち、時刻ｔ１２以降、モータ４のトルクによりクランキングされたエンジン２の出力トルクは、まず着火前の圧縮反力により負値になった後、各シリンダーの着火により予め定められた変化率で上昇し、第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量よりも大きくなる。その結果、エンジン回転数が上昇し、時刻ｔ１３においてモータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａまで減少する。

【0037】

時刻ｔ１３以降、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａ以下且つ第２閾値Ｂより大きい間は（時刻ｔ１３からｔ１５の間）、コントローラ２０は、回転上昇用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。つまり、エンジン２が出力するトルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないようにする。第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量は、第１クラッチＣＬ１に付与する油圧の指示値に基づき取得される。具体的には、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の摩擦材の摩擦係数、有効半径、摩擦面数、油圧を乗算することにより、伝達トルク容量を算出する。あるいは指示油圧と伝達トルク容量との関係を規定したマップ（予めメモリ等に記憶されている）を参照して、伝達トルク容量を取得しても良い。
また、コントローラ２０は、エンジン２が完爆状態に達すると、時刻ｔ１４より、第１クラッチＣＬ１を締結状態に設定すべく第１クラッチＣＬ１の指示油圧を上昇させる。これにより第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量が上昇する。
したがって、時刻ｔ１３からｔ１４の間において、エンジン２の出力トルクは第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量まで減少し、時刻ｔ１４以降は伝達トルク容量と共に上昇する。これにより、エンジン２が出力するトルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないように制御されない場合（Ｇ１ｈ）と比べて、エンジン２の空回りによる回転数の急上昇が抑制される。

【0038】

この後、時刻ｔ１５以降にモータ４とエンジン２の差回転が第２閾値Ｂ未満になると、第１クラッチＣＬ１の締結が完了するまでの間は（時刻ｔ１５からｔ１６までの間）、コントローラ２０は、駆動力制御用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。つまり、エンジン２が出力するトルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないようにする。駆動力制御用トルクは、ハイブリッド車両１の目標駆動力を実現するためにエンジン２が出力すべきトルクであり、目標駆動力やモータ４の出力トルクから算出される。
したがって、時刻ｔ１５からｔ１６の間において、駆動力制御用トルクが伝達トルク容量より大きい場合はエンジン２の出力トルクは伝達トルク容量と共に上昇し、駆動力制御用トルクが伝達トルク容量より小さくなると駆動力制御用トルクに従って変化する。これにより、エンジン２が出力するトルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないように制御されない場合（Ｇ１ｈ）と比べて、エンジン２の空回りによる回転数の急上昇が抑制される。

【0039】

この後、時刻ｔ１６において第１クラッチＣＬ１の締結が完了すると、コントローラ２０は、駆動力制御用トルクをエンジン２が出力するようにエンジン２を制御する。つまり、エンジン２が出力するトルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないようにする制御を終了する。この後、コントローラ２０は、時刻ｔ１６において第１クラッチＣＬ１の締結が完了し、エンジン回転数がモータ回転数と等しくなると、時刻ｔ１６からｔ１７において、第２クラッチＣＬ２を締結状態に設定すべく第２クラッチＣＬ２の指示油圧を上昇させる。そして、時刻ｔ１７において第２クラッチＣＬ２の締結が完了すると、コントローラ２０は始動制御を終了する。

【0040】

次に、図４を参照して、本実施形態によるエンジン２の始動制御の全体的な流れについて説明する。図４は、本実施形態による始動制御を示すフローチャートである。このフローは、コントローラ２０によって所定の周期で繰り返し実行される。

【0041】

まず、ステップＳ１００において、コントローラ２０は、各種情報を取得する。具体的には、コントローラ２０は、少なくとも上記したセンサＳＮ１～ＳＮ６から検出信号を取得する。

【0042】

次いで、ステップＳ１０１において、コントローラ２０は、現在停止しているエンジン２の始動要求が発せられているか否かを判定する。例えば、この始動要求は、ドライバがＥＶモードにおいて比較的大きな加速を要求している場合（つまり走行モードをＥＶモードからＨＶモードに切り替える必要があるような加速度をドライバが要求している場合）に発せられる。加えて、始動要求は、このようなドライバ要求以外に、パワートレイン等を含む制御システムから発せられる（以下では、この始動要求を適宜「システム要求」と呼ぶ）。このシステム要求は、車速や負荷やバッテリ状態やエンジン温度などに応じて、ハイブリッド車両１の走行モードをＥＶモードからＨＶモードに切り替えるべきである場合に発せられる。例えば、目標駆動力を実現するためにはモータ４の駆動力だけでは不足する場合や、バッテリ５を充電すべき場合（バッテリ５のＳＯＣが所定値未満である場合）や、減速時にエンジン２によるエンジンブレーキを付与すべき場合などにおいて、システム要求が発せられる。

【0043】

ステップＳ１０１において、始動要求が発せられたと判定されなかった場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、コントローラ２０は、本始動制御に係る処理を終了する。これに対して、始動要求が発せられたと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、コントローラ２０は、エンジン２の出力トルクの指示値（以下「エンジン指示トルク」という）として、回転上昇用トルクを設定する。
また、コントローラ２０は、第２クラッチＣＬ２の作動油圧を制御するための指示油圧を低下させて第２クラッチＣＬ２の締結状態から所定のスリップ状態への移行を開始し、その後、第１クラッチＣＬ１の作動油圧を制御するための指示油圧を上昇させて、第１クラッチＣＬ１の解放状態から所定のスリップ状態への移行を開始する。

【0044】

次いで、ステップＳ１０３において、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転（モータ回転数－エンジン回転数）が第１閾値Ａ以下か否かを判定する。その結果、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａ以下と判定されなかった場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、つまりモータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい場合は、ステップＳ１０２に戻る。この場合、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい間は、ステップＳ１０２の処理とＳ１０３の判定を繰り返す。

【0045】

これに対して、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａ以下と判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進み、回転上昇用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクを、エンジン指示トルクとして設定する。上述したように、回転上昇用トルクエンジン２の回転数を上昇させるためのトルク値であり、例えば所定の変化率で上昇するように予め設定されメモリ等に記憶されている。また、第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量は、第１クラッチＣＬ１に付与する油圧の指示値に基づき取得される。
また、コントローラ２０は、エンジン２が完爆状態に達すると、第１クラッチＣＬ１の作動油圧を制御するための指示油圧を上昇させて、第１クラッチＣＬ１の所定のスリップ状態から締結状態への移行を開始する。その後、コントローラ２０は、スリップ状態にある第２クラッチＣＬ２を締結状態に移行するように、第２クラッチＣＬ２の作動油圧を制御するための指示油圧を上昇させる。

【0046】

次いで、ステップＳ１０５において、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第２閾値Ｂ以下か否かを判定する。この第２閾値Ｂは第１閾値Ａより小さい値である。その結果、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第２閾値Ｂ以下と判定されなかった場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、つまりモータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａ以下且つ第２閾値Ｂより大きい場合は、ステップＳ１０４に戻る。この場合、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい間は、ステップＳ１０４の処理とＳ１０５の判定を繰り返す。

【0047】

これに対して、コントローラ２０は、モータ４とエンジン２との差回転が第２閾値Ｂ以下と判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進み、駆動力制御用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクを、エンジン指示トルクとして設定する。上述したように、駆動力制御用トルクは、ハイブリッド車両１の目標駆動力を実現するためにエンジン２が出力すべきトルクであり、目標駆動力やモータ４の出力トルクから算出される。

【0048】

次いで、ステップＳ１０７において、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了したか否かを判定する。例えば、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の作動油圧が最大値に達した場合に、第１クラッチＣＬ１の締結が完了したと判定する。その結果、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了したと判定されなかった場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻る。この場合、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了するまで、ステップＳ１０６の処理とＳ１０７の判定を繰り返す。

【0049】

これに対して、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了したと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進み、駆動力制御用トルクを、エンジン指示トルクとして設定する。つまり、エンジン２の出力トルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えないようにする制御を終了する。

【0050】

次いで、ステップＳ１０９において、コントローラ２０は、エンジン２の始動制御が完了したか否かを判定する。例えば、コントローラ２０は、第２クラッチＣＬ２の作動油圧が最大値に達し、第２クラッチＣＬ２の締結が完了した場合に、エンジン２の始動制御が完了したと判定する。その結果、コントローラ２０は、エンジン２の始動制御が完了したと判定されなかった場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻る。この場合、コントローラ２０は、エンジン２の始動制御が完了するまで、ステップＳ１０８の処理とＳ１０９の判定を繰り返す。

【0051】

これに対して、コントローラ２０は、エンジン２の始動制御が完了したと判定された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、本始動制御に係る処理を終了する。

【0052】

［作用及び効果］
次に、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御方法及び制御システムの作用及び効果について説明する。

【0053】

本実施形態によれば、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了するまでの間、エンジン２の出力トルクが、エンジン２とモータ４との間で第１クラッチＣＬ１が伝達可能な伝達トルク容量を超えないように、エンジン２を制御する。これにより、第１クラッチＣＬ１のスリップ制御中におけるエンジン２の過剰な回転上昇を防止することができ、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【0054】

また、本実施形態によれば、第１クラッチＣＬ１は油圧により動作するように構成され、第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量は、第１クラッチＣＬ１に付与する油圧の指示値に基づき取得されるので、第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を正確に求めることができ、車両ショックの発生を抑制しつつエンジン２の過剰な回転上昇を適切に防止することができる。

【0055】

また、本実施形態によれば、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了する前において、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい間は、エンジン２の出力トルクが伝達トルク容量を超えるか否かにかかわらず、エンジン２の回転数を上昇させるための回転上昇用トルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。これにより、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａより大きい間は、エンジン回転数をモータ回転数に向かって迅速に上昇させることができ、エンジン２の始動制御の応答性を向上することができる。

【0056】

また、本実施形態によれば、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了する前において、モータ４とエンジン２との差回転が第１閾値Ａ以下且つ第２閾値Ｂより大きい場合に、回転上昇用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。これにより、回転上昇中のエンジン２の出力トルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えて空回りすることによるエンジン回転数の過剰な上昇を抑制でき、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【0057】

また、本実施形態によれば、コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１の締結が完了する前において、モータ４とエンジン２との差回転が第２閾値Ｂ以下の場合、駆動力制御用トルクと第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量との内の小さい方のトルクをエンジン２が出力するように、エンジン２を制御する。これにより、駆動力制御中のエンジン２の出力トルクが第１クラッチＣＬ１の伝達トルク容量を超えて空回りすることによるエンジン回転数の過剰な上昇を抑制でき、ドライバに違和感や不安感を与えないようにすることができる。

【符号の説明】

【0058】

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
４ モータ
５ バッテリ
６ 変速機
８ 動力伝達系
１２ 車輪
２０ コントローラ（制御装置）
ＣＬ１ 第１クラッチ（摩擦締結要素）
ＣＬ２ 第２クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】