特許 7707848 ハイブリッド車

(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】2025-07-07

(45)【発行日】2025-07-15

(54)【発明の名称】ハイブリッド車

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/40 20160101AFI20250708BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20250708BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20250708BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250708BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20250708BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250708BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20250708BHJP

【ＦＩ】

B60W20/40

B60K6/48 ZHV

B60W10/02 900

B60W10/08 900

B60W10/10 900

B60L50/16

B60L15/20 J

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021169650

(22)【出願日】2021-10-15

(65)【公開番号】P2023059563

(43)【公開日】2023-04-27

【審査請求日】2024-02-14

(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】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仲西 直器

(72)【発明者】

【氏名】吉川 雅人

【審査官】宇佐美 琴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１４６８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０００９４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５３００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９３６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４４４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０－ ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００－ ３／１２， ７／００－１３／００，

１５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｗ １０／００，１０／０２，１０／０６，１０／０８，

１０／１０，１０／１８，１０／２６，１０／２８，

１０／３０，２０／００－２０／５０

(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接続および接続の解除を行なうクラッチと、
前記モータに接続されたポンプインペラとタービンランナとを有するトルクコンバータと、
前記タービンランナに接続された入力軸と駆動輪に接続された出力軸とを有する変速機と、
前記モータからの動力だけを用いて走行する電動走行モードで前記エンジンの始動条件が成立すると、前記クラッチのスリップ係合および前記モータのアシスト制御により前記エンジンの回転数を増加させて前記エンジンを始動する制御装置と、
を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記電動走行モードのときに、前記モータの回転数と前記タービンランナの回転数と前記タービンランナの回転数変化率と走行用の要求トルクとに基づいて、前記アシスト制御を終了するときの前記モータの予測回転数である終了時予測回転数を演算する、
ハイブリッド車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、モータと、エンジンとモータとの間に設けられたクラッチと、モータに接続されたポンプインペラとタービンランナとを有するトルクコンバータと、タービンランナに接続された入力軸と駆動輪に接続された出力軸とを有する変速機と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－４４４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

こうしたハイブリッド車では、モータからの動力だけを用いて走行する電動走行モードでエンジンの始動条件が成立すると、クラッチのスリップ係合およびモータのアシスト制御によりエンジンの回転数を増加させてエンジンを始動する。これを踏まえて、アシスト制御を終了するときのモータの予測回転数である終了時予測回転数をどのように演算するかが課題とされている。

【0005】

本発明のハイブリッド車は、モータのアシスト制御を終了するときのモータの予測回転数をより適切に演算することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、
モータと、
前記エンジンと前記モータとの接続および接続の解除を行なうクラッチと、
前記モータに接続されたポンプインペラとタービンランナとを有するトルクコンバータと、
前記タービンランナに接続された入力軸と駆動輪に接続された出力軸とを有する変速機と、
前記モータからの動力だけを用いて走行する電動走行モードで前記エンジンの始動条件が成立すると、前記クラッチのスリップ係合および前記モータのアシスト制御により前記エンジンの回転数を増加させて前記エンジンを始動する制御装置と、
を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記電動走行モードのときに、前記モータの回転数と前記タービンランナの回転数と走行用の要求トルクとに基づいて、前記アシスト制御を終了するときの前記モータの予測回転数である終了時予測回転数を演算する、
ことを要旨とする。

【0008】

本発明のハイブリッド車では、モータからの動力だけを用いて走行する電動走行モードでエンジンの始動条件が成立すると、クラッチのスリップ係合およびモータのアシスト制御によりエンジンの回転数を増加させてエンジンを始動する。この場合において、電動走行モードのときに、モータの回転数とタービンランナの回転数と走行用の要求トルクとに基づいて、アシスト制御を終了するときのモータの予測回転数である終了時予測回転数を演算する。このようにして、終了時予測回転数をより適切に演算することができる。発明者らは、このことを解析などにより確認した。

【0009】

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記電動走行モードのときに、前記タービンランナの回転数変化率を考慮して前記終了時予測回転数を演算するものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記電動走行モードのときに、前記モータのイナーシャおよび前記タービンランナのイナーシャを考慮して前記終了時予測回転数を演算するものとしてもよい。これらのようにすれば、終了時予測回転数を更に適切に演算することができる。

【0010】

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記要求トルクになまし処理を施して得られる要求トルクなまし値と、前記モータの回転数と前記タービンランナの回転数とに基づいて得られる前記トルクコンバータの予測反力トルクと、を考慮して前記終了時予測回転数を演算するものとしてもよい。

【0011】

この場合、前記制御装置は、前記モータの回転数、前記タービンランナの回転数を前記モータの予測回転数の初期値、前記タービンランナの予測回転数の初期値にそれぞれ設定する初期値設定処理と、ｉ回目の前記要求トルクなまし値、（ｉ－１）回目の前記タービンランナの予測回転数と前記モータの予測回転数とに基づく前記ｉ回目の前記トルクコンバータの予測反力トルク、に基づいて前記ｉ回目の前記モータの予測角速度を演算すると共に前記ｉ回目の前記モータの予測角速度に基づいて前記ｉ回目の前記モータの予測回転数を演算する処理を所定回数だけ繰り返すループ演算処理とにより、前記終了時予測回転数を演算するものとしてもよい。

【0012】

本発明のハイブリッド車において、前記始動条件は、前記要求トルクが始動閾値よりも大きい条件であり、前記制御装置は、前記終了時予測回転数に基づいて前記始動閾値を設定するものとしてもよい。上述のように終了時予測回転数をより適切に演算することができることにより、始動閾値をより適切に設定することができ、始動条件の成立の有無をより適切に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】ＨＶＥＣＵ７０により実行される始動判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図3】モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓと最大許容トルクＴｍｍａｘや始動閾値Ｔｓｔとの関係の一例を示す説明図である。

【図4】ＨＶＥＣＵ７０により実行される終了時予測回転数演算ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図5】エンジン２２の始動処理を実行するときの様子の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0015】

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド車２０は、図示するように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、バッテリ３６と、クラッチＫ０と、トルクコンバータ４０と、自動変速機４２と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

【0016】

エンジン２２は、燃料タンクからのガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２のクランクシャフト２３は、クラッチＫ０を介してモータ３０の回転軸３１（回転子）に接続されている。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。

【0017】

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランクシャフト２３のクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからのエンジン２２の冷却水温Ｔｗを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、スロットルバルブへの制御信号や、燃料噴射弁への制御信号、点火プラグへの制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランクシャフト２３のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

【0018】

モータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。このモータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共にトルクコンバータ４０に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に電力ライン３７に接続されている。モータ３０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

【0019】

モータＥＣＵ３４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３４には、モータ３０を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ３４に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍや、モータ３０の各相の相電流を検出する電流センサからのモータ３０の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。モータＥＣＵ３４からは、インバータ３２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍに基づいて、モータ３０の電気角θｅや角速度ωｍ、回転数Ｎｍを演算している。

【0020】

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ３２と共に電力ライン３７に接続されている。

【0021】

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ＨＶＥＣＵ７０によって制御され、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続および接続の解除を行なう。

【0022】

トルクコンバータ４０は、一般的な流体伝動装置として構成されており、モータ３０の回転軸３１の動力を自動変速機４２の入力軸４３にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。このトルクコンバータ４０は、モータ３０の回転軸３１に接続された入力側のポンプインペラ４０ｐと、自動変速機４２の入力軸４３に接続された出力側のタービンランナ４０ｔと、タービンランナ４０ｔからポンプインペラ４０ｐへの作動油の流れを整流するステータと、ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチと、ポンプインペラ４０ｐとタービンランナ４０ｔとを連結する油圧駆動のロックアップクラッチ４０ｃとを有する。

【0023】

自動変速機４２は、６段変速の自動変速機として構成されており、入力軸４３と、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された出力軸４４と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ、ブレーキ）とを有する。自動変速機４２は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して、入力軸４３と出力軸４４との間で動力を伝達する。

【0024】

クラッチＫ０やロックアップクラッチ４０ｃ、自動変速機４２には、図示しない油圧制御装置により、機械式オイルポンプや電動オイルポンプからの作動油の油圧が調圧されて供給される。油圧制御装置は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブなどを有する。この油圧制御装置は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

【0025】

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂを挙げることができる。自動変速機４２の入力軸４３に取り付けられた回転数センサ４３ａからの入力軸４３の回転数Ｎｉｎ（タービンランナ４０ｔの回転数Ｎｔ）や、自動変速機４２の出力軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの出力軸４４の回転数Ｎｏｕｔも挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８７からの車速Ｖ、加速度センサ８８からの加速度αも挙げることができる。

【0026】

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、油圧制御装置（クラッチＫ０や、トルクコンバータ４０のロックアップクラッチ４０ｃ、自動変速機４２）への制御信号も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されている。

【0027】

ＨＶＥＣＵ７０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂに基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂとに基づいてバッテリ３６の許容出力電力としての出力制限Ｗｏｕｔを演算したりしている。

【0028】

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とクラッチＫ０とモータ３０とトルクコンバータ４０（ロックアップクラッチ４０ｃ）と自動変速機４２とを制御する。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０を係合状態としてエンジン２２やモータ３０からの動力を用いて走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態としてモータ３０からの動力だけを用いて走行するモードである。

【0029】

ＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにおける自動変速機４２の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機４２の目標変速段Ｍ＊を設定し、自動変速機４２の変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊となるように自動変速機４２を制御する。また、ＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにおけるロックアップクラッチ４０ｃの制御では、モータ３０の回転数Ｎｍなどに基づいてロックアップクラッチ４０ｃを制御する。

【0030】

ＨＶ走行モードにおけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、自動変速機４２の出力軸４４に要求される要求トルクＴｏｒｑを設定する。続いて、モータ３０の回転数Ｎｍを自動変速機４２の出力軸４４の回転数Ｎｏｕｔで除して回転数比Ｇｔを演算し、要求トルクＴｏｒｑを回転数比Ｇｔで除して、モータ３０の回転軸３１に要求される要求トルクＴｍｒｑを演算する。そして、要求トルクＴｍｒｑになまし処理を施して目標トルクＴｍｔｇを設定し、設定した目標トルクＴｍｔｇがモータ３０の回転軸３１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。なお、モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊は、モータ３０の最大許容トルクＴｍｍａｘ以下の範囲内で設定される。最大許容トルクＴｍｍａｘは、実施例では、モータ３０の定格最大トルクＴｍｒｔと、バッテリ３６の出力制限Ｗｏｕｔをモータ３０の回転数Ｎｍで除して得られるバッテリ起因最大トルクＴｍｂｔと、のうちの小さい方が用いられる。エンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このＨＶ走行モードでは、エンジン２２の停止条件が成立すると、エンジン２２の停止処理を実行してＥＶ走行モードに移行する。

【0031】

ＥＶ走行モードにおけるモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様にモータ３０の回転軸３１の要求トルクＴｍｒｑや目標トルクＴｍｔｇを設定し、設定した目標トルクＴｍｔｇがモータ３０の回転軸３１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータＥＣＵ３４に送信する。なお、モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊は、モータ３０の最大許容トルクＴｍｍａｘ以下の範囲内で設定される。モータＥＣＵ３４によるインバータ３２の制御については上述した。このＥＶ走行モードでは、エンジン２２の始動条件が成立すると、エンジン２２の始動処理を実行してＨＶ走行モードに移行する。

【0032】

エンジン２２の始動処理では、クラッチＫ０のスリップ係合およびモータ３０のアシスト制御によりエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させてモータ３０の回転数Ｎｍに接近させ、クラッチＫ０の完全係合によりエンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍに略一致した以降に、エンジン２２の燃料噴射や点火制御を開始すると共にアシスト制御を終了する。ここで、アシスト制御では、エンジン２２の回転数Ｎｅを増加させつつ目標トルクＴｍｔｇがモータ３０の回転軸３１に出力されるように、モータ３０の最大許容トルクＴｍｍａｘ以下の範囲内で、目標トルクＴｍｔｇとアシストトルクＴｍａｓとの和のトルクをモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊に設定してモータ３０（インバータ３２）を制御する。アシストトルクＴｍａｓは実験や解析などにより定められる。なお、アシスト制御の実行中には、要求トルクＴｍｒｑをエンジン２２の始動条件が成立したときの値で上限ガードするものとしてもよい。

【0033】

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、ＥＶ走行モードでの走行中にエンジン２２の始動条件が成立したか否かを判定する動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される始動判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ＥＶ走行モードでの走行中に繰り返し実行される。

【0034】

図２の始動判定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓは、アシスト制御を終了するときのモータ３０の予測回転数であり、後述の予測回転数演算ルーチンにより演算された値が入力される。

【0035】

こうしてモータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓを入力すると、入力したモータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓに基づいてモータ３０の最大許容トルクＴｍｍａｘを設定し（ステップＳ１１０）、設定したモータ３０の最大許容トルクＴｍｍａｘからモータ３０のアシストトルクＴｍａｓとマージンΔＴｍとを減じたトルクを始動閾値Ｔｓｔに設定する（ステップＳ１２０）。図３は、モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓと最大許容トルクＴｍｍａｘや始動閾値Ｔｓｔとの関係の一例を示す説明図である。なお、マージンΔＴｍを用いないものとしてもよい。

【0036】

こうして始動閾値Ｔｓｔを設定すると、モータ３０の回転軸３１の要求トルクＴｍｒｑを始動閾値Ｔｓｔと比較する（ステップＳ１３０）。そして、モータ３０の回転軸３１のの要求トルクＴｍｒｑが始動閾値Ｔｓｔ以下であるときには、エンジン２２の始動条件が成立していないと判定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。この場合、ＥＶ走行モードを継続する。一方、要求トルクＴｍｒｑが始動閾値Ｔｓｔよりも大きいときには、エンジン２２の始動条件が成立していると判定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。この場合、エンジン２２の始動処理を実行してＨＶ走行モードに移行する。

【0037】

次に、図２の始動判定ルーチンで用いられるモータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓを演算する処理について、図４の終了時予測回転数演算ルーチンを用いて説明する。このルーチンは、ＥＶ走行モードでの走行中に、図２の始動判定ルーチンと並行して繰り返し実行される。

【0038】

図４の終了時予測回転数演算ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、モータ３０の角速度ωｍや回転数Ｎｍ、タービンランナ４０ｔの回転数Ｎｔ、モータ３０の回転軸３１の要求トルクＴｍｒｑや目標トルクＴｍｔｇなどのデータを入力する（ステップＳ２００）。ここで、モータ３０の角速度ωｍや回転数Ｎｍは、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転位置θｍに基づいて演算された値が入力される。タービンランナ４０ｔの回転数Ｎｔは、回転数センサ４３ａにより検出された値が入力される。要求トルクＴｍｒｑは、上述のように、自動変速機４２の出力軸４４の要求トルクＴｏｒｑを回転数比Ｇｔで除して演算された値が入力される。

【0039】

こうしてデータを入力すると、変数ｉに値０を設定し（ステップＳ２１０）、モータ３０の角速度ωｍや回転数Ｎｍ、タービンランナ４０ｔの回転数Ｎｔ、目標トルクＴｍｔｇを、モータ３０の予測角速度ωｍｅｓ［ｉ］や予測回転数Ｎｍｅｓ［ｉ］、タービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］、要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］に設定する（ステップＳ２２０）。ここで、予測角速度ωｍｅｓ［ｉ］や予測回転数Ｎｍｅｓ［ｉ］、予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］、要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］は、変数ｉが値０のときには、後述のループ演算処理で用いる初期値を意味し、変数ｉが自然数のときには、ループ演算処理における、所定時間Δｔと変数ｉとの積の時間（Δｔ・ｉ）が経過したときの予測値を意味する。所定時間Δｔとしては、例えば、数十ｍｓｅｃ程度が用いられる。なお、ステップＳ２１０の処理において、要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］には、目標トルクＴｍｔｇに代えて、前回の要求トルク（前回Ｔｍｒｑ）や、モータ３０の電気角θｅや各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて推定されるモータ３０のトルク（回転軸３１に出力されるトルク）を設定するものとしてもよい。

【0040】

続いて、変数ｉが値Ｎに等しくなるまで、ループ演算処理を実行する（ステップＳ２３０～Ｓ２９０）。ここで、値Ｎは、エンジン２２の始動処理におけるアシスト制御の実行時間Ｔａｓを所定時間Δｔで除した時間である。アシスト制御の実行時間Ｔａｓは、実験や解析により定められた値として、例えば、数百ｍｓｅｃ程度を用いることができる。

【0041】

ループ演算処理では、最初に、変数ｉを値１だけカウントアップして更新する（ステップＳ２３０）。続いて、式（１）に示すように、モータ３０の回転軸３１の要求トルクＴｍｒｑと（ｉ－１）回目の要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ－１］となまし定数Ｋとを用いて、ｉ回目の要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］を演算する（ステップＳ２４０）。この要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］は、要求トルクＴｍｒｑに基づく目標トルクＴｍｔｇの予測値（将来値）を模擬したものとして考えることができる。

【0042】

Tmrqes[i]=(Tmrq-Tmrqes[i-1])/K+Tmrqes[i-1] (1)

【0043】

続いて、式（１）に示すように、（ｉ－１）回目のモータ３０の予測回転数Ｎｍｅｓ［ｉ－１］と（ｉ－１）回目のタービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ－１］とタービンランナ４０ｔの容量係数Ｃｔとを用いて、ｉ回目のトルクコンバータ４０の予測反力トルクＴｔｃ［ｉ］を演算する（ステップＳ２５０）。ここで、トルクコンバータ４０の予測反力トルクＴｔｃ［ｉ］は、ＥＶ走行モードでの走行中に、自動変速機４２側からトルクコンバータ４０の入力側（モータ３０の回転軸３１）に作用する反力トルクの予測値である。

【0044】

Ttc[i]=Ct・(Ntes[i-1]/Nmes[i-1])・Nmes[i-1]² (2)

【0045】

そして、式（３）に示すように、（ｉ－１）回目のモータ３０の予測角速度ωｍｅｓ［ｉ－１］とｉ回目の要求トルクなまし値Ｔｍｒｑｅｓ［ｉ］とｉ回目のトルクコンバータ４０の予測反力トルクＴｔｃ［ｉ］とロックアップクラッチ４０ｃのトルクＴｌｕｐとモータ３０のイナーシャＩｍとトルクコンバータ４０のイナーシャＩｔｃと所定時間Δｔとを用いて、ｉ回目のモータ３０の予測角速度ωｍｅｓ［ｉ］を演算する（ステップＳ２６０）。実施例では、ＥＶ走行モードでの走行中には、ロックアップクラッチ４０ｃを解放するものとし、式（３）において、ロックアップクラッチ４０ｃのトルクＴｌｕｐとして値０を用いるものとした。モータ３０のイナーシャＩｍおよびトルクコンバータ４０のイナーシャＩｔｃは、実験や解析により定めた値を用いることができる。

【0046】

ωmes[i]=ωmes[i-1]+[(Tmrqes[i]-Ttc[i]-Tlup)/(Im+Itc)]・Δt (3)

【0047】

こうしてｉ回目のモータ３０の予測角速度ωｍｅｓ［ｉ］を演算すると、式（４）により、ｉ回目のモータ３０の予測角速度ωｍｅｓ［ｉ］をｉ回目のモータ３０の予測回転数Ｎｍｅｓ［ｉ］に換算する（ステップＳ２７０）。続いて、変数ｉが値Ｎに等しいかそれ未満であるかを判定する（ステップＳ２８０）。この処理は、ループ演算処理（ステップＳ２３０～Ｓ２９０）を継続するか終了するかを判定する処理である。

【0048】

Nmes[i]=ωmes[i]・30/π (4)

【0049】

ステップＳ２８０で変数ｉが値Ｎ未満であると判定したときには、ループ演算処理を継続すると判断し、式（５）に示すように、（ｉ－１）回目のタービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ－１］とタービンランナ４０ｔの回転数変化率ｄＮｔ／ｄｔと所定時間Δｔとを用いて、タービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］を演算して（ステップＳ２９０）、ステップＳ２３０に戻る。ここで、タービンランナ４０ｔの回転数変化率ｄＮｔ／ｄｔは、タービンランナ４０ｔの回転数の単位時間当たりの予測変化量であり、例えば、加速度センサ８８からの加速度αや自動変速機４２の変速段Ｍなどに基づく値を用いることができる。

【0050】

Ntes[i]=Ntes[i-1]+dNt/dt・Δt (5)

【0051】

こうしてステップＳ２３０～Ｓ２９０の処理を繰り返し実行して、ステップＳ２８０で変数ｉが値Ｎに等しいと判定すると、ループ演算処理を終了すると判断し、そのときのモータ３０の予測回転数Ｎｍｅｓ［ｉ］をモータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓに設定して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。このようにして、モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓ、即ち、モータ３０によるアシスト制御を終了するときのモータ３０の予測回転数をより適切に演算することができる。発明者らは、このことを解析などにより確認した。

【0052】

図５は、エンジン２２の始動処理を実行するときの様子の一例を示す説明図である。図５の例では、エンジン２２の始動条件が成立すると（時刻ｔ０）、クラッチＫ０のスリップ係合およびモータ３０のアシスト制御（最大許容トルクＴｍｍａｘ以下の範囲内で目標トルクＴｍｔｇとアシストトルクＴｍａｓとの和のトルクの出力）を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させてモータ３０の回転数Ｎｍに接近させる。そして、クラッチＫ０の完全係合によりエンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍに略一致すると（時刻ｔ１）、エンジン２２の燃料噴射や点火制御を開始すると共にアシスト制御を終了する。したがって、ＥＶ走行モードでの走行をできるだけ継続しつつ、且つ、エンジン２２の始動処理を実行するときに走行用のトルクが落ち込むのを抑制するためには、アシスト制御を終了するとき即ち終了時予測回転数Ｎｍａｓにおいて目標トルクＴｍｔｇとアシストトルクＴｍａｓとの和のトルクが最大許容トルクＴｍｍａｘに十分に接近すると予測されるときに、エンジン２２の始動処理を実行するのが好ましい。これを踏まえて、実施例では、終了時予測回転数Ｎｍａｓに基づく最大許容トルクＴｍｍａｘからモータ３０のアシストトルクＴｍａｓとマージンΔＴｍとを減じたトルクを始動閾値Ｔｓｔに設定し、要求トルクＴｍｒｑと始動閾値Ｔｓｔとの比較によりエンジン２２の始動条件の成立の判定するものとした。上述したように、実施例では、終了時予測回転数Ｎｍａｓをより適切に演算することができるから、始動閾値Ｔｓｔをより適切に設定することができ、始動条件の成立の有無をより適切に判定することができる。

【0053】

以上説明した実施例のハイブリッド車２０では、ＥＶ走行モードでエンジン２２の始動条件が成立すると、エンジン２２の始動処理として、クラッチＫ０のスリップ係合およびモータ３０のアシスト制御によりエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させてエンジン２２を始動する。この場合において、ＥＶ走行モードのときに、モータ３０の角速度ωｍや回転数Ｎｍ、タービンランナ４０ｔの回転数Ｎｔ、要求トルクＴｍｒｑと上述の式（１）～（５）とを用いて、モータ３０の終了時予測回転数Ｎｍａｓを演算する。これにより、終了時予測回転数Ｎｍａｓをより適切に演算することができる。この結果、終了時予測回転数Ｎｍａｓに基づく始動閾値Ｔｓｔをより適切に設定することができ、要求トルクＴｍｒｑと始動閾値Ｔｓｔとの比較により始動条件の成立の有無をより適切に判定することができる。

【0054】

実施例のハイブリッド車２０では、ＥＶ走行モードでの走行中には、ロックアップクラッチ４０ｃを解放するものとし、式（３）において、ロックアップクラッチ４０ｃのトルクＴｌｕｐとして値０を用いるものとした。しかし、ロックアップクラッチ４０ｃをスリップ係合しているときには、ロックアップクラッチ４０ｃに供給される油圧に基づいて推定されるトルクを用いるものとしてもよい。

【0055】

実施例のハイブリッド車２０では、式（５）において、タービンランナ４０ｔの回転数変化率ｄＮｔ／ｄｔを用いてｉ回目のタービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］を演算するものとした。しかし、タービンランナ４０ｔの回転数変化率ｄＮｔ／ｄｔを用いずにｉ回目のタービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］を演算する、即ち、（ｉ－１）回目のタービンランナ４０ｔの予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ－１］をｉ回目の予測回転数Ｎｔｅｓ［ｉ］に設定するものとしてもよい。

【0056】

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の始動処理では、クラッチＫ０のスリップ係合およびモータ３０のアシスト制御によりエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させてモータ３０の回転数Ｎｍに接近させ、クラッチＫ０の完全係合によりエンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍに略一致した以降に、エンジン２２の燃料噴射や点火制御を開始すると共にアシスト制御を終了するものとした。しかし、エンジン２２の始動処理において、クラッチＫ０の完全係合の前に、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍに略一致する前に、エンジン２２の燃料噴射や点火制御を開始すると共にアシスト制御を終了するものとしてもよい。この場合、実施例に比して、アシスト制御の実行時間Ｔａｓが短くなるから、この実行時間Ｔａｓを所定時間Δｔで除した値Ｎも小さくなる。

【0057】

実施例のハイブリッド車２０では、クラッチＫ０は、油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されるものとしたが、電磁クラッチなどの乾式クラッチとして構成されるものとしてもよい。

【0058】

実施例のハイブリッド車２０では、自動変速機４２は、６段変速の自動変速機として構成されるものとしたが、４段変速や５段変速、８段変速、１０段変速などの自動変速機として構成されるものとしてもよい。

【0059】

実施例のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成するものとしてもよい。

【0060】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、クラッチＫ０が「クラッチ」に相当し、トルクコンバータ４０が「トルクコンバータ」に相当し、自動変速機４２が「変速機」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。

【0061】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0062】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0064】

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２３ａ クランクポジションセンサ、２４ エンジンＥＣＵ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３１ 回転軸、３２ インバータ、３４ モータＥＣＵ、３６ バッテリ、３６ａ 電圧センサ、３６ｂ 電流センサ、３６ｃ 温度センサ、３７ 電力ライン、４０ トルクコンバータ、４０ｃ ロックアップクラッチ、４０ｐ ポンプインペラ、４０ｔ タービンランナ、４２ 自動変速機、４３ 入力軸、４３ａ 回転数センサ、４４ 出力軸、４４ａ 回転数センサ、４８ デファレンシャルギヤ、４９ 駆動輪、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８７ 車速センサ、８８ 加速度センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】