(57)【要約】  発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、可能な範囲でモータ発電を実現すること。  ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン１と、モータジェネレータ２と、発進クラッチとしての第２クラッチ５と、過渡制御モード切り替え手段（図１１）と、を備える。第２クラッチ５は、モータジェネレータ２から駆動輪であるタイヤ７，７までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される。過渡制御モード切り替え手段は、第２クラッチ５の入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える。
2012053508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに連結され、力行駆動と回生発電を行うモータジェネレータと、
前記モータジェネレータから駆動輪までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される発進クラッチと、
前記発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える過渡制御モード切り替え手段と、
を備え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に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記エンジントルクの安定を判定すると、モータ回転数制御時のモータ下限トルクを徐々に発電トルクにした上で、モータトルク制御へ切り替え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３】
請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記エンジントルクの安定を、エンジントルク応答のばらつきを考慮した設定時間の経過により判定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４】
請求項２または請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記発電トルクを、モータ上限トルクとモータ下限トルクに対して所定の回転数変動時補正分のトルクを考慮して算出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５】
請求項３または請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、エンジン回転数制御に切り替えた後、前記エンジンによる回転数制御の性能保証範囲内については前記エンジンにて回転数制御を行い、前記性能保証範囲を超える回転偏差については前記モータジェネレータにて回転数制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、エンジントルクを低下させずに、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替え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７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、エンジン回転数制御からモータ回転数制御に切り替えるとき、エンジン回転数制御を実施した時間が所定時間を経過し、かつ、目標回転数に対する偏差が所定値以下であることを確認して実施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、発進クラッチの入力回転数制御を、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動トルク目標値に応じた発進クラッチのトルク容量基本目標値を演算し、モータを回転数制御しつつ、モータトルクとトルク基本容量目標値の偏差に応じて、発進クラッチのトルク容量指令値を修正することにより、発進クラッチを制御しているハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、モータやバッテリの出力が制限された際、モータ回転数制御を継続できないため、エンジンによる回転数制御を実施する必要がある。しかし、エンジンは、通常のエンジントルク制御とエンジン回転数制御で点火タイミングを切り替えるため、過渡的にエンジントルクが出ず、モータ発電を実施している場合など、エンジン回転数（＝発進クラッチの入力回転数）が低下してしまう、という問題がある。【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、可能な範囲でモータ発電を実現することができるハイブリッド車両の制御装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、モータジェネレータと、発進クラッチと、過渡制御モード切り替え手段と、を備える手段とした。
前記モータジェネレータは、前記エンジンに連結され、力行駆動と回生発電を行う。
前記発進クラッチは、前記モータジェネレータから駆動輪までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される。
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
よって、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、過渡制御モード切り替え手段において、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御が維持され、モータ回転数制御とエンジン回転数制御が同時に行われる。そして、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御がモータトルク制御に切り替えられる。
すなわち、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、切り替え開始域にてモータ回転数制御とエンジン回転数制御を、互いにオーバーラップさせて実行する。これにより、エンジンをトルク制御から回転数制御に切り替えたとき、過渡的にエンジントルクが出ないというエンジン過渡応答が、エンジントルク変動を抑えるようにモータトルクを出しながら目標回転数を維持するモータ回転数制御により補償されることになる。
この結果、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、モータトルク制御へ切り替えた後の可能な範囲でモータ発電を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレーン系を示すパワートレーン系構成図である。
【図２】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。
【図３】実施例１の統合コントローラを示す演算ブロック図である。
【図４】実施例１の制御装置で用いられる定常目標トルクマップ(a)とMGアシストトルクマップ(b)を示すマップ図である。
【図５】実施例１の制御装置で用いられるエンジン始動停止線マップを示すマップ図である。
【図６】実施例１の制御装置で用いられるバッテリSOCに対する走行中要求発電出力を示す特性図である。
【図７】実施例１の制御装置で用いられるエンジンの最良燃費線を示す特性図である。
【図８】実施例１の自動変速機における変速線の一例を示す変速マップ図である。
【図９】実施例１の統合コントローラにて実行される統合制御演算処理の構成および流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップS04にて実行される目標走行モード演算処理での目標走行モード遷移の一例を示す目標走行モード図である。
【図１１】WSCモードの選択時に図９のステップS06にて実行される過渡制御モード切り換え制御処理の構成および流れを示すフローチャートである。
【図１２】比較例においてモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるときのエンジン制御状態・モータ制御状態・目標エンジントルク・エンジントルク・目標モータトルク・モータトルク・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。
【図１３】実施例１の過渡制御モード切り換え制御処理を時間軸であらわしたタイムチャートである。
【図１４】実施例１においてモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるときのエンジン制御状態・モータ制御状態・目標エンジントルク・目標モータトルク・モータトルク・モータ上限トルク・モータ下限トルク・目標回転数・エンジン回転数の各特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレーン系を示す。以下、図１に基づきパワートレーン系構成を説明する。【００１１】
実施例１のハイブリッド車両のパワートレーン系は、図１に示すように、エンジン１と、モータジェネレータ２と、自動変速機３と、第１クラッチ４と、第２クラッチ５（発進クラッチ）と、ディファレンシャルギア６と、タイヤ７、７（駆動輪）と、を備えている。【００１２】
実施例１のハイブリッド車両は、エンジンと１モータ・２クラッチを備えたパワートレーン系構成であり、走行モードとして、第１クラッチ４の締結による「HEVモード」と、第１クラッチ４の開放による「EVモード」と、第２クラッチ５をスリップ締結状態にして走行する「WSCモード」と、を有する。【００１３】
前記エンジン１は、その出力軸とモータジェネレータ２（略称MG）の入力軸とが、トルク容量可変の第１クラッチ４（略称CL1）を介して連結される。【００１４】
前記モータジェネレータ２は、その出力軸と自動変速機３（略称AT）の入力軸とが連結される。【００１５】
前記自動変速機３は、その出力軸にディファレンシャルギア６を介してタイヤ７、７が連結される。【００１６】
前記第２クラッチ４（略称CL2）は、自動変速機３のシフト状態に応じて異なる変速機内の動力伝達を担っているトルク容量可変のクラッチ・ブレーキによる締結要素のうち、１つを用いている。これにより自動変速機３は、第１クラッチ４を介して入力されるエンジン１の動力と、モータジェネレータ２から入力される動力を合成してタイヤ７、７へ出力する。【００１７】
前記第１クラッチ４と前記第２クラッチ５には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチ等を用いればよい。このパワートレーン系には、第１クラッチ４の接続状態に応じて２つの運転モードがあり、第１クラッチ４の切断状態では、モータジェネレータ２の動力のみで走行する「EVモード」であり、第１クラッチ４の接続状態では、エンジン１とモータジェネレータ２の動力で走行する「HEVモード」である。【００１８】
そして、パワートレーン系には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ１０と、モータジェネレータ２の回転数を検出するMG回転センサ１１と、自動変速機３の入力軸回転数を検出するAT入力回転センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転数を検出するAT出力回転センサ１３と、が設けられる。【００１９】
図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す。以下、図２に基づいて制御システム構成を説明する。【００２０】
実施例１の制御システムは、図２に示すように、統合コントローラ２０と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２２と、インバータ８と、バッテリ９と、ソレノイドバルブ１４と、ソレノイドバルブ１５と、アクセル開度センサ１７と、ブレーキ油圧センサ２３と、SOCセンサ１６と、を備えている。【００２１】
前記統合コントローラ２０は、パワートレーン系構成要素の動作点を統合制御する。この統合コントローラ２０では、アクセル開度APOとバッテリ充電状態SOCと、車速VSP（自動変速機出力軸回転数に比例）と、に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる運転モードを選択する。そして、モータコントローラ２２に目標MGトルクもしくは目標MG回転数を指令し、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを指令し、ソレノイドバルブ１４、１５に駆動信号を指令する。【００２２】
前記エンジンコントローラ２１は、エンジン１を制御する。前記モータコントローラ２２は、モータジェネレータ２を制御する。前記インバータ８は、モータジェネレータ２を駆動する。前記バッテリ９は、電気エネルギーを蓄える。前記ソレノイドバルブ１４は、第１クラッチ４の油圧を制御する。前記ソレノイドバルブ１５は、第２クラッチ５の油圧を制御する。前記アクセル開度センサ１７は、アクセル開度(APO)を検出する。前記ブレーキ油圧センサ２３は、ブレーキ油圧（BPS）を検出する。前記SOCセンサ１６は、バッテリ９の充電状態を検出する。【００２３】
図３は、実施例１の統合コントローラ２０を示す演算ブロック図である。以下、図３に基づいて統合コントローラ２０の構成を説明する。【００２４】
前記統合コントローラ２０は、図３に示すように、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標発電出力演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を備えている。【００２５】
前記目標駆動トルク演算部100は、図４(a)に示す目標定常駆動トルクマップと、図４(b)に示すMGアシストトルクマップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPから、目標定常駆動トルクとMGアシストトルクを算出する。【００２６】
前記モード選択部200は、図５に示す車速毎のアクセル開度で設定されているエンジン始動停止線マップを用いて、運転モード（HEVモード、EVモード）を演算する。エンジン始動線とエンジン停止線は、エンジン始動線（SOC高、SOC低）とエンジン停止線（SOC高、SOC低）の特性に代表されるように、バッテリSOCが低くなるにつれて、アクセル開度APOが小さくなる方向に低下する特性として設定されている。
ここで、エンジン始動処理は、「EVモード」の選択状態で図５に示すエンジン始動線をアクセル開度APOが越えた時点で、第２クラッチ５をスリップさせるように、第２クラッチ５のトルク容量を制御する。そして、第２クラッチ５がスリップ開始したと判断した後に第１クラッチ４の締結を開始してエンジン回転を上昇させる。エンジン回転が初爆可能な回転数に達成したらエンジン１を燃焼作動させ、モータ回転数とエンジン回転数が近くなったところで第１クラッチ４を完全に締結する。その後、第２クラッチ５をロックアップさせて「HEVモード」に遷移させることをいう。【００２７】
前記目標発電出力演算部300は、図６に示す走行中発電要求出力マップを用いて、バッテリSOCから目標発電出力を演算する。また、現在の動作点から図７で示す最良燃費線までエンジントルクを上げるために必要な出力を演算し、前記目標発電出力と比較して少ない出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。【００２８】
前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと目標定常トルク、MGアシストトルクと目標モードと車速VSPと要求発電出力とを入力する。そして、これらの入力情報を動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標MGトルクと目標CL2トルク容量と目標変速比とCL1ソレノイド電流指令を演算する。【００２９】
前記変速制御部500は、目標CL2トルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機３内のソレノイドバルブを駆動制御する。図８に変速制御で用いられる変速線マップの一例を示す。車速VSPとアクセル開度APOから現在の変速段から次変速段をいくつにするか判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御して変速させる。【００３０】
図９は、実施例１の統合コントローラ２０にて実行される統合制御演算処理の構成および流れを示す。以下、図９の各ステップについて説明する。【００３１】
ステップS01では、各コントローラからデータを受信し、次のステップS02では、センサ値を読み込み、後の演算に必要な情報を取り込む。【００３２】
ステップS03では、車速VSP、アクセル開度APO、ブレーキ油圧BPSに基づくブレーキ制動力に応じて目標駆動トルクを演算し、ステップS04へ進む。【００３３】
ステップS04では、ステップS03での目標駆動トルクの演算に続き、目標駆動トルク、バッテリSOC、アクセル開度APO、車速VSP、路面勾配、等の車両状態に応じて、目標走行モードを選択し、ステップS05へ進む。
参考として、図１０に「EVモード」と「HEVモード」と「WSCモード」を互いに遷移する目標走行モードの抜粋を示す。このうち、「WSCモード」を選択した場合には、基本的にモータジェネレータ２を回転数制御しつつ、第２クラッチ５(CL2)をスリップさせて走行する。なお、「WSCモード」は、Dレンジの選択時のみでなく、P/Nレンジの選択時も含むこととする。【００３４】
ステップS05では、ステップS04での目標走行モード演算に続き、バッテリSOCやバッテリ温度等のバッテリ状態、モータ−インバータの出力制限を始めとするモータ状態、モータ制限トルク、実モータトルク等の状態及び目標走行モード、要求駆動力、車速、変速段等の走行状態に応じて、エンジン回転数制御を実施するかどうかを判定し、ステップS06へ進む。
また、前回の制御状態がエンジン回転数制御の場合は、エンジン回転数制御を実施した時間が所定時間を経過し、かつ、目標回転数に対する偏差が所定値以下であることを確認して、モータ回転数制御を選択する。【００３５】
ステップS06では、ステップS05でのエンジン回転数制御実施判定演算に続き、ステップS04で選択した目標走行モード及びステップS05で選択したエンジン回転数制御実施判定に応じて、過渡走行モードを選択し、ステップS07へ進む。
「WSCモード」の選択時には、第２クラッチ５(CL2)をスリップさせるため、入力回転数制御を行うが、通常は制御性の高いモータジェネレータ２により実施する。
また、ステップS06では、「WSCモード」を選択しての走行中において、エンジン回転数制御を実施する場合には、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替える過渡状態及びエンジン１、モータジェネレータ２の制御モードを管理する（図１１参照）。【００３６】
ステップS07では、ステップS06での過渡走行モード演算に続き、ステップS04で「WSCモード」が選択されている時は、第２クラッチ５(CL2)の制御状態（スリップ／締結）に合わせて、目標入力回転数を演算し、ステップS08へ進む。
ここで、第２クラッチ５(CL2)をスリップ→締結状態へ移行する際は、スリップ回転数角加速度が緩やかに変換するように、目標回転数を設定することで、第２クラッチ５(CL2)の締結時に生じる回転数変動トルク（慣性モーメント×スリップ回転数角加速度）を低減する。【００３７】
ステップS08では、ステップS07での目標入力回転数演算に続き、目標駆動トルク及び各種デバイスの保護を考慮した目標入力トルクを演算し、ステップS09へ進む。【００３８】
ステップS09では、ステップS08での目標入力トルク演算に続き、ステップS08に対して発電トルクを加算した値をエンジントルクとして指令し、モータトルクは、目標入力トルクとエンジントルク推定値より算出し、ステップS10へ進む。
この時、エンジントルクを低下させることなく、モータ回転数制御からエンジン回転数制御への切り替えを実施する。さらに、エンジン回転数制御へ移行した後は、回転数偏差に応じて、モータトルクによる補正を実施する。【００３９】
ステップS10では、ステップS09での目標エンジントルク／モータトルク演算に続き、第２クラッチ５(CL2)の目標トルク容量の演算を行い、ステップS11へ進む。
ここで、ステップS04で算出した目標走行モードが「WSCモード」である時は、クラッチトルクが目標駆動トルクとなるように目標トルク容量の演算を行う。【００４０】
ステップS11では、ステップS10での目標クラッチ２トルク容量演算に続き、「WSCモード」を選択しての走行中は、目標モータトルクに対して、回転数変動分及び外乱補正分のトルクマージンを考慮した制限値を算出し、ステップS12へ進む。
なお、ステップS05でエンジン回転数制御を実施する場合には、ステップS06で算出した過渡制御モードに応じて、モータ制限トルクを設定する。【００４１】
ステップS12では、ステップS11でのモータ制限トルク演算に続き、各コントローラへデータを送信し、エンドへ進む。【００４２】
図１１は、WSCモードの選択時に図９のステップS06にて実行される過渡制御モード切り換え制御処理の構成および流れを示す（過渡制御モード切り換え制御手段）。以下、図１１の各ステップについて説明する。【００４３】
ステップS101では、WSCモードの選択時、第２クラッチ５の入力回転数制御をモータ回転数制御に代えてエンジン回転数制御を実施するか否かを判断し、Yes（エンジン回転数制御実施）の場合はステップS102へ進み、No（モータ回転数制御維持）の場合はステップS107へ進む。【００４４】
ステップS102では、ステップS101でのエンジン回転数制御実施であるとの判断に続き、前回の過渡制御モードが、過渡制御モード＝０（通常）であるか否かを判断する。Yes（前回過渡制御モード＝０）の場合はステップS108へ進み、No（前回過渡制御モード≠０）の場合はステップS103へ進む。【００４５】
ステップS103では、ステップS102での過渡制御モード≠０であるとの判断に続き、前回の過渡制御モードが、過渡制御モード＝１（エンジントルク安定待ち）であるか否かを判断する。Yes（前回過渡制御モード＝１）の場合はステップS105へ進み、No（前回過渡制御モード≠１）の場合はステップS104へ進む。【００４６】
ステップS104では、ステップS103での過渡制御モード≠１であるとの判断に続き、前回の過渡制御モードが、過渡制御モード＝２（モータ制御移行準備）であるか否かを判断する。Yes（前回過渡制御モード＝２）の場合はステップS106へ進み、No（前回過渡制御モード≠２）の場合はステップS110へ進む。【００４７】
ステップS105では、ステップS103での過渡制御モード＝１であるとの判断に続き、過渡制御モード＝１となってからの経過時間が、エンジントルク応答のばらつきを考慮した設定時間を経過したか否かにより、エンジントルクが安定したか否かを判定する。Yes（エンジントルク安定判定ＯＫ）の場合はステップS109へ進み、No（エンジントルク安定判定ＮＧ）の場合はステップS108へ進む。【００４８】
ステップS106では、ステップS104での過渡制御モード＝２であるとの判断に続き、モータ制限トルクが、目標モータトルクへの移行を完了したか否かを判断する。Yes（モータ制限トルク移行完了）の場合はステップS110へ進み、No（モータ制限トルク移行未完）の場合はステップS109へ進む。
ここで、モータ制限トルクとしては、上限トルクと下限トルクがあり、上限トルクが目標上限トルク（＝０）への移行を完了し、下限トルクがモータトルク制御時の目標下限トルク（＝発電トルク）への移行を完了したことを確認する。【００４９】
ステップS107では、ステップS101でのモータ回転数制御維持であるとの判断に続き、モータ回転数制御とエンジントルク制御による過渡制御モード＝０（通常）に設定し、エンドへ進む。【００５０】
ステップS108では、ステップS102での前回過渡制御モード＝０であるとの判断、あるいは、ステップS105でのエンジントルク安定判定ＮＧであるとの判断に続き、モータ回転数制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝１（エンジントルク安定待ち）に設定し、エンドへ進む。【００５１】
ステップS109では、ステップS105でのエンジントルク安定判定ＯＫであるとの判断、あるいは、ステップS106でのモータ制限トルク移行未完であるとの判断に続き、モータ回転数制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝２（モータ制御移行準備）に設定し、エンドへ進む。
ここで、エンジントルク安定判定ＯＫであると判断すると、過渡制御モード＝２では、モータ回転数制御時のモータ下限トルクを徐々に発電トルクにした上で、モータトルク制御へ切り替える。【００５２】
ステップS110では、ステップS104での前回過渡制御モード≠２との判断、あるいは、ステップS106でのモータ制限トルク移行未完であるとの判断に続き、モータトルク制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝３（エンジン回転数制御）に設定し、エンドへ進む。
ここで、過渡制御モード＝３での発電トルクは、モータ上限トルクとモータ下限トルクに対して所定の回転数変動時補正分のトルクを考慮して算出する。また、エンジン回転数制御に切り替えた後、エンジン１による回転数制御の性能保証範囲内についてはエンジン１にて回転数制御を行い、性能保証範囲を超える回転偏差についてはモータジェネレータ２にて回転数制御を行う。さらに、エンジントルクを低下させずに、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替える。
なお、エンジン回転数制御からモータ回転数制御に切り替えるときには、エンジン回転数制御を実施した時間が所定時間を経過し、かつ、目標回転数に対する偏差が所定値以下であることを確認して実施する。【００５３】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題について」の説明を行う。続いて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「過渡制御モード切り替え制御処理作用」、「過渡制御モード切り替え作用」、「各過渡制御モードでの制御作用」に分けて説明する。【００５４】
［比較例の課題について］
WSCモードの選択時、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替える際、エンジン回転数制御への切り替えと、モータトルク制御への切り替えを同時に行うものを比較例とする（図１２）。【００５５】
例えば、モータやバッテリが制限された際は、モータ回転数制御を継続できないため、モータ回転数制御に代えエンジンによる回転数制御を実施する必要がある。しかし、エンジンは、通常のエンジントルク制御とエンジン回転数制御では、点火タイミングとスロットル開度を切り替える。このため、図１２の矢印Ｄに示すように、過渡的にエンジントルクが目標値に追従せず、エンジントルクが一瞬抜けるトルク引き込みが発生する。そして、エンジンのトルク引き込みにより、図１２の矢印Ｄ’に示すように、エンジン回転数が低下する。この現象は、Nレンジを選択しているときにも起きる。【００５６】
このエンジン回転数の低下は、モータ発電を実施している場合等において顕著となり、エンジン回転数が低下すると、エンジンストールやエンジン共振帯通過時にフロア振動が発生する可能性がある。さらに、実施例１のシステムのように、トルクコンバータの無いシステムでは、エンジン車と同等のエンジン回転数制御の応答性があったとしても、例えば、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替え移行中に発進クラッチによる外乱が印加されると、エンジン回転数（＝クラッチ入力回転数）を維持するのは難しい。【００５７】
［過渡制御モード切り換え制御処理作用］
WSCモードの選択時、モータ回転数制御により第２クラッチ５(CL2)の入力回転数を制御しているときには、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS107→エンドへと進む流れが繰り返される。このとき、ステップS107では、図１３の時刻t1までの時間域に記載されているように、モータ回転数制御とエンジントルク制御による過渡制御モード＝０（通常）に設定される。【００５８】
そして、例えば、モータ回転数制御を継続できない要因によりモータ回転数制御に代えてエンジン１による回転数制御を実施する必要が生じると、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS108→エンドへと進む。このとき、ステップS108では、モータ回転数制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝１（エンジントルク安定待ち）に設定される。次回からは、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS105→ステップS108→エンドへと進む流れが繰り返される。つまり、図１３に示すように、時刻t1からステップS105にてエンジントルク安定判定がＯＫとなる時刻t2までは、過渡制御モード＝１（エンジントルク安定待ち）の設定が維持される。【００５９】
そして、エンジントルク安定判定がＯＫになると、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS105→ステップS109→エンドへと進む。このとき、ステップS109では、モータ回転数制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝２（モータ制御移行準備）に設定される。次回からは、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS106→ステップS109→エンドへと進む流れが繰り返される。つまり、図１３に示すように、時刻t2からステップS106にてモータ制限トルク移行完了と判断される時刻t3までは、過渡制御モード＝２（モータ制御移行準備）の設定が維持される。【００６０】
そして、モータ制限トルク移行完了と判断されると、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS106→ステップS110→エンドへと進む。このとき、ステップS110では、モータトルク制御とエンジン回転数制御による過渡制御モード＝３（エンジン回転数制御）に設定される。次回からは、図１１のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS110→エンドへと進む流れが繰り返される。つまり、図１３に示すように、時刻t3から回転数制御を再びモータ回転数制御に戻す時刻t4までは、過渡制御モード＝３（エンジン回転数制御）の設定が維持される。【００６１】
［過渡制御モード切り替え作用］
上記のように、第２クラッチ５(CL2)の入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、図１３に示すように、少なくともエンジントルクの安定を判定する時刻t2まではモータ回転数制御が維持され、モータ回転数制御とエンジン回転数制御が同時に行われる。そして、エンジントルクの安定を判定し、かつ、モータ制限トルクの移行を完了する時刻t3になると、モータ回転数制御がモータトルク制御に切り替えられる。【００６２】
このように、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、少なくとも切り替え開始域（図１３のＡに示す時間域）にてモータ回転数制御とエンジン回転数制御を、互いにオーバーラップさせて実行するようにしている（図１４の矢印Ｅ）。【００６３】
このモータ回転数制御とエンジン回転数制御の同時実行によって、エンジン１をトルク制御から回転数制御に切り替えたとき、過渡的にエンジントルクが出ないというエンジン過渡応答が、モータ回転数制御により補償される。つまり、モータ回転数制御によりエンジントルク変動を抑えるようにモータトルクを出しながら目標モータ回転数を維持するという作用を示す。【００６４】
したがって、モータ回転数制御によるエンジン過渡応答の補償作用により、エンジン回転数（＝クラッチ入力回転数）の変動が、図１４の矢印Ｇに示すように、抑えられる。この結果、第２クラッチ５(CL2)の入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、モータトルク制御へ切り替えた後の可能な範囲でモータ発電を実現することができる。【００６５】
［各過渡制御モードでの制御作用］
上記のように、図１３のＡに示す過渡制御モード１（エンジントルク安定待ち）の時間域は、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制するという狙いを達成するために必要である。
すなわち、図１３のＡに示す時間域を、エンジントルク応答のばらつきを考えた時間で管理し、エンジントルク安定判定がＯＮになるまで待つようにしている。この待ち時間は、図１３のカウンタ特性に示すように、過渡制御モードが０（通常）→１（エンジントルク安定待ち）でカウンタを初期化し、予め設定した所定時間が経過した後、エンジントルク安定判定をＯＮにしている。【００６６】
これに対し、図１３のＢに示す過渡制御モード２（モータ制御移行準備）の時間域は、モータ回転数制御からモータトルク制御への切り替え時において、モータトルク変動を抑えるという狙いを達成するために設定される。
すなわち、図１３のＢに示す時間域を、上限トルクが目標上限トルク（＝０）への移行を完了し、下限トルクがモータトルク制御時の目標下限トルク（＝発電トルク）への移行を完了したことを確認する。これによって、図１４の矢印Ｆに示すように、モータ回転数制御からモータトルク制御への切り替え域にてモータトルク変動が抑えられる。【００６７】
次の過渡制御モード３（エンジン回転数制御）の時間域は、モータジェネレータ２を回転数制御からトルク制御に切り替えてモータ下限トルクを維持して発電を確保するという狙いを達成するために設定される。
すなわち、図１３のＣに示す時間域を、予めモータ下限トルクが発電トルクへの移行を完了したことを確認すると、モータトルクをモータ下限トルクに一致させる制御を行う。これによって、図１４のモータトルク特性に示すように、モータトルクがモータ下限トルク（目標モータトルク）に沿ったものとなり、モータジェネレータ２による安定した発電を行うことができる。【００６８】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。【００６９】
(1) エンジン１と、
前記エンジン１に連結され、力行駆動と回生発電を行うモータジェネレータ２と、
前記モータジェネレータ２から駆動輪（タイヤ７，７）までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される発進クラッチ（第２クラッチ５）と、
前記発進クラッチ（第２クラッチ５）の入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える過渡制御モード切り替え手段（図１１）と、
を備える。
このため、発進クラッチ（第２クラッチ５）の入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、可能な範囲でモータ発電を実現することができる。【００７０】
(2) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、前記エンジントルクの安定を判定すると、モータ回転数制御時のモータ下限トルクを徐々に発電トルクにした上で、モータトルク制御へ切り替える（ステップS109）。
このため、(1)の効果に加え、モータ回転数制御からモータトルク制御への切り替え時にモータトルク変動を抑えることができると共に、所望の発電量を確保することができる。【００７１】
(3) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、前記エンジントルクの安定を、エンジントルク応答のばらつきを考慮した設定時間の経過により判定する（ステップS105）。
このため、(1)または(2)の効果に加え、時間管理という簡単な制御により、エンジントルクの安定を精度良く判定することができる。【００７２】
(4) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、前記発電トルクを、モータ上限トルクとモータ下限トルクに対して所定の回転数変動時補正分のトルクを考慮して算出する（ステップS110）。
このため、(2)または(3)の効果に加え、モータ回転数制御からエンジン回転数制御への切り替え時のモータトルクを残すことで、モータ回転数制御からエンジン回転数制御への切り替え時のクラッチ入力回転数の変動を抑制することができる。【００７３】
(5) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、エンジン回転数制御に切り替えた後、前記エンジン１による回転数制御の性能保証範囲内については前記エンジン１にて回転数制御を行い、前記性能保証範囲を超える回転偏差については前記モータジェネレータ２にて回転数制御を行う（ステップS110）。
このため、(3)または(4)の効果に加え、エンジン回転数制御時において、所望の発電量を実現しつつ、クラッチ入力回転数低下も防止することができる。【００７４】
(6) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、エンジントルクを低下させずに、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替える（ステップS110）。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、モータ回転数制御からエンジン回転数制御への切り替え時、発電量を低下させないので、切替え時間の低減及び発電量低下を抑制することができる。【００７５】
(7) 前記過渡制御モード切り替え手段（図１１）は、エンジン回転数制御からモータ回転数制御に切り替えるとき、エンジン回転数制御を実施した時間が所定時間を経過し、かつ、目標回転数に対する偏差が所定値以下であることを確認して実施する（ステップS110）。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、エンジン回転数制御からモータ回転数制御への切り替えハンチングを防止することで、ドライバへ与える違和感を防止することができる。【００７６】
以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。【００７７】
実施例１では、第２クラッチ５（発進クラッチ）の制御状態（スリップ／締結）を入力回転数制御により行う例を示した。しかし、発進クラッチが入力回転数制御により完全締結される場合でも本発明を適用して良い。【００７８】
実施例１では、エンジントルク安定判定を時間管理により行う例を示した。しかし、図１４の矢印Ｆに示すように、目標モータトルクとモータトルクの偏差が所定値以内となった状態が、所定時間連続して成立したことを確認してエンジントルク安定判定ＯＫとする例としても良い。さらに、実施例１の時間条件と前記モータトルク偏差収束条件が共に成立した場合、エンジントルク安定判定ＯＫとする例であっても良い。【００７９】
実施例１では、過渡制御モード切り替え手段として、エンジントルクの安定を判定すると、時刻t2〜時刻t3を経過した後、ＭＧ制御モードを回転数制御からトルク制御へと切り替える例を示した（図１３）。しかし、過渡制御モード切り替え手段としては、エンジントルクの安定を判定すると、安定判定（時刻t2）の直後にＭＧ制御モードを回転数制御からトルク制御へと切り替えるようにしても良い。【００８０】
実施例１では、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチが介装された１モータ・２クラッチタイプのパワートレーン系を持つハイブリッド車両に対し適用した例を示した。しかし、エンジンとモータジェネレータを直結したパワートレーン系を持つハイブリッド車両に対しても適用することができる。要するに、エンジンとモータジェネレータの下流位置に発進クラッチを有するハイブリッド車両であれば、前輪駆動車や後輪駆動車や４輪駆動車にかかわらず適用することができる。
【関連出願の相互参照】
【００８１】
本出願は、２０１０年１０月１９日に日本国特許庁に出願された特願２０１０−２３４４２５に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
【図１】
2012053508.tif 000003
【図２】
2012053508.tif 000004
【図３】
2012053508.tif 000005
【図４】
2012053508.tif 000006
【図５】
2012053508.tif 000007
【図６】
2012053508.tif 000008
【図７】
2012053508.tif 000009
【図８】
2012053508.tif 000010
【図９】
2012053508.tif 000011
【図１０】
2012053508.tif 000012
【図１１】
2012053508.tif 000013
【図１２】
2012053508.tif 000014
【図１３】
2012053508.tif 000015
【図１４】
2012053508.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに連結され、力行駆動と回生発電を行うモータジェネレータと、
前記モータジェネレータから駆動輪までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される発進クラッチと、
前記発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える過渡制御モード切り替え手段と、
を備え、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記エンジントルクの安定を判定すると、モータ回転数制御時のモータ下限トルクを徐々に目標発電トルクにした上で、モータトルク制御へ切り替える
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】
（削除）
【請求項３】
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記エンジントルクの安定を、エンジントルク応答のばらつきを考慮した設定時間の経過により判定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記発電トルクを、モータ上限トルクが目標上限トルク＝０への移行を完了し、モータ下限トルクが目標下限トルクへの移行を完了するのに対してモータ回転数が変動する回転数変動時補正分のトルクを考慮して算出する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、エンジン回転数制御に切り替えた後、前記エンジン回転数制御でエンジンストールが発生しないエンジン回転数範囲内については前記エンジンにて回転数制御を行い、前記エンジン回転数範囲を超える回転偏差については前記モータジェネレータにて回転数制御を行う
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、目標エンジントルクを低下させずに、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替える
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記過渡制御モード切り替え手段は、エンジン回転数制御からモータ回転数制御に切り替えるとき、エンジン回転数制御を実施した時間が所定時間を経過し、かつ、目標回転数に対する偏差が所定値以下であることを確認して実施する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
［課題を解決するための手段］
［０００６］
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、モータジェネレータと、発進クラッチと、過渡制御モード切り替え手段と、を備える手段とした。
前記モータジェネレータは、前記エンジンに連結され、力行駆動と回生発電を行う。
前記発進クラッチは、前記モータジェネレータから駆動輪までの駆動力伝達系に設けられ、入力回転数制御により締結される。
前記過渡制御モード切り替え手段は、前記発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御を維持し、モータ回転数制御とエンジン回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御をモータトルク制御に切り替える。
そして、前記エンジントルクの安定を判定すると、モータ回転数制御時のモータ下限トルクを徐々に目標発電トルクにした上で、モータトルク制御へ切り替える。
［発明の効果］
［０００７］
よって、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、過渡制御モード切り替え手段において、エンジントルクの安定を判定するまではモータ回転数制御が維持され、モータ回転数制御とエンジン回転数制御が同時に行われる。そして、エンジントルクの安定を判定した後にモータ回転数制御がモータトルク制御に切り替えられる。
すなわち、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へ切り替えるとき、切り替え開始域にてモータ回転数制御とエンジン回転数制御を、互いにオーバーラップさせて実行する。これにより、エンジンをトルク制御から回転数制御に切り替えたとき、過渡的にエンジントルクが出ないというエンジン過渡応答が、エンジントルク変動を抑えるようにモータトルクを出しながら目標回転数を維持するモータ回転数制御により補償されることになる。この結果、発進クラッチの入力回転数制御をモータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えるとき、クラッチ入力回転数の変動を抑制しつつ、モ
【国際調査報告】
2012053508.tif 000017
2012053508.tif 000018