(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンから駆動輪への駆動系に設けられ、前記エンジンの始動と前記駆動輪の駆動を行うモータと、
前記エンジンと前記モータの連結部に設けられ、前記エンジンと前記モータを駆動源とするハイブリッド車モードと、前記モータを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替えるモード切り替え手段と、
前記モータと前記駆動輪の間に介装される変速機と、
前記電気自動車モードによる走行中、前記変速機の変速比が所定値以下のときには、前記ハイブリッド車モードへのモード遷移に備えて確保しておくエンジン始動トルクを、エンジン始動に必要なトルクよりも小さな値に設定すると共に、前記変速比が小さいほど前記エンジン始動トルクを小さな値に設定し、前記モータの下流にて締結されるクラッチのクラッチ締結容量を、エンジン始動に必要なトルクと設定されたエンジン始動トルクとの差分低減して、エンジン始動に必要なトルクを補填することで前記エンジンの始動を行う電気自動車モード制御手段と、
を備えた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、
前記変速機は、有段の自動変速機であり、
前記電気自動車モード制御手段は、前記変速機が最上段の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクを、前記変速機が最上段の変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクに比べて小さな値に設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３】
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、
前記変速機は、変速段としてオーバードライブ変速段を有し、
前記最上段の変速段は、オーバードライブ変速段であ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又は３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記電気自動車モード制御手段は、前記変速機が最上段の変速段を選択しているとき、前記モータの回転数が高いほど、前記エンジン始動トルクを小さな値に設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５】
請求項２から請求項４の何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記電気自動車モード制御手段は、前記変速機が最上段の変速段を選択し、且つ、前記モータの回転数が所定回転数以上のときのエンジン始動トルクを、前記変速機が最上段の変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクに比べて小さな値に設定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、モータを駆動源とする電気自動車モード走行中、エンジン始動トルクを制御する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】
従来、最大モータトルクから一定のエンジン始動トルクを差し引いた制限モータトルクが、要求駆動トルク未満になると、エンジン始動して電気自動車モードからハイブリッド車モードへのモード遷移を行う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2008-105494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では、電気自動車モードで使えるモータトルクである制限モータトルクが、エンジン始動トルクによって制限されてしまい、この制限モータトルクを上げることができなかった。そのため、高速走行中、要求駆動トルクが高くなればハイブリッド車モードにモード遷移しなければならない、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持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では、エンジンと、エンジンの始動と駆動輪の駆動を行うモータと、ハイブリッド車モードと電気自動車モードを切り替えるモード切り替え手段と、変速機と、電気自動車モード制御手段と、を備える。
そして、前記電気自動車モード制御手段は、電気自動車モードによる走行中、変速機の変速比が所定値以下のときには、ハイブリッド車モードへのモード遷移に備えて確保しておくエンジン始動トルクを、エンジン始動に必要なトルクよりも小さな値に設定する。また、変速比が小さいほどエンジン始動トルクを小さな値に設定し、モータの下流にて締結されるクラッチのクラッチ締結容量を、エンジン始動に必要なトルクと設定されたエンジン始動トルクとの差分低減して、エンジン始動に必要なトルクを補填することでエンジンの始動を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、電気自動車モードで走行中、電気自動車モード制御手段により、変速機の変速比が小さいほど、エンジン始動トルクが小さな値に設定される。
すなわち、電気自動車モードで使えるモータトルクである制限モータトルクは、最大モータトルクからエンジン始動トルクを差し引いた値である。このため、エンジン始動トルクが小さな値であるほど相対的に制限モータトルクが上昇し、電気自動車モードで使えるモータトルクを上げることができる。このため、高速走行中、要求駆動トルクが高くなってもモード遷移することなく走行できる。
また、電気自動車モードからハイブリッド車モードへのモード遷移時に生じるエンジン始動ショックは、変速機の変速比が小さいほど低減する。そのため、変速機の変速比が小さいときにエンジン始動トルクを小さな値に設定し、モータの下流にて締結されているクラッチのクラッチ締結容量を低下することでエンジン始動に必要とするトルクを補填しても、そのとき生じるエンジン始動ショックは、変速比が大きいときのエンジン始動ショックと大きく変わることはない。
この結果、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持できる。
【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後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の変速機コントローラに設定されている自動変速機のシフトマップの一例を示す図である。
【図３】実施例１の統合コントローラのモード選択部に設定されているEV-HEV選択マップの一例を示す図である。
【図４】実施例１の統合コントローラにて実行される電気自動車モード制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例１の統合コントローラでのエンジン始動トルクの算出に用いられる算出マップを示す図である。
【図６】実施例１のハイブリッド車両の制御装置により制御されたモータトルク状態を示す説明図である。
【図７】比較例１のハイブリッド車両の制御装置における最大モータトルク・エンジン始動トルク・制限モータトルクを示す特性線図である。
【図８】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最大モータトルク・エンジン始動トルク・制限モータトルクを示す特性線図である。
【図９】トランスミッション入力回転数と車速で決まる変速段の特性線図、及び、比較例１のエンジン停止可能上限車速と実施例１のエンジン停止可能上限車速を示す図である。
【図１０Ａ】エンジン始動トルクの算出に用いられる他の例の算出マップを示す図である。
【図１０Ｂ】エンジン始動トルクの算出に用いられるさらに他の例の算出マップを示す図である。
【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のハイブリッド車両の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。【００１１】
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、フライホイールFWと、第１クラッチ（モード切り替え手段）CL1と、モータ/ジェネレータMG（モータ）と、第２クラッチCL2と、自動変速機（変速機）ATと、変速機入力軸INと、メカオイルポンプM-O/Pと、サブオイルポンプS-O/Pと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。【００１２】
前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。【００１３】
前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づき第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・半締結状態・解放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４を用いたストローク制御により、完全締結〜スリップ締結〜完全解放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。なお、この第１クラッチCL1は、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの連結部に設けられ、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGを駆動源とするハイブリッド車モードと、モータ/ジェネレータMGを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替えるモード切り替え手段となっている。【００１４】
前記モータ/ジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動し、エンジンEngの始動や左右駆動輪RL,RRの駆動を行う電動機として動作することもできるし（力行）、ロータがエンジンEngや左右駆動輪RL,RRから回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（回生）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、自動変速機ATの変速機入力軸INに連結されると共に、第１クラッチCL1を介してエンジンEngに断接可能に連結されている。【００１５】
前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装され、モータ/ジェネレータMGの下流にて締結するクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づき第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・解放が制御される。この第２クラッチCL2としては、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ノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設される油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。【００１６】
前記自動変速機ATは、モータ/ジェネレータMGと左右駆動輪RL,RRの間に介装され、有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える有段変速機である。実施例１では、この自動変速機ATは、前進７速/後退１速の変速段を持つ有段変速機である。
ここでは、第１速〜第５速を変速比１以上のアンダードライブ変速段とし、第６速を変速比１の等速変速段とし、最上段の変速段である第７速を変速比１以下のオーバードライブ変速段（以下、ＯＤ変速段という）としている。そして、実施例１では、前記第２クラッチCL2として、自動変速機ATとは独立の専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦要素のうち、所定の条件に適合する摩擦要素（クラッチやブレーキ）を選択している。【００１７】
前記自動変速機ATの変速機入力軸IN（＝モータ軸）には、変速機入力軸INにより駆動されるメカオイルポンプM-O/Pが設けられている。そして、車両停止時等でメカオイルポンプM-O/Pからの吐出圧が不足するとき、油圧低下を抑えるために電動モータにより駆動されるサブオイルポンプS-O/Pが、モータハウジング等に設けられている。なお、サブオイルポンプS-O/Pの駆動制御は、後述するＡＴコントローラ７により行われる。【００１８】
前記自動変速機ATの変速機出力軸には、プロペラシャフトPSが連結されている。そして、このプロペラシャフトPSは、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。【００１９】
このＦＲハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、ハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）と、駆動トルクコントロールモード（以下、「WSCモード」という。）と、を有する。【００２０】
前記「EVモード」は、第１クラッチCL1を解放状態とし、モータ/ジェネレータMGの駆動力のみで走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EVモード」は、要求駆動トルクが低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。【００２１】
前記「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、何れかのモードにより走行する。この「HEVモード」は、要求駆動トルクが高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。【００２２】
前記「WSCモード」は、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により、第２クラッチCL2をスリップ締結状態に維持し、第２クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら走行するモードである。この「WSCモード」は、「HEVモード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。【００２３】
次に、ＦＲハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、各コントローラ１，２，５，７，９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。【００２４】
前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）１２からのエンジン回転数情報（検出回転数信号）と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。【００２５】
前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報を、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。【００２６】
前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1の締結・半締結・解放を制御する指令を油圧コントロールバルブユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。【００２７】
前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８等からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図２に示すシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令を油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。前記シフトマップとは、図２に示すように、アクセル開度APOと車速VSPに応じてアップ変速線とダウン変速線を書き込んだマップをいう。
この変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第２クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令を油圧コントロールバルブユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。
また、エンジン始動制御等において、統合コントローラ１０から変速制御指令が出力された場合、通常の変速制御に優先し、変速制御指令にしたがった変速制御を行う。【００２８】
前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。【００２９】
前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１、他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報を入力する。そして、この統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。【００３０】
この統合コントローラ１０には、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図３に示すEV-HEV選択マップ上で存在する位置により最適な走行モードを検索し、検索した走行モードを目標走行モードとして選択するモード選択部を有する。このEV-HEV選択マップには、EV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「EVモード」から「HEVモード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線と、HEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「HEVモード」から「EVモード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線と、「HEVモード」の選択時に運転点（APO,VSP）がWSC領域に入ると「WSCモード」へと切り替えるHEV⇒WSC切替線と、が設定されている。なお、一点鎖線で示すＯＤ変速段（第７速）選択時のEV⇒HEV切替線は、後述するようにその他の変速段走行時のEV⇒HEV切替線よりも、EV領域を拡大している。
そして、前記EV⇒HEV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。前記HEV⇒WSC切替線は、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンEngがアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、「EVモード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。【００３１】
図４は、実施例１の統合コントローラにて実行される電気自動車モード制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図４の各ステップについて説明する。なお、この電気自動車モード制御処理は、EVモードによる走行中に実行されるため、EVモードでのスタートとなる。【００３２】
ステップＳ１では、自動変速機ATにより選択された変速段がＯＤ変速段（第７速）であるか否かを判断し、YES（ＯＤ変速段）の場合にはステップＳ２へ移行し、NO（ＯＤ変速段以外）の場合にはステップＳ５へ移行する。ここで、選択された変速段は、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ（図２参照）上で存在する位置により判断する。【００３３】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのＯＤ変速段であるとの判断に続き、モータ回転数Nmが所定回転数Nm0以上であるか否かを判断し、YES（所定回転数Nm0以上）の場合にはステップＳ３へ移行し、NO（所定回転数Nm0未満）の場合にはステップＳ５へ移行する。ここで、所定回転数Nm0は、車速が８０km/h相当時の回転数である。【００３４】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのNm≧Nm0との判断に続き、モータ回転数Nmに基づいてＯＤ変速段時エンジン始動トルク（以下、ＯＤ始動トルクという）TmESODを設定し、ステップＳ４へ移行する。
ここで、「エンジン始動トルク」とは、EVモードによる走行中、HEVモードへのモード遷移に備えてエンジン始動のために確保しておくモータトルクである。また、「ＯＤ変速段時エンジン始動トルク（ＯＤ始動トルク）」とは、ＯＤ変速段選択時に設定されるエンジン始動トルクであり、モータ回転数Nmと図５に示すエンジン始動トルク設定マップに基づき設定する。このＯＤ始動トルクTmESODは、エンジン始動に必要なモータトルクよりも小さい値となっている。
さらに、このエンジン始動トルク設定マップでは、モータ回転数Nmが高いほど、ＯＤ始動トルクTmESODを小さな値に設定する特性となっている。また、このエンジン始動トルク設定マップにおけるＯＤ始動トルクTmESODの低減率は、モータ回転数NmがNm0（車速80km/h相当）〜Nm1（車速100km/h相当）までの間よりも、モータ回転数NmがNm1（車速100km/h相当）〜Nm2（車速140km/h相当）までの間の方が大きい値に設定されている。【００３５】
ステップＳ４では、ステップＳ３でのＯＤ始動トルクTmESODの設定に続き、最大モータトルクTmMAXからＯＤ始動トルクTmESODを差し引いた制限モータトルクTmLIMを算出し、ステップＳ７へ移行する。ここで、「最大モータトルク」とは、モータ/ジェネレータMGによって出力可能な最大トルクであり、「制限モータトルク」とは、EVモード走行中、モータ/ジェネレータMGが使えるモータトルクである。【００３６】
ステップＳ５では、ステップＳ１でのＯＤ変速段以外であるとの判断、又は、ステップＳ２でのNm＜Nm0との判断に続き、通常時エンジン始動トルク（以下、通常始動トルクという）TmESを読み込み、ステップＳ６へ移行する。ここで、通常始動トルクTmESは、図５に示すエンジン始動トルク設定マップにおいて、モータ回転数NmがNm0（車速80km/h相当）のときのトルクである。この通常始動トルクTmESは、エンジン始動に必要なトルクを満たしており、モータ回転数に拘らず固定値（一定の値）になっている。【００３７】
ステップＳ６では、ステップＳ５での通常始動トルクTmESの読み込みに続き、最大モータトルクTmMAXから通常始動トルクTmESを差し引いた制限モータトルクTmLIMを算出し、ステップＳ７へ移行する。【００３８】
ステップＳ７では、ステップＳ４又はステップＳ６での制限モータトルクTmLIMの算出に続き、要求駆動トルク条件、バッテリSOC条件等を含むモード遷移条件が成立するか否かを判断し、YES（条件成立）の場合はステップＳ８へ移行し、NO（条件非成立）の場合はステップＳ１へ戻り、EVモード走行を続ける。
ここで、「要求駆動トルク条件」とは、要求駆動トルクTd＊が制限モータトルクTmLIM以上であるか否かにより判断する。Td＊≧TmLIMになる場合では、EVモード時モータ/ジェネレータMGが使えるモータトルクが要求駆動トルクを満足しない、つまりトルク不足となるため、EVモード走行を続けることができず、モード遷移条件が成立すると判断する。一方、Td＊＜TmLIMになる場合では、EVモード時モータ/ジェネレータMGが使えるモータトルクが要求駆動トルクを満足するため、EVモード走行を続けることができ、モード遷移条件が成立しないと判断する。
また、「バッテリSOC条件」とは、バッテリSOCが所定値以下であるか否かにより判断する。バッテリSOCが所定値以下になる場合では、バッテリ４の充電容量が不足するため、EVモード走行を続けることができず、モード遷移条件が成立すると判断する。一方、バッテリSOCが所定値を超える場合では、バッテリ４の充電容量が十分であるため、EVモード走行を続けることができ、モード遷移条件が成立しないと判断する。【００３９】
ステップＳ８では、ステップＳ７での条件成立との判断に続き、ＯＤ変速段からのエンジン始動であるか否かを判断し、YES（ＯＤからの始動）の場合にはステップＳ10へ移行し、NO（ＯＤ以外からの始動）の場合にはステップＳ９へ移行する。ここで、ＯＤ変速段からの始動であるか否かの判断は、ステップＳ１における変速段の判断に基づいて行う。【００４０】
ステップＳ９では、ステップＳ８でのＯＤ以外からの始動との判断に続き、第２クラッチCL2の締結容量を制御しながらエンジン始動制御を行い、ステップＳ11のHEVモード制御に移行する。
ここで、「第２クラッチCL2の締結容量制御」とは、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクが、モード遷移時に駆動輪RL,RRへ伝達される駆動トルクとなるようにクラッチ締結容量を制御することである。このとき、制御トルク以上のトルク伝達があったときには、第２クラッチCL2はスリップ締結してエンジン始動ショックが抑制される。【００４１】
ステップＳ10では、ステップＳ８でのＯＤからの始動との判断に続き、第２クラッチCL2をスリップ制御することにより、エンジン始動に必要とするトルクを確保してエンジン始動制御を行い、ステップＳ11のHEVモード制御に移行する。
ここで、「第２クラッチCL2のスリップ制御」とは、エンジンEngを始動するために必要なトルクとＯＤ始動トルクTmESODとの差分のトルクを、第２クラッチCL2のクラッチ締結容量を低下させ、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクを低減することで補填する制御である。つまり、図６に示すように、ＯＤ始動トルクTmESODは、エンジン始動に必要なトルク以下の値となっているため、このＯＤ始動トルクTmESODだけでは、エンジンEngを始動することができない。そこで、ＯＤからのエンジン始動時には、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクを低減して第２クラッチCL2をスリップさせる。そして、第２クラッチCL2がスリップすることで駆動輪に伝達されないモータトルクを余らせ、エンジン始動に使用することで、エンジン始動に必要なトルクを確保する。【００４２】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例１の電気自動車モード制御」と「本発明のEVモード走行のメカニズム」の説明を行い、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、「非ＯＤ時エンジン始動トルク設定作用」、「ＯＤ時、モータ回転数NmXにおけるエンジン始動トルク設定作用」、「ＯＤ時、モータ回転数NmYにおけるエンジン始動トルク設定作用」を説明する。【００４３】
[比較例１の電気自動車モード制御]
図７は、比較例１のハイブリッド車両の制御装置における最大モータトルク・エンジン始動トルク・制限モータトルクを示す特性線図である。【００４４】
比較例１のハイブリッド車両制御装置では、EVモードによる走行中、HEVモードへのモード遷移に備えて確保しておくエンジン始動トルクを、自動変速機ATの変速段に拘らず固定（一定）値に設定する。【００４５】
したがって、モータ回転数Nmが所定回転数Nm0未満であって、自動変速機ATがＯＤ変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクTmES1と、モータ回転数Nmが所定回転数Nm0以上であって、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択しているときのエンジン始動トルクTmES2は、同じ値となる。【００４６】
一方、EVモード走行中にモータ/ジェネレータMGが使えるモータトルクは、最大モータトルクTmMAXからエンジン始動トルクを差し引いた制限モータトルクTmLIMである。そして、この制限モータトルクTmLIMがゼロとなると、要求駆動トルクTd＊の値に拘らずEVモードでは走行できなくなり、エンジン始動してHEVモードにモード遷移する必要がある。そのため、制限モータトルクTmLIMがゼロになったときのモータ回転数NmXによって決まる車速（例えば、ＯＤ変速段（第７速）時ではVmax1：図９参照）をエンジン停止可能上限車速とする。【００４７】
[本発明のEVモード走行のメカニズム]
自動変速機ATを有するハイブリッド車両において、例えば70km/h以上の高車速域における一定速走行時、自動変速機ATが選択する変速段は、最上段の変速段又はＯＤ変速段となることが一般的であり、変速比は1.0以下であることが多い。【００４８】
ここで、第７速をＯＤ変速段とし、その変速比を0.8000、車両重量を2000kg、エンジンEngのイナーシャを0.04kgm２、エンジン始動時間を0.5secと、仮定する。【００４９】
このようなハイブリッド車両において、自動変速機ATがＯＤ変速段以外の変速段を選択しているとき、つまり、ＯＤ変速段のときよりも変速比が大きいときには、エンジン始動に必要なエンジン始動トルクを確保し、この確保したエンジン始動トルクによってエンジンEngの始動制御を行う。【００５０】
このとき、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクが、モード遷移時に駆動輪RL,RRへ伝達される駆動トルク相当となるように、第２クラッチCL2のクラッチ締結容量を制御する。そして、駆動トルク以上のトルク伝達があったときには第２クラッチCL2をスリップさせ、エンジン始動ショックが生じないようにする。このようなエンジン始動制御では、第２クラッチCL2をスリップさせてエンジン始動に伴うトルク変動を吸収する一方、駆動輪RL,RRへ伝達される駆動トルクは確保される。このため、車両に生じるエンジン始動ショックは、ほとんど生じず0Ｇとなる。【００５１】
次に、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択しているとき、つまり、ＯＤ変速段以外の変速段よりも変速比が小さいときには、エンジン始動トルクをほとんど確保せず、第２クラッチCL2をスリップ制御してエンジン始動制御を行う。すなわち、第２クラッチCL2をスリップ締結することで、この第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクを低減する。これにより、駆動輪RL,RRへ伝達されずに余るモータトルクによってエンジン始動トルクを補填し、このエンジン始動トルクによってエンジンEngを始動する。【００５２】
このとき、駆動輪RL,RRへは、エンジン始動トルクの補填分に相当するモータトルクが伝達されなくなるが、自動変速機ATのギヤ比が1.00以下であるため、車両に生じるエンジン始動ショックは、人が感じることができる0.05Ｇを下回る程度となる。【００５３】
このように、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択し、変速比が小さいときには、ＯＤ変速段以外の変速段を選択し、変速比が大きいときよりも、HEVモードへのモード遷移に備えて確保しておくエンジン始動トルクを小さな値にする。このとき、第２クラッチCL2のクラッチスリップ制御を行うことで駆動輪RL,RRへ伝達されなくなるモータトルクによってエンジン始動トルクを補填しても、変速比が小さいのでエンジン始動ショックが問題になることはない。但し、このときのエンジン始動ショックは、人によっては感じることがある。このため、発生するエンジン始動ショックを抑制する必要があり、予め確保しておくエンジン始動トルクをゼロにすることはできない。【００５４】
そして、エンジン始動トルクを小さな値にすることで、最大モータトルクからエンジン始動トルクを差し引いた制限モータトルクは、相対的に大きな値になる。この制限モータトルクが大きな値になれば、この制限モータトルクがゼロとなったときのモータ回転数を上げることができる。この結果、この制限モータトルクがゼロとなったときのモータ回転数によって決まる車速、つまりエンジン停止可能上限車速を上げ、高速走行を維持できる。そして、HEVモードにモード遷移することなく走行できる車速領域の拡大を図ることができ、図３に示すように、ＯＤ変速段時にはEV⇒HEV切替線を拡大することができる。【００５５】
[非ＯＤ時エンジン始動トルク設定作用]
図８は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最大モータトルク・エンジン始動トルク・制限モータトルクを示す特性線図である。【００５６】
実施例１のハイブリッド車両制御装置において、EVモード走行中、自動変速機ATがＯＤ変速段以外の変速段を選択し、且つ、モータ回転数Nmが所定回転数Nm0未満のNmαである場合を考える。このとき、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ５へと進み、通常始動トルクTmESを読み込む。ここで、通常始動トルクTmESは、エンジン始動に必要なトルクを満たす値であり、図５に示すエンジン始動トルク設定マップにおいて、モータ回転数NmがNm0（車速80km/h相当）のときのトルクである。【００５７】
そして、ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、最大モータトルクTmMAXから通常始動トルクTmESを差し引いて制限モータトルクTmLIMを算出し、モード遷移条件が成立するか否かを判断する。【００５８】
そして、要求駆動トルクTd＊が制限モータトルクTmLIM以上等のモード遷移条件が成立すれば、ステップＳ８→ステップＳ９へ進む。これにより、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクがモード遷移時に駆動輪RL,RRへ伝達される駆動トルクとなるようにクラッチ締結容量を制御しながらエンジン始動を行う。このとき、目標とする駆動トルク以上のトルク伝達があったときには第２クラッチCL2がスリップし、エンジン始動ショックを抑制する。【００５９】
[ＯＤ時、モータ回転数NmXにおけるエンジン始動トルク設定作用]
実施例１のハイブリッド車両制御装置において、EVモード走行中、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択し、且つ、モータ回転数Nmが、比較例１のハイブリッド車両の制御装置において制限モータトルクTmLIMがゼロとなったときのモータ回転数NmXである場合を考える。【００６０】
このとき、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、モータ回転数NmXと、図５に示すエンジン始動トルク設定マップに基づいて、ＯＤ始動トルクTmESODを設定する。ここで、ＯＤ始動トルクTmESODは、ＯＤ変速段以外の変速段を選択したときのエンジン始動トルクである通常始動トルクTmESよりも小さな値に設定されている。つまり、ＯＤ始動トルクTmESODは、変速比が小さいほど小さい値に設定される。【００６１】
そして、ＯＤ始動トルクTmESODが設定されたら、ステップＳ４→ステップＳ７へと進み、最大モータトルクTmMAXからＯＤ始動トルクTmESODを差し引いて制限モータトルクTmLIMを算出し、モード遷移条件が成立するか否かを判断する。【００６２】
このとき、TmESOD＜TmESであるため、モータ回転数NmXのときの制限モータトルクTmLIMは、比較例の１の場合よりもΔTm大きな値となる。つまり、モータ回転数NmXのときの制限モータトルクTmLIMはゼロにはならず、要求駆動トルクTd＊が制限モータトルクTmLIM未満であれば、モード遷移条件は成立しない。これにより、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１へ戻り、EVモード走行を続けることができる。【００６３】
[ＯＤ時、モータ回転数NmYにおけるエンジン始動トルク設定作用]
実施例１のハイブリッド車両制御装置において、EVモード走行中、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択し、且つ、モータ回転数Nmが、図８に示すモータ回転数NmYである場合を考える。ここで、NmX＜NmYである。【００６４】
このとき、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、モータ回転数NmYと、図５に示すエンジン始動トルク設定マップに基づいて、ＯＤ始動トルクTmESODを設定する。ここで、ＯＤ始動トルクTmESODは、ＯＤ変速段以外の変速段を選択したときのエンジン始動トルクである通常始動トルクTmESよりも小さな値に設定されている。【００６５】
さらに、このエンジン始動トルク設定マップでは、モータ回転数が高いほど、ＯＤ始動トルクTmESODを小さな値に設定する特性となっている。このため、モータ回転数NmXで決まるＯＤ始動トルクTmESODよりも、モータ回転数NmYで決まるＯＤ始動トルクTmESODの方が小さな値となる。これにより、モータ回転数Nmが高いほど最大モータトルクTmMAXは低減するが、制限モータトルクTmLIMの引上げを図ることができる。【００６６】
そして、ＯＤ始動トルクTmESODが設定されたら、ステップＳ４→ステップＳ７へと進み、最大モータトルクTmMAXからＯＤ始動トルクTmESODを差し引いて制限モータトルクTmLIMを算出し、モード遷移条件が成立するか否かを判断する。【００６７】
このとき、ＯＤ始動トルクTmESOD＝ゼロであるため、確実に要求駆動トルクTd＊未満になり、モード遷移条件は成立しステップＳ８→ステップＳ10へと進む。【００６８】
ここで、制限モータトルクTmLIMがゼロになったときのモータ回転数NmYによって決まる車速であるエンジン停止可能上限車速は、図９に示すように、ＯＤ変速段（第７速）時においてＶmax2となる。すなわち、比較例１のエンジン停止可能上限車速Ｖmax1よりも、実施例１のエンジン停止可能上限車速Ｖmax2の方が高くなる。この結果、比較例１の場合ではモード遷移してしまうような比較的高い車速であっても、実施例１の場合ではEVモードで走行可能になり、モード遷移を行うことなく高速走行を維持することができる。【００６９】
さらに、このときのエンジン始動制御は、第２クラッチCL2をスリップ制御することにより、エンジン始動トルクを確保して行う。つまり、エンジンEngを始動するために必要なエンジン始動トルクとＯＤ始動トルクTmESODとの差分のトルクを補填するように、第２クラッチCL2のクラッチ締結容量を低下させ、第２クラッチCL2を通過するクラッチ伝達トルクを低減する。【００７０】
この場合、駆動輪RL,RRに伝達される駆動トルクは低減するが、自動変速機ATがＯＤ変速段を選択しているため、僅かなエンジン始動ショックしか生じず、エンジン始動ショックが問題になることはない。【００７１】
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、下記に挙げる効果を得ることができる。【００７２】
(1) エンジンEngと、前記エンジンEngから駆動輪（左右駆動輪）RL,RRへの駆動系に設けられ、前記エンジンEngの始動と前記駆動輪RL,RRの駆動を行うモータ（モータ/ジェネレータ）MGと、前記エンジンEngと前記モータMGの連結部に設けられ、前記エンジンEngと前記モータMGを駆動源とするハイブリッド車モードと、前記モータMGを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替えるモード切り替え手段（第１クラッチ）CL1と、前記モータMGと前記駆動輪RL,RRの間に介装される変速機（自動変速機）ATと、前記電気自動車モードによる走行中、前記変速機ATの変速比が小さいほど、前記ハイブリッド車モードへのモード遷移に備えて確保しておくエンジン始動トルクTmESODを小さな値に設定する電気自動車モード制御手段（図４）と、を備えた構成とした。
このため、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持できる。【００７３】
(2) 前記変速機ATは、有段の自動変速機であり、前記電気自動車モード制御手段（図４）は、前記変速機ATが最上段の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクTmESODを、前記変速機ATが最上段の変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクTmESに比べて小さな値に設定する構成とした。
このため、有段の自動変速機を適用したハイブリッド車両において、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持できる。【００７４】
(3) 前記変速機ATは、変速段としてオーバードライブ変速段を有し、前記最上段の変速段は、オーバードライブ変速段である構成とした。
このため、エンジン始動ショックを大幅に抑制しつつ、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持できる。【００７５】
(4) 前記電気自動車モード制御手段（図４）は、前記変速機ATが最上段の変速段を選択しているとき、前記モータMGの回転数Nmが高いほど、前記エンジン始動トルクTmESODを小さな値に設定する構成とした。
このため、モータ回転数が高いほど最大モータトルクは低減するが、エンジン始動トルクを小さな値にすることで制限モータトルクの引上げを図ることができる。【００７６】
(5) 前記電気自動車モード制御手段（図４）は、前記変速機ATが最上段の変速段を選択し、且つ、前記モータMGの回転数Nmが所定回転数Nm0以上のとき、エンジン始動トルクTmESODを、前記変速機ATが最上段の変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクTmESに比べて小さな値に設定する構成とした。
このため、最上段の変速段を選択し一定速以上で走行中の、比較的変速動作が安定しているときにエンジン始動トルクを小さな値にすることができる。【００７７】
(6) 前記電気自動車モード制御手段（図４）は、設定されたエンジン始動トルクTmESODがエンジン始動に必要なトルクより小さいとき、前記モータMGの下流にて締結されているクラッチ（第２クラッチCL2）のクラッチ締結容量を、エンジン始動に必要なトルクと、設定されたエンジン始動トルクTmESODの差分低減することで、前記エンジンEngの始動を行うエンジン始動制御手段（ステップＳ10）を備えた構成とした。
このため、エンジン始動トルクを小さな値に設定しても、エンジン始動に必要なトルクを確保して、確実にモード遷移することができる。【００７８】
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。【００７９】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置における電気自動車モード制御手段では、最上段である第７速のオーバードライブ変速段のエンジン始動トルクを、自動変速機ATがオーバードライブ変速段以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクに比べて小さな値に設定しているが、これに限らない。例えば、第３速までの変速段を有し、最上段の変速段である第３速の変速比が１である自動変速機の場合では、最上段の変速段（変速比１の第３速）でのエンジン始動トルクを、それ以外の変速段を選択しているときのエンジン始動トルクに比べて小さな値に設定する。この場合であっても、エンジン始動ショックを低く抑えつつ、電気自動車モードによる走行中、制限モータトルクを上げることでハイブリッド車モードにモード遷移することなく高速走行を維持できる。【００８０】
また、実施例１では、自動変速機ATが有段の変速機となっているが、無段変速機であってもよい。この場合では、変速機の変速比が小さいほどエンジン始動トルクTmESODを小さな値に設定する。
このとき、図１０Ａに示すように、最大変速比のときにエンジン始動トルクTmESODをエンジン始動に必要なトルク（TmES）とし、変速比の減少に応じてエンジン始動トルクTmESODを次第に低減してもよい。
また、図１０Ｂに示すように、変速比が最大変速比から等速変速比（変速比＝１）までの間は、エンジン始動トルクTmESODをエンジン始動に必要なトルク（TmES）に固定し、変速比が１よりも小さくなったら、変速比の減少に応じてエンジン始動トルクTmESODを次第に低減してもよい。なお、この場合、エンジン始動トルクTmESODを固定値（TmES）とする基準となる変速比は、等速変速比に限らず任意に設定することができる。【００８１】
さらに、変速機として無段変速機を適用した場合であっても、モータ回転数が高いほど、エンジン始動トルクを小さな値に設定してもよい。つまり、無段変速機における変速比が同一であっても、モータ回転数が高い方がエンジン始動トルクを小さな値に設定する。
これにより、モータ回転数が高いほど最大モータトルクは低減してしまうが、エンジン始動トルクを小さな値にすることで制限モータトルクの引上げを図ることができる。【００８２】
また、実施例１では、第２クラッチCL2をスリップ制御することで、駆動輪RL,RRに伝達されずに余るモータトルクによってエンジン始動トルクを補填しているが、これに限らない。エンジン始動トルクの補填は、第１クラッチCL1のクラッチ締結容量を制御することで、エンジンEngに伝達されるモータトルクを高めることで行っても良い。つまり、第１クラッチCL1の締結力を高めれば、その分第１クラッチCL1を通過するモータトルクは上昇するため、この上昇した分でエンジン始動トルクを補填することができる。
なお、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2のそれぞれのクラッチ締結容量を制御することで、必要なエンジン始動トルクを補填してもよい。【００８３】
さらに、実施例１では、モード切り替え手段として第１クラッチCL1としたが、例えば作動歯車機構によって走行モードを切り替えるものであってもよい。また、モータ/ジェネレータMGは、ここでは回生機能を有しているが、回生機能を有していないものであっても、本発明を適用することができる。【００８４】
そして、実施例１の自動変速機ATは、第７速をオーバードライブ変速段としているが、例えば、第５速を等速段とし、第６速及び第７速をオーバードライブ変速段とするものであってもよい。オーバードライブ変速段とは、変速段数に拘らず変速比が1.0以上であればよい。【００８５】
さらに、実施例１では、第２クラッチCL2を、有段式の自動変速機ATに内蔵した摩擦要素の中から選択する例を示したが、自動変速機ATとは別に、第２クラッチCL2を設けてもよい。つまり、例えば、モータ/ジェネレータMGと変速機入力軸との間に自動変速機ATとは別に第２クラッチCL2を設ける例や、変速機出力軸と駆動輪との間に自動変速機ATとは別に第２クラッチCL2を設ける例も含まれる。【００８６】
そして、実施例１では、１モータ２クラッチのＦＲハイブリッド車両への適用例を示したが、本発明は、他の型式のＦＲあるいはＦＦのハイブリッド車両にも適用することができる。
【関連出願の相互参照】
【００８７】
本出願は、２０１０年７月２１日に日本国特許庁に出願された特願２０１０−１６４１９１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】
0005382223.tif 000002
【図２】
0005382223.tif 000003
【図３】
0005382223.tif 000004
【図４】
0005382223.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005382223.tif 000007
【図７】
0005382223.tif 000008
【図８】
0005382223.tif 000009
【図９】
0005382223.tif 000010
【図１０Ａ】
0005382223.tif 000011
【図１０Ｂ】
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