(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよび電動のモータを併有する走行駆動源と、前記エンジンから駆動車輪までの動力伝達経路上に配置されるクラッチと、前記動力伝達経路上で前記クラッチにより前記エンジンに対し断接される変速機と、前記モータに電力を供給する充電可能なバッテリと、を備えたハイブリッド車両に装備されるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記変速機の複数の変速段のうち第１の発進変速段を用いて前記エンジンにより前記ハイブリッド車両の走行駆動を開始するエンジン発進モードと、
少なくとも前記バッテリの充電率が異なる複数の充電率値のうち高充電率側の第１の充電率値以上であることを条件に、前記変速機の前記第１の変速段より高速側の第２の発進変速段を用いて前記モータのみにより前記走行駆動を開始する第１のモータ発進モードと、
少なくとも前記バッテリの充電率が前記第１の充電率値未満でかつ前記異なる複数の充電率値のうち低充電率側の第２の充電率値以上であることを条件に、前記第２の発進変速段での前記モータのみによる前記走行駆動を、前記第１のモータ発進モードよりも前記モータのみによる前記走行駆動の期間を制限されて実行する第２のモータ発進モードと、のうちいずれか１つのモードを前記バッテリの充電率に応じて選択し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２】
前記第２のモータ発進モードでは、前記クラッチの前記変速機側の回転速度が予め設定された切換え回転速度に達するまでの期間内に限って、前記モータのみによる前記走行駆動を実行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリの充電率が前記第１の充電率値以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が予め設定された第１の負荷以下であるときに前記第１のモータ発進モードを設定し、
前記充電率が前記第１の充電率値未満かつ前記第２の充電率値以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が予め前記第１の負荷より小さい値に設定された第２の負荷以下であるときに前記第２のモータ発進モードを設定し、
前記充電率が前記第１の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が前記第１の負荷を超えるとき、前記充電率が前記第１の充電率未満かつ前記第２の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が前記第２の負荷を超えるとき、および、前記充電率が前記第２の充電率未満であるとき、それぞれ前記エンジン発進モードを設定することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記走行駆動源の駆動負荷は、前記ハイブリッド車両の走行路面の登坂勾配に基づいて設定されることを特徴とする請求項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】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に車両の発進時にモータによる走行駆動とエンジンによる走行駆動を切換え可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、内燃エンジンおよび電動モータ（以下、単にモータという）をそれぞれ走行駆動用の動力源として併用するパラレル式のハイブリッド車両が普及拡大してきている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両においては、ドライバビリティを確保しつつ低燃費になるように、ドライバの操作入力に対応する要求パワーやバッテリの充電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）等を基に、モータ出力のみで車両を走行駆動するＥＶ走行モードとエンジン出力を用いて車両を走行駆動する他の走行モードとをクラッチの断接によって切換え可能に設定する制御装置が搭載されている。
【０００４】
従来のハイブリッド車両の制御装置として、例えばＳＯＣが所定値未満である車両発進時には、自動クラッチをつないでエンジンによりハイブリッド車両を発進させるよう走行駆動する一方、ＳＯＣが所定値以上である車両発進時には、自動クラッチを切ってモータジェネレータにより走行駆動し、車速が上昇すると、エンジンによる走行駆動状態に切り換えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４３９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バッテリのＳＯＣが所定値未満であるか否かによって車両発進時にエンジンにより走行駆動するかモータにより走行駆動するかを切り換える従来の前者のハイブリッド車両の制御装置にあっては、ＳＯＣが十分でない場合、自動クラッチをつなぎながらエンジン駆動により車両を低変速段（例えば２速）で発進させていた。そのため、例えばバスその他の商用車において、モータ駆動による発進の頻度が低くなり、燃費の向上が容易でないばかりか、スムーズな発進ができない場合があった。
【０００７】
また、自動クラッチを半クラッチ状態にする等してエンジン駆動により車両を発進させるため、クラッチの耐久性が高度に要求される商用車等においては、クラッチの耐久性に対する要求に十分に応えられないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような未解決の課題を解決すべくなされたものであり、モータ発進モードとエンジン発進モードをクラッチにより切り換える構成としながらも、ハイブリッド車両のスムーズな発進が可能で、しかも、燃費向上が可能な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】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記目的達成のため、エンジンおよび電動のモータを併有する走行駆動源と、前記エンジンから駆動車輪までの動力伝達経路上に配置されるクラッチと、前記動力伝達経路上で前記クラッチにより前記エンジンに対し断接される変速機と、前記モータに電力を供給する充電可能なバッテリと、を備えたハイブリッド車両に装備されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記変速機の複数の変速段のうち第１の発進変速段を用いて前記エンジンにより前記ハイブリッド車両の走行駆動を開始するエンジン発進モードと、少なくとも前記バッテリの充電率が異なる複数の充電率のうち高充電率側の第１の充電率以上であることを条件に、前記変速機の前記第１の変速段より高速側の第２の発進変速段を用いて前記モータのみにより前記走行駆動を開始する第１のモータ発進モードと、少なくとも前記バッテリの充電率が前記第１の充電率未満でかつ前記異なる複数の充電率のうち低充電率側の第２の充電率以上であることを条件に、前記第２の発進変速段での前記モータのみによる前記走行駆動を、前記第１のモータ発進モードよりも前記モータのみによる前記走行駆動の期間を制限されて実行する第２のモータ発進モードと、のうちいずれか１つのモードを前記バッテリの充電率に応じて選択し設定することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、本発明では、モータの特性を活用し、第１、第２のモータ発進モードで、エンジン発進モードに比べて高速側の変速段での走行駆動を行うことにより、ハイブリッド車両のスムーズな発進が可能となる。しかも、バッテリの充電率が第１の充電率以上である場合には、第１のモータ発進モードに設定され、その充電率が第１の充電率未満であるときには、第１のモータ発進モードよりもモータによる走行駆動が短時間に制限される第２のモータ発進モードに設定される。したがって、ハイブリッド車両の発進時に、十分な充電率でなくても第２のモータ発進モードでの発進が可能な場合が生じることで、モータ発進の頻度が高まることになり、ハイブリッド車両のスムーズな発進と燃費の向上が可能となる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記第２のモータ発進モードでは、前記クラッチの前記変速機側の回転速度が予め設定された切換え回転速度に達するまでの期間内に限って、前記モータのみによる前記走行駆動を実行する構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明のハイブリッド車両の制御装置においては、前記充電率が前記第１の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が予め設定された第１の負荷以下であるときに前記第１のモータ発進モードを設定し、前記充電率が前記第１の充電率未満かつ前記第２の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が予め前記第１の負荷より小さい値に設定された第２の負荷以下であるときに前記第２のモータ発進モードを設定し、前記充電率が前記第１の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が前記第１の負荷を超えるとき、前記充電率が前記第１の充電率未満かつ前記第２の充電率以上である場合であって前記走行駆動源の駆動負荷が前記第２の負荷を超えるとき、および、前記充電率が前記第２の充電率未満であるとき、それぞれ前記エンジン発進モードを設定する構成とすることもできる。
【００１３】
この場合、前記走行駆動源の駆動負荷は、前記ハイブリッド車両の走行路面の登坂勾配に基づいて設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータ発進モードとエンジン発進モードをクラッチにより切り換える構成としながらも、ハイブリッド車両のスムーズな発進が可能で、しかも、燃費向上が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置における車両発進時の走行駆動モードの切り換え条件を説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置における発進モード選択処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置におけるＥＶ２発進モードでの発進制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置における車両発進時の各走行駆動モードにおけるパワーライン上の回転速度変化の相違を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（一実施の形態）
図１ないし図４は、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を備えたハイブリッド車両の走行駆動制御システムを示している。本実施形態は、本発明をパラレル方式のハイブリッド車両に適用するものであるが、勿論、本発明は、プラグインハイブリッドタイプの車両にも適用できる。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の車両１においては、エンジン１１、オートクラッチ１２（クラッチ）、モータジェネレータ１３、ＡＭＴ(Automated Manual Transmission)１４、推進軸１５、ディファレンシャル装置１６が車両１の前後方向に順次配設されている。そして、エンジン１１およびモータジェネレータ１３のうち少なくとも一方からの動力を、ＡＭＴ１４、推進軸１５、ディファレンシャル装置１６および左右の駆動軸１７ａ、１７ｂを介して左右の駆動車輪１８ａ、１８ｂに動力伝達する動力伝達経路１９が構成されている。
【００１９】
車両１には、また、インバータ２２および高圧バッテリ２３が搭載されており、これらインバータ２２および高圧バッテリ２３と、エンジン１１、オートクラッチ１２、モータジェネレータ１３、ＡＭＴ１４および推進軸１５とによって、車両１を走行駆動するハイブリッド式の走行駆動システム２０が構成されている。
【００２０】
エンジン１１は、多気筒の内燃機関、例えば４サイクルディーゼルエンジンである。また、オートクラッチ１２は、エンジン１１のクランク軸である出力軸１１ａとモータジェネレータ１３の入出力軸１３ａとを動力伝達可能に接続したりその接続を遮断したりする機能を有している。
【００２１】
このオートクラッチ１２は、摩擦式のクラッチディスクのストロークを可変操作する油圧操作シリンダへの油圧の給排を制御することで、断接の切り換えが可能になっている。ここにいう油圧操作シリンダへの油圧は、例えば後述するＡＭＴ−ＥＣＵ３２からの油圧制御コマンドに応動する図外の電気油圧アクチュエータ（クラッチマスタシリンダでもよい）により生成されたものである。
【００２２】
モータジェネレータ１３は、供給される電力を回転動力に変換して出力する電動モータ（電動機）の機能と、入力された回転動力を電力に変換し出力する発電機の機能とを併有する電動発電機である。
【００２３】
このモータジェネレータ１３は、電動モータとして機能するとき、エンジン１１のアイドル運転状態下で車両１を走行駆動可能な回転動力を出力したり、エンジン１１を燃費効率の高い運転領域で運転するためにエンジン１１の出力をアシストする回転動力を出力したりすることができる。また、モータジェネレータ１３は、車両１の回生ブレーキ作動時にインバータ２２と協働して駆動車輪１８ａ、１８ｂ側に制動トルクを出力するとともに発電機として作動し、高圧バッテリ２３に充電できるようになっている。
【００２４】
ＡＭＴ１４は、エンジン１１と共に車両１の図示しない本体フレームにマウントされた公知の変速機で、手動変速機と同様な多段変速可能な歯車変速機構を内蔵するとともに、その変速操作を自動制御可能にした半自動変速機として構成されている。このＡＭＴ１４は、オートクラッチ１２と協働して多段の円滑な変速動作、例えば１速から６速までの変速動作を行うことができるようになっている。
【００２５】
推進軸１５は、ＡＭＴ１４の出力軸１４ｂおよびディファレンシャル装置１６の入力軸１６ａに対しそれぞれユニバーサルジョイント等を介して連結され、ＡＭＴ１４およびディファレンシャル装置１６の間を動力伝達可能に連結している。
【００２６】
ディファレンシャル装置１６は、推進軸１５からの入力される回転動力を、左右の駆動軸１７ａ、１７ｂに対し差動を許容しつつ分配できる公知の差動装置である。
【００２７】
高圧バッテリ２３は、モータジェネレータ１３に電力を供給可能で、かつ、モータジェネレータ１３で発生される電力を蓄えることができる二次電池である。また、インバータ２２は、高圧バッテリ２３の電圧を昇圧させるとともにモータジェネレータ１３用の三相交流に変換する機能を有している。
【００２８】
このような走行駆動システム２０は、以下に述べる制御装置３０によって制御される。
【００２９】
制御装置３０は、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）、例えばハイブリッド駆動制御ユニットであるＨＶ−ＥＣＵ３１と、オートクラッチ１２のクラッチ操作およびＡＭＴ１４の変速操作を制御するＡＭＴ−ＥＣＵ３２と、車両制御ＥＣＵ３３、エンジンＥＣＵ３４およびバッテリＥＣＵ３５とを含んで構成されている。
【００３０】
ＨＶ−ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、バックアップメモリ、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路およびＣＡＮ（Controller Area Network）通信用の通信インターフェース回路を含んで構成されるものである。このＨＶ−ＥＣＵ３１の入力インターフェース回路には、車両１の走行状態を検出するセンサ群として、例えばアクセル開度センサ４１および車速センサ４２が接続されている。
【００３１】
ＨＶ−ＥＣＵ３１は、ＲＯＭに予め格納されたハイブリッド制御プログラムに従って、ＣＰＵにより、ＲＡＭとの間でデータを授受しながら、例えばアクセル開度に対応する要求パワーとして走行駆動システム２０のトータルの出力値を算出し、さらに、現在の車速Ｖやエンジン１１およびモータジェネレータ１３の回転速度Ｎｊ等のセンサ情報と、エンジン１１の機関性能やモータジェネレータ１３の特性に関するバックアップメモリ内のマップ情報等を基に、走行駆動システム２０のエネルギ効率が高い動作条件となるよう、エンジン１１に要求されるトルクＴｅおよびモータジェネレータ１３に要求されるトルクＴｍの指令値等を逐次算出する。そして、そのトルクＴｅを指令値としてＣＡＮバス３６を介してエンジンＥＣＵ３４に出力するとともに、トルクＴｍを指令値として後述する内蔵のＭＧ制御部に取り込ませるようになっている。
【００３２】
ＨＶ−ＥＣＵ３１のバックアップメモリは、ＣＰＵの停止時にも記憶情報を保持可能なメモリで、例えばＥＥＰＲＯＭにより構成されている。また、ＨＶ−ＥＣＵ３１の通信インターフェース回路には、ＣＡＮバス３６を介してＡＭＴ−ＥＣＵ３２および車両制御ＥＣＵ３３が接続されており、ゲートウェイ機能を有する車両制御ＥＣＵ３３を介して、例えばＨＶ−ＥＣＵ３１からエンジンＥＣＵ３４にトルク指令値Ｔｅが出力される。
【００３３】
バッテリＥＣＵ３５は、高圧バッテリ２３の充放電量を常時監視し、高圧バッテリ２３の全電池容量に対する充電量の比率、すなわち、充電率に相当するＳＯＣ(State Of Charge)［％］を算出して、そのＳＯＣをＨＶ−ＥＣＵ３１に送信できるようになっている。バッテリＥＣＵ３５とＨＶ−ＥＣＵ３１がＣＡＮ通信可能に接続され得るのは勿論である。
【００３４】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ３１は、このＳＯＣの変動範囲を高圧バッテリ２３の寿命や信頼性等の面で好適な範囲内に維持するように、モータジェネレータ１３による駆動出力や回生ブレーキ作動の制御を実行することで、高圧バッテリ２３のＳＯＣを予め設定した上限値（例えば８０％）と下限値（例えば４０％）の間に制御するようになっている。なお、一時的にＳＯＣの上限値が増加したり、回生電力の充電が見込まれるときに一時的にＳＯＣが下限値を下回ったりしてもよい。
【００３５】
ＡＭＴ−ＥＣＵ３２の入力インターフェース回路には、ドライバのシフトレバー操作入力を検出するシフトスイッチ４３と、オートクラッチ１２の変速機側のディスク回転速度でもあるモータジェネレータ１３の回転速度Ｎｊを検出するレゾルバ等の回転速度センサ４４と、オートクラッチ１２の操作位置であるディスクストロークを検出するクラッチストロークセンサ４５とが接続されている。そして、これらセンサ群４３ないし４５からの検出情報が、ＡＭＴ−ＥＣＵ３２に取り込まれるようになっている。
【００３６】
ＡＭＴ−ＥＣＵ３２は、ＨＶ−ＥＣＵ３１および車両制御ＥＣＵ３３からの制御情報およびセンサ群４３ないし４５からの検出情報に基づいて、要求される走行駆動パワーや現在の車速Ｖに対応するＡＭＴ１４の最適なギヤ位置（最適な変速段）を設定するとともに、オートクラッチ１２の接続の度合いを制御することができるようになっている。そして、そのような制御を実行するために、ＨＶ−ＥＣＵ３１、車両制御ＥＣＵ３３およびＡＭＴ−ＥＣＵ３２の間で、相互に必要な制御値や検出値に関する情報の双方向通信がなされる。
【００３７】
一方、ＡＭＴ−ＥＣＵ３２の出力インターフェース回路には、オートクラッチ１２が接続されており、ＡＭＴ−ＥＣＵ３２は、ＨＶ−ＥＣＵ３１および車両制御ＥＣＵ３３からの制御要求と、クラッチストロークセンサ４５の検出位置とに基づいてオートクラッチ１２の断接およびディスクストロークを制御することができるようになっている。
【００３８】
車両制御ＥＣＵ３３の入力インターフェース回路には、ブレーキ操作状態を検出するブレーキセンサ４６と、Ｇセンサ等で構成される勾配センサ４７と、エンジン１１の運転状態および車両１の状況に関連する情報を取得する図示しない他のセンサ群とが接続されている。そして、これらセンサ群４６、４７等からの検出情報が車両制御ＥＣＵ３３に取り込まれることで、車両制御ＥＣＵ３３は、他のＥＣＵと協働して、エンジン１１の始動制御、ブレーキ制御その他の車両走行性能に関する車両制御プログラムを実行できるようになっている。
【００３９】
車両制御ＥＣＵ３３は、また、少なくとも車両１の発進時または停止時に、勾配センサ４７の検出情報を基に、車両１の走行路面の勾配を検出する。ここにいう停止には、信号待ち等のための一時停止、所定の待機場所での停車、あるいは駐車等を含む。
【００４０】
勾配センサ４７は、例えば車両前後方向と車両上下方向の加速度を検出する２軸の加速度センサの出力比を基に、走行路面の車両前後方向の傾斜角を検出するものである。
【００４１】
エンジンＥＣＵ３４の入力インターフェース回路にはクランク角センサ４８が接続されており、クランク角センサ４８で検出されるエンジン回転数Ｎｅ［ｒｐｍ］は、エンジンＥＣＵ３４に取り込まれ、ゲートウェイ機能を有する車両制御ＥＣＵ３３によってＨＶ−ＥＣＵ３１およびＡＭＴ−ＥＣＵ３２等の他のＥＣＵに送信される。
【００４２】
エンジンＥＣＵ３４は、要求されるトルクＴｅを基にエンジン１１の出力を制御する各種のプログラムやマップを内蔵している。このエンジンＥＣＵ３４は、トルクＴｅの指令値を入力すると、その指令値に対応する燃料噴射量や噴射時期等を算出し、エンジン１１を制御するようになっている。
【００４３】
制御装置３０のこれらＨＶ−ＥＣＵ３１、ＡＭＴ−ＥＣＵ３２、車両制御ＥＣＵ３３およびエンジンＥＣＵ３４のＲＯＭやバックアップメモリには、ハイブリッド制御プログラム、変速制御プログラム、車両制御プログラムおよびエンジン制御プログラムと、これらの制御プログラムと協働する他の複数の制御プログラム（以下、これらを総称して複数の制御プログラムという）、例えばクラッチ制御を含む発進制御プログラムが格納されるとともに、複数の制御プログラムで使用される各種の設定値やマップ等が記憶されている。
【００４４】
制御装置３０は、これら複数の制御プログラムを実行することで、以下に述べるような複数の機能を発揮するように構成されている。
【００４５】
前述のように、制御装置３０は、高圧バッテリ２３のＳＯＣを予め設定した上限値と下限値の間に制御する機能を有している。そして、車両１の発進前に、制御装置３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１とＡＭＴ−ＥＣＵ３２および車両制御ＥＣＵ３３とを協働させて、図２に示すように、高圧バッテリ２３の充電状態を示すＳＯＣ［％］と、車両１が停車している路面の登坂勾配とに応じて、オートクラッチ１２の断接を切換え制御し、図２中に示すエンジン発進モード、ＥＶ１発進モードおよびＥＶ２発進モードのうちいずれかを選択して切換え可能に設定するようになっている。
【００４６】
具体的には、エンジン発進モードとは、エンジン１１の出力を用いて車両１を発進させるよう走行駆動を開始するモードであり、本実施形態においては、その発進時におけるＡＭＴ１４の変速段（以下、発進変速段ともいう）から他の変速段に変速する条件が成立するまでエンジン１１の出力を用いる車両１の走行駆動を継続できるモードである。
【００４７】
ＥＶ１発進モードおよびＥＶ２発進モードは、それぞれ、モータジェネレータ１３の出力のみを用いて車両１を発進させるよう走行駆動を開始するモードとなっている。そして、これらＥＶ１発進モードおよびＥＶ２発進モードのいずれかで発進した後、高圧バッテリ２３の充電状態や駆動負荷に応じ、エンジン１１の出力を用いる他の走行駆動状態に移行できるようになっている。
【００４８】
また、ＥＶ１発進モードは、高圧バッテリ２３のＳＯＣが前述の下限値と上限値の間の複数の異なる充電率値のうち高充電率側の第１の値Ｓ１（第１の充電率）以上となるときに設定される第１のモータ発進モードであり、第１の値Ｓ１は、例えば６０％である。このＥＶ１発進モードでの発進変速段は、第１の発進変速段、例えば３速（図２中では３ｒｄ）に設定されるようになっている。
【００４９】
ＥＶ２発進モードは、高圧バッテリ２３のＳＯＣが第１の値Ｓ１未満であって前述の複数の異なる充電率値のうち低充電率側の第２の値Ｓ２（第２の充電率）以上であるときに設定される第２のモータ発進モードであり、第２の値Ｓ２は、例えば４５％である。このＥＶ２発進モードでの発進変速段は、第１の発進変速段より高速側の第２の変速段、例えば３速（図２中では３ｒｄ）に設定されるようになっている。
【００５０】
このＥＶ２発進モードは、ＥＶ１発進モードよりモータジェネレータ１３の使用（使用量）が制限された設定条件となっている。具体的には、ＥＶ２発進モードにおけるモータジェネレータ１３のみによる走行駆動は、オートクラッチ１２の変速機側のディスク回転速度でもあるモータジェネレータ１３の回転速度Ｎｊが予め設定された切換え回転速度に達するまでの期間に制限されており、その制限の下で実行される。また、ここにいう切換え回転速度は、例えばエンジン１１のアイドル運転回転数（例えば、５５０［ｒｐｍ］）よりわずかに高く、車両１の発進時に有効な走行駆動トルクを出力できる程度の所定回転数Ｎｉ、例えば７００ｒｐｍ程度である。
【００５１】
よって、ＥＶ２発進モードでは、発進時の発進変速段でそれより高速段側に変速可能な車速までモータジェネレータ１３のみによる加速が継続されることはなく、ＥＶ２発進モードでのモータジェネレータ１３のみによる走行駆動は、発進変速段での加速中に終了することになる。
【００５２】
一方、ＥＶ１発進モードでは、専ら、ＡＭＴ１４が前述の発進変速段より高速段側に変速可能な車速までモータジェネレータ１３のみによる加速が継続され、高速段側に変速した後にモータジェネレータ１３のみによる走行駆動が終了する。ただし、ＥＶ１発進モードでの発進後のＳＯＣの低下や登坂急勾配によりモータジェネレータ１３のみでは要求される駆動力を出力できない場合、高速段側への変速前にエンジンによる走行駆動モードや充電が可能な走行モードへの移行が生じ得る。これは、ＳＯＣ、路面勾配の値、車速およびアクセル開度等から判断する。
【００５３】
制御装置３０は、高圧バッテリ２３のＳＯＣが第１の値Ｓ１以上となる場合であって走行駆動源である走行駆動システム２０の駆動負荷が予め設定された第１の負荷Ｇ１以下であるときに、第１のモータ発進モードを設定する。また、制御装置３０は、高圧バッテリ２３のＳＯＣが第１の値Ｓ１未満かつ第２の値Ｓ２以上となる場合であって走行駆動システム２０の駆動負荷が第２の負荷Ｇ２以下であるときに、第２のモータ発進モードを設定するようになっている。ここにいう第１の負荷Ｇ１は、例えば路面勾配の値がＥＶ１発進モードでの好適な発進が可能な登坂勾配の最大値として設定されており、第２の負荷Ｇ２は、例えば予め第１の負荷Ｇ１より小さい登坂勾配の値に設定されている。
【００５４】
制御装置３０は、さらに、高圧バッテリ２３のＳＯＣが第１の値Ｓ１以上となる場合であって走行駆動システム２０の駆動負荷が第１の負荷Ｇ１を超えるとき、ＳＯＣが第１の値Ｓ１未満かつ第２の値Ｓ２以上となる場合であって走行駆動システム２０の駆動負荷が第２の負荷Ｇ２を超えるとき、および、ＳＯＣが第２の値Ｓ２未満であるとき、それぞれエンジン発進モードを設定するようになっている。
【００５５】
走行駆動システム２０の駆動負荷Ｇ１、Ｇ２は、それぞれ車両１の走行路面の登坂勾配に基づいて設定されており、第１の負荷Ｇ１とは、例えば予め設定された標準積載状態の車両１を登坂勾配７％の走行路面上にて所定発進速度で発進させるときの走行駆動システム２０の駆動負荷である。また、第２の負荷Ｇ２とは、例えば前述の標準積載状態の車両１を登坂勾配３％の走行路面上にて所定発進速度で発進させるときの走行駆動システム２０の駆動負荷である。
【００５６】
次に、作用を説明する。
【００５７】
上述のように構成された本実施の形態のハイブリッド車両の制御装置３０においては、車両１を発進させるときに、図３に示すような発進モード選択処理が実行される。
【００５８】
まず、ＨＶ−ＥＣＵ３１により算出された最新のＳＯＣの値と、勾配センサ４７で検出されている路面勾配の値が取り込まれ（ステップＳ１１）、次いで、ＳＯＣの値が第１の値Ｓ１以上であるか否かが判定される（ステップＳ１２）。
【００５９】
そして、ＳＯＣが第１の値Ｓ１以上であれば（ステップＳ１２でｙｅｓの場合）、次いで、路面勾配の値が第１の負荷Ｇ１以下であるか否かが判定され（ステップＳ１３）、その判定結果がｙｅｓであれば、今回の発進モードとして、ＥＶ１発進モードが選択される（ステップＳ１４）。
【００６０】
一方、ＳＯＣの値が第１の値Ｓ１以上でなければ（ステップＳ１２でｎｏの場合）、次いで、ＳＯＣの値が第２の値Ｓ２以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。
【００６１】
そして、ＳＯＣが第２の値Ｓ２以上であれば（ステップＳ１５でｙｅｓの場合）、次いで、路面勾配の値が比較的緩傾斜の登坂勾配に対応する第２の負荷Ｇ２以下であるか否かが判定され（ステップＳ１６）、その判定結果がｙｅｓであれば、今回の発進モードとして、ＥＶ２発進モードが選択される（ステップＳ１７）。
【００６２】
また、路面勾配の値が第１の負荷Ｇ１を超える場合（ステップＳ１３でｎｏの場合）、ＳＯＣの値が第２の値Ｓ２未満に低下している場合（ステップＳ１５でｎｏの場合）、および、ＳＯＣの値が第２の値Ｓ２以上であるものの路面勾配の値が第２の負荷Ｇ２を超えてしまう場合は、いずれもエンジン発進モードが選択される（ステップＳ１８）。
【００６３】
（ＥＶ１発進モードでの発進時）
いま、ＥＶ１発進モードが選択されたとすると、この場合、まず、この発進モードでの発進時におけるＡＭＴ１４の変速段が、第２の発進変速段、例えば３速（図中では３ｒｄ）に設定される。このとき、オートクラッチ１２はエンジン１１をＡＭＴ１４から切り離す切断状態にある。また、エンジン１１は、ＥＶ１発進モードが選択されると同時に図示しないスタータモータにより始動され、アイドル運転状態にある。
【００６４】
次いで、ドライバのアクセルペダル操作を主とする加速要求に応じて、モータジェネレータ１３が回転を開始してその回転速度を上昇させ、車両１を発進させつつ加速する。そして、通常、加速要求と車両１の車速を基に、次の高速側の変速段（例えば、４速）への変速条件が成立すると、ＡＭＴ１４がその高速側の変速段に変速されるのと同時にオートクラッチ１２が接続側に制御され、ＥＶ１走行モードからエンジン出力を用いる他の走行モード、例えばエンジン走行モードやパラレル走行モードに切り換えられる。
【００６５】
本実施形態では、このように、ＥＶ１走行モードからエンジン出力を用いる他の走行モードへの移行時期を変速時とするので、オートクラッチ１２の接続動作に伴うショックが変速時以外に生じないで済む。
【００６６】
（ＥＶ２発進モードでの発進時）
次に、ＥＶ２発進モードが選択されたとすると、この場合、図４に示すように、まず、このＥＶ２発進モードでの発進変速段が、例えば３速に設定される（ステップＳ２１）。このとき、オートクラッチ１２はエンジン１１をＡＭＴ１４から切り離す切断状態にある。また、エンジン１１は、ＥＶ２発進モードが選択されると同時に始動されている。
【００６７】
次いで、ドライバのアクセルペダル操作を主とする加速要求に応じて、モータジェネレータ１３が回転を開始してその回転速度を上昇させ、車両１を発進させつつ加速する（ステップＳ２２）。
【００６８】
次いで、オートクラッチ１２の変速機側の回転速度であるモータジェネレータ１３の入出力軸１３ａの回転速度（図４中ではＭＧ回転数）Ｎｊが、車両１のＥＶ２発進モードでの発進時に有効な走行駆動トルクを出力できる程度の所定回転数Ｎｉ（切換え回転速度）に達したか否かの判定が実行される（ステップＳ２３）。また、その判定結果がｙｅｓとなるまで、所定回転数Ｎｉに達したか否かの判定が繰り返される。
【００６９】
そして、モータジェネレータ１３の回転速度Ｎｊが所定回転数Ｎｉに達すると（ステップＳ２３でｙｅｓの場合）、次いで、アイドル運転状態にあるエンジン１１のエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｉに一致するようにわずかに高められる（ステップＳ２４）。
【００７０】
次いで、オートクラッチ１２が接続された後（ステップＳ２５）、加速要求に応じてエンジン１１およびモータジェネレータ１３の出力回転数を増加させながら、エンジン１１のトルク負担率が徐々に増加し、モータジェネレータ１３のトルク負担率が徐々に低下するように、エンジン１１の出力トルクを増加させる一方で、モータジェネレータ１３の出力トルクを低下させる（ステップＳ２６）。そして、モータジェネレータ１３がエンジン１１の出力回転に対し無抵抗な出力停止状態に移行すると、今回のＥＶ２発進モードの処理が終了する。
【００７１】
したがって、このＥＶ２発進モードでは、発進変速段より高速段側に変速可能な車速に達するまでモータジェネレータ１３のみによる加速が継続されることはなく、その後は、エンジン出力を用いる他の走行モード、例えばエンジン走行モードに移行することになる。
【００７２】
（エンジン発進モードでの発進時）
次に、エンジン発進モードが選択されたとすると、まず、この発進モードでの発進変速段として、例えば２速が設定される。このとき、オートクラッチ１２はエンジン１１をＡＭＴ１４から切り離す切断状態にある。また、エンジン１１は、エンジン発進モードが選択されると同時にスタータモータにより始動されている。
【００７３】
次いで、加速要求に応じてエンジン１１のエンジン回転数Ｎｅを上昇させるとともに、オートクラッチ１２のストロークを制御し、オートクラッチ１２を半クラッチ状態にしてエンジン１１からの回転動力をＡＭＴ１４に伝達し始めた後、オートクラッチ１２を徐々に完接状態に移行させ、車両１を発進させつつ加速する。そして、発進変速段より高速側の変速段（例えば、３速）に変速可能な条件が成立すると、ＡＭＴ１４を次の変速段に変速させる。
【００７４】
このように、本実施形態では、モータ発進モードであるＥＶ１発進モードおよびＥＶ２発進モードのいずれにおいても、低速域にて短時間で大トルクを発生できるモータジェネレータ１３の特性を活用して、エンジン発進モード時の発進変速段（例えば、２ｎｄ）に比べて高速側の変速段（例えば、３ｒｄ）で発進する。したがって、図５に破線Ａで示すエンジン発進モード時の２ｎｄ発進に比べて、同図中に一点鎖線Ｂで示すＥＶ１発進モードおよび同図中に実線Ｃで示すＥＶ２発進モードでは、同図中の点線Ｄで囲まれる部分に示すように、発進初期の急な加速をなくすことができ、車両１のスムーズな発進が可能になる。
【００７５】
しかも、モータ発進モードは、高圧バッテリ２３のＳＯＣが第１の値Ｓ１以上となる場合であって走行駆動システム２０の駆動負荷が第１の負荷Ｇ１より小さいときには、ＥＶ１発進モードに設定され、ＳＯＣが第１の値Ｓ１未満かつ第２の値Ｓ２以上となる場合であって走行駆動源の駆動負荷が第２の負荷Ｇ２以下であるときには、ＥＶ１発進モードよりもモータジェネレータ１３の使用が制限されるＥＶ２発進モードに設定される。したがって、車両発進時の駆動負荷に応じた走行駆動出力を確保しながらも、ＳＯＣの制御範囲における広い範囲において、車両１のスムーズな発進が可能となり、しかも、モータ発進モードの頻度を高めることにより燃費を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態では、ＥＶ２発進モードにおけるモータジェネレータ１３の出力は、ＡＭＴ１４が発進変速段（例えば、３ｒｄ）である間に停止され、ＥＶ１発進モードにおけるモータジェネレータ１３の出力は、車両１が発進しＡＭＴ１４が発進変速段から高速側の変速段に変速する条件が成立するまで継続され得る。したがって、ＡＭＴ１４を使用する自動変速操作を行いながらも、車両１の発進時にモータジェネレータ１３の出力を効果的にかつ広範に活用して、商用車等におけるスムーズな発進の頻度を高めることができ、燃費を向上させることができる。加えて、オートクラッチ１２の使用頻度を減らすことで、オートクラッチ１２の耐久性を高めることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態では、走行駆動源の駆動負荷が、車両１の走行路面の登坂勾配に基づいて設定されるので、走行駆動システム２０の駆動負荷を的確に把握でき、ＳＯＣのみならず駆動負荷を考慮して、モータジェネレータ１３の利用頻度を高めることができる。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、モータジェネレータ１３により走行駆動するＥＶ発進モードとエンジン１１により走行駆動する他のモードをオートクラッチ１２の断接により切り換える構成としながらも、車両１のスムーズな発進が可能で燃費を改善でき、しかも、オートクラッチ１２の耐久性を向上できるハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。
【００７９】
なお、上述の一実施の形態においては、走行駆動システム２０は、エンジン１１、オートクラッチ１２、モータジェネレータ１３およびＡＭＴ１４等を車両前後方向に順次配設するものとしたが、特許文献１に記載のように、別々の経路で伝達されるエンジンの出力とモータジェネレータの出力を合成可能にしたものでもよい。
【００８０】
また、勾配センサ４７は、２軸の加速度センサを用いるものとしたが、勿論、多軸の加速度センサや他方式の傾斜角センサ（例えば、膜スプリング容量式、液封入式等）を用いてもよい。また、車両１の停止直前までに逐次計算した路面勾配情報（所定時間毎の高度変化量／走行距離）を車両１の停止時にバックアップメモリに記憶させ、発進時にその勾配情報を基に駆動負荷を算出することも考えられる。その場合、車両１の走行中に、例えば車速センサ４２の検出信号から算出した車両１の加速度と勾配センサ４７の検出情報とを基に、路面勾配角度（ａｒｃ ｓｉｎ（Ｇセンサの検出加速度−加速度）／重力加速度）を逐次算出することもできる。
【００８１】
さらに、上述の一実施の形態においては、ＥＶ発進モードをＳＯＣおよび駆動負荷に応じて使用制限の異なる２つに分け、３つの発進制御モードを使用したが、ＥＶ発進モードをその使用制限の異なる３つ以上に分割して４つ以上の発進制御モードを用いることも考えられる。また、充電率がＳＯＣに対応する別の計測値や計算値で代用できることも勿論である。
【００８２】
また、発進モード選択処理は車両を発進させるときに実行されるとしたが、次の発進に備えて停車する際に行ってもよい。この場合、車両の発進の際、エンジンはイグニションスイッチがオンになったときに始動される。
【００８３】
以上説明したように、本発明は、モータ発進モードとエンジン発進モードをクラッチの断接により切り換える構成としながらも、スムーズな発進が可能で燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供できる。このような本発明は、車両の発進時にモータによる発進駆動とエンジンによる発進駆動を切換え可能なハイブリッド車両の制御装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  車両
１１  エンジン（内燃機関）
１２  オートクラッチ（クラッチ）
１３  モータジェネレータ（電動モータ）
１４  ＡＭＴ（変速機）
１９  動力伝達経路
２０  走行駆動システム（走行駆動源）
２３  高圧バッテリ（バッテリ）
３０  制御装置
３１  ＨＶ−ＥＣＵ
３２  ＡＭＴ−ＥＣＵ
３３  車両制御ＥＣＵ
３４  エンジンＥＣＵ
４１  アクセル開度センサ
４２  車速センサ
４３  シフトスイッチ（シフト操作検出手段）
４４  回転速度センサ（モータ回転速度検出手段）
４７  勾配センサ
４８  クランク角センサ
Ｇ１  第１の駆動負荷（登坂勾配）
Ｇ２  第２の駆動負荷（登坂勾配）
Ｓ１  第１の値（第１の充電率）
Ｓ２  第２の値（第２の充電率）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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