ハイブリッド車両の制御装置
【課題】 エンジン始動の遅れを抑制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。
【解決手段】 変速機の変速時に変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中にエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときにエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度を、通常始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度よりも速くするようにした。
【解決手段】 変速機の変速時に変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中にエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときにエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度を、通常始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度よりも速くするようにした。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、電気自動車走行モードのときにエンジン始動要求があると、モータトルクを上昇させた後に、第２クラッチを滑らせるとともに第１クラッチを締結し、エンジンを始動するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、例えばドライバの加速要求等があるときには、エンジン始動の遅れがドライバへの違和感や、駆動力発生の遅れが生じるおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、エンジン始動の遅れを抑制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である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては、変速機の変速時に変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中にエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときにエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度を、通常始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度よりも速くするようにした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラの制御ブロック図である。
【図３】実施例１の目標駆動トルクマップである。
【図４】実施例１のモードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。
【図５】実施例１の通常モードマップである。
【図６】実施例１のMWSCモードマップである。
【図７】実施例１の目標充放電量マップである。
【図８】実施例１のWSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図である。
【図９】実施例１のWSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【図１０】実施例１のエンジン回転数マップである。
【図１１】実施例１の走行モード切り換え処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例１の第１クラッチの締結処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例１のエンジン始動時のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
〔駆動系構成〕
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【０００９】
実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンEと、第１クラッチCL1（エンジン側摩擦要素）と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機AT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。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１０】
エンジンEは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、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。
【００１１】
第１クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ5からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット6により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１２】
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、後述する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する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、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てバッテリ4を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
【００１３】
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づいて、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、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１４】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、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締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。また第２クラッチCL2は、同じ摩擦締結要素を使用しているわけではなく、変速段によって使用する摩擦締結要素は異なる。
【００１５】
そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、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。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2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を用いている。
【００１６】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。
【００１７】
また、路面勾配が所定値以上における上り坂等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールドが行われるような場合、WSC走行モードでは、第２クラッチCL2のスリップ量が過多の状態が継続されるおそれがある。エンジンEをアイドル回転数より小さくすることができないからである。そこで、実施例１では、エンジンEを作動させたまま、第１クラッチCL1を解放し、モータジェネレータMGを作動させつつ第２クラッチCL2をスリップ制御させ、モータジェネレータMGを動力源として走行するモータスリップ走行モード（以下、「MWSC走行モード」と略称する）を備える。尚、詳細については後述する。
【００１８】
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
【００１９】
「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
【００２０】
定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ4の充電のために使用する。
【００２１】
また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
【００２２】
〔制御系構成〕
次に、ハイブリッド車両の制御系構成を説明する。実施例１における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。尚、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第１クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、互いの情報交換が可能なCAN通信線11を介して接続されている。
【００２３】
エンジンコントローラ1は、エンジン回転数センサ12からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。更に詳細なエンジン制御内容については後述する。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
【００２４】
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からの情報を入力し、統合コントローラ10からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm：モータジェネレータ回転数,Tm：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ3へ出力する。尚、このモータコントローラ2では、バッテリ4の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
【００２５】
第１クラッチコントローラ5は、第１クラッチ油圧センサ14と第１クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ10からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット6に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
【００２６】
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と第２クラッチ油圧センサ18と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ10からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット8に出力する。尚、アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
【００２７】
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からのセンサ情報を入力し、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（摩擦ブレーキによる制動力）で補うように、統合コントローラ10からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
【００２８】
統合コントローラ10は、車両全体の消費エネルギを管理し、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と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ22と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ23と、ブレーキ油圧センサ24と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ10aと、前後加速度を検出する前後加速度センサ10bからの情報およびCAN通信線11を介して得られた情報を入力する。
【００２９】
また、統合コントローラ10は、エンジンコントローラ1への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ2への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ5への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ7への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
【００３０】
〔統合コントローラの構成〕
図２は統合コントローラ10の制御ブロック図である。以下に、図２を用いて、実施例１の統合コントローラ10にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10[msec]毎に統合コントローラ10で演算される。統合コントローラ10は、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500とを有する。
【００３１】
図３は目標駆動トルクマップである。目標駆動トルク演算部100では、図３に示す目標駆動トルクマップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動トルクTdを演算する。
【００３２】
モード選択部200は、前後加速度センサ10bの検出値に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定演算部201を有する。路面勾配推定演算部201は、車輪速センサ19の車輪速加速度平均値等から実加速度を演算し、この演算結果とGセンサ検出値との偏差から路面勾配を推定する。
【００３３】
更に、モード選択部200は、推定された路面勾配に基づいて、後述する二つのモードマップのうち、いずれかを選択するモードマップ選択部202を有する。図４はモードマップ選択部202の選択ロジックを表す概略図である。モードマップ選択部202は、通常モードマップが選択されている状態から推定勾配が所定値g2以上になると、MWSC対応モードマップに切り換える。一方、MWSC対応モードマップが選択されている状態から推定勾配が所定値g1（＜g2）未満になると、通常モードマップに切り換える。すなわち、推定勾配に対してヒステリシスを設け、マップ切り換え時の制御ハンチングを防止する。
【００３４】
次に、モードマップについて説明する。モードマップとしては、推定勾配が所定値未満のときに選択される通常モードマップと、推定勾配が所定値以上のときに選択されるMWSC対応モードマップとを有する。図５は通常モードマップ、図６はMWSCモードマップを表す。
【００３５】
通常モードマップ（図５）内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。
【００３６】
図５の通常モードマップにおいて、HEV→WSC切換線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンEのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動トルクを要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。尚、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように構成されている。
【００３７】
アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータジェネレータMGのトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引き上げてより大きなトルクを出力させれば、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図５に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。
【００３８】
MWSCモードマップ（図６）内には、EV走行モード領域が設定されていない点で通常モードマップとは異なる。また、WSC走行モード領域として、アクセルペダル開度APOに応じて領域を変更せず、下限車速VSP1のみで領域が規定されている点で通常モードマップとは異なる。また、WSC走行モード領域内にMWSC走行モード領域が設定されている点で通常モードマップとは異なる。MWSC走行モード領域は、下限車速VSP1よりも低い所定車速VSP2と所定アクセル開度APO1よりも高い所定アクセル開度APO2とで囲まれた領域に設定されている。尚、MWSC走行モードの詳細については後述する。
【００３９】
図７は、目標充放電量マップである。目標充放電演算部300では、図７に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
【００４０】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動トルクTdと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルク／目標エンジン回転数と目標モータジェネレータトルク／目標モータジェネレータ回転数と目標第２クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンEを始動するエンジン始動制御部が設けられている。
【００４１】
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
【００４２】
〔WSC走行モードについて〕
次に、WSC走行モードの詳細について説明する。WSC走行モードとは、エンジンEが作動した状態を維持している点に特徴があり、目標駆動トルク変化に対する応答性が高い。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジンE及び／又はモータジェネレータMGの駆動トルクを用いて走行する。
【００４３】
実施例１のハイブリッド車両では、トルクコンバータのように回転数差を吸収する要素が存在しないため、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を完全締結すると、エンジンEの回転数に応じて車速が決まってしまう。エンジンEには自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在し、このアイドル回転数は、エンジンの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると、更に下限値が高くなる。また、目標駆動トルクが高い状態では素早くHEV走行モードに遷移できない場合がある。
【００４４】
一方、EV走行モードでは、第１クラッチCL1を解放するため、上記エンジン回転数による下限値に伴う制限はない。しかしながら、バッテリSOCに基づく制限によってEV走行モードによる走行が困難な場合や、モータジェネレータMGのみで目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジンEによって安定したトルクを発生する以外に手段がない。
【００４５】
そこで、上記下限値に相当する車速よりも低車速領域であって、かつ、EV走行モードによる走行が困難な場合やモータジェネレータMGのみでは目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジン回転数を所定の下限回転数に維持し、第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジントルクを用いて走行するWSC走行モードを選択する。
【００４６】
図８はWSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図、図９はWSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【００４７】
WSC走行モードにおいて、運転者がアクセルペダルを操作すると、図９に基づいてアクセルペダル開度に応じた目標エンジン回転数特性が選択され、この特性に沿って車速に応じた目標エンジン回転数が設定される。そして、図８に示すエンジン動作点設定処理によって目標エンジン回転数に対応した目標エンジントルクが演算される。
【００４８】
ここで、エンジンEの動作点をエンジン回転数とエンジントルクにより規定される点と定義する。図８に示すように、エンジン動作点は、エンジンEの出力効率が高い動作点を結んだ線（以下、α線）上で運転することが望まれる。
【００４９】
しかし、上述のようにエンジン回転数を設定した場合、運転者によるアクセルペダル開度APO（目標駆動トルク）によってはα線から離れた動作点を選択することとなる。そこで、エンジン動作点をα線に近づけるために、目標エンジントルクは、α線を考慮した値にフィードフォワード制御される。
【００５０】
一方、モータジェネレータMGは、設定されたエンジン回転数を目標回転数とする回転数フィードバック制御が実行される。今、エンジンEとモータジェネレータMGは直結状態とされていることから、モータジェネレータMGが目標回転数を維持するように制御されることで、エンジンEの回転数も自動的にフィードバック制御されることとなる。
【００５１】
このとき、モータジェネレータMGが出力するトルクは、α線を考慮して決定された目標エンジントルクと目標駆動トルクとの偏差を埋めるように自動的に制御される。モータジェネレータMGでは、上記偏差を埋めるように基礎的なトルク制御量（回生・力行）が与えられ、更に、目標エンジン回転数と一致するようにフィードバック制御される。
【００５２】
あるエンジン回転数において、目標駆動トルクがα線上の駆動トルクよりも小さい場合、エンジン出力トルクを大きくした方がエンジン出力効率は上昇する。このとき、出力を上げた分のエネルギをモータジェネレータMGにより回収することで、第２クラッチCL2に入力されるトルク自体は運転者の要求トルクとしつつ、効率の良い発電が可能となる。
【００５３】
ただし、バッテリSOCの状態によって発電可能なトルク上限値が決定されるため、バッテリSOCからの要求発電出力（SOC要求発電電力）と、現在の動作点におけるトルクとα線上のトルクとの偏差（α線発電電力）との大小関係を考慮する必要がある。
【００５４】
図８（ａ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも大きい場合の概略図である。SOC要求発電電力以上にはエンジン出力トルクを上昇させることができないため、α線上に動作点を移動させることはできない。ただし、より効率の高い点へ移動させることで燃費効率を改善する。
【００５５】
図８（ｂ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも小さい場合の概略図である。SOC要求発電電力の範囲内であれば、エンジン動作点をα線上に移動させることができるため、この場合は、最も燃費効率の高い動作点を維持しつつ発電することができる。
【００５６】
図８（ｃ）は、エンジン動作点がα線よりも高い場合の概略図である。目標駆動トルクに応じた動作点がα線よりも高いときは、バッテリSOCに余裕があることを条件として、エンジントルクを低下させ、不足分をモータジェネレータMGの力行により補う。これにより、燃費効率を高くしつつ目標駆動トルクを達成することができる。
【００５７】
次に、WSC走行モード領域を、推定勾配に応じて変更している点について説明する。図１０は車速を所定状態で上昇させる際のエンジン回転数マップである。
【００５８】
平坦路において、アクセルペダル開度がAPO1よりも大きな値の場合、WSC走行モード領域は下限車速VSP1よりも高い車速領域まで実行される。このとき、車速の上昇に伴って図９に示すマップのように徐々に目標エンジン回転数は上昇する。そして、VSP1'に相当する車速に到達すると、第２クラッチCL2のスリップ状態は解消され、HEV走行モードに遷移する。
【００５９】
推定勾配が所定勾配（g1もしくはg2）より大きい勾配路において、上記と同じ車速上昇状態を維持しようとすると、それだけ大きなアクセルペダル開度となる。このとき、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2は平坦路に比べて大きくなる。この状態で、仮に図５に示すマップのようにWSC走行モード領域を拡大してしまうと、第２クラッチCL2は強い締結力でのスリップ状態を継続することとなり、発熱量が過剰となるおそれがある。そこで、推定勾配が大きい勾配路のときに選択される図６のMWSC対応モードマップでは、WSC走行モード領域を不要に広げることなく、車速VSP1に相当する領域までとする。これにより、WSC走行モードにおける過剰な発熱を回避する。
【００６０】
〔MWSC走行モードについて〕
次に、MWSC走行モード領域を設定した理由について説明する。推定勾配が所定勾配（g1もしくはg2）より大きいときに、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態もしくは微速発進状態に維持しようとすると、平坦路に比べて大きな駆動トルクが要求される。自車両の荷重負荷に対向する必要があるからである。
【００６１】
第２クラッチCL2のスリップによる発熱を回避する観点から、バッテリSOCに余裕があるときはEV走行モードを選択することも考えられる。このとき、EV走行モード領域からWSC走行モード領域に遷移したときにはエンジン始動を行う必要があり、モータジェネレータMGはエンジン始動用トルクを確保した状態で駆動トルクを出力するため、駆動トルク上限値が不要に狭められる。
【００６２】
また、EV走行モードにおいてモータジェネレータMGにトルクだけを出力し、モータジェネレータMGの回転を停止もしくは極低速回転すると、インバータのスイッチング素子にロック電流が流れ（電流が１つの素子に流れ続ける現象）、耐久性の低下を招くおそれがある。
【００６３】
また、１速でエンジンEのアイドル回転数に相当する下限車速VSP1よりも低い領域（VSP2以下の領域）において、エンジンE自体は、アイドル回転数より低下させることができない。このとき、WSC走行モードを選択すると、第２クラッチCL2のスリップ量が大きくなり、第２クラッチCL2の耐久性に影響を与えるおそれがある。
【００６４】
特に、勾配路では、平坦路に比べて大きな駆動トルクが要求されていることから、第２クラッチCL2に要求される伝達トルク容量は高くなり、高トルクで高スリップ量の状態が継続されることは、第２クラッチCL2の耐久性の低下を招きやすい。また、車速の上昇もゆっくりとなることから、HEV走行モードへの遷移までに時間がかかり、更に発熱するおそれがある。
【００６５】
そこで、エンジンEを作動させたまま、第１クラッチCL1を解放し、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を運転者の目標駆動トルクに制御しつつ、モータジェネレータMGの回転数が第２クラッチCL2の出力回転数よりも所定回転数高い目標回転数にフィードバック制御するMWSC走行モードを設定した。
【００６６】
言い換えると、モータジェネレータMGの回転状態をエンジンのアイドル回転数よりも低い回転数としつつ第２クラッチCL2をスリップ制御するものである。同時に、エンジンEはアイドル回転数を目標回転数とするフィードバック制御に切り換える。WSC走行モードでは、モータジェネレータMGの回転数フィードバック制御によりエンジン回転数が維持されていた。これに対し、第１クラッチCL1が解放されると、モータジェネレータMGによってエンジン回転数をアイドル回転数に制御できなくなる。よって、エンジンE自体によりエンジン回転数フィードバック制御を行う。
【００６７】
MWSC走行モード領域の設定により、以下に列挙する効果を得ることができる。
1) エンジンEが作動状態であることからモータジェネレータMGにエンジン始動分の駆動トルクを残しておく必要が無く、モータジェネレータMGの駆動トルク上限値を大きくすることができる。具体的には、目標駆動トルク軸で見たときに、EV走行モードの領域よりも高い目標駆動トルクに対応できる。
【００６８】
2) モータジェネレータMGの回転状態を確保することでスイッチング素子等の耐久性を向上できる。
3) アイドル回転数よりも低い回転数でモータジェネレータMGを回転することから、第２クラッチCL2のスリップ量を小さくすることが可能となり、第２クラッチCL2の耐久性の向上を図ることができる。
【００６９】
〔走行モード切換処理〕
図１１は、モード選択部200で行われる走行モード切り換え処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、通常モードマップが選択されているか否かを判断し、通常モードマップが選択されているときはステップS2へ進み、MWSC対応モードマップが選択されているときはステップS11へ進む。
【００７０】
ステップS2では、推定勾配が所定値g2よりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップS3へ進み、それ以外のときはステップS15へ進んで通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
【００７１】
ステップS3では、通常モードマップからMWSC対応モードマップに切り換える。
ステップS4では、現在のアクセルペダル開度と車速により決定される動作点がMWSC走行モード領域内にあるか否かを判断し、領域内にあると判断したときはステップS5へ進み、領域内にないと判断したときはステップS8へ進む。
【００７２】
ステップS5では、バッテリSOCが所定値Aよりも大きいか否かを判断し、所定値Aよりも大きいときはステップS6へ進み、所定値A以下であるときはステップS9へ進む。ここで、所定値Aとは、モータジェネレータMGのみによって駆動トルクを確保することが可能か否かを判断するための閾値である。SOCが所定値Aよりも大きいときはモータジェネレータMGのみによって駆動トルクを確保できる状態であり、所定値A以下のときはバッテリ4への充電が必要であるため、MWSC走行モードの選択を禁止する。
【００７３】
ステップS6では、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が所定値B未満か否かを判断し、所定値B未満のときはステップS7へ進み、所定値Bよりも大きいときはステップS9へ進む。ここで、所定値Bとは、モータジェネレータMGに過剰な電流が流れないことを表す所定値である。モータジェネレータMGは回転数制御されるため、モータジェネレータMGに発生するトルクは、モータジェネレータMGに作用する負荷以上となる。
【００７４】
言い換えると、モータジェネレータMGは第２クラッチCL2をスリップ状態となるように回転数制御されるため、モータジェネレータMGには第２クラッチ伝達トルク容量TCL2よりも大きなトルクが発生する。よって、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が過剰なときは、モータジェネレータMGに流れる電流が過剰となり、スイッチング素子等の耐久性が悪化する。この状態を回避する為に所定値B以上のときはMWSC走行モードの選択を禁止する。
【００７５】
ステップS7では、MWSC制御処理を実行する。具体的には、エンジン動作状態のまま第１クラッチCL1を解放し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とし、モータジェネレータMGを第２クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数αを加算した目標回転数（ただし、アイドル回転数よりも低い値）とするフィードバック制御とし、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。尚、通常モードマップにはMWSC走行モードは設定されていないことから、ステップS7におけるMWSC制御処理にはEV走行モードもしくはWSC走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７６】
ステップS8では、現在のアクセルペダル開度と車速により決定される動作点がWSC走行モード領域内にあるか否かを判断し、領域内にあると判断したときはステップS9へ進み、それ以外のときはHEV走行モード領域内にあると判断してステップS10へ進む。
【００７７】
ステップS9では、WSC制御処理を実行する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、エンジンEを目標トルクに応じたフィードフォワード制御とし、モータジェネレータMGをアイドル回転数となるフィードバック制御とし、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。尚、MWSC対応モードマップにはEV走行モードが設定されていないことから、ステップS9におけるWSC制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７８】
ステップS10では、HEV制御処理を実行する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、エンジンE及びモータジェネレータMGを目標駆動トルクに応じたトルクとなるようにフィードフォワード制御し、第２クラッチCL2を完全締結する。尚、MWSC対応モードマップにはEV走行モードが設定されていないことから、ステップS10におけるHEV制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７９】
ステップS11では、推定勾配が所定値g2未満か否かを判断し、g2未満のときはステップS12へ進み、それ以外のときはステップS4に進んでMWSC対応モードマップによる制御を継続する。
【００８０】
ステップS12では、MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り換える。
ステップS13では、マップ切り換えに伴って走行モードが変更されたか否かを判断し、変更されたと判断したときはステップS14へ進み、それ以外のときはステップS15に進む。MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り換えると、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移、WSC走行モードからEV走行モードへの遷移、HEV走行モードからEV走行モードへの遷移が生じうるからである。
【００８１】
ステップS14では、走行モード変更処理を実行する。具体的には、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移時には、モータジェネレータMGの目標回転数をアイドル回転数に変更し、同期した段階で第１クラッチCL1を締結する。そして、エンジン制御をアイドル回転数フィードバック制御から目標エンジントルクフィードフォワード制御に切り換える。
【００８２】
WSC走行モードからEV走行モードへの遷移のときは、第１クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、モータジェネレータMGを回転数制御から目標駆動トルクに基づくトルク制御に切り換え、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに基づくフィードバック制御から完全締結に切り換える。
【００８３】
HEV走行モードからEV走行モードへの遷移のときは、第１クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、モータジェネレータMGは目標駆動トルクに基づくトルク制御を継続し、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに基づくフィードバック制御から完全締結に切り換える。
ステップS15では、通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
【００８４】
〔第１クラッチ締結処理〕
図１２は、動作点指令部400において行われる第１クラッチCL1の締結処理の流れを示すフローチャートである。
【００８５】
ステップS21では、エンジン始動要求があるか否かを判定し、エンジン始動要求があるときにはステップS22へ移行し、エンジン始動要求がないときには処理を終了する。エンジン始動要求は、例えばドライバの加速要求により運転領域がEV走行モードからWSC走行モードへ移行したとき、バッテリSOCが低下のため発電要求が出されたとき、エアコンディショナのコンプレッサ駆動要求が出されたときなどに出力される。
【００８６】
ステップS22では、第２クラッチCL2がスリップ状態であるか否かを判定して、スリップ状態であるときにはステップS23へ移行し、スリップ状態でないときにはステップS22の判定を繰り返す。
【００８７】
ステップS23では、ニュートラル変速が行われるか否かを判定し、ニュートラル変速が行われるときにはステップS24へ移行し、ニュートラル変速が行われないときにはステップS25へ移行する。ニュートラル変速は、変速時に自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放し、その後に締結側の摩擦締結要素の締結を行う変速のことを示す。なお、通常の変速時には開放側の摩擦締結要素はスリップさせた状態で締結側の摩擦締結要素の締結を開始するようにしている。ニュートラル変速のときには、自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放してから、自動変速機AT内の締結側の摩擦締結要素を締結するまでの間に、エンジンEおよびモータジェネレータMGからの出力は駆動輪RL,RR側に伝達しない。ニュートラル変速中にエンジン始動を行うときをニュートラル変速始動モード、ニュートラル変速中でないときにエンジン始動を行うときを通常変速始動モードとする。
【００８８】
ステップS24では、第１クラッチCL1の締結速度を高速にして締結し、処理を終了する。締結速度が高速である状態とは、ニュートラル変速が行われないときの締結速度よりも速い状態を示し、指令第１クラッチ伝達トルク容量としてはエンジン始動要求が出力されると即完全締結となる伝達トルク容量に設定し、システムとして可能な限り速く設定している。
【００８９】
ステップS25では、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるか否かを判定し、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときにはステップS26へ移行し、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動でないときにはステップS27へ移行する。アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動とは、ドライバの加速要求により運転領域がEV走行モードからWSC走行モードに移行するときに行うエンジン始動を示す。
【００９０】
ステップS26では、第１クラッチCL1の締結速度を自動変速機ATの変速段に応じて設定し、設定した締結速度で第１クラッチの締結を行い、処理を終了する。締結速度の設定は、各変速段で締結されている摩擦締結要素の伝達トルク特性に基づいて行われている。
【００９１】
ステップS27では、第１クラッチCL1の締結速度を低速にし、駆動輪RL,RR側に急峻なトルク変動の入力を抑制できるようにして、徐々に締結を行い、処理を終了する。
【００９２】
〔第１クラッチ締結処理動作〕
エンジン始動要求があり、第２クラッチCL2がスリップ状態になると、図１２のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23へと進む。
【００９３】
ここで、ニュートラル変速が行われているときには、ステップS24へと進み、第１クラッチCL1を高速で締結する。ニュートラル変速中はエンジン始動時のトルク変動は駆動輪RL,RR側に伝達されない。さらに第１クラッチCL1の締結を早く終えることができるため、エンジン始動要求から始動までの遅れを小さくすることができる。
【００９４】
ニュートラル変速が行われていないときであって、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動時には、ステップS25→ステップS26へと進み、第１クラッチCL1を自動変速機ATの変速段に応じて設定した締結速度で第１クラッチの締結を行う。自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側へのトルク変動が入力することを抑制できるようにし、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行えるようにする。
【００９５】
ニュートラル変速が行われていないときであって、システム側からの要求（バッテリSOCが低下のため発電要求が出されたとき、エアコンディショナのコンプレッサ駆動要求が出されたときなど）によるエンジン始動時には、ステップS25→ステップS27へと進み、第１クラッチCL1の締結速度を低速にして締結を行う。徐々に締結することにより、駆動輪RL,RR側に急峻なトルク変動が入力しないようにする。
【００９６】
〔タイムチャート〕
図１３はエンジン始動時のタイムチャートであり、図１３（ａ）はニュートラル変速時、図１３（ｂ）はシステム側からの要求時、図１３（ｃ）はアクセル踏み込み時のタイムチャートを示す。
【００９７】
変速前の変速段を第１変速段、変速後の変速段を第２変速段とする。図１３（ａ）の上から３つ目のタイムチャートにおいて、破線が、自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素の伝達トルク容量の指令値を示し、実線が、自動変速機AT内の締結側の摩擦締結要素の伝達トルク容量の指令値を示す。図１３（ａ）に示すように、ニュートラル変速中のエンジン始動では、開放側の摩擦締結要素（変速クラッチ）を開放した後にエンジン始動要求が出力されると、モータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。指令第１クラッチ伝達トルク容量は、第１クラッチCL1を即完全締結させるように立ち上げ、第１クラッチCL1の締結速度を高速にして締結する。第１クラッチCL1の締結が終了するまでは第２変速段で締結する摩擦締結要素（変速クラッチ）の締結を待ち、エンジン始動が完了するとすぐに第２変速段で締結する変速クラッチの締結を行い、変速の遅れを抑制するようにしている。
【００９８】
図１３（ｂ）に示すように、システム要求時のエンジン始動では、エンジン始動要求が出力されると、ドライブ時にはモータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。一方、コースト時にはモータジェネレータ回転数は上昇させずに指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。第２クラッチCL2がスリップ状態となると、指令第１クラッチ伝達トルク容量を徐々に上昇させて、第１クラッチCL1をゆっくり締結する。エンジン始動が完了すると指令第１クラッチ伝達トルク容量は、第１クラッチCL1を完全締結させるように上昇させる。
【００９９】
図１３（ｃ）に示すように、アクセル踏み込み時のエンジン始動では、エンジン始動要求が出力されると、モータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。第２クラッチCL2がスリップ状態となると、指令第１クラッチ伝達トルク容量を自動変速機ATの変速段に応じて設定した締結速度で上昇させ、第１クラッチCL1を締結し始める。エンジン始動が完了すると指令第１クラッチ伝多トルク容量は、第１クラッチCL1を完全締結させるように上昇させる。
【０１００】
〔作用〕
第１クラッチの締結を早く行うとエンジン始動時のトルク変動が駆動輪RL,RR側に伝達してしまうが、ドライバの加速要求があるときに第１クラッチの締結が遅いとエンジン始動が遅れ加速応答性が悪化してしまう。
【０１０１】
そこで実施例１では、ニュートラル変速時のエンジン始動における第１クラッチCL1の締結速度を、ニュートラル変速でないときのエンジン始動における第１クラッチCL1の締結速度よりも速くするようにした。特に、実施例１では、ニュートラル変速中でのエンジン始動において、変速の開放側の摩擦締結要素を開放してから変速の締結側の摩擦締結要素を締結するまでの間に、第１クラッチCL1の締結速度を、通常のエンジン始動時の締結速度よりも速くして、第１クラッチCL1を即座に完全締結させている。これにより、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【０１０２】
また実施例１では、ニュートラル変速中でないときのエンジン始動が、システム要求によるエンジン始動であるときには、第１クラッチCL1の締結速度を、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときの第１クラッチCL1の締結速度よりも遅くするようにした。これにより、エンジン始動時の急峻なトルク変動を低減することができ、駆動輪RL,RRへのトルク変動の伝達を抑制することができる。
【０１０３】
また実施例１では、ニュートラル変速中でないときのエンジン始動が、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときは、自動変速機ATの変速段に応じて第１クラッチCL1の締結速度を可変にした。これにより、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側へのトルク変動の入力を抑制できる。また、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行うことができる。
【０１０４】
〔効果〕
次に、実施例１により得られる効果を下記に記載する。
【０１０５】
（１）エンジンEと、車両の駆動トルクを出力すると共にエンジンEの始動を行うモータジェネレータMGと、エンジンEおよび／またはモータジェネレータMGからの出力回転数を変速して出力する自動変速機AT（変速機）と、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されエンジンEとモータジェネレータMGとを断接する第１クラッチCL1（エンジン側締結要素）と、自動変速機ATの変速時に自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中に第１クラッチCL1を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときに第１クラッチCL1を締結してエンジンEを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときの第１クラッチCL1の締結速度を、通常始動モードのときの第１クラッチの締結速度よりも速くする動作点指令部400（第１クラッチ制御手段）と、を設けた。
【０１０６】
よって、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【０１０７】
（２）動作点指令部400は、通常始動モードのときに、システム要求によるエンジン始動時（車両の加速要求がないとき）の第１クラッチCL1の締結速度を、車両の加速要求があるときの第１クラッチCL1の締結速度よりも遅くするようにした。
【０１０８】
よって、エンジン始動時の急峻なトルク変動を低減することができ、駆動輪RL,RRへのトルク変動の伝達を抑制することができる。
【０１０９】
（３）動作点指令部400は、通常始動モードであってアクセルペダル踏み込みによるエンジン始動時（車両の加速要求があるとき）には、自動変速機ATの変速段に応じて第１クラッチCL1の締結速度を可変にするようにした。
【０１１０】
よって、自動変速機AT内の締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側にトルク変動の入力を抑制できる。また、自動変速機AT内の締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行うことができる。
【０１１１】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０１１２】
実施例１では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。
【符号の説明】
【０１１３】
E エンジン
MG モータジェネレータ
AT 自動変速機（変速機）
RL 左駆動輪（駆動輪）
RR 右駆動輪（駆動輪）
CL1 第１クラッチ（エンジン側締結要素）
400 動作点指令部（エンジン側締結要素制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、電気自動車走行モードのときにエンジン始動要求があると、モータトルクを上昇させた後に、第２クラッチを滑らせるとともに第１クラッチを締結し、エンジンを始動するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、例えばドライバの加速要求等があるときには、エンジン始動の遅れがドライバへの違和感や、駆動力発生の遅れが生じるおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、エンジン始動の遅れを抑制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である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては、変速機の変速時に変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中にエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときにエンジン側締結要素を締結してエンジンを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度を、通常始動モードのときのエンジン側締結要素の締結速度よりも速くするようにした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラの制御ブロック図である。
【図３】実施例１の目標駆動トルクマップである。
【図４】実施例１のモードマップ選択部の選択ロジックを表す概略図である。
【図５】実施例１の通常モードマップである。
【図６】実施例１のMWSCモードマップである。
【図７】実施例１の目標充放電量マップである。
【図８】実施例１のWSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図である。
【図９】実施例１のWSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【図１０】実施例１のエンジン回転数マップである。
【図１１】実施例１の走行モード切り換え処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例１の第１クラッチの締結処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例１のエンジン始動時のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
〔駆動系構成〕
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【０００９】
実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンEと、第１クラッチCL1（エンジン側摩擦要素）と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機AT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。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１０】
エンジンEは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、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。
【００１１】
第１クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ5からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット6により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１２】
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、後述する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する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、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てバッテリ4を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
【００１３】
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するATコントローラ7からの制御指令に基づいて、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、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１４】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、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締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。また第２クラッチCL2は、同じ摩擦締結要素を使用しているわけではなく、変速段によって使用する摩擦締結要素は異なる。
【００１５】
そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、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。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2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を用いている。
【００１６】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。
【００１７】
また、路面勾配が所定値以上における上り坂等で、運転者がアクセルペダルを調整し車両停止状態を維持するアクセルヒルホールドが行われるような場合、WSC走行モードでは、第２クラッチCL2のスリップ量が過多の状態が継続されるおそれがある。エンジンEをアイドル回転数より小さくすることができないからである。そこで、実施例１では、エンジンEを作動させたまま、第１クラッチCL1を解放し、モータジェネレータMGを作動させつつ第２クラッチCL2をスリップ制御させ、モータジェネレータMGを動力源として走行するモータスリップ走行モード（以下、「MWSC走行モード」と略称する）を備える。尚、詳細については後述する。
【００１８】
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
【００１９】
「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
【００２０】
定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ4の充電のために使用する。
【００２１】
また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
【００２２】
〔制御系構成〕
次に、ハイブリッド車両の制御系構成を説明する。実施例１における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。尚、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第１クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、互いの情報交換が可能なCAN通信線11を介して接続されている。
【００２３】
エンジンコントローラ1は、エンジン回転数センサ12からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ10からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。更に詳細なエンジン制御内容については後述する。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
【００２４】
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からの情報を入力し、統合コントローラ10からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm：モータジェネレータ回転数,Tm：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ3へ出力する。尚、このモータコントローラ2では、バッテリ4の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給される。
【００２５】
第１クラッチコントローラ5は、第１クラッチ油圧センサ14と第１クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ10からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット6に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
【００２６】
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と第２クラッチ油圧センサ18と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ10からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット8に出力する。尚、アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、CAN通信線11を介して統合コントローラ10へ供給する。
【００２７】
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からのセンサ情報を入力し、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（摩擦ブレーキによる制動力）で補うように、統合コントローラ10からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
【００２８】
統合コントローラ10は、車両全体の消費エネルギを管理し、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と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ22と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ23と、ブレーキ油圧センサ24と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ10aと、前後加速度を検出する前後加速度センサ10bからの情報およびCAN通信線11を介して得られた情報を入力する。
【００２９】
また、統合コントローラ10は、エンジンコントローラ1への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ2への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ5への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ7への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
【００３０】
〔統合コントローラの構成〕
図２は統合コントローラ10の制御ブロック図である。以下に、図２を用いて、実施例１の統合コントローラ10にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10[msec]毎に統合コントローラ10で演算される。統合コントローラ10は、目標駆動トルク演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500とを有する。
【００３１】
図３は目標駆動トルクマップである。目標駆動トルク演算部100では、図３に示す目標駆動トルクマップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動トルクTdを演算する。
【００３２】
モード選択部200は、前後加速度センサ10bの検出値に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定演算部201を有する。路面勾配推定演算部201は、車輪速センサ19の車輪速加速度平均値等から実加速度を演算し、この演算結果とGセンサ検出値との偏差から路面勾配を推定する。
【００３３】
更に、モード選択部200は、推定された路面勾配に基づいて、後述する二つのモードマップのうち、いずれかを選択するモードマップ選択部202を有する。図４はモードマップ選択部202の選択ロジックを表す概略図である。モードマップ選択部202は、通常モードマップが選択されている状態から推定勾配が所定値g2以上になると、MWSC対応モードマップに切り換える。一方、MWSC対応モードマップが選択されている状態から推定勾配が所定値g1（＜g2）未満になると、通常モードマップに切り換える。すなわち、推定勾配に対してヒステリシスを設け、マップ切り換え時の制御ハンチングを防止する。
【００３４】
次に、モードマップについて説明する。モードマップとしては、推定勾配が所定値未満のときに選択される通常モードマップと、推定勾配が所定値以上のときに選択されるMWSC対応モードマップとを有する。図５は通常モードマップ、図６はMWSCモードマップを表す。
【００３５】
通常モードマップ（図５）内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。
【００３６】
図５の通常モードマップにおいて、HEV→WSC切換線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンEのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動トルクを要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。尚、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように構成されている。
【００３７】
アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータジェネレータMGのトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引き上げてより大きなトルクを出力させれば、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図５に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。
【００３８】
MWSCモードマップ（図６）内には、EV走行モード領域が設定されていない点で通常モードマップとは異なる。また、WSC走行モード領域として、アクセルペダル開度APOに応じて領域を変更せず、下限車速VSP1のみで領域が規定されている点で通常モードマップとは異なる。また、WSC走行モード領域内にMWSC走行モード領域が設定されている点で通常モードマップとは異なる。MWSC走行モード領域は、下限車速VSP1よりも低い所定車速VSP2と所定アクセル開度APO1よりも高い所定アクセル開度APO2とで囲まれた領域に設定されている。尚、MWSC走行モードの詳細については後述する。
【００３９】
図７は、目標充放電量マップである。目標充放電演算部300では、図７に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
【００４０】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動トルクTdと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルク／目標エンジン回転数と目標モータジェネレータトルク／目標モータジェネレータ回転数と目標第２クラッチ伝達トルク容量と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンEを始動するエンジン始動制御部が設けられている。
【００４１】
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
【００４２】
〔WSC走行モードについて〕
次に、WSC走行モードの詳細について説明する。WSC走行モードとは、エンジンEが作動した状態を維持している点に特徴があり、目標駆動トルク変化に対する応答性が高い。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量としてスリップ制御し、エンジンE及び／又はモータジェネレータMGの駆動トルクを用いて走行する。
【００４３】
実施例１のハイブリッド車両では、トルクコンバータのように回転数差を吸収する要素が存在しないため、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を完全締結すると、エンジンEの回転数に応じて車速が決まってしまう。エンジンEには自立回転を維持するためのアイドル回転数による下限値が存在し、このアイドル回転数は、エンジンの暖機運転等によりアイドルアップを行っていると、更に下限値が高くなる。また、目標駆動トルクが高い状態では素早くHEV走行モードに遷移できない場合がある。
【００４４】
一方、EV走行モードでは、第１クラッチCL1を解放するため、上記エンジン回転数による下限値に伴う制限はない。しかしながら、バッテリSOCに基づく制限によってEV走行モードによる走行が困難な場合や、モータジェネレータMGのみで目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジンEによって安定したトルクを発生する以外に手段がない。
【００４５】
そこで、上記下限値に相当する車速よりも低車速領域であって、かつ、EV走行モードによる走行が困難な場合やモータジェネレータMGのみでは目標駆動トルクを達成できない領域では、エンジン回転数を所定の下限回転数に維持し、第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジントルクを用いて走行するWSC走行モードを選択する。
【００４６】
図８はWSC走行モードにおけるエンジン動作点設定処理を表す概略図、図９はWSC走行モードにおけるエンジン目標回転数を表すマップである。
【００４７】
WSC走行モードにおいて、運転者がアクセルペダルを操作すると、図９に基づいてアクセルペダル開度に応じた目標エンジン回転数特性が選択され、この特性に沿って車速に応じた目標エンジン回転数が設定される。そして、図８に示すエンジン動作点設定処理によって目標エンジン回転数に対応した目標エンジントルクが演算される。
【００４８】
ここで、エンジンEの動作点をエンジン回転数とエンジントルクにより規定される点と定義する。図８に示すように、エンジン動作点は、エンジンEの出力効率が高い動作点を結んだ線（以下、α線）上で運転することが望まれる。
【００４９】
しかし、上述のようにエンジン回転数を設定した場合、運転者によるアクセルペダル開度APO（目標駆動トルク）によってはα線から離れた動作点を選択することとなる。そこで、エンジン動作点をα線に近づけるために、目標エンジントルクは、α線を考慮した値にフィードフォワード制御される。
【００５０】
一方、モータジェネレータMGは、設定されたエンジン回転数を目標回転数とする回転数フィードバック制御が実行される。今、エンジンEとモータジェネレータMGは直結状態とされていることから、モータジェネレータMGが目標回転数を維持するように制御されることで、エンジンEの回転数も自動的にフィードバック制御されることとなる。
【００５１】
このとき、モータジェネレータMGが出力するトルクは、α線を考慮して決定された目標エンジントルクと目標駆動トルクとの偏差を埋めるように自動的に制御される。モータジェネレータMGでは、上記偏差を埋めるように基礎的なトルク制御量（回生・力行）が与えられ、更に、目標エンジン回転数と一致するようにフィードバック制御される。
【００５２】
あるエンジン回転数において、目標駆動トルクがα線上の駆動トルクよりも小さい場合、エンジン出力トルクを大きくした方がエンジン出力効率は上昇する。このとき、出力を上げた分のエネルギをモータジェネレータMGにより回収することで、第２クラッチCL2に入力されるトルク自体は運転者の要求トルクとしつつ、効率の良い発電が可能となる。
【００５３】
ただし、バッテリSOCの状態によって発電可能なトルク上限値が決定されるため、バッテリSOCからの要求発電出力（SOC要求発電電力）と、現在の動作点におけるトルクとα線上のトルクとの偏差（α線発電電力）との大小関係を考慮する必要がある。
【００５４】
図８（ａ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも大きい場合の概略図である。SOC要求発電電力以上にはエンジン出力トルクを上昇させることができないため、α線上に動作点を移動させることはできない。ただし、より効率の高い点へ移動させることで燃費効率を改善する。
【００５５】
図８（ｂ）は、α線発電電力がSOC要求発電電力よりも小さい場合の概略図である。SOC要求発電電力の範囲内であれば、エンジン動作点をα線上に移動させることができるため、この場合は、最も燃費効率の高い動作点を維持しつつ発電することができる。
【００５６】
図８（ｃ）は、エンジン動作点がα線よりも高い場合の概略図である。目標駆動トルクに応じた動作点がα線よりも高いときは、バッテリSOCに余裕があることを条件として、エンジントルクを低下させ、不足分をモータジェネレータMGの力行により補う。これにより、燃費効率を高くしつつ目標駆動トルクを達成することができる。
【００５７】
次に、WSC走行モード領域を、推定勾配に応じて変更している点について説明する。図１０は車速を所定状態で上昇させる際のエンジン回転数マップである。
【００５８】
平坦路において、アクセルペダル開度がAPO1よりも大きな値の場合、WSC走行モード領域は下限車速VSP1よりも高い車速領域まで実行される。このとき、車速の上昇に伴って図９に示すマップのように徐々に目標エンジン回転数は上昇する。そして、VSP1'に相当する車速に到達すると、第２クラッチCL2のスリップ状態は解消され、HEV走行モードに遷移する。
【００５９】
推定勾配が所定勾配（g1もしくはg2）より大きい勾配路において、上記と同じ車速上昇状態を維持しようとすると、それだけ大きなアクセルペダル開度となる。このとき、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2は平坦路に比べて大きくなる。この状態で、仮に図５に示すマップのようにWSC走行モード領域を拡大してしまうと、第２クラッチCL2は強い締結力でのスリップ状態を継続することとなり、発熱量が過剰となるおそれがある。そこで、推定勾配が大きい勾配路のときに選択される図６のMWSC対応モードマップでは、WSC走行モード領域を不要に広げることなく、車速VSP1に相当する領域までとする。これにより、WSC走行モードにおける過剰な発熱を回避する。
【００６０】
〔MWSC走行モードについて〕
次に、MWSC走行モード領域を設定した理由について説明する。推定勾配が所定勾配（g1もしくはg2）より大きいときに、例えば、ブレーキペダル操作を行うことなく車両を停止状態もしくは微速発進状態に維持しようとすると、平坦路に比べて大きな駆動トルクが要求される。自車両の荷重負荷に対向する必要があるからである。
【００６１】
第２クラッチCL2のスリップによる発熱を回避する観点から、バッテリSOCに余裕があるときはEV走行モードを選択することも考えられる。このとき、EV走行モード領域からWSC走行モード領域に遷移したときにはエンジン始動を行う必要があり、モータジェネレータMGはエンジン始動用トルクを確保した状態で駆動トルクを出力するため、駆動トルク上限値が不要に狭められる。
【００６２】
また、EV走行モードにおいてモータジェネレータMGにトルクだけを出力し、モータジェネレータMGの回転を停止もしくは極低速回転すると、インバータのスイッチング素子にロック電流が流れ（電流が１つの素子に流れ続ける現象）、耐久性の低下を招くおそれがある。
【００６３】
また、１速でエンジンEのアイドル回転数に相当する下限車速VSP1よりも低い領域（VSP2以下の領域）において、エンジンE自体は、アイドル回転数より低下させることができない。このとき、WSC走行モードを選択すると、第２クラッチCL2のスリップ量が大きくなり、第２クラッチCL2の耐久性に影響を与えるおそれがある。
【００６４】
特に、勾配路では、平坦路に比べて大きな駆動トルクが要求されていることから、第２クラッチCL2に要求される伝達トルク容量は高くなり、高トルクで高スリップ量の状態が継続されることは、第２クラッチCL2の耐久性の低下を招きやすい。また、車速の上昇もゆっくりとなることから、HEV走行モードへの遷移までに時間がかかり、更に発熱するおそれがある。
【００６５】
そこで、エンジンEを作動させたまま、第１クラッチCL1を解放し、第２クラッチCL2の伝達トルク容量を運転者の目標駆動トルクに制御しつつ、モータジェネレータMGの回転数が第２クラッチCL2の出力回転数よりも所定回転数高い目標回転数にフィードバック制御するMWSC走行モードを設定した。
【００６６】
言い換えると、モータジェネレータMGの回転状態をエンジンのアイドル回転数よりも低い回転数としつつ第２クラッチCL2をスリップ制御するものである。同時に、エンジンEはアイドル回転数を目標回転数とするフィードバック制御に切り換える。WSC走行モードでは、モータジェネレータMGの回転数フィードバック制御によりエンジン回転数が維持されていた。これに対し、第１クラッチCL1が解放されると、モータジェネレータMGによってエンジン回転数をアイドル回転数に制御できなくなる。よって、エンジンE自体によりエンジン回転数フィードバック制御を行う。
【００６７】
MWSC走行モード領域の設定により、以下に列挙する効果を得ることができる。
1) エンジンEが作動状態であることからモータジェネレータMGにエンジン始動分の駆動トルクを残しておく必要が無く、モータジェネレータMGの駆動トルク上限値を大きくすることができる。具体的には、目標駆動トルク軸で見たときに、EV走行モードの領域よりも高い目標駆動トルクに対応できる。
【００６８】
2) モータジェネレータMGの回転状態を確保することでスイッチング素子等の耐久性を向上できる。
3) アイドル回転数よりも低い回転数でモータジェネレータMGを回転することから、第２クラッチCL2のスリップ量を小さくすることが可能となり、第２クラッチCL2の耐久性の向上を図ることができる。
【００６９】
〔走行モード切換処理〕
図１１は、モード選択部200で行われる走行モード切り換え処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、通常モードマップが選択されているか否かを判断し、通常モードマップが選択されているときはステップS2へ進み、MWSC対応モードマップが選択されているときはステップS11へ進む。
【００７０】
ステップS2では、推定勾配が所定値g2よりも大きいか否かを判断し、大きいときはステップS3へ進み、それ以外のときはステップS15へ進んで通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
【００７１】
ステップS3では、通常モードマップからMWSC対応モードマップに切り換える。
ステップS4では、現在のアクセルペダル開度と車速により決定される動作点がMWSC走行モード領域内にあるか否かを判断し、領域内にあると判断したときはステップS5へ進み、領域内にないと判断したときはステップS8へ進む。
【００７２】
ステップS5では、バッテリSOCが所定値Aよりも大きいか否かを判断し、所定値Aよりも大きいときはステップS6へ進み、所定値A以下であるときはステップS9へ進む。ここで、所定値Aとは、モータジェネレータMGのみによって駆動トルクを確保することが可能か否かを判断するための閾値である。SOCが所定値Aよりも大きいときはモータジェネレータMGのみによって駆動トルクを確保できる状態であり、所定値A以下のときはバッテリ4への充電が必要であるため、MWSC走行モードの選択を禁止する。
【００７３】
ステップS6では、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が所定値B未満か否かを判断し、所定値B未満のときはステップS7へ進み、所定値Bよりも大きいときはステップS9へ進む。ここで、所定値Bとは、モータジェネレータMGに過剰な電流が流れないことを表す所定値である。モータジェネレータMGは回転数制御されるため、モータジェネレータMGに発生するトルクは、モータジェネレータMGに作用する負荷以上となる。
【００７４】
言い換えると、モータジェネレータMGは第２クラッチCL2をスリップ状態となるように回転数制御されるため、モータジェネレータMGには第２クラッチ伝達トルク容量TCL2よりも大きなトルクが発生する。よって、第２クラッチCL2の伝達トルク容量TCL2が過剰なときは、モータジェネレータMGに流れる電流が過剰となり、スイッチング素子等の耐久性が悪化する。この状態を回避する為に所定値B以上のときはMWSC走行モードの選択を禁止する。
【００７５】
ステップS7では、MWSC制御処理を実行する。具体的には、エンジン動作状態のまま第１クラッチCL1を解放し、エンジンEをアイドル回転数となるようにフィードバック制御とし、モータジェネレータMGを第２クラッチCL2の出力側回転数Ncl2outに所定回転数αを加算した目標回転数（ただし、アイドル回転数よりも低い値）とするフィードバック制御とし、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。尚、通常モードマップにはMWSC走行モードは設定されていないことから、ステップS7におけるMWSC制御処理にはEV走行モードもしくはWSC走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７６】
ステップS8では、現在のアクセルペダル開度と車速により決定される動作点がWSC走行モード領域内にあるか否かを判断し、領域内にあると判断したときはステップS9へ進み、それ以外のときはHEV走行モード領域内にあると判断してステップS10へ進む。
【００７７】
ステップS9では、WSC制御処理を実行する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、エンジンEを目標トルクに応じたフィードフォワード制御とし、モータジェネレータMGをアイドル回転数となるフィードバック制御とし、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに応じた伝達トルク容量とするフィードバック制御とする。尚、MWSC対応モードマップにはEV走行モードが設定されていないことから、ステップS9におけるWSC制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７８】
ステップS10では、HEV制御処理を実行する。具体的には、第１クラッチCL1を完全締結し、エンジンE及びモータジェネレータMGを目標駆動トルクに応じたトルクとなるようにフィードフォワード制御し、第２クラッチCL2を完全締結する。尚、MWSC対応モードマップにはEV走行モードが設定されていないことから、ステップS10におけるHEV制御処理にはEV走行モードからのモード遷移処理が含まれる。
【００７９】
ステップS11では、推定勾配が所定値g2未満か否かを判断し、g2未満のときはステップS12へ進み、それ以外のときはステップS4に進んでMWSC対応モードマップによる制御を継続する。
【００８０】
ステップS12では、MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り換える。
ステップS13では、マップ切り換えに伴って走行モードが変更されたか否かを判断し、変更されたと判断したときはステップS14へ進み、それ以外のときはステップS15に進む。MWSC対応モードマップから通常モードマップに切り換えると、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移、WSC走行モードからEV走行モードへの遷移、HEV走行モードからEV走行モードへの遷移が生じうるからである。
【００８１】
ステップS14では、走行モード変更処理を実行する。具体的には、MWSC走行モードからWSC走行モードへの遷移時には、モータジェネレータMGの目標回転数をアイドル回転数に変更し、同期した段階で第１クラッチCL1を締結する。そして、エンジン制御をアイドル回転数フィードバック制御から目標エンジントルクフィードフォワード制御に切り換える。
【００８２】
WSC走行モードからEV走行モードへの遷移のときは、第１クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、モータジェネレータMGを回転数制御から目標駆動トルクに基づくトルク制御に切り換え、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに基づくフィードバック制御から完全締結に切り換える。
【００８３】
HEV走行モードからEV走行モードへの遷移のときは、第１クラッチCL1を解放し、エンジンEを停止し、モータジェネレータMGは目標駆動トルクに基づくトルク制御を継続し、第２クラッチCL2を目標駆動トルクに基づくフィードバック制御から完全締結に切り換える。
ステップS15では、通常モードマップに基づく制御処理を実行する。
【００８４】
〔第１クラッチ締結処理〕
図１２は、動作点指令部400において行われる第１クラッチCL1の締結処理の流れを示すフローチャートである。
【００８５】
ステップS21では、エンジン始動要求があるか否かを判定し、エンジン始動要求があるときにはステップS22へ移行し、エンジン始動要求がないときには処理を終了する。エンジン始動要求は、例えばドライバの加速要求により運転領域がEV走行モードからWSC走行モードへ移行したとき、バッテリSOCが低下のため発電要求が出されたとき、エアコンディショナのコンプレッサ駆動要求が出されたときなどに出力される。
【００８６】
ステップS22では、第２クラッチCL2がスリップ状態であるか否かを判定して、スリップ状態であるときにはステップS23へ移行し、スリップ状態でないときにはステップS22の判定を繰り返す。
【００８７】
ステップS23では、ニュートラル変速が行われるか否かを判定し、ニュートラル変速が行われるときにはステップS24へ移行し、ニュートラル変速が行われないときにはステップS25へ移行する。ニュートラル変速は、変速時に自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放し、その後に締結側の摩擦締結要素の締結を行う変速のことを示す。なお、通常の変速時には開放側の摩擦締結要素はスリップさせた状態で締結側の摩擦締結要素の締結を開始するようにしている。ニュートラル変速のときには、自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放してから、自動変速機AT内の締結側の摩擦締結要素を締結するまでの間に、エンジンEおよびモータジェネレータMGからの出力は駆動輪RL,RR側に伝達しない。ニュートラル変速中にエンジン始動を行うときをニュートラル変速始動モード、ニュートラル変速中でないときにエンジン始動を行うときを通常変速始動モードとする。
【００８８】
ステップS24では、第１クラッチCL1の締結速度を高速にして締結し、処理を終了する。締結速度が高速である状態とは、ニュートラル変速が行われないときの締結速度よりも速い状態を示し、指令第１クラッチ伝達トルク容量としてはエンジン始動要求が出力されると即完全締結となる伝達トルク容量に設定し、システムとして可能な限り速く設定している。
【００８９】
ステップS25では、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるか否かを判定し、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときにはステップS26へ移行し、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動でないときにはステップS27へ移行する。アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動とは、ドライバの加速要求により運転領域がEV走行モードからWSC走行モードに移行するときに行うエンジン始動を示す。
【００９０】
ステップS26では、第１クラッチCL1の締結速度を自動変速機ATの変速段に応じて設定し、設定した締結速度で第１クラッチの締結を行い、処理を終了する。締結速度の設定は、各変速段で締結されている摩擦締結要素の伝達トルク特性に基づいて行われている。
【００９１】
ステップS27では、第１クラッチCL1の締結速度を低速にし、駆動輪RL,RR側に急峻なトルク変動の入力を抑制できるようにして、徐々に締結を行い、処理を終了する。
【００９２】
〔第１クラッチ締結処理動作〕
エンジン始動要求があり、第２クラッチCL2がスリップ状態になると、図１２のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23へと進む。
【００９３】
ここで、ニュートラル変速が行われているときには、ステップS24へと進み、第１クラッチCL1を高速で締結する。ニュートラル変速中はエンジン始動時のトルク変動は駆動輪RL,RR側に伝達されない。さらに第１クラッチCL1の締結を早く終えることができるため、エンジン始動要求から始動までの遅れを小さくすることができる。
【００９４】
ニュートラル変速が行われていないときであって、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動時には、ステップS25→ステップS26へと進み、第１クラッチCL1を自動変速機ATの変速段に応じて設定した締結速度で第１クラッチの締結を行う。自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側へのトルク変動が入力することを抑制できるようにし、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行えるようにする。
【００９５】
ニュートラル変速が行われていないときであって、システム側からの要求（バッテリSOCが低下のため発電要求が出されたとき、エアコンディショナのコンプレッサ駆動要求が出されたときなど）によるエンジン始動時には、ステップS25→ステップS27へと進み、第１クラッチCL1の締結速度を低速にして締結を行う。徐々に締結することにより、駆動輪RL,RR側に急峻なトルク変動が入力しないようにする。
【００９６】
〔タイムチャート〕
図１３はエンジン始動時のタイムチャートであり、図１３（ａ）はニュートラル変速時、図１３（ｂ）はシステム側からの要求時、図１３（ｃ）はアクセル踏み込み時のタイムチャートを示す。
【００９７】
変速前の変速段を第１変速段、変速後の変速段を第２変速段とする。図１３（ａ）の上から３つ目のタイムチャートにおいて、破線が、自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素の伝達トルク容量の指令値を示し、実線が、自動変速機AT内の締結側の摩擦締結要素の伝達トルク容量の指令値を示す。図１３（ａ）に示すように、ニュートラル変速中のエンジン始動では、開放側の摩擦締結要素（変速クラッチ）を開放した後にエンジン始動要求が出力されると、モータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。指令第１クラッチ伝達トルク容量は、第１クラッチCL1を即完全締結させるように立ち上げ、第１クラッチCL1の締結速度を高速にして締結する。第１クラッチCL1の締結が終了するまでは第２変速段で締結する摩擦締結要素（変速クラッチ）の締結を待ち、エンジン始動が完了するとすぐに第２変速段で締結する変速クラッチの締結を行い、変速の遅れを抑制するようにしている。
【００９８】
図１３（ｂ）に示すように、システム要求時のエンジン始動では、エンジン始動要求が出力されると、ドライブ時にはモータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。一方、コースト時にはモータジェネレータ回転数は上昇させずに指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。第２クラッチCL2がスリップ状態となると、指令第１クラッチ伝達トルク容量を徐々に上昇させて、第１クラッチCL1をゆっくり締結する。エンジン始動が完了すると指令第１クラッチ伝達トルク容量は、第１クラッチCL1を完全締結させるように上昇させる。
【００９９】
図１３（ｃ）に示すように、アクセル踏み込み時のエンジン始動では、エンジン始動要求が出力されると、モータジェネレータ回転数を上昇させるとともに、指令第２クラッチ伝達トルク容量を低下させ、第２クラッチCL2をスリップ状態とする。第２クラッチCL2がスリップ状態となると、指令第１クラッチ伝達トルク容量を自動変速機ATの変速段に応じて設定した締結速度で上昇させ、第１クラッチCL1を締結し始める。エンジン始動が完了すると指令第１クラッチ伝多トルク容量は、第１クラッチCL1を完全締結させるように上昇させる。
【０１００】
〔作用〕
第１クラッチの締結を早く行うとエンジン始動時のトルク変動が駆動輪RL,RR側に伝達してしまうが、ドライバの加速要求があるときに第１クラッチの締結が遅いとエンジン始動が遅れ加速応答性が悪化してしまう。
【０１０１】
そこで実施例１では、ニュートラル変速時のエンジン始動における第１クラッチCL1の締結速度を、ニュートラル変速でないときのエンジン始動における第１クラッチCL1の締結速度よりも速くするようにした。特に、実施例１では、ニュートラル変速中でのエンジン始動において、変速の開放側の摩擦締結要素を開放してから変速の締結側の摩擦締結要素を締結するまでの間に、第１クラッチCL1の締結速度を、通常のエンジン始動時の締結速度よりも速くして、第１クラッチCL1を即座に完全締結させている。これにより、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【０１０２】
また実施例１では、ニュートラル変速中でないときのエンジン始動が、システム要求によるエンジン始動であるときには、第１クラッチCL1の締結速度を、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときの第１クラッチCL1の締結速度よりも遅くするようにした。これにより、エンジン始動時の急峻なトルク変動を低減することができ、駆動輪RL,RRへのトルク変動の伝達を抑制することができる。
【０１０３】
また実施例１では、ニュートラル変速中でないときのエンジン始動が、アクセルペダル踏み込みによるエンジン始動であるときは、自動変速機ATの変速段に応じて第１クラッチCL1の締結速度を可変にした。これにより、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側へのトルク変動の入力を抑制できる。また、自動変速機AT内で締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行うことができる。
【０１０４】
〔効果〕
次に、実施例１により得られる効果を下記に記載する。
【０１０５】
（１）エンジンEと、車両の駆動トルクを出力すると共にエンジンEの始動を行うモータジェネレータMGと、エンジンEおよび／またはモータジェネレータMGからの出力回転数を変速して出力する自動変速機AT（変速機）と、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装されエンジンEとモータジェネレータMGとを断接する第１クラッチCL1（エンジン側締結要素）と、自動変速機ATの変速時に自動変速機AT内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中に第１クラッチCL1を締結してエンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、ニュートラル変速でないときに第１クラッチCL1を締結してエンジンEを始動する通常始動モードとを有し、ニュートラル変速始動モードのときの第１クラッチCL1の締結速度を、通常始動モードのときの第１クラッチの締結速度よりも速くする動作点指令部400（第１クラッチ制御手段）と、を設けた。
【０１０６】
よって、エンジン回転数の上昇が早くなり、エンジン始動を早期に完了することができる。そのため、エンジン始動時のトルク変動の発生時間を短縮化することができ、トルクの制御応答性の向上を図ることができる。
【０１０７】
（２）動作点指令部400は、通常始動モードのときに、システム要求によるエンジン始動時（車両の加速要求がないとき）の第１クラッチCL1の締結速度を、車両の加速要求があるときの第１クラッチCL1の締結速度よりも遅くするようにした。
【０１０８】
よって、エンジン始動時の急峻なトルク変動を低減することができ、駆動輪RL,RRへのトルク変動の伝達を抑制することができる。
【０１０９】
（３）動作点指令部400は、通常始動モードであってアクセルペダル踏み込みによるエンジン始動時（車両の加速要求があるとき）には、自動変速機ATの変速段に応じて第１クラッチCL1の締結速度を可変にするようにした。
【０１１０】
よって、自動変速機AT内の締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が高いときには、締結速度を低速にして駆動輪RL,RR側にトルク変動の入力を抑制できる。また、自動変速機AT内の締結している摩擦締結要素のトルク伝達性能が低いときには、締結速度を高速にしてエンジン始動を早く行うことができる。
【０１１１】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０１１２】
実施例１では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。
【符号の説明】
【０１１３】
E エンジン
MG モータジェネレータ
AT 自動変速機（変速機）
RL 左駆動輪（駆動輪）
RR 右駆動輪（駆動輪）
CL1 第１クラッチ（エンジン側締結要素）
400 動作点指令部（エンジン側締結要素制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
車両の駆動トルクを出力すると共に前記エンジンの始動を行うモータジェネレータと、
前記エンジンおよび／または前記モータジェネレータからの出力回転数を変速して出力する変速機と、
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に介装され前記エンジンと前記モータジェネレータとを断接するエンジン側締結要素と、
前記変速機の変速時に前記変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中に前記エンジン側締結要素を締結して前記エンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、前記ニュートラル変速でないときに前記エンジン側締結要素を締結して前記エンジンを始動する通常始動モードとを有し、前記ニュートラル変速始動モードのときの前記エンジン側締結要素の締結速度を、前記通常始動モードのときの前記エンジン側締結要素の締結速度よりも速くするエンジン側締結要素制御手段と、
を設け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に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン側締結要素制御手段は、前記通常始動モードのときに、車両の加速要求がないときの前記エンジン側締結要素の締結速度を、前記車両の加速要求があるときの前記エンジン側締結要素の締結速度よりも遅く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１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン側締結要素制御手段は、前記通常始動モードであって前記車両の加速要求があるときには、前記変速機の変速段に応じて前記エンジン側締結要素の締結速度を可変にし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１】
エンジンと、
車両の駆動トルクを出力すると共に前記エンジンの始動を行うモータジェネレータと、
前記エンジンおよび／または前記モータジェネレータからの出力回転数を変速して出力する変速機と、
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に介装され前記エンジンと前記モータジェネレータとを断接するエンジン側締結要素と、
前記変速機の変速時に前記変速機内の開放側の摩擦締結要素を開放して変速を行うニュートラル変速中に前記エンジン側締結要素を締結して前記エンジンを始動するニュートラル変速始動モードと、前記ニュートラル変速でないときに前記エンジン側締結要素を締結して前記エンジンを始動する通常始動モードとを有し、前記ニュートラル変速始動モードのときの前記エンジン側締結要素の締結速度を、前記通常始動モードのときの前記エンジン側締結要素の締結速度よりも速くするエンジン側締結要素制御手段と、
を設け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に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン側締結要素制御手段は、前記通常始動モードのときに、車両の加速要求がないときの前記エンジン側締結要素の締結速度を、前記車両の加速要求があるときの前記エンジン側締結要素の締結速度よりも遅く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１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン側締結要素制御手段は、前記通常始動モードであって前記車両の加速要求があるときには、前記変速機の変速段に応じて前記エンジン側締結要素の締結速度を可変にしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９１７４４（Ｐ２０１２−９１７４４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２６０６（Ｐ２０１０−２４２６０６）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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