車両の制御装置
【課題】ＥＶ走行中に始動要求によってＨＥＶ走行へ移行する際に、車両ショックの発生を防止する車両の制御装置を提供する。
【解決手段】電動機１４を動力源とするＥＶ走行中にエンジン１２の始動が要求されると、エンジン断続用クラッチ２８を係合し、電動機１４による走行トルクに加えてエンジン始動トルクを出力し、エンジン１２の回転速度と電動機１４の回転速度が同期したらエンジン始動トルクを減じて走行トルクを出力する車両の制御装置において、エンジン１２を始動する際の電動機回転速度が電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であればエンジン１２の始動を行う。
【解決手段】電動機１４を動力源とするＥＶ走行中にエンジン１２の始動が要求されると、エンジン断続用クラッチ２８を係合し、電動機１４による走行トルクに加えてエンジン始動トルクを出力し、エンジン１２の回転速度と電動機１４の回転速度が同期したらエンジン始動トルクを減じて走行トルクを出力する車両の制御装置において、エンジン１２を始動する際の電動機回転速度が電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であればエンジン１２の始動を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を動力源としたＥＶ走行中にクラッチを接続して電動機によってエンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、電動機と、エンジンと電動機との間に設けられたクラッチを備えたハイブリッド車両が電動機を動力源として走行するＥＶ走行中にエンジン始動要求によってエンジンを始動してエンジンと電動機とを動力源として走行するＨＥＶ走行へ移行する際の制御が、例えば、特許文献１によって開示されている。
【０００３】
特許文献１によると、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行中にエンジン始動が要求されると、電動機の回転速度がエンジン始動可能な回転速度以上になり、エンジン始動に必要な電動機のトルクが得られる回転速度となるように変速機の変速比を選択する。そして、クラッチをスリップ係合させて車両の走行に必要なトルク（以下、走行トルク）に加え、エンジン始動に必要なトルク（以下、エンジン始動トルク）を電動機から出力してエンジンの回転速度を上昇させる。ついで、エンジン回転速度が電動機回転速度まで上昇するとクラッチをスリップ状態から完全に係合してＨＥＶ走行へ移行するとともに、エンジン始動トルク分を減じて車両の走行トルクを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６５３５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機の出力トルクは、電子制御装置等によって演算を行い、電子制御装置は、電動機を制御するインバータにトルク指令を出力し、インバータは、入力されるトルク指令に応じて電動機に電圧を印加する。つまり、電子制御装置による出力トルクの演算時間と、電動機に対して電圧が印加されるまでは、その信号伝送時間による遅れが発生する。また、電動機では、電力変換器の供給する電圧に対して自身の持つ時定数によって電流応答の遅れ、すなわちトルク応答の遅れが発生する。つまり、電動機では、出力トルクが電子制御装置によって指令されてから、電動機の実際の出力トルク応答が得られるまでに、トルク指令の伝送時間と電動機の応答時間による応答遅れが発生する。そのため、エンジン回転速度と電動機回転速度とが一致（以下、同期）した際に、エンジン始動トルク分を減じる指令を電子制御装置から出力すると、電動機の出力トルクの応答遅れ時間内は走行トルクとエンジン始動トルクが駆動輪へ伝達される。この際に車両には、エンジン始動トルク分が余分となって車両が加速されるため、ショックが発生する。ゆえに、電動機の出力トルク応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動トルクを減じる指令を行う必要がある。
【０００６】
エンジン始動トルク分を減じる指令を行うタイミングは、例えば、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度を利用して出力することが考えられる。つまり、エンジンを始動する際において、電動機回転速度から、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転速度が到達するタイミングでエンジン始動トルク分を減じる指令を行う。ここで、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度より電動機の回転速度が低いときは、エンジン始動トルク分を減じる指令をエンジン回転速度がゼロの状態で行う必要がある。ところが、電動機の出力トルク応答によってエンジン回転速度が上昇し始めるタイミングは、常に同じでないため、エンジン始動トルク分を減じる指令を行うタイミングによっては、電動機回転速度とエンジン回転速度の同期タイミングよりもエンジン始動トルク分が減じられるタイミングが早くなったり遅くなったりする。例えば、エンジン回転速度の上昇を検出してエンジン始動トルク分を減じる指令を行う場合、電動機の出力トルク応答遅れによって実際の出力トルク応答が同期タイミングよりも遅れるので、エンジン始動トルク分が駆動輪へ伝達され、電動機のエンジン始動トルクによってエンジン始動時に車両ショックが発生しユーザに不快感を与える。
【０００７】
本発明の目的は上記の課題を解決するものであって、ＥＶ走行中にエンジン始動要求によってＨＥＶ走行へ移行する際に、車両ショックの発生を防止する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】
【０００８】
第１発明は、エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達路に設けられるエンジン断続用クラッチと電動機を制御するインバータとを備え、前記エンジン断続用クラッチを解放した状態で前記電動機を動力源とするＥＶ走行中にユーザのアクセル踏み込みによって前記エンジンの始動が要求されると、前記エンジン断続用クラッチを係合するとともに、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えた電動機トルクを前記電動機によって出力し、前記エンジンの回転速度と前記電動機の回転速度が同期すると、前記電動機トルクから前記エンジン始動トルク分を減じて前記エンジンを始動する車両の制御装置であって、前記エンジンを始動する際の前記電動機の回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であれば前記エンジンを始動することを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る車両の制御装置は、第１発明において、前記電動機の出力軸に接続されるトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入出力部材間を直結可能なロックアップクラッチとを備え、前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によると、エンジンを始動する際の電動機回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であればエンジン始動を行う。よって、電動機の回転速度から前記電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転数が上昇したタイミングで、電動機によるエンジン始動トルク分の出力を減じる指令を出すことで、エンジン回転速度と電動機回転速度が同期するタイミングでエンジン始動トルク分を減じることができる。したがって、同期タイミングにおいて余分なエンジン始動トルクによる車両ショックが発生せずユーザの不快感を取り除くことができる。
【００１１】
第２発明によると、前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放する。つまり、トルクコンバータのタービン側の回転数が車速によって固定されるので、ロックアップクラッチを解放するとトルクコンバータのポンプ側である電動機の回転速度が増加する。これによって、電動機の回転速度がエンジン始動許可回転速度以上となればエンジン始動可能となるため、ユーザのエンジン始動要求に対してエンジンを始動しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用された車両の制御装置を説明する骨子図である。
【図２】図１の電動機、トルクコンバータ、および一部を切欠いた自動変速機およびクランク軸を示す断面図である。
【図３】図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明するためのブロック線図である。
【図４】図３の電子制御装置の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートによる制御例を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも性格に描かれていない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明が適用された車両１０の制御装置を説明する骨子図である。図１に示すように、車両１０はエンジン１２と、電動機１４と、エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路にエンジン断続用クラッチ２８を備えている。エンジン１２および電動機１４からの動力は、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、差動歯車装置２０、および左右一対の車軸２２をそれぞれ介して左右一対の駆動輪２４へ伝達される。車両１０は、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け、または解放によって、エンジン１２および電動機１４の一方、他方、および両方の駆動によって走行する。すなわち、車両１０は、エンジン１２のみによるエンジン走行、電動機１４のみによる電動機走行（ＥＶ走行）、エンジン１２および電動機１４によるハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）のいずれか１の走行状態とされる。
【００１５】
図２は、図１の電動機１４と、トルクコンバータ１６と、一部が切り欠かれた自動変速機１８およびクランク軸２６とをそれぞれ示す断面図である。なお、電動機１４、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、およびクランク軸２６はそれらの共通の軸心Ｃに対して略対称的に構成されており、図２では軸心Ｃの下半分が省略されている。
【００１６】
図２に示すように、電動機１４、トルクコンバータ１６、および自動変速機１８は、トランスミッションケース３６内に収容されている。トランスミッションケース３６は、例えばアルミダイカスト製の分割式ケースであり、車体等に固定される。
【００１７】
トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３０を備えている。ロックアップクラッチ３０は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に介装されポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂと選択的に連結する直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態（ロックアップオン状態）、スリップ状態（フレックス状態）、或いは解放状態（ロックアップオフ状態）とされるようになっている。ロックアップクラッチ３０が係合状態とされ、厳密に言えば、完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車１６ａ及びタービン翼車１６ｂが一体回転させられる。
【００１８】
エンジン断続用クラッチ２８は、エンジン１２とトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａとの間の動力伝達を断続する動力断続装置として機能している。例えば、エンジン断続用クラッチ２８は互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ３２からの油圧を元圧とし油圧制御回路４８によって係合乃至解放制御される。そして、その係合乃至解放制御においては、エンジン断続用クラッチ２８の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断続用クラッチ２８の係合力が、油圧制御回路４８内のリニアソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。
【００１９】
エンジン断続用クラッチ２８は、それの解放状態において軸心Ｃまわりに相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチドラム３８及びクラッチハブ４０）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ４０）は、エンジン１２のクランク軸に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム３８）は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断続用クラッチ２８は、係合状態ではポンプ翼車１６ａをエンジン１２のクランク軸２６と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断続用クラッチ２８の係合状態では、エンジン１２からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断続用クラッチ２８は、解放状態ではポンプ翼車１６ａとエンジン１２との間の動力伝達を遮断する。エンジン断続用クラッチ２８は、油圧制御によって動力伝達が完全に遮断された開放状態、摩擦部材４２が滑りながら係合しているスリップ係合及び摩擦部材４２が滑らずにクラッチ回転部材（クラッチドラム３８及びクラッチハブ４０）が一体となって係合している完全係合のいずれか１の状態となっている。
【００２０】
電動機１４は、軸心Ｃと同心に配設されており、駆動力を出力するモータ機能と共に蓄電装置に充電する発電機能をも有する所謂モータジェネレータである。この電動機１４の出力軸は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに連結されると共にエンジン１２にも連結されており、更に、トルクコンバータ１６を介して自動変速機１８に連結されている。
【００２１】
自動変速機１８は、トルクコンバータ１６から駆動輪２４までの動力伝達経路の一部を構成し、エンジン１２および電動機１４からの駆動力が入力される変速機である。自動変速機１８は、例えば、前進６速／後退１速等の有段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換える有段変速機であり、かかる変速を行うために複数の係合要素を備えて構成されている。例えば、多板式のクラッチやブレーキ等、油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、上記油圧制御回路４８から供給される油圧に応じて油圧式摩擦係合装置が選択的に係合乃至解放されることにより、油圧式摩擦係合装置の連結状態の組合せに応じて複数（例えば、第１速から第６速）の前進変速段（前進ギヤ段、前進走行用ギヤ段）、或いは後進変速段（後進ギヤ段、後進走行用ギヤ段）の何れかが選択的に成立させられる。このように、前進変速段あるいは後進変速段が選択されている際の自動変速機１８のシフトポジションを走行ポジションとする。また、クラッチおよびブレーキの解放により、電動機１４の出力軸から駆動輪２４への動力伝達を遮断する。
【００２２】
オイルポンプ３２は、機械式のオイルポンプであり、クラッチやブレーキの油圧制御のための元圧を発生させると共に、潤滑油（作動油）を駆動装置内のボールベアリング等の各潤滑部位に供給する。オイルポンプ３２は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに連結されているので、例えばエンジン１２と電動機１４との何れか一方または両方によって回転駆動される。
【００２３】
以上のように構成された駆動装置では、エンジン１２を始動させる際には、例えば、エンジン断続用クラッチ２８をスリップ係合させて電動機１４のエンジン始動トルクによりエンジン１２を回転させエンジン始動を行う。ＥＶ走行中にエンジン１２を始動させる場合も同様であり、その場合には、車両走行のための走行トルクにエンジン始動のためのエンジン始動トルク分を上乗せした電動機トルクを電動機１４に出力させる。そして、走行中のエンジン始動後は、基本的にはエンジン断続用クラッチ２８を完全係合させ、前記エンジン走行に移行する。
【００２４】
電子制御装置５２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力インターフェース等を備えたいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成されている。この電子制御装置５２は、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムにしたがって信号処理を行うことにより、エンジン１２の始動制御、電動機１４の回転制御、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け力の制御などを実行する。電子制御装置５２はエンジン１２の始動制御装置として機能する。
【００２５】
電子制御装置５２には、車両１０に設けられた各センサに設けられた各種入力信号が供給される。上記入力信号としては、例えば、アクセル開度センサ５４により検出されるアクセル開度Ａｃｃ［％］を表す信号、エンジン回転速度センサ５６により検出されるエンジン回転速度ＮＥ［ｒｐｍ］を表す信号、電動機回転速度センサ５８により検出される電動機回転速度ＮＭＧ［ｒｐｍ］を表す信号、車速センサ６０により検出される車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を表す信号などがある。
【００２６】
電子制御装置５２からは、車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給される。上記入力信号としては、例えば、電動機１４の出力制御のためにインバータ５０に供給される信号やエンジン断続用クラッチ２８の押し付け力の制御のために油圧制御回路４８に供給される信号などがある。
【００２７】
図３は電子制御装置５２に備えられた制御機能の要部を説明するためのブロック線図である。図３においてＥＶ走行判定部６２は、例えば、車速センサ６０やエンジン回転速度センサ５６に基づいて、車両１０が電動機１４のみを動力とするＥＶ走行中であるか否かの判定を行う。例えば、車速センサ６０による検出値がゼロでなければ車両１０が走行中であることが判定でき、さらに、エンジン回転速度センサ５６がゼロであれば電動機１４のみを動力源としたＥＶ走行中であると判定できる。
【００２８】
エンジン始動要求判定部６４では、例えば、アクセル開度センサ５４に基づきユーザによってエンジン１２の始動が要求されたか否かが判定される。ここで、エンジン１２の始動要求は必ずしもユーザ要求によるものである必要はなく、バッテリ残量低下時の充電要求、空調制御、エンジン１２の暖気等の車両要求によるエンジン始動であってもよい。なお、エンジン１２の始動とは、エンジン回転速度ＮＥがゼロの状態からエンジン断続用クラッチ２８を係合して、電動機１４の出力トルクによってエンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧが同期し、エンジン断続用クラッチ２８が完全係合するまでのことをいう。
【００２９】
エンジン始動回転速度判定部６６は、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間とエンジン始動時の時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートとの関係より、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧの同期タイミングに電動機１４のエンジン始動トルク分を減じることが可能か否かの判定を行うとともに、単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートは、エンジン１２の特性から求められる値である。また、電動機１４の出力トルク応答遅れは、電子制御装置５２による出力トルクの演算時間と電子制御装置５２からインバータ５０へ信号が伝送される時間と電動機１４の時定数に基づく応答遅れ時間によって予め求められる値である。単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートや出力応答遅れ時間は、予め実験的に求めた一定値でもよいが、エンジン始動の度に計測して学習した値を用いてもよい。
【００３０】
エンジン始動回転速度判定部６６では、例えば、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間とエンジン始動時の単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートとの乗算によって、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを算出してエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡとする。そして、エンジン始動回転速度判定は、エンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡと電動機回転速度ＮＭＧと比較することで行われる。ここで、電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡよりも高ければ、電動機回転数ＮＭＧから電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを差し引いた回転数にエンジン回転速度ＮＥが上昇したことをエンジン回転速度センサ５６によって検出し、電動機１４のエンジン始動トルク分を減じる指令を行えば同期タイミングにおいて電動機１４のエンジン始動トルク分を減じることができるため、エンジン始動回転速度判定部６６は、エンジン始動可能であると判定する。また、エンジン始動回転速度判定部６６はエンジン始動可能と判定する場合、電動機回転数ＮＭＧから、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを差し引いた回転数に、エンジン回転速度ＮＥが到達したことを示すタイミング信号ＳＴを電動機制御部６８に出力する。
【００３１】
電動機制御部６８は、車両１０の駆動とエンジン１２の始動とを行う電動機１４の出力を制御する信号をインバータ５０へ出力する。エンジン始動回転速度判定部６６よってエンジン始動可能であると判断されると、エンジン始動回転速度判定部６６からの指令信号を受けて、走行トルクに加えてエンジン始動トルクを電動機１４によって出力する指令をインバータ５０へ出力する。また、電動機制御部６８は、エンジン始動回転速度判定部６６からのタイミング信号ＳＴに応答してエンジン始動トルク分を減じる指令をインバータ５０へ出力する。
【００３２】
クラッチ制御部７０は、エンジン始動回転速度判定部６６からのタイミング信号ＳＴを受けて、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け力を増加させて完全係合状態とする制御するために油圧制御回路４８に対して制御信号を出力する。
【００３３】
図４は、前記電子制御装置５２によるエンジン始動制御について説明するフローチャートであり、数ミリ乃至十数ミリ秒程度の所定の周期で繰り返し実行される。
【００３４】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、車両１０がＥＶ走行中であるか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合は、本ルーチンを終了する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ１が肯定される場合には、Ｓ２に進みエンジン１２の始動要求がなされたか否かが判定される。
【００３５】
Ｓ２の判定が否定される場合は、本ルーチンを終了しＥＶ走行を継続する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ２が肯定される場合には、エンジン始動回転速度判定部６６に対応するＳ３に進み電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上か否かが判定される。
【００３６】
Ｓ３の判定が否定され同期タイミングが予測不可能と判断された場合、本ルーチンを終了しＥＶ走行を継続する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ３の判定が肯定される場合には、電動機制御部６８およびクラッチ制御部７０に対応するＳ４に進みエンジン１２の始動を開始する。
【００３７】
なお、Ｓ３の判定が否定された場合には、自動変速機１８のロックアップクラッチ３０を解放することによって電動機回転速度ＮＭＧを上昇させて再びＳ３の判定を行ってもよい。Ｓ３の再判定によりＳ３が肯定される場合はＳ４に進みエンジン１２の始動を開始する。一方、否定される場合は、ＥＶ走行を継続する。
【００３８】
Ｓ４では、エンジン断続用クラッチ２８の油圧を立ちあげてエンジン断続用クラッチ２８の押し付け力を強くし、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えて電動機１４によって出力してエンジン回転速度ＮＥを上昇させる。そして、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧが同期するタイミングでエンジン断続用クラッチ２８を完全係合させるとともに、電動機１４のエンジン始動トルク分を減じる。
【００３９】
図５は本実施例にしたがったエンジン始動制御を説明するタイムチャートである。
【００４０】
時刻ｔ０において車両１０はＥＶ走行中である。例えば、エンジン回転速度センサ５６よりエンジン回転速度ＮＥがゼロ、車速センサ６０より車速Ｖがゼロよりも大きいことがそれぞれ検出でき、エンジン断続用クラッチ２８が解放状態であることを油圧制御回路４８からエンジン断続用クラッチ２８へ供給する油圧信号によって検出できれば、時刻ｔ０の車両状態とみなすことができる。
【００４１】
時刻ｔ１において、ユーザのアクセル踏み込みによってアクセル開度Ａｃｃが増加するとともに電動機回転速度ＮＭＧが増加しているが、アクセル開度Ａｃｃが低い場合、エンジン始動が必要でないと判定しＥＶ走行を継続している。
【００４２】
さらに、ユーザのアクセル踏み込みによってアクセル開度Ａｃｃが増加すると時刻ｔ２においてエンジン始動が必要と判定される。すると、エンジン始動回転速度判定部６６によってエンジン始動可能であるが判定が行われる。この判定は、例えば、電動機回転速度ＮＭＧとエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡを比較し、電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上であれば、エンジン始動可能であると判定される。
【００４３】
時刻ｔ２においてエンジン始動可能と判定されると、油圧制御回路４８によってエンジン断続用クラッチ２８へ油圧の供給を開始してエンジン断続用クラッチ２８を係合させる。また、電動機１４は走行トルクにエンジン始動トルク分を加えてトルクを出力する。
【００４４】
そして、電動機回転速度ＮＭＧとエンジン回転速度ＮＥの同期タイミング時刻ｔ４においてエンジン断続用クラッチ２８を完全係合する。また、時刻ｔ４に先立つ時刻ｔ３において、タイミング信号ＳＴに応答してエンジン始動トルク分を減じる指令がインバータ５０へ出力されるので電動機１４は、そのエンジン断続用クラッチ２８の完全係合に同期してエンジン始動トルク分を減じて走行トルクを出力する。
【００４５】
本実施例の車両１０の制御装置によれば、ＥＶ走行中にエンジン始動要求によってエンジン断続用クラッチ２８を係合し、電動機１４によってエンジン１２を始動してＨＥＶ走行へ移行する際に、エンジン断続用クラッチ２８の応答遅れ時間を考慮したエンジン始動最低回転速度を設定するため、エンジン始動時の車両ショックが発生しなくなる。
【００４６】
本実施例の車両１０の制御装置によれば、エンジン１２を始動する際の電動機回転速度ＮＭＧが電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度であるエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上であればエンジン始動を行う。よって、電動機１４の回転速度から電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転数が上昇したタイミングで、電動機１４によるエンジン始動トルク分の出力を減じる指令を出すことで、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧの同期タイミングでエンジン始動トルク分を減じることができる。したがって、同期タイミングにおいて余分なエンジン始動トルク分によるショックが発生せずユーザーの不快感を取り除くことができる。
【００４７】
また、本実施例の車両１０の制御装置によれば、電動機１４を駆動源とする走行中は、ロックアップクラッチ３０を係合して走行し、エンジン１２の始動要求がされると電動機１４の回転速度がエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡよりも小さければ、ロックアップクラッチ３０を解放する。つまり、トルクコンバータ１６のタービン側の回転数が車速によって固定されるので、ロックアップクラッチ３０を解放するとトルクコンバータ１６のポンプ側である電動機１４の回転速度が増加する。これによって、電動機１４の回転速度がエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上となればエンジン始動可能となるため、ユーザのエンジン始動要求に対してエンジンを始動しやすくなる。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別の態様においても実施される。
【００４９】
例えば、前述の実施例において、前記エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路に設けられたエンジン断続用クラッチ２８は、油圧により係合状態が制御される油圧式摩擦係合装置であったが、例えば、電磁気的に係合状態が制御される電磁式クラッチ或いは磁粉式クラッチがエンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路に設けられたものであっても構わない。すなわち、本発明は、エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路にその動力伝達路における動力伝達を制御するクラッチを備えた車両に広く適用され得るものである。
【００５０】
その他、例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１２：エンジン
１４：電動機
１６：トルクコンバータ
２８：エンジン断続用クラッチ
３０：ロックアップクラッチ
４８：油圧制御回路
５０：インバータ
５２：電子制御装置
６６：エンジン始動回転速度判定部
６８：電動機制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を動力源としたＥＶ走行中にクラッチを接続して電動機によってエンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、電動機と、エンジンと電動機との間に設けられたクラッチを備えたハイブリッド車両が電動機を動力源として走行するＥＶ走行中にエンジン始動要求によってエンジンを始動してエンジンと電動機とを動力源として走行するＨＥＶ走行へ移行する際の制御が、例えば、特許文献１によって開示されている。
【０００３】
特許文献１によると、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行中にエンジン始動が要求されると、電動機の回転速度がエンジン始動可能な回転速度以上になり、エンジン始動に必要な電動機のトルクが得られる回転速度となるように変速機の変速比を選択する。そして、クラッチをスリップ係合させて車両の走行に必要なトルク（以下、走行トルク）に加え、エンジン始動に必要なトルク（以下、エンジン始動トルク）を電動機から出力してエンジンの回転速度を上昇させる。ついで、エンジン回転速度が電動機回転速度まで上昇するとクラッチをスリップ状態から完全に係合してＨＥＶ走行へ移行するとともに、エンジン始動トルク分を減じて車両の走行トルクを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６５３５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機の出力トルクは、電子制御装置等によって演算を行い、電子制御装置は、電動機を制御するインバータにトルク指令を出力し、インバータは、入力されるトルク指令に応じて電動機に電圧を印加する。つまり、電子制御装置による出力トルクの演算時間と、電動機に対して電圧が印加されるまでは、その信号伝送時間による遅れが発生する。また、電動機では、電力変換器の供給する電圧に対して自身の持つ時定数によって電流応答の遅れ、すなわちトルク応答の遅れが発生する。つまり、電動機では、出力トルクが電子制御装置によって指令されてから、電動機の実際の出力トルク応答が得られるまでに、トルク指令の伝送時間と電動機の応答時間による応答遅れが発生する。そのため、エンジン回転速度と電動機回転速度とが一致（以下、同期）した際に、エンジン始動トルク分を減じる指令を電子制御装置から出力すると、電動機の出力トルクの応答遅れ時間内は走行トルクとエンジン始動トルクが駆動輪へ伝達される。この際に車両には、エンジン始動トルク分が余分となって車両が加速されるため、ショックが発生する。ゆえに、電動機の出力トルク応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動トルクを減じる指令を行う必要がある。
【０００６】
エンジン始動トルク分を減じる指令を行うタイミングは、例えば、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度を利用して出力することが考えられる。つまり、エンジンを始動する際において、電動機回転速度から、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転速度が到達するタイミングでエンジン始動トルク分を減じる指令を行う。ここで、電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度より電動機の回転速度が低いときは、エンジン始動トルク分を減じる指令をエンジン回転速度がゼロの状態で行う必要がある。ところが、電動機の出力トルク応答によってエンジン回転速度が上昇し始めるタイミングは、常に同じでないため、エンジン始動トルク分を減じる指令を行うタイミングによっては、電動機回転速度とエンジン回転速度の同期タイミングよりもエンジン始動トルク分が減じられるタイミングが早くなったり遅くなったりする。例えば、エンジン回転速度の上昇を検出してエンジン始動トルク分を減じる指令を行う場合、電動機の出力トルク応答遅れによって実際の出力トルク応答が同期タイミングよりも遅れるので、エンジン始動トルク分が駆動輪へ伝達され、電動機のエンジン始動トルクによってエンジン始動時に車両ショックが発生しユーザに不快感を与える。
【０００７】
本発明の目的は上記の課題を解決するものであって、ＥＶ走行中にエンジン始動要求によってＨＥＶ走行へ移行する際に、車両ショックの発生を防止する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】
【０００８】
第１発明は、エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達路に設けられるエンジン断続用クラッチと電動機を制御するインバータとを備え、前記エンジン断続用クラッチを解放した状態で前記電動機を動力源とするＥＶ走行中にユーザのアクセル踏み込みによって前記エンジンの始動が要求されると、前記エンジン断続用クラッチを係合するとともに、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えた電動機トルクを前記電動機によって出力し、前記エンジンの回転速度と前記電動機の回転速度が同期すると、前記電動機トルクから前記エンジン始動トルク分を減じて前記エンジンを始動する車両の制御装置であって、前記エンジンを始動する際の前記電動機の回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であれば前記エンジンを始動することを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る車両の制御装置は、第１発明において、前記電動機の出力軸に接続されるトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入出力部材間を直結可能なロックアップクラッチとを備え、前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によると、エンジンを始動する際の電動機回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であればエンジン始動を行う。よって、電動機の回転速度から前記電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転数が上昇したタイミングで、電動機によるエンジン始動トルク分の出力を減じる指令を出すことで、エンジン回転速度と電動機回転速度が同期するタイミングでエンジン始動トルク分を減じることができる。したがって、同期タイミングにおいて余分なエンジン始動トルクによる車両ショックが発生せずユーザの不快感を取り除くことができる。
【００１１】
第２発明によると、前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放する。つまり、トルクコンバータのタービン側の回転数が車速によって固定されるので、ロックアップクラッチを解放するとトルクコンバータのポンプ側である電動機の回転速度が増加する。これによって、電動機の回転速度がエンジン始動許可回転速度以上となればエンジン始動可能となるため、ユーザのエンジン始動要求に対してエンジンを始動しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用された車両の制御装置を説明する骨子図である。
【図２】図１の電動機、トルクコンバータ、および一部を切欠いた自動変速機およびクランク軸を示す断面図である。
【図３】図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明するためのブロック線図である。
【図４】図３の電子制御装置の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートによる制御例を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも性格に描かれていない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明が適用された車両１０の制御装置を説明する骨子図である。図１に示すように、車両１０はエンジン１２と、電動機１４と、エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路にエンジン断続用クラッチ２８を備えている。エンジン１２および電動機１４からの動力は、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、差動歯車装置２０、および左右一対の車軸２２をそれぞれ介して左右一対の駆動輪２４へ伝達される。車両１０は、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け、または解放によって、エンジン１２および電動機１４の一方、他方、および両方の駆動によって走行する。すなわち、車両１０は、エンジン１２のみによるエンジン走行、電動機１４のみによる電動機走行（ＥＶ走行）、エンジン１２および電動機１４によるハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）のいずれか１の走行状態とされる。
【００１５】
図２は、図１の電動機１４と、トルクコンバータ１６と、一部が切り欠かれた自動変速機１８およびクランク軸２６とをそれぞれ示す断面図である。なお、電動機１４、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、およびクランク軸２６はそれらの共通の軸心Ｃに対して略対称的に構成されており、図２では軸心Ｃの下半分が省略されている。
【００１６】
図２に示すように、電動機１４、トルクコンバータ１６、および自動変速機１８は、トランスミッションケース３６内に収容されている。トランスミッションケース３６は、例えばアルミダイカスト製の分割式ケースであり、車体等に固定される。
【００１７】
トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３０を備えている。ロックアップクラッチ３０は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に介装されポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂと選択的に連結する直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態（ロックアップオン状態）、スリップ状態（フレックス状態）、或いは解放状態（ロックアップオフ状態）とされるようになっている。ロックアップクラッチ３０が係合状態とされ、厳密に言えば、完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車１６ａ及びタービン翼車１６ｂが一体回転させられる。
【００１８】
エンジン断続用クラッチ２８は、エンジン１２とトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａとの間の動力伝達を断続する動力断続装置として機能している。例えば、エンジン断続用クラッチ２８は互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ３２からの油圧を元圧とし油圧制御回路４８によって係合乃至解放制御される。そして、その係合乃至解放制御においては、エンジン断続用クラッチ２８の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断続用クラッチ２８の係合力が、油圧制御回路４８内のリニアソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。
【００１９】
エンジン断続用クラッチ２８は、それの解放状態において軸心Ｃまわりに相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチドラム３８及びクラッチハブ４０）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ４０）は、エンジン１２のクランク軸に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム３８）は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断続用クラッチ２８は、係合状態ではポンプ翼車１６ａをエンジン１２のクランク軸２６と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断続用クラッチ２８の係合状態では、エンジン１２からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断続用クラッチ２８は、解放状態ではポンプ翼車１６ａとエンジン１２との間の動力伝達を遮断する。エンジン断続用クラッチ２８は、油圧制御によって動力伝達が完全に遮断された開放状態、摩擦部材４２が滑りながら係合しているスリップ係合及び摩擦部材４２が滑らずにクラッチ回転部材（クラッチドラム３８及びクラッチハブ４０）が一体となって係合している完全係合のいずれか１の状態となっている。
【００２０】
電動機１４は、軸心Ｃと同心に配設されており、駆動力を出力するモータ機能と共に蓄電装置に充電する発電機能をも有する所謂モータジェネレータである。この電動機１４の出力軸は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに連結されると共にエンジン１２にも連結されており、更に、トルクコンバータ１６を介して自動変速機１８に連結されている。
【００２１】
自動変速機１８は、トルクコンバータ１６から駆動輪２４までの動力伝達経路の一部を構成し、エンジン１２および電動機１４からの駆動力が入力される変速機である。自動変速機１８は、例えば、前進６速／後退１速等の有段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換える有段変速機であり、かかる変速を行うために複数の係合要素を備えて構成されている。例えば、多板式のクラッチやブレーキ等、油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、上記油圧制御回路４８から供給される油圧に応じて油圧式摩擦係合装置が選択的に係合乃至解放されることにより、油圧式摩擦係合装置の連結状態の組合せに応じて複数（例えば、第１速から第６速）の前進変速段（前進ギヤ段、前進走行用ギヤ段）、或いは後進変速段（後進ギヤ段、後進走行用ギヤ段）の何れかが選択的に成立させられる。このように、前進変速段あるいは後進変速段が選択されている際の自動変速機１８のシフトポジションを走行ポジションとする。また、クラッチおよびブレーキの解放により、電動機１４の出力軸から駆動輪２４への動力伝達を遮断する。
【００２２】
オイルポンプ３２は、機械式のオイルポンプであり、クラッチやブレーキの油圧制御のための元圧を発生させると共に、潤滑油（作動油）を駆動装置内のボールベアリング等の各潤滑部位に供給する。オイルポンプ３２は、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに連結されているので、例えばエンジン１２と電動機１４との何れか一方または両方によって回転駆動される。
【００２３】
以上のように構成された駆動装置では、エンジン１２を始動させる際には、例えば、エンジン断続用クラッチ２８をスリップ係合させて電動機１４のエンジン始動トルクによりエンジン１２を回転させエンジン始動を行う。ＥＶ走行中にエンジン１２を始動させる場合も同様であり、その場合には、車両走行のための走行トルクにエンジン始動のためのエンジン始動トルク分を上乗せした電動機トルクを電動機１４に出力させる。そして、走行中のエンジン始動後は、基本的にはエンジン断続用クラッチ２８を完全係合させ、前記エンジン走行に移行する。
【００２４】
電子制御装置５２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力インターフェース等を備えたいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成されている。この電子制御装置５２は、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムにしたがって信号処理を行うことにより、エンジン１２の始動制御、電動機１４の回転制御、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け力の制御などを実行する。電子制御装置５２はエンジン１２の始動制御装置として機能する。
【００２５】
電子制御装置５２には、車両１０に設けられた各センサに設けられた各種入力信号が供給される。上記入力信号としては、例えば、アクセル開度センサ５４により検出されるアクセル開度Ａｃｃ［％］を表す信号、エンジン回転速度センサ５６により検出されるエンジン回転速度ＮＥ［ｒｐｍ］を表す信号、電動機回転速度センサ５８により検出される電動機回転速度ＮＭＧ［ｒｐｍ］を表す信号、車速センサ６０により検出される車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を表す信号などがある。
【００２６】
電子制御装置５２からは、車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給される。上記入力信号としては、例えば、電動機１４の出力制御のためにインバータ５０に供給される信号やエンジン断続用クラッチ２８の押し付け力の制御のために油圧制御回路４８に供給される信号などがある。
【００２７】
図３は電子制御装置５２に備えられた制御機能の要部を説明するためのブロック線図である。図３においてＥＶ走行判定部６２は、例えば、車速センサ６０やエンジン回転速度センサ５６に基づいて、車両１０が電動機１４のみを動力とするＥＶ走行中であるか否かの判定を行う。例えば、車速センサ６０による検出値がゼロでなければ車両１０が走行中であることが判定でき、さらに、エンジン回転速度センサ５６がゼロであれば電動機１４のみを動力源としたＥＶ走行中であると判定できる。
【００２８】
エンジン始動要求判定部６４では、例えば、アクセル開度センサ５４に基づきユーザによってエンジン１２の始動が要求されたか否かが判定される。ここで、エンジン１２の始動要求は必ずしもユーザ要求によるものである必要はなく、バッテリ残量低下時の充電要求、空調制御、エンジン１２の暖気等の車両要求によるエンジン始動であってもよい。なお、エンジン１２の始動とは、エンジン回転速度ＮＥがゼロの状態からエンジン断続用クラッチ２８を係合して、電動機１４の出力トルクによってエンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧが同期し、エンジン断続用クラッチ２８が完全係合するまでのことをいう。
【００２９】
エンジン始動回転速度判定部６６は、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間とエンジン始動時の時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートとの関係より、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧの同期タイミングに電動機１４のエンジン始動トルク分を減じることが可能か否かの判定を行うとともに、単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートは、エンジン１２の特性から求められる値である。また、電動機１４の出力トルク応答遅れは、電子制御装置５２による出力トルクの演算時間と電子制御装置５２からインバータ５０へ信号が伝送される時間と電動機１４の時定数に基づく応答遅れ時間によって予め求められる値である。単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートや出力応答遅れ時間は、予め実験的に求めた一定値でもよいが、エンジン始動の度に計測して学習した値を用いてもよい。
【００３０】
エンジン始動回転速度判定部６６では、例えば、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間とエンジン始動時の単位時間当たりのエンジン回転速度ＮＥの上昇レートとの乗算によって、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを算出してエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡとする。そして、エンジン始動回転速度判定は、エンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡと電動機回転速度ＮＭＧと比較することで行われる。ここで、電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡよりも高ければ、電動機回転数ＮＭＧから電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを差し引いた回転数にエンジン回転速度ＮＥが上昇したことをエンジン回転速度センサ５６によって検出し、電動機１４のエンジン始動トルク分を減じる指令を行えば同期タイミングにおいて電動機１４のエンジン始動トルク分を減じることができるため、エンジン始動回転速度判定部６６は、エンジン始動可能であると判定する。また、エンジン始動回転速度判定部６６はエンジン始動可能と判定する場合、電動機回転数ＮＭＧから、電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジン回転速度ＮＥを差し引いた回転数に、エンジン回転速度ＮＥが到達したことを示すタイミング信号ＳＴを電動機制御部６８に出力する。
【００３１】
電動機制御部６８は、車両１０の駆動とエンジン１２の始動とを行う電動機１４の出力を制御する信号をインバータ５０へ出力する。エンジン始動回転速度判定部６６よってエンジン始動可能であると判断されると、エンジン始動回転速度判定部６６からの指令信号を受けて、走行トルクに加えてエンジン始動トルクを電動機１４によって出力する指令をインバータ５０へ出力する。また、電動機制御部６８は、エンジン始動回転速度判定部６６からのタイミング信号ＳＴに応答してエンジン始動トルク分を減じる指令をインバータ５０へ出力する。
【００３２】
クラッチ制御部７０は、エンジン始動回転速度判定部６６からのタイミング信号ＳＴを受けて、エンジン断続用クラッチ２８の押し付け力を増加させて完全係合状態とする制御するために油圧制御回路４８に対して制御信号を出力する。
【００３３】
図４は、前記電子制御装置５２によるエンジン始動制御について説明するフローチャートであり、数ミリ乃至十数ミリ秒程度の所定の周期で繰り返し実行される。
【００３４】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、車両１０がＥＶ走行中であるか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合は、本ルーチンを終了する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ１が肯定される場合には、Ｓ２に進みエンジン１２の始動要求がなされたか否かが判定される。
【００３５】
Ｓ２の判定が否定される場合は、本ルーチンを終了しＥＶ走行を継続する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ２が肯定される場合には、エンジン始動回転速度判定部６６に対応するＳ３に進み電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上か否かが判定される。
【００３６】
Ｓ３の判定が否定され同期タイミングが予測不可能と判断された場合、本ルーチンを終了しＥＶ走行を継続する。しかし、その判定を繰り返すうちＳ３の判定が肯定される場合には、電動機制御部６８およびクラッチ制御部７０に対応するＳ４に進みエンジン１２の始動を開始する。
【００３７】
なお、Ｓ３の判定が否定された場合には、自動変速機１８のロックアップクラッチ３０を解放することによって電動機回転速度ＮＭＧを上昇させて再びＳ３の判定を行ってもよい。Ｓ３の再判定によりＳ３が肯定される場合はＳ４に進みエンジン１２の始動を開始する。一方、否定される場合は、ＥＶ走行を継続する。
【００３８】
Ｓ４では、エンジン断続用クラッチ２８の油圧を立ちあげてエンジン断続用クラッチ２８の押し付け力を強くし、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えて電動機１４によって出力してエンジン回転速度ＮＥを上昇させる。そして、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧが同期するタイミングでエンジン断続用クラッチ２８を完全係合させるとともに、電動機１４のエンジン始動トルク分を減じる。
【００３９】
図５は本実施例にしたがったエンジン始動制御を説明するタイムチャートである。
【００４０】
時刻ｔ０において車両１０はＥＶ走行中である。例えば、エンジン回転速度センサ５６よりエンジン回転速度ＮＥがゼロ、車速センサ６０より車速Ｖがゼロよりも大きいことがそれぞれ検出でき、エンジン断続用クラッチ２８が解放状態であることを油圧制御回路４８からエンジン断続用クラッチ２８へ供給する油圧信号によって検出できれば、時刻ｔ０の車両状態とみなすことができる。
【００４１】
時刻ｔ１において、ユーザのアクセル踏み込みによってアクセル開度Ａｃｃが増加するとともに電動機回転速度ＮＭＧが増加しているが、アクセル開度Ａｃｃが低い場合、エンジン始動が必要でないと判定しＥＶ走行を継続している。
【００４２】
さらに、ユーザのアクセル踏み込みによってアクセル開度Ａｃｃが増加すると時刻ｔ２においてエンジン始動が必要と判定される。すると、エンジン始動回転速度判定部６６によってエンジン始動可能であるが判定が行われる。この判定は、例えば、電動機回転速度ＮＭＧとエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡを比較し、電動機回転速度ＮＭＧがエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上であれば、エンジン始動可能であると判定される。
【００４３】
時刻ｔ２においてエンジン始動可能と判定されると、油圧制御回路４８によってエンジン断続用クラッチ２８へ油圧の供給を開始してエンジン断続用クラッチ２８を係合させる。また、電動機１４は走行トルクにエンジン始動トルク分を加えてトルクを出力する。
【００４４】
そして、電動機回転速度ＮＭＧとエンジン回転速度ＮＥの同期タイミング時刻ｔ４においてエンジン断続用クラッチ２８を完全係合する。また、時刻ｔ４に先立つ時刻ｔ３において、タイミング信号ＳＴに応答してエンジン始動トルク分を減じる指令がインバータ５０へ出力されるので電動機１４は、そのエンジン断続用クラッチ２８の完全係合に同期してエンジン始動トルク分を減じて走行トルクを出力する。
【００４５】
本実施例の車両１０の制御装置によれば、ＥＶ走行中にエンジン始動要求によってエンジン断続用クラッチ２８を係合し、電動機１４によってエンジン１２を始動してＨＥＶ走行へ移行する際に、エンジン断続用クラッチ２８の応答遅れ時間を考慮したエンジン始動最低回転速度を設定するため、エンジン始動時の車両ショックが発生しなくなる。
【００４６】
本実施例の車両１０の制御装置によれば、エンジン１２を始動する際の電動機回転速度ＮＭＧが電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度であるエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上であればエンジン始動を行う。よって、電動機１４の回転速度から電動機１４の出力トルク応答遅れ時間内に上昇する回転速度を差し引いた回転速度にエンジン回転数が上昇したタイミングで、電動機１４によるエンジン始動トルク分の出力を減じる指令を出すことで、エンジン回転速度ＮＥと電動機回転速度ＮＭＧの同期タイミングでエンジン始動トルク分を減じることができる。したがって、同期タイミングにおいて余分なエンジン始動トルク分によるショックが発生せずユーザーの不快感を取り除くことができる。
【００４７】
また、本実施例の車両１０の制御装置によれば、電動機１４を駆動源とする走行中は、ロックアップクラッチ３０を係合して走行し、エンジン１２の始動要求がされると電動機１４の回転速度がエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡよりも小さければ、ロックアップクラッチ３０を解放する。つまり、トルクコンバータ１６のタービン側の回転数が車速によって固定されるので、ロックアップクラッチ３０を解放するとトルクコンバータ１６のポンプ側である電動機１４の回転速度が増加する。これによって、電動機１４の回転速度がエンジン始動許可回転速度ＮＥＳＡ以上となればエンジン始動可能となるため、ユーザのエンジン始動要求に対してエンジンを始動しやすくなる。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別の態様においても実施される。
【００４９】
例えば、前述の実施例において、前記エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路に設けられたエンジン断続用クラッチ２８は、油圧により係合状態が制御される油圧式摩擦係合装置であったが、例えば、電磁気的に係合状態が制御される電磁式クラッチ或いは磁粉式クラッチがエンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路に設けられたものであっても構わない。すなわち、本発明は、エンジン１２と電動機１４との間の動力伝達路にその動力伝達路における動力伝達を制御するクラッチを備えた車両に広く適用され得るものである。
【００５０】
その他、例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１２：エンジン
１４：電動機
１６：トルクコンバータ
２８：エンジン断続用クラッチ
３０：ロックアップクラッチ
４８：油圧制御回路
５０：インバータ
５２：電子制御装置
６６：エンジン始動回転速度判定部
６８：電動機制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達路に設けられるエンジン断続用クラッチと電動機を制御するインバータとを備え、
前記エンジン断続用クラッチを解放した状態で前記電動機を動力源とするＥＶ走行中にユーザのアクセル踏み込みによって前記エンジンの始動が要求されると、前記エンジン断続用クラッチを係合するとともに、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えた電動機トルクを前記電動機によって出力し、前記エンジンの回転速度と前記電動機の回転速度が同期すると、前記電動機トルクから前記エンジン始動トルク分を減じて前記エンジンを始動する車両の制御装置であって、
前記エンジンを始動する際の前記電動機の回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であれば前記エンジンを始動することを特徴とする。
【請求項２】
前記電動機の出力軸に接続されるトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入出力部材間を直結可能なロックアップクラッチとを備え、
前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放すること
を特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項１】
エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達路に設けられるエンジン断続用クラッチと電動機を制御するインバータとを備え、
前記エンジン断続用クラッチを解放した状態で前記電動機を動力源とするＥＶ走行中にユーザのアクセル踏み込みによって前記エンジンの始動が要求されると、前記エンジン断続用クラッチを係合するとともに、走行トルクにエンジン始動トルク分を加えた電動機トルクを前記電動機によって出力し、前記エンジンの回転速度と前記電動機の回転速度が同期すると、前記電動機トルクから前記エンジン始動トルク分を減じて前記エンジンを始動する車両の制御装置であって、
前記エンジンを始動する際の前記電動機の回転速度が電動機の出力トルク応答遅れ時間内に上昇するエンジンの回転速度であるエンジン始動許可回転速度以上であれば前記エンジンを始動することを特徴とする。
【請求項２】
前記電動機の出力軸に接続されるトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入出力部材間を直結可能なロックアップクラッチとを備え、
前記電動機を駆動源とする走行中は、前記ロックアップクラッチを係合して走行し、前記エンジンの始動要求がされると前記電動機の回転速度が前記エンジン始動許可回転速度よりも小さければ、前記ロックアップクラッチを解放すること
を特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７９００５（Ｐ２０１３−７９００５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０３０１（Ｐ２０１１−２２０３０１）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]