WO2013002062A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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torque
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clutch
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香織 谷嶋
弘明 川村
軍司　憲一郎
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    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle control device that fastens an engine and a fastening element between a motor and drive wheels and starts the engine by the motor.
  • Patent Document 1 As a hybrid vehicle control device, the technology described in Patent Document 1 is disclosed.
  • This publication discloses a configuration that permits engine start by a motor generator when there is an engine start request and the brake braking force is determined to be sufficiently large when the vehicle is decelerating while the motor is running. Yes.
  • an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can achieve engine start while suppressing shock.
  • the hybrid vehicle control device of the present invention when there is an engine start request, a clutch between the motor generator and the drive wheels is engaged, and the engine start is performed when the engine is started by the motor generator.
  • the engine start is permitted.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating an arithmetic processing program in the integrated controller according to the first embodiment. It is a figure which shows an example of the target driving force map used for target driving force calculation in the target driving force calculating part of FIG. It is a figure which shows the normal mode map used for selection of the target mode in the mode selection part of FIG. It is a figure which shows an example of the target charging / discharging amount map used for the calculation of target charging / discharging electric power in the target charging / discharging calculating part of FIG. It is a characteristic view showing the relationship between the rotation speed of the motor generator of Example 1, and a torque.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an engine start control process in a second start mode according to the first embodiment.
  • 6 is a time chart illustrating a process for determining whether to start engine start control in a second start mode according to the first embodiment.
  • 6 is a time chart illustrating an engine start control process in a second start mode according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing a hybrid vehicle by rear wheel drive to which the engine start control device of the first embodiment is applied.
  • the drive system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine E, a first clutch CL1, a motor generator MG, a second clutch CL2, an automatic transmission AT, a propeller shaft PS, It has a differential DF, a left drive shaft DSL, a right drive shaft DSR, a left rear wheel RL (drive wheel), and a right rear wheel RR (drive wheel).
  • FL is the front left wheel
  • FR is the front right wheel.
  • the engine E is, for example, a gasoline engine, and the valve opening degree of the throttle valve is controlled based on a control command from the engine controller 1 described later.
  • the engine output shaft is provided with a flywheel FW.
  • the first clutch CL1 is a clutch interposed between the engine E and the motor generator MG, and the control created by the first clutch hydraulic unit 6 based on a control command from the first clutch controller 5 described later. Fastening / release including slip fastening is controlled by hydraulic pressure.
  • the motor generator MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator, and the three-phase AC generated by the inverter 3 is generated based on a control command from a motor controller 2 described later. It is controlled by applying.
  • the motor generator MG can operate as an electric motor that is driven to rotate by receiving power supplied from the battery 4 (hereinafter, this state is referred to as “power running”), or when the rotor is rotated by an external force.
  • the rotor of the motor generator MG is connected to the input shaft of the automatic transmission AT via a damper (not shown).
  • the second clutch CL2 is a clutch interposed between the motor generator MG and the left and right rear wheels RL and RR, and is generated by the second clutch hydraulic unit 8 based on a control command from the AT controller 7 described later.
  • the fastening / release including slip fastening is controlled by the control hydraulic pressure.
  • the automatic transmission AT is a transmission that automatically switches the stepped gear ratio such as 5 forward speeds, 1 reverse speed, etc. according to the vehicle speed, accelerator opening, etc., and the second clutch CL2 is newly added as a dedicated clutch
  • some frictional engagement elements are used among a plurality of frictional engagement elements that are engaged at each gear stage of the automatic transmission AT. Details will be described later.
  • the output shaft of the automatic transmission AT is connected to the left and right rear wheels RL and RR via a propeller shaft PS, a differential gear DF, a left drive shaft DSL, and a right drive shaft DSR as vehicle drive shafts.
  • the first clutch CL1 and the second clutch CL2 are, for example, wet multi-plate clutches that can continuously control the oil flow rate and hydraulic pressure with a proportional solenoid.
  • the brake unit 900 includes a hydraulic pressure pump and a plurality of electromagnetic valves, so-called brakes that secure the hydraulic pressure corresponding to the required braking torque by increasing the pump pressure, and control the wheel cylinder pressure by controlling the opening and closing of the electromagnetic valves of each wheel.
  • Each wheel FR, FL, RR, RL is provided with a brake rotor 901 and a caliper 902, and generates a friction braking torque by the brake fluid pressure supplied from the brake unit 900.
  • the type provided with the accumulator etc. may be sufficient as a hydraulic pressure source, and the structure provided with the electric caliper instead of the hydraulic brake may be sufficient.
  • the first travel mode is an electric vehicle travel mode (hereinafter abbreviated as “EV travel mode”) as a motor use travel mode that travels using only the power of the motor generator MG as a power source with the first clutch CL1 opened. It is.
  • the second travel mode is an engine use travel mode (hereinafter abbreviated as “HEV travel mode”) in which the first clutch CL1 is engaged and the engine E is included in the power source.
  • the third travel mode is an abbreviated engine use slip travel mode (hereinafter referred to as “WSC travel mode”) in which the second clutch CL2 is slip-controlled while the first clutch CL1 is engaged and the engine E is included in the power source. ).
  • This mode is a mode in which creep running can be achieved particularly when the battery SOC is low or the engine water temperature is low.
  • the first clutch CL1 is engaged and the engine is started using the torque of the motor generator MG.
  • the “HEV travel mode” has three travel modes of “engine travel mode”, “motor assist travel mode”, and “travel power generation mode”.
  • engine running mode the drive wheels are moved using only engine E as the power source.
  • motor assist travel mode the drive wheels are moved by using the engine E and the motor generator MG as power sources.
  • the “running power generation mode” causes the motor generator MG to function as a generator at the same time as the drive wheels RR and RL are moved using the engine E as a power source.
  • the motor generator MG is operated as a generator using the power of the engine E. Further, during deceleration operation, the braking energy is regenerated and generated by the motor generator MG and used for charging the battery 4. Further, as a further mode, there is a power generation mode in which the motor generator MG is operated as a generator using the power of the engine E when the vehicle is stopped.
  • the hybrid vehicle control system includes an engine controller 1, a motor controller 2, an inverter 3, a battery 4, a first clutch controller 5, and a first clutch hydraulic unit 6.
  • the AT controller 7, the second clutch hydraulic unit 8, the brake controller 9, and the integrated controller 10 are configured.
  • the engine controller 1, the motor controller 2, the first clutch controller 5, the AT controller 7, the brake controller 9, and the integrated controller 10 are connected via a CAN communication line 11 that can exchange information with each other. Has been.
  • the engine controller 1 inputs the engine speed information from the engine speed sensor 12, and controls the engine operating point (Ne: engine speed, Te: engine torque) according to the target engine torque command from the integrated controller 10, etc. For example, to a throttle valve actuator (not shown). More detailed engine control contents will be described later.
  • Information such as the engine speed Ne is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the motor controller 2 inputs information from the resolver 13 that detects the rotor rotational position of the motor generator MG, and according to a target motor generator torque command from the integrated controller 10 or the like, the motor operating point (Nm: motor generator) of the motor generator MG.
  • a command for controlling the rotation speed (Tm: motor generator torque) is output to the inverter 3.
  • the motor controller 2 monitors the battery SOC indicating the state of charge of the battery 4.
  • the battery SOC information is used as control information for the motor generator MG and is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11. Is done.
  • the first clutch controller 5 inputs sensor information from the first clutch hydraulic pressure sensor 14 and the first clutch stroke sensor 15, and according to the first clutch control command from the integrated controller 10, the first clutch CL1 is engaged / released. A command to control is output to the first clutch hydraulic unit 6. Information on the first clutch stroke C1S is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the AT controller 7 inputs sensor information from the accelerator opening sensor 16, the vehicle speed sensor 17, the second clutch hydraulic pressure sensor 18, and an inhibitor switch that outputs a signal corresponding to the position of the shift lever operated by the driver. 10 is output to the second clutch hydraulic unit 8 in the AT hydraulic control valve in response to the second clutch control command from 10.
  • the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is basically set to a value corresponding to the required drive torque, and is set to a capacity capable of transmitting the required drive torque to the drive wheels. When the accelerator pedal is released, the capacity is set so that the regenerative torque and creep torque can be transmitted.When the vehicle stops in EV driving mode and the brake pedal is depressed more than the specified value, the creep torque Is set to 0, the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is also set to zero. Information on the accelerator pedal opening APO, the vehicle speed VSP, and the inhibitor switch is supplied to the integrated controller 10 via the CAN communication line 11.
  • the brake controller 9 inputs sensor information from the wheel speed sensor 19 and the brake stroke sensor 20 that detect the respective wheel speeds of the four wheels. For example, when braking the brake, the driver requested braking torque obtained from the brake stroke BS is applied. When the regenerative braking torque is insufficient, the regenerative cooperative brake control is performed based on the regenerative cooperative control command from the integrated controller 10 so that the shortage is supplemented by the mechanical braking torque (braking torque by the friction brake). Needless to say, the brake fluid pressure can be arbitrarily generated not only by the brake fluid pressure corresponding to the driver requested braking torque but also by other control requirements.
  • the integrated controller 10 manages the energy consumption of the entire vehicle and has a function for running the vehicle with the highest efficiency.
  • the integrated controller 10 detects the motor rotational speed Nm, and the second clutch output rotational speed N2out.
  • the information from the G sensor 10b for detecting the longitudinal acceleration and the information obtained through the CAN communication line 11 are input.
  • the integrated controller 10 also controls the operation of the engine E according to the control command to the engine controller 1, the operation control of the motor generator MG based on the control command to the motor controller 2, and the first control command to the first clutch controller 5. Engagement / release control of the clutch CL1 and engagement / release control of the second clutch CL2 by a control command to the AT controller 7 are performed.
  • the integrated controller 10 includes a target driving force calculation unit 100, a mode selection unit 200, a target charge / discharge calculation unit 300, an operating point command unit 400, and a shift control unit 500.
  • the target driving force calculation unit 100 calculates a target driving force tFoO (driver required torque) from the accelerator pedal opening APO and the vehicle speed VSP using the target driving force map shown in FIG.
  • the mode selection unit 200 has a normal mode map.
  • FIG. 4 is a normal mode map of the first embodiment.
  • the normal mode map has an EV travel mode, a WSC travel mode, and an HEV travel mode, and calculates the target mode from the accelerator pedal opening APO and the vehicle speed VSP. However, even if the EV travel mode is selected, if the battery SOC is equal to or lower than the predetermined value, the “HEV travel mode” or the “WSC travel mode” is forcibly set as the target mode.
  • the HEV ⁇ WSC switching line has a rotational speed that is smaller than the idle rotational speed of the engine E when the automatic transmission AT is in the first speed in the region below the predetermined accelerator opening APO1. It is set in a region lower than the lower limit vehicle speed VSP1. Further, since a large driving force is required in a region where the accelerator opening APO1 is equal to or greater than the predetermined accelerator opening APO1, the WSC travel mode is set up to a vehicle speed VSP1 ′ region that is higher than the lower limit vehicle speed VSP1. When the battery SOC is low and the EV travel mode cannot be achieved, the WSC travel mode is selected even when starting.
  • the target charge / discharge calculation unit 300 calculates the target charge / discharge power tP from the battery SOC using the target charge / discharge amount map shown in FIG.
  • the EV drive mode area appears in the normal mode map of FIG. Once the EV area appears in the mode map, it continues to appear until the SOC drops below 35%.
  • the EV drive mode area disappears in the normal mode map shown in FIG.
  • the EV drive mode area disappears from within the mode map, this area continues to disappear until the SOC reaches 50%.
  • the shift control unit 500 drives and controls the solenoid valve in the automatic transmission AT so as to achieve the target second clutch transmission torque capacity TCL2 * and the target shift speed according to the shift schedule shown in the shift map.
  • a target gear position is set in advance based on the vehicle speed VSP and the accelerator pedal opening APO.
  • the operating point command unit 400 uses the accelerator pedal opening APO, the target driving force tFoO (driver required torque), the target mode, the vehicle speed VSP, and the target charging / discharging power tP as transient targets for these operating points.
  • the target engine torque, the target motor generator torque, the target second clutch transmission torque capacity TCL2 *, the target gear position of the automatic transmission AT, and the first clutch solenoid current command are calculated.
  • the operating point command unit 400 is provided with an engine start control unit that starts the engine E when the EV travel mode is changed to the HEV travel mode.
  • a case where the stopped engine E is started as a result of the driver's accelerator pedal operation is set as the first start mode, and factors other than the driver's accelerator pedal operation
  • the case where the stopped engine E is started in (system required start) is set as the second start mode, and the engine is started in different start modes.
  • the process of executing the second start mode will be described. For example, if any one of the following system start requests listed below is satisfied without stopping the driver's accelerator pedal operation while the engine is stopped, it is determined that the engine start request is in the second start mode. (1) When the oil temperature of the automatic transmission AT reaches a preset predetermined temperature (for example, 115 ° C. or higher), the engine is started in the second start mode. (2) When the oil temperature of the automatic transmission AT becomes equal to or lower than a predetermined temperature set in advance (for example, 15 ° C. or lower), the engine is started in the second start mode.
  • a preset predetermined temperature for example, 115 ° C. or higher
  • a predetermined temperature set in advance for example, 15 ° C. or lower
  • the engine E When the coolant temperature of the engine E becomes equal to or lower than a predetermined temperature set in advance (for example, 40 ° C. or lower), the engine E is started in the second start mode. This is because, for example, when the hybrid vehicle executes a so-called idling stop at an intersection or the like, the engine E is prevented from entering a cold state due to the idling stop for a long time.
  • a predetermined torque set in advance for example, 100 Nm or less
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation speed and torque of the motor generator of the first embodiment.
  • the usable torque region of the motor generator MG decreases, and the motor generator 5 may not be able to start the engine E thereafter.
  • the engine is started in the second start mode.
  • the solid line a in FIG. 6 indicates the case where the output of the battery 4 is 50 kw
  • the dotted line b indicates the case where the output of the battery 4 is 54 kw
  • the alternate long and short dash line c indicates the case where the output of the battery 4 is 60 kw.
  • the engine E is started in the second start mode. This is because, for example, the battery 4 is charged when the vehicle travels in the EV mode for a long time due to a traffic jam or the like.
  • a predetermined speed set in advance for example, 100 km / h or higher
  • the engine E is started in the second start mode. This is because the engine is started before the rotation of the motor generator MG becomes high.
  • the engine E is started in the second start mode.
  • the engine E is operated to ensure a negative pressure.
  • the engine E is started in the second start mode when a predetermined idle stop prohibition condition is satisfied during the idle stop.
  • the battery SOC of the battery 9 exceeds a predetermined value set in advance (for example, the battery SOC is 65% or more) while traveling on a downhill road, the engine E is started in the second start mode. . This is because the engine brake is used before the battery 4 is fully charged during traveling downhill and the regenerative torque is limited.
  • the conditions (1) to (11) are examples of the engine start request conditions determined as the second start mode, and the engine start request conditions determined as the second start mode are these (1) to (11). It is not limited to the condition of (11).
  • the transmission torque capacity of the first clutch CL1 is variably controlled so that the engine is quickly started.
  • the transmission torque capacity of the first clutch CL1 when the transmission torque capacity of the first clutch CL1 is variably controlled when the engine is started, the transmission torque capacity is controlled to be lower in the second start mode than in the first start mode. Therefore, in the second start mode, it is possible to suppress a shock accompanying torque fluctuation due to engagement of the first clutch CL1. That is, at the time of engine start during traveling that is not intended by the driver, torque fluctuation at the time of engaging the first clutch can be suppressed, and the driver can be prevented from feeling uncomfortable due to shock accompanying torque fluctuation.
  • FIG. 9 is a time chart showing an engine start control process in the second start mode of the first embodiment.
  • the target transmission torque capacity of the second clutch CL2 is determined according to the required driving torque. In this case, the target transmission torque capacity is reduced to zero and the target transmission torque capacity of the first clutch CL1. Is increased from 0 to the target value for cranking.
  • the target transmission torque capacity of the first clutch CL1 is increased toward a value at which the first clutch CL1 is completely engaged, and the target transmission torque capacity of the second clutch CL2 is Since the vehicle is still stopped, it remains 0.
  • the motor generator MG is controlled in rotation speed so that the actual rotation speed becomes the target rotation speed from time t4 when engine cranking is started. This rotational speed control is performed from time t4 to time t6. Note that after time t6, the motor generator MG is torque-controlled so as to have the required drive torque. Note that the transmission torque capacity of the first clutch CL1 during cranking in the second start mode is set to be lower than that in the first start mode. Therefore, the cranking time in the second start mode is longer than the cranking time in the first start mode, but the torque fluctuation is small.
  • the driver is braking by depressing the brake pedal.
  • the engine is started in the second start mode.
  • regenerative torque is generated in the motor generator MG in order to reproduce the coast torque at a predetermined vehicle speed or higher.
  • the braking force corresponding to the driver's operation of the brake pedal is reduced by the regenerative torque, and is instead achieved by the friction braking force of the brake unit 900.
  • the motor generator MG After that, the motor generator MG generates creep torque to reproduce the running state of the normal engine vehicle. That is, the torque generated by motor generator MG is switched from the negative regeneration torque to the positive drive torque. As a result, the driver can obtain a creep torque in the same manner as in a normal engine vehicle, and can achieve, for example, entering a garage or a slow running state only by operating a brake pedal.
  • the engine generator when the creep torque is generated by the motor generator MG and the second start mode is requested, the engine is started with the creep torque being generated. At this time, since the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is ensured so that creep torque can be transmitted, there is a problem that it is easy for the driver to feel uncomfortable due to torque fluctuation.
  • the creep torque is decreased toward zero using that as a trigger.
  • the engine start is started with the timing of starting the decrease of the creep torque as a trigger, the engine is started with the creep torque being high, and the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is also high, which is given to the driver. Discomfort tends to increase.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an engine start control process in the second start mode according to the first embodiment.
  • step S101 it is determined whether or not there is an engine start request in the second start mode. If there is an engine start request, the process proceeds to step S102, and otherwise, this step is repeated.
  • step S102 it is determined whether or not the brake braking force is greater than the predetermined braking force B1 and the stop determination is ON. If the condition is satisfied, the process proceeds to step S103. Otherwise, the process proceeds to step S105.
  • the stop determination means that it is determined that the vehicle has almost approached the stop state when the state where the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value continues for a predetermined time or longer. Therefore, the vehicle is not completely stopped.
  • the vehicle speed is detected not by the wheel speed sensor or the like but by the resolver 13 that detects the motor generator rotation speed.
  • the resolver 13 has an extremely high resolution as compared with a wheel speed sensor or the like, and can detect the vehicle speed with high accuracy even in an extremely low vehicle speed region.
  • the creep torque applied to the motor generator MG is controlled so as to gradually decrease toward 0 Nm. This is because if the brake braking force, that is, the friction braking force by the brake unit 900 is larger than the predetermined braking force B1, it is considered that the driver intends to brake and torque fluctuations acting on the wheels can be suppressed to some extent.
  • step S103 it is determined whether or not the state where the absolute value of the input torque (that is, the output torque of the motor generator MG) is 0 or less has passed the specified time T1. If it is determined that the time has passed, the process proceeds to step S106. Otherwise, the process proceeds to step S104. This is because if the state where the input torque absolute value is 0 or less elapses for the specified time T1 or longer, the application of creep torque is considered to be completely completed, and torque fluctuations associated with engine start can be suppressed.
  • the input torque is determined using the command torque to the motor generator MG.
  • the torque may be estimated based on the current value supplied to the motor generator MG, or the torque sensor. It is good also as a structure which detects input torque using etc.
  • step S104 the engine is put on standby. That is, even if any of the predetermined conditions (1) to (11) is satisfied and an engine start request is made in the second start mode, engine start is prohibited. Thereby, when there is a possibility of torque fluctuation, it is possible to avoid a sense of discomfort given to the driver by avoiding engine start.
  • step S105 it is determined whether or not the range position is the P range or the accelerator pedal is ON. If these conditions are satisfied, the process proceeds to step S106, and otherwise, the process returns to step S102. If the range position is the P range, the wheels are forcibly fixed by the operation of the parking lock mechanism, so that the influence of torque fluctuation can be suppressed even if input torque is generated. Further, when the accelerator pedal is turned on, the driver intends to start, and therefore the engine start in the first start mode is no longer appropriate.
  • step S106 an engine start control process is started.
  • the engine start control process is executed as described above with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a time chart showing a process for determining whether to start the engine start control in the second start mode according to the first embodiment.
  • the first running state of the time chart is a state in which the vehicle speed is reduced to a predetermined vehicle speed during deceleration when the driver depresses the brake pedal. Further, the reduction of the regenerative torque is started from the regenerative torque output state by the motor generator MG according to the decrease of the vehicle speed, and the state is gradually switched to the friction braking force by the brake unit 900. This reduction in the regenerative torque reduces the regenerative torque control so that it becomes 0 when the vehicle speed reaches a predetermined value. It is assumed that the engine start request in the second start mode has already been made.
  • the vehicle stop determination timer starts counting up. At this time, the vehicle speed is reduced to a predetermined vehicle speed.
  • the vehicle stop determination timer is a timer that continuously counts up when the vehicle speed is below a predetermined vehicle speed and is reset when the vehicle speed increases. Simultaneously with the count-up of the vehicle stop determination timer, motor generator MG starts generating creep torque and gradually increases the torque.
  • the feedback control must be performed, and the torque output from the motor generator MG also varies. Further, even if the second clutch CL2 is slip-controlled, the slip amount may also vary due to fluctuations in the input side rotational speed. In this case, the friction coefficient varies and the torque transmitted to the drive wheels varies, which may cause the driver to feel uncomfortable. Thus, in the first embodiment, the engine start is not permitted in a state where the motor generator MG outputs torque (that is, a state where the second clutch CL2 has a transmission torque capacity).
  • the timer starts counting up.
  • the transmission torque capacity of the second clutch CL2 is also set to 0 Nm.
  • the engine start permission flag is turned ON, and engine start in the second start mode is started.
  • the vehicle is also in a state where the vehicle speed is sufficiently lowered, and the brake pedal is depressed, so a stable vehicle stop state is ensured. Therefore, even if the motor generator torque is output for starting the engine, the torque is used only for starting the engine, so that the engine can be started without causing the driver to feel uncomfortable.
  • step S103 when there is an engine start request in the second start mode and the absolute value of the output torque of the motor generator MG is equal to or less than a predetermined value, in the hybrid vehicle control device provided with the engine start control means) Allow engine cranking. Therefore, the torque fluctuation accompanying engine starting can be suppressed, and the discomfort felt by the driver can be suppressed.
  • step S103 after the motor generator torque becomes zero, engine cranking is permitted after a predetermined time has elapsed. That is, it is possible to exclude a slow speed driving condition due to the inertia force of the vehicle with the passage of time, and to suppress a sense of discomfort given to the driver. In addition, it is possible to eliminate the influence of changes in road surface conditions and changes in the driver's brake operation.
  • a resolver 13 (vehicle speed detecting means) for detecting the vehicle speed and step S102 (vehicle stop determining means) for determining whether or not the vehicle has stopped based on the detected vehicle speed are provided. Allow engine cranking after it is determined to be stopped. Therefore, the state of the vehicle can be detected with higher accuracy than in the case where the determination is made only with the motor generator torque and the friction braking force, and the torque fluctuation accompanying the engine start can be reliably suppressed. If the judgment is made only with the motor generator torque and the friction braking force, even if the creep torque remains, if the friction braking force is high, the vehicle may be judged to stop. This is because it gives the person a sense of discomfort.
  • the vehicle speed detection means detects the vehicle speed based on a resolver 13 (rotation angle sensor) that detects the rotation speed of the motor generator. Therefore, since a sensor with extremely high resolution is used as compared with a wheel speed sensor or the like, the vehicle stop state can be accurately determined in the extremely low vehicle speed region.
  • a resolver 13 rotation angle sensor
  • the present invention is applied to a hybrid vehicle, but the present invention can be similarly applied to a vehicle having only an engine or only a motor.
  • the engine start permission condition the state where the output torque of the motor generator MG is 0 continues for a specified time or more, but the brake braking force is equal to or greater than a value obtained by adding a predetermined value to the motor generator output torque. If so, the engine may be allowed to start. This is because if the drive wheels are securely fixed and the motor generator torque is small, even if torque fluctuations occur, the driver will not feel uncomfortable.
  • the FR type hybrid vehicle has been described.
  • an FF type hybrid vehicle may be used.

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Abstract

【課題】　ショックを抑制しつつエンジン始動を達成可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。 【解決手段】　本発明のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動要求があるときは、モータジェネレータと駆動輪との間のクラッチを締結し、モータジェネレータによりエンジン始動を行なうにあたり、エンジン始動要求があり、かつ、モータジェネレータの出力トルクの絶対値が所定値以下になると、エンジン始動を許可することとした。

Description

ハイブリッド車両の制御装置
　本発明は、エンジン及びモータと駆動輪との間の締結要素を締結して、モータにより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。
　ハイブリッド車両の制御装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、モータ走行中に減速している場合において、エンジン始動要求があり、かつ、ブレーキ制動力が十分に大きいと判断したときは、モータジェネレータによりエンジン始動を許可する構成が開示されている。
特許第３１１６６８５号明細書
　しかしながら、ブレーキ制動力が確保されていたとしても、クリープトルクが入力された状態でエンジン始動を行うと、エンジン始動に伴うトルク変動が生じ、ショックが発生するおそれがあった。
　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ショックを抑制しつつエンジン始動を達成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。
　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、エンジン始動要求があるときは、モータジェネレータと駆動輪との間のクラッチを締結し、モータジェネレータによりエンジン始動を行なうにあたり、エンジン始動要求があり、かつ、モータジェネレータトルクの絶対値が所定値以下になると、エンジン始動を許可することとした。
　よって、エンジン始動に伴うトルク変動を抑制することができ、運転者が感じる違和感を抑制することができる。
実施例１の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。 図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。 図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップを示す図である。 図２の目標充放電演算部にて目標充放電電力の演算に用いられる目標充放電量マップの一例を示す図である。 実施例１のモータジェネレータの回転数とトルクの関係を表す特性図である。 実施例１の第２始動モードによるエンジン始動制御処理を表すフローチャートである。 実施例１の第２始動モードによるエンジン始動制御を開始判断する処理を表すタイムチャートである。 実施例１の第２始動モードにおけるエンジン始動制御処理を表すタイムチャートである。
Ｅ　エンジン
CL1　第１クラッチ
MG　モータジェネレータ
CL2　第２クラッチ
AT　自動変速機
１　エンジンコントローラ
２　モータコントローラ
３　インバータ
４　バッテリ
５　第１クラッチコントローラ
６　第１クラッチ油圧ユニット
７　ＡＴコントローラ
８　第２クラッチ油圧ユニット
９　ブレーキコントローラ
１０　統合コントローラ
２４　ブレーキ油圧センサ
100　目標駆動力演算部
200　モード選択部
300　目標充放電演算部
400　動作点指令部
500　変速制御部
［実施例１］　
　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のエンジン始動制御装置が適用された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。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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。尚、詳細については後述する。
　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ギヤ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。
　ブレーキユニット900は、液圧ポンプと、複数の電磁弁を備え、要求制動トルクに相当する液圧をポンプ増圧により確保し、各輪の電磁弁の開閉制御によりホイルシリンダ圧を制御する所謂ブレーキバイワイヤ制御を可能に構成されている。各輪FR，FL，RR，RLには、ブレーキロータ901とキャリパ902が備えられ、ブレーキユニット900から供給されるブレーキ液圧により摩擦制動トルクを発生させる。尚、液圧源としてアキュムレータ等を備えたタイプでもよいし、液圧ブレーキに代えて電動キャリパを備えた構成でもよい。
　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。
　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。
　「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。
　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。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。
　次に、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。
　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。
　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。
　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。
　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。第２クラッチCL2の伝達トルク容量は、基本的に要求駆動トルクに応じた値に設定され、駆動輪に要求駆動トルクが伝達可能な容量に設定される。アクセルペダルが離されているときは、回生トルクやクリープトルクが伝達可能な容量に設定され、EV走行モードにおいて車両停止した場合であって、ブレーキペダルが所定以上踏み込まれているときは、クリープトルクが０に設定されるため、第２クラッチCL2の伝達トルク容量もゼロに設定される。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。
　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から求められるドライバ要求制動トルクに対し回生制動トルクだけでは不足する場合、その不足分を機械制動トルク（摩擦ブレーキによる制動トルク）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。尚、ドライバ要求制動トルクに応じたブレーキ液圧に限らず、他の制御要求により任意にブレーキ液圧を発生可能なのは言うまでもない。
　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G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。
　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。
　以下に、図２に示すブロック図を用いて、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10msec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、目標駆動力演算部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。
　目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）を演算する。
　モード選択部200は、通常モードマップを有する。図４は実施例１の通常モードマップである。通常モードマップ内には、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」もしくは「WSC走行モード」を目標モードとする。
　図４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、大きな駆動力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。
　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４に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。
　目標充放電演算部300では、図５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。また、目標充放電量マップには、EV走行モードを許可もしくは禁止するためのEVON線（MWSCON線）がSOC＝50％に設定され、EVOFF線（MWSCOFF線）がSOC＝35％に設定されている。
　SOC≧50％のときは、図４の通常モードマップにおいてEV走行モード領域が出現する。モードマップ内に一度EV領域が出現すると、SOCが35％を下回るまでは、この領域は出現し続ける。
　SOC＜35％のときは、図４の通常モードマップにおいてEV走行モード領域が消滅する。モードマップ内からEV走行モード領域が消滅すると、SOCが50％に到達するまでは、この領域は消滅し続ける。
　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TCL2*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。
　動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）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と目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*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。
　実施例１のエンジン始動制御にあっては、運転者のアクセルペダル操作の結果により停止中のエンジンＥを始動することになった場合を第１始動モードとし、運転者のアクセルペダル操作以外の要因（システム要求始動）で停止中のエンジンＥを始動することになった場合を第２始動モードとし、それぞれ異なる始動モードでエンジン始動を行う。
　ここで、第２始動モードを実行する処理について説明する。エンジン停止中に、運転者のアクセルペダル操作によらず、例えば、以下に列記するシステム始動要求のいずれか１つでも成立した場合には、第２始動モードによるエンジン始動要求であると判断する。
　（１）自動変速機ATの油温が予め設定された所定温度（例えば１１５℃以上）となった場合には第２始動モードでエンジン始動を行う。
　（２）自動変速機ATの油温が予め設定された所定温度以下（例えば１５℃以下）となった場合には第２始動モードでエンジン始動を行う。これは、例えば、ハイブリッド車両が交差点等でいわゆるアイドリングストップを実行する場合、長時間のアイドリングストップによる自動変速機ATの油温の過度の低下を防止するためである。
　（３）エンジンＥの冷却水温が予め設定された所定温度以上（例えば１２０℃以上）となった場合には第２始動モードでエンジン始動を行う。
　（４）エンジンＥの冷却水温が予め設定された所定温度以下（例えば４０℃以下）となった場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、例えば、ハイブリッド車両が交差点等でいわゆるアイドリングストップを実行する場合、長時間のアイドリングストップによりエンジンＥが冷機状態となるのを防止するためである。
　（５）モータジェネレータMGの出力可能なトルクが、予め設定された所定トルク以下（例えば、１００Ｎｍ以下）になった場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、モータジェネレータMGの過熱により、モータジェネレータMGから出力可能なモータトルクが前記所定トルクよりも低下すると、以後はモータジェネレータMGによりエンジン１を始動できなくなる虞があるためである。
　（６）バッテリ４の出力可能な電力が、予め設定された所定電力以下（例えば２０ｋｗ以下）になった場合には第２始動モードでエンジン始動を行う。図６は実施例１のモータジェネレータの回転数とトルクの関係を表す特性図である。バッテリ４の温度上昇、またはバッテリ４の温度低下により、バッテリ４から出力可能な電力が低下すると、図６に示すように、回転数が大きくなるほど、モータジェネレータMGで出力可能なモータトルクが低下する。そこで、バッテリ４から出力可能な電力が前記所定電力以下に低下した場合には、モータジェネレータMGの使用可能なトルク領域が減少し、以後モータジェネレータ５によりエンジンＥを始動できなくなる虞があるため、第２始動モードによるエンジン始動を行う。ここで、図６中の実線ａはバッテリ４の出力が５０ｋｗの場合、点線ｂはバッテリ４の出力が５４ｋｗの場合、一点鎖線ｃはバッテリ４の出力が６０ｋｗの場合を示している。
　（７）バッテリ４のバッテリＳＯＣが、予め設定された所定値以下（例えばバッテリＳＯＣが３５％以下）になった場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、例えば、渋滞等により長時間にわたりＥＶモードで走行した場合に、バッテリ４を充電するためである。
　（８）車速が予め設定された所定速度以上（例えば１００ｋｍ／ｈ以上）となった場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、モータジェネレータMGの回転が高回転となる前にエンジン始動するためである。
　（９）負圧ポンプの負圧の低下によりエンジン始動要求がある場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、エンジンＥを運転させて負圧を確保するためである。
　（１０）ハイブリッド車両が、交差点等でいわゆるアイドルストップを実行する場合、アイドルストップ中に所定のアイドルストップ禁止条件が成立した場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。
　（１１）降坂路を走行中に、バッテリ９のバッテリＳＯＣが、予め設定された所定値以上（例えばバッテリＳＯＣが６５％以上）になった場合には第２始動モードでエンジンＥの始動を行う。これは、降坂路を走行中にバッテリ４が満充電され、回生トルクが制限される前に、エンジンブレーキを利用するためである。
　尚、これら（１）～（１１）の条件は、第２始動モードと判定されるエンジン始動要求条件の一例であり、第２始動モードと判定されるエンジン始動要求条件は、これら（１）～（１１）の条件に限定されるものではない。
　運転者のアクセル操作の結果エンジン始動を行う場合には、運転者にエンジン始動意図があることから、第１クラッチCL1の締結に伴うトルク変動よりも、運転者のアクセル操作からエンジン始動するまでの時間が長くなったときに、運転者は違和感を感じやすくなる。つまり、運転者のアクセル操作の結果、エンジン始動する場合には、速やかにエンジン始動するように第１クラッチCL1の伝達トルク容量を可変制御することが好ましい。
　一方、運転者のアクセル操作以外の要因でエンジン始動する場合には、運転者にエンジンを始動させる意図がないことから、エンジン始動するまでの時間よりも、第１クラッチCL1の締結に伴うトルク変動に対して運転者は違和感を感じやすくなる。つまり、運転者のアクセル操作以外の要因でエンジン始動する場合には、第１クラッチCL1の締結に伴うトルク変動が抑制されるように第１クラッチCL1の伝達トルク容量を可変制御することが望ましい。
　そこで、実施例１では、エンジン始動時に第１クラッチCL1の伝達トルク容量を可変制御するにあたり、第１始動モードよりも第２始動モードのほうが伝達トルク容量が低くなるように制御する。そのため、第２始動モードにおいては、第１クラッチCL1の締結によるトルク変動に伴うショックを抑制することができる。つまり、運転者の意図しない走行中のエンジン始動時において、第１クラッチ締結時のトルク変動を抑制することができ、運転者にトルク変動に伴うショックによる違和感を与えることを抑制することができる。
　図９は実施例１の第２始動モードにおけるエンジン始動制御処理を表すタイムチャートである。
　時刻ｔ４において、エンジン始動要求があると、第２クラッチCL2の目標伝達トルク容量は要求駆動トルクに応じて決定されることから、この場合はゼロまで低下させ、第１クラッチCL1の目標伝達トルク容量を０からクランキング時の目標値まで増加させる。そして、時刻ｔ２において、エンジン回転数とモータジェネレータ回転数とが同期すると、第１クラッチCL1の目標伝達トルク容量を完全締結となる値に向けて増加させ、第２クラッチCL2の目標伝達トルク容量は車両停止が継続しているため０のままとする。
　尚、モータジェネレータMGは、エンジンクランキングが開始される時刻ｔ４から実回転数が目標回転数となるように回転数制御される。この回転数制御は、時刻ｔ４から時刻ｔ６まで実施される。尚、時刻ｔ６以降はモータジェネレータMGは要求駆動トルクとなるようにトルク制御される。尚、第２始動モードにおけるクランキング中の第１クラッチCL1の伝達トルク容量は、第１始動モードの場合よりも低くなるように設定されている。そのため、第２始動モードにおけるクランキング時間は、第１始動モードのクランキング時間に比べて長くなるが、トルク変動は小さい。
　ここで、運転者がブレーキペダルを踏み込むことによる制動中の場合を想定する。上述したように、上記（１）～（１１）の所定条件のいずれかが成立すると、第２始動モードによりエンジン始動が行われる。EV走行モードでの走行中に、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、所定車速以上ではコーストトルクを再現するためにモータジェネレータMGには回生トルクが発生する。この状態で、徐々に車速が低下し、所定車速未満となると、運転者のブレーキペダル操作に応じた制動力は、回生トルクが減少し、それに代えてブレーキユニット900の摩擦制動力によって達成させる。
　その後、モータジェネレータMGは通常のエンジン車両の走行状態を再現するべくクリープトルクを発生させる。つまり、モータジェネレータMGが発生するトルクは、負側の回生トルクから正側の駆動トルクに切り換えられる。これにより、運転者は、通常のエンジン車両と同様にクリープトルクを得ることができ、例えばブレーキペダル操作のみで車庫入れやゆっくりとした走行状態を達成できる。
　ここで、モータジェネレータMGによりクリープトルクを発生させている状態で、第２始動モードの要求があった場合に、エンジン始動を行うと、クリープトルクを発生させたままエンジン始動を行う。このとき、クリープトルクを伝達可能に第２クラッチCL2の伝達トルク容量が確保されているため、運転者にトルク変動による違和感を与えやすいという問題があった。ここで、ある程度車速が低下したと判断したときは、完全停車前であっても車両停止と判断し、それをトリガとしてクリープトルクを０に向けて減少する。このクリープトルクの減少を開始するタイミングをトリガとしてエンジン始動を開始した場合には、クリープトルクが高い状態でエンジン始動を行うこととなり、第２クラッチCL2の伝達トルク容量も高いことから運転者に与える違和感が大きくなりやすい。
　そこで、実施例１では、車速をトリガとするのではなく、モータジェネレータMGが発生しているトルクが十分に小さな所定値以下となったときに、初めて第２始動モードによるエンジン始動を許可することとした。図７は実施例１の第２始動モードによるエンジン始動制御処理を表すフローチャートである。
　ステップＳ１０１では、第２始動モードによるエンジン始動要求があるか否かを判断し、エンジン始動要求があるときはステップＳ１０２へ進み、それ以外のときは本ステップを繰り返す。
　ステップＳ１０２では、ブレーキ制動力が所定制動力Ｂ１よりも大きく、かつ、停車判定がＯＮか否かを判断し、条件が成立したときはステップＳ１０３へ進み、それ以外のときはステップＳ１０５へ進む。ここで、停車判定とは、車速が所定値以下となった状態が所定時間以上継続した場合に、ほぼ車両停止状態に近づいたと判定することをいう。よって、完全に車両停止しているとは限らない。また、車速は車輪速センサ等ではなく、モータジェネレータ回転数を検出するレゾルバ１３により検出する。レゾルバ１３は車輪速センサ等に比べて分解能が極めて高く、極低車速領域であっても精度良く車速を検出することができるからである。モータジェネレータ側の制御処理において、この停車判定がＯＮとされると、モータジェネレータMGに付与されていたクリープトルクは０Ｎｍに向けて徐々に減少するように制御される。ブレーキ制動力、すなわちブレーキユニット900による摩擦制動力が所定制動力Ｂ１よりも大きければ、運転者に制動意図があり、かつ、車輪に作用するトルク変動がある程度抑制できると考えられるからである。
　ステップＳ１０３では、入力トルク（すなわち、モータジェネレータMGの出力トルク）の絶対値が０以下の状態が規定時間Ｔ１以上経過したか否かを判断し、経過したと判断したときはステップＳ１０６へ進み、それ以外のときはステップＳ１０４へ進む。入力トルク絶対値が０以下の状態が規定時間Ｔ１以上経過すれば、クリープトルクの付与は完全に終了した状態と考えられ、エンジン始動に伴うトルク変動を抑制することができるからである。
　ここで、実施例１では、入力トルクはモータジェネレータMGへの指令トルクを用いて判断しているが、モータジェネレータMGに供給される電流値に基づいてトルクを推定してもよいし、トルクセンサ等を用いて入力トルクを検出する構成としてもよい。
　ステップＳ１０４では、エンジン始動を待機させる。すなわち、上記（１）～（１１）の所定条件のいずれかが成立し、第２始動モードによるエンジン始動要求がなされたとしても、エンジン始動を禁止する。これにより、トルク変動のおそれがある場合には、エンジン始動を回避することで、運転者に与える違和感を回避することができる。
　ステップＳ１０５では、レンジ位置がＰレンジもしくはアクセルペダルがＯＮとされているか否かを判断し、これら条件が成立したときはステップＳ１０６へ進み、それ以外のときはステップＳ１０２へ戻る。レンジ位置がＰレンジであれば、パーキングロック機構の作動により車輪が強制的に固定されるため、入力トルクが発生していたとしてもトルク変動の影響を抑制できる。また、アクセルペダルがＯＮとされた場合には、運転者に発進意図があるため、もはや第１始動モードによるエンジン始動が適切だからである。
　ステップＳ１０６では、エンジン始動制御処理を開始する。尚、このエンジン始動制御処理は、上述の図９において説明した処理が実行される。
　図８は実施例１の第２始動モードによるエンジン始動制御を開始判断する処理を表すタイムチャートである。タイムチャートの最初の走行状態は、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ減速中に、車速が所定車速まで減少している状態である。更に、車速の減少に応じてモータジェネレータMGによる回生トルク出力状態から回生トルクの減少を開始し、ブレーキユニット900による摩擦制動力に徐々に切り替えられる状態である。この回生トルクの減少は、所定車速になると０となるように回生トルク制御を減少させるものである。尚、第２始動モードによるエンジン始動要求は既に行なわれているものとする。
　時刻ｔ１において、回生トルクが０となると、車両停止判定用タイマのカウントアップを開始する。尚、このときには車速が所定車速まで低下している状態である。車両停止判定用タイマは、車速が所定車速以下の状態が継続しているときは継続的にカウントアップが行なわれ、車速が上昇した場合にはリセットされるタイマである。車両停止判定用タイマのカウントアップと同時にモータジェネレータMGはクリープトルクの発生を開始し、徐々にトルクを増大する。
　時刻ｔ２において、車両停止判定用タイマのカウント値が所定時間を経過すると、車速が十分に低下した状態が得られたと判断して車両停止判定フラグをＯＮにセットする。これにより、モータジェネレータMGはクリープトルクを出力している状態から０トルクになるまで徐々にトルクを減少させる。尚、仮にこのタイミングで第２始動モードによるエンジン始動を許可してしまうと、クリープトルクが出力されている状態で第１クラッチCL1を締結することになる。クリープトルクが出力されているときは、第２クラッチCL2も伝達トルク容量を持っており、例え第１クラッチCL1に引き込まれる分のトルクを上乗せして制御しても、第１クラッチCL1の伝達トルク容量のばらつきや、エンジンクランキングトルクのばらつきによって安定したモータジェネレータトルクを得ることは困難である。
　また、第２クラッチCL2側に伝達されるトルクを制御するにはフィードバック制御的にならざるを得ず、やはりモータジェネレータMGが出力するトルクに変動が生じてしまう。また、第２クラッチCL2をスリップ制御したとしても、やはり入力側回転数変動に起因してスリップ量が変動するおそれがある。この場合、摩擦係数の変動等が生じて駆動輪に伝達されるトルクに変動が生じ、運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、実施例１では、モータジェネレータMGがトルクを出力している状態（すなわち、第２クラッチCL2が伝達トルク容量を持っている状態）では、エンジン始動を許可しない構成としている。
　時刻ｔ３において、モータジェネレータMGの出力するクリープトルクが０Ｎｍになると、タイマのカウントアップを開始する。このとき、第２クラッチCL2の伝達トルク容量も０Ｎｍに設定されている。そして、時刻ｔ４において、タイマのカウント値が予め設定された規定時間Ｔ１以上経過したと判断されると、エンジン始動許可フラグがＯＮとなり、第２始動モードによるエンジン始動が開始される。このとき、車両も車速が十分に低下した状態であり、ブレーキペダルも踏み込まれていることから、安定した車両停止状態が確保されている。よって、モータジェネレータトルクをエンジン始動用に出力したとしても、エンジン始動にのみトルクを用いるため、運転者に違和感を与えることなくエンジン始動することができる。
　以上説明したように、実施例１のハイブリッド車両にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）モータジェネレータMGと駆動輪との間に設けられた第２クラッチCL2と、エンジン始動要求があるときは、第２クラッチCL2を締結し、モータジェネレータMGによりエンジン始動を行なう統合コントローラ１０（エンジン始動制御手段）と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、ステップＳ１０３では、第２始動モードによるエンジン始動要求があり、かつ、モータジェネレータMGの出力トルクの絶対値が所定値以下になると、エンジンクランキングを許可する。
　よって、エンジン始動に伴うトルク変動を抑制することができ、運転者が感じる違和感を抑制することができる。
　（２）所定値はゼロであり、ステップＳ１０３では、モータジェネレータトルクがゼロとなってから、予め設定した規定時間経過後にエンジンクランキングを許可する。
　すなわち、時間の経過により車両の慣性力などによる微速走行条件を除外することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。また、路面の状況変化や運転者のブレーキ操作変動による影響を排除することができる。
　（３）車速を検出するレゾルバ１３（車速検出手段）と、該検出された車速に基づいて車両が停止したか否かを判断するステップＳ１０２（車両停止判断手段）を設け、ステップＳ１０２では、車両停止と判断されてからエンジンクランキングを許可する。
　よって、モータジェネレータトルクと摩擦制動力のみで判断する場合に比べて、車両の状態を精度良く検出することができ、エンジン始動に伴うトルク変動を確実に抑制することができる。仮に、モータジェネレータトルクと摩擦制動力のみで判断してしまうと、クリープトルクが残った状態であっても摩擦制動力が高ければ車両停止判断を行なうおそれがあり、エンジン始動に伴うトルク変動によって運転者に違和感を与えてしまうからである。
　（４）車速検出手段は、モータジェネレータの回転数を検出するレゾルバ１３（回転角センサ）に基づいて車速を検出する。
　よって、車輪速センサ等に比べて極めて分解能の高いセンサを用いるため、極低車速領域において精度良く車両停止状態を判定することができる。
　以上、本発明を実施例１に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であってもよい。例えば、実施例１では、ハイブリッド車両に適用したが、エンジンのみ、もしくはモータのみを備えた車両であっても、同様に適用可能である。
　また、実施例１では、エンジン始動許可条件として、モータジェネレータMGの出力トルクが０の状態が規定時間以上継続することとしたが、ブレーキ制動力がモータジェネレータ出力トルクに所定値を加算した値以上であれば、エンジン始動を許可する構成としてもよい。確実に駆動輪が固定されており、モータジェネレータトルクが小さいならば、トルク変動が生じたとしても僅かであり、運転者に違和感を与えないからである。
　また、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。

Claims (4)

  1. 　モータジェネレータと駆動輪との間に設けられたクラッチと、
    　エンジン始動要求があるときは、前記クラッチを締結し、前記モータジェネレータによりエンジン始動を行なうエンジン始動制御手段と、
    　を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動要求があり、かつ、前記モータジェネレータの出力トルク絶対値が所定値以下になると、エンジン始動を許可することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  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、
    　前記所定値はゼロであり、
    　前記エンジン始動制御手段は、前記モータジェネレータの出力トルクがゼロの状態が予め設定した規定時間経過後にエンジン始動を許可することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　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において、
    　車速を検出する車速検出手段と、
    　該検出された車速に基づいて車両が停止したか否かを判断する車両停止判断手段を設け、
    　前記エンジン始動制御手段は、車両停止と判断されてからエンジン始動を許可することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記車速検出手段は、モータジェネレータの回転数を検出する回転角センサに基づいて車速を検出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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