JP2012154452A - トルク立上り予測方法およびエンジン始動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油浴状態で配設される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を高い精度で予測できるようにする。
【解決手段】Ｋ０クラッチを係合させてエンジンをクランキングする際に、そのＫ０クラッチの伝達トルクＴＫ０が立ち上がる前の所定の積分時間ＴｉＡ内に油圧シリンダに加えられるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の積分値Ｉpk0を算出し、そのＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0および油温Ｔｏに基づいて伝達トルクＴＫ０の立上り変化（応答時間ｔｄおよび立上り勾配φ）を予測する。これにより、ピストンの動作遅れや油膜圧の存在に拘らず伝達トルクＴＫ０の立上り変化を高い精度で予測でき、その伝達トルクＴＫ０の立上り変化に伴う駆動力変動をモータジェネレータによって適切に抑制することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は油圧式摩擦係合装置のトルク立上り予測方法に係り、特に、油浴状態で使用される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を高い精度で予測する技術に関するものである。

エンジンと回転機との間の動力伝達を油圧式摩擦係合装置によって断接（接続遮断）するハイブリッド車両において、前記油圧式摩擦係合装置を係合させることにより前記エンジンをクランキングして始動する際に、該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクによる駆動力変動を前記回転機によって抑制（補償）するエンジン始動方法が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、回転機として用いられているモータジェネレータとエンジンとの間が摩擦クラッチにより断接されるようになっている。また、特許文献２には、油圧式摩擦係合装置の油圧シリンダのピストンストロークと伝達トルクとの関係を予め求めておき、油圧式摩擦係合装置を係合させる際の伝達トルクの変化をピストンストロークに基づいて推定する技術が提案されている。

特開２００９−２２７２７７号公報 特開２０１０−３０４２８号公報

ところで、未だ公知ではないが、エンジンと回転機との間の油圧式摩擦係合装置を、コストや耐久性等の観点からトルクコンバータ内に油浴状態で配設することが考えられる。その場合、作動油を押し退けながらピストンを前進させる必要があることから、伝達トルクの立上りが遅くなるとともに、摩擦材の表面に生じる油膜によって伝達トルクの立上り勾配が緩やかになるため、ピストンストロークに基づいて伝達トルクの変化を適切に推定することが困難であった。

図７は、油浴状態で使用される摩擦クラッチ（油圧式摩擦係合装置）のクラッチ油圧、油膜圧、および伝達トルクの変化を模式的に示すタイムチャートの一例で、伝達トルクの欄の一点鎖線は比較のために示した乾式クラッチの場合である。乾式クラッチ、油浴式クラッチの何れの場合も、時間ｔ１のクラッチ油圧の立上りからピストン動作時間分だけ遅れて伝達トルクが立ち上がるが、油浴式クラッチの場合は、作動油を押し退けて前進させる必要があることから乾式クラッチよりも立上りが遅くなる。また、ピストンによって摩擦材が押圧される段階になると油膜圧が発生し、その油膜を押し退けて摩擦材が摩擦係合させられるようになると伝達トルクが立ち上がるが、油膜は徐々に排出されるため、伝達トルクの立上りも緩やかになる。油膜圧のグラフは、ピストンの前端面に油圧センサを埋め込んでピストンと摩擦材との間の油膜圧を実際に測定した実測値に基づいて示したものである。図７の時間ｔ２は、ピストンが摩擦材を押圧する前進端に略到達した時間で、時間ｔ３は、油膜圧が最大となった時間であり、その後摩擦材の表面から徐々に油膜が排出されることによって伝達トルクが緩やかに上昇し、時間ｔ４で、クラッチ油圧に対応する目的とする伝達トルクに到達する。時間ｔ１からｔ４までは、油温等のクラッチ作動条件によって異なるが、例えば百ｍ秒〜数百ｍ秒程度である。

そして、上記クラッチ油圧の油圧制御（ファーストフィルの時間や油圧値など）は、作動油の油温や回転速度などのクラッチ作動条件をパラメータとして行われ、それに伴って伝達トルクの立上り応答時間や立上り勾配も変化するため、その油圧制御の相違に拘らず伝達トルクの立上り変化（応答時間や勾配など）を適切に予測することは、従来の技術では困難であった。すなわち、クラッチ油圧の変化はピストンストロークに対応するが、図７から明らかなように、伝達トルクはクラッチ油圧よりも遅れて立ち上がるとともに、その応答時間や立上り勾配は一定でないため、クラッチ油圧やピストンストロークから伝達トルクの立上り変化を予測することは困難なのである。

なお、このような課題は、トルクコンバータ内の油圧式摩擦係合装置に限らず、油浴状態の油圧式摩擦係合装置を短時間で係合させる場合には同様に生じるものであり、油圧式摩擦係合装置を油浴状態で使用する場合に特有の新規な課題である。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、油浴状態で配設される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を高い精度で予測できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、油浴状態で使用される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測する方法であって、前記油圧式摩擦係合装置を係合させるための油圧制御開始時からその油圧式摩擦係合装置の伝達トルクが立ち上がる前までの間の予め定められた所定の積分時間内にその油圧式摩擦係合装置に加えられる実際の作動油圧の積分値を算出し、その積分値に基づいてその油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測することを特徴とする。

第２発明は、エンジンと回転機との間の動力伝達を断接する油圧式摩擦係合装置がトルクコンバータ内に油浴状態で配設されているハイブリッド車両において、前記油圧式摩擦係合装置を係合させることにより前記エンジンをクランキングして始動する際に、その油圧式摩擦係合装置の伝達トルクによる駆動力変動を前記回転機によって抑制するエンジン始動方法であって、(a) 前記油圧式摩擦係合装置を係合させるための油圧制御開始時からその油圧式摩擦係合装置の伝達トルクが立ち上がる前までの間の予め定められた所定の積分時間内にその油圧式摩擦係合装置に加えられる実際の作動油圧の積分値を算出し、その積分値に基づいてその油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測するトルク立上り予測工程と、(b) そのトルク立上り予測工程で予測された伝達トルクの立上り変化に対応して前記回転機のトルクを制御する駆動力変動抑制工程と、を有することを特徴とする。

第１発明のトルク立上り予測方法によれば、伝達トルクが立ち上がる前の所定の積分時間内に油圧式摩擦係合装置に加えられる実際の作動油圧の積分値を算出し、その積分値に基づいて伝達トルクの立上り変化（応答時間や立上り勾配など）を予測するため、ピストンの動作遅れや油膜圧の存在に拘らず伝達トルクの立上り変化を高い精度で予測できるようになる。すなわち、本願発明者等が、油圧制御を種々変更しつつ積分時間内の油圧積分値と伝達トルクの立上り応答時間との関係を調べたところ、相関係数Ｒが０．９５以上の高い相関が得られる近似線を設定できることを見出したのである。また、その立上り応答時間と立上り勾配との関係を調べたところ、これについても高い相関が得られる近似線を設定することが可能で、結局、油圧積分値に基づいて伝達トルクの立上り応答時間や立上り勾配を高い精度で予測できることが分かったのである。これは、作動油圧の積分値は積分時間内の平均油圧で、その後の油圧変化に関係し、残りのピストン動作時間やピストン動作後の油膜排出時間、更には油膜の排出に伴う伝達トルクの立上りに影響するためと考えられる。

第２発明のエンジン始動方法では、油圧式摩擦係合装置を係合させることによりエンジンをクランキングして始動する際に、その油圧式摩擦係合装置の伝達トルクによる駆動力変動を回転機によって抑制（補償）するのであるが、第１発明と同様にして油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測し、その予測された伝達トルクの立上り変化に対応して回転機のトルクを制御する。したがって、第１発明と同様にピストンの動作遅れや油膜圧の存在に拘らず伝達トルクの立上り変化を高い精度で予測でき、その伝達トルクの立上り変化に伴う駆動力変動を回転機によって適切に抑制することができる。また、油浴状態ではピストンの動作（移動速度）が遅くなってトルク立上りまでの応答時間が長くなるため、このように伝達トルクが立ち上がる前の所定の積分時間内の油圧積分値に基づいて伝達トルクの立上り変化を予測し、その立上り変化に対応して回転機のトルクを制御することが、時間的にも可能なのである。

本発明方法が好適に適用されるハイブリッド車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 図１の油圧制御装置が備えているＫ０クラッチに関する油圧回路のブロック線図である。 図１の電子制御装置が機能的に備えているＫ０クラッチ係合手段およびトルク立上り予測手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図３のステップＳ７で伝達トルクの立上り変化を予測する際に用いられるデータマップを説明する図で、(a) は油圧積分値から立上り応答時間を求めるマップ、(b) は立上り応答時間から立上り勾配を求めるマップである。 Ｋ０クラッチを係合させる際に、油圧指令値の相違に伴って変化するＫ０クラッチ油圧ＰＫ０および伝達トルクＴＫ０の変化特性を模式的に示すタイムチャートである。 Ｋ０クラッチ油圧の積分値Ｉpk0 が略同じ場合でもＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の履歴によって伝達トルクＴＫ０の立上り変化が異なる場合の一例を説明するタイムチャートである。 油浴状態で使用される油圧式摩擦クラッチを係合させる際のクラッチ油圧、油膜圧、および伝達トルクの変化の一例を示すタイムチャートである。

第１発明のトルク立上り予測方法は、車両のトルクコンバータ内に油浴状態で配設された油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測する場合に好適に適用されるが、トルクコンバータ以外や車両以外で油浴状態で配設される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測する場合にも同様に適用され得る。また、ハイブリッド車両において、油圧式摩擦係合装置を係合させることによりエンジンをクランキングして始動する際の駆動力変動を回転機によって抑制する場合に限らず、油圧式摩擦係合装置を係合させる際には同様にして伝達トルクの立上り変化を予測することができるし、エンジン駆動車両等のハイブリッド車両以外の車両においてトルクコンバータ内等に油浴状態で配置された油圧式摩擦係合装置を係合させる際の伝達トルクの立上り変化を予測する場合にも適用できる。油圧式摩擦係合装置は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチや摩擦ブレーキである。

作動油圧の積分値を求める所定の積分時間は、例えば油圧制御の開始時から一定時間（例えば数十ｍ秒〜百数十ｍ秒程度）が油圧制御パターン等に応じて予め定められるが、油圧制御が開始された後の一定時間を定めることもできるなど、油圧制御の内容に応じて適宜設定される。油圧制御は、例えば通常の乾式クラッチ等の油圧制御のようにファーストフィルに続いて定圧待機してから漸増させるものでも良いが、油浴状態では作動油を押し退けてピストンを前進させる必要があるため、ファーストフィルに続いて直ちに目標伝達トルクに対応する目標油圧となるようにフィードフォワード的に油圧指令を出力することが望ましい。その場合は、ファーストフィルの油圧値や継続時間を、油温や回転速度等のクラッチ作動条件に応じて変化させることにより、油圧式摩擦係合装置を所定の時間で適切に係合制御することができる。

作動油圧の積分値に基づいて予測する伝達トルクの立上り変化は、伝達トルクが立ち上がるまでの応答時間や立上り勾配などで、目的に応じてその何れか一方でも良いが、第２発明のように駆動力変動を抑制する場合にはその両方を予測することが望ましい。応答時間は、伝達トルクの立上り開始時までの時間でも良いし、所定の伝達トルク（目標伝達トルクなど）に到達するまでの時間でも良い。

実際の作動油圧は、例えばバルブボディに油圧センサを設けて測定することができるが、できるだけ油圧式摩擦係合装置の油圧シリンダの近傍の油圧を用いることが望ましく、油路による圧損や回転による遠心力等を考慮して補正することもできる。可能であれば、油圧シリンダの近傍に油圧センサを配設するようにしても良い。

第１発明のトルク立上り予測方法は、例えば(a) 予め定められた所定の積分時間内の実際の作動油圧の積分値を算出する積分工程と、(b) その油圧積分値に基づいて油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの応答時間および立上り勾配の少なくとも一方を求める立上り変化算出工程とを有して構成される。立上り変化算出工程は、油圧積分値をパラメータとして予め定められた演算式やマップ等の相関関係から応答時間や立上り勾配を算出するように構成される。この相関関係は、作動油の油温の影響を受けるため、油温に応じて補正したり、或いは油温をパラメータとして相関関係を設定したりすることが望ましい。目標油圧や目標伝達トルクが変化する場合は、その目標油圧や目標伝達トルクをパラメータとして相関関係を設定するようにしても良い。少なくとも油圧積分値を用いて伝達トルクの立上り変化を予測するようになっておれば良い。また、油圧シリンダのピストンストロークのバラツキ等の個体差によっても変化し、作動油の経時変化（劣化）などによっても変化するため、例えば伝達トルクの立上りに伴って回転駆動されるエンジン等の回転速度変化を検出するなどして、油圧積分値と立上り応答時間との相関関係を学習補正することも可能である。

また、油圧積分値が略同じであっても、その油圧値の履歴が異なると、その後の油圧変化が相違し、伝達トルクの立上り変化に影響することがあるため、その積分値を算出した時の油圧履歴を考慮して立上り変化が求められるようにすることもできる。例えば積分値を算出する積分時間が経過した時の油圧値が高い場合は、その油圧値が低い場合に比較して、その後もしばらくは油圧が高い状態で推移し、立上り応答時間が短くなったり立上り勾配が大きくなったりする可能性があるため、その積分時間が経過した時の油圧値に応じて補正したり、その油圧値をパラメータとして前記相関関係を設定したりすることが考えられる。

第２発明の駆動力変動抑制工程では、例えば伝達トルクの立上り変化による駆動力変動が完全に相殺されるように、予測された伝達トルクの立上り変化と同じ変化パターンで回転機のトルクを変化させれば良いが、少なくとも伝達トルクの立上り変化による駆動力変動が抑制されるように回転機のトルクを制御すれば良い。この駆動力変動はエンジンの回転抵抗に基づくものであるため、予め定められたエンジンの回転抵抗を上限として回転機トルクは制御される。また、点火等によりエンジンが始動して自力回転するようになったら、そのエンジントルクの変動による駆動力変動が抑制されるように、同じく回転機のトルクを制御することが望ましい。

第２発明ではエンジンと回転機との間の動力伝達が油圧式摩擦係合装置によって断接されるが、これは、油圧式摩擦係合装置によってエンジンと回転機とを一体的に直結、遮断する場合だけでなく、３つの回転要素を有する遊星歯車装置の２つの回転要素にエンジンおよび回転機が連結され、残りの一つの回転要素が油圧式摩擦係合装置（ブレーキ）を介してケース等に連結されて回転停止させられるようになっており、油圧式摩擦係合装置を係合制御して回転停止させることによりエンジンをクランキングして始動する場合でも良いなど、油圧式摩擦係合装置の係合でエンジンをクランキングできる種々の態様が可能である。

第２発明では、トルク立上り予測工程で予測された伝達トルクの立上りに対応して回転機のトルクが制御されるが、この時の回転機のトルクは、電動モータとして機能する力行トルクでも良いし、発電機として機能する回生トルク（発電トルクともいう）であっても良い。回転機は、回転電気機械のことで、電動モータだけでなく発電機であっても良いのであり、或いはその両方の機能が択一的に得られるモータジェネレータでも良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを駆動力源として備えている。そして、それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６、Ｃ１クラッチ１８を経て変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ３０を備えているとともに、ポンプ翼車にはオイルポンプ３２が一体的に接続されており、エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されるようになっている。変速機２０は、油圧によって変速される有段式或いは無段式の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。Ｃ１クラッチ１８は変速機２０の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置２８によって係合解放制御される。

上記エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を一体的に直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダ３６（図２参照）によって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチで、コストや耐久性等の観点からトルクコンバータ１４の油室４０内に油浴状態で配設されており、請求項１、２に記載の油圧式摩擦係合装置に相当する。また、モータジェネレータＭＧは、請求項２に記載の回転機に相当し、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。

前記油圧制御装置２８は、上記Ｋ０クラッチ３４の制御に関して図２の油圧回路５０を備えており、前記オイルポンプ３２等を有する油圧供給源５２から出力された油圧が電磁式の油圧制御弁５４によって調圧されることにより、油圧シリンダ３６に供給されるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０が制御され、このＫ０クラッチ油圧ＰＫ０に応じてＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０が制御される。油圧シリンダ３６にはＫ０油圧センサ５６が接続されており、Ｋ０クラッチ油圧ＰＫ０が検出されるようになっている。このＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の検出値は電子制御装置６０に供給されるとともに、上記油圧制御弁５４は、電子制御装置６０から出力されるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の油圧指令値に従って制御される。Ｋ０油圧センサ５６は、例えば油圧制御弁５４等が配設される図示しないバルブボディに設けられるが、可能であれば油圧シリンダ３６の近傍に設けることが望ましい。

電子制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、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従って信号処理を行う。この電子制御装置６０は、機能的にハイブリッド制御手段６２および変速制御手段６４を備えており、ハイブリッド制御手段６２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、例えばエンジン１２のみを駆動力源として走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧのみを駆動力源として走行するモータ走行モード、それ等の両方を用いて走行するエンジン＋モータ走行モード、車両減速時等にモータジェネレータＭＧを発電制御（回生制御ともいう）してバッテリー４４を充電する充電走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量（運転者の要求駆動力）や車速等の運転状態に応じて切り換えて走行する。変速制御手段６４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御することにより、変速機２０の変速比やギヤ段を、アクセル操作量や車速等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って制御する。

電子制御装置６０はまた、エンジン始動手段７０を機能的に備えている。エンジン始動手段７０は、例えばモータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モード等へ切り換える際に、前記ハイブリッド制御手段６２からエンジン始動要求が供給された場合に、前記Ｋ０クラッチ３４を係合させてエンジン１２をクランキングするとともに、燃料供給や点火を行ってエンジン１２を始動するものである。具体的には、Ｋ０クラッチ油圧ＰＫ０の油圧指令値を出力してＫ０クラッチ３４を係合させるＫ０クラッチ係合手段７２、Ｋ０クラッチ３４の伝達トルクＴＫ０の立上り変化を予測するトルク立上り予測手段７４、Ｋ０クラッチ３４の伝達トルクＴＫ０による駆動力変動を抑制する駆動力変動抑制手段７６、および燃料供給や点火を行ってエンジン１２を始動する点火手段７８を機能的に備えている。本実施例では、トルク立上り予測手段７４によって伝達トルクＴＫ０の立上り変化を予測する信号処理がトルク立上り予測工程で、駆動力変動抑制手段７６によって伝達トルクＴＫ０による駆動力変動を抑制する信号処理が駆動力変動抑制工程である。

図３は、Ｋ０クラッチ係合手段７２およびトルク立上り予測手段７４による信号処理（作動）を具体的に説明するフローチャートで、ステップＳ２はＫ０クラッチ係合手段７２に相当し、ステップＳ３〜Ｓ７はトルク立上り予測手段７４に相当する。また、トルク立上り予測手段７４による一連の信号処理のうち、ステップＳ３〜Ｓ６は積分工程で積分手段として機能し、ステップＳ７は立上り変化算出工程で立上り変化算出手段として機能する。これ等のＫ０クラッチ係合手段７２およびトルク立上り予測手段７４による信号処理に関連して、電子制御装置６０には、前記Ｋ０油圧センサ５６からＫ０クラッチ油圧ＰＫ０を表す信号が供給される他、油温センサ４６やＭＧ回転速度センサ４８等から作動油の油温Ｔｏ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧを表す信号等が供給されるようになっている。

図３のステップＳ１では、前記ハイブリッド制御手段６２からエンジン始動要求が供給されたか否かを判断し、エンジン始動要求が供給された場合にはステップＳ２以下を実行する。ステップＳ２では、Ｋ０クラッチ３４を係合させるためにＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の油圧指令値を予め定められた変化パターンに従って出力する。この油圧指令値は、例えば図５のタイムチャートの上段に示すように、高圧のファーストフィルに続いて直ちに目標伝達トルクに対応する目標クラッチ油圧に制御するもので、実際のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０は図５の中段に示すように変化させられる。また、そのＫ０クラッチ油圧ＰＫ０に応じて発生する伝達トルクＴＫ０は、図５の下段に示すようにＫ０クラッチ油圧ＰＫ０よりも遅れて変化させられる。

ここで、本実施例のＫ０クラッチ３４は、トルクコンバータ１４の油室４０内に油浴状態で配設されているため、油圧シリンダ３６のピストンの移動が遅いとともに摩擦材の表面に油膜が発生し、伝達トルクＴＫ０の立上り変化が乾式の場合よりも遅くなる。また、前記油圧指令値のファーストフィルの継続時間や油圧値（何れか一方または両方）は、油温ＴｏやＭＧ回転速度ＮＭＧ等のクラッチ作動条件に応じて設定され、そのファーストフィルの相違に伴ってＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の変化特性が変化し、伝達トルクＴＫ０の立上り応答時間ｔｄおよび立上り勾配φも変化する。図５の各グラフの実線、一点鎖線、破線は互いに対応するもので、ファーストフィルの油圧値が低いとともに継続時間が短い破線の場合は、立上り応答時間ｔｄ３が長くなるとともに立上り勾配φ３が小さくなる。また、ファーストフィルの油圧値が高いとともに継続時間が長い一点鎖線の場合は、立上り応答時間ｔｄ１が短くなるとともに立上り勾配φ１が大きくなる。図５の時間ｔ１は、油圧指令値の出力開始時間すなわちＫ０クラッチ３４の係合制御の開始時間で、時間ｔ３は一点鎖線の場合に伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに到達した時間、時間ｔ４は実線の場合に伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに到達した時間、時間ｔ５は破線の場合に伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに到達した時間である。なお、この図５は、ファーストフィルの相違に伴って変化するＫ０クラッチ油圧ＰＫ０および伝達トルクＴＫ０の変化特性を比較のために模式的に示した図であり、必ずしも正確なものではない。

図３に戻って、次のステップＳ３では積分タイマーＴｉをリセットし、ステップＳ４では前記Ｋ０油圧センサ５６から供給される実際のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０を積分する。このステップＳ４の積分処理は、例えば所定のサイクルタイムで繰り返し実行される毎にその時のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０を逐次加算する。Ｋ０クラッチ油圧ＰＫ０を検出するＫ０油圧センサ５６は、油圧シリンダ３６から離れたバルブボディに設けられているため、その間の油路による油圧の圧損や回転に伴う遠心力等に基づいてＫ０クラッチ油圧ＰＫ０を補正することもできる。ステップＳ５では、積分タイマーＴｉの計時内容すなわちステップＳ２でＫ０クラッチ３４を係合させるための油圧制御が開始（図５における時間ｔ１）されてからの経過時間が、予め定められた積分時間ＴｉＡに達したか否かを判断する。そして、積分時間ＴｉＡに達するまではステップＳ４の積分処理を繰り返し実行する一方、積分時間ＴｉＡに達したらステップＳ６以下を実行し、それまでにステップＳ４で算出されたＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の積分値をＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 として確定する。図５の時間ｔ２は、積分時間ＴｉＡに達した時間で、Ｋ０クラッチ油圧ＰＫ０の欄に示す斜線領域は、実線の場合のＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に相当する。

上記積分時間ＴｉＡは、伝達トルクＴＫ０の立上り開始時までの応答時間よりも短く、且つ、Ｋ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に基づいて立上り応答時間ｔｄや勾配φを算出するとともに、その伝達トルクＴＫ０の立上り変化に起因する駆動力変動が抑制されるようにモータジェネレータＭＧのトルクを制御することができるように設定される。すなわち、このＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に基づいて伝達トルクＴＫ０の立上り応答時間ｔｄや勾配φを算出することからできるだけ長い時間が望ましいが、その伝達トルクＴＫ０の立上り変化に対応してモータジェネレータＭＧのトルク制御を行う必要があることから、油圧制御によって異なる立上り応答時間ｔｄの最短時間よりも短い所定時間、例えば数十ｍ秒〜百数十ｍ秒程度の時間が設定され、本実施例ではＴｉＡ≒百ｍ秒とされている。

このようにしてＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 を求めたら、次にステップＳ７を実行し、Ｋ０クラッチ３４の伝達トルクＴＫ０が立ち上がるまでの応答時間ｔｄおよび立上り勾配φを、上記Ｋ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に基づいて予測する。具体的には、ＲＯＭ等に予め記憶された図４の(a) に示す応答時間−油圧積分値マップを用いて、実際のＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に対応する立上り応答時間ｔｄを算出するとともに、同じくＲＯＭ等に予め記憶された図４の(b) に示す勾配−応答時間マップを用いて、実際の立上り応答時間ｔｄに対応する立上り勾配φを算出する。上記図４の(a) 、(b) に示すマップ（太い実線）は、Ｋ０クラッチ３４を係合させる際の油圧制御（前記ファーストフィルの油圧値や継続時間）を種々変更しつつＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 を算出するとともに、伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに達するまでの応答時間ｔｄおよび立上り勾配φを測定し、そのＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 と応答時間ｔｄとの相関関係、応答時間ｔｄと立上り勾配φとの相関関係として求めたものである。図４の(a) 、(b) に示す「○」印は実際の測定値で、それ等の測定値に対して高い相関が得られる近似線（マップ）を設定することができた。特に、図４(a) の応答時間−油圧積分値の相関関係については、測定値に対して相関係数Ｒが０．９５以上（実施例ではＲ≒０．９７２）の高い相関が得られる。この図４(a) におけるマップと実測値との誤差は±数十ｍ秒以下であり、伝達トルクＴＫ０の立上りによる駆動力変動（ショック）をモータジェネレータＭＧのトルク制御で抑制する上で十分な精度である。

上記図４(a) の応答時間−油圧積分値マップは、作動油の油温Ｔｏの影響を受けるため、その油温Ｔｏをパラメータとして設定される。また、油圧シリンダ３６のピストンストロークのバラツキ等の個体差によっても変化し、作動油の経時変化（劣化）などによっても変化するため、例えば伝達トルクＴＫ０の立上りに伴って回転駆動されるエンジン１２の回転速度変化等を検出するなどして、応答時間−油圧積分値マップを学習補正することも可能である。

図１に戻って、前記駆動力変動抑制手段７６は、エンジン１２をクランキングするためにＫ０クラッチ３４が係合させられる際に、その伝達トルクＴＫ０の立上り変化に起因する駆動力変動を相殺するために、前記トルク立上り予測手段７４によって求められた応答時間ｔｄおよび勾配φから定まる伝達トルクＴＫ０の立上り変化に対応して前記モータジェネレータＭＧの力行トルクを増加させる。伝達トルクＴＫ０の立上り開始時間は、目標伝達トルクに到達する応答時間ｔｄから、目標伝達トルクを立上り勾配φで割り算して得られる立上り所要時間を引き算することによって求めることができ、その立上り開始に対応してモータジェネレータＭＧの力行トルクを立上り勾配φで増大させれば良い。その場合に、上記駆動力変動はエンジン１２の回転抵抗に基づくものであるため、予め定められたエンジン１２の回転抵抗を上限として力行トルクの増大幅は設定される。また、このようにＫ０クラッチ３４の係合制御でエンジン１２がクランキングされると、前記点火手段７８により燃料供給や点火を行ってエンジン１２を始動させるが、エンジン１２の始動に伴ってエンジントルクが発生し、このエンジントルクによっても駆動力変動を生じる。このため、上記駆動力変動抑制手段７６は、Ｋ０クラッチ３４の伝達トルクＴＫ０の立上りによる駆動力変動の抑制制御に連続して、エンジン始動に起因する駆動力変動の抑制制御を実行する。具体的には、エンジン始動時のエンジントルク変動に応じて予め定められた相殺パターンに従ってモータジェネレータＭＧの力行トルクを低下させる。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、Ｋ０クラッチ３４を係合させてエンジン１２をクランキングする際に、そのＫ０クラッチ３４の伝達トルクＴＫ０が立ち上がる前の所定の積分時間ＴｉＡ内に油圧シリンダ３６に加えられるＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の積分値Ｉpk0 を算出し、そのＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 および油温Ｔｏに基づいて伝達トルクＴＫ０の立上り変化（応答時間ｔｄおよび立上り勾配φ）を予測するため、ピストンの動作遅れや油膜圧の存在に拘らず伝達トルクＴＫ０の立上り変化を高い精度で予測できる。そして、その予測された伝達トルクＴＫ０の立上り変化に対応してモータジェネレータＭＧの力行トルクを増大させるため、その伝達トルクＴＫ０の立上り変化に伴う駆動力変動をモータジェネレータＭＧによって適切に抑制することができる。その場合に、油浴状態ではピストンの動作が遅くなってトルク立上りまでの応答時間ｔｄが長くなるため、このように伝達トルクＴＫ０が立ち上がる前の所定の積分時間ＴｉＡ内のＫ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 に基づいて伝達トルクＴＫ０の立上り変化を予測し、その立上り変化に対応してモータジェネレータＭＧのトルクを制御することが、時間的にも可能である。

なお、上記実施例では、Ｋ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 および油温Ｔｏに基づいて伝達トルクＴＫ０の立上り変化（応答時間ｔｄおよび立上り勾配φ）を予測していたが、Ｋ０クラッチ油圧積分値Ｉpk0 および油温Ｔｏが略同じであっても、そのＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の履歴が異なると、その後の油圧変化が相違し、伝達トルクＴＫ０の立上り変化に影響することがある。例えば、図６の実線および一点鎖線は、Ｋ０クラッチ３４の係合制御開始時（時間ｔ１）から積分時間ＴｉＡだけ経過した時間ｔ２までのＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の積分値Ｉpk0 は略同じであるが、一点鎖線で示すようにファーストフィルの油圧指令値が高くて継続時間が短い場合、油圧制御の開始当初は実線に比べてＫ０クラッチ油圧ＰＫ０が高いものの、短時間で低下し始め、積分時間ＴｉＡが経過した時（時間ｔ２）のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０２は実線の場合よりも低い。このため、その後のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０も実線の場合より低圧で推移し、立上り応答時間ｔｄ２が長くなるとともに立上り勾配φ２が小さくなる。したがって、その積分時間ＴｉＡ内のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０の変化（履歴）を考慮して立上り変化（応答時間ｔｄおよび立上り勾配φ）を予測することが望ましく、例えばその積分時間ＴｉＡが経過した時（時間ｔ２）のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０Ａ１、ＰＫ０Ａ２に応じて補正したり、その時間ｔ２のＫ０クラッチ油圧ＰＫ０Ａをパラメータとして前記図４(a) の応答時間−油圧積分値マップを設定したりすれば良い。図６の時間ｔ３は、実線の場合に伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに到達した時間で、時間ｔ４は、一点鎖線の場合に伝達トルクＴＫ０が目標伝達トルクに到達した時間である。また、この図６は前記図５と同様にファーストフィルの相違に伴って変化するＫ０クラッチ油圧ＰＫ０および伝達トルクＴＫ０の変化特性を比較のために模式的に示した図である。

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、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両 １２：エンジン １４：トルクコンバータ ３４：Ｋ０クラッチ（油圧式摩擦係合装置） ５６：Ｋ０油圧センサ ６０：電子制御装置 ７０：エンジン始動手段 ７２：ＫＯクラッチ係合手段 ７４：トルク立上り予測手段（トルク立上り予測工程） ７６：駆動力変動抑制手段（駆動力変動抑制工程） ＭＧ：モータジェネレータ（回転機） ＴｉＡ：積分時間 Ｉpk0 ：Ｋ０クラッチ油圧積分値（積分値） ｔｄ：立上り応答時間 φ：立上り勾配

Claims (2)

1. 油浴状態で使用される油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測する方法であって、
   前記油圧式摩擦係合装置を係合させるための油圧制御開始時から該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクが立ち上がる前までの間の予め定められた所定の積分時間内に該油圧式摩擦係合装置に加えられる実際の作動油圧の積分値を算出し、該積分値に基づいて該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測する
   ことを特徴とする油圧式摩擦係合装置のトルク立上り予測方法。
2. エンジンと回転機との間の動力伝達を断接する油圧式摩擦係合装置がトルクコンバータ内に油浴状態で配設されているハイブリッド車両において、前記油圧式摩擦係合装置を係合させることにより前記エンジンをクランキングして始動する際に、該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクによる駆動力変動を前記回転機によって抑制するエンジン始動方法であって、
   前記油圧式摩擦係合装置を係合させるための油圧制御開始時から該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクが立ち上がる前までの間の予め定められた所定の積分時間内に該油圧式摩擦係合装置に加えられる実際の作動油圧の積分値を算出し、該積分値に基づいて該油圧式摩擦係合装置の伝達トルクの立上り変化を予測するトルク立上り予測工程と、
   該トルク立上り予測工程で予測された伝達トルクの立上り変化に対応して前記回転機のトルクを制御する駆動力変動抑制工程と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動方法。

Images