JP2012250625A

JP2012250625A - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP2012250625A
Application number: JP2011124917A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ubukata; 稔生方
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】後進走行時におけるエンジンの始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】後進走行時におけるエンジン１２の始動に際して、要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第２閾値Ｆ₂以上となることが判定される場合に、実駆動力がその要求駆動力Ｆ_reqに対応する値に到達する前にエンジン１２を始動するものであることから、後進走行時において駆動トルクが負側に所定値以上とされる場合にエンジン始動判定をオンとすることで、エンジン１２の前傾に起因するショックの発生を未然に抑制することができる。すなわち、後進走行時におけるエンジン１２の始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両１０の制御装置を提供することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、後進走行時におけるエンジンの始動に際してショックの発生を抑制するための改良に関する。

主駆動源であるエンジンと、駆動源として機能する電動機とを、備えたハイブリッド車両が知られている。例えば、エンジンと、第１回転要素、入力回転部材であってそのエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、上記第１回転要素に連結された第１電動機と、上記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２電動機とを、備えたハイブリッド車両がそれである。斯かるハイブリッド車両において、後進走行時におけるエンジンの駆動を制御する制御装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車の制御方法がそれである。この技術によれば、バッテリの残容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満である場合にはエンジンを駆動して電動機により発電を行うことで、前進方向の駆動力が駆動軸に出力されるのを抑制してスムーズな後進走行が実現できる。

特開２００９−２６２８６６号公報特開２００１−１０５９０７号公報特開２００９−１６６５１７号公報

ところで、前記ハイブリッド車両においては、専ら前記電動機を駆動源として後進走行を行うことが考えられるが、例えば要求駆動力（負の駆動力）が比較的大きい場合やバッテリ残容量が少ない場合等においては前記エンジンの駆動が必要とされる。しかし、前記従来の技術による後進走行時における前記エンジンの始動に際して、駆動力（駆動トルク）が比較的大きい場合には、そのエンジンが駆動力に起因する前後方向の加速度等により前傾し、エンジン始動時のショックに影響を与えるおそれがあった。このような課題は未公知であり、本発明者が研究の過程において新たに見出したものである。すなわち、後進走行時におけるエンジンの始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置は、未だ開発されていないのが現状である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、後進走行時におけるエンジンの始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、主駆動源であるエンジンと、後進走行時に駆動源として機能する電動機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、後進走行時における前記エンジンの始動に際して、要求駆動力の絶対値が予め定められた閾値以上となることが判定される場合に、実駆動力がその要求駆動力に対応する値に到達する前に前記エンジンを始動することを特徴とするものである。

このように、前記第１発明によれば、主駆動源であるエンジンと、後進走行時に駆動源として機能する電動機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、後進走行時における前記エンジンの始動に際して、要求駆動力の絶対値が予め定められた閾値以上となることが判定される場合に、実駆動力がその要求駆動力に対応する値に到達する前に前記エンジンを始動するものであることから、後進走行時において駆動トルクが負側に所定値以上とされる場合にエンジン始動判定をオンとすることで、そのエンジンの前傾に起因するショックの発生を未然に抑制することができる。すなわち、後進走行時におけるエンジンの始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

また、前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記閾値は、予め実験的に求められた、前記エンジンが車両前進方向に傾斜してその始動によりショックが発生する駆動力に相当するものである。このようにすれば、後進走行時における前記エンジンの始動に際して、そのエンジンの前傾に起因するショックの発生を実用的な態様で未然に抑制することができる。

また、前記第１発明又は第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、第１回転要素、入力回転部材であって前記エンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構を備え、前記電動機は、その第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続されたものである。このようにすれば、実用的なハイブリッド車両の後進走行時における前記エンジンの始動に際して、そのエンジンの前傾に起因するショックの発生を抑制することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。図１のハイブリッド車両の駆動を制御するためにそのハイブリッド車両に備えられた制御系統の要部を説明する図である。図２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機能ブロック線図である。車両の後進走行時であって比較的駆動力が大きい場合に、エンジンが前傾することを模式的に説明する図である。図２の電子制御装置による後進時エンジン始動制御の要部を説明するフローチャートである。

前記差動機構は、好適には、各回転要素が複数の電動機にそれぞれ連結されたものであり、それら複数の電動機相互間の電気パスによりそれら複数の電動機が電気的な無段変速機として機能するものである。また、好適には、前記差動機構と駆動輪との間の動力伝達経路に、複数の油圧式摩擦係合装置を備えた有段式の自動変速機や、ベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機等のＣＶＴを備えたハイブリッド車両にも本発明は好適に適用される。

本発明は、好適には、所謂ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両すなわち前置エンジン前輪駆動車両に好適に適用されるものである。すなわち、前記要求駆動力は、好適には、フロント要求駆動力すなわち駆動輪としての前輪からの出力が求められる要求駆動力である。

前記閾値は、好適には、専ら前記電動機を駆動源とする後進走行時における前記エンジンの始動を判定するための閾値とは異なる値とされる。すなわち、専ら前記電動機を駆動源とする後進走行時における前記エンジンの始動を判定するための第１閾値と、そのエンジンの始動が判定された場合において実駆動力が要求駆動力に対応する値に到達する前に前記エンジンを始動することを判定するための第２閾値とがそれぞれ個別の値として定められる。更に好適には、エンジンの始動が判定された場合において実駆動力が要求駆動力に対応する値に到達する前に前記エンジンを始動することを判定するための第２閾値の絶対値は、前記エンジンの始動を判定するための第１閾値の絶対値よりも大きい値とされる。換言すれば、負の値としては、上記第２閾値は上記第１閾値よりも小さい値とされる。

後進走行時における前記エンジンの始動判定、すなわち専ら前記電動機を駆動源とする後進走行時における前記エンジンの始動判定は、バッテリの充電容量（充電状態）ＳＯＣに基づいて行われるものであってもよい。好適には、バッテリの充電容量ＳＯＣでは要求駆動力を実現する駆動力を電動機が出力できないと判定される場合にエンジンの始動を判定する。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動装置の構成を説明する骨子図である。このハイブリッド車両１０の駆動装置は、例えば車両において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、主動力源としてのエンジン１２と、第１電動機ＭＧ１と、第２電動機ＭＧ２とを、備えた動力伝達機構（変速機構）である。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。また、上記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有する所謂モータジェネレータであるが、上記第１電動機ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備えたものであり、上記第２電動機ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備えたものである。

図１に示すように、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置には、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスアクスルケース１４（以下、ケース１４という）内において、前記エンジン１２側から順に、そのエンジン１２の出力軸（例えばクランク軸）に作動的に連結されてエンジン１２からのトルク変動等による脈動を吸収するダンパ１６と、そのダンパ１６を介して前記エンジン１２によって回転駆動させられる入力軸１８と、動力分配機構として機能する第１遊星歯車装置２０と、その第１遊星歯車装置２０を介して上記入力軸１８及び出力歯車２４に動力伝達可能に連結された前記第１電動機ＭＧ１と、減速装置として機能する第２遊星歯車装置２２と、その第２遊星歯車装置２２を介して上記出力歯車２４等に動力伝達可能に連結された前記第２電動機ＭＧ２とが備えられている。

前記入力軸１８は、両端がベアリング２６及び２８によって回転可能に支持されると共に、一端が前記ダンパ１６を介して前記エンジン１２に連結されることでそのエンジン１２により回転駆動させられるように構成されている。また、前記入力軸１８における他方の端部には、潤滑油供給装置としての機械式オイルポンプ３０が連結されており、前記入力軸１８が回転駆動されることによりそのオイルポンプ３０が回転駆動させられて、前記ハイブリッド車両１０の各部例えば前記第１遊星歯車装置２０、第２遊星歯車装置２２、ベアリング２６及び２８等に潤滑油が供給されるように構成されている。

前記第１遊星歯車装置２０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１、及び第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。斯かる構成により、前記第１遊星歯車装置２０は、前記入力軸１８に伝達された前記エンジン１２の出力を機械的に分配する機械的機構として機能し、そのエンジン１２の出力を前記第１電動機ＭＧ１及び出力歯車２４に分配する。

すなわち、前記第１遊星歯車装置２０において、上記第１キャリアＣＡ１は前記入力軸１８すなわち前記エンジン１２に連結され、上記第１サンギヤＳ１は前記第１電動機ＭＧ１に連結され、上記第１リングギヤＲ１は前記出力歯車２４に連結されている。これにより、上記第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣＡ１、及び第１リングギヤＲ１は、それぞれ相互に相対回転可能となることから、前記エンジン１２の出力が前記第１電動機ＭＧ１及び出力歯車２４に分配されると共に、その第１電動機ＭＧ１に分配された前記エンジン１２の出力によって前記第１電動機ＭＧ１において発電が行われ、その発電された電気エネルギが蓄電装置であるバッテリ４６（図２を参照）に蓄電されたり、その電気エネルギにより前記第２電動機ＭＧ２が回転駆動される。この作動により、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置は、例えば無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、前記エンジン１２の回転状態に拘わらず前記出力歯車２４の回転が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。すなわち、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置においては、前記第１遊星歯車装置２０が、第１回転要素に対応する第１サンギヤＳ１と、入力回転部材であり第２回転要素に対応する第１キャリアＣＡ１と、出力回転部材であり第３回転要素に対応する第１リングギヤＲ１とを、備えた差動機構に相当する。

前記第２遊星歯車装置２２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２、及び第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を回転要素として備えている。なお、図１に示すように、前記第１遊星歯車装置２０のリングギヤＲ１及び前記第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２は一体化された複合歯車となっており、その外周部に前記出力歯車２４が設けられている。すなわち、前記第２電動機ＭＧ２は、前記第２遊星歯車装置２２を介して前記第１遊星歯車装置２０の第１リングギヤＲ１に動力伝達可能に連結されている。

前記第２遊星歯車装置２２において、上記第２キャリアＣＡ２は非回転部材である前記ケース１４に連結されることで回転が阻止され、上記第２サンギヤＳ２は前記第２電動機ＭＧ２に連結され、上記第２リングギヤＲ２は前記出力歯車２４に連結されている。これにより、例えば、車両発進時等においては前記第２電動機ＭＧ２が駆動源として用いられる。すなわち、その第２電動機ＭＧ２から出力される駆動力により上記第２サンギヤＳ２が回転させられ、前記第２遊星歯車装置２２によって減速させられて前記出力歯車２４に回転が伝達される。この出力歯車２４は、カウンタギヤ対３２の一方を構成するものであり、その出力歯車２４に伝達された駆動力は、そのカウンタギヤ対３２、ファイナルギヤ対３４、差動歯車装置（終減速機）３６、及び一対の車軸３８等を順次介して一対の駆動輪４０へ伝達される。

図２は、前記ハイブリッド車両１０の駆動を制御するためにそのハイブリッド車両１０に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図２に示す電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、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実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記エンジン１２の駆動制御や、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする前記ハイブリッド車両１０の駆動に係る各種制御を実行する。なお、この電子制御装置５０は、前記エンジン１２の出力制御用や前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。

図２に示すように、上記電子制御装置５０には、前記ハイブリッド車両１０の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、アクセル開度センサ５２により運転者の出力要求量に対応する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、エンジン回転速度センサ５４により前記エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_Eを表す信号、ＭＧ１回転速度センサ５６により前記第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎ_MG1を表す信号、ＭＧ２回転速度センサ５８により前記第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎ_MG2を表す信号、出力回転速度センサ６０により車速Ｖに対応する前記出力歯車２４の回転速度Ｎ_OUTを表す信号、車輪速センサ６２により前記ハイブリッド車両１０における各車輪それぞれの速度Ｎ_Wを表す信号、及びバッテリＳＯＣセンサ６４により前記バッテリ４６の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置５０に供給される。

また、前記電子制御装置５０からは、前記ハイブリッド車両１０の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、前記エンジン１２の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置による前記エンジン１２の点火時期（点火タイミング）を指令する点火信号、及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θ_THを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン１２の出力を制御するエンジン出力制御装置４２へ出力される。また、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を指令する指令信号がインバータ４４へ出力され、そのインバータ４４を介して前記バッテリ４６からその指令信号に応じた電気エネルギが前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に供給されてそれら第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の出力（トルク）が制御される。また、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２により発電された電気エネルギが上記インバータ４４を介して前記バッテリ４６に供給され、そのバッテリ４６に蓄積されるようになっている。

図３は、前記電子制御装置５０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図３に示す要求駆動力算出手段７０は、予め定められた関係から車両の状態に基づいて要求駆動力Ｆ_reqを算出する。例えば、予め定められて記憶されたマップから、前記アクセル操作量センサ６０により検出されるアクセル操作量Ａ_CC及び車速センサ６２により検出される車速Ｖに基づいて、駆動輪に伝達されるべき駆動力の目標値である要求駆動力Ｆ_reqを導出（算出）する。ここで、本実施例のハイブリッド車両１０のような前輪駆動車において、上記要求駆動力Ｆ_reqは、前記駆動輪４０としての前輪に要求されるフロント要求駆動力であり、前進走行時（車両前進方向の駆動時）には上記要求駆動力Ｆ_reqは正の値（Ｆ_req＞０）となる一方、後進走行時（車両後進方向の駆動時）には上記要求駆動力Ｆ_reqは負の値（Ｆ_req＜０）となる。この要求駆動力Ｆ_reqの導出は、前記アクセル操作量Ａ_CCに対応するアクセル開度や電子スロットル弁開度等に基づいて行われるものであってもよい。また、上記マップは、基本的には、前記アクセル操作量Ａ_CC或いはそのアクセル操作量Ａ_CCに対応するアクセル開度や電子スロットル弁開度等が大きいほど要求駆動力Ｆ_reqが導出されるように定められたものである。

ハイブリッド駆動制御手段７２は、前記ハイブリッド車両１０におけるハイブリッド駆動制御を実行する。例えば、上記要求駆動力算出手段７０により算出された要求駆動力Ｆ_reqに応じて、低燃費で排ガス量の少ない運転となるように前記エンジン１２及びＭＧ２の少なくとも一方から要求出力を発生させる。斯かるハイブリッド駆動制御を実現するために、上記ハイブリッド駆動制御手段７２は、前記エンジン出力制御装置４２を介して前記エンジン１２の駆動を制御するエンジン駆動制御手段７４、前記インバータ４４を介して前記第１電動機ＭＧ１の作動を制御する第１電動機駆動制御手段７６、及び前記インバータ４４を介して前記第２電動機ＭＧ２の作動を制御する第２電動機駆動制御手段７８を備えており、それらの制御手段により、例えば、前記エンジン１２を停止させると共に専ら前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするモータ走行モードすなわちＥＶモード、前記エンジン１２の動力で発電を行い前記第２電動機ＭＧ２を駆動源として走行する走行モード、前記エンジン１２及び第２電動機ＭＧ２を共に駆動源として走行するハイブリッド走行モード、前記エンジン１２の動力を機械的に前記駆動輪１８に伝えて走行するエンジン走行モードを、走行状態に応じて選択的に成立させる。なお、後進走行時には、基本的に前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶモードでの走行が行われ、必要に応じて前記エンジン１２が始動されてその駆動力が走行に用いられる。

上記エンジン駆動制御手段７４は、前記エンジン出力制御装置４２を介して電子スロットル弁のスロットル弁開度θ_TH、燃料噴射装置による燃料供給量、点火装置による前記エンジン１２の点火時期等を制御することにより、前記エンジン１２により必要なエンジン出力すなわち前記目標エンジン出力が得られるようにそのエンジン１２の駆動を制御する。また、上記第１電動機駆動制御手段７６は、前記インバータ４４を介して前記バッテリ４６から前記第１電動機ＭＧ１へ電気エネルギを供給することによりその第１電動機ＭＧ１により必要な出力が得られるように制御したり、その第１電動機ＭＧ１により発電された電気エネルギを前記バッテリ４６に蓄積する等の制御を行う。また、上記第２電動機駆動制御手段７８は、前記インバータ４４を介して前記バッテリ４６から前記第２電動機ＭＧ２へ電気エネルギを供給することによりその第２電動機ＭＧ２により必要な出力が得られるように制御したり、その第２電動機ＭＧ２により発電された電気エネルギを前記バッテリ４６に蓄積する等の制御を行う。

上記ハイブリッド駆動制御手段７２は、前記エンジン１２を駆動する場合であっても、前記第１電動機ＭＧ１によって最適燃費曲線上で作動するようにそのエンジン１２の回転速度を制御する。また、コースト走行時には車両の有する慣性エネルギで前記第１電動機ＭＧ１或いは第２電動機ＭＧ２を回転駆動することにより電力として回生し、前記バッテリ４６にその電力を蓄える。上記エンジン走行モードにおける制御を一例としてより具体的に説明すると、上記ハイブリッド駆動制御手段７２は、動力性能や燃費向上等のために、前記エンジン１２を効率のよい作動域で作動させる一方で、そのエンジン１２と第２電動機ＭＧ２との駆動力の配分や第１電動機ＭＧ１の発電による反力を最適になるよう制御する。

また、前記ハイブリッド駆動制御手段７２は、好適には、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqから充電要求値等を考慮して要求出力軸パワーを算出する。そして、その要求出力軸パワーが得られるように伝達損失、補機負荷、前記第２電動機ＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶されたエンジンの最適燃費率曲線（燃費マップ、関係）に沿って前記エンジン１２を作動させつつ上記目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度Ｎ_Eとエンジントルクとなるように前記エンジン１２の駆動を制御すると共に、前記第１電動機ＭＧ１の発電量を制御する。

また、前記ハイブリッド駆動制御手段７２は、前記第１電動機ＭＧ１により発電された電気エネルギを前記インバータ４４を介して前記バッテリ４６や前記第２電動機ＭＧ２へ供給する制御を行う。前記ハイブリッド車両１０の駆動装置において、前記エンジン１２の動力の主要部は前記第１遊星歯車装置２０により機械的に前記出力歯車２４へ伝達されるが、そのエンジン１２の動力の一部は前記第１電動機ＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、前記インバータ４４を介してその電気エネルギが前記第２電動機ＭＧ２へ供給される。斯かる電気エネルギによりその第２電動機ＭＧ２がモータ（駆動源）として駆動させられることで、その第２電動機ＭＧ２から出力される動力が前記出力歯車２４へ伝達される。この電気エネルギの発生から前記第２電動機ＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、前記エンジン１２の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。なお、前記ハイブリッド駆動制御手段７２は、電気パスによる電気エネルギ以外に、前記バッテリ４６からインバータ４４を介して直接的に電気エネルギを前記第２電動機ＭＧ２へ供給してその第２電動機ＭＧ２を駆動することが可能である。

エンジン始動判定手段８０は、例えば専ら前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶモードにおいて、予め定められた関係から、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqや前記バッテリＳＯＣセンサ６４により検出される前記バッテリ４６の充電容量（充電状態）ＳＯＣ等に基づいて、前記エンジン１２の始動（駆動開始）を判定する。換言すれば、ＥＶモードから前記エンジン１２を駆動源とするハイブリッド走行モード（或いはエンジン走行モード）への移行を判定する。例えば、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が比較的大きく、前記バッテリ４６の充電容量（充電状態）ＳＯＣではその要求駆動力Ｆ_reqを実現する駆動力を前記第２電動機ＭＧ２が出力できないと判定される場合に前記エンジン１２の始動を判定する。

ここで、前述のように、前記ハイブリッド車両１０の後進走行は、基本的に前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶモードでの走行が行われる。上記エンジン始動判定手段８０は、専ら前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶモードにおける後進走行が行われている場合に、予め定められた関係から前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_req等に基づいて前記エンジン１２の始動を判定する。好適には、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第１閾値Ｆ₁（例えば、４００［Ｎ・ｍ］程度）以上である場合、すなわち負の値であるその要求駆動力Ｆ_reqが−Ｆ₁（例えば、−４００［Ｎ・ｍ］程度）以下である場合に前記エンジン１２の始動を判定する。換言すれば、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第１閾値Ｆ₁未満である場合、すなわち負の値であるその要求駆動力Ｆ_reqが−Ｆ₁より大きい場合には前記エンジン１２の始動を判定しない（エンジン停止判定を維持する）。

また、前記エンジン始動判定手段８０は、好適には、専ら前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶモードにおける後進走行が行われている場合におけるエンジン始動判定に関して、前記バッテリＳＯＣセンサ６４により検出される前記バッテリ４６の充電容量（充電状態）ＳＯＣに基づいて前記エンジン１２の始動を判定する。例えば、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第１閾値Ｆ₁以上であり、且つ前記バッテリＳＯＣセンサ６４により検出される前記バッテリ４６の充電容量ＳＯＣが予め定められた既定値未満である場合に前記エンジン１２の始動を判定する。換言すれば、前記バッテリＳＯＣセンサ６４により検出される前記バッテリ４６の充電容量ＳＯＣが予め定められた既定値以上である場合には前記エンジン１２の始動を判定しない（エンジン停止判定を維持する）。また、このバッテリ４６の充電容量ＳＯＣに基づくエンジン始動判定は、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqに応じて行われるものであってもよい。例えば、予め実験的に求められて記憶された関係に基づいて、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqを前記バッテリ４６の充電容量ＳＯＣにより実現できるか否かを判定し、その判定が否定される場合に前記エンジン１２の始動を判定する。

図４は、車両の後進走行時であって比較的駆動力が大きい場合に、前記エンジン１２が前傾することを模式的に説明する図である。この図４に示すように、前記ハイブリッド車両１０等の車両において、前記エンジン１２乃至そのエンジン１２を収容するトランスアクスルケース１４は、エンジンマウント４８を介して車体に取り付けられている。このエンジンマウント４８は、前記エンジン１２や変速機構を含めたパワープラントを車体に対して懸架する懸架部材であり、例えばゴム等の弾性を有する材料から構成されている。前記エンジン１２乃至そのエンジン１２を収容するトランスアクスルケース１４は、好適には、斯かるエンジンマウント４８により複数の支持点で保持されている。また、このエンジンマウント４８に加えてショックアブソーバ等が併用されるものであってもよい。

図４に示すように、前記ハイブリッド車両１０等の後進走行時において、後進方向の駆動トルク（負の駆動力）が比較的大きい場合には、その駆動トルクに対応する前後方向の加速度に起因する慣性等により前記エンジン１２（トランスアクスル）に車両前進方向への傾きが発生し、そのエンジン１２の傾きにより上記エンジンマウント４８が弾性変形する。ここで、斯かるエンジンマウント４８の弾性変形が所定値（例えば、８〜１０［ｍｍ］程度）を超えるとそれ以上弾性変形しなくなり（すなわち、限界まで押し潰れ）、実質的に弾性が失われた状態となる。この状態、すなわち前記エンジン１２乃至そのエンジン１２を収容するトランスアクスルケース１４が車両前進方向に傾斜（前傾）し、その動きが制限された状態で前記エンジン１２が始動された場合、そのエンジン１２の始動に起因してショックが発生するおそれがあり、駆動トルクが大きいほどショックも大きくなる傾向にある。また、前記ハイブリッド車両１０の前進走行時と後進走行時とでは、前記エンジン１２のクランク回転方向は同じであるが駆動トルクの方向が異なるため、後進走行時には前進走行時とは異なる制御或いは判定が必要となる。

前記ハイブリッド駆動制御手段７２は、後進走行時における前記エンジン１２の始動に際して、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第２閾値Ｆ₂（例えば、４５０［Ｎ・ｍ］程度）以上となることが判定される場合に、実駆動力がその要求駆動力Ｆ_reqに対応する値に到達する前に前記エンジン１２を始動する。この前記第２閾値Ｆ₂は、予め実験的に求められた、前記エンジン１２が車両前進方向に傾斜してその始動によりショックが発生する駆動力に相当するものであり、好適には、前記第１閾値Ｆ₁よりも大きい（負の値としては第１閾値Ｆ₁よりも小さい）値である。前記ハイブリッド駆動制御手段７２は、好適には、前記要求駆動力算出手段７０により算出される要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が上記第２閾値Ｆ₂以上となることが判定されたことを条件として前記エンジン１２を始動させる。換言すれば、その判定が肯定された後、可及的速やかに前記エンジン１２を始動させる。

図５は、前記電子制御装置５０による後進時エンジン始動制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、フロント要求駆動力すなわち前記駆動輪４０からの出力が求められる要求駆動力Ｆ_reqが予め定められた第１閾値−Ｆ₁以上（要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が第１閾値Ｆ₁以下）であり、且つ現在のシフトがＲレンジすなわち後進走行レンジであるか否かが判断される。このＳ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、駆動力による前記エンジン１２の始動判定は行われず（エンジン始動判定ＯＦＦ）、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が否定される場合すなわちフロント要求駆動力Ｆ_reqが予め定められた第１閾値−Ｆ₁未満（要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が第１閾値Ｆ₁以上）であり且つ現在のシフトがＲレンジである場合には、Ｓ３において、フロント要求駆動力Ｆ_reqが予め定められた第２閾値−Ｆ₂以下（要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が第２閾値Ｆ₂以上）であり、且つ現在のシフトがＲレンジすなわち後進走行レンジであるか否かが判断される。このＳ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、駆動力による前記エンジン１２の始動判定が行われ（エンジン始動判定ＯＮ）、前記エンジン出力制御装置４２を介して前記エンジン１２の始動制御が行われた後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ３の判断が否定される場合には、Ｓ５において、前記エンジン１２の始動判定が保持され、それをもって本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ２、Ｓ４、及びＳ５が前記ハイブリッド駆動制御手段７２の動作に、Ｓ１が前記エンジン始動判定手段８０の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、主駆動源であるエンジン１２と、後進走行時に駆動源として機能する第２電動機ＭＧ２とを、備えたハイブリッド車両１０の制御装置であって、後進走行時における前記エンジン１２の始動に際して、要求駆動力Ｆ_reqの絶対値が予め定められた第２閾値Ｆ₂以上となることが判定される場合に、実駆動力がその要求駆動力Ｆ_reqに対応する値に到達する前に前記エンジン１２を始動するものであることから、後進走行時において駆動トルクが負側に所定値以上とされる場合にエンジン始動判定をオンとすることで、そのエンジン１２の前傾に起因するショックの発生を未然に抑制することができる。すなわち、後進走行時におけるエンジン１２の始動に際してショックの発生を抑制するハイブリッド車両１０の制御装置を提供することができる。

また、前記第２閾値Ｆ₂は、予め実験的に求められた、前記エンジン１２が車両前進方向に傾斜してその始動によりショックが発生する駆動力に相当するものであるため、後進走行時における前記エンジン１２の始動に際して、そのエンジン１２の前傾に起因するショックの発生を実用的な態様で未然に抑制することができる。

また、第１回転要素としての第１サンギヤＳ１、入力回転部材であって前記エンジン１２に連結された第２回転要素としての第１キャリアＣＡ１、及び出力回転部材である第３回転要素としての第１リングギヤＲ１を備えた差動機構としての第１遊星歯車装置２０を備え、前記第２電動機ＭＧ２は、その第１リングギヤＲ１から駆動輪４０までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続されたものであるため、実用的なハイブリッド車両１０の後進走行時における前記エンジン１２の始動に際して、そのエンジン１２の前傾に起因するショックの発生を抑制することができる。

以上、本発明の好適な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、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。

１０：ハイブリッド車両、１２：エンジン、２０：第１遊星歯車装置（差動機構）、４０：駆動輪、５０：電子制御装置、ＣＡ１：第１キャリア（第２回転要素）、ＭＧ２：第２電動機、Ｒ１：第１リングギヤ（第３回転要素）、Ｓ１：第１サンギヤ（第１回転要素）

Claims

主駆動源であるエンジンと、後進走行時に駆動源として機能する電動機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
後進走行時における前記エンジンの始動に際して、要求駆動力の絶対値が予め定められた閾値以上となることが判定される場合に、実駆動力が該要求駆動力に対応する値に到達する前に前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記閾値は、予め実験的に求められた、前記エンジンが車両前進方向に傾斜してその始動によりショックが発生する駆動力に相当するものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
第１回転要素、入力回転部材であって前記エンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構を備え、前記電動機は、該第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続されたものである請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。