JP2024085020A

JP2024085020A - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP2024085020A
Application number: JP2022199319A
Authority: JP
Inventors: 隆弘横川; 真実近藤; 一樹岩谷; 恭弘鴛海; 雄介野崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2024-06-26

Abstract

【課題】ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力する。
【解決手段】第２ＭＧ２の出力のみで走行するＥＶ走行モードと、少なくともエンジン３の出力で走行するＨＶ走行モードとの間で切替え可能なハイブリッド車両１００のＥＣＵ３０であって、ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行する場合に、エンジン回転速度ＮeがＴ／Ｍ入力回転速度Ｎinに同期するまでの目標同期時間Ｔlim以内に到達可能な同期回転速度Ｎsynを算出し、同期回転速度Ｎsynに基づいて自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する変速制御部４１を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来から、車両の走行中にエンジン（内燃機関）を再始動してクラッチを係合するときのショックを抑制する車両制御装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１５－１１７７３８号公報

アクセル開度が比較的大きい場合に電動機の出力のみで走行する第１走行モードから少なくともエンジンの出力で走行する第２走行モードへ移行する時には、駆動力の応答性だけではなく駆動力の大きさも要求される。要求駆動力を満たすため、早期にエンジンを結合させてエンジンの出力トルクを加え、また、変速機をダウンシフトさせてエンジンからの出力トルクを増幅させることが好ましい。

しかしながら、従来の技術では、ダウンシフトによって変速機の入力回転速度が大きくなるため、エンジンの回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの時間が長くなり、駆動力応答要求が満たせなくなってしまう。

そこで、本開示の技術は、上記課題に鑑み、第１走行モードから第２走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力することを目的とする。

上記課題を解決するため、本開示の一態様によれば、
電動機の出力のみで走行する第１走行モードと、少なくとも内燃機関の出力で走行する第２走行モードとの間で切替え可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへ移行する場合に、前記内燃機関の回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの目標同期時間以内に到達可能な同期回転速度を算出し、前記同期回転速度に基づいて前記変速機の下限変速段を予測し、変速線から算出される前記変速機の変速段が前記下限変速段を下回る場合には、予測した前記下限変速段に制限する変速制御部を備える、ハイブリッド車両の制御装置が提供される。

本開示の一態様によれば、第１走行モードから第２走行モードへの移行時に駆動力応答要求を満たしつつ最大駆動力を出力することができる。

一実施形態に係る制御装置を搭載するハイブリッド車両の構成図である。一実施形態に係る制御装置の処理手順を示すフローチャートである。一実施形態に係る制御装置のタイムチャートである。

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。

（制御装置の制御対象）
まず本実施形態に係る制御装置の制御対象について説明する。図１は一実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両１００の構成図である。

ハイブリッド車両１００は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、及びレンジエクステンダＥＶ等のいずれか一つである。ハイブリッド車両１００は、原動機として、第１ＭＧ（電動発電機）１と、第２ＭＧ２と、エンジン（内燃機関）３と、を備えている。第２ＭＧ２は、電動機の一例である。

ハイブリッド車両１００は、パートタイム四輪駆動車両である。ハイブリッド車両１００は、左前輪１６Ｌ，右前輪１６Ｒ（前輪１６と称する）と、左後輪１７Ｌ，右後輪１７Ｒ（後輪１７と称する）と、エンジン３等からの駆動力を前輪１６及び後輪１７へそれぞれ伝達する動力伝達装置１８と、を備えている。後輪１７は、二輪駆動走行及び四輪駆動走行の双方において駆動輪となる主駆動輪である。前輪１６は、二輪駆動走行において従動輪となり、四輪駆動走行において副駆動輪となる。ハイブリッド車両１００は、ＦＲ（Front-Engine Rear-drive）駆動方式をベースとする四輪駆動車両である。

なお、ハイブリッド車両１００は、フルタイム四輪駆動車両であってもよいし、又は二輪駆動車両であってもよい。またハイブリッド車両１００は、ＦＦ（Front-engine Front-drive）、ＲＲ（Rear-engine Rear-drive）、及びＭＲ（Mid-engine Rear-drive）等の他の駆動方式をベースとした車両でもよい。また第１ＭＧ１、第２ＭＧ２、及びエンジン３については、特に区別しない場合は、動力源と称する。

第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、いずれもハイブリッド車両１００の走行用動力源となる。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、いずれも電動機及び発電機として機能するが、電動機のみとして機能する構成であってもよい。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、ＰＣＵ（Power Control Unit：電力制御装置）２０を介してバッテリ２２に接続されている。バッテリ２２は、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２に電力を供給すると共に第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２から電力を受け取る蓄電装置である。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、制御装置の一例であるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）３０によってＰＣＵ２０が制御されることにより、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２の出力トルクが制御される。

なお、第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２は、異なる２個のバッテリ２２にそれぞれ接続されてもよく、ＥＣＵ３０によって異なる２個のＰＣＵ２０が個別に制御されてもよい。ＰＣＵ２０は、例えば、昇圧コンバータ及びインバータ等を備えている。第１ＭＧ１及び第２ＭＧ２の出力トルクは、加速方向の正トルクが力行トルクになり、減速方向の負トルクが回生トルクになる。

第１ＭＧ１は、発電機であるオルタネータの位置に配置されるＰ０タイプのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。第１ＭＧ１は、ベルト４を介してエンジン３のクランクシャフトに接続されている。第１ＭＧ１は、エンジン始動時には、エンジン３のクランクシャフトを回転（クランキング）させるスタータとして機能し、エンジン始動時以外の場面では、主にオルタネータとして機能する。なお、第１ＭＧ１は、エンジン３と、Ｔ／Ｍ（トランスミッション）の一部である自動変速機７と、の間に配置されるＰ１タイプ又はＰ２タイプのＩＳＧであってもよい。

第２ＭＧ２は、自動変速機７の下流側に配置されるＰ３タイプのＭＧである。第２ＭＧ２は、回生ブレーキ時には、発電機として機能するが、回生ブレーキ時以外の場面では、主にハイブリッド車両１００の走行用の動力源として機能する。なお、第２ＭＧ２は、自動変速機７の内部に配置されてもよいし、又は、駆動輪に配置されるインホイールモータ等のＰ４タイプ又はＰ５タイプのＭＧであってもよい。

エンジン３は、ハイブリッド車両１００の走行用動力源であって、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン等のいずれか一つの内燃機関である。エンジン３は、ＥＣＵ３０によってスロットルアクチュエータ、燃料噴射装置、及び点火装置等のいずれか一つを含むエンジンアクチュエータ２４が制御されることによりエンジン３の出力トルクが制御される。

動力伝達装置１８は、エンジン３の下流側で順に、ダンパ装置５と、Ｔ／Ｍの一部であるトルクコンバータ６と、自動変速機７と、を備えている。また動力伝達装置１８は、自動変速機７の下流側で順に、トランスファ９、リヤプロペラシャフト１０、リヤディファレンシャルギヤ１１、及び左右一対のリヤドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒを備えている。さらに動力伝達装置１８は、トランスファ９の下流側で順に、フロントプロペラシャフト１３、フロントディファレンシャルギヤ１４、及び左右一対のフロントドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを備えている。

ダンパ装置５は、エンジン３と自動変速機７との間の動力伝達経路に配置されている。ダンパ装置５は、例えばフライホイール及びスプリング等を備えていて、フライホイールがエンジン３のクランクシャフトに連結され、スプリングによりエンジン３のトルク変動を吸収して振動を低減し、トルクコンバータ６に動力を伝達する。

トルクコンバータ６は、エンジン３と自動変速機７との間の動力伝達経路に配置されている。トルクコンバータ６は、クラッチ機能及びトルク増幅機能を有する流体式伝動装置である。トルクコンバータ６は、例えば、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ、及びロックアップクラッチ等を備えている。ポンプインペラは、トルクコンバータ６の入力部材であって、ダンパ装置５の出力軸に連結されている。ポンプインペラは、ダンパ装置５の出力軸の回転に応じて回転して、作動油を介してタービンランナを回転させる。ダービンランナは、トルクコンバータ６の出力部材であって、自動変速機７の入力軸に連結されている。ステータは、タービンランナのトルクを増幅させるように作動油を整流する。トルクコンバータ６は、エンジン３からの動力を自動変速機７へ滑らかに伝達する。

ロックアップクラッチは、ポンプインペラとタービンランナとを結合させてエンジン３と自動変速機７とを直結する多板式クラッチである。ロックアップクラッチは、ＨＣＵ（Hydraulic Control Unit：油圧制御装置）２３で調圧された係合油圧で係合されることにより作動状態が切替えられる。ロックアップクラッチの作動状態には、ロックアップクラッチが解放される完全解放状態、ロックアップクラッチが滑りを伴って係合されたスリップ状態、及び、ロックアップクラッチが係合される完全係合状態等がある。

ロックアップクラッチの完全解放状態では、トルクコンバータ６のステータによるトルク増幅作用が得られる。ロックアップクラッチのスリップ状態では、完全解放状態に比べてエンジン回転速度の吹き上がりが抑制されるか、又は、完全係合状態に比べて車内こもり音等が抑制される。ロックアップクラッチの完全係合状態では、トルクコンバータ６のポンプインペラ及びタービンランナが一体的に回転してエンジン３と自動変速機７が直結される。

自動変速機７は、エンジン３と第２ＭＧ２との間の動力伝達経路に配置されている。自動変速機７は、変速比の異なる複数の変速段（ギヤ段）を複数の変速用クラッチにより選択的に切替え可能な有段式変速機である。自動変速機７は、遊星歯車式変速機であるが、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）等の他の機構方式の変速機であってもよい。自動変速機７は、変速用クラッチ等の各種クラッチがＨＣＵ２３により調圧された係合油圧で係合されることにより変速段が切替えられる。

トランスファ９は、自動変速機７からの動力をリヤプロペラシャフト１０に伝達する。またトランスファ９は、前輪駆動用クラッチを備えていて、自動変速機７からの動力をフロントプロペラシャフト１３に分配可能である。なお、ハイブリッド車両１００がフルタイム四輪駆動車両である場合は、トランスファ９が前輪駆動用クラッチを備えていない構成になる。

リヤプロペラシャフト１０に伝達された動力は、リヤディファレンシャルギヤ１１及び左右一対のリヤドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒを介して後輪１７に伝達される。またフロントプロペラシャフト１３に分配された動力は、フロントディファレンシャルギヤ１４及び左右一対のフロントドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを介して前輪１６に伝達される。

（制御装置の構成例）
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータを備えている。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、プログラムをＣＰＵで実行させることにより、ハイブリッド車両１００の各種制御を実行する。

ＥＣＵ３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信可能な複数のＥＣＵにより構成されてもよい。またＥＣＵ３０の少なくとも一部の機能は、ハイブリッド車両１００と通信可能な情報処理施設における情報処理装置が担当してもよいし、又は、ハイブリッド車両１００と通信可能な他車両のＥＣＵが担当してもよい。ＥＣＵ３０は、制御装置の一例であるが、情報処理装置が制御装置であってもよく、又は、他車両のＥＣＵが制御装置であってもよい。

ＥＣＵ３０には、ハイブリッド車両１００に搭載された各種センサの検出値に基づく各種検出信号がそれぞれ入力される。各種センサには、例えば、アクセル開度センサ３１、エンジン回転速度センサ３２、タービン回転速度センサ３３、ＭＧ回転速度センサ３４、車速センサ３５、及びバッテリセンサ３６等の車両状態センサが含まれる。

各種検出信号には、ハイブリッド車両１００の乗員によるアクセル操作量であるアクセル開度θacc〔%〕と、エンジン３の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕と、が含まれる。また各種検出信号には、Ｔ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕と同値であるタービン回転速度Ｎt〔rpm〕が含まれる。さらに各種検出信号には、第１ＭＧ１の回転速度である第１ＭＧ回転速度Ｎm1〔rpm〕と、第２ＭＧ２の回転速度である第２ＭＧ回転速度Ｎm2〔rpm〕と、が含まれる。また各種検出信号には、ハイブリッド車両１００の車速Ｖ〔km/h〕と、バッテリ２２のバッテリ温度ＴＨbat〔℃〕と、バッテリ充放電電流Ｉbat〔A〕と、が含まれる。

ＥＣＵ３０からは、ハイブリッド車両１００に搭載された各種装置に各種指令信号がそれぞれ出力される。各種装置には、ＰＣＵ２１、ＨＣＵ２３、及びエンジンアクチュエータ２４等のいずれか一つのアクチュエータが含まれる。

各種指令信号には、エンジン３を制御するためのエンジン制御信号Ｓeと、第１ＭＧ１を制御するための第１ＭＧ制御信号Ｓm1と、第２ＭＧ２を制御するための第２ＭＧ制御信号Ｓm2と、が含まれる。また各種指令信号には、自動変速機７の各種クラッチ弁を制御するためのＡＴ（自動変速機）制御信号Ｓcbと、トルクコンバータ６のロックアップクラッチ弁を制御するためのＬＵ（ロックアップクラッチ）制御信号Ｓluと、が含まれる。

ＥＣＵ３０は、各種機能部として、ハイブリッド制御部４０と、変速制御部４１と、を備えている。各種機能部は、例えばＥＣＵ３０のマイクロコンピュータに各種処理を実行させるプログラムによって実現される。

ハイブリッド制御部４０は、例えば、アクセル開度θacc〔%〕及び車速Ｖ〔km/h〕に基づいて駆動輪における要求駆動トルク〔Nm〕を算出する。ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕の代わりに、車速Ｖにおける要求駆動力〔W〕を算出してもよい。

ハイブリッド制御部４０は、動力伝達損失、自動変速機７の変速比、及びバッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕及び放電可能電力Ｗout〔W〕等を考慮して、要求駆動トルク〔Nm〕を実現する。ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕を満たすように、エンジン３を制御するエンジン制御信号Ｓeと、第１ＭＧ１を制御する第１ＭＧ制御信号Ｓm1と、第２ＭＧを制御する第２ＭＧ制御信号Ｓm2と、の少なくとも一つを出力する。

エンジン制御信号Ｓeは、例えば、現在のエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕におけるエンジントルク指令値〔Nm〕である。第１ＭＧ制御信号Ｓm1は、例えば、現在の第１ＭＧ回転速度Ｎm1〔rpm〕における第１ＭＧトルク指令値Ｔm1*〔Nm〕である。第２ＭＧ制御信号Ｓm2は、例えば、現在の第２ＭＧ回転速度Ｎm2〔rpm〕における第２ＭＧトルク指令値Ｔm2*〔Nm〕である。

バッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕は、バッテリ２２の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ２２の入力制限を示している。バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕は、バッテリ２２の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ２２の出力制限を示している。バッテリ２２の充電可能電力Ｗin〔W〕及び放電可能電力Ｗout〔W〕は、例えばバッテリ温度ＴＨbat〔℃〕及びバッテリ充電状態値ＳＯＣ〔%〕（State Of Charge）に基づいてＥＣＵ３０により算出される。バッテリ充電状態値ＳＯＣは、予め定めた満充電容量に対する実際に蓄電されている充電量の比〔%〕である。

ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ２の出力のみで要求駆動トルクを賄える場合には、第２ＭＧ２の出力のみで走行するＥＶ（電動）走行モードとする。ＥＶ走行モードでは、変速制御部４１がＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力することによりトルクコンバータ６のロックアップクラッチを解放させてエンジン３を停止させる。ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ制御信号Ｓm2をＰＣＵ２１に出力することにより第２ＭＧ２のみから走行用動力を出力させて、ハイブリッド車両１００を走行させる。ＥＶ走行モードは、第１走行モードの一例である。

一方、ハイブリッド制御部４０は、少なくともエンジン３の出力を用いないと要求駆動トルクを賄えない場合には、少なくともエンジン３の出力で走行するＨＶ（ハイブリッド）走行モードとする。ＨＶ走行モードでは、変速制御部４１がＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力することによりトルクコンバータ６のロックアップクラッチを係合させてエンジン３と自動変速機７とを直結した状態にする。ハイブリッド制御部４０は、エンジン制御信号Ｓeをエンジンアクチュエータ２４に出力することにより少なくともエンジン３から走行用動力を出力させて、ハイブリッド車両１００を走行させる。ＨＶ走行モードは、第２走行モードの一例である。

他方、ハイブリッド制御部４０は、第２ＭＧ２の出力のみで要求駆動トルクを賄える場合でも、バッテリ２２の充電状態値ＳＯＣ〔%〕が予め定めたエンジン始動閾値未満となる場合、又は、エンジン３等の暖機が必要な場合等では、ＨＶ走行モードを実行する。エンジン始動閾値は、エンジン３を始動してバッテリ２２を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判定するための予め定めた閾値である。以上のように、ハイブリッド制御部４０は、要求駆動トルク〔Nm〕等に基づいて、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを適宜切替える。

特にアクセル開度θacc〔%〕が比較的大きい場合のＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時には、ハイブリッド制御部４０が第１ＭＧ制御信号Ｓm1をＰＣＵ２１に出力することにより第１ＭＧ１でエンジン３を始動させる。変速制御部４１は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期した後に、ＬＵ制御信号ＳluをＨＣＵ２３に出力してトルクコンバータ６のロックアップクラッチを係合させてエンジン３と自動変速機７とを直結した状態にする。変速制御部４１は、Ｔ／Ｍ制御信号ＳcbをＨＣＵ２３に出力することにより自動変速機７の変速段をダウンシフトさせて、要求駆動トルクを満たすようにする。

自動変速機７の変速段をダウンシフトさせることにより、エンジン３からの出力トルクを増幅させて要求駆動トルク〔Nm〕を満たすことができる。しかし、ダウンシフトさせると、Ｔ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕が大きくなるため、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕とＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕とが同期するまでの時間が長くなり、駆動トルク応答要求〔s〕を満たせなくなってしまう。

そこで、変速制御部４１は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。そして変速制御部４１は、同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕に基づき自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する。

なお、変速線とは、例えば、車速Ｖ及び要求駆動トルクを変数とする二次元座標上に、自動変速機７の変速を判断するために予め定められたＡＴギヤ段変速マップ上の複数の変速線のいずれか一つを意味する。

以上により、早期にエンジン３を自動変速機７に結合させてエンジン３の出力トルク〔Nm〕を加え、また、自動変速機７のダウンシフトによってエンジン３の出力トルク〔Nm〕を増幅させることができる。従って、ハイブリッド車両１００は、駆動トルク応答要求〔sec〕を満たしつつ最大駆動トルク〔Nm〕を出力することができる。

（制御装置の処理手順）
以下、図２及び図３を参照して、ＥＣＵ３０の処理手順について説明する。図２は一実施形態に係る制御装置の処理手順を示すフローチャートであり、図３は一実施形態に係る制御装置のタイムチャートである。

図２に示すフローチャートは、ＥＣＵ３０のマイクロコンピュータに実行させるプログラムにより実現される。特にステップＳ１０～ステップＳ１１は、ハイブリッド制御部４０により実現され、ステップＳ１２～ステップＳ１７は、変速制御部４１により実現される。

＜ステップＳ１０＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中でない場合は（ステップＳ１０のＮＯ）、ハイブリッド制御部４０により処理を終了する。

＜ステップＳ１１＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モード中である場合は（ステップＳ１０のＹＥＳ）、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行したことを検出する。ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行を検出しない場合は（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１１においてＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行の検出を繰り返す。

なお、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０は、図３に示すように、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時にアクセル開度θaccが所定の閾値を超えたことを検出してもよい。

＜ステップＳ１２＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行を検出した場合は（ステップＳ１１のＹＥＳ）、バッテリ温度ＴＨbat〔℃〕及びバッテリ充電状態値ＳＯＣ〔%〕に基づき、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕を算出して取得する。

＜ステップＳ１３＞
次にＥＣＵ３０は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。

以下、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕の算出方法について説明する。まずＥＣＵ３０は、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕に基づき、次の式（１）及び式（２）からエンジン予想角加速度α〔rad/s²〕を算出する。

上記の式において、Ｎm1は現在の第１ＭＧ回転速度〔rpm〕であり、Ｔm1*はバッテリ２２の放電可能電力Ｗoutの制限下における第１ＭＧトルク指令値〔Nm〕であり、Ｗm1losは第１ＭＧモータ損失〔W〕である。またＩeは、エンジンイナーシャ（慣性モーメント）〔kgm²〕である。

次にＥＣＵ３０は、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕と、予想エンジン角加速度α〔rad/s²〕と、に基づき、エンジン回転速度変化量dＲ〔rpm〕を算出する。

そしてＥＣＵ３０は、エンジン回転速度変化量dＲ〔rpm〕と、現在のＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕と、を加算することにより、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。

図３には、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕の制限下で目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕が示されている。

＜ステップＳ１４＞
次にＥＣＵ３０は、目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕以下で最も近い回転速度になる自動変速機７の下限変速段を算出する。つまりＥＣＵ３０は、図３に示すように、バッテリ２２の放電可能電力Ｗout〔W〕の制限下で目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な自動変速機７の下限変速段を算出する。

＜ステップＳ１５＞
またＥＣＵ３０は、算出した下限変速段と、変速線から算出される自動変速機７の変速段と、を比較する。

＜ステップＳ１６＞
ＥＣＵ３０は、変速線から算出される変速段が下限変速段を下回る場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、下限変速段に制限する。つまりＥＣＵ３０は、下限変速段よりも低い変速段には自動変速機７を変速させないように制限を掛けることにより、早期にエンジン回転速度Ｎe〔rpm〕をＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期させる。

＜ステップＳ１７＞
ＥＣＵ３０は、変速線から算出される変速段が下限変速段を上回る場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、変速線から算出される変速段に切替える。つまりＥＣＵ３０は、下限変速段よりも速く同期可能な変速段に切替えることができる。

（本実施形態の作用効果）
以上のようにＥＣＵ３０は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時に、エンジン回転速度Ｎe〔rpm〕がＴ／Ｍ入力回転速度Ｎin〔rpm〕に同期するまでの目標同期時間Ｔlim〔s〕以内に到達可能な同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕を算出する。そしてＥＣＵ３０は、同期回転速度Ｎsyn〔rpm〕に基づいて自動変速機７の下限変速段を予測し、変速線から算出される自動変速機７の変速段が下限変速段を下回る場合には、予測した下限変速段に制限する。

従って、早期にエンジン３を自動変速機７に結合させてエンジン３の出力トルク〔Nm〕を加え、また、自動変速機７のダウンシフトによってエンジン３の出力トルク〔Nm〕を増幅させることができる。従って、ハイブリッド車両１００は、アクセル開度θaccが比較的大きい場合のＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行時でも、駆動トルク応答要求〔sec〕を満たしつつ最大駆動トルク〔Nm〕を出力することができる。

以上の実施形態に示す各種機能部は、一つまたは複数の処理回路によって実現することが可能である。処理回路には、各種機能を実行するように設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が含まれる。

以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。

１００ハイブリッド車両
１第１ＭＧ
２第２ＭＧ
３エンジン
７自動変速機
３０ＥＣＵ
４１変速制御部
Ｎe エンジン回転速度
Ｎin Ｔ／Ｍ入力回転速度
Ｎsyn 同期回転速度
Ｔlim 目標同期時間
α エンジン予想角加速度

Claims

電動機の出力のみで走行する第１走行モードと、少なくとも内燃機関の出力で走行する第２走行モードとの間で切替え可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへ移行する場合に、前記内燃機関の回転速度が変速機の入力回転速度に同期するまでの目標同期時間以内に到達可能な同期回転速度を算出し、前記同期回転速度に基づいて前記変速機の下限変速段を予測し、変速線から算出される前記変速機の変速段が前記下限変速段を下回る場合には、予測した前記下限変速段に制限する変速制御部を備える、ハイブリッド車両の制御装置。