JP5625743B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来より、エンジンとモータジェネレータとを駆動源として備えるハイブリッド車両の制御装置が知られている。このハイブリッド車両では、例えば、第１クラッチによりエンジンとモータジェネレータとが断続可能に連結されており、第２クラッチによりモータジェネレータと駆動輪とが断続可能に連結されている。

例えば、特許文献１には、第２クラッチに対しても適用可能な制御手段を備えた車両の制御装置が開示されている。この制御手段は、目標駆動トルクに応じた第２クラッチの目標トルク容量基本値を演算し、第２クラッチの入力軸の入力軸回転数が目標入力軸回転数と一致するようにモータを回転数制御する（モータ回転数制御）。この場合、制御手段は、モータトルク相当値が目標トルク容量基本値より小さいときには目標トルク容量基本値より大きな値を目標トルク容量とし、モータトルク相当値が目標トルク容量基本値より大きいときには目標トルク容量基本値よりも小さな値を目標トルク容量としている。

特開２０１０−８３４１７号公報

ところで、特許文献１に開示された手法によれば、モータジェネレータにより発電を行う場合、モータ回転数制御を用いて発電トルクを実現している。このような場合、エンジントルクばらつき（目標エンジントルクと実際のエンジントルクとの差異）があるような場合でも、エンジン回転数変動を抑制しつつ所望の発電量を実現したいという要求がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジントルクばらつきがあるような場合でも、エンジン回転数変動を抑制しつつ所望の発電量を実現することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、クラッチのモータジェネレータ側の回転軸である入力軸回転数が目標入力軸回転数と対応するように、エンジンまたはモータジェネレータによる回転数制御を行う制御部を有するハイブリッド車両の制御装置を提供する。ここで、制御部は、モータジェネレータによる回転数制御を行いつつ当該モータジェネレータにより発電を行う場合には、モータジェネレータの目標発電トルクを、ｍｉｎ｛（モータ下限トルク＋エンジントルクばらつき），０｝＜目標発電トルク＜ｍｉｎ｛（モータ上限トルク−エンジントルクばらつき），０｝で示される関係式の範囲に設定する。そして、制御部は、この関係式が成立しないことを条件に、モータジェネレータによる回転数制御からエンジンによる回転数制御に切り替える。

本発明によれば、モータによる回転数制御からエンジンによる回転数制御へと適切なタイミングで切り替えることができるので、エンジントルクばらつきがあった場合でもエン
ジン回転数変動を抑制しつつ、所望の発電量を実現することができる。

ハイブリッド車両の駆動系を模式的に示す構成図 ハイブリッド車両の制御系を模式的に示すブロック構成図 統合コントローラ２０の構成を機能的に示す説明図 統合コントローラ２０の制御動作を示すフローチャート エンジン回転数制御の実施判定の概念を示す説明図 エンジン回転数制御実施判定の演算ブロック図 エンジン回転数制御実施フラグＦercoの演算ブロック図 Ｆ１およびＦ２の設定手順を示すフローチャート Ｆ３の設定手順を示すフローチャート 本実施形態の制御手法を概念的に示す説明図

図１は、本実施形態にかかる制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動系を模式的に示す構成図である。ハイブリッド車両の駆動系（パワートレイン系）は、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、自動変速機ＡＴと、第２クラッチＣＬ２と、プロペラシャフトＰＳと、ディファレンシャルＤＦと、左右のドライブシャフトＤＳＬ，ＤＳＲと、左右の駆動輪（例えば左右の後輪ＲＬ，ＲＲ）とを有する。

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２１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との間に配置されたクラッチである。第１クラッチＣＬ１としては、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ることができる。この第１クラッチＣＬ１は、統合コントローラ２０からの駆動信号（ソレノイド電流指令）に応じて、スリップ締結を含み締結・開放が制御されている。

モータジェネレータＭＧは、永久磁石が埋設されたロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータとで構成される同期型モータジェネレータである。このモータジェネレータＭＧは、電力の供給を受けている場合には、回転駆動する電動機として動作することもできるし、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動作することもできる。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，Ｒとの間に配置されたクラッチである。第２クラッチＣＬ２としては、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ることができる。この第２クラッチＣＬ２は、統合コントローラ２０からの駆動信号（ソレノイド電流指令）に応じて、スリップ締結を含み締結・開放が制御されている。

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替える変速機である。前述の第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構成されている。

この自動変速機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ＤＦ、左右のドライブシャフトを介して左右後輪ＲＬ，ＲＲに連結されている
。

このハイブリッド車両には、例えば３つの走行モードが存在する。第１走行モードは、第１クラッチＣＬ１を開放状態とし、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（以下「ＥＶ走行モード」という）である。第２走行モードは、第１クラッチＣＬ１を締結状態とし、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」という）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」という）である。ＷＳＣ走行モードは、特にバッテリ８（図２参照）の充電量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する。さらに、このＷＳＣ走行モードは、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。また、このハイブリッド車両は、車両停止時、定速運転時あるいは加速運転時には、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。

図２は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御系を模式的に示すブロック構成図である。この制御系は、統合コントローラ２０と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２２とを主体に構成されており、これらのコントローラ２０〜２２によりハイブリッド車両の制御装置が構成される。

統合コントローラ２０は、パワートレイン系の動作点を統合制御する。この統合コントローラ２０には、統合制御を行うために、各種センサからのセンサ信号が入力されている。エンジン回転数センサ１０は、エンジンＥの回転数を検出する。ＭＧ回転数センサ１１は、モータジェネレータＭＧの回転数を検出する。ＡＴ入力回転数センサ１２は、自動変速機ＡＴの入力回転数を検出する。ＡＴ出力軸回転数センサ１３は、自動変速機ＡＴの出力軸回転数ＲＴＯを検出する。ＳＯＣセンサ１６は、バッテリ９の充電状態ＳＯＣを検出する。ＡＰＯセンサ１７は、アクセル開度ＡＰＯを検出する。ＣＬ１ストロークセンサ２３は、第１クラッチＣＬ１を作動する油圧アクチュエータのピストンのストローク位置をＣＬ１ストロークとして検出する。

統合コントローラ２０は、アクセル開度ＡＰＯと、バッテリ充電状態ＳＯＣと、車速ＶＳＰ（自動変速機ＡＴの出力軸回転数に比例）とに応じて、運転者が望む駆動力が実現できる目標走行モードを演算する。また、統合コントローラ２０は、モータコントローラ２２に目標モータトルクまたは目標モータ回転数を指令し、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを指令する。さらに、統合コントローラ２０は、第１クラッチＣＬ１を作動する油圧アクチュエータを制御するソレノイドバルブ１４および第２クラッチＣＬ２を作動する油圧アクチュエータを制御するソレノイドバルブ１５に駆動信号（ソレノイド電流指令）をそれぞれ指令する。

エンジンコントローラ２１は、目標エンジントルクに基づいて、エンジンＥを制御する。

モータコントローラ２２は、目標モータトルク（または目標モータ回転数）に基づいて、モータジェネレータＭＧを制御する。具体的には、モータコントローラ２２は、目標モータトルク（または目標モータ回転数）に基づいてインバータ３を動作することにより、バッテリ９からインバータ３を介して出力される三相交流電流を通じてモータジェネレータＭＧを制御する。

ここで、図３は、統合コントローラ２０の構成を機能的に示す説明図である。本実施形態との関係において、この統合コントローラ２０は、これを機能的に捉えた場合、目標駆
動トルク演算部５０と、メイン制御部５１と、目標入力トルク演算部５２と、目標入力回転数演算部５３と、目標Ｅ／Ｍトルク演算部５４と、目標モータ回転数演算部５５と、目標第２クラッチトルク演算部５６と、モータ制限トルク演算部５７と、目標第２クラッチトルク容量演算部５８とを有する。

目標駆動トルク演算部５０は、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとに基づいて、目標駆動トルクを演算する。ここで、目標駆動トルクは、第２クラッチＣＬ２の駆動輪ＲＬ，ＲＲ側の回転軸である、第２クラッチＣＬ２の出力軸における目標駆動トルクである。

メイン制御部５１は、目標駆動トルクと、車速ＶＳＰと、各種のシステム状態ＳＳＤと、第２クラッチＣＬ２のスリップ回転数ＣＳＤとが入力されており、各種の処理を行う。このメイン制御部５１は、目標走行モード演算部５１ａと、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂと、過渡走行モード演算部５１ｃとを有する。

目標走行モード演算部５１ａは、車両の目標走行モードを、ＥＶ走行モード、ＨＥＶ走行モードおよびＷＳＣ走行モードのなかから決定する。

エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、モータ回転数制御を実施しているシーンにおいて、このモータ回転数制御に代えてエンジン回転数制御を実施するか否かを判定する。ここで、モータ回転数制御は、第２クラッチＣＬ２の入力軸の入力軸回転数が目標入力軸回転数と一致するようにモータジェネレータＭＧを回転数制御することである。一方、エンジン回転数制御は、第２クラッチの入力軸の入力軸回転数が目標入力軸回転数と一致するようにエンジンＥを回転数制御することである。

過渡走行モード演算部５１ｃは、エンジン回転数制御を実施すると判定された場合、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へと切り替える際の過渡状態時における制御モードを管理する。

目標入力トルク演算部５２は、目標駆動トルクと、メイン制御部５１の演算結果とに基づいて、第２クラッチＣＬ２の入力軸における目標入力トルクを演算する。

目標入力回転数演算部５３は、目標駆動トルクと、メイン制御部５１の演算結果と、車速ＶＳＰと、自動変速機ＡＴの出力軸回転数ＲＴＯと、第２クラッチＣＬ２の制御状態とに基づいて、第２クラッチＣＬ２の入力軸における目標入力回転数を演算する。

目標Ｅ／Ｍトルク演算部５４は、目標入力トルクに基づいて、目標エンジントルクまたは目標モータトルクを演算する。演算された目標エンジントルクは、エンジンコントローラ２１に出力され、演算された目標モータトルクは、モータコントローラ２２に出力される。

目標モータ回転数演算部５５は、目標入力回転数に基づいて、目標モータ回転数を演算する。演算された目標モータ回転数は、モータコントローラ２２に出力される。

目標第２クラッチトルク演算部５６は、目標駆動トルクと、メイン制御部５１の演算結果とに基づいて、目標第２クラッチトルクを演算する。演算された目標第２クラッチトルクは、モータ制限トルク演算部５７および目標第２クラッチトルク容量演算部５８に出力される。

モータ制限トルク演算部５７は、目標モータトルクと、目標入力回転数と、目標第２クラッチトルクとに基づいて、ＷＳＣ走行モードの選択時は、目標モータトルクに対する制
限値を算出する。

目標第２クラッチトルク容量演算部５８は、目標モータトルクと、目標入力回転数と、目標第２クラッチトルクとに基づいて、目標第２クラッチトルク容量を演算する。目標第２クラッチトルク容量演算部５８は、目標第２クラッチトルク容量に基づいて、ソレノイドバルブ１５にソレノイド電流指令を出力する。

図４は、本実施形態にかかる統合コントローラ２０の制御動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定周期で呼び出され、統合コントローラ２０によって実行される。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、統合コントローラ２０は、エンジンコントローラ２１およびモータコントローラ２２から必要なデータを受信する。そして、ステップ２（Ｓ２）において、統合コントローラ２０は、各センサからセンサ値を読み込む。

ステップ３（Ｓ３）において、目標駆動トルク演算部５０は、目標駆動トルクを演算する。この演算により、車速、アクセル開度、ブレーキ制動力に応じて目標駆動トルクが決定される。

ステップ４（Ｓ４）において、目標走行モード演算部５１ａは、目標走行モードを演算する。この演算では、バッテリ９の充電状態ＳＯＣ、アクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ、さらには路面勾配などに基づいて目標走行モードが決定される。このステップ４において目標走行モードとしてＷＳＣ走行モードが選択された場合、統合コントローラ２０は、モータ回転数制御を行いつつ、第２クラッチＣＬ２をスリップ状態で走行を行う。

ステップ５（Ｓ５）において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、モータ回転数制御に代えてエンジン回転数制御を実施するか否かを判定する（エンジン回転数制御実施判定）。この判定は、目標駆動トルク、バッテリ９の充電状態ＳＯＣ、インバータ８の出力制限を始めとするモータ状態、モータジェネレータＭＧの出力制限である上限・下限トルク、実モータジェネレータトルク、目標走行モード、車速ＶＳＰおよび自動変速機ＡＴの変速段などの走行状態に基づいて行う。

また、本実施形態の特徴の一つとして、エンジン回転数制御実施判定として、モータジェネレータＭＧにより発電を行っているシーンでは、発電上限トルクおよび発電下限トルクとの範囲と、モータジェネレータＭＧの目標発電トルクとが比較される。ここで、発電上限トルクは、モータジェネレータＭＧの特性に応じて決定されるモータ上限トルクから、発電トルクずれ許容値（すなわち目標エンジントルクと実際のエンジントルクとの間に生じる差であるエンジントルクばらつき）を減算した値に対応する。一方、発電下限トルクは、モータジェネレータＭＧの特性に応じて決定されるモータ上限トルクに、発電トルクずれ許容値（すなわちエンジントルクばらつき）を加算した値に対応する。

（数式１）
Ｌmu ＜ 目標発電トルク ＜ Ｌmo
Ｌmu＝ｍｉｎ｛（モータ下限トルク＋エンジントルクばらつき），０｝
Ｌmo＝ｍｉｎ｛（モータ上限トルク−エンジントルクばらつき），０｝
ここで、ｍｉｎ｛Ａ１，・・・Ａｎ（ｎ：２以上の自然数）｝は、Ａ１〜Ａｎのうちの最小値を意味し、ｍａｘ｛Ａ１，・・・Ａｎ｝は、Ａ１〜Ａｎのうちの最大値を意味する（以下同じ）。したがって、同数式におけるｍｉｎ｛（モータ下限トルク＋エンジントルクばらつき），０｝は、「モータ下限トルク＋エンジントルクばらつき」および「０」のうちの最小値を意味し、ｍｉｎ｛（モータ上限トルク−エンジントルクばらつき），０｝は、「（モータ上限トルク−エンジントルクばらつき）」および「０」のうちの最小値を意味する。

エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、図５に示すように、目標発電トルクが上記の範囲から外れた場合には、モータ回転数制御に代えてエンジン回転数制御を実施するとの判定を行う。なお、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、上記の範囲に目標発電トルクが設定できなかった場合も、エンジン回転数制御を実施するとの判定を行う。

図６は、エンジン回転数制御実施判定の演算ブロック図である。エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、エンジン回転数制御実施フラグＦercoを設定し、このフラグＦercoの状態に応じて目標発電トルクの使用範囲を切り替えている。

図７は、エンジン回転数制御実施フラグＦercoの演算ブロック図である。エンジン回転数制御実施フラグＦercoは、以下に示す４つのフラグＦvrc，Ｆercm，Ｆercs，Ｆercbの
状態に応じて設定される。各フラグＦerco，Ｆvrc，Ｆercm，Ｆercs，Ｆercbは、オン（
ＯＮ）またはオフ（ＯＦＦ）のいずれかにセットされており、オンはエンジン回転数制御の実施を判定するものであり、オフはエンジン回転数制御の不実施を判定するものである。

第１のフラグＦercmは、モータジェネレータＭＧのトルク要求に応じてエンジン回転数制御の実施を判定するフラグである。この第１のフラグＦermcは、Ｆ１〜Ｆ３に示す３つのフラグの状態に応じてオンオフが設定される。

図８は、Ｆ１およびＦ２の設定手順を示すフローチャートである。まず、ステップ２０（Ｓ２０）において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、発電下限トルクが所定のしきい値以上であるか否かを判定する。このステップ２０において肯定判定された場合、すなわち、発電下限トルクがしきい値以上の場合には、ステップ２１（Ｓ２１）においてＦ１がオンに設定される。一方、ステップ２０において否定判定された場合、すなわち、発電下限トルクがしきい値よりも小さい場合には、ステップ２２（Ｓ２２）に進む。

ステップ２２において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、発電下限トルクが所定のしきい値とヒステリシスαとを加算した加算値よりも小さいか否かを判定する。ステップ２２において肯定判定された場合、すなわち、発電下限トルクが前述の加算値よりも小さい場合には、ステップ２３（Ｓ２３）においてＦ１がオフに設定される。一方、ステップ２２において否定判定された場合、すなわち、発電下限トルクが前述の加算値以上の場合には、ステップ２４（Ｓ２４）においてＦ１に前回値が設定される。

ステップ２５（Ｓ２５）において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、発電上限トルクから発電下限トルクを減算した減算値が所定のしきい値以下か否かを判定する。このステップ２５において肯定判定された場合、すなわち、前述の減算値がしきい値以下の場合には、ステップ２６（Ｓ２６）においてＦ２がオンに設定される。一方、ステップ２５において否定判定された場合、すなわち、前述の減算値がしきい値よりも大きい場合には、ステップ２７（Ｓ２７）に進む。

ステップ２７（Ｓ２７）において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、前述の減算値がしきい値とヒステリシスαとの加算値よりも大きいか否かを判定する。このステップ２７において肯定判定された場合、すなわち、前述の減算値がしきい値とヒステリシスαとの加算値よりも大きい場合には、ステップ２８（Ｓ２８）においてＦ２がオフに設定される。一方、ステップ２７において否定判定された場合、すなわち、前述の減算値がしきい値とヒステリシスαとの加算値以下の場合には、ステップ２９（Ｓ２９）においてＦ２に前回値が設定される。

図９は、Ｆ３の設定手順を示すフローチャートである。まず、ステップ３０（Ｓ３０）において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、モータジェネレータＭＧの制御が回転数制御であるか否かを判定する。このステップ３０において肯定判定された場合、すなわち、モータジェネレータＭＧの制御が回転数制御である場合には、ステップ３１（Ｓ３１）に進む。一方、ステップ３０において否定判定された場合、すなわち、モータジェネ
レータＭＧの制御が回転数制御ではない場合には、後述するステップ３３（Ｓ３３）に進む。

ステップ３１において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、以下に示す条件の少なくとも一方が所定時間成立するか否かを判定する。
（条件１）
（モータ上限トルク−モータトルク）≦しきい値
（条件２）
（モータトルク−モータ下限トルク）≦しきい値

このステップ３１において肯定判定された場合、すなわち、いずれか一方または両方の条件が成立する場合には、ステップ３２（Ｓ３２）に進む。一方、ステップ３１において否定判定された場合、すなわち、両方の条件がそれぞれ不成立の場合には、ステップ３４（Ｓ３４）に進む。

ステップ３２において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、Ｆ３をオンに設定する。

ステップ３３において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、以下に示す条件の両方が所定時間成立するか否かを判定する。
（条件１）
エンジン回転数制御実施
（条件２）
｜エンジン回転数−目標入力回転数｜≦しきい値

このステップ３３において肯定判定された場合、すなわち、両方の条件がそれぞれ成立する場合には、ステップ３４（Ｓ３４）に進む。一方、ステップ３３において否定判定された場合、すなわち、いずれか一方または両方の条件が不成立の場合には、ステップ３２に進む。

ステップ３４において、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、Ｆ３をオフに設定する。

エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれか一つでもオンであれば第１のフラグＦercmをオンに設定し、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の全てがオフであれば第１のフラグＦercmをオフに設定する。

第２のフラグＦercsは、バッテリ９の充電状態ＳＯＣの要求に応じてエンジン回転数制御の実施を判定するフラグである。この第２のフラグＦercsは、例えば、充電状態ＳＯＣが高いようなシーンにおいてオンに設定され、これ以外のシーンにおいてオフに設定されている。

第３のフラグＦercbは、バッテリ９の要求に応じてエンジン回転数制御の実施を判定するフラグである。この第３のフラグＦercbは、バッテリ９の温度が低いといったように、バッテリ９への充電が困難となるようなシーンにおいてオンに設定され、これ以外のシーンにおいてオフに設定されている。

再び図７を参照するに、エンジン回転数制御実施判定部５１ｂは、第１から第３のフラグＦercm，Ｆercs，Ｆercbのいずれか一つがオンであり、かつ、車両の走行状態に応じてエンジン回転数制御の実施を判定するフラグＦvrcがオンであることを条件に、エンジン
回転数制御実施フラグＦercoをオンに設定する。一方、先の条件が成立しない場合には、エンジン回転数制御実施フラグＦercoがオフに設定される。

また、図６を参照するように、エンジン回転数制御実施フラグＦercoがオンである場合、目標発電トルクは以下に示す演算を経て算出される。
（数式２）
第１の候補値＝ｍａｘ｛モータ下限トルク，目標発電トルク初期値｝
目標発電トルク＝ｍｉｎ｛０，モータ上限トルク，第１の候補値｝

ここで、目標発電トルク初期値は、バッテリ９の充電状態ＳＯＣに応じて演算される目標発電トルクである。

一方、エンジン回転数制御実施フラグＦercoがオフである場合、目標発電トルクは以下に演算を経て算出される。
（数式３）
第１の候補値＝ｍｉｎ｛発電下限トルク，０｝
第２の候補値＝ｍａｘ｛第１の候補値，目標発電トルク初期値｝
第３の候補値＝ｍａｘ｛発電上限トルク，０｝
目標発電トルク＝ｍｉｎ｛第２の候補値，第３の候補値｝

再び、図４を参照するに、ステップ６（Ｓ６）において、過渡走行モード演算部５１ｃは、目標走行モードがＷＳＣ走行モードであり、かつ、エンジン回転数制御の実施判定がなされたことを条件に、過渡走行モードを選択する。この過渡走行モードは、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へと切り替わる過渡状態においてエンジンＥおよびモータジェネレータＭＧの制御モードを管理する。

（１）過渡制御モード＝０
このモードは、モータジェネレータＭＧによる回転数制御が実施されているケースで選択される。このモードでは、エンジンＥの制御はトルク制御により実施され、モータジェネレータＭＧの制御は回転数制御により実施される。

（２）過渡制御モード＝１
このモードは、モータ回転数制御からエンジン回転数制御へと移行した後（すなわち、エンジンＥの制御モードがトルク制御から回転数制御へと移行した後）、エンジントルクが安定するまでの期間において選択される。このモードでは、エンジンＥおよびモータジェネレータＭＧの制御はそれぞれ回転数制御により実施される。

（３）過渡制御モード＝２
このモードは、エンジントルクが安定した後、モータジェネレータＭＧの制御が回転数制御からトルク制御へと移行するまでの期間において選択される。このモードでは、エンジンＥおよびモータジェネレータＭＧの制御はそれぞれ回転数制御により実施される。また、このモードが選択されている場合には、モータジェネレータＭＧを回転数制御にて制御していたシーンよりも、モータ上限トルクを徐々に低下させるとともに、モータ下限トルクを徐々に増加させる。これにより、モータ制限トルクを徐々に目標モータトルクへと変化させることとしている。このようなモータ制限トルクは、後述するモータ制限トルク演算部５７によって演算される。

（４）過渡制御モード＝３
このモードは、モータジェネレータＭＧの制御モードが回転数制御からトルク制御へと移行した後において選択される。このモードでは、エンジンＥの制御は回転数制御により
実施され、モータジェネレータＭＧの制御はトルク制御により実施される。

ステップ７（Ｓ７）において、目標入力回転数演算部５３は、目標入力回転数を演算する。目標走行モードとしてＷＳＣ走行モードが選択されている場合、目標入力回転数演算部５３は、第２クラッチＣＬ２の制御状態（スリップ／締結状態）に応じて目標入力回転数を演算する。この目標入力回転数は、第２クラッチＣＬ２をスリップ状態から締結状態へ移行する場合、スリップ回転数角加速度が緩やかに変化するように設定される。これにより、第２クラッチＣＬ２の締結時に生じる回転数変動トルク（慣性モーメント×スリップ回転数角加速度）の低減を図ることができる。

ステップ８（Ｓ８）において、目標入力トルク演算部５２は、目標駆動トルクおよび各種デバイスの保護を考慮した目標入力トルクを演算する。

ステップ９（Ｓ９）において、目標Ｅ／Ｍトルク演算部５４は、目標エンジントルクおよび目標モータトルクを演算する。この演算では、目標入力トルクに対して目標発電トルクを加算した値が目標エンジントルクとして算出される。目標モータトルクは、目標発電トルクに応じて算出される。

また、目標Ｅ／Ｍトルク演算部５４は、エンジン回転数制御へ移行した後は、回転数偏差に応じてモータトルクによる補正を実施する。この制御は、エンスト抑制のため、回転数低下時のみ作動する。すなわち、エンジンＥの回転数制御の性能保証範囲（エンストせずにアイドル回転が維持できる性能が保証されている範囲）内においては、エンジンＥのみで回転数制御を行う。一方、この性能保証範囲を超える場合（回転数が低下する場合）には、モータジェネレータＭＧによる回転制御を実施する。具体的には、このモータジェネレータＭＧによる回転制御では、フィードフォワード制御で目標モータトルクを指示しておき、エンジンＥによる回転数制御を行いつつも、回転数が低下した場合に、回転数の目標値に対する偏差に応じたモータトルク指令値をフィードフォワードの目標モータトルクに対して加算する。

ステップ１０（Ｓ１０）において、目標第２クラッチトルク容量が演算される。具体的には、目標第２クラッチトルク演算部５６は、目標走行モードがＷＳＣ走行モードである場合には、第２クラッチトルクが目標駆動トルクとなるように目標第２クラッチトルクを演算する。そして、第２クラッチトルク容量演算部５８は、目標第２クラッチトルクに基づいて、目標第２クラッチトルク容量を演算する。

ステップ１１（Ｓ１１）において、モータ制限トルク演算部５７は、モータ制限トルクを演算する。具体的には、モータ制限トルク演算部５７は、ＷＳＣ走行モードの選択時は、目標モータトルクに対して、回転数変動分および外乱補正分のトルクマージンを考慮した制限値を算出する。

このように本実施形態において、統合コントローラ（制御部）２０は、第２クラッチＣＬ２のモータジェネレータＭＧ側の回転軸である入力軸回転数が目標入力軸回転数と対応するように、エンジンＥまたはモータジェネレータＭＧによる回転数制御を行っている。この場合、統合コントローラ２０は、モータジェネレータＭＧによる回転数制御を行いつつモータジェネレータＭＧにより発電を行う場合には、モータジェネレータＭＧの目標発電トルクを、前述の数式１で示される関係式の範囲（図１０（ａ）参照）に設定する。そして、統合コントローラ２０は、この関係式が成立しないことを条件に、モータジェネレータＭＧによる回転数制御からエンジンＥによる回転数制御に切り替える。

かかる構成によれば、数式１の関係が成立しないことを条件に、モータ回転数制御から
エンジン回転数制御に切り替えられる。モータ回転数制御を行っている場合には、モータジェネレータＭＧの駆動範囲と外乱トルクとの関係をフィードフォワード的に整理しつつ、外乱トルクが大きくなった場合には、モータトルクでこの状態を検知し、エンジンＥによる回転数制御へと切り替えられる。これにより、エンジントルクばらつきがあった場合でもエンジン回転数変動を抑制しつつ、所望の発電量を実現することができる。

また、本実施形態において、統合コントローラ２０は、エンジントルクばらつきによりモータトルクがモータ制限トルクにより制限された場合には、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替えられる（図１０（ｂ）参照）。

かかる構成によれば、エンジントルクばらつきがあった場合でも所望の発電量を実現しつつ、エンジン回転数変動を抑制することができる。

また、本実施形態において、統合コントローラ２０は、エンジン回転数制御の状態に応じて、目標発電トルクの使用範囲を切り替えている。これにより、目標発電トルクを適切に設定することが可能となる。

また、本実施形態において、統合コントローラ２０は、モータ回転数制御からエンジン回転数制御に切り替える場合、エンジントルクの安定を判定するまでは、エンジン回転数制御およびモータ回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後は、エンジン回転数制御およびモータジェネレータＭＧによるトルク制御を行う。かかる構成によれば、モータ回転数制御からエンジン回転数制御への切り替え時の回転数変動を抑制しつつ、可能な範囲で発電を実現することができる。

また、本実施形態において、統合コントローラ２０は、エンジン回転数制御に移行した後は、エンジン回転数制御の性能保証範囲において回転数制御を行い、この性能保証範囲を超える回転偏差についてはモータ回転数制御を行う。かかる構成によれば、エンジン回転数制御時においても、所望の発電量を実現しつつ、回転数低下も抑制することができる。

以上、本発明の実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、ハイブリッド車両の構成は上記構成に限定されるものではなく、第２クラッチＣＬ２として、変速機の入力軸と出力軸のいずれかに新たなクラッチを設けてもよい。

１０ エンジン回転数センサ
１１ ＭＧ回転数センサ
１２ ＡＴ入力回転数センサ
１３ ＡＴ出力軸回転数センサ
１４ ソレノイドバルブ
１５ ソレノイドバルブ
１６ ＳＯＣセンサ
１７ ＡＰＯセンサ
２０ 統合コントローラ
２１ エンジンコントローラ
２２ モータコントローラ
２３ ＣＬ１ストロークセンサ
５０ 目標駆動トルク演算部
５１ メイン制御部
５１ａ 目標走行モード演算部
５１ｂ エンジン回転数制御実施判定部
５１ｃ 過渡走行モード演算部
５２ 目標入力トルク演算部
５３ 目標入力回転数演算部
５４ 目標Ｅ／Ｍトルク演算部
５５ 目標モータ回転数演算部
５６ 目標第２クラッチトルク演算部
５７ モータ制限トルク演算部
５８ 目標第２クラッチトルク容量演算部
Ｅ エンジン
ＭＧ モータジェネレータ
ＡＴ 自動変速機
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＣＬ２ 第２クラッチ

Claims (5)

1. モータジェネレータと、
   前記モータジェネレータと駆動輪との間に配置されたクラッチと、
   前記モータジェネレータの回転軸と接続するエンジンと、
   を有するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記クラッチの前記モータジェネレータ側の回転軸である入力軸回転数が目標入力軸回転数と対応するように、前記エンジンまたは前記モータジェネレータによる回転数制御を行う制御部を有し、
   前記制御部は、前記モータジェネレータによる回転数制御を行いつつ当該モータジェネレータにより発電を行う場合には、前記モータジェネレータの目標発電トルクを、
   ｍｉｎ｛（モータ下限トルク＋エンジントルクばらつき），０｝＜目標発電トルク＜ｍｉｎ｛（モータ上限トルク−エンジントルクばらつき），０｝
   で示される関係式の範囲に設定し、
   当該関係式が成立しないことを条件に、前記モータジェネレータによる回転数制御から前記エンジンによる回転数制御に切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記エンジントルクばらつきによりモータトルクがモータ制限トルクにより制限された場合には、前記モータジェネレータによる回転数制御から前記エンジンによる回転数制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記エンジンによる回転数制御の制御状態に応じて、目標発電トルクの使用範囲を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載されたハイブリッド車両
   の制御装置。
4. 前記制御部は、前記モータジェネレータによる回転数制御から前記エンジンによる回転数制御に切り替える場合、エンジントルクの安定を判定するまでは、前記エンジンによる回転数制御および前記モータジェネレータによる回転数制御を同時に行い、エンジントルクの安定を判定した後は、前記エンジンによる回転数制御および前記モータジェネレータによるトルク制御を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記制御部は、前記エンジンによる回転数制御に移行した後は、当該エンジンによる回転数制御の性能保証範囲において回転数制御を行い、当該性能保証範囲を超える回転偏差についてはモータジェネレータによる回転数制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置。

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