JP5648461B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、発電機として主に機能する第１回転電機と、駆動輪に連結された駆動軸に動力を供給する電動機として主に機能する第２回転電機と、内燃機関の出力トルクを第１回転電機側と駆動軸及び第２回転電機側とに分配する動力分配機構を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、動力源としてエンジンと第１及び第２回転電機とを備えるとともに、第２回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、クラッチを解放することで、エンジンを切り離して第２回転電機によりＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行を行う。

また、特許文献２には、回転電機とエンジンとの間にクラッチを設け、クラッチの差回転数に応じてフィードバック制御を行い、そのゲインをアクセル開度に応じて変化させることで、クラッチの半係合状態（滑り状態）である時間を調整する技術が開示されている。また、特許文献３には、回転電機と車輪との間にクラッチを設け、クラッチの係合を許容する上限差回転数である許容差回転数を車速に応じて求める技術が開示されている。

特開２０００−２０９７０６号公報 特開２００６−１２３６４２号公報 特開２００６−２３４１４１号公報

第２回転電機とエンジンとの結合状態をクラッチにより切り替え可能なハイブリッド車両において、クラッチが解放状態にあるＥＶ走行時からエンジンを始動させてクラッチを係合させる場合、要求駆動力によっては、クラッチの係合によりショックの発生等が生じるおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時のショックの発生等を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第２回転電機により走行を行う第１走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第２走行モードへ走行モードを切り替える際、前記クラッチを、滑らせながら係合状態にする制御手段と、を備え、前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記クラッチの滑り量を変更し、前記制御手段は、前記クラッチの係合要素の回転数差が所定範囲に存在する場合、前記クラッチを、滑らせながら係合状態にし、前記制御手段は、トランスミッション内の油の温度が所定値よりも小さい場合、当該温度が前記所定値以上の場合と比べて、前記所定範囲を小さくする。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、動力伝達機構と、制御手段と、を備える。動力伝達機構は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える。具体的には、動力伝達機構は、第１回転電機に連結された第１回転要素と、第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、エンジンと連結する第３回転要素とを備える。ここで、「連結」とは、動力（回転）の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、第１走行モードから、第２走行モードへ走行モードを切り替える際、クラッチを、滑らせながら係合状態にする。ここで、第１走行モードは、クラッチが解放状態の場合の走行モードであり、エンジンを停止させたＥＶ走行を指す。第２走行モードは、クラッチが係合状態にしてエンジンを駆動させた走行モードであり、例えば、エンジンから出力された動力を２つに分配し、一部を機械的な動力のまま駆動軸に出力すると共に、残余を電力に変換して駆動軸に出力するシリーズパラレル走行である。そして、制御手段は、要求駆動力に応じてクラッチの滑り量を変更する。「クラッチの滑り量」とは、クラッチが滑り状態の時にクラッチに生じる発熱量に相当する。

一般に、要求駆動力によって、適切なクラッチの滑り量は異なる。例えば、クラッチの滑り状態において、要求駆動力が大きく、クラッチに大きなトルクが伝達される場合には、発熱によるクラッチの劣化の抑制及び高応答性の観点から、係合時でのクラッチの滑り量が少ないことが望ましい。一方、要求駆動力が小さい場合には、相対的にユーザはショックを感じやすくなることから、係合時でのクラッチの滑り量が大きいことが望ましい。以上を勘案し、ハイブリッド車両の制御装置は、要求駆動力に応じてクラッチの滑り量を変更する。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、応答性の向上やショックの低減等を実現することができる。
また、制御手段は、クラッチの係合要素の回転数差が所定範囲に存在する場合、クラッチを、滑らせながら係合状態にし、制御手段は、トランスミッション内の油の温度が所定値よりも小さい場合、当該温度が所定値以上の場合と比べて、所定範囲を小さくする。上述の所定値は、例えばクラッチの応答性低下に起因したショック発生の有無の観点に基づき、実験等により予め定められる。この態様により、ハイブリッド車両の制御装置は、低油温時にクラッチの制御性が低い場合であっても、クラッチ係合時のショックを低減することが可能となる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記クラッチを滑らせる時間幅を変更することで、前記クラッチの滑り量を調整する。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、好適にクラッチの滑り量を調整し、応答性の向上やショックの低減等を実現することができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記所定範囲を設定する。一般に、要求駆動力が大きい場合は、高応答性が求められる一方、ユーザのショック感度は相対的に低くなる。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、所定範囲を要求駆動力に応じて設定することで、ショックを抑制しつつ応答性を向上させることができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、要求駆動力が所定値よりも大きい場合、当該要求駆動力が前記所定値以下の場合と比べて、前記所定範囲を大きくする。上述の所定値は、例えば高応答性の必要の有無の観点及びショック感度の観点等に基づき実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、ＷＯＴ（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ）時など要求駆動力が大きい場合に、ショックが許容される範囲で応答性を高めることができる。

実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。 ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。 アクセル開度とクラッチ滑り時間幅との関係を示すマップの一例である。 第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。 ハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。 上限許容差回転数とアクセル開度との関係を示すマップの一例である。 第２実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［ハイブリッド車両の構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、油温センサ１６及びハイブリッド駆動装置１０を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における「制御手段」として機能する。なお、本発明に係る制御手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば制御手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。

ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。

バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。

アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

油温センサ１６は、ハイブリッド駆動装置１０内のトランスミッションの油温を検出することが可能に構成されたセンサである。油温センサ１６は、その検出結果を一定又は不定の周期でＥＣＵ１００へ出力する。

なお、図１に示すハイブリッド車両１の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。例えば、ＥＣＵ１００は、油温センサ１６に代えて、例えば外気温又はエンジン水温等から油温を推定してもよい。

［ハイブリッド駆動装置の構成］
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４０、クラッチＣＬ、ブレーキＢＲ、減速機構６０、及びオイルポンプ７０を備える。

エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する。エンジン２０の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に連結されている。

モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機である。

モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸（以後、「駆動軸ＯＵＴ」と呼ぶ。）に対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍ」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍは、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｇ」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。

尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。

動力分割機構３０は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構３０は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支する本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備える。

ここで、サンギヤＳ１は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。リングギヤＲ１は、クラッチＣＬを介して減速機構６０に連結されている。クラッチＣＬは、例えば、油圧制御式又は電磁式のクラッチである。また、リングギヤＲ１の回転数は、クラッチＣＬが締結された場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。

動力分割機構３０は、上述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。

減速機構６０は、モータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＬを介してリングギヤＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータＭＧ２に伝達する。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。

オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。

尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３０のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。

［制御方法］
まず、ＥＣＵ１００が実行するクラッチＣＬの制御について説明する。

ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行を行う場合、クラッチＣＬを解放状態とし、エンジン２０を停止させ、モータＭＧ２により走行を行う。このように、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行時にクラッチＣＬを解放状態とすることで、ＥＶ走行時でのモータＭＧ１及び動力分割機構３０の各ギヤ並びにベアリングの引き摺りによる損失を抑制する。上述のＥＶ走行は、本発明における「第１走行モード」の一例である。

一方、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを係合（締結）状態とし、エンジン２０を駆動させることで、ハイブリッド車両１を、所謂シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータＭＧ１、ＭＧ２により電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。以後、この走行状態を、「シリーズパラレル式走行」とも呼ぶ。シリーズパラレル式走行は、本発明における「第２走行モード」の一例である。

そして、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からシリーズパラレル式走行へ切り替える場合、クラッチＣＬを解放状態から係合状態へ遷移させてエンジン２０を始動させる。このとき、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを、係合状態と解放状態の中間状態（半係合状態）である滑り状態に所定時間幅（「クラッチ滑り時間幅ＴＣＬ」とも呼ぶ。）だけ保つ。

以下、この具体的な制御方法について、第１実施形態乃至第３実施形態で説明する。

以後では、「クラッチ滑り量」とは、滑り状態でのクラッチＣＬに発生する熱量に相当し、具体的には、係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬの差回転数と、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬと、係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬが押し合う力と、の積に相当する量である。後述するように、ＥＣＵ１００は、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを制御することで、クラッチ滑り量を調整する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、要求駆動力に応じてクラッチ滑り時間幅ＴＣＬを変更する。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａ及び登坂状況などのハイブリッド車両１の負荷の状態（単に「車両状態」とも呼ぶ。）に基づき、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを変更する。

より具体的には、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が大きく、エンジン２０の始動時（「エンジン始動時」とも呼ぶ。）にクラッチＣＬを介してエンジン２０へ伝達されるトルク（単に「伝達トルク」とも呼ぶ。）が大きい場合、即ち係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬが押し合う力が大きい場合には、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを短くして、クラッチ滑り量が増大化するのを抑制する。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮して応答性を高めると共に、クラッチＣＬの摩擦材が許容発熱量を超えるのを抑制する。

また、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時での伝達トルクが小さい場合、即ちエンジン始動時の要求駆動力が小さい場合には、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを長くし、クラッチ滑り量を大きくする。このように、ＥＣＵ１００は、伝達トルクが小さく、クラッチＣＬの係合に起因したショックをユーザが感じやすい状況で、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを長くすることで、ショックを抑制する。

クラッチ滑り時間幅ＴＣＬの設定方法について、図３を参照して具体的に説明する。図３は、アクセル開度Ｔａとクラッチ滑り時間幅ＴＣＬとの関係を示すマップの一例である。

図３に示すように、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａが大きいほど、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを短くする。これにより、ＥＣＵ１００は、高応答が必要な場合での応答性を向上させることができる。また、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの摩擦材の発熱を抑制し、当該摩擦材の寿命を延ばすことができる。また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａが小さいほど、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを長くする。これにより、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａが低開度の場合のクラッチＣＬの係合に起因したショックを低減させ、ドライバビリティを向上させることができる。

また、アクセル開度Ｔａに加え、又は、これに代えて、ＥＣＵ１００は、走行道路の上りの傾斜角度（単に「傾斜角度Ａｎｇ」とも呼ぶ。）に応じてクラッチ滑り時間幅ＴＣＬを決定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、傾斜角度Ａｎｇが大きく伝達トルクが大きくなると判断した場合には、傾斜角度Ａｎｇが小さいと判断した場合と比較して、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを短く設定する。この場合、例えば、ＥＣＵ１００は、Ｇセンサや角速度センサなどの各種センサの検出信号に基づきハイブリッド車両１の傾きを検出することで当該傾斜角度Ａｎｇを推定する。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照することで、傾斜角度Ａｎｇに基づき、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを決定する。上述のマップは、傾斜角度Ａｎｇとクラッチ滑り時間幅ＴＣＬとのマップ、または、傾斜角度Ａｎｇ及びアクセル開度Ｔａとクラッチ滑り時間幅ＴＣＬとのマップであり、例えば、実験等に基づき作成され、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される。

（処理フロー）
図４は、第１実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図４に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ１０１）。即ち、ＥＣＵ１００は、走行モードを、クラッチＣＬが解放状態にあるＥＶ走行から、クラッチＣＬを係合状態に移行させてシリーズパラレル式走行へ切り替えるべき走行状態であるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、エンジン２０の始動制御へ移行可能か否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動制御へ移行可能であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、又は、エンジン２０の始動制御へ移行可能ではないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ１００は、車両状態の特定を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１３の検出信号に基づきアクセル開度Ｔａを特定する。また、ＥＣＵ１００は、例えばＧセンサや角速度センサにより水平方向に対する車両の傾きを検出することにより、傾斜角度Ａｎｇを特定する。そして、ＥＣＵ１００は、車両状態に基づき、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを決定する（ステップＳ１０４）。ＥＣＵ１００は、例えば所定のマップを参照することで、上述のアクセル開度Ｔａ及び傾斜角度Ａｎｇに基づき、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを特定する。

そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４で定めたクラッチ滑り時間幅ＴＣＬだけクラッチＣＬを滑り状態に保つ（ステップＳ１０５）。このとき、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬの回転を同期させる制御（「クラッチ回転同期制御」とも呼ぶ。）を行い、クラッチＣＬの係合要素ＲＣＬ、ＯＣＬの差回転数の絶対値（以後、「差回転数Ｎｄ」とも呼ぶ。）が所定値以下になった場合に、クラッチＣＬを解放状態から滑り状態に移行させる。

次に、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを係合状態へ移行させる（ステップＳ１０６）。具体的には、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬを滑り状態から係合状態へ移行させる。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合後、エンジン２０の始動制御を実施する（ステップＳ１０７）。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が高い場合には、クラッチＣＬを解放状態から滑り状態へ移行させる差回転数Ｎｄの上限値（「上限許容差回転数Ｎｄｔｈ」とも呼ぶ。）を大きくする。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮し、応答性を向上させる。以後では、クラッチＣＬを解放状態から滑り状態へ移行させる差回転数Ｎｄの範囲を、「許容差回転数領域ＴＮｄ」とも呼ぶ。許容差回転数領域ＴＮｄは、本発明における「所定範囲」の一例である。

ここで、許容差回転数領域ＴＮｄについて、共線図を用いて説明する。図５は、クラッチ回転同期制御時のハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。図５において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順に、サンギヤＳ１（一義的に、モータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的に、エンジン２０）、係合要素ＲＣＬ（一義的に、リングギヤＲ１）、係合要素ＯＣＬ（一義的に、駆動軸ＯＵＴ）及びモータＭＧ２を表す。また、図５では、モータＭＧ１の力行トルク、モータＭＧ２の力行トルク、及び走行抵抗により発生するトルクをそれぞれ矢印「Ｙ１」、「Ｙ２」、「Ｙ３」により表示している。

ここで、係合要素ＯＣＬの回転数を基準とした場合、矢印「Ｙ４」が示す範囲に係合要素ＲＣＬの回転数が存在するとき、ＥＣＵ１００は、差回転数Ｎｄが許容差回転数領域ＴＮｄにあると判定する。ここで、矢印Ｙ４が示す範囲は、係合要素ＯＣＬの回転数に上限許容差回転数Ｎｄｔｈを加えた回転数を上限値とし、係合要素ＯＣＬの回転数に上限許容差回転数Ｎｄｔｈを減じた回転数を下限値とする範囲である。言い換えると、矢印Ｙ４が示す範囲は、破線「Ｌ３」の動作状態に対応する係合要素ＲＣＬの回転数を下限値、破線「Ｌ４」の動作状態に対応する係合要素ＲＣＬの回転数を上限値とする範囲である。そして、ＥＣＵ１００は、許容差回転数領域ＴＮｄに相当する矢印Ｙ４の幅を、要求駆動力に応じて変更する。

次に、具体的な上限許容差回転数Ｎｄｔｈの設定方法について、図６を参照して説明する。図６は、アクセル開度Ｔａと、上限許容差回転数Ｎｄｔｈとの関係を示すマップの一例である。上述のマップは、例えば許容されるショックの範囲を勘案し、実験等に基づき予め作成され、メモリに記憶される。

図６に示すように、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａが大きいほど、即ち要求駆動力が大きいほど、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを大きくする。即ち、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が大きく、ショックが許容される状況では、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを大きくして許容差回転数領域ＴＮｄを広げる。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、ショックによるドライバビリティの低下を抑制しつつ、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。

ここで、第２実施形態の効果について補足説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、応答性向上と、ショックによるドライバビリティ悪化の抑制とのバランスが保たれるように、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを設定した。一方、ＥＣＵ１００は、上述のクラッチ滑り時間幅ＴＣＬの調整を行う他、許容差回転数領域ＴＮｄを大きくすることによっても、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮し、応答性を向上させることが可能である。特に、ＷＯＴ時など、要求駆動力が大きく、ショックが許容される状況では、ＥＣＵ１００は、許容差回転数領域ＴＮｄを大きくしても、ドライバビリティを悪化させることなく、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮することが可能である。

以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が大きい場合には、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを大きくして許容差回転数領域ＴＮｄを拡大する。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。

（処理フロー）
図７は、第２実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ２０１）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、エンジン２０の始動制御へ移行可能か否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動制御へ移行可能であると判断した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３へ処理を進める。

一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、又は、エンジン２０の始動制御へ移行可能ではないと判断した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ１００は、車両状態の特定を行う（ステップＳ２０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、各種センサの検出信号に基づきアクセル開度Ｔａや傾斜角度Ａｎｇを特定する。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬを決定すると共に、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを決定する（ステップＳ２０４）。このとき、ＥＣＵ１００は、例えば、図６に示すマップを参照して、アクセル開度Ｔａから上限許容差回転数Ｎｄｔｈを決定する。

次に、ＥＣＵ１００は、差回転数Ｎｄが上限許容差回転数Ｎｄｔｈ以下となっているか否か判定する（ステップＳ２０５）。そして、ＥＣＵ１００は、差回転数Ｎｄが上限許容差回転数Ｎｄｔｈ以下であると判断した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、クラッチ滑り時間幅ＴＣＬだけクラッチＣＬを滑り状態に保つ（ステップＳ２０６）。一方、ＥＣＵ１００は、差回転数Ｎｄが上限許容差回転数Ｎｄｔｈより大きいと判断した場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、クラッチ回転同期制御を行い、引き続きステップＳ２０６で差回転数Ｎｄが上限許容差回転数Ｎｄｔｈ以下となっているか否か判定する。

次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０７で、クラッチＣＬを係合状態に移行させる（ステップＳ２０７）。そして、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合後、エンジン２０の始動制御を実施する（ステップＳ２０８）。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態に加え、又はこれに代えて、ＥＣＵ１００は、油温が低温度かつアクセル開度Ｔａが小さい場合、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを小さくする。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合時のショックを抑制し、ドライバビリティを向上させる。

一般に、トランスミッション内の油が低油温状態では、油圧応答性、即ちクラッチＣＬの制御性が低下する。従って、この場合、クラッチＣＬの係合時にショックが発生し、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

以上を勘案し、第３実施形態では、ＥＣＵ１００は、低油温等のクラッチＣＬの応答性及び制御性のばらつき発生要因を考慮する。具体的には、ＥＣＵ１００は、応答性の悪くショックが発生しやすい低油温時かつユーザがショックを感じる感度が相対的に高くなるアクセル開度Ｔａの低開度時では、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを小さくし、許容差回転数領域ＴＮｄを低回転数側に縮小させる。例えば、ＥＣＵ１００は、各種センサに基づき検出又は推定した油温及びアクセル開度Ｔａに基づき、所定のマップ等を参照し、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを定める。上述のマップは、油温及びアクセル開度Ｔａに対応する上限許容差回転数Ｎｄｔｈのマップであり、例えばクラッチＣＬの応答性及び制御性を勘案して実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合時のショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。

次に、第３実施形態の処理手順について説明する。第３実施形態では、ＥＣＵ１００は、第２実施形態の処理手順と同様、図７のフローチャートに基づき処理を行う。この場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０３で車両状態を特定する際、各種センサに基づき油温を推定又は検出する。そして、ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１００は、油温及びアクセル開度Ｔａに基づき、所定のマップ等を参照して、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを定める。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの応答性及び制御性のばらつき発生要因を考慮して、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを適切に定め、ショックの発生を抑制することができる。

[変形例]
第２実施形態の図６の説明では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａが大きいほど、即ち要求駆動力が大きいほど、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを大きくし、許容差回転数領域ＴＮｄを拡大した。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。

これに代えて、ＥＣＵ１００は、要求駆動力又はこれに相当するアクセル開度Ｔａが所定の閾値よりも大きい場合、その他の場合と比べて、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを所定値又は所定率だけ大きくしてもよい。上述の閾値は、高応答性が求められるか否かを判断するための閾値であり、例えば実験等に基づき予め定められる。また、上述の所定値及び所定率は、アクセル開度Ｔａ等に応じて定められる変数であってもよく、予め定められた定数であってもよい。これによっても、ＥＣＵ１００は、ＷＯＴ時などの要求駆動力が大きい場合には、許容差回転数領域ＴＮｄを大きくし、クラッチＣＬの係合に要する時間を短縮し、応答性を向上させることができる。

同様に、上述した第３実施形態の説明に代えて、ＥＣＵ１００は、油温が所定の閾値よりも小さい場合、その他の場合と比べて、上限許容差回転数Ｎｄｔｈを所定値又は所定率だけ小さくしてもよい。上述の閾値は、低油温により応答性、制御性が低下するか否かを判断するための閾値であり、例えば実験等に基づき予め定められる。これによっても、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬの係合時のショックを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。

１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッド駆動装置
１２ バッテリ
２０ エンジン
３０ 動力分割機構
４０ 入力軸
６０ 減速機構
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＣＬ クラッチ

Claims (4)

1. エンジンと、
   第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
   前記クラッチを解放状態にし、前記エンジンを停止させて前記第２回転電機により走行を行う第１走行モードから、前記クラッチを係合状態にし、前記エンジンを駆動させて走行を行う第２走行モードへ走行モードを切り替える際、前記クラッチを、滑らせながら係合状態にする制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記クラッチの滑り量を変更し、
   前記制御手段は、前記クラッチの係合要素の回転数差が所定範囲に存在する場合、前記クラッチを、滑らせながら係合状態にし、
   前記制御手段は、トランスミッション内の油の温度が所定値よりも小さい場合、当該温度が前記所定値以上の場合と比べて、前記所定範囲を小さくすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記クラッチを滑らせる時間幅を変更することで、前記クラッチの滑り量を調整することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、要求駆動力に応じて前記所定範囲を設定する請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、要求駆動力が所定値よりも大きい場合、当該要求駆動力が前記所定値以下の場合と比べて、前記所定範囲を大きくする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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