JP6183169B2 - 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。

ハイブリッド車両において、エンジン始動中にモータトルクが飽和し車両の駆動力低下やエンジン始動時間が長くなることを防ぐために、エンジン始動完了時にモータトルクが上限値に到達すると判断した場合に、エンジン始動を開始する技術が知られている（特許文献１参照）。より具体的には、アクセル開度変化率から算出したエンジン始動中の要求駆動力上昇値とエンジン始動に必要なクラッチトルク補償量とをモータトルク上限値から引いた値を閾値とし、要求駆動力がその閾値を超えたことを条件にエンジン始動を開始する。

特開２００５−１３８７４３号公報

一般的に、モータトルク上限値はモータ回転数の上昇に伴い減少することが知られている。そのため、エンジン始動中にモータ回転数が上昇することで、モータトルク上限値がエンジン始動時の想定よりも減少する場合がある。また、エンジン始動中にアクセル開度が変わり、エンジン始動時の想定よりも要求駆動力が上昇する場合がある。いずれの場合も、エンジン始動中にモータトルクが飽和或いは減少する可能性がある。

本発明は、エンジン始動中にモータトルクが飽和或いは低下するのを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明によるハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの始動完了までの要求駆動力制限値の時間変化を表した駆動力時系列パターンを決定する駆動力時系列パターン決定手段を備え、エンジン始動中は、決定した駆動力時系列パターンに基づいて要求駆動力を制限する。駆動力時系列パターン決定手段は、エンジン始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値に到達するように駆動力時系列パターンを決定する。

本発明によれば、エンジン始動中の要求駆動力をモータトルク上限値以下に制限するため、エンジン始動中にモータトルクが飽和或いは低下することを防ぐことができる。

図１は、本案の一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置が適用されたパラレルハイブリッド車両の駆動系を示すシステム構成図である。 図２は、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である。 図３は、モータ回転数とモータトルク上限値の関係を表すモータ特性図である。 図４は、第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である。 図５は、第３の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である。 図６は、第４の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である。 図７は、第５の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である。 図８は、第６の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合の動作例を示す図である 図９は、第７の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合において、要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するように駆動力時系列パターンを決定した場合の動作例を示す図である。 図１０は、第７の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合において、要求駆動力制限値が固定値となるように駆動力時系列パターンを決定した場合の動作例を示す図である 図１１は、第１から第６の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合において、エンジン始動中の駆動力演算部分について示すフローチャート図である。 図１２は、第７の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した場合において、エンジン始動中の駆動力演算部分について示すフローチャート図である。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明におけるハイブリッド車両の制御装置を適用したパラレルハイブリッド車両の駆動系を示すシステム構成図である。同図に示すように、本実施形態によるハイブリッド車両は、駆動用モータ１、エンジン２、第１クラッチ（乾式クラッチ）３、第２クラッチ（湿式クラッチ）４、変速機５、エンジン始動用モータ６、第２クラッチ入力回転数センサ７、第２クラッチ出力回転数センサ８、インバータ９、バッテリー１０、アクセルポジションセンサ１１、エンジン回転数センサ１２、クラッチ油温センサ１３、ストローク位置センサ１４、統合コントローラ１５、変速機コントローラ１６、クラッチコントローラ１７、エンジンコントローラ１８、モータコントローラ１９、およびバッテリーコントローラ２０を備える。

駆動用モータ１は、交流同期モータであり、駆動トルク制御によって駆動され、また、回生ブレーキ制御によって回生運転が行われる。回生運転によって得られるエネルギーは、バッテリー１０に回収される。

エンジン２は、希薄燃焼可能なエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１８により、エンジントルクがエンジントルク指令値と一致するように制御される。

第１クラッチ３は、エンジン２と駆動用モータ１間の締結／解放を行うエンジン動力伝達手段であり、第１クラッチ３が締結状態なら駆動用モータトルクとエンジントルク、解放状態であれば駆動用モータトルクのみ、後述する第２クラッチ４へと伝達する。

第２クラッチ４は、エンジン２と駆動用モータ１との動力を出力軸へ伝達可能な総動力伝達手段であり、クラッチ油圧（押付力）に応じて伝達トルク（クラッチトルク容量）が発生する。第２クラッチ４は、後述する変速機５を介して、第１クラッチ締結時であればエンジン２および駆動用モータ１から出力されたトルクを、第１クラッチ解放時であれば駆動用モータ１のみから出力されたトルクを駆動輪へと伝達する。

変速機５は、有段であり複数の遊星歯車から構成される。変速機５の内部のクラッチならびにブレーキをそれぞれ締結／解放して、力の伝達経路を変えることにより変速する。

エンジン始動用モータ６は、エンジン始動に必要なクランキングトルクをエンジン２に伝達する。

第２クラッチ入力回転数センサ７は、第２クラッチ入力（駆動用モータ）の位置および回転数センサであり、現在の第２クラッチ入力回転数を検出する。

第２クラッチ出力回転数センサ８は、現在の第２クラッチ出力回転数を検出する。

インバータ９は、高電圧インバータであり、直流-交流変換を行い駆動用モータ１の駆動電流を生成する。

バッテリー１０は、高電圧バッテリーであり、インバータ９を介して駆動用モータ１に電流を供給するとともに、駆動用モータ１からの回生エネルギーを蓄積する。

アクセルポジションセンサ１１は、運転者の加速意志であるアクセル開度を検出する。

エンジン回転数センサ１２は、現在のエンジン回転数を検出する。

クラッチ油温センサ１３は、クラッチの油温を検出する。

ストローク位置センサ１４は、第１クラッチ３のストローク位置を検出する。

統合コントローラ１５は、バッテリー状態、アクセル開度、および車速（変速機出力回転数に同期した値）から目標駆動トルクを演算する。そして、その演算結果に基づき各アクチュエータ（駆動用モータ１、エンジン２、第１クラッチ３、第２クラッチ４、変速機５、エンジン始動用モータ６）に対する指令値を演算し、後述する各コントローラへ送信する。

変速機コントローラ１６は、統合コントローラ１５からの変速指令を達成するように変速機５の変速制御を行う。

クラッチコントローラ１７は、統合コントローラ１５からの各クラッチ油圧（電流）指令値に対してクラッチ油圧（電流）指令値を実現するように、ソレノイドバルブの電流を制御する。

エンジンコントローラ１８は、統合コントローラ１５からのエンジントルク指令値に基づいて、スロットルアクチュエータによる吸入空気量と、インジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期を操作することにより、エンジントルクがエンジントルク指令値と一致するようにエンジン２を制御する。

モータコントローラ１９は、駆動用モータ１とエンジン始動用モータ６の制御を行う。モータコントローラ１９は、統合コントローラ１５からのモータトルク指令値を達成するように駆動用モータトルクを制御し、また、統合コントローラ１５からのエンジン始動要求に対しては、エンジン始動用モータトルクを制御し、エンジン２を始動する。

バッテリーコントローラ２０は、バッテリー１０の充電状態を管理し、その情報を統合コントローラ１５へ送信する。

以下、第１の実施形態について図２を参照して説明する。図２は本実施形態の動作イメージを示す。

図２において、EVモードの状態から「始動開始」のタイミングでエンジン始動を開始し、エンジン始動が完了すると、HEVモードに移行する。なお、EVモードとは、エンジン２を使用せず駆動用モータ１のみを駆動させて走行するモードであり、HEVモードとは、エンジン２と駆動用モータ１を併用して走行するモードである。エンジン始動は、エンジン始動用モータ６を用いてエンジン２をクランキングすることにより行う。エンジン始動タイミングは、アクセル開度、EVモード中の要求駆動力等のドライバの要求から判断する。

その後、エンジン始動にかかる時間（始動時間）t[s]を経て、エンジン回転数が所定の回転数に到達した後は、第１クラッチ３を締結し、エンジントルクとモータトルクを併用するHEVモードに移行する。始動時間t[s]は、エンジン始動用モータ６やエンジン２の性能等に依存する。

本実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、エンジン２の始動完了までの要求駆動力制限値の時間変化を表した駆動力時系列パターンに基づいてエンジン始動中の要求駆動力を制限する。本実施形態における駆動力時系列パターンの演算は、上述のエンジン始動開始のタイミングに統合コントローラ１５内で行う。なお、制限される前の要求駆動力は、アクセル開度や車両状態から決定される。

ここで、駆動力時系列パターンの演算方法について説明する。本実施形態においては、図３に示すように、モータトルク出力が最大トルクTmax[Nm]、P[W]に制限される場合について示す。

本実施形態においては、要求駆動力制限値が一定の傾きαで上昇するように駆動力時系列パターンを決定する。当該傾きαは、次（１）式で表す車両運動方程式をα[Nm/s]について解くことで得られる。ここで、モータ回転数Nmは第２クラッチ入力回転数センサ７から、走行抵抗frictionは変速段、車速を引数とするマップを参照することで求める。また、走行抵抗frictionは、モータ回転数や車両運動方程式を用いて推定してもよい。他の定数については、車両緒元に基づき予め設定する。

ここで、本実施形態においては、α・t+F₀₀>T_max-T_mの場合は、α＝(T_max-T_m-F₀₀)/ｔを用いる。そして、得られた駆動力時系列パターンの傾きα[Nm/s]により要求駆動力を制限する。駆動力時系列パターン通りの駆動力で運転した場合、図２に示すように、エンジン始動完了時にモータトルク上限値からマージントルクTmを引いた値に駆動力が到達する。なお、マージントルクTm[Nm]は０[Nm]も含む。すなわち、マージントルクTm[Nm]が０[Nm]の場合には、エンジン始動完了時にモータトルク上限値に駆動力が到達する。
以上、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン２と駆動用モータ１の動力で走行するHEVモードと、駆動用モータ１の動力のみで走行するEVモードと、を備え、要求駆動力に従い駆動用モータに駆動力を発生させるハイブリッド車両の制御装置において、エンジン２の始動完了までの要求駆動力制限値の時間変化を表した駆動力時系列パターンを決定し、エンジン２の始動中は駆動力時系列パターンに基づいて要求駆動力を制限する。駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値に到達するように決定する。これにより、エンジン始動中にモータトルクが飽和、或いは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

また、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、駆動用モータ１のモータ回転数と車両運動方程式と要求駆動力と走行抵抗とエンジン２の始動にかかる時間に基づいて決定する。これにより、精度良く駆動力時系列パターンを決定することができる。

また、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクTmを引いた値に到達するように決定する。これにより、エンジン始動中にモータトルクが飽和、或いは低下することをより効果的に防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

更に、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン始動開始時の要求駆動力を始点とし、要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するように駆動力時系列パターンを決定する。これにより、エンジン始動中にモータトルクが飽和或いは低下することを防ぎつつ、エンジン始動前の駆動用モータ１の駆動力とエンジン始動後のエンジンアシストによる駆動力とを滑らかに繋ぐことができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の動作イメージを示す。

本実施形態の車両構成は、図１で示す構成と同様、或いは図１で示す構成からエンジン始動用モータ６を取り除いた構成となる。

エンジン始動は、始動用モータトルクと第１クラッチトルクの併用、或いは第１クラッチトルクのみのいずれかによるクランキングを想定する。

エンジン始動中は、駆動用モータ１は第１クラッチトルクを補償するトルクを出力するため、エンジン始動中の要求駆動力の上限は、モータトルク上限値からマージントルクTm[Nm]と第１クラッチトルクT_CL1[Nm]を引いた値となる。これを考慮し、本実施形態においては、エンジン始動完了時にモータトルク上限値からマージントルクTmと第１クラッチトルクT_CL1の両方を引いた値に要求駆動力制限値が到達するように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態においても、要求駆動力制限値が一定の傾きαで上昇するように駆動力時系列パターンを決定する。当該傾きは、エンジン始動に必要な第1クラッチトルク[Nm]を考慮した車両運動方程式を表す次（２）式をαについて解くことにより求める。式中の他のパラメータについては、前述の（１）式と同様である。

ここで、本実施形態においては、α・t+F₀₀>T_max-T_m-T_CL1の場合は、α＝(T_max-T_m-T_CL1- F₀₀)/tを用いる。

以上、第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン２の始動のためのクランキングをエンジン始動用モータ６のモータトルクと第１クラッチトルクとの併用または第１クラッチトルクのみにより行う場合に、駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクTmとエンジン２の始動に必要な第１クラッチトルクを引いた値に到達するように決定する。これにより、エンジン２の始動に、エンジン２と駆動用モータ１間のクラッチトルクを使う場合においても、エンジン始動中にモータトルクが飽和あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の動作イメージを示す。

本実施形態の車両構成およびエンジン始動方法は、上述した第１の実施形態、第２の実施形態のいずれをも取り得る。ここでは、第２の実施形態と同様の場合について説明する。

本実施形態では、エンジン始動開始後に、始動時における第１クラッチ締結のショックが駆動輪へ伝達しないように第２クラッチ４をスリップさせる。第２クラッチ４を既にスリップさせている場合は、第２クラッチ４のスリップ回転数をエンジン始動後に更に増加させる。これを考慮したうえで、エンジン始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクと第１クラッチトルクの両方を引いた値に到達するように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態においても、要求駆動力制限値が一定の傾きαで上昇するように駆動力時系列パターンを決定する。当該傾きは、エンジン始動に必要な第1クラッチトルク[Nm]と第２クラッチ４のスリップ回転数Nsとを考慮した車両運動方程式を表す次（３）式をαについて解くことにより求める。第２クラッチ４のスリップ回転数Nsは、予め設定した値を用いてもよいし、第２クラッチ入力回転数と第２クラッチ出力回転数の差分を用いてもよい。他のパラメータは前述と同様とする。

ここで、本実施形態においては、α・t+F₀₀>T_max-T_m-T_CL1の場合は、α＝(T_max-T_m-T_CL1- F₀₀)/tを用いる。

以上、第３の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン２の始動開始後に第２クラッチ４をスリップさせることにより、または既にスリップ状態にある場合は第２クラッチ４のスリップ回転数を増加させることにより、モータ回転数が第２クラッチ４の出力回転数より高い状態でエンジン始動を行う場合に、駆動力時系列パターンは、第２クラッチ４のスリップ回転数増加量と駆動用モータ１のモータ回転数と車両運動方程式と要求駆動力と走行抵抗とエンジン２の始動にかかる時間に基づいて決定する。これにより、これにより、エンジン始動中に駆動用モータ１と駆動輪の間の第２クラッチ４のスリップ回転数が増加する場合においても、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

また、第３の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、当該駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクとエンジン２の始動に必要な第１クラッチトルクを引いた値に到達するように決定する。これにより、エンジン始動にエンジン２と駆動用モータ1間のクラッチトルクを使う場合であってもエンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。なお、エンジン２と駆動用モータ1間のクラッチトルクを使わない場合、すなわち（３）式においてT_CL1=０の場合であっても同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について図６を参照して説明する。図６は本実施形態の動作イメージを示す。

本実施形態における車両構成は、図１で示す構成と同様とする。

本実施形態においては、エンジン始動中の要求駆動力制限値が固定値F₀₀となるように駆動力時系列パターンを決定する。当該固定値は、次（４）式で表す車両運動方程式をF₀₀について解くことにより求める。なお、前述した第１から第３の実施形態においてのF₀₀はエンジン始動開始時にアクセル開度や車両状態から決定される要求駆動力値であり、本実施形態におけるF₀₀とは異なる。

この時、F₀₀の上限値は、図６のモータトルク上限値T_maxからマージントルクT_mを引いたT_max- T_m[Nm]となる。理想的にこの駆動力時系列パターンで運転した場合に、始動完了時点で駆動力がモータトルク上限値からマージントルクT_mを引いた値と一致する。
以上、第４の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、要求駆動力制限値が所定の固定値となるように決定する。これにより、最大加速しつつ、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができる。

＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について図７を参照して説明する。

図７は、本実施形態の動作イメージを示す。上述した第４の実施形態と同様、本実施形態においても、エンジン始動中の要求駆動力制限値が固定値F₀₀となるように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態の車両構成は、図１で示す構成と同様、或いは図１で示す構成から始動用モータ６を取り除いた構成となる。エンジン始動は、始動用モータトルクと第１クラッチトルクの併用、或いは第１クラッチトルクのみのいずれかによるクランキングを想定する。

エンジン始動中は、駆動用モータ１は第１クラッチトルクを補償するトルクを出力するため、エンジン始動中の要求駆動力の上限は、モータトルク上限値からマージントルクTm[Nm]と第１クラッチトルクT_CL1[Nm]を引いた値となる。これを考慮し、本実施形態においては、エンジン始動完了時にモータトルク上限値からマージントルクTmと第１クラッチトルクT_CL1の両方を引いた値に要求駆動力制限値が到達するように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態における駆動力時系列パターンの固定値は、エンジン始動に必要な第1クラッチトルク[Nm]を考慮した車両運動方程式である次（５）式をF₀₀について解くことにより求める。式中のT_CL1は、エンジン始動に必要な第１クラッチトルク[Nm]である。式中の各パラメータについては前述と同様とする。

この時、F₀₀の上限値は、図７のモータトルク上限値T_maxからエンジン始動に必要な第１クラッチトルクT_CL1およびマージントルクT_mを引いたT_max- T_CL1- T_m[Nm]となる。理想的にこの駆動力時系列パターンで運転した場合に、始動完了時点で駆動力がモータトルク上限値からエンジン始動に必要な第１クラッチトルクT_CL1およびマージントルクT_mを引いた値と一致する。

以上、第５の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン２の始動のためのクランキングをエンジン始動用モータ６のモータトルクと第１クラッチトルクとの併用または第１クラッチトルクのみにより行う場合に、駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクT_mとエンジン２の始動に必要な第１クラッチトルクT_CL1を引いた値に到達するように決定する。これにより、エンジン始動にエンジン２と駆動用モータ1間のクラッチトルクを使う場合であっても、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

また、第５の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、要求駆動力制限値が所定の固定値となるように駆動力時系列パターンを決定する。これにより、最大加速しつつ、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について図８を参照して説明する。

図８は、本実施形態の動作イメージを示す。上述した第４および第５の実施形態と同様、本実施形態においても、要求駆動力制限値が固定値F₀₀となるように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態の車両構成およびエンジン始動方法は、上述した第４の実施形態、第５の実施形態のいずれをも取り得る。ここでは、第５の実施形態と同様の場合について説明する。

本実施形態では、エンジン始動開始後に、始動時における第１クラッチ締結のショックが駆動輪へ伝達しないように第２クラッチ４をスリップさせる。第２クラッチを既にスリップさせている場合は、第２クラッチスリップ回転数をエンジン始動後に更に増加させる。これを考慮したうえで、エンジン始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクTmと第１クラッチトルクの両方を引いた値に到達するように駆動力時系列パターンを決定する。

本実施形態における駆動力時系列パターンは第２クラッチのスリップ回転数Nsおよびエンジン始動に必要な第1クラッチトルクT_CL1を考慮した車両運動方程式である次（６）式をF₀₀について解くことにより求める。第２クラッチ４のスリップ回転数Nsは、予め設定した値を用いてもよいし、第２クラッチ入力回転数と第２クラッチ出力回転数の差分を用いてもよい。式中の各パラメータは前述と同様とする。

この時、F₀₀の上限値は、T_max- T_CL1- T_m[Nm]となる。

以上、第６の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、エンジン２の始動のためのクランキングをエンジン始動用モータ６のモータトルクと第１クラッチトルクとの併用または第１クラッチトルクのみにより行う場合であって、エンジン２の始動開始後に第２クラッチ４をスリップさせることにより、または既にスリップ状態にある場合は第２クラッチ４のスリップ回転数を増加させることによりモータ回転数が第２クラッチ４の出力回転数より高い状態でエンジン始動を行う場合に、駆動力時系列パターンは、第２クラッチ４のスリップ回転数増加量と駆動用モータ１のモータ回転数と車両運動方程式と要求駆動力と走行抵抗と前記エンジンの始動にかかる時間に基づいて決定する。これにより、エンジン始動中に駆動用モータ１と駆動輪の間の第２クラッチ４のスリップ回転数が増加する場合においてもエンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

また、第６の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、エンジン２の始動完了時に要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクTmとエンジン２の始動に必要な第１クラッチトルクT_CL1を引いた値に到達するよう決定する。これにより、エンジン２の始動に、エンジン２と駆動用モータ1間のクラッチトルクを使用する場合であっても、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。なお、エンジン２と駆動用モータ1間のクラッチトルクを使わない場合、すなわち（６）式においてT_CL1=０の場合であっても同様の効果を得ることができる。

更に、第６の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、要求駆動力制限値が所定の固定値となるように決定する。これにより、最大加速しつつ、エンジン始動中にモータトルクが飽和、あるいは低下することを防ぐことができるとともに、モータトルクを最大限利用することができる。

＜第７の実施形態＞
以下、第７の実施形態について図９および図１０を参照して説明する。

本実施形態では、前述した第１から第６の実施形態において、一回目の駆動力時系列パターン演算を始動開始のタイミングで行った後、任意のタイミングで任意の回数、駆動力時系列パターンを再演算する。

例えば、図９で示すように、一回目に演算した駆動力時系列パターンに対し点線で示す実際の要求駆動力が下回る場合、駆動力時系列パターンを再計算することでより急峻な駆動力の上昇が可能となる場合がある。これは、再計算時はエンジン始動完了までの時間が初回計算時に比べて小さくなっていること、初回駆動力時系列パターンの要求駆動力制限値より低い駆動力で運転したため、実際のモータ回転数の上昇が演算結果より小さいことが影響する。二回目以降の演算は、モータ回転数、要求駆動力、走行抵抗、始動時間を再演算時点でのデータに更新し、一回目の演算と同様に行う。なお、再演算は、マイコンのサンプリング毎に行うことも、任意の期間毎に行う事も可能である。

また、図１０で示すように、駆動力時系列パターンの要求駆動力制限値が固定値である場合は、一回目に算出した駆動力時系列パターン通りのステップ状の要求駆動力となることはあまりなく、実際には車両条件等から導かれる所定の傾きで上昇する場合が多い。この場合も前述した図９で示した場合と同様に、エンジン始動中に再計算を行うことで駆動力時系列パターンをより大きく設定することが可能となる。二回目以降の演算は、一回目の駆動力時系列パターン演算と同様に行い、モータ回転数、要求駆動力については再演算時点でのデータに更新する。なお、再演算を行うタイミングは、マイコンのサンプリング毎でも所定の期間毎でもよい。その結果、図１０から分かるように、再演算を繰り返すうちに、要求駆動力は駆動力時系列パターンの固定の要求駆動力制限値に収束する。

以上、第７の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置に依れば、駆動力時系列パターンは、エンジン始動開始時点、あるいはエンジン始動開始時点からエンジン始動完了までの間において任意のタイミングに任意の回数決定する。これにより、エンジン始動初期に要求駆動力が駆動力時系列パターンによる制限よりも小さい場合などに、再度駆動力時系列パターンの決定を行うことができ、駆動力時系列パターンをより大きく再設定することができる。

図１１および図１２は、これまでに説明した本発明における実施形態の、エンジン始動中における駆動力制御処理を示すフローチャートである。まず、以下に、図１１を参照して、第１から第６の実施形態におけるエンジン始動中の駆動力制御処理について説明する。

図１１で示すフローチャートの処理は、エンジン始動開始のタイミングで実行する。まず、ステップＳ１０において、アクセル開度や車両状態に基づいて要求駆動力が決定される。次に、ステップＳ１１において、今回の駆動力時系列パターン演算が一回目であるか否か判別する。一回目であればステップＳ１２にて駆動力時系列パターン演算が行われ、ステップＳ１３へ進む。今回が一回目でなければ再度の演算は行わずに、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、エンジン始動中の要求駆動力をステップＳ１２にて演算した駆動力時系列パターンに基づいて制限し、処理を終了する。

以下、図１２を参照して、第７の実施形態におけるエンジン始動中の駆動力制御処理について説明する。

図１２で示すフローチャートに係る処理は、エンジン始動開始のタイミングからエンジン始動が完了するまでの間に、任意のタイミングで任意の回数実行する。まず、ステップＳ２０において、アクセル開度や車両状態に基づいて要求駆動力が決定され、次に、ステップＳ２１において駆動力時系列パターン演算を行う。そして、ステップＳ２２において、要求駆動力を駆動力時系列パターンに基づいて制限し、一回の処理を終える。当該処理は、上述したようにエンジン始動中に任意の回数繰り返し行われる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、駆動力時系列パターンを決定する際に、要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するように決定するか、または要求駆動力制限値が所定の固定値となるように決定するかを、アクセル開度、変速段、車速のうちの少なくとも１つの条件により、選択できるようにしてもよい。また、当該選択は、初回演算時に限られず、第７の実施形態で示した再演算時においても同様に選択できるようにしてもよい。これにより、例えば、アクセル開度が小さい場合は、要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するような駆動力時系列パターンを選択することで滑らかな加速を実現し、アクセル開度が大きい場合などでは、要求駆動力制限値が所定の固定値となるように駆動力時系列パターンを決定することで、より大きい加速度を実現することができる。

１…駆動用モータ
２…エンジン
３…第１クラッチ（エンジン動力伝達手段）
４…第２クラッチ（総動力伝達手段）
６…エンジン始動用モータ
１５…統合コントローラ（駆動力時系列パターン決定手段、要求駆動力制限手段）

Claims (9)

1. エンジンと駆動用モータの動力で走行するHEVモードと、駆動用モータの動力のみで走行するEVモードと、を備え、要求駆動力に従い前記駆動用モータに駆動力を発生させるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンの始動完了までの要求駆動力制限値の時間変化を表した駆動力時系列パターンを決定する駆動力時系列パターン決定手段と、
   前記エンジンの始動中は前記駆動力時系列パターンに基づいて要求駆動力を制限する要求駆動力制限手段と、を備え、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記エンジンの始動完了時に前記要求駆動力制限値がモータトルク上限値に到達するように前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記駆動用モータのモータ回転数と車両運動方程式と要求駆動力と走行抵抗と前記エンジンの始動にかかる時間に基づいて前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記エンジンの始動完了時に前記要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクを引いた値に到達するように前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンと前記駆動用モータとを断続するエンジン動力伝達手段を更に備え、
   前記エンジンの始動のためのクランキングを、前記駆動用モータとは異なるエンジンを始動可能なエンジン始動用モータのモータトルクと、前記エンジンおよび前記エンジン動力伝達手段間の伝達トルクとの併用または前記伝達トルクのみにより行う場合に、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記エンジンの始動完了時に前記要求駆動力制限値がモータトルク上限値からマージントルクと前記エンジンの始動に必要な前記伝達トルクを引いた値に到達するように前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンと前記駆動用モータとの動力を出力軸へ伝達可能な総動力伝達手段を更に備え、
   前記エンジンの始動開始後に前記総動力伝達手段をスリップさせることにより、または既にスリップ状態にある場合は前記総動力伝達手段のスリップ回転数を増加させることによりモータ回転数が前記総動力伝達手段の出力回転数より高い状態でエンジン始動を行う場合に、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記総動力伝達手段のスリップ回転数増加量と前記駆動用モータのモータ回転数と車両運動方程式と要求駆動力と走行抵抗と前記エンジンの始動にかかる時間に基づいて前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、エンジン始動開始時の要求駆動力を始点とし、前記要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するように前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、前記要求駆動力制限値が所定の固定値となるように前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、アクセル開度、変速段および車速のうちの少なくとも１つに基づいて、前記要求駆動力制限値が一定の傾きで上昇するように前記駆動力時系列パターンを決定するか、または前記要求駆動力制限値が所定の固定値となるように前記駆動力時系列パターンを決定するかを選択する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載のハイブリッド車両において、
   前記駆動力時系列パターン決定手段は、エンジン始動開始時点、あるいはエンジン始動開始時点からエンジン始動完了までの間において任意のタイミングに任意の回数前記駆動力時系列パターンを決定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。