JP6390519B2

JP6390519B2 - 制御装置

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Publication number: JP6390519B2
Application number: JP2015111691A
Authority: JP
Inventors: 素嘉八田; 鈴木　勝; 勝鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: JP2016222156A

Description

本発明は、エンジン及びモータが発生させる動力を車両の車軸に伝達する駆動システムの制御装置に関する。

環境意識の高まりなどから、ガソリン等の化石燃料を用いて動力を発生させる自動車から、電力を用いて動力を発生させる電気自動車への移行が進められている。このような移行の過程における自動車の一形態として、エンジン及びモータを動力源とするハイブリッド車両と称される自動車が普及している。

下記特許文献１には、エンジンとモータとの間で締結及び開放を行う第１クラッチ（エンジンクラッチ）と、モータと車軸との間で締結及び開放を行う第２クラッチ（発進クラッチ）と、を有するハイブリッド車両が記載されている。当該車両は、エンジンにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、バッテリから電力供給を受けるモータでトルクを発生させて走行することが可能とされている。

下記特許文献１記載の車両では、モータで発生させたトルクのみによる走行モードの実行中に、エンジンでトルクを発生させる走行モードに移行する場合に、まず、モータの回転数を所定回転数まで増加させる。その後、当該車両は、第１クラッチを締結させてモータからエンジンにトルクを伝達させることで、エンジンにおける燃料の燃焼を開始させる。すなわち、走行用のトルクを発生させるモータを、エンジンの始動（燃料の燃焼の開始）を補助するスタータモータとして利用することで、スムーズなエンジンの始動を実現している。

特開２０００−２５５２８５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両は、エンジンの始動に際しモータに必要とされる出力に関して十分に考慮されたものではなかった。つまり、エンジンの始動の際にモータは大きなトルクを発生させる必要があるが、それに伴って当該モータに必要とされる最大出力（モータのトルクと回転数との積の最大値）も大きくとなると、最大出力が大きなバッテリを用意する必要がある。このため、バッテリの大型化を招いたり、製造コストの増大を招いたりするという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータによってエンジンの始動を補助しながらも、モータに必要とされる最大出力を抑制することが可能な制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、エンジン（ＥＧ）及びモータ（ＭＧ）が発生させる動力を車両（１００）の車軸（１６）に伝達する駆動システム（１０）の制御装置（２６）であって、前記駆動システムは、前記エンジンが発生させる動力を伝達するエンジン軸（１１）と、前記モータが発生させる動力を伝達する第１軸（ＭＧ１）及び第２軸（ＭＧ２）と、前記エンジン軸と前記第１軸との間に設けられ、締結及び開放を行う第１クラッチ（ＣＬ１）と、前記第２軸と前記車軸との間に設けられ、締結及び開放を行う第２クラッチ（ＣＬ２）と、前記モータに電力を供給するバッテリ（２１）と、を有する。前記制御装置は、前記エンジンにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、前記モータで動力を発生させる第１走行モードを実行する第１走行モード実行部（２６１）と、前記エンジンにおいて燃料を燃焼させて動力を発生させる第２走行モードを実行する第２走行モード実行部（２６２）と、前記モータの回転数を決定するモータ回転数決定部（２６４）と、前記第１走行モードから前記第２走行モードへの移行タイミングに先駆けて、前記第１クラッチを開放させた状態で前記モータの回転数を所定回転数まで増加させるモータ回転数引上制御を実行する引上制御実行部（２６５）と、前記モータ回転数引上制御の実行後であって前記移行タイミング前に、前記第１クラッチを締結させるとともに前記モータの回転数を前記所定回転数から減少させるモータ回転数降下制御を実行する降下制御実行部（２６６）と、を有する。前記モータ回転数決定部は、前記モータ回転数引上制御の実行終了時の前記モータの出力と、前記モータ回転数降下制御の実行開始時の前記モータの出力とが略同一になるように前記所定回転数を決定するものであり、モータ回転数引上制御の実行終了時から、モータ回転数降下制御の実行開始時までの期間においては、モータの出力を低下させることで、モータの回転数を所定回転数に維持する制御を行う。

モータ回転数引上制御では、所定回転数が大きいほど、モータに必要とされる出力も大きくなる。しかしながら、当該所定回転数が大きくなると、モータ回転数引上制御実行終了時のモータは大きな運動エネルギを有することになるため、その後のモータ回転数降下制御においてモータに必要とされる出力は、当該所定回転数が大きくなるほど小さくなる傾向がある。

そこで、本発明では、本発明では、モータ回転数引上制御の実行終了時のモータの出力と、モータ回転数降下制御の実行開始時のモータの出力とが略同一になるように所定回転数を決定する。これにより、モータによってエンジンの始動を補助しながらも、モータに必要とされる最大出力を抑制することが可能となる。

本発明によれば、モータによってエンジンの始動を補助しながらも、モータに必要とされる最大出力を抑制することが可能な制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッドＥＣＵを搭載したハイブリッド車両を示す模式図である。図１のハイブリッドＥＣＵによる制御の例を示すタイムチャートである。引上回転数の決定方法について説明する説明図である。図１のハイブリッドＥＣＵによる処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係るハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６を搭載した駆動システム１０、及び、駆動システム１０を搭載したハイブリッド車両１００の概略構成について説明する。

駆動システム１０は、エンジンＥＧと、第１クラッチＣＬ１と、モータジェネレータＭＧと、第２クラッチＣＬ２と、自動変速機１３と、デファレンシャル１５と、車軸１６と、車輪１７と、を有している。

エンジンＥＧは、ガソリンを燃料としてトルク（動力）を発生させる内燃機関である。エンジンＥＧは、エンジンＥＣＵ２７から受信する制御信号に基づいて、スロットルバルブ（不図示）のバルブ開度等が制御される。エンジンＥＧは、発生させたトルクを伝達するエンジン軸１１を有している。

第１クラッチＣＬ１は、エンジンＥＧのエンジン軸１１と、モータジェネレータＭＧの第１軸ＭＧ１との間に設けられている。第１クラッチＣＬ１は、比例ソレノイドで作動油の流量及び圧力を連続的に制御できる湿式多板クラッチである。第１クラッチＣＬ１は、トランスミッションＥＣＵ２９から受信する制御信号に基づいてポンプ（不図示）によって作り出される制御油圧により、スリップ締結を含む締結及び開放が制御される。

モータジェネレータＭＧは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。モータジェネレータＭＧは、エンジンＥＧ側に延びる第１軸ＭＧ１と、自動変速機１３側に延びる第２軸ＭＧ２と、を有している。第１軸ＭＧ１及び第２軸ＭＧ２は同期して回転するように設けられている。モータジェネレータＭＧは、ＭＧ−ＥＣＵ２８から受信する制御信号に基づいてインバータ２０によって作り出される三相交流を印加することにより制御される。

また、モータジェネレータＭＧは、バッテリ２１から電力の供給を受けることで回転駆動し、トルク（動力）を発生させる電動機として機能する。また、モータジェネレータＭＧは、ロータが第１軸ＭＧ１や第２軸ＭＧ２から受ける外力によって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機能してバッテリ２１を充電させることもできる。

バッテリ２１とモータジェネレータＭＧとの間における電力の授受は、インバータ２０を介して行われる。インバータ２０は、直流電力を交流電力に、又は、交流電力を直流電力に変換する変換器である。インバータ２０は、ＭＧ−ＥＣＵ２８から受信する制御信号に基づいて動作する。

第２クラッチＣＬ２は、モータジェネレータＭＧの第２軸ＭＧ２と自動変速機１３の入力軸１３１との間に設けられている。第２クラッチＣＬ２は、比例ソレノイドで作動油の流量及び圧力を連続的に制御できる湿式多板クラッチである。第２クラッチＣＬ２は、トランスミッションＥＣＵ２９から受信する制御信号に基づいてポンプ（不図示）によって作り出される制御油圧によって、スリップ締結を含む締結及び開放が制御される。

自動変速機１３は、複数の段階の変速比を、ハイブリッド車両１００の速度（以下、単に「車速」ともいう）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。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１３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いる。自動変速機１３の出力軸１３２は、デファレンシャル１５、車軸１６を介して車輪１７に連結されている。尚、無段変速機を備えた場合には、前後進切替機構に備えられたクラッチを第２クラッチＣＬ２として使用すればよく、第２クラッチＣＬ２の構成は特に限定されるものではない。

次に、本発明の実施形態に係るハイブリッドＥＣＵ２６について説明する。ハイブリッドＥＣＵ２６は、ハイブリッド車両１００全体を総合的に制御するコンピュータである。ハイブリッドＥＣＵ２６は、エンジンＥＧの運転を制御するエンジンＥＣＵ２７と、インバータ２０の動作を制御してモータジェネレータＭＧの回転駆動を制御するＭＧ−ＥＣＵ２８と、自動変速機１３、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２の動作を制御するトランスミッションＥＣＵ２９と電気的に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ２６は、エンジンＥＣＵ２７、ＭＧ−ＥＣＵ２８及びトランスミッションＥＣＵ２９との間で制御信号やデータ信号等を送受信することで、エンジンＥＧ、モータジェネレータＭＧ、自動変速機１３、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２を制御する。

尚、本願において「電気的に接続」とは、有線によって接続された状態に限定される意味ではなく、無線により互いに通信可能とされた状態をも含みうるものとする。

また、ハイブリッドＥＣＵ２６は、アクセルセンサ２２と、シフトスイッチ２３と、ブレーキスイッチ２４と、回転速度センサ２５と、エンジン回転速度センサ３０と、ＭＧ回転速度センサ３１と、の各種センサと電気的に接続されている。アクセルセンサ２２は、アクセルペダル（不図示）の操作を検出する機器である。シフトスイッチ２３は、「Ｐ」（パーキング：駐車）、「Ｒ」（リバース：後退）、「Ｄ」（ドライブ：前進）等、ハイブリッド車両１００のシフトレバー（不図示）の位置を検出するセンサである。ブレーキスイッチ２４は、ブレーキ（不図示）の操作を検出する機器である。回転速度センサ２５は、自動変速機１３の出力軸１３２の回転速度を検出する機器である。エンジン回転速度センサ３０は、エンジンＥＧに取り付けられ、エンジンＥＧの回転速度を検出する機器である。ＭＧ回転速度センサ３１は、モータジェネレータＭＧに取り付けられ、モータジェネレータＭＧの回転速度を検出する機器である。ハイブリッドＥＣＵ２６は、各種センサやスイッチの出力信号を読み込むことで、ハイブリッド車両１００の運転状態を検出する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ２６は、回転速度センサ２５の出力信号に基づいて、ハイブリッド車両１００の車速を検出する。

図１は、ハイブリッドＥＣＵ２６の内部を、機能的な制御ブロック図として示している。ハイブリッドＥＣＵ２６は、その一部又は全部が、アナログ回路で構成されるか、デジタルプロセッサとして構成される。いずれにしても、受信した信号に基づいて制御信号を出力する機能を果たすため、ハイブリッドＥＣＵ２６には機能的な制御ブロックが構成される。

尚、ハイブリッドＥＣＵ２６を構成するアナログ回路又はデジタルプロセッサに組み込まれるソフトウェアのモジュールは、必ずしも図１に示す制御ブロックに分割されている必要はなく、複数の制御ブロックの働きをするものとして構成されていても構わず、更に細分化されていても構わない。後述する処理を実行できるように構成されていれば、ハイブリッドＥＣＵ２６の内部の実際の構成は当業者が適宜変更できるものである。

ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１走行モード実行部２６１と、第２走行モード実行部２６２と、加速要求判定部２６３と、ＭＧ回転数決定部２６４と、引上制御実行部２６５と、降下制御実行部２６６と、を有している。

第１走行モード実行部２６１は、エンジンＥＧにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、モータジェネレータＭＧでトルクを発生させる「第１走行モード」を実行する部分である。すなわち、第１走行モード実行部２６１は、エンジンＥＧの複数の気筒（不図示）内への燃料の供給を停止させるとともに、モータジェネレータＭＧに電力を供給してトルクを発生させる。

第２走行モード実行部２６２は、エンジンＥＧにおいて燃料を燃焼させてトルクを発生させる「第２走行モード」を実行する部分である。すなわち、第２走行モード実行部２６２は、エンジンＥＧの気筒内に燃料を供給させるとともに、当該気筒内の燃料と空気とからなる混合気に火花点火して燃料を燃焼させる。これにより、エンジンＥＧの各気筒内において所謂吸気行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気行程が互いに異なる位相で繰り返し行われ、トルクが発生する。

加速要求判定部２６３は、ドライバからハイブリッド車両１００に対して加速の要求があったか否かを判定する部分である。具体的には、加速要求判定部２６３は、アクセルセンサ２２から受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、ドライバから加速要求があったか否かを判定する。

ＭＧ回転数決定部２６４は、モータジェネレータＭＧの回転数を決定する部分である。具体的には、ＭＧ回転数決定部２６４は、各種センサから受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、モータジェネレータＭＧの回転数と、当該回転数に対応するモータジェネレータＭＧへの供給電力を決定する。

引上制御実行部２６５は、第１走行モードから第２走行モードへの移行タイミングに先駆けて、第１クラッチＣＬ１を開放させた状態でモータジェネレータＭＧの回転数を増加させる「ＭＧ回転数引上制御」を実行する部分である。

降下制御実行部２６６は、モータ回転数引上制御の実行後であって第１走行モードから第２走行モードへの移行タイミング前に、第１クラッチＣＬ１を締結させるとともにモータジェネレータＭＧの回転数を減少させる「ＭＧ回転数降下制御」を実行する部分である。

続いて、図２及び図３を参照しながら、本実施形態に係る制御の例について説明する。図２では、本実施形態に係る制御の例が実線で示される一方で、比較例が破線によって示されている。以下では簡便のため、詳細にはハイブリッドＥＣＵ２６の第１走行モード実行部２６１等の各部分によって行われる処理も、総括してハイブリッドＥＣＵ２６が行うとして説明する。

［本実施形態］
まず、本実施形態に係る制御の例について説明する。時刻ｔ１まで、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１走行モードを実行してハイブリッド車両１００を走行させている。このとき、モータジェネレータＭＧは、電力の供給を受けて回転駆動しており、第２クラッチＣＬ２が締結されることで、自動変速機１３の出力軸１３２とともに回転数Ｎ１で回転している。一方、第１クラッチＣＬ１の制御油圧はゼロとされていることから、第１クラッチＣＬ１は開放されており、燃料の燃焼が停止しているエンジンＥＧの回転数もゼロとなる。

また、時刻ｔ１まで、モータジェネレータＭＧは回転駆動することによってトルクＴ１を発生させている。これにより、時刻ｔ１までのモータジェネレータＭＧの出力（モータジェネレータＭＧの回転数とトルクとの積）は、Ｗ１となる。

時刻ｔ１で、ドライバから加速要求があり（アクセルの踏み込み量が増加し）、その要求トルクが予め定められた閾値を超えていると判定すると、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ＭＧ回転数引上制御の実行を開始する。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ２６は、モータジェネレータＭＧの回転数を増加させる。モータジェネレータＭＧの回転数の増加開始に伴い、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ１からＴ４に増加する。また、モータジェネレータＭＧの出力もＷ３に増加し、回転数とともにさらに増加する。

また、時刻ｔ１で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ４に増加させる。これは、後に第１クラッチＣＬ１を締結させるための準備として、制御油圧を増加させ、第１クラッチＣＬ１のシリンダ（不図示）内に制御油を充填させるものである。

時刻ｔ３で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ２に減少させる。すなわち、時刻ｔ３で第１クラッチＣＬ１のシリンダ内への制御油の充填が終了したことで、制御油圧を減少させ、シリンダ内の制御油の挙動が安定するまで待機する。

時刻ｔ４で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ＭＧ回転数引上制御の実行を終了する。このＭＧ回転数引上制御の実行終了時のモータジェネレータＭＧの回転数ＡｎｆはＮ３である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ２６は、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて、ＭＧ回転数引上制御によって引上回転数ΔＮａだけ回転数を増加させる。

時刻ｔ４で、ＭＧ回転数引上制御の実行終了に伴い、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ４からＴ３に減少する。また、ＭＧ回転数引上制御の実行終了時である時刻ｔ４におけるモータジェネレータＭＧの出力ＡｗｆｕｐはＷ５となるが、モータジェネレータＭＧのトルクの減少に伴い、出力もＷ５からＷ３に減少する。時刻ｔ４後、ハイブリッドＥＣＵ２６は、モータジェネレータＭＧの回転数をＮ３で維持させる。

時刻ｔ５で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ＭＧ回転数降下制御の実行を開始する。このＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの回転数ＢｎｆはＮ３である。

また、ハイブリッドＥＣＵ２６は、時刻ｔ３で第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ２に減少させてから十分な時間が経過したことで、第１クラッチＣＬ１のシリンダ内の制御油の挙動が安定したと推定し、時刻ｔ５で第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ３に増加させる。これにより、第１クラッチＣＬ１がスリップ締結を開始し、モータジェネレータＭＧの第１軸ＭＧ１からエンジンＥＧのエンジン軸１１にトルクが伝達される。したがって、エンジンＥＧの回転数が徐々に増加する。

さらに、第１クラッチＣＬ１のスリップ締結が開始することで、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ５まで増加し、その後はＴ５で維持される。ハイブリッドＥＣＵ２６は、このモータジェネレータＭＧにおけるトルクが増加したことに基づいて、モータジェネレータＭＧの回転数の減少を開始させる。また、このＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力Ｂｗｆｄｗは、前述したＭＧ回転数引上制御の実行終了時の出力Ａｗｆｕｐと同一のＷ５となるが、その後、回転数の減少に伴って減少する。尚、ここでは、出力Ｂｗｆｄｗは出力Ａｗｆｕｐと同一のＷ５となる例を示しているが、両者は必ずしも完全同一となる必要は無く、略同一であればよい。

時刻ｔ６で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第２走行モードの実行を開始してハイブリッド車両１００を走行させる。具体的には、エンジンＥＧの気筒内において火花点火させ、エンジンＥＧを始動（燃料の燃焼を開始）させる。時刻ｔ６後、エンジンＥＧの回転数はさらに増加する。また、時刻ｔ６において、モータジェネレータＭＧの回転数はＮ２まで低下し、その後はＮ２で維持される。

また、時刻ｔ６で、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ１に減少させ、第１クラッチＣＬ１の締結を緩和させる。これにより、モータジェネレータＭＧの第１軸ＭＧ１からエンジンＥＧのエンジン軸１１へのトルクの伝達が緩和され、エンジンＥＧは燃料の燃焼により自律的に回転数を増加させる。この他、時刻ｔ６で、第１クラッチＣＬ１の制御油圧をゼロとし、第１クラッチＣＬ１を開放させてもよい。

さらに、時刻ｔ６で、エンジンＥＧが燃料の燃焼を開始してトルクを発生させるため、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ５から減少する。これに伴い、モータジェネレータＭＧの出力も減少する。

時刻ｔ７で、エンジンＥＧの回転数がモータジェネレータＭＧの回転数と同一のＮ２となると、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第１クラッチＣＬ１の制御油圧を増加させる。これにより、第１クラッチＣＬ１が締結され、ハイブリッド車両１００は、エンジンＥＧ及びモータジェネレータＭＧの双方が発生させたトルクによって走行する。

ここで、図３を参照しながら、引上回転数ΔＮａの決定方法について説明する。この引上回転数ΔＮａは、前述したハイブリッドＥＣＵ２６のＭＧ回転数決定部２６４によって決定されるものである。

図３には、モータジェネレータＭＧの特性が示されている。具体的には、ＭＧ回転数引上制御の実行終了時のモータジェネレータＭＧの出力である出力Ａｗｆｕｐ、及び、ＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力である出力Ｂｗｆｄｗと、回転数Ｎ１からのモータジェネレータＭＧの回転数の増加分である引上回転数ΔＮと、の関係が示されている。本特性に関するデータは、ハイブリッドＥＣＵ２６のメモリ（不図示）に格納されている。

図３に示されるように、出力Ａｗｆｕｐは、引上回転数ΔＮとともに増加する傾向を示す。これは、引上回転数ΔＮが大きくなるほど、ＭＧ回転数引上制御においてモータジェネレータＭＧを回転駆動させるために必要とされるトルクが大きくなるためである。

一方、ＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力である出力Ｂｗｆｄｗは、引上回転数ΔＮの増加に伴って、概ね減少する傾向を示す。これは、引上回転数ΔＮが大きくなるほど、ＭＧ回転数降下制御の実行によってモータジェネレータＭＧが大きな運動エネルギを有することになり、その後のＭＧ回転数降下制御では、当該運動エネルギを利用することができるためである。換言すると、引上回転数ΔＮが大きくなるほど、ＭＧ回転数降下制御においてモータジェネレータＭＧは大きな慣性を利用することができるため、ＭＧ回転数降下制御においてモータジェネレータＭＧに必要とされる出力を小さくすることができる。

仮に、ハイブリッドＥＣＵ２６が、引上回転数を図３に示されるΔＮｂに決定した場合、ＭＧ回転数引上制御の実行終了時のモータジェネレータＭＧの出力である出力ＡｗｆｕｐはＷＡとなる。一方、ＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力である出力ＢｗｆｄｗはＷＤとなり、ＷＡよりも大きくなる。したがって、この場合、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力はＷＤとなり、バッテリ２１も、最大出力ＷＤに対応可能ものを選択する必要がある。

また、仮に、ハイブリッドＥＣＵ２６が、引上回転数を図３に示されるΔＮｃに決定した場合、ＭＧ回転数引上制御の実行終了時のモータジェネレータＭＧの出力である出力ＡｗｆｕｐはＷＣとなる。一方、ＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力である出力ＢｗｆｄｗはＷＢとなり、ＷＣよりも小さくなる。したがって、この場合、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力はＷＣとなり、バッテリ２１も、最大出力ＷＣに対応できるものを選択する必要がある。

そこで、ハイブリッドＥＣＵ２６は、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力を可能な限り小さくするため、出力Ａｗｆｕｐの特性線と、出力Ｂｗｆｄｗの特性線との交点に対応するΔＮａを引上回転数に決定する。すなわち、この引上回転数ΔＮａが、ＭＧ回転数引上制御におけるモータジェネレータＭＧの回転数の増加分となる。引上回転数をΔＮａに決定することにより、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力がＷＣ及びＷＤよりも小さいＷ５となるため、バッテリ２１に必要とされる最大出力を最も小さくすることができる。

［比較例］
次に、比較例について説明する。比較例も、実施形態同様に、時刻ｔ１で、ドライバから加速要求があり、その要求トルクが予め定められた閾値を超えていると判定すると、ハイブリッドＥＣＵ２６が、モータジェネレータＭＧの回転数を増加させるものである。モータジェネレータＭＧの回転数の増加開始に伴い、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ１からＴ４に増加する。また、モータジェネレータＭＧの出力もＷ３に増加し、回転数とともにさらに増加する。

比較例は、図２に破線で示されるように、モータジェネレータＭＧの回転数がＮ２まで増加した時刻ｔ２で、その増加を停止させる。時刻ｔ２で、モータジェネレータＭＧが発生させるトルクはＴ２に減少し、これに伴い、出力もＷ２に減少する。時刻ｔ２後、モータジェネレータＭＧは回転数Ｎ２で回転する。

時刻ｔ５で、比較例は、実施形態同様に第１クラッチＣＬ１の制御油圧をＰ３に増加させる。これにより、第１クラッチＣＬ１がスリップ締結を開始し、モータジェネレータＭＧの第１軸ＭＧ１からエンジンＥＧのエンジン軸１１にトルクが伝達される。したがって、エンジンＥＧの回転数が徐々に増加する。

さらに、時刻ｔ５で、比較例でモータジェネレータＭＧが発生させるトルクは、実施形態のＴ５よりも大きいＴ６となる。すなわち、比較例では、時刻ｔ５においてモータジェネレータＭＧが有している運動エネルギが実施形態のものと比べて小さいため、時刻ｔ５において新たに大きなトルクを発生させる必要がある。このため、時刻ｔ５における比較例のモータジェネレータＭＧの出力Ｂｗも、実施形態のＷ５よりも大きいＷ６となる。また、時刻ｔ５におけるモータジェネレータＭＧの回転数Ｂｎは、Ｎ２に維持されている。

以上のように、本比較例では、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力はＷ６となり、前述した実施形態のもの（Ｗ５）よりも大きくなる。したがって、本比較例では、実施形態と比べて最大出力が大きなバッテリ２１を用意する必要があるため、バッテリの大型化を招いたり、製造コストの増大を招いたりするおそれがある。

続いて、図４を参照しながら、本実施形態のハイブリッドＥＣＵ２６において実行される処理の流れについて説明する。

まず、ハイブリッドＥＣＵ２６は、図４のステップＳ１で、ドライバの要求トルクが、予め定められた閾値を超えているか否かを判定する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ドライバが要求している加速に対応するトルクが、モータジェネレータＭＧだけでは発生させることができない大きさになっており、エンジンＥＧの始動が必要か否かを判定する。ドライバの要求トルクが閾値を超えていると判定した場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ステップＳ２の処理に進む。

次に、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ステップＳ２で、モータジェネレータＭＧの引上回転数ΔＮを設定する。前述したように、ハイブリッドＥＣＵ２６は、図３に示されるモータジェネレータＭＧの特性に基づいて、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力が最も小さくなるように、引上回転数ΔＮを設定する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ステップＳ３で、モータジェネレータＭＧの回転数の制御を行う。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ２６は、モータジェネレータＭＧの回転数を、ＭＧ回転数引上制御の実行開始時のＮ１に引上回転数ΔＮを加えたものとなるように決定し、その後のＭＧ回転数引上制御においてモータジェネレータＭＧの回転数を増加させる等、モータジェネレータＭＧの回転数を適宜制御する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ステップＳ４で、第２クラッチＣＬ２の制御を行う。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ２６は、第２クラッチＣＬ２をスリップ締結させる等して、モータジェネレータＭＧから車軸１６へのトルクの伝達を調整することで、ハイブリッド車両１００の車速を適宜調整する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ２６は、ステップＳ５で、第１クラッチＣＬ１の締結を開始する。これにより、モータジェネレータＭＧの第１軸ＭＧ１からエンジンＥＧのエンジン軸１１にトルクを伝達し、エンジンＥＧの回転数が徐々に増加させ、エンジンＥＧの始動の補助を行うことができる。

以上のように、本実施形態では、ＭＧ回転数引上制御の実行終了時のモータジェネレータＭＧの出力Ａｗｆｕｐと、ＭＧ回転数降下制御の実行開始時のモータジェネレータＭＧの出力Ｂｗｆｄｗとが略同一になるように、それぞれの回転数を決定する。これにより、モータジェネレータＭＧによってエンジンＥＧの始動を補助しながらも、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力を抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、降下制御実行部２６６は、第１クラッチＣＬ１を締結させることによってエンジンＥＧの回転数を増加させ、エンジンＥＧにおける燃料の燃焼が開始した後に、第１クラッチＣＬ１の締結を緩和又は第１クラッチＣＬ１を開放する。これにより、エンジンＥＧは、始動初期はモータジェネレータＭＧから伝達されるトルクによって回転する一方で、始動後期はモータジェネレータＭＧから伝達されるトルクによらず、燃料の燃焼によって発生するトルクによって回転数を増加させる。このため、モータジェネレータＭＧに必要とされる最大出力をさらに小さなものにするとともに、バッテリ２１に要求される最大出力も小さなものとすることが可能となる。

また、本実施形態では、降下制御実行部２６６は、モータジェネレータＭＧにおけるトルクが増加したことに基づいて、モータジェネレータＭＧの回転数の減少を開始させる。モータジェネレータＭＧの回転数は、第１クラッチＣＬ１が確実に締結されたことに基づいて減少を開始させることが好ましいが、第１クラッチＣＬ１のシリンダ内の制御油圧に基づいて当該締結を検出することは、技術的困難性が高い。これに対し、本実施形態では、モータジェネレータＭＧにおけるトルクが増加したことに基づいて、第１クラッチＣＬ１が締結されたと推定できるため、これに基づいてモータジェネレータＭＧの回転数の減少を開始させることで、同様の効果を得ることが可能となる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

１０：駆動システム
１１：エンジン軸
１６：車軸
２１：バッテリ
２６：ハイブリッドＥＣＵ（制御装置）
１００：ハイブリッド車両（車両）
２６１：第１走行モード実行部
２６２：第２走行モード実行部
２６４：ＭＧ回転数決定部（モータ回転数決定部）
２６５：引上制御実行部
２６６：降下制御実行部
ＣＬ１：第１クラッチ
ＣＬ２：第２クラッチ
ＥＧ：エンジン
ＭＧ：モータジェネレータ（モータ）
ＭＧ１：第１軸
ＭＧ２：第２軸

Claims

エンジン（ＥＧ）及びモータ（ＭＧ）が発生させる動力を車両（１００）の車軸（１６）に伝達する駆動システム（１０）の制御装置（２６）であって、
前記駆動システムは、
前記エンジンが発生させる動力を伝達するエンジン軸（１１）と、
前記モータが発生させる動力を伝達する第１軸（ＭＧ１）及び第２軸（ＭＧ２）と、
前記エンジン軸と前記第１軸との間に設けられ、締結及び開放を行う第１クラッチ（ＣＬ１）と、
前記第２軸と前記車軸との間に設けられ、締結及び開放を行う第２クラッチ（ＣＬ２）と、
前記モータに電力を供給するバッテリ（２１）と、を有し、
前記制御装置は、
前記エンジンにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、前記モータで動力を発生させる第１走行モードを実行する第１走行モード実行部（２６１）と、
前記エンジンにおいて燃料を燃焼させて動力を発生させる第２走行モードを実行する第２走行モード実行部（２６２）と、
前記モータの回転数を決定するモータ回転数決定部（２６４）と、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへの移行タイミングに先駆けて、前記第１クラッチを開放させた状態で前記モータの回転数を所定回転数まで増加させるモータ回転数引上制御を実行する引上制御実行部（２６５）と、
前記モータ回転数引上制御の実行後であって前記移行タイミング前に、前記第１クラッチを締結させるとともに前記モータの回転数を前記所定回転数から減少させるモータ回転数降下制御を実行する降下制御実行部（２６６）と、を有し、
前記モータ回転数決定部は、前記モータ回転数引上制御の実行終了時の前記モータの出力と、前記モータ回転数降下制御の実行開始時の前記モータの出力とが略同一になるように前記所定回転数を決定するものであり、
前記モータ回転数引上制御の実行終了時から、前記モータ回転数降下制御の実行開始時までの期間においては、前記モータの出力を低下させることで、前記モータの回転数を前記所定回転数に維持する制御を行うことを特徴とする制御装置。
前記降下制御実行部は、前記第１クラッチを締結させることによって前記エンジンの回転数を増加させ、その後の燃料供給に伴い前記エンジンにおける燃料の燃焼が開始した後に、前記第１クラッチの締結を緩和又は前記第１クラッチを開放させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記降下制御実行部は、前記モータにおけるトルクが増加したことに基づいて、前記モータの回転数の減少を開始させることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。