JP7687285B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及び電動機を動力源とする車両の制御装置に関する。

エンジン及び電動機を動力源とする車両がよく知られている。例えば、特許文献１のハイブリッド車両がそれである。特許文献１には、エンジンを始動させる際のギヤ段がワンウェイクラッチを係合要素とする場合は、ギヤ段がワンウェイクラッチを係合要素としない場合よりも、エンジン始動時の電動機の出力の増加分を大きくすることが記載されている。

特許第５７７２９７９号

ところで、バッテリ温度や充電状態によって電動機の出力が制限される場合には、エンジン始動時に駆動力が不足し、車両の加速にもたつきが生じるヘジテーションが発生する虞あった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジン及び電動機を動力源とする車両において、エンジン始動時のヘジテーションを抑制できる車両の制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、を備え、（ｂ）前記クラッチを解放した状態で前記電動機のみを走行用の動力源として走行するモータ走行時に前記エンジンを始動させるに当たり、前記クラッチを係合状態に向けて制御しつつ前記電動機のトルクで前記エンジンの回転を引き上げ、前記エンジンの回転速度が同期回転速度に到達すると、前記エンジンのエンジントルクを増加させると共に前記電動機のトルクを減少させる制御を実行する車両の、制御装置であって、（ｃ）前記エンジンの始動時における前記エンジントルクの変化率の上限ガード値を算出する上限ガード値算出部と、（ｄ）前記エンジンの始動時における前記電動機の余剰パワーを算出し、前記余剰パワーに基づいて前記エンジントルクの変化率の下限ガード値を算出する下限ガード値算出部と、（ｅ）前記下限ガード値が前記上限ガード値よりも大きい場合には、前記上限ガード値の値を前記下限ガード値に変更する上限ガード値変更部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、エンジン始動時にエンジントルクを増加させると共に電動機のトルクを減少させるに当たり、エンジントルクの変化率の上限ガード値、及び、電動機の余剰パワーに基づく下限ガード値が算出され、下限ガード値が上限ガード値よりも大きい場合には、上限ガード値の値が下限ガード値に変更されるため、上限ガード値が電動機の余剰パワーを考慮した適切な値とされる。従って、電動機の余剰パワーが小さい場合には、エンジントルクの変化率が大きくされることで、エンジン始動時の駆動力の不足が抑制されてヘジテーションが抑制される。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 エンジン始動時における制御状態の一態様を説明するタイムチャートである。 余剰パワー及び下限ガード値から構成される、関係マップの一態様を示す図である。 電子制御装置の制御作動を説明する為のフローチャートである。 本実施例に対応する、エンジン始動時における制御状態の一態様を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の動力源として機能する、エンジン１２及び電動機ＭＧを備えたハイブリッド車両である。又、車両１０は、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６と、を備えている。

エンジン１２は、よく知られた公知の内燃機関である。エンジン１２は、車両１０に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置５０が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴeが制御される。

電動機ＭＧは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。電動機ＭＧは、車両１０に備えられたインバータ５２を介して、車両１０に備えられたバッテリ５４に接続されている。バッテリ５４は、電動機ＭＧに対して電力を授受する蓄電装置である。電動機ＭＧは、後述する電子制御装置９０によってインバータ５２が制御されることにより、電動機ＭＧのトルクであるＭＧトルクＴmが制御される。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギーも同意である。前記動力は、特に区別しない場合には駆動力、トルク、及び力も同意である。

動力伝達装置１６は、ケース１８内に、断接クラッチＫ０、発進クラッチＷＳＣ、自動変速機２０、減速ギヤ機構２２、ディファレンシャルギヤ２４等を備えている。断接クラッチＫ０は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路におけるエンジン１２と電動機ＭＧとの間を断接するクラッチである。発進クラッチＷＳＣは、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路における、エンジン１２及び電動機ＭＧと自動変速機２０との間に設けられたクラッチである。減速ギヤ機構２２は、自動変速機２０の変速機出力歯車２６に連結されている。ディファレンシャルギヤ２４は、減速ギヤ機構２２に連結されている。

又、動力伝達装置１６は、ディファレンシャルギヤ２４に連結された１対のドライブシャフト２８、エンジン１２と断接クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３０、断接クラッチＫ０と発進クラッチＷＳＣとを連結する電動機連結軸３２、機械オイルポンプ３４、電動機連結軸３２と機械オイルポンプ３４とを連結する伝達部材３６等を備えている。伝達部材３６は、例えばスプロケット及びチェーンで構成されている。

電動機ＭＧは、ケース１８内において、電動機連結軸３２に動力伝達可能に連結されている。つまり、電動機ＭＧは、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路、特には断接クラッチＫ０と発進クラッチＷＳＣとの間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結されている。

断接クラッチＫ０は、例えばアクチュエータによって押圧される多板式或いは単板式のクラッチから構成される、湿式の摩擦係合装置である。断接クラッチＫ０は、車両１０に備えられた油圧制御回路５６から供給される調圧された油圧であるＫ０油圧ＰＲk0により断接クラッチＫ０のトルク容量であるＫ０トルクＴk0が変化させられることで、係合状態、スリップ状態、解放状態などの作動状態つまり制御状態が切り替えられる。なお、断接クラッチＫ０が、本発明のクラッチに対応する。

断接クラッチＫ０は、エンジン１２を電動機ＭＧに対して接続したり遮断したりする、すなわちエンジン１２と電動機ＭＧとを断接するクラッチとして機能する。

発進クラッチＷＳＣは、例えばアクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチにより構成される湿式の摩擦係合装置である。発進クラッチＷＳＣは、油圧制御回路５６から供給される調圧された油圧であるＷＳＣ油圧ＰＲwscにより発進クラッチＷＳＣのトルク容量であるＷＳＣトルクＴwscが変化させられることで、係合状態、スリップ状態、解放状態などの制御状態が切り替えられる。

発進クラッチＷＳＣの入力側部材は、電動機連結軸３２と一体的に連結されている。発進クラッチＷＳＣの出力側部材は、自動変速機２０の入力回転部材である変速機入力軸３８と一体的に連結されている。発進クラッチＷＳＣの係合状態では、エンジン１２の動力及び電動機ＭＧの動力を自動変速機２０へ伝達可能な状態とされる。一方で、発進クラッチＷＳＣの解放状態では、エンジン１２及び電動機ＭＧから自動変速機２０への動力伝達が遮断される。

自動変速機２０は、例えば不図示の１組又は複数組の遊星歯車装置と、係合装置ＣＢと、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。係合装置ＣＢは、例えば複数の公知の油圧式の摩擦係合装置を含んでいる。係合装置ＣＢは、各々、油圧制御回路５６から供給される調圧された油圧であるＣＢ油圧ＰＲcbによりそれぞれのトルク容量であるＣＢトルクＴcbが変化させられることで、係合状態、スリップ状態、解放状態などの制御状態が切り替えられる。

自動変速機２０は、係合装置ＣＢのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比（ギヤ比ともいう）γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi／ＡＴ出力回転速度Ｎo）が異なる複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。例えば、自動変速機２０は、ドライバー（＝運転者）のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、変速機入力軸３８の回転速度である。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、変速機出力歯車２６の回転速度である。

動力伝達装置１６において、エンジン１２から出力される動力は、断接クラッチＫ０及び発進クラッチＷＳＣが共に係合された場合において、自動変速機２０等を介して駆動輪１４へ伝達される。又、動力伝達装置１６において、電動機ＭＧから出力される動力は、断接クラッチＫ０の制御状態に拘わらず、発進クラッチＷＳＣが係合された場合に、自動変速機２０等を介して駆動輪１４へ伝達される。

車両１０は、伝達部材３６を介して電動機連結軸３２に連結された機械オイルポンプ３４を備えている。車両１０は、更に、電動式のオイルポンプである電動オイルポンプ５８、ポンプ用モータ６０等を備えている。電動オイルポンプ５８は、ポンプ用モータ６０により駆動させられる。

機械オイルポンプ３４や電動オイルポンプ５８が吐出した作動油OILは、油圧制御回路５６へ供給される。油圧制御回路５６は、機械オイルポンプ３４及び電動オイルポンプ５８の少なくとも一方が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、Ｋ０油圧ＰＲk0、ＷＳＣ油圧ＰＲwsc、ＣＢ油圧ＰＲcbなどを供給する。作動油OILは、例えば動力伝達装置１６の各部の潤滑などにも用いられる。

車両１０は、更に、車両１０の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置９０を備えている。電子制御装置９０は、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。

電子制御装置９０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ７０、ＭＧ回転速度センサ７２、入力回転速度センサ７４、出力回転速度センサ７６、アクセル開度センサ７８、スロットル弁開度センサ８０、ブレーキセンサ８２、バッテリセンサ８４、油温センサ８６など）による検出値に基づく各種信号等（例えばエンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe、電動機ＭＧの回転速度であって発進クラッチＷＳＣの入力側部材の回転速度でもあるＭＧ回転速度Ｎm、ＡＴ入力回転速度Ｎi、車速Ｖに対応するＡＴ出力回転速度Ｎo、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、図示しないホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Ｂon、ブレーキ操作量Ｂra、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbat、油圧制御回路５６内の作動油OILの温度である作動油温ＴＨoilなど）が、それぞれ供給される。

電子制御装置９０からは、車両１０に備えられた各装置等（例えばエンジン制御装置５０、インバータ５２、油圧制御回路５６、ポンプ用モータ６０など）に各種指令信号等（例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧを制御する為のＭＧ制御指令信号Ｓm、係合装置ＣＢを制御する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcb、断接クラッチＫ０を制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0、発進クラッチＷＳＣを制御する為のＷＳＣ油圧制御指令信号Ｓwsc、電動オイルポンプ５８を制御する為の電動オイルポンプ制御指令信号Ｓeopなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置９０は、車両１０における各種制御を実現する為に、動力源制御手段すなわち動力源制御部９２、及びクラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部９４を備えている。

動力源制御部９２は、エンジン１２の作動を制御する機能と、電動機ＭＧの作動を制御する機能と、を含んでおり、それらの制御機能によりエンジン１２及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。

動力源制御部９２は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで、運転者による車両１０に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された、すなわち予め定められた、前記駆動要求量を求める為の関係である。前記駆動要求量は、例えば駆動輪１４における要求駆動トルクＴrdem［Ｎｍ］である。要求駆動トルクＴrdemは、見方を換えればそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰrdem［Ｗ］である。前記駆動要求量としては、駆動輪１４における要求駆動力Ｆrdem［Ｎ］等を用いることもできる。動力源制御部９２は、伝達損失、補機負荷、自動変速機２０の変速比γat等を考慮して、要求駆動パワーＰrdemを実現するように、エンジン１２を制御するエンジン制御指令信号Ｓeと、電動機ＭＧを制御するＭＧ制御指令信号Ｓmと、を出力する。

動力源制御部９２は、電動機ＭＧの出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合には、車両１０を駆動する駆動モードをＢＥＶ駆動モードとする。ＢＥＶ駆動モードは、断接クラッチＫ０の解放状態において、電動機ＭＧのみを動力源に用いて走行するモータ走行（＝ＢＥＶ走行）が可能なモータ駆動モードである。一方で、動力源制御部９２は、少なくともエンジン１２の出力を用いないと要求駆動トルクＴrdemを賄えない場合には、駆動モードをエンジン駆動モードつまりＨＥＶ駆動モードとする。ＨＥＶ駆動モードは、断接クラッチＫ０の係合状態において、少なくともエンジン１２を動力源に用いて走行するエンジン走行、つまりハイブリッド走行（＝ＨＥＶ走行）が可能なハイブリッド駆動モードである。

動力源制御部９２は、エンジン１２の制御状態を停止状態から運転状態へ切り替えるエンジン始動要求の有無を判定する。例えば、動力源制御部９２は、ＢＥＶ駆動モード時（すなわちモータ走行時）に、要求駆動トルクＴrdemが電動機ＭＧの出力のみで賄える範囲よりも増大したか否か、又は、エンジン１２等の暖機が必要であるか否か、又は、バッテリ５４の充電が必要であるか否かなどに基づいて、エンジン始動要求が有るか否かを判定する。

クラッチ制御部９４は、動力源制御部９２によりエンジン始動要求が有ると判定された場合には、エンジン１２の始動制御を実行するように断接クラッチＫ０を制御する。例えば、クラッチ制御部９４は、クランキングトルクＴcrをエンジン１２側へ伝達する為のＫ０トルクＴk0が得られるように、解放状態の断接クラッチＫ０を係合状態に向けて制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓk0を出力する。クランキングトルクＴcrは、エンジン回転速度Ｎeを引き上げるエンジン１２のクランキングに必要な所定のトルクである。

動力源制御部９２は、エンジン始動要求が有ると判定した場合には、エンジン１２の始動制御を実行するようにエンジン１２及び電動機ＭＧを制御する。例えば、動力源制御部９２は、クラッチ制御部９４による断接クラッチＫ０の係合状態への切替えに合わせて、電動機ＭＧがクランキングトルクＴcrを出力する為のＭＧ制御指令信号Ｓmを出力する。又、動力源制御部９２は、エンジン１２のクランキングに連動して、燃料供給やエンジン点火などを開始する為のエンジン制御指令信号Ｓeを出力する。

動力源制御部９２は、車両１０がＢＥＶ走行中である場合には、発進クラッチＷＳＣのスリップ状態において、エンジン１２の始動制御を実行する。これにより、エンジン１２の始動制御に伴うトルク変動によるショックを抑制することができる。

又、クラッチ制御部９４は、車両１０の発進時には、解放状態又はスリップ状態にある発進クラッチＷＳＣを滑らせながら係合状態へ切り替えるように制御する。又、クラッチ制御部９４は、車両１０の走行中には、発進クラッチＷＳＣを係合状態に維持するように制御する。但し、クラッチ制御部９４は、低車速でのＨＥＶ走行中にＡＴ入力回転速度Ｎiがエンジン１２の運転可能回転速度を下回るなどの場合には、発進クラッチＷＳＣをスリップ状態に制御する。又、クラッチ制御部９４は、車両１０のＢＥＶ走行中のエンジン１２の始動制御の際には、発進クラッチＷＳＣをスリップ状態に制御する。

クラッチ制御部９４は、例えば予め定められた関係である変速マップを用いて自動変速機２０の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機２０のギヤ段を切り替える為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを出力する。前記変速マップは、例えば車速Ｖ及び要求駆動トルクＴrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機２０の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。

以下、上述したエンジン始動時の制御についてさらに詳細に説明する。動力源制御部９２は、エンジン始動時におけるエンジン回転速度Ｎeの上昇過渡期において、エンジン回転速度Ｎeが同期回転速度に相当するＭＧ回転速度Ｎmgに到達したか否かを判定する。例えば、動力源制御部９２は、エンジン回転速度Ｎeと電動機ＭＧのＭＧ回転速度Ｎmとの回転速度差ΔＮ1（＝｜Ｎm－Ｎe｜）を随時算出し、回転速度差ΔＮ1が、予め設定されている同期判定閾値α以下になると、エンジン回転速度Ｎeが同期回転速度（すなわちＭＧ回転速度）に到達した、すなわちエンジン回転速度ＮeがＭＧ回転速度Ｎmに回転同期したと判定する。

エンジン回転速度Ｎeが同期回転速度（すなわちＭＧ回転速度）に到達すると、動力源制御部９２は、エンジン１２のエンジントルクＴeを増加させる一方で、電動機ＭＧのＭＧトルクＴmを減少させるトルクの掛替を実行する。ここで、動力源の掛替過渡期におけるエンジントルクＴeの変化率であるエンジントルクレートＲＴ（以下、トルクレートＲＴ）が大きいと、エンジントルクＴeが急激に増加し、これに伴って車両加速度Ｇが変動する虞がある。また、エンジン１２のトルク変動に起因してダンパの捩りによる揺れが生じ、この揺れが駆動輪１４側に伝達されてショックが発生する虞がある。更に、エンジン回転速度Ｎeが高回転である場合には、エンジントルクＴeの急変化に伴ってエンジンノイズが大きくなり、運転者に違和感を与える虞がある。このように、エンジン始動時にエンジントルクＴeが急激に変化すると、ＮＶ特性（騒音・振動特性）の悪化に繋がる虞がある。

上記ショックの発生を抑制するため、電子制御装置９０は、エンジン１２の始動時におけるエンジントルクＴeのトルクレートＲＴの上限値である上限ガード値ＧＵを算出する、上限ガード値算出手段としての上限ガード値算出部９８を機能的に備えている。上限ガード値算出部９８は、例えば、アクセル開度θaccなどをパラメータとする上限ガード値算出用の関係マップ又は関係式に、現時点におけるアクセル開度θaccなどを適用することで、エンジン始動時における上限ガード値ＧＵを算出する。前記関係マップ又は関係式は、予め実験的又は設計的に求められ、エンジントルクＴeを増大する過渡期に発生するショックが許容範囲に抑えられる上限ガード値ＧＵが求められるように構成されている。

上限ガード値ＧＵが算出されると、動力源制御部９２は、エンジントルクＴeのベーストルクレートＲＴbsと上限ガード値ＧＵのうち値の小さい側を、最終的なトルクレートＲＴに決定する。動力源制御部９２は、最終的なトルクレートＲＴを決定すると、そのトルクレートＲＴ基づいてエンジントルク指令値Ｔetgt（以下、トルク指令値Ｔetgt）を算出し、エンジントルクＴeがトルク指令値Ｔetgtとなるように制御されるエンジン制御指令信号Ｓeを出力する。上記ベーストルクレートＲＴbsは、加速の応答性や燃費（消費電力）を考慮して設定される値であり、例えば、エンジン始動後のエンジントルクＴeの目標値である目標エンジントルクＴeffに基づいて設定される。これより、エンジン始動時にエンジントルクＴeが急激に変化することが抑制されるため、エンジン始動時に発生するショックが抑制される。一方で、エンジントルクＴeのトルクレートＲＴが上限ガード値ＧＵによって制限されると、駆動輪１４に伝達される駆動トルクＴrが不足する虞がある。これに対して動力源制御部９２は、エンジントルクＴeのトルクレートＲＴの制限による駆動トルクＴrの不足分を補うように、ＭＧトルクＴmを増加させるＭＧ制御指令信号Ｓmを出力する。従って、エンジントルクＴeのトルクレートＲＴが制限された場合であっても、駆動トルクＴrが確保される。

しかしながら、エンジンを始動させるに当たって、バッテリの充電状態値ＳＯＣの低下、電動機ＭＧ又はバッテリ５４の発熱などによって、電動機ＭＧから出力可能な最大ＭＧトルクＴmmaxが制限されている場合には、電動機ＭＧのＭＧトルクＴmが制限される為、要求駆動トルクＴrdemに対して実際の駆動トルクＴrが不足することで加速がもたつくヘジテーションが発生する虞がある。

図２は、エンジン始動時における制御状態の一態様を説明するタイムチャートである。図２において、横軸が時間ｔ[sec]を示し、縦軸が上から順番に、アクセル開度θacc、各回転速度（エンジン回転速度Ｎe、ＭＧ回転速度Ｎm、ＡＴ入力回転速度Ｎi）、各トルク（エンジントルク指令値Ｔetgt、エンジントルクＴe、換算要求駆動トルクＴidem、ＭＧトルクＴm、最大ＭＧトルクＴmmax）をそれぞれ示している。ここで、換算要求駆動トルクＴidemは、駆動輪１４での要求駆動トルクＴrdemを、電動機連結軸３２でのトルクに換算した換算値である。

図２のｔ１時点では、エンジン回転速度Ｎeを引き上げるためのＭＧトルクＴm（すなわちクランキングトルクＴcr）が電動機ＭＧから出力されている。又、図示しないが、断接クラッチＫ０のトルク容量Ｔkoが係合状態に向けて制御され、電動機ＭＧのＭＧトルクＴmが断接クラッチＫ０を経由してエンジン側に伝達されることによって、ｔ１時点からエンジン回転速度Ｎeが上昇している。ｔ２時点では、エンジン回転速度ＮeとＭＧ回転速度Ｎmとの回転速度差ΔＮ1が同期判定閾値α以下になることで、エンジントルクＴeを増加させる一方で、ＭＧトルクＴmを減少させるトルクの掛替が開始されている。これより、ｔ２時点以降において、実線で示すエンジントルクＴeのトルク指令値Ｔetgtが漸増し、二点鎖線で示す実際のエンジントルクＴeがトルク指令値Ｔetgtに追従するようにして増加している。又、ｔ２時点以降において、ＭＧトルクＴmが所定値まで低下した後、その所定値付近で保持されている。ｔ３時点では、電動機ＭＧから出力可能な最大ＭＧトルクＴmmaxの低下に伴い、ＭＧトルクＴmが最大ＭＧトルクＴmmaxと共に低下している。この後、ｔ４時点になるまでの間、最大ＭＧトルクＴmmaxの減少に伴い、ＭＧトルクＴmが制限されている。その結果、エンジントルクＴeとＭＧトルクＴmとの合算値が、換算要求駆動トルクＴidemに到達するのに時間がかかることでヘジテーションが発生する。

上記ヘジテーションを抑制するため、電子制御装置９０は、下限ガード値算出手段としての下限ガード値算出部１００と、上限ガード値変更手段としての上限ガード値変更部１０２と、を機能的に備えている。

下限ガード値算出部１００は、エンジントルクＴeの上昇が開始されると、電動機ＭＧの余剰パワーＰexpを算出する。余剰パワーＰexpは、下式（１）から算出される。式（１）において、Ｐeは、現時点でのエンジンパワーに対応し、Ｐmmaxは、現時点での電動機ＭＧから出力可能なＭＧパワー（以下、可能ＭＧパワーＰmmax）に対応し、Ｐidemは、車両１０の要求駆動パワーＰrdemを電動機連結軸３２でのパワーに換算した換算値（以下、換算要求駆動パワーＰidem）である。余剰パワーＰexpは、言い換えれば、エンジン始動時にアシストできる電動機ＭＧのパワーに相当する。
Ｐexp＝Ｐe＋Ｐmpos－Ｐidem・・・（１）

可能ＭＧパワーＰmmaxは、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣや電動機ＭＧのＭＧ温度などで構成された、予め規定されている可能ＭＧパワーＰmmax算出用の関係マップ又は関係式に、充電状態値ＳＯＣやＭＧ温度など適用することで算出される。換算駆動パワーＰitgtは、アクセル開度θaccや車速Ｖに基づいて算出される駆動輪１４での要求駆動パワーＰrdemに、自動変速機２０から駆動輪１４までの間の動力伝達経路におけるギヤ比γm等を考慮して算出される。

下限ガード値算出部１００は、余剰パワーＰexpを算出すると、その余剰パワーＰexpに基づいて下限ガード値ＧＤを算出する。下限ガード値算出部１００は、例えば余剰パワーＰexpをパラメータとする下限ガード値ＧＤを求める為の関係マップ又は関係式に、算出された余剰パワーＰexpを適用することで下限ガード値ＧＤを算出する。前記関係マップ又は関係式は、予め実験的又は設計的に求められ、余剰パワーＰexpが小さい状態であっても、駆動輪１４に伝達される駆動トルクＴrが確保されることで、エンジン始動時のヘジテーションが抑制される値に設定されている。

図３は、余剰パワーＰexpと下限ガード値ＧＤとで構成される、関係マップの一態様を示している。図３に示すように、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ２以上の領域では、下限ガード値ＧＤがゼロとされる。所定値Ｐ２は、電動機ＭＧによるアシストトルクが十分に確保できる値とされている。従って、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ２では、下限ガード値ＧＤを設定する必要がない為、下限ガード値ＧＤがゼロとされている。又、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ２以下になると、余剰パワーＰexpが低下するに従い下限ガード値ＧＤが増加している。すなわち、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ２以下の領域では、余剰パワーＰexpに拘わらず駆動トルクＴrが確保されるように、余剰パワーＰexpが小さくなるほど下限ガード値ＧＤが増加している。又、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ１以下の領域では、例えばベーストルクレートＲＴbsを上限とした値に設定される。なお、所定値Ｐ２が、本発明の所定値に対応する。

上限ガード値変更部１０２は、下限ガード値ＧＤが求められると、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きいか否かを判定する。上限ガード値変更部１０２は、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きい場合には、上限ガード値ＧＵの値を下限ガード値ＧＤで下限ガードする。具体的には、上限ガード値変更部１０２は、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きい場合には、上限ガード値ＧＵの値を下限ガード値ＧＤに変更する。一方、上限ガード値変更部１０２は、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも小さい場合には、上限ガード値ＧＵの値を保持する。すなわち、上限ガード値ＧＵ及び下限ガード値ＧＤの大きい側が、上限ガード値ＧＵに設定される。このようにして、上限ガード値ＧＵの下限が下限ガード値ＧＤで制限されることで、電動機ＭＧの余剰パワーＰexpが小さいときには、エンジントルクＴeのトルクレートＲＴが下限ガード値ＧＤよりも小さくなることが防がれる為、エンジン始動時に駆動トルクＴrが不足することによるヘジテーションが抑制される。

図４は、電子制御装置９０の制御作動を説明する為のフローチャートであり、エンジン始動時に駆動トルクＴrが不足することによるヘジテーションを防止できる制御作動を説明する為のフローチャートである。このフローチャートは、エンジン始動中において繰り返し実行される。

先ず、動力源制御部９２の制御機能に対応するステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１０では、エンジン始動時において、エンジントルクＴeを増加させると共に、電動機ＭＧのＭＧトルクＴmを減少させる、トルクの掛替中であるか否かが判定される。Ｓ１０の判定が否定された場合、本ルーチンが終了させられる。Ｓ１０の判定が肯定された場合、上限ガード値算出部９８及び下限ガード値算出部１００の制御機能に対応するＳ２０において、エンジントルクＴeのトルクレートＲＴの上限ガード値ＧＵが算出される。さらに、余剰パワーＰexpに基づいて下限ガード値ＧＤが算出される。次いで、上限ガード値変更部１０２の制御機能に対応するＳ３０において、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きいか否か判定される。Ｓ３０の判定が否定された場合、上限ガード値変更部１０２の制御機能に対応するＳ５０において、上限ガード値ＧＵが保持されて後述するＳ６０に進む。Ｓ３０の判定が肯定された場合、上限ガード値変更部１０２の制御機能に対応するＳ４０において、上限ガード値ＧＵの下限が下限ガード値ＧＤによって制限される（下限ガード）。具体的には、上限ガード値ＧＵが下限ガード値ＧＤよりも小さい為、上限ガード値ＧＵの値が下限ガード値ＧＤに変更される。次いで、動力源制御部９２の制御機能に対応するＳ６０では、Ｓ４０又はＳ５０で決定された上限ガード値ＧＵ及びベーストルクレートＲＴbsのうち小さい側の値が最終的なトルクレートＲＴに設定される。その結果、Ｓ６０で設定されたトルクレートＲＴに基づいてエンジントルクＴeのトルク指令値Ｔetgtが設定されることで、電動機ＭＧのＭＧトルクＴmが制限された場合であっても、エンジン始動時に駆動トルクＴrが不足することによるヘジテーションが抑制される。

図５は、エンジン始動時における制御状態の一態様を説明するタイムチャートである。図５において、横軸が時間ｔ[sec]を示し、縦軸が上から順番に各回転速度（エンジン回転速度Ｎe、ＭＧ回転速度Ｎm、ＡＴ入力回転速度Ｎi）、各エンジントルクＴe（指令値）を示している。

ｔ１時点において、エンジン始動が開始されると、断接クラッチＫ０が係合状態に向かって制御されると共に、電動機ＭＧからエンジン１２のクランキング用のクランキングトルクＴcrが出力されることで、エンジン回転速度Ｎeが上昇している。ｔ２時点では、エンジン回転速度ＮeがＭＧ回転速度Ｎmに回転同期することで、ｔ２時点以降からエンジントルクＴeの増加が開始される。図５の実線で示すベースエンジントルクＴebsは、ベーストルクレートＲＴbsに基づいて規定されるエンジン１２のトルク指令値である。図５の破線で示す上限ガードトルクＴguは、上限ガード値ＧＵに基づいて規定されるトルク指令値である。又、図５のｔ３時点－ｔ４時点の間で設定されている下限ガードトルクＴgdは、下限ガード値ＧＤに基づいて規定されるエンジン１２のトルク指令値である。ｔ３時点－ｔ４時点の間では、この間で随時算出される下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きくなっており、これに関連してｔ３時点－ｔ４時点の間では、下限ガードトルクＴgdが上限ガードトルクＴguよりも大きくなっている。このとき、上限ガード値ＧＵの下限が下限ガード値ＧＤによって制限される為、最終的なトルク指令値Ｔetgtが下限ガードトルクＴgdに沿って変化している。その結果、駆動トルクＴrの不足が抑制され、エンジン始動時に発生するヘジテーションが防止される。

上述のように、本実施例によれば、エンジン始動時にエンジントルクＴeを増加させると共に電動機ＭＧのＭＧトルクＴmを低下させるに当たり、エンジントルクＴeの上限ガード値ＧＵ、及び、電動機ＭＧの余剰パワーＰexpに応じた下限ガード値ＧＤが算出され、下限ガード値ＧＤが上限ガード値ＧＵよりも大きい場合には、上限ガード値ＧＵの値が下限ガード値ＧＤに変更されるため、上限ガード値ＧＵが電動機ＭＧの余剰パワーＰexpを考慮した適切な値とされる。これより、電動機ＭＧの余剰パワーＰexpが小さい場合であっても、エンジントルクＴeのトルク指令値Ｔetgtが大きくなることで、エンジン始動時の駆動トルクＴrの不足が抑制される為、ヘジテーションが抑制される。

又、下限ガード値ＧＤは、余剰パワーＰexpが所定値Ｐ２以下になると、余剰パワーＰexpが小さくなるほど大きくなるように設定されているため、下限ガード値ＧＤが余剰パワーＰexpに応じた適切な値となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、エンジン１２及び電動機ＭＧと自動変速機２０との間に発進クラッチＷＳＣが設けられていたが、発進クラッチＷＳＣが自動変速機２０の係合装置ＣＢの何れかに代用されるものであっても構わない。又、エンジン１２及び電動機ＭＧと自動変速機２０との間に、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータが介在される場合には、そのロックアップクラッチが発進クラッチＷＳＣに代用されても構わない。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両 １２：エンジン ９０：電子制御装置 ９８：上限ガード値算出部 １００：下限ガード値算出部 １０２：上限ガード値変更部 ＭＧ：電動機 Ｋ０：断接クラッチ（クラッチ）

Claims (2)

1. エンジンと、電動機と、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、を備え、
   前記クラッチを解放した状態で前記電動機のみを走行用の動力源として走行するモータ走行時に前記エンジンを始動させるに当たり、前記クラッチを係合状態に向けて制御しつつ前記電動機のトルクで前記エンジンの回転を引き上げ、前記エンジンの回転速度が同期回転速度に到達すると、前記エンジンのエンジントルクを増加させると共に前記電動機のトルクを減少させる制御を実行する車両の、制御装置であって、
   前記エンジンの始動時における前記エンジントルクの変化率の上限ガード値を算出する上限ガード値算出部と、
   前記エンジンの始動時における前記電動機の余剰パワーを算出し、前記余剰パワーに基づいて前記エンジントルクの変化率の下限ガード値を算出する下限ガード値算出部と、
   前記下限ガード値が前記上限ガード値よりも大きい場合には、前記上限ガード値の値を前記下限ガード値に変更する上限ガード値変更部と、を備える
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記下限ガード値は、前記余剰パワーが所定値以下の領域では、前記余剰パワーが小さくなるほど増加するように設定されている
   ことを特徴とする請求項１の車両の制御装置。

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