JP6151973B2

JP6151973B2 - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP6151973B2
Application number: JP2013115968A
Authority: JP
Inventors: 将人藤岡; 淳二垣生
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: JP2014234048A

Description

本発明は、エンジンおよび電動モータを備える車両用制御装置に関する。

動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両が開発されている。このようなハイブリッド車両として、駆動輪に対して電動モータを連結するとともに、電動モータとエンジンとの間に入力クラッチを設けるようにした車両が開発されている（特許文献１参照）。走行モードとしてモータ走行モードが選択された場合には、入力クラッチを解放することにより、駆動輪からエンジンが切り離された状態となる。また、走行モードとしてエンジン走行モードの１つであるパラレル走行モードを選択する場合には、入力クラッチを締結することにより、駆動輪に対してエンジンが接続された状態となる。なお、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際には、入力クラッチを解放した状態のもとでエンジンを始動し、入力クラッチ前後の回転速度が同期するタイミングで入力クラッチが締結されることになる。

特開２００７−１３１０７１号公報

また、ハイブリッド車両の発進性能を高めるため、エンジンと入力クラッチとの間にトルクコンバータを備えた車両も開発されている。このようなハイブリッド車両において、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際には、エンジン始動後に入力クラッチを締結する必要がある。しかしながら、入力クラッチを締結する際に、トルクコンバータのロックアップクラッチが解放されていると、トルクコンバータがスリップしてエンジン回転数が過度に上昇してしまうおそれがある。このようなエンジン回転数の過度な上昇を回避するためには、予めロックアップクラッチを締結することが必要であった。しかしながら、入力クラッチの締結前にロックアップクラッチを締結することは、入力クラッチに作用するイナーシャトルクを増大させることから、入力クラッチの締結ショックや耐久性低下を招く要因となる。

本発明の目的は、入力クラッチ締結後におけるエンジン回転数の過度な上昇を抑制しながらロックアップクラッチを締結することにある。

本発明の車両用制御装置は、エンジンと、駆動輪に接続される電動モータと、を備える車両用制御装置であって、前記エンジンと前記電動モータとの間に設けられ、締結状態と解放状態とに制御される入力クラッチと、前記エンジンと前記入力クラッチとの間に設けられるトルクコンバータと、前記トルクコンバータに設けられ、締結状態と解放状態とに制御されるロックアップクラッチと、走行モードとして、前記入力クラッチを解放し、前記電動モータを駆動するモータ走行モードを設定する第１モード設定部と、走行モードとして、前記入力クラッチを締結し、前記エンジンを駆動するエンジン走行モードを設定する第２モード設定部と、前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードに切り換える際に、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に制御するロックアップ制御部と、を有し、前記ロックアップ制御部は、前記入力クラッチの締結後に前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が拡大する過程では、前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が所定値に到達するまで、前記ロックアップクラッチの締結力を第１変化率で増加させ、前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が前記所定値に到達したことに基づいて、前記ロックアップクラッチの締結力を増加させる変化率を前記第１変化率から前記第１変化率よりも小さな第２変化率に変更し、前記入力クラッチの締結後に前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が縮小する過程では、前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が前記所定値に到達した後に、前記ロックアップクラッチの締結力を前記第２変化率で増加させる。

本発明によれば、入力クラッチの締結後にロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が拡大する過程では、ロックアップクラッチの締結力を第１変化率で増加させる一方、入力クラッチの締結後にロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が縮小する過程では、ロックアップクラッチの締結力を第１変化率よりも小さな第２変化率で増加させる。これにより、入力クラッチ締結後におけるエンジン回転数の過度な上昇を抑制しながらロックアップクラッチを締結することが可能となる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置を示す概略図である。ロックアップクラッチの油圧制御系の一例を示す概略図である。車両用制御装置の構成を示す概略図である。パラレル走行モードへの切換制御の実行手順の一例を示すタイミングチャートである。図４に記載されるエンジン回転数等の推移を拡大して示す部分拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を示す概略図である。図１に示すように、車両用制御装置１０は、動力源としてエンジン１１およびモータジェネレータ（電動モータ）１２を備えたパワーユニット１３を有している。パワーユニット１３には無段変速機１４が設けられており、無段変速機１４にはプライマリプーリ１５およびセカンダリプーリ１６が設けられている。プライマリプーリ１５の一方側には、入力クラッチ１７およびトルクコンバータ１８を介してエンジン１１が連結されている。一方、プライマリプーリ１５の他方側には、ロータ軸１９を介してモータジェネレータ１２が連結されている。また、セカンダリプーリ１６には、出力クラッチ２０を介して駆動輪出力軸２１が連結されている。駆動輪出力軸２１には、ディファレンシャル機構２２を介して駆動輪２３が連結されている。また、エンジン１１のクランク軸２４には、始動モータと発電機との機能を兼ね備えたＩＳＧ２５が駆動ベルト２６を介して連結されている。なお、出力クラッチ２０は所謂ヒューズクラッチとして機能しており、駆動輪２３から無段変速機１４に向けて過度なトルクが伝達される状況においては、出力クラッチ２０をスリップさせて無段変速機１４を保護している。

無段変速機１４は、モータジェネレータ１２のロータ軸１９に連結されるプライマリ軸３０と、これに平行となるセカンダリ軸３１とを有している。プライマリ軸３０にはプライマリプーリ１５が設けられており、プライマリプーリ１５の背面側にはプライマリ室３２が区画されている。また、セカンダリ軸３１にはセカンダリプーリ１６が設けられており、セカンダリプーリ１６の背面側にはセカンダリ室３３が区画されている。さらに、プライマリプーリ１５およびセカンダリプーリ１６には駆動チェーン３４が巻き掛けられている。プライマリ室３２に供給されるプライマリ圧とセカンダリ室３３に供給されるセカンダリ圧とを調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３４の巻き掛け径を変化させることが可能となる。これにより、プライマリ軸３０からセカンダリ軸３１に対する無段変速が可能となる。

エンジン１１と無段変速機１４との間、つまりエンジン１１とモータジェネレータ１２との間には、解放状態と締結状態とに制御される入力クラッチ１７が設けられている。入力クラッチ１７は、トルクコンバータ１８のタービン軸３５に連結されるクラッチハブ３６と、プライマリ軸３０に連結されるクラッチドラム３７とを備えている。クラッチハブ３６には摩擦板３８が取り付けられており、クラッチドラム３７には摩擦板３８に対向する摩擦板３９が取り付けられている。また、クラッチドラム３７にはピストン４０が組み込まれており、ピストン４０の背面側には締結油室４１が区画されている。締結油室４１に作動油を供給することにより、ピストン４０を締結方向に移動させて摩擦板３８，３９を互いに押し付けることができ、入力クラッチ１７を締結状態に切り換えることが可能となる。一方、締結油室４１から作動油を排出することにより、摩擦板３８，３９の押し付けを解除することができ、入力クラッチ１７を解放状態に切り換えることが可能となる。

入力クラッチ１７を解放状態に制御することにより、プライマリプーリ１５とエンジン１１とを切り離すことが可能となる。これにより、走行モードをモータ走行モードに設定することができ、エンジン１１を停止させてモータジェネレータ１２の動力のみを駆動輪２３に伝達することが可能となる。一方、入力クラッチ１７を締結状態に制御することにより、プライマリプーリ１５とエンジン１１とを接続することが可能となる。これにより、走行モードをエンジン走行モードとしてのパラレル走行モードに設定することができ、モータジェネレータ１２およびエンジン１１の動力を駆動輪２３に伝達することが可能となる。なお、エンジン走行モードとしては、モータジェネレータ１２とエンジン１１との双方を駆動するパラレル走行モードに限られることはなく、エンジン動力を駆動輪２３に伝達する走行モードであれば如何なる走行モードであっても良い。例えば、エンジン走行モードとして、モータジェネレータ１２を空転させ、エンジン動力のみを駆動輪２３に伝達するエンジン走行モードを採用しても良い。

エンジン１１と入力クラッチ１７との間にはトルクコンバータ１８が設けられている。トルクコンバータ１８は、クランク軸２４にフロントカバー５０を介して連結されるポンプインペラ５１と、このポンプインペラ５１に対向するとともにタービン軸３５に連結されるタービンランナ５２とを備えている。また、トルクコンバータ１８には、クラッチプレート５３を備えたロックアップクラッチ５４が組み込まれている。クラッチプレート５３は、タービン軸３５に連結されるタービンハブ５５に対して軸方向に移動自在に設けられている。クラッチプレート５３のタービンランナ５２側にはアプライ室５６が区画されており、クラッチプレート５３のフロントカバー５０側にはリリース室５７が区画されている。アプライ室５６に作動油を供給してリリース室５７から作動油を排出することにより、ロックアップクラッチ５４を締結状態に制御することが可能となる。一方、リリース室５７に作動油を供給してアプライ室５６から作動油を排出することにより、ロックアップクラッチ５４を解放状態に制御することが可能となる。

ここで、図２はロックアップクラッチ５４の油圧制御系６０の一例を示す概略図である。図２において、図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図２に示すように、ロックアップクラッチ５４には、デューティ電磁弁６１によって制御されるロックアップ制御弁６２が接続される。ロックアップ制御弁６２には、アプライ油路６３およびリリース油路６４が接続されている。アプライ油路６３は、ロックアップクラッチ５４のアプライ室５６に接続されており、リリース油路６４は、ロックアップクラッチ５４のリリース室５７に接続されている。また、ロックアップ制御弁６２には、アプライ室５６やリリース室５７に対して調圧された作動油を供給する供給油路６５ａ，６５ｂが接続されている。さらに、ロックアップ制御弁６２には、アプライ室５６やリリース室５７から排出された作動油をオイルパン等に案内する排出油路６６が接続されている。

ロックアップ制御弁６２には、スプール弁軸６７が移動自在に設けられるとともに、スプール弁軸６７の一端側にはバネ部材６８が設けられ、スプール弁軸６７の他端側にはパイロット圧室６９が設けられている。パイロット圧室６９に供給されるパイロット圧を調整することにより、スプール弁軸６７を軸方向にスライドさせることが可能となる。スプール弁軸６７を一端側の締結位置にスライドさせることにより、アプライ油路６３と供給油路６５ａとを連通させることが可能となり、リリース油路６４と排出油路６６とを連通させることが可能となる。これにより、アプライ室５６に作動油を供給してリリース室５７から作動油を排出することができ、ロックアップクラッチ５４を締結状態に制御することが可能となる。一方、スプール弁軸６７を他端側の解放位置にスライドさせることにより、アプライ油路６３と排出油路６６とを連通させることが可能となり、リリース油路６４と供給油路６５ｂとを連通させることが可能となる。これにより、リリース室５７に作動油を供給してアプライ室５６から作動油を排出することができ、ロックアップクラッチ５４を解放状態に制御することが可能となる。また、スプール弁軸６７の停止位置を調整することにより、アプライ油路６３やリリース油路６４に対する供給油路や排出油路６６の連通面積を調整することができ、ロックアップクラッチ５４のトルク容量つまり締結力を自在に調整することが可能となる。

ロックアップ制御弁６２のパイロット圧室６９には、パイロット圧路７０を介してデューティ電磁弁６１が接続されている。デューティ電磁弁６１は、後述する制御ユニット８１によって制御されるデューティソレノイドバルブである。例えば、デューティ電磁弁６１を最小のデューティ比（０％）で制御した場合には、パイロット圧が最小値に調圧されてスプール弁軸６７が解放位置に移動し、ロックアップクラッチ５４が解放状態に制御される。一方、デューティ電磁弁６１を最大のデューティ比（１００％）で制御した場合には、パイロット圧が最大値に調圧されてスプール弁軸６７が締結位置に移動し、ロックアップクラッチ５４が締結状態に制御される。また、デューティ電磁弁６１に対するデューティ比を０％〜１００％の間で制御することにより、パイロット圧を最小値〜最大値の間で制御することができ、スプール弁軸６７を一端側の締結位置と他端側の解放位置との間で停止させることが可能となる。すなわち、デューティ電磁弁６１に対するデューティ比を０％〜１００％の間で制御することにより、ロックアップクラッチ５４の締結力を自在に調整することが可能となっている。このように、デューティ電磁弁６１によって、ロックアップクラッチ５４の作動油を給排制御することにより、ロックアップクラッチ５４の締結力を調整することが可能となる。なお、前述の説明では、デューティ比を上昇させることでロックアップクラッチ５４の締結力を上昇させているが、これに限られることはなく、デューティ比を上昇させることでロックアップクラッチ５４の締結力を低下させる構成であっても良い。

続いて、無段変速機１４、トルクコンバータ１８、入力クラッチ１７、出力クラッチ２０等に対する作動油の供給について説明する。図１に示すように、トルクコンバータ１８等に対して作動油を供給するため、パワーユニット１３には、プライマリ軸３０等によって回転駆動されるメカポンプ７１と、モータ７２によって回転駆動される電動ポンプ７３とが設けられている。また、パワーユニット１３には、作動油の供給先や圧力を制御するため、複数の電磁バルブや油路によって構成されるバルブユニット７４が設けられている。

メカポンプ７１は、一方向クラッチ７５を備えたチェーン機構７６を介してプライマリ軸３０に連結されている。一方向クラッチ７５は、正転方向に回転するプライマリ軸３０からメカポンプ７１に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。さらに、メカポンプ７１は、一方向クラッチ７７を備えたチェーン機構７８を介してトルクコンバータ１８に固定される中空軸７９に連結されている。一方向クラッチ７７は、正転方向に回転する中空軸７９からメカポンプ７１に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。すなわち、プライマリ軸３０が中空軸７９よりも速く回転する場合には、モータジェネレータ１２側のプライマリ軸３０によってメカポンプ７１が駆動される一方、中空軸７９がプライマリ軸３０よりも速く回転する場合には、エンジン１１側の中空軸７９によってメカポンプ７１が駆動される。なお、プライマリ軸３０の正転方向とは、前進走行時におけるプライマリ軸３０の回転方向である。また、中空軸７９の正転方向とは、エンジン１１駆動時におけるクランク軸２４の回転方向である。

このように、メカポンプ７１は、モータジェネレータ１２側のプライマリ軸３０によって駆動される構造を有するとともに、エンジン１１側の中空軸７９によって駆動される構造を有している。これにより、パラレル走行モードにおいては、エンジン１１によってメカポンプ７１を駆動することができ、メカポンプ７１からバルブユニット７４に作動油を供給することが可能となる。また、モータ走行モードにおいても、プライマリ軸３０が回転する車両走行時には、プライマリ軸３０によってメカポンプ７１を駆動することが可能となる。また、モータ走行モードにおいては、車速低下に伴ってプライマリ軸３０の回転速度が所定の閾値を下回ると、電動ポンプ７３を駆動させてメカポンプ７１の吐出圧力の低下を補っている。また、モータ走行モードでの車両停止時においては、電動ポンプ７３の駆動状態が継続されることになるが、車速が上昇してプライマリ軸３０の回転速度が所定の閾値を上回った場合には、メカポンプ７１の吐出圧力が回復することから電動ポンプ７３は停止される。

続いて、モータ走行モードからパラレル走行モードへの切換制御について説明する。ここで、図３は車両用制御装置１０の構成を示す概略図である。図３において、図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図３に示すように、車両用制御装置１０は、パワーユニット１３の制御系８０を備えている。また、車両用制御装置１０には、第１モード設定部、第２モード設定部、ロックアップ制御部および入力クラッチ制御部として機能する制御ユニット８１が設けられている。制御ユニット８１には、エンジン１１の回転速度（クランク軸２４の回転速度，以下、エンジン回転数Ｎｅと記載する）を検出するエンジン回転センサ８２、モータジェネレータ１２の回転速度を検出するモータ回転センサ８３が接続されている。制御ユニット８１には、タービン軸３５の回転速度（以下、タービン回転数Ｎｔと記載する）を検出するタービン回転センサ８４、プライマリ軸３０の回転速度（以下、プライマリ回転数Ｎｐと記載する）を検出するプライマリ回転センサ８５、セカンダリ軸３１の回転速度を検出するセカンダリ回転センサ８６が接続されている。制御ユニット８１には、運転手による図示しないセレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ８７、運転手による図示しないアクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ８８、運転手による図示しないブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ８９が接続されている。

制御ユニット８１は、エンジン１１を制御する図示しないスロットルバルブやインジェクタ等に接続され、制御ユニット８１からの制御信号によってエンジン回転数やエンジントルクが制御される。また、制御ユニット８１は、モータジェネレータ１２を制御するインバータ９０に接続され、制御ユニット８１からの制御信号によってモータ回転数やモータトルクが制御される。さらに、制御ユニット８１は、ロックアップクラッチ５４、入力クラッチ１７、出力クラッチ２０等を制御するバルブユニット７４に接続され、制御ユニット８１からの制御信号によって各クラッチ１７，２０，５４が締結状態や解放状態に制御される。また、制御ユニット８１は、アクセル開度や車速等に応じて設定される要求駆動力に基づいて走行モードを設定している。例えば、要求駆動力が小さい場合には、走行モードとしてモータ走行モードが設定される一方、要求駆動力が大きい場合には、走行モードとしてパラレル走行モードが設定される。なお、制御ユニット８１は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成される。

続いて、モータ走行モードからパラレル走行モードへの切換制御の実行手順をタイミングチャートに沿って説明する。図４はパラレル走行モードへの切換制御の実行手順の一例を示すタイミングチャートである。図５は図４に記載されるエンジン回転数Ｎｅ等の推移を拡大して示す部分拡大図である。なお、図４および図５においては、図面の理解を容易にするため、各回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅが重なる場合であっても、各回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅを若干ずらして記載している。図４および図５においては、ロックアップクラッチ５４をＬ／Ｕと省略して記載している。

前述したように、モータ走行モードが設定される場合には、入力クラッチ１７が解放され、エンジン１１が停止され、モータジェネレータ１２が駆動される。一方、パラレル走行モードが設定される場合には、入力クラッチ１７が締結され、エンジン１１が駆動され、モータジェネレータ１２が駆動される。すなわち、アクセルペダルの踏み込み操作等に伴って、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り換える際には、エンジン１１が停止状態から始動されるとともに、入力クラッチ１７が解放状態から締結される。また、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り換える際には、入力クラッチ１７の締結後におけるエンジン回転数Ｎｅの過度な吹け上がりを防止するため、ロックアップクラッチ５４を解放状態から締結状態に制御している。

以下、走行モードの切換制御過程におけるロックアップクラッチ５４の締結制御について説明する。図４に示すように、モータ走行モードにおいては、ロックアップクラッチ５４の制御フェーズがフェーズ１（Ｐｈ１）に設定される。図４に符号Ｘ１で示すように、フェーズ１においては、デューティ電磁弁６１が所定の目標値Ｄ１でデューティ制御される。目標値Ｄ１とは、最小値（例えば０％）と最大値（例えば１００％）との間に設定されるデューティ比であり、ロックアップクラッチ５４を待機状態に制御するためのデューティ比である。このように、デューティ電磁弁６１を目標値Ｄ１で制御することにより、クラッチプレート５３がフロントカバー５０に対して接触を開始する位置で保持される。すなわち、モータ走行モードにおいては、目標デューティ比を最小値（０％）に設定してロックアップクラッチ５４を解放状態に制御するのではなく、目標デューティ比を最小値（０％）よりも大きな目標値Ｄ１に設定してロックアップクラッチ５４を待機状態に制御している。これにより、ロックアップクラッチ５４を締結制御する際の応答性を高めることが可能となる。なお、モータ走行モードにおいては、エンジン１１が停止されるとともに入力クラッチ１７が解放されるため、ロックアップクラッチ５４を待機状態に制御しても、エンジンストールや振動等を発生させることはない。

また、フェーズ１で用いた目標値Ｄ１は、ロックアップクラッチ５４の制御精度を高めるため、ロックアップクラッチ５４の解放制御において学習される。例えば、制御ユニット８１は、ロックアップクラッチ５４を解放するため、デューティ電磁弁６１のデューティ比を徐々に低下させる際に、エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの回転数差を監視している。そして、制御ユニット８１は、エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの回転数差が所定値を超えた時点において、デューティ電磁弁６１を制御していたデューティ比を目標値Ｄ１として更新する。なお、目標値Ｄ１を学習させる際には、エンジン１１が停止するモータ走行モードでの学習制御を禁止したり、ロックアップクラッチ５４が急速に解放される解放時の学習制御を禁止したりすることで学習精度を向上させている。さらに、学習制御によって得られた目標値Ｄ１が、ロックアップクラッチ５４およびその油圧制御系６０の構成等から想定される範囲を外れた場合においては、目標値Ｄ１の更新を禁止している。

続いて、図４および図５に符号Ｘ２で示すように、アクセルペダルの踏み込み操作等に応じて再始動ロックアップフラグが設定されると、走行モードをパラレル走行モードに切り換えるため、ロックアップクラッチ５４を待機状態に維持したままエンジン１１が始動される。エンジン１１が始動されると、入力クラッチ１７の入力側と出力側との回転速度差、つまりタービン回転数Ｎｔとプライマリ回転数Ｎｐとの回転数差ΔＮ１（ΔＮ１＝Ｎｔ−Ｎｐ）に基づいて、ロックアップクラッチ５４の制御状態が設定される。図４および図５に符号Ｘ３で示すように、エンジン始動によってタービン回転数Ｎｔが上昇し、回転数差ΔＮ１が所定の閾値αを下回ると（｜ΔＮ１｜＜α）、制御フェーズがフェーズ２（Ｐｈ２）に移行する。フェーズ２においては、回転数差ΔＮ１が所定の閾値βを下回るまで（｜ΔＮ１｜＜β）、デューティ電磁弁６１に対するデューティ比が徐々に引き上げられる。ここで、図５に示すように、閾値βは、閾値αよりも小さな０に近い値に設定されている。

図４および図５に符号Ｘ４で示すように、エンジン始動後にタービン回転数Ｎｔが上昇して回転数差ΔＮ１が閾値βを下回ると、入力クラッチ前後の回転速度が同期することから、入力クラッチ１７が解放状態から締結状態に切り換えられる。このように、入力クラッチ１７が締結されてタービン軸３５が拘束されると、ロックアップクラッチ５４の負荷が増大してスリップが開始される。そして、ロックアップクラッチ５４がスリップすることにより、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔから乖離して上昇することになる。また、エンジン始動後に回転数差ΔＮ１が閾値βを下回ると、前述のように入力クラッチ１７が締結されるだけでなく、制御フェーズがフェーズ３（Ｐｈ３）に移行する。図４に示すように、フェーズ３においては、所定の加算値ｄを加えることでデューティ比を急速に引き上げた後に、デューティ比を徐々に引き上げるようにしている。すなわち、図４に符号Ｘ５で示すように、フェーズ３においては、デューティ比Ｄ２での制御によって得られるロックアップクラッチ５４の目標締結力に向けて、ロックアップクラッチ５４の締結力が所定の第３変化率で急速に引き上げられる。そして、ロックアップクラッチ５４が目標締結力に達すると、図４に符号Ｘ６で示すように、第３変化率よりも小さな第１変化率でロックアップクラッチ５４の締結力が引き上げられる。

フェーズ３における締結力の引き上げは、ロックアップクラッチ５４の入力側と出力側との回転速度差、つまりエンジン回転数Ｎｅとプライマリ回転数Ｎｐとの回転数差ΔＮ２（ΔＮ２＝Ｎｅ−Ｎｐ）が所定の閾値（所定値）γに到達するまで継続される。そして、図４および図５に符号Ｘ７で示すように、回転数差ΔＮ２が閾値γに到達すると（ΔＮ２≧γ）、制御フェーズがフェーズ４（Ｐｈ４）に移行する。このフェーズ４においては、図４に符号Ｘ８で示すように、第１変化率よりも小さな第２変化率でデューティ比が徐々に引き上げられる。そして、図４および図５に符号Ｘ９で示すように、エンジン回転数Ｎｅとプライマリ回転数Ｎｐとが同期し、回転数差ΔＮ２がほぼ０になると、制御フェーズがフェーズ５（Ｐｈ５）に移行する。フェーズ５においては、デューティ比が最大値（１００％）まで急速に引き上げることにより、ロックアップクラッチ５４が締結状態に制御される。これにより、パラレル走行モードへの切換制御に伴うロックアップクラッチ５４の締結制御が完了する。

図４および図５に示すように、フェーズ３からフェーズ４に移行する際の判定基準となる閾値γは、回転数差ΔＮ２の拡大過程と縮小過程との境界近傍に設定されている。すなわち、図４に符号Ｘ６で示すように、回転数差ΔＮ２が閾値γに到達する迄は、回転数差ΔＮ２が拡大する過程であることから、ロックアップクラッチ５４の締結力を第１変化率で急速に増加させている。一方、図４に符号Ｘ８で示すように、回転数差ΔＮ２が閾値γに到達した後には、回転数差ΔＮ２が縮小する過程であることから、ロックアップクラッチ５４の締結力を第１変化率よりも小さな第２変化率で緩やかに増加させている。

このように、ロックアップクラッチ５４の締結力を増加させることにより、入力クラッチ締結後におけるエンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制しつつ、ロックアップクラッチ５４を滑らかに締結することが可能となる。これにより、エンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制することができるため、車両の燃費性能や静粛性能を向上させることが可能となる。また、エンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制することができるため、運転手に違和感を与えることがなく、車両のドライバビリティーを向上させることが可能となる。また、ロックアップクラッチ５４の締結制御によってエンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制するため、入力クラッチ１７の締結制御によってエンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制する必要がなく、入力クラッチ１７に掛かる負荷つまりイナーシャトルクを軽減することが可能となる。これに対し、図４に二点鎖線Ｚで示すように、回転数差ΔＮ２の拡大過程や縮小過程に拘らず、一様にデューティ比を引き上げた場合には、エンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を抑制することができずに、車両の燃費性能や静粛性能を低下させることになるのである。

また、回転数差ΔＮ１が閾値βを下回る場合には、制御フェーズをフェーズ３に移行させ、加算値ｄを加えてデューティ比を急速に引き上げている。すなわち、入力クラッチ１７の締結タイミングに合わせて、ロックアップクラッチ５４の締結力を急速に引き上げている。これにより、エンジン回転数Ｎｅの上昇を効果的に抑制することができ、車両の燃費性能や静粛性能を向上させることが可能となる。ところで、パラレル走行モードに移行する際のエンジン始動制御においては、複数のエンジン始動パターンが設定されている。すなわち、アクセルペダルの操作量が小さい場合には、エンジン始動直後の目標エンジン回転数が低く設定される一方、アクセルペダルの操作量が大きい場合には、エンジン始動直後の目標エンジン回転数が高く設定される。このため、エンジン始動直後の目標エンジン回転数に応じて、フェーズ３で加算される加算値ｄの大きさを変化させている。すなわち、エンジン始動直後の目標エンジン回転数（目標エンジン回転速度）が低いほどに加算値ｄを小さく設定する一方、エンジン始動直後の目標エンジン回転数が高いほどに加算値ｄを大きく設定している。このように、エンジン始動直後の目標エンジン回転数に応じて加算値ｄを増減させることにより、ロックアップクラッチ５４の締結力を適切に増減させることができ、エンジン回転数Ｎｅの過度な上昇を適切に抑制することが可能となる。

前述の説明では、回転数差ΔＮ２と閾値γとを比較判定することで、ロックアップクラッチ５４の制御状態をフェーズ３からフェーズ４に移行させているが、これに限られることはない。例えば、所定時間毎に回転数差ΔＮ２の増減率を算出することにより、回転数差ΔＮ２が拡大するか否かを直接的に判定しても良い。この場合には、回転数差ΔＮ２の増減率が増加側に更新される場合には、回転数差ΔＮ２の拡大過程であると判定し、ロックアップクラッチ５４の締結力を第１変化率で急速に増加させる。一方、回転数差ΔＮ２の増減率が減少側に更新される場合には、回転数差ΔＮ２の縮小過程であると判定し、ロックアップクラッチ５４の締結力を第１変化率よりも小さな第２変化率で緩やかに増加させる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、入力クラッチ１７を摩擦クラッチとして記載しているが、これに限られることはなく、入力クラッチ１７としてドグクラッチ等の噛合クラッチを用いても良い。また、入力クラッチ１７として油圧制御される油圧クラッチを用いているが、これに限られることはなく、入力クラッチ１７として電磁力を用いて制御される電磁クラッチを用いても良い。さらに、前述の説明では、デューティ電磁弁６１からのパイロット圧によって制御されるロックアップ制御弁６２を用いているが、これに限られることはなく、ロックアップ制御弁６２をデューティ制御によって直に駆動されるデューティ電磁弁として構成しても良い。

前述の説明では、入力クラッチ１７の出力側の回転速度として、プライマリ回転数Ｎｐを用いているが、これに限られることはなく、例えばモータジェネレータ１２の回転速度を用いても良い。前述の説明では、モータ走行モードで走行している状態から、走行モードをパラレル走行モードに切り換えているが、これに限られることはなく、モータ走行モードで停車している状態から、走行モードをパラレル走行モードに切り換えても良い。また、図示する場合には、パワーユニット１３に変速機構を組み込んでいるが、これに限られることはなく、パワーユニット１３から変速機構を削減しても良い。さらに、図示する場合には、変速機構としてチェーンドライブ式の無段変速機１４を用いているが、これに限られることはなく、ベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機であっても良く、遊星歯車式や平行軸式の自動変速機であっても良い。

１０車両用制御装置
１１エンジン
１２モータジェネレータ（電動モータ）
１７入力クラッチ
１８トルクコンバータ
２３駆動輪
５４ロックアップクラッチ
６１デューティ電磁弁
８１制御ユニット（第１モード設定部，第２モード設定部，ロックアップ制御部，入力クラッチ制御部）
β 閾値

Claims

エンジンと、駆動輪に接続される電動モータと、を備える車両用制御装置であって、
前記エンジンと前記電動モータとの間に設けられ、締結状態と解放状態とに制御される入力クラッチと、
前記エンジンと前記入力クラッチとの間に設けられるトルクコンバータと、
前記トルクコンバータに設けられ、締結状態と解放状態とに制御されるロックアップクラッチと、
走行モードとして、前記入力クラッチを解放し、前記電動モータを駆動するモータ走行モードを設定する第１モード設定部と、
走行モードとして、前記入力クラッチを締結し、前記エンジンを駆動するエンジン走行モードを設定する第２モード設定部と、
前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードに切り換える際に、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に制御するロックアップ制御部と、
を有し、
前記ロックアップ制御部は、
前記入力クラッチの締結後に前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が拡大する過程では、前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が所定値に到達するまで、前記ロックアップクラッチの締結力を第１変化率で増加させ、
前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が前記所定値に到達したことに基づいて、前記ロックアップクラッチの締結力を増加させる変化率を前記第１変化率から前記第１変化率よりも小さな第２変化率に変更し、
前記入力クラッチの締結後に前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が縮小する過程では、前記ロックアップクラッチの入力側と出力側との回転速度差が前記所定値に到達した後に、前記ロックアップクラッチの締結力を前記第２変化率で増加させる、車両用制御装置。
請求項１記載の車両用制御装置において、
前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードに切り換える際に、前記入力クラッチを解放状態から締結状態に制御する入力クラッチ制御部、を有し、
前記入力クラッチ制御部は、前記エンジンの始動後に前記入力クラッチの入力側と出力側との回転速度差が閾値を下回ってから、前記入力クラッチを解放状態から締結状態に制御する、車両用制御装置。
請求項１または２記載の車両用制御装置において、
前記ロックアップ制御部は、前記エンジンの始動後に前記入力クラッチの入力側と出力側との回転速度差が閾値を下回ってから、前記ロックアップクラッチの締結力を目標締結力に向けて前記第１変化率よりも大きな第３変化率で増加させる、車両用制御装置。
請求項３記載の車両用制御装置において、
前記エンジンを始動する際の目標エンジン回転速度が高いほどに、前記目標締結力を大きく設定する、車両用制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記ロックアップ制御部は、前記ロックアップクラッチの作動油を給排制御するデューティ電磁弁を備え、
前記ロックアップ制御部は、前記エンジン走行モードへの切換制御が開始される前に前記デューティ電磁弁を最小値と最大値との間のデューティ比で待機させる、車両用制御装置。