JP6106215B2

JP6106215B2 - 車両用制御装置

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Publication number: JP6106215B2
Application number: JP2015122538A
Authority: JP
Inventors: 正樹小室
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2017-03-29
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Also published as: US20160368474A1; CN106256640B; JP2017007418A; US9834193B2; CN106256640A; DE102016110709A1

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。

エンジンの燃料消費量を抑制するため、エンジンと駆動輪との間に設けられるクラッチを解放し、走行中にエンジンを停止させるようにした車両が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両は、エンジンを停止させて走行する惰性走行として、クラッチを締結したまま燃料供給を停止する惰性走行を実行している。

国際公開第２０１４／６８７１９号

特許文献１の車両においては、気筒休止によってエンジンのポンピングロスを軽減するものの、クラッチを締結したままエンジンに対する燃料供給を停止させていた。このように、エンジンの燃料消費量を抑制するため、単にエンジンに対する燃料供給を停止させることは、車両を過度に減速させてしまう要因となっていた。

本発明の目的は、車両の過度な減速を抑制することにある。

本発明の車両用制御装置は、エンジンおよび電動モータを備える車両用制御装置であって、前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられるクラッチと、前記クラッチを解放して前記エンジンと前記駆動輪とを切り離し、前記エンジンを停止させた状態のもとで、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行を実行する第１走行制御部と、前記モータ走行が実行された状態のもとで、前記エンジンの燃料噴射を停止させたまま前記クラッチを締結し、走行中に前記エンジンを回転させるクランキング走行を実行する第２走行制御部と、前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、前記電動モータの出力トルクと前記クラッチのトルク容量とに基づいて、前記電動モータの目標トルクを算出し、前記第２走行制御部は、前記目標トルクが閾値を下回る場合に、前記クランキング走行を許可する一方、前記目標トルクが前記閾値を上回る場合に、前記クランキング走行を禁止する。
本発明の車両用制御装置は、エンジンおよび電動モータを備える車両用制御装置であって、前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられるクラッチと、前記クラッチを解放して前記エンジンと前記駆動輪とを切り離し、前記エンジンを停止させた状態のもとで、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行を実行する第１走行制御部と、前記モータ走行が実行された状態のもとで、前記エンジンの燃料噴射を停止させたまま前記クラッチを締結し、走行中に前記エンジンを回転させるクランキング走行を実行する第２走行制御部と、前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御部と、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記駆動輪が増速する側に前記変速機構を制御する変速制御部と、を有する。

本発明によれば、モータ走行からクランキング走行に切り替える場合に、電動モータの出力トルクを増加させるようにしたので、車両の過度な減速を抑制することができる。

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。（ａ）〜（ｃ）は、車両用制御装置が備える走行モードの例を示す概略図である。エンジンに接続される周辺機器を示す概略図である。エンジン回転処理の一例を示すフローチャートである。エンジン回転処理において実行されるエンジン回転判定の一例を示すフローチャートである。エンジン回転処理において実行される余裕トルク判定の一例を示すフローチャートである。エンジン回転処理において実行される走行状況判定の一例を示すフローチャートである。モータ走行からクランキング走行への切り替え手順の一例を示すタイミングチャートである。

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、エンジン１１およびモータジェネレータ（電動モータ）１２が設けられたパワーユニット１３を有している。パワーユニット１３は、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５からなる無段変速機（変速機構）１６を有している。プライマリプーリ１４の一方側には、エンジンクラッチ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。プライマリプーリ１４の他方側には、モータジェネレータ１２のロータ１９が連結されている。また、セカンダリプーリ１５には、駆動輪出力軸２０およびディファレンシャル機構２１を介して駆動輪２２が連結されている。

［トルクコンバータ］
トルクコンバータ１８は、クランク軸３０にフロントカバー３１を介して接続されるポンプインペラ３２と、ポンプインペラ３２に対向するとともにタービン軸３３が接続されるタービンランナ３４と、を有している。また、トルクコンバータ１８は、クラッチプレート３５からなるロックアップクラッチ３６を有している。トルクコンバータ１８内には、クラッチプレート３５を境に、アプライ室３７とリリース室３８とが区画されている。アプライ室３７の油圧を上昇させてリリース室３８の油圧を低下させることにより、クラッチプレート３５はフロントカバー３１に押し付けられ、ロックアップクラッチ３６は締結状態に切り替えられる。一方、リリース室３８の油圧を上昇させてアプライ室３７の油圧を低下させることにより、クラッチプレート３５はフロントカバー３１から離れ、ロックアップクラッチ３６は解放状態に切り替えられる。

［無段変速機］
エンジン１１と駆動輪２２とを接続する動力伝達経路４０には、無段変速機１６が設けられている。無段変速機１６は、プライマリ軸４１に設けられるプライマリプーリ１４と、セカンダリ軸４２に設けられるセカンダリプーリ１５と、を有している。プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５には、プーリ１４，１５間で動力を伝達する駆動チェーン４３が巻き掛けられている。プライマリプーリ１４には、プーリ溝幅を調整するプライマリ室４４が設けられており、セカンダリプーリ１５には、プーリ溝幅を調整するセカンダリ室４５が設けられている。セカンダリ室４５に供給される油圧を制御することにより、セカンダリプーリ１５による駆動チェーン４３のクランプ力を調整することができ、無段変速機１６のトルク容量を調整することができる。また、プライマリ室４４およびセカンダリ室４５に供給される油圧を制御することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン４３の巻き付け径を変化させることができる。なお、エンジン１１と駆動輪２２とを接続する動力伝達経路４０は、トルクコンバータ１８、タービン軸３３、プライマリ軸４１、セカンダリ軸４２、駆動輪出力軸２０、およびディファレンシャル機構２１等によって構成されている。

［エンジンクラッチ］
トルクコンバータ１８とプライマリプーリ１４との間には、エンジンクラッチ（クラッチ）１７が設けられている。つまり、エンジン１１と駆動輪２２とを接続する動力伝達経路４０には、締結状態と解放状態とに切り替えられるエンジンクラッチ１７が設けられている。エンジンクラッチ１７は、タービン軸３３に接続されるクラッチプレート５０と、プライマリ軸４１に接続されるクラッチプレート５１と、を有している。また、エンジンクラッチ１７は、作動油が供給される油圧アクチュエータ５２を有している。油圧アクチュエータ５２内の油圧を上昇させることにより、クラッチプレート５０，５１は互いに係合され、エンジンクラッチ１７は締結状態に切り替えられる。一方、油圧アクチュエータ５２内の油圧を低下させることにより、クラッチプレート５０，５１の係合状態は解除され、エンジンクラッチ１７は解放状態に切り替えられる。

［ヒューズクラッチ］
セカンダリプーリ１５と駆動輪２２との間には、締結力つまりトルク容量の調整が可能なヒューズクラッチ５５が設けられている。ヒューズクラッチ５５は、セカンダリ軸４２に接続されるクラッチプレート５６と、駆動輪出力軸２０に接続されるクラッチプレート５７と、を有している。また、ヒューズクラッチ５５は、作動油が供給される油圧アクチュエータ５８を有している。油圧アクチュエータ５８内の油圧を上昇させることにより、クラッチプレート５６，５７は互いに係合され、ヒューズクラッチ５５は接続状態に切り替えられる。一方、油圧アクチュエータ５８内の油圧を低下させることにより、クラッチプレート５６，５７の係合状態は解除され、ヒューズクラッチ５５は解放状態に切り替えられる。なお、ヒューズクラッチ５５のトルク容量は、無段変速機１６のトルク容量よりも低く制御される。これにより、無段変速機１６に大きなトルクが入力される場合には、無段変速機１６よりも先にヒューズクラッチ５５を滑らせることができ、無段変速機１６を保護することができる。

［油圧制御系］
トルクコンバータ１８、無段変速機１６、エンジンクラッチ１７、およびヒューズクラッチ５５等に作動油を供給するため、パワーユニット１３には、エンジン１１やプライマリ軸４１に駆動されるオイルポンプ６０が設けられている。オイルポンプ６０は、一方向クラッチ６１を備えたチェーン機構６２を介して、トルクコンバータ１８のポンプシェル６３に連結されている。また、オイルポンプ６０は、一方向クラッチ６４を備えたチェーン機構６５を介して、プライマリ軸４１に連結されている。

ポンプシェル６３がプライマリ軸４１よりも速く回転する場合には、ポンプシェル６３からチェーン機構６２を経てオイルポンプ６０に駆動力が伝達される。すなわち、エンジン１１が駆動される場合には、エンジン動力によってオイルポンプ６０が駆動される。一方、ポンプシェル６３がプライマリ軸４１よりも遅く回転する場合には、プライマリ軸４１からチェーン機構６５を経てオイルポンプ６０に駆動力が伝達される。すなわち、後述するモータ走行のように、エンジン１１が停止する場合であっても、前進走行時にはプライマリ軸４１によってオイルポンプ６０が駆動される。

また、パワーユニット１３には、オイルポンプ６０から吐出される作動油を制御するため、複数のソレノイドバルブや油路によって構成されるバルブボディ６６が設けられている。オイルポンプ６０から吐出される作動油は、バルブボディ６６を経て、トルクコンバータ１８、無段変速機１６、エンジンクラッチ１７、およびヒューズクラッチ５５等に供給される。なお、エンジン停止を伴う低速走行時や、エンジン停止を伴う後退走行時においても、制御油圧を確保する観点から、オイルポンプ６０の他に、パワーユニット１３には図示しない電動オイルポンプが設けられる。

［電子制御系］
車両用制御装置１０は、パワーユニット１３の作動状態を制御するため、複数のコントローラ７０〜７２を有している。コントローラとして、エンジン１１を制御するエンジンコントローラ７０が設けられており、モータジェネレータ１２を制御するハイブリッドコントローラ７１が設けられている。また、コントローラとして、無段変速機１６、エンジンクラッチ１７、ロックアップクラッチ３６およびヒューズクラッチ５５等を制御するミッションコントローラ７２が設けられている。エンジンコントローラ７０は、スロットルバルブやインジェクタ等に制御信号を出力し、エンジン１１の作動状態を制御する。ハイブリッドコントローラ７１は、インバータ７３やコンバータ７４等に制御信号を出力し、モータジェネレータ１２の作動状態を制御する。さらに、ミッションコントローラ７２は、バルブボディ６６等に制御信号を出力し、無段変速機１６、エンジンクラッチ１７、ロックアップクラッチ３６およびヒューズクラッチ５５等の作動状態を制御する。

これらのコントローラ７０〜７２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータや、各種アクチュエータの制御電流を生成する駆動回路部等を有している。また、各コントローラ７０〜７２は、ＣＡＮ等の車載ネットワーク７５を介して互いに接続されている。この車載ネットワーク７５には、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ７６、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ７７、車速を検出する車速センサ７８、車両周囲を撮像するカメラユニット７９等が接続されている。このように、車載ネットワーク７５上には、車両の走行状態や走行環境等を示す各種情報が送信されている。

［走行モード］
図２（ａ）〜（ｃ）は、車両用制御装置１０が備える走行モードの例を示す概略図である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）には、各走行モードにおける動力伝達状況の一例が白抜きの矢印によって示されている。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両用制御装置１０は、走行モードとして、モータ走行モード、パラレル走行モードおよびクランキング走行モードを有している。モータ走行モードとは、モータジェネレータ１２によって駆動輪２２を駆動するモータ走行を実行する走行モードであり、パラレル走行モードとは、エンジン１１およびモータジェネレータ１２によって駆動輪２２を駆動するパラレル走行を実行する走行モードである。また、クランキング走行モードとは、エンジン１１の燃料カットを維持したまま、エンジンクラッチ１７を締結してエンジン１１を回転させるクランキング走行を実行する走行モードである。

図２（ａ）に示すように、モータ走行モードを実行する際には、エンジンクラッチ１７が解放状態に制御され、駆動輪２２からエンジン１１が切り離される。これにより、エンジン１１を停止させた状態のもとで、モータジェネレータ１２によって駆動輪２２を駆動することができる。また、図２（ｂ）に示すように、パラレル走行モードを実行する際には、エンジンクラッチ１７が締結状態に制御され、駆動輪２２にエンジン１１が接続される。これにより、モータジェネレータ１２によって駆動輪２２を駆動するだけでなく、エンジン１１によって駆動輪２２を駆動することができる。さらに、図２（ｃ）に示すように、クランキング走行モードを実行する際には、モータ走行におけるエンジン１１の燃料カットが維持されたまま、エンジンクラッチ１７が解放状態から締結状態に切り替えられる。これにより、エンジン１１の燃料噴射を停止させたまま、つまり図示しないインジェクタからの燃料噴射を停止させたまま、走行中にエンジン１１を回転させることができる。

前述したモータ走行モード、パラレル走行モードおよびクランキング走行モードの何れを設定するかについては、車速やアクセル開度等の車両状態に基づいて決定される。例えば、低車速走行や低アクセル開度である場合には、走行モードとしてモータ走行モードが設定される一方、高車速走行や高アクセル開度である場合には、走行モードとしてパラレル走行モードが設定される。そして、エンジン停止を伴うモータ走行モードにおいて、後述するバキュームブースタ８３の負圧不足等からエンジン回転が求められた場合に、エンジン１１に対する燃料供給を停止させたままエンジンクラッチ１７を締結し、エンジン１１を回転させるクランキング走行モードが設定される。このクランキング走行モードを実施することにより、燃料噴射を停止させたままエンジン１１を回転させることができ、エンジン１１の燃料消費量を抑制することができる。

これら走行モードの切り替えは、前述した各種コントローラ７０〜７２によって制御される。すなわち、エンジンコントローラ７０、ハイブリッドコントローラ７１およびミッションコントローラ７２は、モータ走行を実行する第１走行制御部として機能するとともに、クランキング走行を実行する第２走行制御部として機能する。また、ハイブリッドコントローラ７１は、モータジェネレータ１２を制御するモータ制御部として機能する。ミッションコントローラ７２は、無段変速機１６を制御する変速制御部として機能する。

［エンジン周辺機器］
前述したように、クランキング走行モードは、バキュームブースタ８３の負圧不足等に基づいて実行される。ここで、図３は、エンジン１１に接続される周辺機器を示す概略図である。図３に示すように、ブレーキ装置８０を構成するブレーキペダル８１とマスタシリンダ８２との間には、ブレーキ操作力を増大させるバキュームブースタ８３が設けられている。バキュームブースタ８３にはパワーピストン８４を境に負圧室８５と大気圧室８６とが区画されており、バキュームブースタ８３の負圧室８５には負圧配管８７を介してエンジン１１の吸気管８８が接続されている。また、バキュームブースタ８３の大気圧室８６には給排配管８９が接続されており、給排配管８９にはコントロールバルブ９０を介して開放配管９１および負圧配管８７が接続されている。

運転手によってブレーキペダル８１が踏み込まれると、コントロールバルブ９０を介して開放配管９１と給排配管８９とが連通するため、バキュームブースタ８３の大気圧室８６には開放配管９１から大気圧が導入される。そして、負圧室８５と大気圧室８６との圧力差によってパワーピストン８４が付勢されるため、パワーピストン８４によって運転手のブレーキ操作が補助される。一方、運転手によるブレーキペダル８１の踏み込みが解除されると、コントロールバルブ９０を介して負圧配管８７と給排配管８９とが連通するため、負圧室８５と大気圧室８６との圧力差が解消される。これにより、パワーピストン８４はリターンスプリング９２によって押し戻される。

このように、ブレーキペダル８１の踏み込みが解除される度に、バキュームブースタ８３の負圧室８５には大気圧室８６から空気が流れ込んでいる。このため、エンジン１１が停止するモータ走行においては、ブレーキ操作が繰り返される度に負圧室８５のブースタ負圧が減少することになる。つまり、モータ走行モードにおいては、ブレーキ操作が繰り返される度に負圧室８５の圧力が上昇することになる。このように、バキュームブースタ８３のブースタ負圧が減少することは、ブレーキ操作力の低下を招く要因であることから、クランキング走行等によってエンジン１１を回転させることにより、バキュームブースタ８３のブースタ負圧を確保することが求められる。

前述したバキュームブースタ８３に限られることはなく、エンジン回転を要求する周辺機器としては、例えば、エアコンディショナつまり空調装置９３を構成するコンプレッサ９４がある。図３に示すように、エンジン１１のクランク軸３０には、プーリ機構９５を介してコンプレッサ９４が連結されている。コンプレッサ９４を駆動して冷媒ガスを圧縮することにより、図示しない冷凍サイクル内で冷媒を循環させることができ、空調装置９３によって車室内を冷却することができる。すなわち、エンジン１１が停止するモータ走行においては、エンジン１１に駆動されるコンプレッサ９４も停止することから、空調装置９３の設定温度に対して車室温度が上昇する場合が想定される。このように、設定温度に対して車室温度が上昇した場合には、クランキング走行等によってエンジン１１を回転させることにより、コンプレッサ９４を駆動して車室温度を低下させることが求められる。

［フローチャート概要］
続いて、ブースタ負圧の減少等に基づきエンジン回転が要求された場合の処理手順、つまりモータ走行中におけるエンジン回転処理の実行手順について説明する。図４はエンジン回転処理の一例を示すフローチャートである。また、図５はエンジン回転処理において実行されるエンジン回転判定の一例を示すフローチャートである。図６はエンジン回転処理において実行される余裕トルク判定の一例を示すフローチャートである。図７はエンジン回転処理において実行される走行状況判定の一例を示すフローチャートである。以下の説明においては、エンジン回転判定、余裕トルク判定および走行状況判定について説明した後に、モータ走行時のエンジン回転処理について説明する。なお、エンジン回転処理、エンジン回転判定、余裕トルク判定および走行状況判定は、エンジンコントローラ７０、ハイブリッドコントローラ７１およびミッションコントローラ７２によって実行される。

［エンジン回転判定］
図５に示すように、ステップＳ１０１では、バキュームブースタ８３のブースタ負圧Ｐ１が検出される。続くステップＳ１０２では、ブースタ負圧Ｐ１が所定値Ｐｘを下回るか否かが判定される。ステップＳ１０２において、ブースタ負圧Ｐ１が所定値Ｐｘを下回ると判定された場合、つまりブースタ負圧Ｐ１が不足していると判定された場合には、ブースタ負圧Ｐ１を確保する必要があるため、ステップＳ１０３に進み、エンジン１１の回転が必要であると判定される。なお、ブースタ負圧Ｐ１とは、大気圧から負圧室８５の圧力を減算した値であり、負圧室８５の圧力が上昇して大気圧に近づくほどに小さくなり、負圧室８５の圧力が減少して大気圧から離れるほどに大きくなる。

ステップＳ１０２において、ブースタ負圧Ｐ１が所定値Ｐｘ以上であると判定された場合、つまりブースタ負圧Ｐ１が確保されている場合には、ステップＳ１０４に進み、空調装置９３が作動状態、つまりエアコンＯＮであるか否かが判定される。ステップＳ１０４において、空調装置９３が作動中であると判定された場合には、ステップＳ１０５に進み、現在の室内温度から設定温度を減算して冷却温度差Ｔ１が算出される。続いて、ステップＳ１０６に進み、冷却温度差Ｔ１が所定値Ｔｘを上回るか否かが判定される。ステップＳ１０６において、冷却温度差Ｔ１が所定値Ｔｘを上回ると判定された場合、つまり室内温度が上昇していると判定された場合には、コンプレッサ９４を駆動して室内温度を低下させる必要があるため、ステップＳ１０３に進み、エンジン１１の回転が必要であると判定される。

ステップＳ１０４において、空調装置９３が停止状態、つまりエアコンＯＦＦであると判定された場合や、ステップＳ１０６において、冷却温度差Ｔ１が所定値Ｔｘ以下であると判定された場合には、ステップＳ１０７に進み、ブレーキペダル８１の踏み込み等に基づいて運転手の要求減速度Ｇ１が算出される。例えば、ブレーキペダル８１の踏み込み量が大きい場合には、要求減速度Ｇ１が大きく設定される一方、ブレーキペダル８１の踏み込み量が小さい場合には、要求減速度Ｇ１が小さく設定される。また、ステップＳ１０８に進み、バッテリ９６の充電状態ＳＯＣ等に基づいて、モータジェネレータ１２の回生制動によって得られるモータ減速度Ｇｘが算出される。例えば、充電状態ＳＯＣが低い場合には、十分な回生制動が可能であることからモータ減速度Ｇｘが大きく設定される一方、充電状態ＳＯＣが高い場合には、十分な回生制動が困難であることからモータ減速度Ｇｘが小さく設定される。ステップＳ１０９に進み、要求減速度Ｇ１がモータ減速度Ｇｘを上回るか否かが判定される。ステップＳ１０９において、要求減速度Ｇ１がモータ減速度Ｇｘを上回ると判定された場合には、十分な減速度を得ることが困難であることから、エンジンブレーキを併用するため、ステップＳ１０３に進み、エンジン１１の回転が必要であると判定される。一方、ステップＳ１０９において、要求減速度Ｇ１がモータ減速度Ｇｘ以下であると判定された場合には、ステップＳ１１０に進み、エンジン１１の回転が不要であると判定される。

［余裕トルク判定］
図６に示すように、ステップＳ２０１では、モータジェネレータ１２から出力中の出力トルクＴｍ１が算出され、続くステップＳ２０２では、クランキング走行時に発生するクランキングトルクＴｃ１が推定される。ここで、クランキングトルクＴｃ１とは、エンジンクラッチ１７を締結してエンジン１１をクランキングする際に、モータジェネレータ１２や駆動輪２２に作用するエンジン１１の負荷トルクである。このクランキングトルクＴｃ１はエンジンクラッチ１７のトルク容量を超えて伝達されることが無いため、クランキングトルクＴｃ１としてエンジンクラッチ１７のトルク容量が採用されている。なお、エンジンクラッチ１７のトルク容量はミッションコントローラ７２に格納されているが、この格納されたトルク容量のデータを用いることなく、エンジンクラッチ１７の油圧等に基づいてトルク容量を算出しても良い。なお、前述のステップＳ２０１において、出力トルクＴｍ１が力行側に出力されている場合には、出力トルクＴｍ１は正の値として算出され、出力トルクＴｍ１が回生側に出力されている場合には、出力トルクＴｍ１は負の値として算出される。

次いで、ステップＳ２０３では、出力トルクＴｍ１とクランキングトルクＴｃ１とを合算し、モータジェネレータ１２の目標トルクＴｍ２が算出される。すなわち、モータジェネレータ１２の出力トルクＴｍ１とエンジンクラッチ１７のトルク容量とが合算され、モータジェネレータ１２の目標トルクＴｍ２が算出される。続いて、ステップＳ２０４に進み、目標トルクＴｍ２が所定値（閾値）Ｔｍｘを下回るか否かが算出される。ステップＳ２０４において、目標トルクＴｍ２が所定値Ｔｍｘを下回ると判定された場合には、モータジェネレータ１２によって目標トルクＴｍ２を出力することが可能であるため、ステップＳ２０５に進み、クランキング走行を行うための出力トルクつまりモータトルクに余裕が有ると判定される。一方、ステップＳ２０４において、目標トルクＴｍ２が所定値Ｔｍｘ以上であると判定された場合には、モータジェネレータ１２によって目標トルクＴｍ２を出力することが困難であるため、ステップＳ２０６に進み、クランキング走行を行うための出力トルクつまりモータトルクに余裕が無いと判定される。

［走行状況判定］
図７に示すように、ステップＳ３０１では、前後加速度センサ等の検出信号に基づいて、所定の下り勾配が所定時間に渡って継続されているか否かが判定される。ステップＳ３０１において、下り勾配が継続されていると判定された場合には、ステップＳ３０２に進み、車両の走行状況が直ちに加速されることのない非加速状況であると判定される。一方、ステップＳ３０１において、下り勾配が継続されていないと判定された場合には、ステップＳ３０３に進み、ブレーキセンサ７７等の検出信号に基づいて、所定のブレーキ操作が所定時間に渡って継続されているか否かが判定される。ステップＳ３０３において、ブレーキ操作が継続されていると判定された場合には、ステップＳ３０２に進み、車両の走行状況が非加速状況であると判定される。

ステップＳ３０３において、ブレーキ操作が継続されていないと判定された場合には、ステップＳ３０４に進み、車速センサ７８等の検出信号に基づいて、所定の減速状態が所定時間に渡って継続されているか否かが判定される。ステップＳ３０４において、減速状態が継続されていると判定された場合には、ステップＳ３０２に進み、車両の走行状況が非加速状況であると判定される。一方、ステップＳ３０４において、減速状態が継続されていないと判定された場合には、ステップＳ３０５に進み、車両前方の画像情報や走行地点の地図情報に基づいて、所定の下り勾配が所定時間に渡って継続されるか否かが判定される。ステップＳ３０５において、下り勾配が継続されると判定された場合には、ステップＳ３０２に進み、車両の走行状況が非加速状況であると判定される。

ステップＳ３０５において、下り勾配が継続されないと判定された場合には、ステップＳ３０６に進み、車両前方の画像情報に基づいて、車両を減速させる走行環境であるか否かが判定される。例えば、車両前方の所定距離内に、先行車両、停止を示す信号機、或いは一時停止線等が存在する場合には、車両を減速させる走行環境であると判定される。ステップＳ３０６において、車両を減速させる走行環境であると判定された場合には、ステップＳ３０２に進み、車両の走行状況が非加速状況であると判定される。一方、ステップＳ３０６において、車両を減速させる走行環境ではないと判定された場合には、非加速状況であると判定されることなくルーチンを抜ける。

［モータ走行中のエンジン回転処理］
以下、モータ走行中におけるエンジン回転処理について説明する。図４に示すように、ステップＳ１０では、現在の走行モードがモータ走行モードであるか否かが判定される。ステップＳ１０において、モータ走行モードであると判定された場合には、エンジン１１が停止した状態であることから、ステップＳ１１に進み、前述したエンジン回転判定が実行される。続くステップＳ１２において、エンジン回転が必要であると判定された場合、つまりブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動の観点から、エンジン回転が必要であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、前述したモータジェネレータ１２の余裕トルク判定が実行される。続くステップＳ１４において、出力トルクに余裕が有ると判定された場合、つまり後述するように出力トルクの増加を伴うクランキング走行が可能であると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、前述した走行状況判定が実行される。

続く、ステップＳ１６において、車両の走行状況が非加速状況であると判定された場合には、モータ走行モードからクランキング走行モードへの切り替えが実行するため、ステップＳ１７において無段変速機１６が増速側つまりハイ側にアップシフト制御され、ステップＳ１８においてエンジンクラッチ１７およびロックアップクラッチ３６が締結される。さらに、ステップＳ１９に進み、モータジェネレータ１２の出力トルクが引き上げられる。このように、無段変速機１６をアップシフト制御し、エンジンクラッチ１７およびロックアップクラッチ３６を締結し、モータジェネレータ１２の出力トルクを引き上げることにより、走行モードがモータ走行モードからクランキング走行モードに切り替えられる。このように、クランキング走行モードを実行することにより、燃料カットを維持したままエンジン１１を回転させることができ、燃料消費量を抑制しながらブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動を達成することができる。

しかも、クランキング走行モードを実行する場合には、モータ走行モードに比べて出力トルクを増加させるようにしたので、クランキング走行時のエンジン負荷をモータジェネレータ１２によって吸収することができる。また、クランキング走行モードを実行する場合には、無段変速機１６を増速側に変速させるようにしたので、エンジン１１から駆動輪２２に伝達される負荷トルクを軽減することができる。このように、出力トルクの引き上げや無段変速機１６のアップシフトを行うことにより、クランキング走行モードにおいて、エンジンクラッチ１７を締結する場合であっても、エンジン接続に伴う過度な減速を抑制することができ、乗員の違和感を抑制することができる。なお、無段変速機１６を増速側に変速させるということは、無段変速機１６の変速比を小さくするということを意味している。また、変速比とは、無段変速機１６の出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比である。

このように、クランキング走行によってエンジン１１が回転されると、ステップＳ２０に進み、前述したエンジン回転判定が再び実行される。続くステップＳ２１において、エンジン回転が必要であると判定された場合、つまりブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動の観点から、エンジン回転が必要であると判定された場合には、ステップＳ１８に進み、クランキング走行が継続される。一方、ステップＳ２１において、エンジン回転が不要であると判定された場合、つまりブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動の観点から、エンジン回転が不要であると判定された場合には、ステップＳ２２に進み、エンジンクラッチ１７およびロックアップクラッチ３６が解放され、クランキング走行モードからモータ走行モードに切り替えられる。

一方、ステップＳ１４において、出力トルクに余裕が無いと判定された場合、つまり出力トルクの増加を伴うクランキング走行が困難であると判定された場合には、ステップＳ２３に進み、インジェクタから燃料が噴射されてエンジン１１が始動される。また、ステップＳ１６において、車両の走行状況が非加速状況ではないと判定された場合、つまり運転者によってアクセルペダルが踏み込まれる可能性が高いと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、インジェクタから燃料が噴射されてエンジン１１が始動される。このように、モータジェネレータ１２の使用状況や車両の走行状況に基づいて、クランキング走行におけるトルク不足が想定される場合には、クランキング走行モードに切り替えることなく、エンジンクラッチ１７を解放したままエンジン１１が始動される。

このように、燃料噴射によってエンジン１１が回転されると、ステップＳ２４に進み、前述したエンジン回転判定が再び実行される。続くステップＳ２５において、エンジン回転が必要であると判定された場合、つまりブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動の観点から、エンジン回転が必要であると判定された場合には、ステップＳ２３に進み、燃料噴射によるエンジン回転が継続される。一方、ステップＳ２５において、エンジン回転が不要であると判定された場合、つまりブースタ負圧確保、コンプレッサ駆動、或いはエンジンブレーキ作動の観点から、エンジン回転が不要であると判定された場合には、ステップＳ２６に進み、燃料カットによってエンジン１１が停止される。

［モータ走行からクランキング走行への切り替え］
以下、タイミングチャートを用いてモータ走行からクランキング走行への切り替え手順について説明する。図８はモータ走行からクランキング走行への切り替え手順の一例を示すタイミングチャートである。なお、図８に示す走行状況とは、モータ走行モードで下り坂を走行しながら、モータ走行モードからクランキング走行モードに切り替えられる状況である。また、図８に示した回転数において、「Ｎｅ」はエンジン回転数である。また、「Ｎｉ」は、エンジンクラッチ１７の入力回転数、つまりタービン軸３３の回転数であり、「Ｎｏ」は、エンジンクラッチ１７の出力回転数、つまりプライマリ軸４１の回転数である。なお、図面の理解を容易にするため、各回転数Ｎｅ，Ｎｉ，Ｎｏについては、互いに一致する場合であっても若干ずらして記載している。また、図８には、エンジンクラッチ１７がＥ／Ｇクラッチと記載され、ロックアップクラッチ３６がＬ／Ｕクラッチと記載される。

図８に示すように、ブレーキ操作に伴ってブースタ負圧Ｐ１が減少し、ブースタ負圧Ｐ１が所定値Ｐｘを下回ると（符号Ｘａ）、ブースタ負圧Ｐ１を確保するため、エンジン回転が必要であると判定される（符号Ｘｂ）。そして、クランキング走行の可否を判断するため、モータジェネレータ１２の余裕トルク判定が実行される。図８の出力トルクに示すように、出力トルクＴｍ１にクランキングトルクＴｃ１を加算し、クランキング走行におけるモータジェネレータ１２の目標トルクＴｍ２を算出する。そして、目標トルクＴｍ２が所定値Ｔｍｘを下回る場合には、出力トルクに余裕が有ると判定され（符号Ｘｃ）、クランキング走行への切り替えが許可される（符号Ｘｄ）。なお、目標トルクＴｍ２が所定値Ｔｍｘを上回る場合には、出力トルクに余裕が無いと判定され、クランキング走行への切り替えが禁止される。

前述のように、クランキング走行への切り替えが許可されると、無段変速機１６が増速側に変速制御され（符号Ｘｅ）、エンジンクラッチ１７が締結側に制御され（符号Ｘｆ）、ロックアップクラッチ３６が締結側に制御される（符号Ｘｇ）。このとき、車両の過度な加速度変化を抑制するように、無段変速機１６の変速状況、エンジンクラッチ１７の締結状況、およびロックアップクラッチ３６の締結状況に基づいて、モータジェネレータ１２の出力トルクＴｍ１は引き上げられる（符号Ｘｈ）。そして、エンジンクラッチ１７およびロックアップクラッチ３６の締結が完了し、出力回転数Ｎｏに、入力回転数Ｎｉおよびエンジン回転数Ｎｅが収束すると（符号Ｘｉ）、モータ走行モードからクランキング走行モードへの切り替えが完了する。

これまで説明したように、モータ走行からクランキング走行に切り替える場合には、モータジェネレータ１２の出力トルクが引き上げられる（符号Ｘｈ）。これにより、走行モードの切り替えに伴ってエンジンクラッチ１７等が締結される場合であっても、モータジェネレータ１２によってエンジン負荷を吸収することができ、車両の過度な減速を抑制することができる。また、モータ走行からクランキング走行に切り替える場合には、無段変速機１６の変速比が増速側に制御される（符号Ｘｅ）。これにより、走行モードの切り替えに伴ってエンジンクラッチ１７等が締結される場合であっても、エンジン１１から駆動輪２２に伝達される負荷トルクを軽減することができ、車両の過度な減速を抑制することができる。

しかも、無段変速機１６の変速比を増速側に制御することにより、エンジンクラッチ１７の出力回転数Ｎｏを下げることができるため（符号Ｘｊ）、クラッチ前後の回転数差を小さくすることができる。これにより、エンジンクラッチ１７の締結時間を短縮することができ、エンジンクラッチ１７の発熱量を抑制することができる。また、無段変速機１６の変速比を増速側に制御することにより、モータジェネレータ１２の回転数を低下させることができ、モータジェネレータ１２の最大トルクを引き上げることができる。これにより、出力トルクに余裕を持たせることができるため、クランキング走行の機会を拡大することができ、燃料消費量を抑制することができる。

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、エンジンコントローラ７０、ハイブリッドコントローラ７１およびミッションコントローラ７２を、第１走行制御部および第２走行制御部として機能させているが、これに限られることはなく、他のコントローラを、第１走行制御部や第２走行制御部として機能させても良い。また、複数のコントローラを用いることなく、１つのコントローラによって第１走行制御部や第２走行制御部を構成しても良い。

前述の説明では、エンジンクラッチ１７やヒューズクラッチ５５として、油圧制御されるエンジンクラッチ１７やヒューズクラッチ５５を用いているが、これに限られることはない。例えば、エンジンクラッチ１７やヒューズクラッチ５５として、電磁力によって締結状態と解放状態とに切り替えられる電磁クラッチを用いても良い。また、前述の説明では、変速機として無段変速機１６を備えているが、これに限られることはなく、平行軸式や遊星歯車式の変速機を採用しても良い。また、前述の説明では、エンジンクラッチ１７を無段変速機１６よりもエンジン１１側に配置しているが、これに限られることはなく、エンジンクラッチ１７を無段変速機１６よりも駆動輪２２側に配置しても良い。

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）
１６無段変速機（変速機構）
１７エンジンクラッチ（クラッチ）
２２駆動輪
３０クランク軸
４０動力伝達経路
７０エンジンコントローラ（第１走行制御部，第２走行制御部）
７１ハイブリッドコントローラ（第１走行制御部，第２走行制御部，モータ制御部）
７２ミッションコントローラ（第１走行制御部，第２走行制御部，変速制御部）
８３バキュームブースタ
９４コンプレッサ
Ｔｍ１出力トルク
Ｔｍ２目標トルク
Ｔｃ１クランキングトルク（トルク容量）
Ｔｍｘ所定値（閾値）

Claims

エンジンおよび電動モータを備える車両用制御装置であって、
前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられるクラッチと、
前記クラッチを解放して前記エンジンと前記駆動輪とを切り離し、前記エンジンを停止させた状態のもとで、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行を実行する第１走行制御部と、
前記モータ走行が実行された状態のもとで、前記エンジンの燃料噴射を停止させたまま前記クラッチを締結し、走行中に前記エンジンを回転させるクランキング走行を実行する第２走行制御部と、
前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、前記電動モータの出力トルクと前記クラッチのトルク容量とに基づいて、前記電動モータの目標トルクを算出し、
前記第２走行制御部は、前記目標トルクが閾値を下回る場合に、前記クランキング走行を許可する一方、前記目標トルクが前記閾値を上回る場合に、前記クランキング走行を禁止する、車両用制御装置。
エンジンおよび電動モータを備える車両用制御装置であって、
前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられるクラッチと、
前記クラッチを解放して前記エンジンと前記駆動輪とを切り離し、前記エンジンを停止させた状態のもとで、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行を実行する第１走行制御部と、
前記モータ走行が実行された状態のもとで、前記エンジンの燃料噴射を停止させたまま前記クラッチを締結し、走行中に前記エンジンを回転させるクランキング走行を実行する第２走行制御部と、
前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御部と、
前記エンジンと前記駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられる変速機構と、
前記モータ走行から前記クランキング走行に切り替える場合に、前記駆動輪が増速する側に前記変速機構を制御する変速制御部と、
を有する、車両用制御装置。
請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
前記エンジンの吸気管に接続されるバキュームブースタを有する、車両用制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記エンジンのクランク軸に接続されるコンプレッサを有する、車両用制御装置。