JP2010188776A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンとモータの間に介装されたクラッチが固着したとき、電気自動車走行モードを選択してのモータ走行において、航続距離の短縮化や動力性能の低下を抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】駆動系に、エンジンEngと、駆動輪RL,RRに連結したモータ/ジェネレータMGと、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装した第１クラッチCL1と、を有し、走行モードとして、第１クラッチCL1を締結状態とする「HEVモード」と、第１クラッチCL1を開放状態としエンジンEngを停止する「EVモード」と、を有し、要求駆動力やバッテリ充電状態に応じ走行モードの遷移制御を行う。このＦＲハイブリッド車両において、モード遷移制御手段（図５）は、第１クラッチCL1の固着が判定された時、モータ/ジェネレータMGを動力源として走行する「EVモード」の選択時であってもエンジンEngを駆動する制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、モータ/ジェネレータをエンジンとトランスミッションの間に配置し、エンジンとモータ/ジェネレータの間、モータ/ジェネレータとトランスミッションの間に、それぞれクラッチを設けることでトルクを断続できるハイブリッド駆動システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2001-27264号公報

しかしながら、従来のハイブリッド駆動システムにあっては、エンジンとモータ/ジェネレータの間に設けられたクラッチが固着してしまうと、エンジンを停止し、モータ/ジェネレータのみを動力源とするモータ走行中であってもエンジンを連れ回すことになり、モータ/ジェネレータによりエンジンフリクション分のトルクも負担させる必要があり、モータ走行において航続距離が短縮化されるし、動力性能が低下してしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンとモータの間に介装されたクラッチが固着したとき、電気自動車走行モードを選択してのモータ走行において、航続距離の短縮化や動力性能の低下を抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、駆動系に、エンジンと、駆動輪に連結したモータと、前記エンジンと前記モータの間に介装したクラッチと、を有し、
走行モードとして、前記クラッチを締結状態とするハイブリッド車走行モードと、前記クラッチを開放状態とし前記エンジンを停止する電気自動車走行モードと、を有し、
要求駆動力やバッテリ充電状態に応じ走行モードの遷移制御を行うモード遷移制御手段を備えている。
このハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、前記クラッチの固着が判定された時、前記モータを動力源として走行する電気自動車走行モードの選択時であっても前記エンジンを駆動する制御を行う。

よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、モード遷移制御手段において、クラッチの固着が判定された時、モータを動力源として走行する電気自動車走行モードの選択時であってもエンジンを駆動する制御が行われる。
すなわち、電気自動車走行モードの選択によるモータ走行中は、本来、クラッチが開放されエンジンが停止される。しかし、クラッチの固着判定時には、敢えてエンジンを駆動して自立回転させるようにしている。このため、モータ走行中にエンジンを連れ回さなければならない状態となっても、エンジンを連れ回すのに必要とするトルク分のモータ負担が軽減され、トルク負担軽減分は、駆動輪へ伝達する駆動力として使うことができる。
この結果、エンジンとモータの間に介装されたクラッチが固着したとき、電気自動車走行モードを選択してのモータ走行において、航続距離の短縮化や動力性能の低下を抑制することができる。

実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行う際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。 実施例１の統合コントローラ１０において実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 第１クラッチが正常時において減速→停止→発進に至るまでの車速・CL1締結指令・CL2締結指令・モータ回転数・エンジン回転数・モータ出力トルク・エンジン出力トルク・アクセル操作の各特性を示すタイムチャートである。 第１クラッチが固着時において減速→停止→発進に至るまでの車速・CL1締結指令・CL2締結指令・モータ回転数・エンジン回転数・モータ出力トルク・エンジン出力トルク・CL1固着判定フラグ・アクセル操作の各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、フライホイールFW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ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RLと、右後輪RRと、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結（半クラッチ状態）・開放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４を用いたストローク制御により、スリップ締結から完全開放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。

前記モータ/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/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この動作状態を「力行」と呼ぶ）、ロータがエンジンEngや駆動輪から回転エネルギーを受ける場合には、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、バッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、ダンパーを介して自動変速機ATの変速機入力軸に連結されている。

前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・開放が制御される。この第２クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

前記自動変速機ATは、例えば、前進７速/後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機であり、前記第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ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、前記自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

実施例１のハイブリッド駆動系は、電気自動車走行モード（以下、「EVモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSCモード」という。）等の走行モードを有する。

前記「EVモード」は、第１クラッチCL1を開放状態とし、モータ/ジェネレータMGの動力のみで走行するモードである。前記「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態とし、モータアシスト走行モード・走行発電モード・エンジン走行モードの何れかにより走行するモードである。前記「WSCモード」は、「HEVモード」からのP,N→Dセレクト発進時、あるいは、「EVモード」や「HEVモード」からのDレンジ発進時、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により第２クラッチCL2のスリップ締結状態を維持し、第２クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバー操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「WSC」とは「Wet Start clutch」の略である。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報は、モータ/ジェネレータMGの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1の締結・スリップ締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第２クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。また、統合コントローラ１０から変速制御変更指令が出力された場合、通常に変速制御に代え、変速制御変更指令にしたがった変速制御を行う。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行う際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。以下、図２〜図４に基づき、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

前記統合コントローラ１０は、図２に示すように、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400とを有する。

前記目標駆動力演算部100では、目標駆動力マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

前記モード選択部200では、図３に示すEV-HEV選択マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、「EVモード」または「HEVモード」を目標走行モードとして選択する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。また、「HEVモード」からのP,N→Dセレクト発進時等においては、車速VSPが第１設定車速VSP1になるまで「WSCモード」を目標走行モードとして選択する。

前記目標充放電演算部300では、図４に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標走行モードと、車速VSPと、目標充放電電力tP等の入力情報に基づき、動作点到達目標として、目標エンジントルクと目標MGトルクと目標MG回転数と目標CL1トルクと目標CL2トルクを演算する。そして、目標エンジントルク指令と目標MGトルク指令と目標MG回転数指令と目標CL1トルク指令と目標CL2トルク指令を、ＣＡＮ通信線１１を介して各コントローラ１，２，５，７に出力する。

図５は、実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである（モード遷移制御手段）。以下、図５に示すフローチャートの各ステップについて説明する。

ステップS1では、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を開放しての停車状態であるか否かを判断し、YES（停車状態）の場合はステップS2へ進み、NO（停車以外の状態）の場合はステップS11へ進む。

ステップS2では、ステップS1での停車状態であるとの判断に続き、停車状態からのアクセルによる発進操作（アクセルペダル踏み込み操作）であるか否かを判断し、YES（発進操作有り）の場合はステップＳ３へ進み、NO（発進操作無し）の場合はステップS1へ戻る。

ステップS3では、ステップS2での発進操作有りとの判断に続き、CL1固着フラグのセット有りか否かを判断し、YES（CL1固着フラグセット有り）の場合はステップS5へ進み、NO（CL1固着フラグセット無し）の場合はステップS4へ進む。

ステップS4では、ステップS3でのCL1固着フラグセット無しとの判断に続き、第２クラッチCL2を締結するロックアップ指令を出力し、ステップS6へ進む。

ステップS5では、ステップS3でのCL1固着フラグセット有りとの判断に続き、第２クラッチCL2を滑らせながらつなぐスリップロックアップ指令を出力し、ステップS6へ進む。

ステップS6では、ステップS4でのCL2ロックアップ指令の出力、あるいは、ステップS5でのCL2スリップロックアップ指令の出力に続き、モータ/ジェネレータMGに対しアクセル開度APOに応じたトルクを得る指令を出力し、ステップS7へ進む。

ステップS7では、ステップS6でのMGトルク指令に続き、第１クラッチCL1を締結する車速VSPに到達したか否かを判断し、YES（クラッチ締結車速に到達）の場合はステップS8へ進み、NO（クラッチ締結車速に未達）の場合はステップS7の判断を繰り返す。

ステップS8では、ステップS7でのクラッチ締結車速に到達との判断に続き、第１クラッチCL1に対し締結指令を出力し、ステップS9へ進む。

ステップS9では、ステップS8でのCL1締結指令出力に続き、エンジン始動が完了したか否かを判断し、YES（エンジン始動完了）の場合はステップS10へ進み、NO（エンジン始動未完）の場合はステップS9の判断を繰り返す。

ステップS10では、ステップS9でのエンジン始動完了の判断に続き、「HEVモード」へモード遷移し、ステップS1へ戻る。

ステップS11では、ステップS1での停車以外の状態であるとの判断に続き、「HEVモード」からのアクセルによる減速操作（アクセル足離し操作）であるか否かを判断し、YES（減速操作時）の場合はステップS12へ進み、NO（減速以外の操作時）の場合はステップS22へ進む。
なお、ステップS11にて減速操作時であると判断されると、モータ/ジェネレータMGに対し直ちに負のモータトルク指令（発電トルク指令）を出力し、減速回生モードとする。

ステップS12では、ステップS11での減速操作時であるとの判断に続き、第１クラッチCL1の切り離し指令を出力し、ステップS13へ進む。

ステップS13では、ステップS12でのCL1切り離し指令出力に続き、エンジンENGの停止指令を出力し、ステップS14へ進む。

ステップS14では、ステップS13でのENG停止指令出力に続き、第１クラッチCL1が固着しているか否かを判定し、YES（CL1固着有り）の場合はステップS15へ進み、NO（CL1固着無し）の場合はステップS19へ進む。
ここで、第１クラッチCL1の固着判定は、例えば、第１クラッチCL1の入力回転数と出力回転数を監視し、第１クラッチCL1の切り離し、エンジンENGを停止する指令を出力しているにもかかわらず、設定時間が経過してもクラッチ入出力回転数に回転数差があらわれないとき、第１クラッチCL1に固着有りと判定する。

ステップS15では、ステップS14でのCL1固着有りの判定に続き、CL1固着判定フラグをセットし（CL1固着判定フラグ＝１）、ステップS16へ進む。

ステップS16では、ステップS15でのCL1固着判定フラグのセットに続き、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であるか否かを判断し、YES（APO≦APOth）の場合はステップ17へ進み、NO（APO＞APOth）の場合はステップ18へ進む。
ここで、アクセル開度閾値APOthは、運転者の加速要求が小さく、加速要求より燃費要求が高いと思われる判断閾値として設定される。

ステップS17では、ステップS16でのAPO≦APOthであるとの判断に続き、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCthより高いか否かを判断し、YES（SOC＞SOCth）の場合はステップS19へ進み、NO（SOC≦SOCth）の場合はステップS18へ進む。
ここで、バッテリ充電容量閾値SOCthは、エンジン負荷分のトルクを負担しながらも「EVモード」を維持したままで走行できる航続距離が、所定距離を見込める値として設定される。

ステップS18では、ステップS16でのAPO＞APOthであるとの判断、あるいは、ステップS17でのSOC≦SOCthであるとの判断に続き、エンジンENGに対しアイドル運転とする指令を出力し、ステップS19へ進む。

ステップS19では、ステップS14でのCL1固着無しの判定、あるいは、ステップS17でのSOC≦SOCthであるとの判断、あるいは、ステップS18でのアイドル運転指令に続き、モータ/ジェネレータMGに対するモータトルク指令を、発電モータトルク指令からゼロモータトルク指令に変更し、ステップS20へ進む。

ステップS20では、ステップS19でのゼロトルク指令の出力に続き、第２クラッチCL2の切り離し指令を出力し、ステップS21へ進む。

ステップS21では、ステップS20でのCL2切り離し指令の出力に続き、第２クラッチCL2の切り離しが完了したか否かを判断し、YES（CL2切り離し完了）の場合はステップS1に戻り、NO（CL2切り離し未完）の場合はステップS21の判断を繰り返す。

ステップS22では、ステップS11での減速以外の操作時であるとの判断に続き、アクセル開度APOと車速VSP、あるいは、バッテリ充電容量SOC等により「EVモード」と「HEVモード」を切り替える通常走行時のモード遷移制御が行われ、ステップS23へ進む。

ステップS23では、ステップS22での通常走行時のモード遷移制御に続き、選択されている走行モードが「EVモード」であるか否かを判断し、YES（「EVモード」選択時）の場合はステップS24へ進み、NO（「HEVモード」選択時）の場合はステップS1へ戻る。

ステップS24では、CL1固着フラグのセット有りか否かを判断し、YES（CL1固着フラグセット有り）の場合はステップS25へ進み、NO（CL1固着フラグセット無し）の場合はステップS1へ戻る。

ステップS25では、ステップS24でのCL1固着判定フラグのセットに続き、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であるか否かを判断し、YES（APO≦APOth）の場合はステップ26へ進み、NO（APO＞APOth）の場合はステップ27へ進む。

ステップS26では、ステップS25でのAPO≦APOthであるとの判断に続き、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCthより高いか否かを判断し、YES（SOC＞SOCth）の場合はステップS1へ戻り、NO（SOC≦SOCth）の場合はステップS27へ進む。

ステップS27では、ステップS25でのAPO＞APOthであるとの判断、あるいは、ステップS26でのSOC≦SOCthであるとの判断に続き、エンジンENGに対しアイドル運転とする指令を出力し、ステップS1へ戻る。

次に、作用を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置における作用を、「CL1正常時におけるモード遷移制御作用」、「CL1固着時におけるCL1固着対応制御作用」に分けて説明する。

［CL1正常時におけるモード遷移制御作用］
以下、図５のフローチャートを用いて、第１クラッチCL1が正常時におけるモード遷移制御作用を説明する。

まず、停車状態からアクセルによる発進操作を行うと、図５に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7へと進む。すなわち、第１クラッチCL1を締結する車速VSPに達するまでは、第２クラッチCL2をロックアップ締結する「EVモード」を選択し（ステップS4）、モータ/ジェネレータMGにアクセル開度APOに応じたトルク指令を出力する（ステップS6）、モータ走行による発進が行われる。

そして、アクセル踏み込み操作により目標とする走行モードとして、「HEVモード」が選択されているため、ステップS7にて第１クラッチCL1を締結する車速VSPに達したと判断されたら、ステップS7からステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む。すなわち、第１クラッチCL1を締結し（ステップS8）、エンジンEngを始動し（ステップS9）、「HEVモード」へとモード遷移する（ステップS10）。

このように、モータ走行による発進し、「HEVモード」へとモード遷移すると、図５に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS11→ステップS22へと進み、ステップS22において、アクセル開度APOと車速VSPとモード遷移マップ（図３）、あるいは、バッテリ充電容量SOC等により「EVモード」と「HEVモード」を切り替える通常走行時のモード遷移制御が行われる。そして、「EVモード」の走行中は、ステップS1→ステップS11→ステップS22→ステップS23→ステップS24へと進む流れが繰り返される。「HEVモード」の走行中は、ステップS1→ステップS11→ステップS22→ステップS23へと進む流れが繰り返される。

この通常走行時のモード遷移制御が行われているとき、ドライバーが車両停止を意図してアクセルによる減速操作を行うと、図５に示すフローチャートにおいて、ステップS11から、ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS19→ステップS20→ステップS21へと進む。すなわち、モータ/ジェネレータMGを減速回生モードとした後、第１クラッチCL1を切り離す指令が出されると共に（ステップS12）、エンジンEngを停止する指令が出される（ステップS13）。次に、モータ/ジェネレータMGに対しゼロモータトルク指令が出されると共に（ステップS19）、第２クラッチCL2を切り離す指令が出される（ステップS20）。

そして、ステップS21において、第２クラッチCL2の切り離し完了が確認されると、ステップS21からステップS1に戻り、車両が停車状態を維持している限りは、ステップS1→ステップS2へと進む流れが繰り返される。

次に、CL1正常時における減速→停止→発進までの動作を、図６に示すタイムチャートに基づいて説明する。

定速走行状態から時刻t1にてアクセル足離し操作を行うと、時刻t1から停車時刻t3の直前までの間、モータ/ジェネレータMGによる減速回生モードが維持される（モータ出力トルク特性）。そして、減速途中の時刻t2にて第１クラッチCL1を切り離す指令が出されると共に（CL1締結指令特性）、エンジンEngを停止する指令が出される（エンジン回転数特性、エンジン出力トルク特性）。そして、停車時刻t3になると、モータ/ジェネレータMGに対しゼロモータトルク指令が出されると共に（モータ出力トルク特性）、第２クラッチCL2を切り離し次の発進に備える（CL2締結指令特性）。

次に、時刻t3から時刻t4までの停車時間を経過し、時刻t4にてアクセル踏み込み操作が行われると、時刻t4にて第２クラッチCL2がロックアップ締結され（CL2締結指令特性）、モータ/ジェネレータMGに対しアクセル開度APOに応じたトルク指令が出される（モータ出力トルク特性）。そして、エンジンEngを始動する車速に到達する時刻t5になると、第１クラッチCL1を締結する指令が出され（CL1締結指令特性）、エンジンEngが始動され（エンジン回転数特性、エンジン出力トルク特性）、「HEVモード」へモード遷移する。

したがって、アクセル足離し操作による減速に入ると、モータ/ジェネレータMGを減速回生モードに移行させるため、図６の減速域の車速特性に示すように、ドライバーのアクセル操作量にあらわれた減速意図を反映する車両の減速性を確保しながら、減速エネルギーをバッテリ４に回収することができる。

そして、停車状態からのアクセル踏み込み操作による発進時には、モータ発進から早期に「HEVモード」にモード遷移されることで、図６の発進域の車速特性に示すように、エンジン出力トルクとモータ出力トルクを合わせたトータルトルクにより、ドライバーのアクセル操作量にあらわれた発進加速意図を反映する高い発進加速性を得ることができる。

［CL1固着時におけるCL1固着対応制御作用］
以下、図５のフローチャートを用いて、第１クラッチCL1の固着時におけるモード遷移制御作用を説明する。

第１クラッチCL1の固着時であって、通常走行時のモード遷移制御が行われているときにドライバーが車両停止を意図してアクセルによる減速操作を行うと、図５に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15へと進む。すなわち、ステップS14において、既に第１クラッチCL1を切り離し指令とエンジンEngを停止する指令を出しているにもかかわらず、第１クラッチCL1の入力回転数（エンジン回転数）と出力回転数（モータ回転数）に差回転が生じないことで、CL1固着であると判定される。そして、ステップS15において、ステップS14でのCL1固着判定に基づき、CL1固着判定フラグがセットされる。

そして、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOthを超えている場合には、ステップS15から、ステップS16→ステップS18へ進む。また、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であるが、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCth以下である場合には、ステップS15から、ステップS16→ステップS17→ステップS18へ進む。そして、ステップS18では、エンジンENGに対しアイドル運転とする指令が出力され、ステップS19→ステップS20へと進む。

一方、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であり、かつ、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCthを超えている場合には、ステップS15から、ステップS16→ステップS17→ステップS19へと進み、正常時と同様に、エンジンENGを停止させたままとされ、ステップS19→ステップS20へと進む。

そして、ステップS21において、第２クラッチCL2の切り離し完了が確認されると、ステップS21からステップS1に戻り、車両が停車状態を維持している限りは、ステップS1→ステップS2へと進む流れが繰り返される。このとき、エンジンENGに対しアイドル運転とする指令が出されている場合には、停車中においてもエンジンENGはアイドル運転を保ったままとされる。

次に、停車状態からアクセルによる発進操作を行うと、CL1固着判定フラグがセットされているため、図５に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5→ステップS6→ステップS7へと進む。すなわち、第１クラッチCL1を締結する車速VSPに達するまでは、第２クラッチCL2をスリップロックアップ締結し（ステップS5）、モータ/ジェネレータMGにアクセル開度APOに応じたトルク指令を出力する（ステップS6）、モータ走行による発進が行われる。

次に、第１クラッチCL1の固着時であって、「EVモード」での走行中には、CL1固着判定フラグがセットされているため、ステップS24からステップS25あるいはステップS26の判断へ進む。そして、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOthを超えている場合、あるいは、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であるが、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCth以下である場合には、ステップS27へ進み、ステップS27では、エンジンENGに対しアイドル運転とする指令が出力される。

一方、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下であり、かつ、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCthを超えている場合には、ステップS24から、ステップS25→ステップS26→ステップS1へと進み、正常時と同様に、エンジンENGを停止させたままとされる。尚、他の制御作用は、CL1正常時におけるモード遷移制御作用と同様である。

次に、CL1固着時における減速→停止→発進までの動作を、図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。

定速走行状態から時刻t1にてアクセル足離し操作を行うと、時刻t1から停車時刻t3の直前までの間、モータ/ジェネレータMGによる減速回生モードが維持される（モータ出力トルク特性）。そして、減速途中の時刻t2にて第１クラッチCL1を切り離す指令が出されると共に（CL1締結指令特性）、エンジンEngを停止する指令が出される（エンジン出力トルク特性）。しかしながら、第１クラッチCL1が固着していると、エンジン停止指令が出されても第１クラッチCL1を介してエンジンEngとモータ/ジェネレータMGが直結されている状態となるため、エンジン回転数はモータ回転数に追従する（モータ回転数特性、エンジン回転数特性）。このため、時刻t3において、第１クラッチCL1の固着を判定することができる。よって、時刻t3になると、アクセル開度条件とバッテリSOC条件が共に成立しない限り、エンジンEngをアイドル運転とする指令が出される。そして、時刻t4に近づくと、第２クラッチCL2を徐々に切り離し次の発進に備える（CL2締結指令特性）。さらに、時刻t4になると、モータ/ジェネレータMGに対しゼロモータトルク指令が出される（モータ出力トルク特性）。

次に、時刻t4から時刻t5までの停車時間は、第２クラッチCL2を切り離したニュートラル状態で、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGがアイドル回転数を維持する（モータ回転数特性、エンジン回転数特性）。そして、時刻t5にてアクセル踏み込み操作が行われると、時刻t5から第２クラッチCL2がスリップロックアップ締結され（CL2締結指令特性）、モータ/ジェネレータMGに対しアクセル開度APOに応じたトルク指令が出される（モータ出力トルク特性）。そして、エンジンEngを始動する車速に到達する時刻t6になると、第１クラッチCL1を締結する指令が出され（CL1締結指令特性）、エンジンEngが始動され（エンジン回転数特性、エンジン出力トルク特性）、「HEVモード」へモード遷移する。

上記のように、実施例１では、「EVモード」の選択によるモータ走行時、本来、第１クラッチCL1が開放されるのに伴いエンジンEngも停止されるのに対し、第１クラッチCL1の固着判定時には、敢えてエンジンEngを駆動して自立回転させるようにしている。
このため、「EVモード」の選択によるモータ走行中にエンジンEngを連れ回さなければならない状態となっても、エンジンEngを連れ回すのに必要とするトルク分のモータ/ジェネレータMGの負担が軽減され、トルク負担軽減分は、駆動輪へ伝達する駆動力として使うことができる。

実施例１では、第１クラッチCL1の固着が判定された時、エンジンEngが自らのフリクショントルク分を打ち消す分のトルクを発生するアイドル運転を行うようにしている。
すなわち、第１クラッチCL1が固着し、かつ、エンジンEngが停止している状態で車両が走行するとき、モータ/ジェネレータMGは、エンジンEngのフリクショントルク、駆動系のイナーシャ、車両重量、空気抵抗、路面勾配、タイヤころがり抵抗、等の合計負荷に打ち勝つトルクを発生している。
このうち、エンジンEngのフリクショントルクをエンジン自身が発生すると、同じ車両加速度を得るためのモータ/ジェネレータMGの負担は軽くなる。そのため、同じ車両加速度を得る場合には、モータ/ジェネレータMGの消費電力を抑えることができる。また、同じモータトルクであれば、より速い車両加速を得ることができる。

実施例１では、第１クラッチCL1の固着が判定された時、アクセル開度APOがアクセル開度閾値APOth以下で、かつ、バッテリ充電容量SOCがバッテリ充電容量閾値SOCthを超えている場合には、エンジンEngのアイドル運転を禁止し、エンジンEngを停止するようにしている。
すなわち、アクセル開度APOが低いときはドライバーの加速要求は小さい。それは動力性能よりも燃費向上側にシステムを動作させたほうが、ドライバーにとってメリットがあると考えられる。そのときにバッテリ充電容量SOCが高ければ、エンジンEngをアイドル運転させずに、モータ/ジェネレータMGによりエンジンEngのフリクショントルクを負担すると、さらに燃費向上を図ることができる。

実施例１では、アクセル踏み込み操作による発進時、予め第１クラッチCL1の固着有りと判定されていると、第２クラッチCL2を滑らせながら徐々に締結するようにし、アクセルの踏み込み量に応じてモータ出力トルクを上げていくようにしている。
すなわち、発進時は、エンジンEngがアイドル回転しているため、第２クラッチCL2が急にロックアップ締結されると、エンジンEngに与える負荷によりエンジンストールになるおそれがある。
これに対し、第２クラッチCL2を滑らせながら発進しているため、エンジンストールを防止しながら、発進時のもたつき感をなくすことができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動系に、エンジンEngと、駆動輪RL,RRに連結したモータ（モータ/ジェネレータMG）と、前記エンジンEngと前記モータの間に介装したクラッチ（第１クラッチCL1）と、を有し、走行モードとして、前記クラッチを締結状態とするハイブリッド車走行モード（「HEVモード」）と、前記クラッチを開放状態とし前記エンジンEngを停止する電気自動車走行モード（「EVモード」）と、を有し、要求駆動力やバッテリ充電状態に応じ走行モードの遷移制御を行うモード遷移制御手段を備えたハイブリッド車両（ＦＲハイブリッド車両）の制御装置において、前記モード遷移制御手段（図５）は、前記クラッチの固着が判定された時、前記モータを動力源として走行する電気自動車走行モードの選択時であっても前記エンジンEngを駆動する制御を行う。
このため、エンジンEngとモータ（モータ/ジェネレータMG）の間に介装されたクラッチ（第１クラッチCL1）が固着したとき、電気自動車走行モード（「EVモード」）を選択してのモータ走行において、航続距離の短縮化や動力性能の低下を抑制することができる。

(2) 前記モード遷移制御手段（図５）は、前記クラッチ（第１クラッチCL1）の固着が判定された時（CL1固着フラグのセット）、少なくとも前記エンジンEngが自らのフリクショントルク分を打ち消す分のトルクを発生する駆動制御を行う（ステップS18、ステップS27）。
このため、同じ車両加速度を得る場合には、モータ（モータ/ジェネレータMG）の消費電力を抑えることができると共に、同じモータトルクであれば、より速い車両加速を得ることができる。

(3) アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段（アクセル開度センサ１６）を設け、前記モード遷移制御手段（図５）は、前記クラッチ（第１クラッチCL1）の固着が判定された時（CL1固着フラグのセット）、アクセル開度APOが設定閾値より低く（APO≦APOth）、かつ、バッテリ充電条件が成立するとき（SOC＞SOCth）、エンジン駆動を禁止する。
このため、ドライバーの加速要求が小さく、かつ、バッテリ充電容量SOCが高ければ、動力性能よりもドライバーにとってメリットがある燃費向上側にシステムを動作させることになり、燃費向上を図ることができる。

(4) 前記エンジンEngと前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の間に介装したクラッチを第１クラッチCL1というとき、駆動系には、前記第１クラッチCL1以外に、前記モータと前記駆動輪RL,RRの間に介装した第２クラッチCL2を有し、前記モード遷移制御手段（図５）は、アクセル踏み込み操作による発進時、予め前記第１クラッチCL1の固着有りと判定されていると（ステップS3でYES）、前記第２クラッチCL2を滑らせながら徐々に締結するようにし（ステップS5）、アクセルの踏み込み量に応じてモータ出力トルクを上げていく（ステップS6）。
このため、発進時、第２クラッチCL2のロックアップ締結によるエンジンストールを防止しながら、発進時のもたつき感をなくすことができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、第１クラッチCL1の固着時にエンジンEngをアイドル運転する例を示した。しかし、第１クラッチの固着時には、エンジン回転数に応じたエンジンフリクショントルクを出力しても同様の効果を得ることができる。すなわち、少なくともエンジンEngで発生するフリクショントルクを出す駆動状態とすれば、アイドル運転に限られることはない。なお、エンジンで発生するフリクショントルクの算出方法としては、例えば、フリクションマップ(回転数−トルク)、フリクショントルクの学習値、エンジンのアイドルトルク、等を用いることができる。エンジン回転数に応じたエンジンフリクショントルクを出力しても同様の効果を得ることができる。

実施例１では、ＦＲハイブリッド車両に適用した例を示したが、例えば、ＦＦハイブリッド車両等に対しても本発明の制御装置を適用することができる。要するに、駆動系に、エンジンと、駆動輪に連結したモータと、エンジンとモータの間に介装したクラッチと、を有するハイブリッド車両の制御装置であれば適用できる。

Eng エンジン
MG モータ/ジェネレータ
AT 自動変速機
CL1 第１クラッチ（クラッチ）
CL2 第２クラッチ
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ

Claims (4)

1. 駆動系に、エンジンと、駆動輪に連結したモータと、前記エンジンと前記モータの間に介装したクラッチと、を有し、
   走行モードとして、前記クラッチを締結状態とするハイブリッド車走行モードと、前記クラッチを開放状態とし前記エンジンを停止する電気自動車走行モードと、を有し、
   要求駆動力やバッテリ充電状態に応じ走行モードの遷移制御を行うモード遷移制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、前記クラッチの固着が判定された時、前記モータを動力源として走行する電気自動車走行モードの選択時であっても前記エンジンを駆動する制御を行う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に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、前記クラッチの固着が判定された時、少なくとも前記エンジンが自らのフリクショントルク分を打ち消す分のトルクを発生する駆動制御を行う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に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を設け、
   前記モード遷移制御手段は、前記クラッチの固着が判定された時、アクセル開度が設定閾値より低く、かつ、バッテリ充電条件が成立するとき、エンジン駆動を禁止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までの何れか１項に記載された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モータの間に介装したクラッチを第１クラッチというとき、駆動系には、前記第１クラッチ以外に、前記モータと前記駆動輪の間に介装した第２クラッチを有し、
   前記モード遷移制御手段は、アクセル踏み込み操作による発進時、予め前記第１クラッチの固着有りと判定されていると、前記第２クラッチを滑らせながら徐々に締結するようにし、アクセルの踏み込み量に応じてモータ出力トルクを上げていくことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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