JP5655067B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関、電動機を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、エンジン（内燃機関）とモータ（電動機）とを駆動源とするハイブリッド車両であって、車両に発生する負荷が低いときには、モータの駆動力のみによって走行可能なハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。

このハイブリッド車両では、停車中の車両が発進する際の負荷の大きさを、路面勾配、積載量及びエアコンの負荷に応じて求め、この負荷が所定の値を超えたときには、駆動力の減少を抑えるために、エンジンを始動するタイミングを早めることが提案されている。

特許第３７９１１９５号公報

しかしながら、特許文献１には、始動タイミングをどのように早めるかについて記載がない。また、このハイブリッド車両では、負荷を求めるために路面勾配や積載量を得るための装置を別途設ける必要がある。

本発明は、このような装置を別途設けることなく求められる負荷に応じて駆動力の減少を抑えるタイミングで内燃機関を始動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。

本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置であって、
当該車両への加速要求の有無を要求加速度に基づいて判定する加速要求判定手段と、前記内燃機関が停止状態であり且つ当該車両が停車状態であるときに、当該車両の制動装置による制動が解除されてから前記加速要求判定手段によって加速要求が有ると判定されるまでの期間、前記電動機の駆動力によって走行させる走行制御手段と、前記期間中に、前記電動機が駆動力を発生するために供給される電流値に基づいて当該車両に発生している負荷を推定する負荷推定手段と、前記負荷に基づいて前記内燃機関を始動するときの始動走行速度を決定する始動速度決定手段と、当該車両が前記始動走行速度以上になったときに前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、前記始動速度決定手段は、前記内燃機関が始動してから前記内燃機関の駆動力を制御可能になるまでの時間と、前記電動機の駆動力のみで走行しているときに当該車両に発生している負荷に応じて前記電動機が最大の駆動力を出力する場合の最大駆動走行速度とを求め、前記始動走行速度は、前記最大駆動走行速度から前記要求加速度に前記時間を乗算して得られる速度を減算した速度以下になるように決定されることを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関が停止状態であり且つ当該車両が停車状態であるときに、当該車両の制動装置による制動が解除されてから加速要求判定手段によって当該車両に加速要求が有ると判定されるまでの期間、走行制御手段は、電動機の駆動力によって車両を走行させる。

この期間中、電動機が駆動力を発生するために供給される電流値に基づいて負荷推定手段が推定した負荷に基づき、始動速度決定手段が内燃機関を始動するときの始動走行速度を決定する。そして、車両の走行速度が、この始動走行速度以上になったとき、始動手段が内燃機関を始動する。

従って、本発明のハイブリッド車両は、別途装置を設けることなく電動機の電流値から求められる負荷に応じて駆動力の減少を抑えるタイミングで、内燃機関を始動できる。

本発明において、前記始動速度決定手段は、前記内燃機関が始動してから前記内燃機関の駆動力を制御可能になるまでの時間と、前記電動機の駆動力のみで走行しているときに、当該車両に発生している負荷に応じて、前記電動機が最大の駆動力を出力する場合の最大駆動走行速度とを求め、前記始動走行速度は前記最大駆動走行速度から前記要求加速度に前記時間を乗算して得られる速度を減算した速度以下になるように決定される。

これによれば、始動速度決定手段は、内燃機関が始動してから内燃機関の駆動力を制御可能になるまでの時間と、電動機の駆動力のみによって走行しているときに、当該車両に発生している負荷に応じて、電動機が最大の駆動力を出力する場合の最大駆動走行速度とを求める。

そして、始動速度決定手段は、この時間を前記要求加速度に応じて決定される車両の加速度に乗算して得られた速度、すなわち、内燃機関を始動してから内燃機関の駆動力を制御可能になるまでに増加する速度を前記最大駆動走行速度から減算した速度以下になるように、始動走行速度を決定する。

従って、車両の走行速度がこの決定された始動走行速度以上になったときに内燃機関を始動するので、負荷に応じて得られる駆動力の減少が抑えられ、車両は内燃機関による駆動力で違和感無く走行できる。

本発明において、前記始動速度決定手段は、前記電流値が増加すると前記始動走行速度を減少させるように補正することが好ましい。

これによれば、電流値が増加、すなわち電動機の駆動力が増加すると、始動走行速度を減少させるように補正する。従って、電動機の駆動力が必要なとき（例えば、高負荷時）に、駆動力の減少を抑えるように内燃機関を始動するタイミングを早めることができる。

本発明において、前記始動速度決定手段は、前記要求加速度に基づいて前記始動走行速度を補正することが好ましい。これによれば、要求加速度に基づいて始動走行速度を補正するため、駆動力の減少を抑えるタイミングで内燃機関を始動することができる。

本発明において、前記始動速度決定手段は、前記要求加速度が増加すると前記始動走行速度を減少させるように補正することが好ましい。

これによれば、要求加速度が増加すると始動走行速度を減少させるように補正する。従って、加速するための駆動力が増加したときに、駆動力の減少を抑えるように内燃機関を始動するタイミングを早めることができる。

本発明の実施形態に係る制御装置を含むハイブリッド車両の概略構成を示す図。 リアモータトルクと路面勾配との対応を示す図。 加速度と負荷（路面勾配、積載重量）とに対するリアモータトルクの関係を示す図。 リアモータトルクと要求加速度とに対するエンジン始動車速の関係を示す図。 ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えが短いときの各パラメータの時間変化を示す図。（ａ）車速の時間変化、（ｂ）リアモータの出力トルクの時間変化、（ｃ）エンジンの出力トルクの時間変化を示す。 ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えが長いときの各パラメータの時間変化を示す図。（ａ）車速の時間変化、（ｂ）リアモータの出力トルクの時間変化を示す。 図１のＥＣＵ８が実行するエンジンを始動する車速を決定する制御の処理手順を示すフローチャート。 図１のＥＣＵ８が実行するエンジンを始動する制御の処理手順を示すフローチャート。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を含むハイブリッド車両の概略構成を示す図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両は、前輪ＦＴに駆動力（トルク）を伝達するための電動機（モータ）１及び内燃機関（エンジン）２、無段変速機３、モータ１と電力を授受する二次電池からなる蓄電池４、モータ１と蓄電池４とを制御するパワードライブユニット（ＰＤＵ）５、後輪ＲＴにトルクを伝達するためのリアモータ６、リアモータ６と蓄電池４とを制御するリアＰＤＵ７、及びモータ１、内燃機関２、無段変速機３、ＰＤＵ５及びリアＰＤＵ７の各部を制御する電子制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８を備える。

ＥＣＵ８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ８ａとこのＣＰＵ８ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）８ｂとを備え、各種電気信号を入力すると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。

本実施形態では、ＥＣＵ８のＣＰＵ８ａが、本発明における加速要求判定手段８ａ１、走行制御手段８ａ２、負荷推定手段８ａ３、始動速度決定手段８ａ４、始動手段８ａ５として機能する。

ＥＣＵ８には、アクセルペダル（図示省略）の操作量を検知するアクセル開度センサ１１、ブレーキペダル（図示省略）の操作量を検知するブレーキペダルセンサ１２の出力信号が供給される。

ＥＣＵ８は、アクセル開度センサ１１の出力信号（以下、「要求加速度」という）に基づいて当該車両への加速要求を判定する。要求加速度は、アクセルペダルがオフのとき０となり、アクセルペダルがオンのとき正の値となる。ＥＣＵ８は、要求加速度が０のとき加速要求が無いと判定し、要求加速度が正の値であるとき加速要求が有ると判定する。

また、アクセルペダルの誤操作に対応するために、ＥＣＵ８は、要求加速度が所定の値未満のとき加速要求が無いと判定し、要求加速度が所定の値以上のとき加速要求が有ると判定してもよい。この所定の値は、誤操作と判定できる程度の値に設定される。

このようにＥＣＵ８は、当該車両への加速要求の有無を要求加速度に基づいて判定する。これは、本発明における加速要求判定手段に相当する。

ＥＣＵ８は、ブレーキペダルセンサ１２の出力信号に基づいて当該車両の制動装置の制動を解除したか否かを判定する。ブレーキペダルセンサ１２の出力信号は、ブレーキペダルがオフのとき０となり、ブレーキペダルがオンのとき正の値となる。ＥＣＵ８は、ブレーキペダルセンサ１２の出力信号が正の値から０に変化したとき、制動装置の制動を解除したと判定する。

また、モータ１は、ＥＣＵ８の指示信号に基づき、ＰＤＵ５を介して作動が制御される。ＥＣＵ８は、ＰＤＵ５を、蓄電池４の電力を消費してモータ１を駆動させる駆動状態と、モータ１に備えたロータの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をＰＤＵ５を介して蓄電池４に充電する回生状態とに適宜切り換える。

リアモータ６は、モータ１と同様に、ＥＣＵ８の指示信号に基づき、リアＰＤＵ７を介して、駆動状態と回生状態とに適宜切り替えるように制御される。リアモータ６の出力は、リアディファレンシャルギア９を介して後輪ＲＴに伝達される。モータ１及びリアモータ６は、ＰＤＵ５又はリアＰＤＵ７によって駆動状態になることでトルクを出力する。

ＥＣＵ８は、車両の走行速度（以下、「車速」という）や要求加速度に応じて無段変速機３の変速比を制御する。無段変速機３内に構成されたクラッチが締結状態にあるとき、エンジン２の出力トルクは、無段変速機３によって変速されて前輪ＦＴに伝達される。モータ１の出力トルクは、クラッチが締結状態又は開放状態のいずれの状態にあっても、無段変速機３によって変速されて前輪ＦＴに伝達される。更に、ＥＣＵ８は、クラッチを締結状態にすることで、モータ１とエンジン２とを合わせた出力トルクを無段変速機３を介して前輪ＦＴに伝達することもできる。

本実施形態では、変速機を無段変速機としているが、有段変速機や２つの入力軸を備えたデュアルクラッチ式変速機であってもよい。

当該車両は、ＥＣＵ８の制御によって、前輪ＦＴを駆動輪として走行する前輪走行、後輪ＲＴを駆動輪として走行する後輪走行、又は前輪ＦＴ及び後輪ＲＴを駆動輪として走行する四輪走行ができる。

前輪走行は、エンジン２の出力トルクのみで走行するエンジン走行、モータ１の出力トルクのみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行、又はエンジン２の出力トルクをモータ１の出力トルクで補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行の３つの走行方法がある。後輪走行は、リアモータ６の出力トルクのみによる走行である。四輪走行は、前輪走行の走行方法のいずれか１つによる走行と後輪走行とを同時に行なうことによる走行である。

エンジン走行をする際には、ＥＣＵ８は、モータ１を停止し、エンジン２を駆動状態とし、クラッチを締結状態にする。ＥＶ走行をする際には、ＥＣＵ８は、モータ１を駆動状態とし、エンジン２を停止し、クラッチを開放状態にする。ＨＥＶ走行をする際には、ＥＣＵ８は、モータ１及びエンジン２を駆動状態とし、クラッチを締結状態にする。

また、モータ１とエンジン２は直接接続されているため、ＥＣＵ８は、エンジン２が停止しているときに、クラッチを開放状態にして、モータ１を駆動状態とし、モータ１の出力トルクによってエンジン２のクランクシャフトを回転させて点火することで、エンジン２を始動するように制御することができる。これが、本発明における始動手段に相当する。

ＥＣＵ８は、当該車両が停車している状態において、後輪走行によって車両を発進させる。その後、車速が所定の速度に達したら、ＥＣＵ８は、上述のようにモータ１の出力トルクによってエンジン２を始動し、クラッチを締結状態にしてエンジン２の出力トルクを前輪ＦＴに伝達することで、四輪走行に移行する。この所定速度は、当該車両に発生する負荷や加速要求に基づいて、後述のように決定される。

前輪ＦＴ用のディファレンシャルギア（図示省略）やファイナルギア（図示省略）の変速比は固定であるため、車速及び無段変速機３の変速比に応じてエンジン２の出力回転数が決定される。ＥＣＵ８は、車速及び無段変速機３の変速比に応じてエンジン２の出力回転数を合わせてから、クラッチを締結状態にする。エンジン２の出力回転数の調整は、スロットル弁（図示省略）の開度が、ＥＣＵ８によって制御されることで行なわれる。

このため、エンジン２が始動されてから、エンジン２の出力回転数を合わせる時間（以下、「エンジン始動時間」という）分経過したあとに、エンジン２の出力トルクを前輪ＦＴに伝達することが可能になる。このエンジン始動時間は、出力回転数に応じて予め決定されており、メモリ８ｂに記憶されている。

また、ＥＣＵ８は、四輪走行時に車速がある所定の速度を超えた場合には、リアモータ６を停止して前輪走行へ移行する。

ＥＣＵ８は、後輪走行によって発進するときに、所定の速度β未満のときは所定の加速度によって加速をし、所定速度β以上のときは、速度βで等速度走行させる。ＥＣＵ８は、リアモータ６の回転数を制御することで、このように車速を制御する。この車速の制御が、本発明における走行制御手段に相当する。上記のように走行制御手段８ａ２によって、発進時にリアモータ６の回転数を制御して走行することをクリープ走行という。

所定の加速度によって加速をする場合、クリープ走行開始から所定時間経過した後に、どの程度の車速になっているかは一意に決定される。また、後輪ＲＴとリアモータ６との間の変速比は固定であるため、車速に対してリアモータ６の回転数は一意に決定する。すなわち、所定の速度β未満のとき、所定の加速度によって加速する場合、クリープ走行開始から経過した時間に対してリアモータ６の回転数は一意に決定される。

クリープ走行では、上述のとおり、車速が所定速度β未満のときは、所定の加速度によって加速を行なう。そのため、クリープ走行開始から経過した秒数に対して、どの程度の回転数でリアモータ６を回転させるべきかを対応させたマップをメモリ８ｂに記憶している。走行制御手段８ａ２は、クリープ走行時に、このマップからクリープ走行開始からの秒数で検索することでリアモータ６の回転数を決定して、クリープ走行を制御する。

また、同じ速度で走行する場合でも、路面勾配や積載重量によって必要なトルクが変化する。

図２は、路面勾配とリアモータ６の出力トルクとの対応を示す。横軸はリアモータ６の出力トルク（単位はＮｍ）、縦軸は路面勾配を示す。

路面勾配が大きい路面を登る際には、平地（路面勾配が０）を走行するときに比べ、負荷が大きくなるため、出力トルクが増加する。また、図２は、当該車両に２名が乗車しているとき（以下、「２名乗車」という）と、最大乗員数が乗車し且つ積荷が最大積載量であるとき（以下、「定積」という）とを示している。図２に示されるように、２名乗車のときより定積のときの方が車両の積載重量は重くなるため、同じ路面勾配のときでも、必要な出力トルクは増加する。このように、路面勾配又は積載重量の増加によって車両に必要なトルクが増加する。本実施形態では、路面勾配及び積載重量を車両の負荷としている。

クリープ走行時は、回転数制御によって、制御開始から経過した時間に対する車速が決められているため、路面勾配及び積載重量が異なると必要なリアモータ６の出力トルクが異なる。リアモータ６の電流値が増加するとリアモータ６の出力トルクは増加する。予めメモリ８ｂに記憶されたリアモータ６の電流値とリアモータ６の出力トルクとのマップから電流値で検索することによって、リアモータ６の出力トルクを検知できるようにしている。すなわち、クリープ走行時のリアモータ６の電流値によって負荷の推定ができる。

図３は、加速度と負荷（路面勾配、積載重量）とに対するリアモータ６の出力トルクの対応のマップを示す。路面勾配が、平地、路面勾配Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの６つ、積載重量が、２名乗車、定積の２つで計１２個の特性を示している。横軸は加速度（単位はｍ／ｓ^２）、縦軸はリアモータ６の出力トルク（単位はＮｍ）を示す。ここで、路面勾配は、平地、路面勾配Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に大きくなる。

クリープ走行時には、上述のように所定の加速度で発進を行なうようにリアモータ６の回転数が制御される。このときのリアモータ６の電流値からリアモータ６の出力トルクを検知し、図３のマップから、加速度と出力トルクとに対応する負荷を検索することができる。例えば、図３で示されるマップにおいて、加速度と出力トルクとの交点が路面勾配Ｂの２名乗車のマップ付近にあれば、２名が搭乗し路面勾配Ｂを路面を走行していると推定される。このように、走行制御手段８ａ２によって走行しているときに、リアモータ６の電流値に基づいて、車両に発生している負荷を推定している。この負荷の推定が、本発明における負荷推定手段に相当する。

図３のようなマップを予め作成しておき、メモリ８ｂに記憶している。負荷推定手段８ａ３はこの記憶されたマップに応じて負荷を推定する。図３のマップでは１２個の特性について例示しているが、負荷の推定を充分に出来る程度に、特性の個数を用意しておけばよい。

クリープ走行において、加速するとき（車速が所定速度β未満のとき）の駆動力は、車両質量と加速度とを乗算したものに走行抵抗を加算して算出され、等速度のときの駆動力は、走行抵抗がそのまま駆動力とされる。この駆動力に、後輪ＲＴの車輪の半径、変速比及びトルク伝達効率を乗算したものがリアモータ６の出力トルクとなる。

すなわち、等速度のときは、加速するときと比べ、車両質量と加速度とを乗算した力だけ必要な駆動力が小さくなる。

等速度でクリープ走行するとき（車速が所定速度β以上のとき）も、加速するときと同様に、予め作成したマップをメモリ８ｂに記憶しておき、クリープ走行で等速度で走行するときにこのマップに応じて制御する。

次に、エンジン２を始動する車速（以下、「エンジン始動車速」という）の決定について説明する。

図４は、リアモータ６の出力トルクと要求加速度とに対するエンジン始動車速のマップを示す。横軸はリアモータ６の出力トルク（単位はＮｍ）、縦軸はエンジン始動車速（単位はｋｍ／ｈ）を示す。

図４では、リアモータ６の出力トルクが増加するほど、すなわち、リアモータ６の出力トルクの限界値に近づくほど、エンジン始動車速が小さくなる。リアモータ６の出力トルクが限界値を超えるとリアモータ６の出力トルクが減少するため、後輪駆動のみでは車両の駆動力が減少する。そこで、リアモータ６に大きな出力トルクが要求されるときに、リアモータ６の出力トルクの限界値を越える前にエンジン２の出力トルクを加えることで、車両の駆動力の減少が抑えられる。

また、図４では、要求加速度が増加するとエンジン始動車速が小さくなる。要求加速度が増加するということはリアモータ６の出力トルクを増加するということであるため、エンジン始動車速を小さくすることで、リアモータ６の出力トルクの限界値を越える前にエンジン２の出力トルクを加えることができる。このようにすることで車両の駆動力の減少が抑えられる。

リアモータ６の出力トルクがＴｅｎｇｓｔ以上になったときは必要なトルクが大きいため、同様の理由によって、エンジン２が始動される。図４に示されるようなマップは、前進と後退で、それぞれ別のマップを用意されている。例えば、Ｔｅｎｇｓｔは、前進用のマップより後退用のマップの方が低く設定される。図４に示されるようなマップを予め作成しておき、メモリ８ｂに記憶している。

ＥＣＵ８は、メモリ８ｂに記憶された図４に例示したような特性のマップから、クリープ走行時の所定の加速度とリアモータ６の出力トルクとによって検索することで、エンジン始動車速を決定する。このエンジン始動車速の決定が、本発明における始動速度決定手段に相当する。

クリープ走行時に加速要求判定手段８ａ１によって加速要求が有ると判定された後、加速要求の度合い（要求加速度）は変動するのが通常である。例えば、徐々に要求加速度が増加される場合がある。このような場合、要求加速度の変化に応じてエンジン始動車速を補正する必要がある。この補正を行なうことで、要求加速度が増加したことによって必要な出力トルクが増加した場合でも、リアモータ６の出力トルクの限界値を超える前にエンジン２の出力トルクを加え、車両の駆動力の減少が抑えられる。

このように、ＥＣＵ８は、現在の要求加速度とリアモータ６の出力トルクとで図４のマップから検索することで、エンジン始動車速を決定し、それを新たなエンジン始動車速として補正する。この補正は、本発明における、始動速度決定手段の要求加速度に基づいて始動走行速度を補正することに相当する。

また、始動速度決定手段８ａ４は、図４に例示するような特性のマップを用いるため、要求加速度が増加するとエンジン始動車速が減少するように補正する。すなわち、この補正は、本発明における、始動速度決定手段の要求加速度が増加すると始動走行速度を減少させるように補正することに相当する。

また、上述したように、リアモータ６の電流値が増加すると、リアモータ６の出力トルクが増加する。図４に示すように、リアモータ６の出力トルクが増加すると、エンジン始動車速が減少する。すなわち、始動速度決定手段８ａ４は、リアモータ６の電流値が増加すると、エンジン始動車速が減少するように補正する。この補正は、本発明における、始動速度決定手段の電流値が増加すると始動走行速度を減少させるように補正することに相当する。

図４では、複数の要求加速度の特性を例示しているがこの特性の数は、エンジン始動車速を適切に決定できるように設定されていればよい。

また、モータ１でエンジン２の始動を開始してからエンジン始動時間分経過するまでエンジン２の出力トルクを前輪ＦＴに伝達することができない。リアモータ６の出力トルクの限界値に到達したときには、限界値に達したリアモータ６の出力トルクが減少する。従って、リアモータ６の出力トルクの限界値に到達したときにエンジン２が始動されると、エンジン始動時間分経過するまでの間は、エンジン２の出力トルクが前輪ＦＴに伝達されていないため、車両の駆動力が減少する。

リアモータ６の出力が最大のときの走行速度（以下、「最大駆動走行速度」という）は、車両に発生している負荷が増加すると減少する。従って、始動速度決定手段８ａ４は、負荷に応じて変動する最大駆動走行速度とエンジン始動時間とに基づいてエンジン始動車速を決定する。

具体的には、最大駆動走行速度から、エンジン始動時間に要求加速度を乗算した速度（以下、「エンジン始動増加速度」という）を減じた速度以下になるように、エンジン始動車速を決定する。エンジン始動増加速度は、エンジン２の始動を開始してから、エンジン２の出力トルクを前輪ＦＴに伝達可能になるまでの間に増加する速度を表す。すなわち、最大駆動走行速度からエンジン始動増加速度を減じた速度以下になるようにエンジン始動車速を決定することで、リアモータ６の出力トルクの減少が発生する前に、エンジン２の出力トルクを前輪ＦＴに伝達できるようになるため、車両の駆動力の減少を抑えることができる。

このように、エンジン始動車速を決定することが、本発明における、始動速度決定手段の始動走行速度の決定に相当する。

次に、図５と図６とを用いて、車速に対するリアモータ６とエンジン２との出力トルクのタイミングについて説明する。

図５は、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えの時間が短いときの各パラメータの時間変化を示す。図５（ａ）は車速の時間変化、図５（ｂ）はリアモータ６の出力トルクの時間変化、図５（ｃ）はエンジン２の出力トルクの時間変化を示す。

図５（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間（単位は秒）を示す。また、図５（ａ）の縦軸は目標とする車速（単位はｋｍ／ｈ）、図５（ｂ）の縦軸はリアモータ６の出力トルク（単位はＮｍ）、図５（ｃ）の縦軸はエンジン２の出力トルク（単位はＮｍ）を示す。

時間軸上で０はブレーキペダルがオフになったとき、ｔａ１はアクセルペダルがオンになったとき、ｔａ２は車速がエンジン始動車速に到達したとき、ｔａ３はリアモータ６の出力トルクの限界値に到達したときを表す。

時間０からｔａ１の間は、クリープ走行をしており、負荷推定手段８ａ３は、上述のように、リアモータ６の電流値に基づいて車両に発生している負荷を推定する。負荷の推定後、始動速度決定手段８ａ４によってエンジン始動車速を決定し、車速がこのエンジン始動車速に到達（ｔａ２）したときに、エンジン２を始動する。

ｔａ２からｔａ３の間はエンジンの回転数を合わせる期間であり、前述のエンジン始動時間に相当する。始動速度決定手段８ａ４によって、このエンジン始動時間と推定した負荷に応じてエンジン始動車速を決定するため、モータが出力限界に到達する時間ｔａ３までには、エンジン２の出力トルクを伝達できる状態になっている。

図６は、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えの時間が長いときの各パラメータの時間変化を示す。図６（ａ）は車速の時間変化、図６（ｂ）はリアモータ６の出力トルクの時間変化を示す。

図６（ａ）、（ｂ）の横軸は時間（単位は秒）を示す。また、図６（ａ）の縦軸は車速（単位はｋｍ／ｈ）、図６（ｂ）の縦軸はリアモータ６の出力トルク（単位はＮｍ）を示す。

時間軸上でｔｂ１はクリープ走行が加速から等速の走行に切り替わったとき、ｔｂ２はアクセルペダルがオンになったときを表す。上述のとおり、クリープ走行では、加速するときより等速度で走行するときの方が、車両質量と加速度とを乗算して得られる力の分だけリアモータ６の出力トルクが小さくなる。

次に、本実施形態のＥＣＵ８のＣＰＵ８ａによって実行される制御の処理について説明する。

本実施形態では、ＣＰＵ８ａが、本発明における加速要求判定手段８ａ１、走行制御手段８ａ２、負荷推定手段８ａ３、始動速度決定手段８ａ４、始動手段８ａ５として動作する。

図７は、ＣＰＵ８ａが実行する本発明の始動車速決定制御の処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートで示される制御処理プログラムは、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に呼び出されて実行される。

最初のステップＳＴ１は、路面勾配が所定の角度α未満か否かを判定する。路面勾配の角度は、進行方向が登り坂になっているときに正としている。従って、後退するときは、前方方向が下り坂になっている。上述のとおり、路面勾配は、クリープ走行時のリアモータ６の電流値で推定するため（後述のステップＳＴ９）、最初に実行されるときは、０となっている。所定の角度αは、この角度以上のときには、負荷が高くなるため、エンジンを即始動すべきと判断される角度が設定される。この角度は予めメモリ８ｂに記憶される。

ステップＳＴ１で路面勾配が所定の角度α未満であると判定されたとき（ステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ２に進み、当該車両のシフトレバーによって走行レンジが選択されているか否かを判定する。走行レンジとは、前進又は後退できるレンジを指す。本実施形態では、走行レンジは、ドライブ、セカンド又はリバースであり、パーキングやニュートラルは走行レンジではない。

ステップＳＴ２で走行レンジが選択されていると判定されたとき（ステップＳＴ２の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ３に進み、ブレーキペダルがオフか否かを判定する。

ステップＳＴ３でブレーキペダルがオフと判定されたとき（ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ４に進み、アクセルペダルがオフか否かを判定する。

ステップＳＴ２〜ＳＴ３では、当該車両の運転者が前進又は後退するためにブレーキペダルからアクセルペダルに踏み変えようとしているか否かを判定している。この２つの判定結果のいずれかがＮＯのときは、本制御処理を終了する。

ステップＳＴ４でアクセルペダルがオフと判定されたとき（ステップＳＴ４の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ５に進み、車速の絶対値が、クリープ走行で等速度で走行するときの速度β未満か否かを判定する。絶対値としているのは、車両が前進しているときの速度が正、車両が後退しているときの速度が負としているためである。ステップＳＴ４の処理が、本発明における加速要求判定手段に相当する。

ステップＳＴ１で路面勾配が所定の角度α以上のとき（ステップＳＴ１の判定結果がＮＯのとき）、又はステップＳＴ４でアクセルペダルがオンと判定されたとき（ステップＳＴ４の判定結果がＮＯのとき）は、本制御処理を終了してエンジン２の始動制御を行なう（図８のフローチャート）。

ステップＳＴ５で車速の絶対値が速度β未満と判定されたとき（ステップＳＴ５の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ６に進み加速するクリープ走行をし、ステップＳＴ５で車速の絶対値が速度β以上と判定されたとき（ステップＳＴ５の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ７に進み等速度のクリープ走行をする。

ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳになり、ステップＳＴ４の判定結果がＮＯになるまでの期間、ステップＳＴ６又はＳＴ７によって走行することが、本発明における、走行制御手段に相当する。

ステップＳＴ６、ＳＴ７の処理が終了したらステップＳＴ８に進み、リアモータ６の電流値を検出し、ステップＳＴ９に進み、メモリ８ｂに記憶した図３に示されるようなマップから負荷の推定を行い、路面勾配及び積載重量を推定する。ステップＳＴ８、ＳＴ９の処理が、本発明における、負荷推定手段に相当する。

ステップＳＴ９の処理が終了したら、ステップＳＴ１０に進み、上述のように、エンジン始動車速を決定する。ステップＳＴ１０の処理が、本発明における、始動速度決定手段に相当する。

ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えには、運転者が素早く操作をしたときでも、ある程度の時間がかかる。そのため、図７のステップＳＴ１０が処理されない場合は、ステップＳＴ２又はステップＳＴ３の判定結果がＮＯのときのみであり、エンジン２の始動を行なうべき場合には、ステップＳＴ１０の処理によって、エンジン始動車速が決定される。

ステップＳＴ１０の処理が終了したらステップＳＴ１の処理を再度実行する。

図８は、ＣＰＵ８ａが実行する本発明のエンジン始動制御の処理の手順を示すフローチャートである。上述のとおり、本フローチャートは、図７のステップＳＴ１又はＳＴ４の判定結果がＮＯのときに実行される。そのため、当該車両の運転者が前進又は後退を行なうために、ブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み変えを行なう操作をしているときに実行される。

最初のステップＳＴ１０１では、リアモータ６による走行が行なわれているか否かを判定する。ステップＳＴ１０１でリアモータ６による走行が行なわれていないと判定されたとき（ステップＳＴ１０１の判定結果がＮＯのとき）は本制御処理を終了し、ステップＳＴ１０１でリアモータ６による走行が行なわれていると判定されたとき（ステップＳＴ１０１の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ１０２に進む。

ステップＳＴ１０２では、アクセルペダルがオンか否かの判定を行なう。ステップＳＴ１０２でアクセルペダルがオフであると判定されたとき（ステップＳＴ１０２の判定結果がＮＯのとき）は、再度ステップＳＴ１０２の判定を行ない、ステップＳＴ１０２でアクセルペダルがオンであると判定されたとき（ステップＳＴ１０２の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ１０３に進む。すなわち、アクセルペダルがオンになるまでステップＳＴ１０３には進まない。

ステップＳＴ１０３では、現在の車速が前記ステップＳＴ１０の処理によって決定されたエンジン始動車速以上になっているか否かを判定する。ステップＳＴ１０３で車速がエンジン始動車速未満であると判定されたとき（ステップＳＴ１０３の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ１０２に進み、ステップＳＴ１０３で車速がエンジン始動車速以上であると判定されたとき（ステップＳＴ１０３の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ１０４に進む。

ステップＳＴ１０４では、上述のようにモータ１の出力トルクによってエンジンを回転させ点火することで、エンジン２の始動を行ない、ステップＳＴ１０５でエンジン２の出力回転数を合わせてから、ステップＳＴ１０６でクラッチを締結状態にする。ステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０６の処理が、本発明における始動手段に相当する。

ステップＳＴ１０６の処理が終了したら、ステップＳＴ１０７に進み、エンジン２の駆動力によって走行を開始する。

以上のように、前進又は後退する状況で（ステップＳＴ２、ＳＴ３）、制動装置による制動が解除されてから（ステップＳＴ３）、加速要求が有ると判定される（ステップＳＴ４）までの期間、クリープ走行によって車両の走行を行なう（ステップＳＴ６、ＳＴ７）。このときのリアモータ６の電流値から負荷を推定してエンジン始動車速を決定する（ステップＳＴ８、ＳＴ９、ＳＴ１０）。

当該車両の車速が決定されたエンジン始動車速以上になったら（ステップＳＴ１０３）、エンジン２の始動を開始して（ステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０６）、エンジン２の駆動力によって走行を開始する（ステップＳＴ１０７）。

従って、別途装置を設けることなく求められる負荷に応じて駆動力の減少を抑えるタイミングで、内燃機関を始動できる。

また、本実施形態では、本発明の電動機としてリアモータ６を搭載し、リアモータ６によってクリープ走行をしているが、リアモータ６が存在しない車両であってもよい。例えば、モータ１によってクリープ走行を行ない、このときのモータ１の電流値によって負荷を推定し、エンジン始動車速を決定する。この場合にはモータ１が本発明の電動機となる。

このように、発進時のクリープ走行の駆動力を出力している電動機の電流値によって負荷を推定し、エンジン始動車速が決定できる構成であれば、本発明を実施することができる。

以上説明した本発明は、駆動源として電動機及び内燃機関を有するハイブリッド車両において、電動機によるクリープ走行から内燃機関による走行に変化するときに駆動力の減少を抑えることができるため、車両の運転者のドライバビリティを向上させることができる。

Claims (4)

1. 内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置であって、
   当該車両への加速要求の有無を要求加速度に基づいて判定する加速要求判定手段と、
   前記内燃機関が停止状態であり且つ当該車両が停車状態であるときに、当該車両の制動装置による制動が解除されてから前記加速要求判定手段によって加速要求が有ると判定されるまでの期間、前記電動機の駆動力によって走行させる走行制御手段と、
   前記期間中に、前記電動機が駆動力を発生するために供給される電流値に基づいて当該車両に発生している負荷を推定する負荷推定手段と、
   前記負荷に基づいて前記内燃機関を始動するときの始動走行速度を決定する始動速度決定手段と、
   当該車両が前記始動走行速度以上になったときに前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、
   前記始動速度決定手段は、
   前記内燃機関が始動してから前記内燃機関の駆動力を制御可能になるまでの時間と、前記電動機の駆動力のみで走行しているときに当該車両に発生している負荷に応じて前記電動機が最大の駆動力を出力する場合の最大駆動走行速度とを求め、
   前記始動走行速度は、前記最大駆動走行速度から前記要求加速度に前記時間を乗算して得られる速度を減算した速度以下になるように決定される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に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記始動速度決定手段は、前記電流値が増加すると前記始動走行速度を減少させるように補正する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に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記始動速度決定手段は、前記要求加速度に基づいて前記始動走行速度を補正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３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記始動速度決定手段は、前記要求加速度が増加すると前記始動走行速度を減少させるように補正する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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