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【発明の名称】 ハイブリッド車両の制御装置
【発明者】 【氏名】出口 欣高

【氏名】糸山 浩之

【氏名】北島 康彦
【要約】 【課題】エンジンとモーターの機械出力をクラッチで切り換えるときのショックをなくす。

【解決手段】要求駆動力apsと車速Vspとに基づいてクラッチを締結するか否かを判定し、要求駆動力apsとモーターＡの最大入力maxTbおよびモーターＢの最大出力maxTaとを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行う。これにより、乗員の加速要求に応じた駆動力を発生させることができ、スムーズな加速を実現できる。また、緩加速時にはクラッチを”即”締結してクラッチの耐久性を向上させ、且つ駆動損失を低減でき、急加速時にはクラッチを”半”締結状態にして加速要求に応じた駆動力の実現を優先させることができ、加速要求の緩急の程度に応じた最適なクラッチ締結方法を選択することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンに機械的に連結されたモーターＡと、前記エンジンにクラッチを介して機械的に連結されたモーターＢとを備え、前記モーターＢから変速機を介して駆動輪に動力を伝達するハイブリッド車両の制御装置において、車速を検出する手段と、車両の要求駆動力を検出する手段と、前記要求駆動力検出値と前記車速検出値とに基づいて前記クラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、前記要求駆動力検出値と前記モーターＡの最大入力および前記モーターＢの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行う制御手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項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、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターＢの最大出力以下の場合には、前記クラッチの締結完了判定がなされるまでは、前記モーターＢの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターＡの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数に一致するように前記モーターＡを制御するとともに、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数と前記モーターＢの回転数とが略一致したら前記クラッチを締結指令することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項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、前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モーターＡが前記エンジンの出力を吸収するように前記モーターＡを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターＡの出力と前記モーターＢの出力とを互いに相殺しながら徐々に０にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターＡの最大入力よりも低い所定値を超え且つ前記モーターＢの最大出力以下の場合には、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数に一致するように前記モーターＡを制御するとともに、前記エンジンの出力が前記所定値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数と前記モーターＢの回転数とが略一致したら前記クラッチを締結指令することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】請求項６に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結指令後は、前記モーターＡが前記エンジンの出力を吸収するように前記モーターＡを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御するとともに、前記エンジンと前記モーターＡと前記モーターＢの出力の和が前記要求駆動力検出値に一致するように、前記モーターＡと前記モーターＢの出力を徐々に０にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】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、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記モーターＢの最大出力を超える場合には、前記クラッチの締結を開始するまでは、前記モーターＢの出力が最大となるように前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】請求項９に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジンの最大出力以下の場合には、前記エンジンの出力が前記要求駆動力検出値に一致するように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数を超えたら前記クラッチの締結を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１１】請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数に収束するように前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モーターＢの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチの伝達力を減じた値に一致するように前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１２】請求項１１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターＢの出力を前記エンジンと前記モーターＢとの出力和が前記要求駆動力検出値と一致するように調整することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１３】請求項９に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力検出値が前記エンジンの最大出力を超える場合には、前記エンジンの出力が最大となるように前記エンジンを制御し、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数を超えたら前記クラッチの締結を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１４】請求項１３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、前記クラッチの締結開始後、前記エンジンの回転数が前記モーターＢの回転数に収束するように前記クラッチの伝達力を制御するとともに、前記モーターＢの出力が前記要求駆動力検出値から前記クラッチの伝達力を減じた値に一致するように前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１５】請求項１４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチの伝達力を検出する手段と、前記クラッチ伝達力検出値に基づいて前記クラッチの締結完了を判定する手段とを備え、前記制御手段は、前記クラッチの締結完了判定がなされると、前記モーターＢの出力が前記要求駆動力検出値から前記エンジンの最大出力を減じた値に一致するように前記モーターＢを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関および／または電動機を車両の推進源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】エンジンの機械出力および／またはモーターの機械出力を車両の推進源とするハイブリッド車両が知られている。
【０００３】この種のハイブリッド車両において、エンジンの機械出力とモーターの機械出力とをクラッチで切り換える場合に、エンジンとモーターの回転数と出力によっては切り換え時にショックが発生し、乗り心地が悪くなるという問題がある。例えば、車両の加速時にモーターの駆動力からエンジンの駆動力に切り換える場合に、モーターの回転数とエンジンの回転数とに差があると、切り換え時にショックが発生する。
【０００４】本発明の目的は、エンジンとモーターの機械出力をクラッチで切り換える時のショックをなくすことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明は、エンジンに機械的に連結されたモーターＡと、エンジンにクラッチを介して機械的に連結されたモーターＢとを備え、モーターＢから変速機を介して駆動輪に動力を伝達するハイブリッド車両の制御装置に適用される。そして、車速を検出する手段と、車両の要求駆動力を検出する手段と、要求駆動力検出値と車速検出値とに基づいてクラッチを締結するか否かを判定する判定手段と、要求駆動力検出値とモーターＡの最大入力およびモーターＢの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行う制御手段とを備える。
（２） 請求項２のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＢの最大出力以下の場合には、クラッチの締結完了判定がなされるまでは、モーターＢの出力が要求駆動力検出値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたものである。
（３） 請求項３のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＡの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、エンジン回転転数がモーターＢの回転数に一致するようにモーターＡを制御するとともに、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数とモーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたものである。
（４） 請求項４のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターＡがエンジンの出力を吸収するようにモーターＡを制御するようにしたものである。
（５） 請求項５のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターＡの出力とモーターＢの出力とを互いに相殺しながら徐々に０にするようにしたものである。
（６） 請求項６のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＡの最大入力よりも低い所定値を超え且つモーターＢの最大出力以下の場合には、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に一致するようにモーターＡを制御するとともに、エンジンの出力が所定値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数とモーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたものである。
（７） 請求項７のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結指令後は、モーターＡがエンジンの出力を吸収するようにモーターＡを制御するようにしたものである。
（８） 請求項８のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御するとともに、エンジンとモーターＡとモーターＢの出力の和が要求駆動力検出値に一致するように、モーターＡとモーターＢの出力を徐々に０にするようにしたものである。
（９） 請求項９のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がモーターＢの最大出力を超える場合には、クラッチの締結を開始するまでは、モーターＢの出力が最大となるようにモーターＢを制御するようにしたものである。
（１０） 請求項１０のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力検出値がエンジンの最大出力以下の場合には、エンジンの出力が要求駆動力検出値に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたものである。
（１１） 請求項１１のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたものである。
（１２） 請求項１２のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターＢの出力をエンジンとモーターＢとの出力和が要求駆動力検出値と一致するように調整するようにしたものである。
（１３） 請求項１３のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、要求駆動力がエンジンの最大出力を超える場合には、エンジンの出力が最大となるようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたものである。
（１４） 請求項１４のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が要求駆動力検出値からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたものである。
（１５） 請求項１５のハイブリッド車両の制御装置は、クラッチの伝達力を検出する手段と、クラッチ伝達力検出値に基づいてクラッチの締結完了を判定する手段とを備え、制御手段によって、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターＢの出力が要求駆動力検出値からエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたものである。
【０００６】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、要求駆動力と車速とに基づいてクラッチを締結するか否かを判定し、要求駆動力とモーターＡの最大入力およびモーターＢの最大出力とを比較し、その比較結果に応じたクラッチ締結制御を行うようにしたので、乗員の加速要求に応じた駆動力を発生させることができ、スムーズな加速を実現できる。また、緩加速時にはクラッチを”即”締結してクラッチの耐久性を向上させ、且つ駆動損失を低減でき、急加速時にはクラッチを”半”締結状態にして加速要求に応じた駆動力の実現を優先することができ、加速要求の緩急の程度に応じた最適なクラッチ締結方法を選択することができる。
（２） 請求項２の発明によれば、要求駆動力がモーターＢの最大出力以下の場合には、クラッチ締結完了判定がなされるまでは、モーターＢの出力が要求駆動力に一致するようにモーターＢを制御するようにしたので、クラッチ締結完了までの間も乗員の加速要求に応じた駆動力を実現することができる。
（３） 請求項３の発明によれば、要求駆動力がモーターＡの最大入力よりも低い所定値以下の場合には、エンジン回転数がモーターＢの回転数に一致するようにモーターＡを制御するとともに、エンジン出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御し、エンジン回転数とモーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたので、クラッチ締結時のショックがなくなり乗り心地が向上するとともに、クラッチの摩耗がなくなりクラッチの耐久性を向上させることができる。
（４） 請求項４の発明によれば、クラッチ締結指令後はモーターＡがエンジン出力を吸収するようにモーターＡを制御するようにしたので、クラッチ締結指令後から締結完了までの間にモーターＢの出力にエンジン出力が加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗り心地がよくなる。
（５） 請求項５の発明によれば、クラッチ締結完了判定がなされると、モーターＡの出力とモーターＢの出力とを互いに相殺しながら徐々に０にするようにしたので、クラッチ締結完了後はエンジン出力のみが要求駆動力を発生させることになり、クラッチ締結完了後に駆動力が急変するようなことがなく、乗り心地がよくなる。
（６） 請求項６の発明によれば、要求駆動力がモーターＡの最大入力よりも低い所定値を超え且つモーターＢの最大出力以下の場合には、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に一致するようにモーターＡを制御するとともに、エンジンの出力が所定値に一致するようにエンジンを制御し、エンジン回転数とモーターＢの回転数とが略一致したらクラッチを締結指令するようにしたので、クラッチ締結前にモーターＡによりエンジン回転数を制御する余力を確保することができる上に、クラッチ締結時のショックがなくなり乗り心地が向上するとともに、クラッチの摩耗がなくなりクラッチの耐久性を向上させることができる。
（７） 請求項７の発明によれば、クラッチの締結指令後はモーターＡがエンジンの出力を吸収するようにモーターＡを制御するようにしたので、クラッチ締結後から締結完了までの間にモーターＢの出力にエンジン出力が加算されて車両の駆動力が急に変化することがなく、乗り心地がよくなる。
（８） 請求項８の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされると、エンジンの出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御するとともに、エンジンとモーターＡとモーターＢの出力の和が要求駆動力に一致するように、モーターＡとモーターＢの出力を徐々に０にするようにしたので、クラッチ締結完了後に駆動力が急変することがなく、乗り心地がよくなる。
（９） 請求項９の発明によれば、要求駆動力がモーターＢの最大出力を超える場合には、クラッチの締結を開始するまでは、モーターＢの出力が最大となるようにモーターＢを制御するようにしたので、急加速時にクラッチを締結してエンジン出力による走行に切り換えるまでの間も、充分とは言えないまでも乗員の要求加速をある程度満たすことができる。
（１０） 請求項１０の発明によれば、要求駆動力がモーターＢの最大出力を超え且つエンジンの最大出力以下の場合には、エンジンの出力が要求駆動力に一致するようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたので、急加速時に要求駆動力の実現を優先することができ、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満たすことができる。
（１１） 請求項１１の発明によれば、クラッチの締結開始後、エンジン回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたので、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
（１２） 請求項１２の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされるとモーターＢの出力をエンジンとモーターＢとの出力和が要求駆動力と一致するように調整するようにしたので、急加速時におけるクラッチ締結完了後の駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
（１３） 請求項１３の発明によれば、要求駆動力がエンジンの最大出力を超える場合には、エンジンの出力が最大となるようにエンジンを制御し、エンジンの回転数がモーターＢの回転数を超えたらクラッチの締結を開始するようにしたので、要求駆動力の実現を優先することができ、充分とは言えないまでも乗員の急加速要求を満たすことができる。
（１４） 請求項１４の発明によれば、クラッチの締結開始後、エンジンの回転数がモーターＢの回転数に収束するようにクラッチの伝達力を制御するとともに、モーターＢの出力が要求駆動力からクラッチの伝達力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたので、クラッチ締結開始後の車速と駆動力の変動をなくすことができ、乗り心地を向上させることができる。
（１５） 請求項１５の発明によれば、クラッチの締結完了判定がなされると、モーターＢの出力が要求駆動力からエンジンの最大出力を減じた値に一致するようにモーターＢを制御するようにしたので、急加速時におけるクラッチ締結完了後も要求駆動力を発生することができ、乗員の急加速要求を満たすことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す図である。図において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モーター１、エンジン２、クラッチ３、モーター４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モーター１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸、モーター４の出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【０００８】クラッチ３締結時はエンジン２とモーター４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモーター４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／またはモーター４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ（不図示）はモーター１０により駆動される。
【０００９】モータ１，４，１０は三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、モーター１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター４は主として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。なお、モーター１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モーター１を車両の推進と制動に用いることもでき、モーター４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００１０】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルクがほぼ励磁電流に比例するので伝達トルクを調節することができる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。
【００１１】モーター１，４，１０はそれぞれ、インバーター１１，１２，１３により駆動される。なお、モーター１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、インバーターの代わりにＤＣ／ＤＣコンバーターを用いる。インバーター１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッテリー１５に接続されており、メインバッテリー１５の直流充電電力を交流電力に変換してモーター１，４，１０へ供給するとともに、モーター１，４の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー１５を充電する。なお、インバーター１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー１５を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給することができる。メインバッテリー１５には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。
【００１２】コントローラー１６は、マイクロコンピューターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の伝達トルク、モーター１，４，１０の回転速度や出力トルク、無段変速機５の変速比などを制御する。
【００１３】コントローラー１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルセンサー２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサー２４、バッテリー温度センサー２５、バッテリーＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサー２７、スロットル開度センサー２８が接続される。キースイッチ２０は、車両のキーがON位置またはSTART位置に設定されると閉路する（以下、スイッチの閉路をオンまたはON、開路をオフまたはOFFと呼ぶ）。セレクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲおよびドライブＤを切り換えるセレクトレバー（不図示）の設定位置に応じて、Ｐ、Ｎ、Ｒ、Ｄのいずれかのスイッチがオンする。
【００１４】アクセルセンサー２２はアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）θを検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態（この時、スイッチ オン）を検出する。車速センサー２４は車両の走行速度Ｖを検出し、バッテリー温度センサー２５はメインバッテリー１５の温度Ｔbを検出する。また、バッテリーＳＯＣ検出装置２６はメインバッテリー１５の充電状態（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ぶ）を検出する。さらに、エンジン回転センサー２７はエンジン２の回転速度Ｎeを検出し、スロットル開度センサー２８はエンジン２のスロットルバルブ開度θthを検出する。
【００１５】コントローラー１６にはまた、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング調節装置３２などが接続される。コントローラー１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火装置３１を制御してエンジン２の点火を行う。また、コントローラー１６はバルブタイミング調節装置３２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節する。なお、コントローラー１６には低圧の補助バッテリー３３から電源が供給される。
【００１６】図３〜図７は、一実施の形態のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。車両コントローラー１６は、所定の時間間隔でこのクラッチ締結制御プログラムを実行する。ステップ１において、アクセルセンサー２２によりアクセル開度apsを検出し、車速センサー２４により車速Ｖspを検出する。ステップ２で、アクセル開度apsと車速Ｖspに基づいて予め設定したクラッチ締結判定マップを参照し、クラッチ３を締結するか否かを判定する。
【００１７】図８は、アクセル開度apsと車速Ｖspに基づくクラッチ締結判定マップ例を示す。この実施の形態では、アクセル開度apsを乗員の要求駆動力、すなわち、エンジン２およびモーター４の出力軸における車両の目標駆動トルクtTdとし、判定マップ上の車速Vspおよび目標駆動トルクtTdに対応する点が非締結領域から締結領域へ移動したら、クラッチ３の締結を決定する。
【００１８】クラッチ締結の判定がなされたらステップ３以降のクラッチ締結処理を行い、クラッチ３を締結しない場合は処理を終了する。ステップ３〜５において、目標駆動トルクtTd（アクセル開度aps）を所定値Ｔ１、モーター４の最大トルクmaxTaおよび最大エンジントルクmaxTeと比較し、それぞれのケースに応じてクラッチ締結制御を行う。なお、モーター４の最大トルクmaxTaは、モーター４の仕様、メインバッテリー１５の出力可能電力、モーター４とインバーター１２の温度などから演算により求める。
【００１９】ここで、クラッチ３を締結するまではモーター４の駆動力により走行しているおり、エンジン２を始動して単純にクラッチ３を締結すると、エンジン２のトルクがモーター４のトルクに加算され、車両の駆動トルクが急に変化してショックが発生する。また、クラッチ締結時にクラッチ３の入出力軸回転数が一致していない場合も、同様に車両の駆動トルクが急に変化してショックが発生する。このようなクラッチ締結時のショックを抑制するために、クラッチ締結に際しては、エンジントルクをモーター１により吸収しながら、クラッチ入力軸の回転数（エンジン回転数）をクラッチ出力軸の回転数（モーター４の回転数）と一致させ、クラッチ３を締結する。
【００２０】クラッチ締結時にモーター１によりエンジントルクを吸収する場合、モーター１の最大吸収トルクmaxTbまでエンジントルクを吸収すると、モーター１のトルク余裕がなくなってエンジン２の回転数制御（クラッチ入力軸の回転数制御）を行うためのトルクを出せなくなってしまう。そこで、この実施の形態では、クラッチ締結時にモーター１の最大吸収トルクmaxTbまでエンジントルクを吸収せず、エンジン２の回転数制御に必要なトルクを残した所定値Ｔ１までエンジントルクを吸収することにする。つまり、モーター１の最大吸収トルクmaxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbから、モーター１によりエンジン２の回転数制御を行うために必要なトルクを減じた値を所定値Ｔ１とする。なお、モーター１の最大吸収トルクmaxTbは、モーター１の仕様、メインバッテリー１５の出力可能状態、モーター１とインバーター１１の温度などから演算により求める。
【００２１】ステップ３で、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１以下の場合は図４に示すクラッチ締結制御を実行する。ステップ４で、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１を超え、且つモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合は、図５に示すクラッチ締結制御を実行する。ステップ５で、目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超え、且つエンジン２の最大トルクmaxTe以下の場合は、図６に示すクラッチ締結制御を実行する。目標駆動トルクtTdがエンジン２の最大トルクmaxTeを超える場合は、図７に示すクラッチ締結制御を実行する。
【００２２】図４は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１以下の場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。また、図９は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１以下の場合の、クラッチ締結時におけるエンジン２、モーター１，４およびクラッチ３の挙動、すなわち、目標駆動トルクtTd、エンジン２のトルクTe、エンジン２のトルク推定値estTe、モーター４の目標トルクtTa、モーター１の目標トルクtTb、モーター４の回転数Na［rpm］、エンジン２の回転数Ne［rpm］、クラッチ３の励磁電流指令値tIclおよびクラッチ３の伝達トルク容量Tclの変化を示すタイムチャートである。ここで、クラッチ３の伝達トルク容量Tclは、クラッチ３で伝達可能なトルクであり、実際の伝達トルクとは異なる。
【００２３】図４および図９により、tTd≦Ｔ１の場合のクラッチ締結動作を説明する。クラッチ３の締結が完了するまでは、モーター４の目標トルクtTaに目標駆動トルクtTdを設定し、モーター４をトルク制御する。図９の時刻ｔ１でクラッチ３の締結が決定されると、図４のステップ１１で、エンジン２の回転数Neがモーター４の回転数Naと等しくなるように、モーター１の回転数制御を行う。続くステップ１２でエンジン２が発火運転中か否かを確認し、発火運転中でなければステップ１３へ進み、発火運転中の場合はステップ１５へ進む。
【００２４】ステップ１３において、燃料噴射装置３０と点火装置３１によりエンジン２へ燃料を噴射して発火運転を起動する。続くステップ１４でエンジン２が完爆したかどうかを確認し、完爆したらステップ１５へ進む。なお、エンジン２の発火運転起動後も、モーター１の上記回転数制御を継続する。ステップ１５では、エンジン２の目標トルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定し、エンジン２のトルク制御を行う。この時、モーター１による回転数制御が継続されているので、エンジン２の発生トルクTeはモーター１により吸収される。なお、エンジンのトルク制御は、例えば、エンジン回転数とスロットル開度に対するエンジントルクのマップから、現在のエンジン回転数と目標エンジントルクに対応する目標スロットル開度を表引き演算し、その目標スロットル開度となるようにスロットルバルブを駆動制御する。
【００２５】ステップ１６で、エンジン回転数Neが目標回転数（モーター４の回転数Na）に到達したか、すなわちクラッチ３の入出力軸回転数が一致したかどうかを確認する。クラッチ３の入出力軸回転数が一致したら、ステップ１７でクラッチ３の励磁電流指令値tIclを最大値まで立ち上げ（図９の時刻ｔ２）、クラッチ３を締結する。クラッチ３の励磁回路には遅れがあり、クラッチ３の実際の伝達トルク容量Tclは図９に示すように徐々に増加する。
【００２６】クラッチ締結開始（図９の時刻ｔ２）後のステップ１８において、モーター１の目標トルクtTb×Gbがエンジントルク推定値の符号を反転させた値（−estTe）となるように、モーター１のトルク制御を行う。なお、エンジントルクの推定方法には、■エンジン回転数とスロットル開度に対するエンジントルクのマップから推定する方法、■エンジンの筒内圧（燃焼圧）を検出してリアルタイムにエンジントルクを推定する方法、■エンジンの吸入空気量とエンジン回転数とに基づいてエンジントルクを推定する方法などがある。
【００２７】ステップ１９で、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達したら（図９の時刻ｔ３）、クラッチ３の締結が完了したと判断してステップ２０へ進む。ステップ２０では、モーター１の目標トルクtTb×Gbとモーター４の目標トルクtTaとが互いに相殺されるように、両者を徐々に減らして０にする。すなわち、【数１】estTe＋tTa＋tTb×Gb＝tTdの関係を満たすように、モーター１と４の目標トルクを徐々に０にする。この時のトルク低減率は、クラッチ３の共振周波数とダンピング係数を考慮して設定する。以後、エンジントルクTeが目標駆動トルクtTdとなるように、エンジン２のトルク制御を続ける。
【００２８】図５は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１を超えモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートと同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。図１０は、目標駆動トルクtTdが所定値Ｔ１を超えモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合の、クラッチ締結時におけるエンジン２、モーター１，４およびクラッチ３の挙動を示すタイムチャートである。なお、図中の符号は図９と同様である。
【００２９】図５および図１０により、Ｔ１＜tTd≦maxTaの場合のクラッチ締結動作説明する。ステップ１５Ａにおいて、目標エンジントルクtTeに所定値Ｔ１を設定してエンジン２のトルク制御を行う。この時、モーター１では回転数制御が継続されているので、エンジン２の発生トルクTe（＝Ｔ１）はモーター１により吸収される。上述したように、所定値Ｔ１は、モーター１の最大吸収トルクmaxTbにプーリー比Gbを乗じた値maxTb×Gbから、モーター１によりエンジン２の回転数制御を行うために必要なトルクを減じた値であり、モーター１でエンジントルクTe（＝Ｔ１）を吸収しても、モーター１にはまだエンジン２の回転数制御を行うだけのトルク余裕がある。
【００３０】クラッチ締結完了後のステップ２０Ａにおいて、目標エンジントルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定してエンジン２のトルク制御を行う。そして、ステップ２０Ｂで、エンジントルクTe（実際には推定値estTe）の増加に応じてモーター１の目標トルクtTb×Gbとモーター４の目標トルクtTaを徐々に０にする。つまり、上記数式１の関係を満たすように、モーター１と４のトルクを低減する。
【００３１】図６は、目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超えエンジン２の最大トルクmaxTe以下の場合の、クラッチ締結制御を示すフローチャートである。また、図１１は、目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超えた場合の、クラッチ締結時におけるエンジン２、モーター１，４およびクラッチ３の挙動を示すタイムチャートである。なお、図中の符号は図９と同様である。
【００３２】図６および図１１により、maxTa＜tTd≦maxTeの場合のクラッチ締結動作を説明する。目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超えているので、図１１の時刻ｔ１でクラッチ締結が決定されてから、時刻ｔ２’でクラッチ３の伝達トルク容量Tclが立ち上がるまでは、モーター４を最大トルクmaxTaでトルク制御する。
【００３３】目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超えている場合は、クラッチ締結決定後にモーター１の回転数制御を行わず、直ちにエンジン２を始動する。すなわち、ステップ２１でエンジン２が発火運転中か否かを確認し、発火運転が行われていない場合はステップ２２へ進み、モーター１の最大吸収トルクmaxTb×Gbでエンジン２を駆動して始動する。ステップ２３で、エンジン２が完爆したらステップ２４へ進み、モーター１の目標トルクtTb×Gbを０にする（図１１の時刻ｔ２）。
【００３４】ステップ２５で、目標エンジントルクtTeに目標駆動トルクtTdを設定してエンジン２のトルク制御を行う。ステップ２６において、エンジン回転数Neとモーター４の回転数Naとを比較し、エンジン回転数Neがモーター回転数Naを超えたらステップ２７へ進み、クラッチ３の励磁電流指令値tIclを立ち上げてクラッチ３の締結を開始する（図１１の時刻ｔ２’）。この時、モーター１によるエンジン２の回転数制御を行っていないので、エンジン回転数Neが吹け上がる。そこで、ステップ２８で、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモーター回転数Naに収束させるように、クラッチ励磁電流指令値tIclを制御する。
【００３５】目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTa以下の場合には、上述したように、励磁電流指令値tIclを瞬時に最大値まで立ち上げてクラッチ３を”即”締結した。しかし、目標駆動トルクtTdがモーター４の最大トルクmaxTaを超える場合には、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達するまでは、エンジン回転数Neの吹き上がりを抑制してモーター回転数Naに収束させるように励磁電流指令値tIclを調節し、”半”締結状態とする。
【００３６】ステップ２８ではまた、モーター４の目標トルクtTaを次のように制御する。
【数２】Ne＞Naの時、tTa＝tTd−Tcl，Ne＜Naの時、tTa＝tTd＋Tcl，Ne＝Naの時、tTa＝tTd−estTeこれにより、図１１に示すように、クラッチ伝達トルク容量Tclの立ち上がりに応じてモーター４の目標トルクtTaが減少する。
【００３７】ステップ２９において、クラッチ伝達トルク容量Tclが目標駆動トルクtTdに達したら（図１１の時刻ｔ３）、クラッチ締結が完了したと判断してステップ３０へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にするとともに、モーター４の目標トルクtTaを（tTd−estTe）とする。
【００３８】図７は、目標駆動トルクtTdがエンジン２の最大トルクmaxTeを超える場合のクラッチ締結制御を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。また、この場合のクラッチ締結時のエンジン２、モーター１，４およびクラッチ３の挙動は図１１に示すものと同様であり、図示を省略する。エンジン完爆後のステップ２５Ａにおいて、目標エンジントルクtTeにエンジントルクの最大値maxTeを設定してエンジン２のトルク制御を行う。また、クラッチ締結開始後のステップ２９Ａで、クラッチ伝達トルク容量Tclがエンジン最大トルクmaxTeに達したらステップ３０へ進み、クラッチ励磁電流指令tIclを最大にする。また、目標駆動トルクtTdがエンジン２の最大トルクmaxTeを超えているので、上記数式２によりモーター４の目標トルクtTaを求め、モーター４をトルク制御してエンジン２のトルク不足分を補う。
【００３９】以上の一実施の形態の構成において、エンジン２がエンジンを、モーター１がモーターＡを、モーター４がモーターＢを、クラッチ３がクラッチを、無段変速機５が変速機を、車速センサー２４が車速検出手段を、アクセルセンサー２２が要求駆動力検出手段を、コントローラー１６が判定手段、制御手段、クラッチ伝達力検出手段およびクラッチ締結完了判定手段をそれぞれ構成する。
【出願人】 【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【出願日】 平成１０年７月３日（１９９８．７．３）
【代理人】 【識別番号】１０００８４４１２
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 冬紀
【公開番号】 特開２０００−２３３１１（Ｐ２０００−２３３１１Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願番号】 特願平１０−１８９３９４