JP7056537B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとモータとの間にクラッチが介設されたハイブリッド車両に関する。

特許文献１には、エンジンと車輪との動力伝達経路上に設けられたモータと、その動力伝達経路におけるエンジンとモータとの間の部分に設けられたクラッチと、を備えるハイブリッド車両が記載されている。同文献に記載のハイブリッド車両では、クラッチを開放し、エンジンを停止させた状態でモータの動力を車輪に伝達して車両を走行するＥＶ走行と、クラッチを係合した状態でエンジンの動力を車輪に伝達して車両を走行するエンジン走行と、を切り替えている。

特開２０１１－２１３３１０号公報

エンジン走行中にクラッチを急激に開放すると、エンジン回転数が吹き上がったり、トルクショックが発生したりして、ドライバビリティが悪化する。そのため、エンジン走行からＥＶ走行に切り替える際のクラッチの開放は、同クラッチの締結力を徐々に減少させつつ緩やかに行うことが望ましい。その一方で、エンジン走行からＥＶ走行に速やかに移行させるため、上記クラッチの開放は短い時間で行う必要がある。

ちなみに、上記のようなクラッチの開放に際しての締結力の徐減は、クラッチ油圧の制御弁として、油圧の供給と同供給の停止とを二値的に切り替えるオン－オフ切替弁ではなく、油圧を調整可能なリニアソレノイド弁等の調圧弁を、採用することで実現できる。ただし、調圧弁の作動には、オン－オフ切替弁の場合よりも大きい電力が必要であるため、調圧弁だけでクラッチ油圧を制御すると、電力消費が多くなってしまう。

上記課題を解決するハイブリッド車両は、車両に搭載されたエンジンと、エンジンから車輪への動力伝達経路上に設けられたモータと、上記動力伝達経路におけるエンジンとモータとの間の部分に設けられたクラッチと、クラッチ係合油圧を発生する油圧発生部と、クラッチ係合油圧に対して給電量に応じた調圧を施して出力する弁であって、給電停止に応じて油圧の出力を停止する調圧弁と、油圧発生部が発生したクラッチ係合油圧をクラッチに供給するための油路である第１油路と、調圧弁が出力する油圧をクラッチに供給するための油路である第２油路と、第１油路をクラッチに接続するとともにクラッチに対する第２油路の接続を遮断する第１状態と第２油路をクラッチに接続するとともにクラッチに対する第１油路の接続を遮断する第２状態とを切り替える切替弁と、を備えている。

さらに、上記ハイブリッド車両は、エンジンの動力を車輪に伝達して走行するエンジン走行モードとエンジンを停止させた状態でモータの動力で走行するＥＶ走行モードとを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択して車両の走行制御を行う車両制御部を備えている。車両制御部は、ＥＶ走行モードの選択中は、調圧弁の給電を停止した状態で切替弁を第２状態とすることでクラッチが開放された状態を保持している。さらに車両制御部は、エンジン走行モードの選択中は、調圧弁の給電を停止した状態で切替弁を第１状態とすることでクラッチが係合された状態を保持している。そして、車両制御部は、エンジン走行モードの選択中に既定のエンジン停止条件が成立した場合に走行モードをＥＶ走行モードに切り替えている。

さらに、車両制御部は、エンジン停止条件が現在は不成立であるが、その後に成立する可能性が高い状態にあるか否かを判定する停止予測処理と、切替弁を第１状態とした状態で調圧弁に給電して第２油路の油圧を昇圧する充填制御と、切替弁を第２状態とした状態で調圧弁による油圧制御を行いながらクラッチを開放させるクラッチ開放制御と、を行うものとなっている。

そして、上記ハイブリッド車両における車両制御部は、下記の各段階を通じてエンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切替えを実施している。すなわち、エンジン走行モードの選択中に停止予測処理においてエンジン停止条件がその後に成立する可能性が高い状態にあると判定されたとき（以下、停止予測判定時と記載する）に充填制御を開始する第１段階と、エンジン停止条件の成立に応じて切替弁を第２状態に切り替えてクラッチ開放制御を開始する第２段階と、クラッチ開放制御の完了後にエンジンの稼働を停止する第３段階と、である。

こうしたハイブリッド車両では、調圧弁の給電を停止した状態で切替弁を第１状態としてクラッチを第１油路に接続すると、第１油路を通じてクラッチ係合油圧がクラッチに供給される。一方、同じく調圧弁の給電を停止した状態で切替弁を第２状態としてクラッチを第２油路に接続すると、クラッチへの油圧供給が停止される。これにより、上記ハイブリッド車両では、エンジン走行モードの選択中のクラッチの係合保持、及びＥＶ走行モードの選択中のクラッチの開放保持の双方を、調圧弁の給電を停止した状態で行っている。一方、切替弁を第２状態としてクラッチに第２油路を接続した状態で調圧弁の給電を行えば、同調圧弁により調圧された油圧がクラッチに供給されるようになる。そのため、走行モードの切替え過渡時には調圧弁によるクラッチの供給油圧（以下、クラッチ油圧と記載する）の制御を行いつつも、エンジン走行モード及びＥＶ走行モードの選択中には、切替弁に比べて作動電力が大きい調圧弁の給電を停止して電力消費を抑えることができる。

なお、こうしたハイブリッド車両では、エンジン走行モードの選択中のクラッチには、第１油路を通じてクラッチ係合油圧が供給されている。一方、このときの調圧弁の給電は停止されており、第２油路は油圧が抜けた状態となっている。この状態で調圧弁の給電を開始しても、第２油路の油圧は直ちには高まらない。そのため、エンジン停止条件が成立してエンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切り替える際にクラッチ油圧の制御を行うべく、調圧弁の給電を開始するとともに切替弁を第２状態に切り替えて第２油路をクラッチに接続すると、その直後にクラッチ油圧が急低下するようになる。そしてその結果、クラッチの締結力が低下して、エンジンの負荷が軽くなることから、エンジン回転数の吹き上がりが発生したり、締結力の低下によりエンジンの動力を車輪に伝え切れなくなってトルクショックが発生したりする虞がある。

その点、上記ハイブリッド車両では、停止予測処理により、エンジン停止条件の成立を事前に予測している。そして、停止予測判定時に、切替弁を第１状態としたまま、調圧弁の給電を行う充填制御を開始している。充填制御中は、第１油路を通じてクラッチにクラッチ係合油圧を供給した状態で、第２油路への油圧の導入が行われる。そのため、その後にエンジン停止条件の成立時には、第２油路は昇圧された状態となっており、その成立と共に第２油路をクラッチに接続しても、クラッチ油圧は急低下しないようになる。ちなみに、このときの充填制御は、エンジン停止条件の成立前に行われるため、その実施がＥＶ走行モードへの切替えの完了に遅れを生じされることはない。

停止予測判定後に短時間でエンジン停止条件が成立すると、停止予測判定時に充填制御を開始しても、エンジン停止条件の成立までに第２油路を十分に昇圧できないことがある。そうしたときにも、エンジン停止条件の成立と共に第２油路をクラッチに接続すると、クラッチ油圧の低下を抑え切れないことがある。そうした場合にも、上記ハイブリッド車両における車両制御部を、充填制御による第２油路の昇圧が完了する前にエンジン停止条件が成立した場合には、第２段階におけるクラッチ開放制御の開始を第２油路の昇圧の完了まで遅延するものとすれば、上記のような場合にも、昇圧の完了後に第２油路がクラッチに接続されるようになる。

さらに、上記ハイブリッド車両における車両制御部は、第２段階におけるクラッチ開放制御の開始と共に、エンジンの軸トルクを低減しつつ、モータトルクを増加するトルク置換制御を開始するよう構成することが望ましい。こうした場合、稼働停止に向けてのエンジンの軸トルクの低減と並行してモータトルクを増加することで、走行モードの切替中も車両の駆動力を維持できる。

なお、停止予測処理での予測を完全とすることは難しいため、状況によっては、予測がなされる前にエンジン停止条件が成立することもある。そこで、上記ハイブリッド車両における車両制御部を、エンジン走行モードの選択中に停止予測処理においてエンジン停止条件がその後に成立する可能性が高い状態にあると判定されていない状態でエンジン停止条件が成立した場合には、エンジン停止条件の成立に応じて充填制御を開始する第４段階と、充填制御による第２油路の昇圧の完了に応じて切替弁を第２状態に切り替えてクラッチ開放制御を開始する第５段階と、クラッチ開放制御の完了後にエンジンの稼働を停止する第６段階と、を通じてエンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切替えを実施する構成とするとよい。こうした場合には、停止予測処理によりエンジン停止条件の成立を事前に予測できなかった場合にも、調圧弁によるクラッチ油圧の制御を行うためにクラッチを第２油路に接続した際にクラッチ油圧が急低下することを抑えられる。

なお、上記ハイブリッド車両における車両制御部が、ＥＶ走行モードの選択中に既定のエンジン始動条件が成立すると、切替弁を第２状態とするとともに調圧弁に給電した状態でエンジンを始動する始動時制御を行うようにしてもよい。こうした場合の始動時制御の実行中は、第２油路には調圧弁から油圧が供給されている。そのため、こうした始動時制御を行う場合の車両制御部は、始動時制御の実行中にエンジン停止条件が成立した場合には、充填制御を行わず、同エンジン停止条件の成立と共にクラッチ開放制御を開始するようにするとよい。

ハイブリッド車両の一実施形態の駆動系の構成を示す模式図。 同ハイブリッド車両におけるクラッチの油圧回路の構成を示す図。 走行モードの切替えに係る車両制御部の制御の状態遷移図。 エンジン走行モード選択中のクラッチ油圧回路の状態を示す図。 ＥＶ走行モード選択中のクラッチ油圧回路の状態を示す図。 第２状態への切替弁の切替えと同時に調圧弁の給電を開始してクラッチ開放制御を行った場合の走行モードの切替えに係る制御の態様を示すタイムチャート。 充填制御中のクラッチ油圧回路の状態を示す図。 本実施形態のハイブリッド車両において停止予測判定後にエンジン停止条件が成立した場合の走行モードの切替えに係る制御の態様を示すタイムチャート。 本実施形態のハイブリッド車両において停止予測判定前にエンジン停止条件が成立した場合の走行モードの切替えに係る制御の態様を示すタイムチャート。

以下、ハイブリッド車両の一実施形態を、図１～図９を参照して詳細に説明する。ここではまず、図１を参照して、本実施形態のハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両におけるエンジン１０から車輪１３への動力伝達経路には、変速ユニット１１が設けられている。変速ユニット１１と左右の車輪１３とは、差動機（ディファレンシャル）１２を介して駆動連結されている。

変速ユニット１１には、クラッチ１４とモータ１５とが設けられている。変速ユニット１１においてモータ１５は、エンジン１０から車輪１３への動力伝達経路上に位置するように設置されている。また、クラッチ１４は、同動力伝達経路におけるエンジン１０とモータ１５との間の部分に位置するように設置されている。クラッチ１４は、油圧の供給を受けて係合された状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を接続する。また、クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて開放された状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を遮断する。

モータ１５は、インバータ１７を介して車載電源１６に接続されている。そして、モータ１５は、車載電源１６からの電力供給に応じて車両の駆動力を発生する電動機として機能する一方で、エンジン１０や車輪１３からの動力伝達に応じて車載電源１６に充電する電力を発電する発電機として機能する。モータ１５と車載電源１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。

また、変速ユニット１１には、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手であるトルクコンバータ１８と、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切り替える歯車式多段変速機１９と、が設けられている。変速ユニット１１において歯車式多段変速機１９は、上記動力伝達経路におけるモータ１５よりも車輪１３側の部分に位置するように設置されている。そして、トルクコンバータ１８を介して、モータ１５と歯車式多段変速機１９とが連結されている。なお、トルクコンバータ１８には、油圧の供給を受けて係合してモータ１５と歯車式多段変速機１９とを直結するロックアップクラッチ２０が設けられている。

さらに変速ユニット１１には、オイルポンプ２１と油圧制御部２２とが設けられている。そして、オイルポンプ２１が発生した油圧が、油圧制御部２２を介して、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、歯車式多段変速機１９、及びロックアップクラッチ２０にそれぞれ供給されている。油圧制御部２２には、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、歯車式多段変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。

加えて、ハイブリッド車両には、車両制御部２３が設けられている。車両制御部２３は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置と、を備える電子制御ユニットとして構成されている。車両制御部２３には、エンジン１０の回転数（エンジン回転数ＮＥ）や同エンジン１０の吸入空気量ＧＡ、車両の走行速度Ｖ、アクセルペダルの踏込み量ＡＣＣ、変速ユニット１１の作動油の温度（油温ＴＨＯ）、車載電源１６の蓄電量ＳＯＣなどの検出信号が入力されている。そして、車両制御部２３は、それらの検出信号に基づいて車両の走行制御を行っている。ここでの車両の走行制御には、エンジン１０の運転状態（吸気量や燃料噴射量）の制御や、インバータ１７による車載電源１６との電力授受量の調整を通じたモータ１５の力行／回生トルクの制御が含まれる。また、同走行制御には、油圧制御部２２の各油圧制御弁の駆動制御を通じたクラッチ１４、トルクコンバータ１８、歯車式多段変速機１９及びロックアップクラッチ２０の作動制御も含まれる。

図２に、油圧制御部２２におけるクラッチ１４の油圧回路の構成を示す。同図に示す油圧発生部３０は、オイルポンプ２１が送り出したオイルを既定のライン圧ＰＬに調圧して出力する。また、同図に示すように、クラッチ１４の油圧回路には、調圧弁３１が設けられている。調圧弁３１は、ライン圧ＰＬに対して給電量に応じた調圧を施して出力するリニアソレノイド弁であって、給電停止に応じて油圧の出力を停止するように構成されている。また、クラッチ１４の油圧供給経路には、油圧発生部３０が発生したライン圧ＰＬをクラッチ１４に直接供給するための油路である第１油路３２と、調圧弁３１が出力する油圧をクラッチ１４に供給するための油路である第２油路３３と、の２つの油路が設けられている。

さらに、クラッチ１４の油圧回路には、第１油路３２と第２油路３３との間でクラッチ１４に接続する油路を切り替える切替弁３４が設けられている。切替弁３４は、油路切替部３４Ａとソレノイド部３４Ｂとを有したパイロット型のソレノイド弁として構成されている。ソレノイド部３４Ｂは、給電に応じて油路切替部３４Ａにライン圧ＰＬを供給する一方で、給電の停止に応じて油路切替部３４Ａへのライン圧ＰＬの供給を停止する。油路切替部３４Ａは、ソレノイド部３４Ｂからライン圧ＰＬが供給されているときには、第１油路３２をクラッチ１４に接続するとともに同クラッチ１４に対する第２油路３３の接続を遮断する状態（以下、第１状態と記載する）となる。また、油路切替部３４Ａは、ソレノイド部３４Ｂからのライン圧ＰＬの供給が停止されているときには、第２油路３３をクラッチ１４に接続するとともに同クラッチ１４に対する第１油路３２の接続を遮断する状態（以下、第２状態と記載する）となる。ちなみに、クラッチ１４の油圧回路には、こうした油路切替部３４Ａからクラッチ１４に供給される油圧を検出する油圧センサ３５が設けられている。

なお、車両制御部２３は、切替弁３４のソレノイド部３４Ｂに切替弁駆動信号ＳＣＫを出力している。切替弁駆動信号ＳＣＫがオンの状態はソレノイド部３４Ｂへの給電が行われている状態に、切替弁駆動信号ＳＣＫがオフの状態はソレノイド部３４Ｂへの給電が停止されている状態に、それぞれ対応している。また、車両制御部２３は、調圧弁３１の給電量ＳＫを制御することで、同調圧弁３１が第２油路３３に出力する油圧を０からライン圧ＰＬの範囲で可変としている。具体的には、車両制御部２３は、０からライン圧ＰＬまでの範囲で調圧弁指示圧ＰＳＫの値を設定する。そして、車両制御部２３は、その調圧弁指示圧ＰＳＫ分の油圧出力が得られる調圧弁３１の給電量ＳＫを演算してその分の給電を調圧弁３１に行っている。なお、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫが０、すなわち調圧弁３１の油圧出力を停止する場合には、調圧弁３１の給電量ＳＫを０、すなわち同調圧弁３１への給電を停止している。また、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫが高いほど、調圧弁３１の給電量ＳＫを大きくしている。

以上のように構成されたハイブリッド車両において車両制御部２３は、エンジン１０を停止させた状態でモータ１５の動力で走行するＥＶ走行モード、及びエンジン１０の動力を車輪１３に伝達して走行するエンジン走行モードを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択して車両の走行制御を行っている。以下の説明では、エンジン走行モードとＥＶ走行モードとの間での走行モードの切替えに係る車両制御部２３の制御の詳細について説明する。

図３に、エンジン走行モード、ＥＶ走行モード間の走行モードの切替えに係る車両制御部２３の制御状態の遷移を示す。
同図に示すように、車両制御部２３は、エンジン走行モードの選択中の制御状態Ｓ１では、切替弁駆動信号ＳＣＫをオン（ＯＮ）、調圧弁指示圧ＰＳＫを０としている。図４に示すように、このときのクラッチ１４は、第１油路３２に接続されており、ライン圧ＰＬの供給を受けて係合された状態となる。なお、このときの調圧弁３１は、給電停止により、第２油路３３への油圧出力を停止した状態となっている。

一方、車両制御部２３は、ＥＶ走行モードの選択中の制御状態Ｓ２では、切替弁駆動信号ＳＣＫをオフ（ＯＦＦ）、調圧弁指示圧ＰＳＫを０としている。図５に示すように、このときのクラッチ１４は、第２油路３３に接続されている。また、このときの調圧弁３１は、給電停止により、第２油路３３への油圧出力を停止した状態となっている。そのため、このときのクラッチ１４は、油圧供給が停止されて、開放された状態となる。

車両制御部２３は、エンジン走行モードの選択中に既定のエンジン停止条件が成立した場合に走行モードをＥＶ走行モードに切り替えている。また、車両制御部２３は、ＥＶ走行モードの選択中に既定のエンジン始動条件が成立した場合に走行モードをエンジン走行モードに切り替えている。エンジン停止条件、及びエンジン始動条件の成立の有無は、車両の要求駆動力や車載電源１６の蓄電量ＳＯＣなどに基づいて判定される。例えばエンジン停止条件は、モータ１５だけで要求駆動力分の駆動力を発生できる程度に要求駆動力が小さい状態が一定時間以上継続しており、かつモータ１５に発電を行わせるためにエンジン１０を稼働する必要がない程度に蓄電量ＳＯＣが多い場合に成立となる。また、エンジン始動条件は、モータ１５だけでは要求駆動力分の駆動力を賄い切れない程度に要求駆動力が大きい場合、又はエンジン１０の動力によるモータ１５の発電が必要となる程度に蓄電量ＳＯＣが低下している場合に成立となる。なお、要求駆動力は、アクセルペダルの踏込み量ＡＣＣや車両の走行速度Ｖ、歯車式多段変速機１９のギア段などから求められている。

続いて、エンジン走行モードからＥＶ走行モードへの走行モードの切替えに係る車両制御部２３の制御について説明する。本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１にあるときの車両制御部２３は、エンジン１０の停止予測処理を既定の制御周期毎に繰り返し実行している。停止予測処理では、エンジン停止条件が現在は不成立であるが、その後に成立する可能性が高い状態にあるか否かの判定が行われる。なお、以下の説明では、こうした停止予測処理における上記エンジン停止条件がその後に成立する可能性が高い状態にあるとの判定を停止予測判定と記載する。停止予測判定の成立の有無は、アクセルペダルの踏込み量ＡＣＣや車両の走行速度Ｖ、カーナビゲーションシステムから取得した車両の位置情報などに基づいて行われる。例えば、次の状況のいずれかの場合に停止予測判定は成立となる。

・アクセルペダルの踏込み量ＡＣＣが一定値を超えた状態から一定値以下まで減少したとき。
・車両の走行速度Ｖが一定値以上のとき。

・要求駆動力が一定値を超えた状態から一定値以下に低下したとき。
・車両が坂を下っているとき。
・先行車両との車間距離が一定値以下に縮まったとき。

・車両が曲がり角に差し掛かる手前に位置しているとき。
・ロックアップクラッチ２０が係合した状態となっているとき。
こうした停止予測処理を行うことで、エンジン停止条件が成立する前にその成立を予測することができる。ただし、完璧な予測は難しいため、状況によっては、停止予測判定が不成立の状態でエンジン停止条件が成立することもある。ここではまず、停止予測判定が不成立の状態でエンジン停止条件が成立した場合のエンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切替えが行われる場合について説明する。

車両制御部２３は、エンジン走行モードの選択中に、停止予測判定が不成立のまま、エンジン停止条件が成立すると、充填制御用の制御状態Ｓ３に移行する。制御状態Ｓ３では、切替弁駆動信号ＳＣＫをオンとして切替弁３４を第１状態としたまま、調圧弁３１の給電を行う充填制御が実行される。このときの調圧弁３１の給電は、調圧弁指示圧ＰＳＫの値としてライン圧ＰＬを設定した状態で行われる。このときの充填制御は、その開始からの経過時間が、第２油路３３の油圧Ｐ２をライン圧ＰＬまで昇圧するために必要な時間として設定された昇圧所要時間Ｔに達するまで続けられる。ちなみに、充填制御が完了する前にエンジン停止条件が不成立となった場合には、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫを０とすることで、制御状態をエンジン走行モード用の制御状態Ｓ１に戻している。

なお、変速ユニット１１の作動油の粘度は、油温ＴＨＯが低いほど高くなるため、充填制御でのライン圧ＰＬへの第２油路３３の油圧Ｐ２の昇圧に要する時間は、油温ＴＨＯが低いほど長くなる。そこで、本実施形態では、油温ＴＨＯが低いときには、同油温ＴＨＯが高いときよりも長い時間となるように、油温ＴＨＯに応じて昇圧所要時間Ｔの値を可変設定している。

充填制御によるライン圧ＰＬへの第２油路３３の昇圧が完了すると、車両制御部２３は、切替弁３４を第２状態として充填制御を終了した上で制御状態Ｓ４に移行する。制御状態Ｓ４では、クラッチ開放制御とトルク置換制御とが同時並行して実行される。トルク置換制御では、エンジン１０の軸トルクを漸減しつつ、その分、モータ１５の発生するトルク（以下、モータトルクと記載する）を漸増することで、車輪１３への要求駆動力分の駆動力の伝達を維持しながら、エンジン１０の軸トルクを最終的に０とする。エンジン１０の軸トルクが小さくなると、エンジン１０からモータ１５への軸トルク分のトルク伝達に必要なクラッチ１４の締結力は小さくなる。クラッチ開放制御では、軸トルク分のトルク伝達が可能な締結力が確保される範囲で、トルク置換制御でのエンジン１０の軸トルクの低減に応じて調圧弁指示圧ＰＳＫをライン圧ＰＬから０へと低下するようにしている。そして、車両制御部２３は、エンジン１０の軸トルクが０、かつ調圧弁指示圧ＰＳＫが０となり、クラッチ開放制御及びトルク置換制御が完了した後にエンジン１０の稼働を停止して、ＥＶ走行モードの制御状態Ｓ２に移行する。

ちなみに、クラッチ開放制御及びトルク置換制御の実行中にエンジン停止条件が不成立となった場合には、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫをライン圧ＰＬまで増加させた後、切替弁３４を第１状態とした上で調圧弁３１の給電を停止することで、制御状態をエンジン走行モード用の制御状態Ｓ１に戻している。

これに対して、エンジン停止条件が未成立の状態で停止予測判定が成立した場合には、車両制御部２３は、充填制御の先読実行用の制御状態Ｓ５に移行する。なお、ここでの先読実行とは、その後にエンジン停止条件が成立するとの予測のもとに、事前に充填制御を実行することをいう。制御状態Ｓ５では、上述の制御状態Ｓ３の場合と同様に、切替弁駆動信号ＳＣＫをオンとした状態で、調圧弁指示圧ＰＳＫの値にライン圧ＰＬを調圧弁指示圧ＰＳＫの値にライン圧ＰＬを設定することで充填制御を実行する。このときの車両制御部２３は、充填制御の開始から昇圧所要時間Ｔが経過する前にエンジン停止条件が成立した場合には、充填制御の開始から昇圧所要時間Ｔが経過したとき、すなわち充填制御による第２油路３３の昇圧が完了したときに切替弁３４を第２状態に切り替えて上述の制御状態Ｓ４に移行する。一方、充填制御の開始から昇圧所要時間Ｔが経過した後にエンジン停止条件が成立した場合には、車両制御部２３は、エンジン停止条件の成立に応じて切替弁３４を第２状態に切り替えて制御状態Ｓ４に移行する。ちなみに、こうした制御状態Ｓ５においてエンジン停止条件が成立する前に停止予測判定が不成立となった場合には、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫを０として調圧弁３１の給電を停止することで、制御状態をエンジン走行モード用の制御状態Ｓ１に戻している。

この場合にも車両制御部２３は、制御状態Ｓ４に移行すると、クラッチ開放制御及びトルク置換制御を実行する。そして、車両制御部２３は、クラッチ開放制御及びトルク置換制御の完了後にエンジン１０の稼働を停止してＥＶ走行モード用の制御状態Ｓ２に移行する。

続いて、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードへの切替えに係る制御について説明する。上述のようにＥＶ走行モード用の制御状態Ｓ２では、調圧弁３１の給電を停止した状態でクラッチ１４を第２油路３３に接続している。そうしたＥＶ走行モードの選択中にエンジン始動条件が成立すると、車両制御部２３は、始動時制御用の制御状態Ｓ６に移行する。制御状態Ｓ６では、切替弁３４を第２状態に維持したまま、クラッチ１４を係合させるための調圧弁３１によるクラッチ油圧ＰＫの制御が行われる。このときの調圧弁３１の給電量ＳＫは、要求駆動力分の動力をモータ１５から車輪１３に伝達しつつ、エンジン１０の始動に必要な分の動力をモータ１５からエンジン１０に伝達可能な締結力をクラッチ１４が発生するように制御される。また、このときの車両制御部２３は、エンジン１０、車輪１３の双方に必要な分の動力を伝達するようにモータ１５のトルク制御を行っている。そして、エンジン１０の始動が完了すると、車両制御部２３は、調圧弁指示圧ＰＳＫをライン圧ＰＬまで増加させた上で、切替弁３４を第１状態に切り替える。そして、車両制御部２３は、その後に調圧弁３１への給電を停止することで、エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１に移行する。ちなみに、車両制御部２３は、始動時制御の実行中にエンジン停止条件が成立した場合には、制御状態Ｓ４に移行してクラッチ開放制御及びトルク置換制御を行った後にエンジン１０の稼働を停止することで、ＥＶ走行モード用の制御状態Ｓ２に制御状態を戻している。

以上説明した本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン走行モードとＥＶ走行モードとの切替え過渡時のクラッチ開放制御や始動時制御において、調圧弁３１によりクラッチ１４の供給油圧（以下、クラッチ油圧ＰＫと記載する）を制御しつつ、クラッチ１４の開放／係合の切替えを行っている。そしてこれにより、エンジン回転数ＮＥの吹き上がりや落ち込み、トルクショックの発生を抑えて円滑にクラッチ１４を開放／係合するようにしている。一方、エンジン走行モードの選択中には、調圧弁３１の給電を停止、かつ切替弁３４を第１状態としてクラッチ１４にライン圧ＰＬを供給することで、同クラッチ１４が係合された状態を保持している。また、ＥＶ走行モードの選択中は、調圧弁３１の給電を停止、かつ切替弁３４を第２状態としてクラッチ１４への油圧供給を停止することで、同クラッチ１４が開放された状態を保持している。

同様のクラッチ１４の油圧制御は、第１油路３２及び切替弁３４を割愛して、第２油路３３をクラッチ１４に直接繋ぐように油圧回路を構成しても行うことは可能である。この場合のクラッチの係合保持は、ライン圧ＰＬ分の油圧を出力するように調圧弁３１の給電を続けることで行うことになる。調圧弁３１の給電量ＳＫに対する同調圧弁３１の出力油圧の感度が低くなければ、クラッチ油圧の制御精度を確保できないため、出力油圧をライン圧ＰＬに保持するために必要な調圧弁３１の給電量はある程度に大きい値となる。よって、エンジン走行モードの選択中、そうした調圧弁３１への給電を続けるとなると、電力消費が問題となる。

これに対して、本実施形態のハイブリッド車両では、走行モードの切替え過渡時に調圧弁３１によるクラッチ油圧の制御を行いつつも、切替え過渡時以外は、電力消費の多い調圧弁３１の給電を停止しておくことができる。なお、この場合にも、エンジン走行モードの選択中のクラッチ１４の係合保持には、切替弁３４を第１状態としておくため、同切替弁３４のソレノイド部３４Ｂへの給電を維持する必要がある。ただし、切替弁３４は、クラッチ１４に第１油路３２を接続する第１状態とクラッチ１４に第２油路３３を接続した状態とを、給電と同給電の停止とに応じて二値的に切り替えるだけのものとなっている。こうした切替弁３４の第１状態の保持に必要な給電量は、ライン圧ＰＬの出力保持に必要な調圧弁３１の給電量よりも大幅に小さいものとなる。そのため、この場合の電力消費は限られたものとなる。

また、本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１では、調圧弁３１の給電を停止するとともに切替弁３４を第１状態とすることで、クラッチ１４にライン圧ＰＬを供給して同クラッチ１４が係合された状態を保持している。また、ＥＶ走行モード用の制御状態Ｓ２では、調圧弁３１の給電を停止した状態で切替弁３４を第２状態とすることで、クラッチ１４への油圧供給を停止して同クラッチ１４が開放された状態を保持している。そして、エンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切替えに際しては、第２油路３３をクラッチ１４に接続した状態で調圧弁３１によるクラッチ油圧ＰＫの制御を行いながらクラッチ１４を開放するようにしている。

なお、エンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切替えに要する時間が長くなり、エンジン１０の稼働停止が遅れると、その遅れの間のエンジン１０の稼働に費やされる分、燃料消費が増加する。そのため、上記走行モードの切替えは短い時間で行うことが望ましい。しかしながら、走行モードの切替え時間を短縮すべく、何らの準備もなく、エンジン停止条件の成立と同時にクラッチ開放制御を開始すると、次の問題が発生する。

図６に、上記のようにエンジン停止条件の成立と同時にクラッチ開放制御を開始する場合の切替弁駆動信号ＳＣＫ、調圧弁指示圧ＰＳＫ、及びクラッチ油圧ＰＫの推移を示す。同図では、時刻ｔ０にエンジン走行モード用の制御状態Ｓ１から制御状態Ｓ４への移行が行われている。すなわち、時刻ｔ０には、切替弁駆動信号ＳＣＫがオンからオフに切り替えられて、切替弁３４が第１状態から第２状態に切り替えられる。また、これと同時に調圧弁指示圧ＰＳＫを０からライン圧ＰＬに切り替えて、調圧弁３１の給電を開始している。そして、その時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの期間に掛けて、調圧弁指示圧ＰＳＫをライン圧ＰＬから０への徐々に減少していくことで、クラッチ開放制御を行っている。

エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１では、切替弁３４が第１状態とされており、第１油路３２を通じてクラッチ１４にライン圧ＰＬが供給されている。一方、制御状態Ｓ１では、調圧弁３１の給電は停止されていることから、第２油路３３は油圧が抜けた状態となっている（図４参照）。そのため、時刻ｔ０に調圧弁３１の給電を開始しても、同図に点線で示すように、調圧弁指示圧ＰＳＫに応じた値への第２油路３３の油圧Ｐ２の上昇にはある程度の時間が必要となる。よって、時刻ｔ０の時点で第２油路３３をクラッチ１４に接続すると、それまでライン圧ＰＬに保持されていたクラッチ油圧ＰＫがその直後に急低下するようになる。その結果、クラッチ１４の締結力が低下して、エンジン１０の負荷が軽くなることから、エンジン回転数ＮＥの吹き上がりが発生する。また、締結力の低下によりエンジン１０の動力を車輪１３に伝え切れなくなることから、トルクショックが発生する虞もある。

これに対して本実施形態では、エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１から、制御状態Ｓ３又は制御状態Ｓ５を経由して充填制御を行った上で、制御状態Ｓ４に移行するようにしている。また、本実施形態では、エンジン走行モードの選択中に、現在はエンジン停止条件が不成立であるが、その後に成立する可能性が高い状態にあるか否かを判定する停止予測処理を行っている。そして、エンジン停止条件の成立前に停止予測判定が成立した場合、すなわちエンジン停止条件の成立を事前に予測できた場合には、その時点で充填制御を開始するようにしている。

図７に、充填制御の実行中のクラッチ１４の油圧回路の状態を示す。同図に示すように、充填制御中には、切替弁３４を第１状態（ＳＣＫ＝ＯＮ）としてクラッチ１４を第１油路３２に接続した状態で、調圧弁３１の給電を行っている。そのため、充填制御を開始すると、クラッチ油圧ＰＫをライン圧ＰＬに維持したまま、エンジン走行モードの選択中には油圧が抜けた状態となっていた第２油路３３に調圧弁３１から油圧が導入されるようになる。本実施形態では、こうした充填制御により予め第２油路３３の油圧Ｐ２を昇圧しておくことで、クラッチ開放制御での調圧弁３１によるクラッチ油圧ＰＫの制御を行うために第２油路３３をクラッチ１４に接続した際のクラッチ油圧ＰＫの低下を抑えるようにしている。

図８に、本実施形態のハイブリッド車両において、停止予測判定の成立後にエンジン停止条件が成立した場合の走行モードの切替えに係る制御の推移を示す。同図における時刻ｔ１０までの期間には、車両制御部２３の制御状態は、エンジン走行モード用の制御状態Ｓ１となっている。すなわち、この期間には、調圧弁指示圧ＰＳＫを０、切替弁駆動信号ＳＣＫをオンとして、第１油路３２を通じてクラッチ１４にライン圧ＰＬが供給されている。

時刻ｔ１０に停止予測判定が成立すると、充填制御が開始され、切替弁駆動信号ＳＣＫをオンとしたまま、調圧弁指示圧ＰＳＫの値が０からライン圧ＰＬに切り替えられる。そして、これにより、第１油路３２をクラッチ１４に接続したまま、調圧弁３１の給電が開始される。これにより、第１油路３２からクラッチ１４へのライン圧ＰＬの供給を維持した状態で、調圧弁３１による第２油路３３への油圧供給が開始される。

なお、図８では、時刻ｔ１０から昇圧所要時間Ｔが経過して充填制御によるライン圧ＰＬへの第２油路３３の昇圧が完了した時刻ｔ１１よりも後の時刻ｔ１２にエンジン停止条件が成立している。この場合には、エンジン停止条件の成立と共に、切替弁３４を第２状態に切り替えて、制御状態Ｓ４への移行が行われる。すなわち、時刻ｔ１２に切替弁駆動信号ＳＣＫをオンからオフに切り替えることで、切替弁３４を第２状態として第２油路３３をクラッチ１４に接続する。このときの第２油路３３の油圧Ｐ２は充填制御によりライン圧ＰＬに昇圧されているため、クラッチ１４の接続する油路が第２油路３３に切り替えられても、クラッチ油圧ＰＫはライン圧ＰＬに維持される。

その後、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間に掛けてクラッチ開放制御とトルク置換制御とが行われる。そして、それら制御の完了後にエンジン１０の稼働を停止することで、走行モードがＥＶ走行モードに切り替えられる。

なお、停止予測判定により充填制御の開始後、第２油路３３の昇圧が完了する前にエンジン停止条件が成立した場合には、充填制御の開始から昇圧所要時間Ｔが経過して第２油路３３の昇圧が完了するのを待って制御状態Ｓ４への移行が行われる。そのため、上記のような場合にも、第２油路３３の昇圧が不十分な状態でクラッチ１４が第２油路３３に接続されてクラッチ油圧ＰＫが低下する状況にはならないようになっている。

一方、本実施形態では、停止予測判定が不成立のまま、エンジン停止条件が成立した場合、すなわちエンジン停止条件の成立を事前に予測できなかった場合には、エンジン停止条件の成立と共に制御状態Ｓ５に移行して充填制御を開始している。そして、充填制御による第２油路３３の昇圧が完了してから制御状態Ｓ４に移行して、クラッチ開放制御及びトルク置換制御を開始している。

図９に、そうした場合の走行モードの切替えに係る制御の推移を示す。同図では、時刻ｔ２０に停止予測判定が不成立の状態でエンジン停止条件が成立している。同図に示すように、この場合には、エンジン停止条件が成立した時刻ｔ２０に、切替弁駆動信号ＳＣＫをオンとしたまま、調圧弁指示圧ＰＳＫが０からライン圧ＰＬに切り替えられて、充填制御が開始される。その後、昇圧所要時間Ｔが経過してライン圧ＰＬへの第２油路３３の昇圧が完了した時刻ｔ２１に、切替弁駆動信号ＳＣＫがオンからオフに切り替えられて、クラッチ１４に第２油路３３が接続される。そして、その時刻ｔ２１からその後の時刻ｔ２２までの期間にトルク置換制御及びクラッチ開放制御が行われる。そうしたトルク置換制御及びクラッチ開放制御の完了後にエンジン１０の稼働を停止することで、ＥＶ走行モードへの走行モードの切替えが完了する。この場合にも、時刻ｔ２１におけるクラッチ１４への第２油路３３の接続は、充填制御により第２油路３３がライン圧ＰＬに昇圧された状態で行われる。そのため、この場合にも、クラッチ油圧ＰＫをライン圧ＰＬに維持したまま、切替弁３４を第２状態に切り替えてクラッチ開放制御を開始することができる。

なお、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードへの切替えに際してのエンジン１０の始動時制御の実行中は、第２油路３３をクラッチ１４に接続した状態で調圧弁３１によるクラッチ油圧ＰＫの制御が行われており、第２油路３３は油圧が導入された状態となっている。そのため、本実施形態では、始動時制御の実行中にエンジン停止条件が成立した場合には、充填制御を行わずに、エンジン停止条件の成立と共にクラッチ開放制御を開始することで、速やかなエンジン１０の稼働停止を可能としている。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、充填制御による第２油路３３の油圧Ｐ２の昇圧完了を、同充填制御の開始からの経過時間により判定していたが、第２油路３３に油圧センサを設置してその検出結果から昇圧完了の判定を行うようにしてもよい。

・エンジン停止条件、エンジン始動条件、及び停止予測判定の成立条件の内容は、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードへの切替えに際して、クラッチ１４を第２油路３３に接続した状態で調圧弁３１によるクラッチ油圧ＰＫの制御を行うことで、モータ１５の動力でエンジン１０を始動するようにしていた。このときのエンジン１０の始動を、これとは別の態様で行うようにしてもよい。例えばモータ１５とは別にエンジン始動用のモータをハイブリッド車両に設け、そのエンジン始動用のモータでエンジン１０を始動するようにしてもよい。

・上記実施形態では、停止予測判定が不成立の状態でエンジン停止条件が成立した場合には、エンジン停止条件の成立に応じて充填制御を開始するとともに、その重点制御による第２油路３３の油圧Ｐ２の昇圧が完了してからクラッチ開放制御を開始するようにしていた。停止予測判定が不成立の状態でエンジン停止条件が成立することはないと言える場合には、図３における制御状態Ｓ３に対応する制御を、車両制御部２３の制御ロジックに組み込まないようにしてもよい。

・上記実施形態では、停止予測判定の成立後に、充填制御による第２油路３３の油圧Ｐ２の昇圧が未了の状態でエンジン停止条件が成立した場合には、クラッチ開放制御の開始を油圧Ｐ２の昇圧が完了するまで遅延するようにしていた。上記のような場合にも、エンジン停止条件が成立したときの第２油路３３の油圧Ｐ２はある程度には高められている。そのため、上記のような場合にもエンジン停止条件の成立と共に第２油路３３をクラッチ１４に接続してクラッチ開放制御を開始するようにしても、クラッチ油圧ＰＫの制御開始時のクラッチ油圧ＰＫの低下を抑える効果はある。

・上記実施形態では、パイロット式のソレノイド弁を切替弁３４として採用していたが、直動式のソレノイド弁を切替弁３４として採用してもよい。
・上記実施形態では、給電に応じて第１油路３２を、給電の停止に応じて第２油路３３をそれぞれクラッチ１４に接続するように切替弁３４を構成していたが、給電に応じて第２油路３３を、給電の停止に応じて第１油路３２をそれぞれクラッチ１４に接続するように切替弁３４を構成してもよい。

・上記実施形態では、トルク置換制御を行うことで、エンジン走行モードからＥＶ走行モードへの切り替え中も要求駆動力分の駆動力を確保していたが、同走行モードの切替えを車両の停止中に行う場合など、切り替え中に要求駆動力分の駆動力を確保する必要がない場合には、トルク置換制御を行わずに、走行モードの切替えを行うようにしてもよい。

・上記実施形態における油圧発生部３０は、変速ユニット１１の各油圧要素の油圧制御の元圧とするライン圧ＰＬを発生するものとしていた。クラッチ１４の係合保持に必要な油圧（クラッチ係合油圧）がライン圧ＰＬよりも低い油圧に設定されている場合には、ライン圧ＰＬを降圧して出力するように同油圧発生部３０を構成するとよい。

１０…エンジン、１１…変速ユニット、１２…差動機、１３…車輪、１４…クラッチ、１５…モータ、１６…車載電源、１７…インバータ、１８…トルクコンバータ、１９…歯車式多段変速機、２０…ロックアップクラッチ、２１…オイルポンプ、２２…油圧制御部、２３…車両制御部、３０…油圧発生部、３１…調圧弁、３２…第１油路、３３…第２油路、３４…切替弁（３４Ａ…油路切替部、３４Ｂ…ソレノイド部）、３５…油圧センサ。

Claims (5)

1. 車両に搭載されたエンジンと、
   前記エンジンから車輪への動力伝達経路上に設けられたモータと、
   前記動力伝達経路における前記エンジンと前記モータとの間の部分に設けられたクラッチと、
   クラッチ係合油圧を発生する油圧発生部と、
   前記クラッチ係合油圧に対して給電量に応じた調圧を施して出力する弁であって、給電停止に応じて油圧の出力を停止する調圧弁と、
   前記油圧発生部が発生した前記クラッチ係合油圧を前記クラッチに供給するための油路である第１油路と、
   前記調圧弁が出力する油圧を前記クラッチに供給するための油路である第２油路と、
   前記第１油路を前記クラッチに接続するとともに前記クラッチに対する前記第２油路の接続を遮断する第１状態と前記第２油路を前記クラッチに接続するとともに前記クラッチに対する前記第１油路の接続を遮断する第２状態とを切り替える切替弁と、
   前記エンジンの動力を前記車輪に伝達して走行するエンジン走行モードと前記エンジンを停止させた状態で前記モータの動力で走行するＥＶ走行モードとを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択して前記車両の走行制御を行う車両制御部であって、前記エンジン走行モードの選択中に既定のエンジン停止条件が成立した場合に前記走行モードを前記ＥＶ走行モードに切り替えるとともに、前記ＥＶ走行モードの選択中は前記調圧弁の給電を停止した状態で前記切替弁を前記第２状態とすることで前記クラッチが開放された状態を保持し、前記エンジン走行モードの選択中は前記調圧弁の給電を停止した状態で前記切替弁を前記第１状態とすることで前記クラッチが係合された状態を保持する車両制御部と、
   を備えており、
   前記車両制御部は、前記エンジン停止条件が現在は不成立であるが、その後に成立する可能性が高い状態にあるか否かを判定する停止予測処理と、前記切替弁を前記第１状態とした状態で前記調圧弁に給電して前記第２油路の油圧を昇圧する充填制御と、前記切替弁を前記第２状態とした状態で前記調圧弁による油圧制御を行いながら前記クラッチを開放させるクラッチ開放制御と、を行うものであって、
   前記エンジン走行モードの選択中に前記停止予測処理において前記エンジン停止条件がその後に成立する可能性が高い状態にあると判定されたときに前記充填制御を開始する第１段階と、
   前記エンジン停止条件の成立に応じて前記切替弁を前記第２状態に切り替えて前記クラッチ開放制御を開始する第２段階と、
   前記クラッチ開放制御の完了後に前記エンジンの稼働を停止する第３段階と、
   を通じて前記エンジン走行モードから前記ＥＶ走行モードへの切替えを実施するものである
   ハイブリッド車両。
2. 前記車両制御部は、前記充填制御による前記第２油路の昇圧が完了する前に前記エンジン停止条件が成立した場合には、前記第２段階における前記クラッチ開放制御の開始を前記第２油路の昇圧の完了まで遅延する請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記車両制御部は、前記第２段階における前記クラッチ開放制御の開始と共に、前記エンジンの軸トルクを低減しつつ、モータトルクを増加するトルク置換制御を開始する請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記車両制御部は、前記エンジン走行モードの選択中に前記停止予測処理において前記エンジン停止条件がその後に成立する可能性が高い状態にあると判定されていない状態で前記エンジン停止条件が成立した場合には、
   前記エンジン停止条件の成立に応じて前記充填制御を開始する第４段階と、
   前記充填制御による前記第２油路の昇圧の完了に応じて前記切替弁を前記第２状態に切り替えて前記クラッチ開放制御を開始する第５段階と、
   前記クラッチ開放制御の完了後に前記エンジンの稼働を停止する第６段階と、
   を通じて前記エンジン走行モードから前記ＥＶ走行モードへの切替えを実施する
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 前記車両制御部は、前記ＥＶ走行モードの選択中に既定のエンジン始動条件が成立すると、前記切替弁を前記第２状態とするとともに前記調圧弁に給電した状態で前記エンジンを始動する始動時制御を行っており、
   かつ同始動時制御の実行中に前記エンジン停止条件が成立した場合には、前記充填制御を行わず、同エンジン停止条件の成立と共に前記クラッチ開放制御を開始する
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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