JP2004104900A

JP2004104900A - ハイブリッド車のパワープラント制御装置

Info

Publication number: JP2004104900A
Application number: JP2002262723A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Miyamoto; 宮本　勝彦
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: JP3778149B2

Abstract

【課題】本発明は、単純な構成の装置で、エンジンのアイドル運転モードと発電モードとの切換時に発生するエンジンとエンジンマウントとの共振を抑制することを目的とする。
【解決手段】エンジン２とモータ・ジェネレータ３とからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置１０において、アクセルペダルが踏み込まれおらずエンジン２が走行系装置と非連結の時に、モード選択手段２０によりアイドル運転モードと発電モードとを選択し、モードの切換時に、エンジン制御手段２１によりエンジントルクを一旦アイドル運転時のトルクより小さくするとともに、モータ・ジェネレータ制御手段２２によりモータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を変化させる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータ・ジェネレータからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題等の観点から、電動モータとエンジンとを併せ持ったハイブリッド車が実用化されている。このような電動モータを併せ持ったハイブリッド車両には、車両の走行系に接続されている動力装置が電動モータだけで、エンジンは発電のみのために備えられているシリーズ方式のハイブリッド車や、エンジンとモータとの双方が車両の走行系に接続された動力装置となるパラレル方式のハイブリッド車等がある。
【０００３】
パラレル方式のハイブリッド車には、エンジン負荷やバッテリ充電量によって電動モータと発電機との機能を切換えられるモータ、すなわちモータ・ジェネレータが備えられている。そして、比較的エンジン負荷が小さいアイドリング時（以下、この状態をアイドル運転の状態という）、つまりエンジンがアイドル回転を行っている状態の時にバッテリの充電量が低下していれば、モータ・ジェネレータが発電機として働き、エンジンにより駆動されてバッテリへ充電を行う（以下、この状態を停車発電運転の状態という）ようになっている。
【０００４】
図７の従来のハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を表す図に示すように、モータ・ジェネレータはエンジンの駆動力を利用して発電を行うようになっているため、充電時にはアイドル回転数より高い回転数でモータ・ジェネレータを駆動する必要があるため、エンジン回転数がアイドル運転の回転数状態から停車発電運転の回転数状態へと増加する。しかしこの時、エンジンとエンジンマウントとの共振点（共振する振動数・周波数）が、このアイドル運転の回転数と停車発電運転の回転数との中間に位置する場合には、エンジンの起振力により振動が悪化する。この振動の発生はエンジンのトルク変動によるものであり、共振の振幅を決定しているものはエンジントルクの大きさであるから、エンジン回転数と共振周波数とが一致した時のエンジントルクが大きいほど、振動が悪化し、車両の乗り心地や静粛性、操縦安定性能に悪影響を与えるのである。
【０００５】
上述のような車両の機関系に起因する共振を低減させる技術の例として、エンジンを始動させる際に、モータを作動させてエンジンと同方向へトルクを発生させる手段を備えることで発電機のロータを含む回転系のイナーシャ（見かけ上の慣性）を小さくして振動を低減させることができるようなものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、エンジン回転数を変更する過渡期において、発電機の発電出力を低下させることでエンジン回転に伴う車載コンポーネントの共振を効果的に防止できるようなものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１２６１１５号公報（第２−４頁）
【特許文献２】
特開平７−２３１５０９号公報（第２−６頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された技術はエンジンの始動時において、エンジンと発電機の回転系との間に生じる共振を防止するための技術であり、エンジンとエンジンマウントとの共振については着目されていない。また、特許文献２に開示された技術はシリーズ式のハイブリッド車や電気自動車に適用される技術であり、さらに共振周波数を記憶する記憶手段等の複雑な装置を必要とするという課題が残る。
【０００８】
本発明はこのような課題を鑑み創案されたもので、エンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、単純な構成の装置で、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを制御することで、エンジンのアイドル運転モードと発電モードとの切換時に発生するエンジンとエンジンマウントとの共振を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置は、エンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、アクセルペダルが踏み込まれておらず該エンジンが走行系装置と非連結の時に、該エンジンをアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、モード選択手段により該バッテリの充電量に応じて選択し、一方のモードから他方のモードへの切換時に、エンジン制御手段によりエンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させ、該エンジン制御手段によるエンジントルクの減少時に、モータ・ジェネレータ制御手段によりモータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させることを特徴としている。
【００１０】
該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時には、好ましくは、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦該アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度まで増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度とする（請求項２）。より好ましくは、上記の該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを略ステップ状に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に減少させるようにする（請求項３）。
【００１１】
一方、該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時には、好ましくは、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度に保ち、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保ちつつ、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度をアイドル運転モードの回転速度まで減少させるようにする（請求項４）。より好ましくは、上記の該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保つとともに、該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に減少させるようにする（請求項５）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
図１〜図６は本発明の一実施形態としてのハイブリッド車のパワープラント制御装置を示すもので、図１はハイブリッド車の全体構成を示す概略図であり、図２（ａ），図２（ｂ）は本制御装置における制御を説明する図であり、図３〜図６は本制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【００１３】
本実施形態に係るハイブリッド車両１は主要装置として図１に示すように、エンジン２，モータ・ジェネレータ３，トランスミッション５，コントローラ（パワープラント制御装置）１０を備えている。
エンジン２は一般的な内燃機関として構成され、その駆動トルクはエンジン出力軸２ａを介してモータ・ジェネレータ３へ伝達され、モータ・ジェネレータ出力軸３ａ，クラッチ４，トランスミッション５及びディファレンシャル装置６を介して左右のドライブシャフト６ａ，６ｂへ伝達され、駆動輪７を駆動するようになっている。また、エンジン出力軸２ａとモータ・ジェネレータ出力軸３ａとは、モータ・ジェネレータ３内部において直接又はギアを介して連結され、一体回転するようになっている。
【００１４】
モータ・ジェネレータ３はモータとしての機能とジェネレータとしての機能を併せ持っており、ジェネレータとして機能する時には、エンジン出力軸２ａから入力されたトルクを利用してジェネレータで発電を行い、図示しないバッテリへ充電するようになっている。またモータとして機能する時には、図示しないバッテリの電力を利用してモータを駆動し、エンジン出力軸２ａから入力されたトルクにモータによるトルクを付加してモータ・ジェネレータ出力軸３ａへと出力するようになっている。
【００１５】
モータ・ジェネレータ出力軸３ａは、断接可能なクラッチ４を介してトランスミッション５へ接続されており、クラッチ４が切断状態の時には、トルクが走行系装置へ伝達されないようになっている。
コントローラ（パワープラント制御装置）１０は、エンジン２及びモータ・ジェネレータ３を協調制御するための制御装置であり、その内部には図示しない各種センサ，入出力装置，制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ）及びカウンタ等を備えて構成されている。また、コントローラ（パワープラント制御装置）１０の外部入力側には、バッテリ充電量を検出するためのバッテリ充電量検出センサ１１，車速を検出するための車速センサ１２，アクセルペダルの開度を検出するためのアクセル開度センサ１３等が接続され、コントローラ（パワープラント制御装置）１０の外部出力側にはモータ・ジェネレータ制御回路８やエンジン２の図示しない燃料噴射弁等が接続されている。
【００１６】
次に本実施形態のパワープラント制御装置の要部について説明すると、本制御装置は、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクを制御することでエンジン回転数を制御して、アイドル運転と停車発電運転の切換時に発生するエンジン２とエンジンマウントとの共振を抑制しようとするものであり、コントローラ１０はモード選択部（モード選択手段）２０とエンジントルク制御部（エンジン制御手段）２１とモータ・ジェネレータトルク制御部（モータ・ジェネレータ制御手段）２２とを備え、上記各種センサ１１，１２，１３等の情報に基づいて、図３〜図６に示すフローチャートに従って、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを制御している。
【００１７】
以下、図３〜図６に示すフローチャートを用いて、モード選択部２０，エンジントルク制御部２１，モータ・ジェネレータトルク制御部２２により行われる上記停車発電制御について具体的に説明する。なお、図３〜図６に示す処理は全て、コントローラ１０内部で処理されているメインルーチンに従属するサブルーチンとなっているため、適宜繰り返して処理が行われるようになっている。
【００１８】
図３に示すフローチャートは、車両１が停車発電運転、すなわちアイドル状態においてモータ・ジェネレータ３を発電機として駆動して発電を行う運転ができるか否かを示す停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）を設定する処理を示している。この処理は、モード選択部２０により行われる。
ステップＳ１０では、まず、車両１が停車アイドル状態か否かが判定される。停車アイドル状態は、車両が実質的に停車状態でエンジン２が走行系装置と非連結の状態にあって、アクセルペダルが踏み込まれていない状態であり、車速センサ１２やアクセル開度センサ１３や図示しないクラッチセンサ等の各種センサからの情報に基づき、判定されるようになっている。この判定は具体的には例えば、アクセルペダルが踏み込まれているか否か，クラッチ４が切断されているか否か，車速が所定値よりも小さいか否か等の条件で判定される。ここで車両１が停車アイドル状態でないと判定されるとステップＳ５０へ進み、停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）をＯＦＦにしてこのルーチンを終了する。また、車両１が停車アイドル状態であると判定されるとステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）がＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＦＦの場合にはバッテリの充電量と所定値Ａとを比較し（ステップＳ３０）、バッテリの充電量が所定値Ａ未満の場合には停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）をＯＮにして（ステップＳ４０）このルーチンを終了する。また、バッテリの充電量が所定値Ａ以上の場合には停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）はＯＦＦのままこのルーチンを終了する。一方で、ステップＳ２０で停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）がＯＮの場合にはバッテリ充電量と所定値Ｂとを比較し（ステップＳ６０）、バッテリの充電量が所定値Ｂ以上の場合には停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）をＯＦＦにして（ステップＳ７０）このルーチンを終了する。また、バッテリの充電量が所定値Ｂ未満の場合には停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）はＯＮのままこのルーチンを終了する。なお、このフローにおける所定値Ａ及びＢは、予め設定された具体的な値であり、例えば所定値Ａはバッテリ蓄電容量の４０％，所定値Ｂは所定値Ａよりも大きくバッテリ蓄電容量の６０％といった設定をなされている。
【００１９】
図４に示すフローチャートは、アイドル運転と停止発電運転との移行を行うか否かを示す、アイドル→停車発電移行フラグ（Ｆ_ｔｉ）及び停車発電→アイドル移行フラグ（Ｆ_ｔｇ）を設定する処理を示している。この処理もモード選択部２０により行われる。
まず、ステップＳ１１０では、前述のステップＳ１０と同様に車両１が停車アイドル状態か否かが判定される。車両１が停車アイドル状態でないと判定されると、アイドル→停車発電移行フラグ（Ｆ_ｔｉ）をＯＦＦにし（ステップＳ１５０）、停車発電→アイドル移行フラグ（Ｆ_ｔｇ）もＯＦＦにして（ステップＳ１６０）、このルーチンを終了する。また、車両１が停車アイドル状態であると判定されると、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）の状態を判定し、上記図３に示すルーチンで、停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）が立ったばかりの時（ＯＦＦからＯＮへのフラグ状態の変更があった時）には次のステップへ進み、アイドル→停車発電移行フラグ（Ｆ_ｔｉ）をＯＮにし（ステップＳ１３０）、停車発電→アイドル移行フラグ（Ｆ_ｔｇ）をＯＦＦにして（ステップＳ１４０）、このルーチンを終了する。一方で、ステップＳ１２０で停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）がＯＦＦ又は継続的にＯＮの場合にはステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０では、ステップＳ１２０とは逆に、上記図３に示すルーチンで、停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）がＯＮからＯＦＦへの変更があったかどうかを判定し、この変更があった場合は次のステップへ進み、停車発電→アイドル移行フラグ（Ｆ_ｔｇ）をＯＮにし（ステップＳ１８０）、アイドル→停車発電移行フラグ（Ｆ_ｔｉ）をＯＦＦにして（ステップＳ１９０）、このルーチンを終了する。一方で、ステップＳ１７０で停車発電フラグ（Ｆ_ｇ）が継続的にＯＮ又は継続的にＯＦＦの場合は、そのままこのルーチンを終了する。
【００２０】
図５に示すフローチャートは、エンジントルク制御部２１，モータ・ジェネレータトルク制御部２２によって行われる、実質的なアイドル運転から停車発電運転への移行制御を示している。
まず、ステップＳ２１０では、前述の図４に示すルーチンで設定された、アイドル→停車発電移行フラグがＯＮになっているか否かが判定される。このフラグがＯＦＦの場合にはアイドル→停車発電移行制御は行われないので、このルーチンは終了する。一方でこのフラグがＯＮの場合は、次のステップＳ２２０へ進む。ステップＳ２２０では、モータ・ジェネレータ３が発電を行うのに必要なエンジン回転数（停車発電運転の回転数）が得られてから一定時間経過したか否かを判定する。このステップＳ２２０の判定がＮＯの場合には次のステップＳ２３０及びステップＳ２３５へ進み、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【００２１】
（エンジントルク）＝（アイドルトルク）−α　　・・・　（１）
（モータ・ジェネレータトルク）＝（アイドル時基本トルク）＋α＋β・・・　（２）
（ただし、α＝α_０，β＝β_０）
【００２２】
上記式（１），（２）に従って、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクはステップ状に夫々減少及び増加する。αはエンジンフリクション分トルク，βは回転上昇用トルクであり、式（１）で設定されたエンジントルクは、エンジンフリクションがなければエンジン２が単独で回転を維持することのできる最小トルクになるよう設定されている。従って、エンジン２は独力では回転を維持することができないトルクしか発生していないものの、モータ・ジェネレータ３のトルクが増大することにより、回転数は徐々に増大していくことになる。このステップではα及びβは、α_０及びβ_０という定数であるからステップＳ２２０の判定がＹＥＳになるまでの間は、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値をとるようになっている。そして、上昇したエンジン回転数が停車発電回転数になった後一定時間経過すると、ステップＳ２２０での判定がＹＥＳとなり次のステップＳ２４０及びＳ２４５へ進む。
ステップＳ２４０及びＳ２４５ではエンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【００２３】
（エンジントルク）＝（アイドルトルク）−α＋γ　・・・　（３）
（モータ・ジェネレータトルク）＝（アイドル時基本トルク）＋α＋β−γ・・・　（４）
（ただし変数の初期値は、α＝α_０，β＝β_０，γ＝０）
【００２４】
上記式（３），（４）におけるα，β，及びγは、以下に説明するステップＳ２５０〜Ｓ２８０により変化するため、エンジントルクは徐々に増加し、モータ・ジェネレータトルクは徐々に減少する。γはエンジン２が停車発電回転数でモータ・ジェネレータ３を駆動して発電を行うのに必要な発電用トルクである。そして次のステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２５０では、パラメータαの値を判定し、α＝０の場合にはステップＳ２６０へ進み、またそうでない場合はαに、αから微小量Δαを引いた値（α−Δα）を代入して（ステップＳ２５５）ステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、ステップＳ２５０と同様に、パラメータβの値を判定し、β＝０の場合にはステップＳ２７０へ進み、またそうでない場合はβに、βから微少量Δβを引いた値（β−Δβ）を代入して（ステップＳ２６５）ステップＳ２７０へ進む。
【００２５】
ステップＳ２７０では、パラメータγの値を判定し、γ＝γ_０の時にステップＳ２７５へ進む。また、γ≠γ_０の時はγに、γと微少量Δγを加えた（γ＋Δγ）を代入して（ステップＳ２９０）このルーチンを終了する。ステップＳ２７５ではパラメータα，βの値を判定し、α＝０，且つβ＝０の時にステップＳ２８０へ進み、アイドル→停車発電移行フラグをＯＦＦにして、このルーチンを終了する。また、α，βの値が、α＝０，且つβ＝０、ではなかった時は、そのままこのルーチンを終了する。
【００２６】
従って、最終的にエンジントルクが（アイドルトルク＋γ_０）となるとともに、モータ・ジェネレータトルクが（アイドル時基本トルク−γ_０）となり、モータ・ジェネレータ３が発電機作動するとともに、エンジン２によって停車発電回転数で駆動される。
【００２７】
図６に示すフローチャートは、エンジントルク制御部２１，モータ・ジェネレータトルク制御部２２によって行われる、実質的な停車発電運転からアイドル運転への移行制御を示している。
【００２８】
まず、ステップＳ３１０では、前述の図４に示すルーチンで設定された、停車発電→アイドル移行フラグがＯＮになっているか否かが判定される。このフラグがＯＦＦの場合には停車発電→アイドル移行制御は行われないので、このルーチンは終了する。一方でこのフラグがＯＮの場合は、次のステップＳ３２０へ進む。ステップＳ３２０では、パラメータα，β，γの値が夫々、α＝α_０且つβ＝β_０且つγ＝０であるかどうかをを判定する。このフローが開始された時点では、前述の通り図５のフローによって、α＝０，β＝０，γ＝γ_０となっており、このステップＳ３２０の判定がＮＯの場合には次のステップＳ３３０へ進む。ステップＳ３３０では、パラメータαの値を判定し、α＝α_０の場合はステップＳ３４０へ進み、またそうでない場合はαに、αと微小量Δαを加えた（α＋Δα）を代入して（ステップＳ３３５）ステップＳ３４０へ進む。ステップＳ３４０では、ステップＳ３３０と同様に、パラメータβの値を判定し、β＝β_０の場合はステップＳ３５０へ進み、またそうでない場合はβに、βと微小量Δβを加えた（β＋Δβ）を代入して（ステップＳ３４５）ステップＳ３５０へ進む。またステップＳ３５０でも、ステップＳ３４０と同様に、パラメータγの値を判定し、γ＝０の場合はステップＳ３６０及びステップＳ３６５へ進み、またそうでない場合はγに、γから微少量Δγを引いた（γ−Δγ）を代入して（ステップＳ３５５）ステップＳ３６０及びステップＳ３６５へ進む。
【００２９】
これらステップＳ３３０〜Ｓ３５５により、αは初期値０から徐々にα_０まで増大し、βは初期値０から徐々にβ_０まで増大し、γは初期値γ_０から徐々に０まで減少することになる。
ステップＳ３６０及びステップＳ３６５では、上記ステップＳ３３０〜Ｓ３５５によって設定されたα，β，γを用い、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【００３０】
（エンジントルク）＝（アイドルトルク）−α＋γ　・・・　（５）
（モータ・ジェネレータトルク）＝（アイドル時基本トルク）＋α＋β−γ・・・　（６）
（ただし変数の初期値は、α＝０，β＝０，γ＝γ_０）
【００３１】
上記式（５），（６）に従って、エンジントルクは徐々に減少し、モータ・ジェネレータトルクは徐々に増加する。そしてこのルーチンを終了する。
また、ステップＳ３３０〜Ｓ３５５の演算によりα，β，γが変化して、ステップＳ３２０での判定がＹＥＳとなった場合は、ステップＳ３７０及びステップＳ３７５へ進み、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【００３２】
（エンジントルク）＝（アイドルトルク）−α　・・・　（７）
（モータ・ジェネレータトルク）＝（アイドル時基本トルク）＋α・・・　（８）
（ただし、α＝α_０）
【００３３】
上記式（７），（８）に従って、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値をとる。エンジントルクはステップＳ３２０の判定がＹＥＳとなる直前と、ＹＥＳとなった後とでトルク値の変化はなくアイドルトルクからα_０だけ少ないトルクしか発生していないため、エンジン２は独力では回転を維持できないものの、モータ・ジェネレータ３によって駆動され、回転を維持している。
【００３４】
一方、モータ・ジェネレータトルクはステップＳ３２０の判定がＹＥＳとなる直前と、ＹＥＳとなった後とでβ_０分のトルクが失われるようになっている。このため、エンジン２及びモータ・ジェネレータ３の回転数は徐々にアイドル回転数まで低下する。ステップＳ３８０では、エンジン回転数がアイドル回転数まで減少したか否かが判定される。エンジン回転数がアイドル回転数まで減少していれば、ステップＳ３８５へ進み、停車発電→アイドル移行フラグをＯＦＦにした後、ステップＳ３９０でα＝０とされ、エンジン２は独力でアイドル回転を維持可能な状態となってこのルーチンを終了し、またエンジン回転数がまだアイドル回転数まで低下していなければ、そのままこのルーチンを終了する。
【００３５】
以上のような制御により、本制御装置によれば車両１のアイドル運転から停車発電運転への移行制御時及び停車発電運転からアイドル運転への移行制御時には次のような作用及び効果が得られる。以下、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しながら本制御装置の作用及び効果について説明する。
図２（ａ）のアイドル運転から停車発電運転へ移行する時の本制御装置における制御を示す図にあるように、停車アイドル状態におけるエンジン回転数はアイドル回転を保ち、またエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値（アイドルトルク及びアイドル時基本トルク）を保っている。
【００３６】
アイドル→停車発電移行フラグ（Ｆ_ｔｉ）がＯＮと判定され、コントローラ１０がアイドル運転から停止発電運転への移行を開始する（ｔ_１）と、モータ・ジェネレータ３が発電を行うのに必要なエンジン回転数（停車発電回転数）が得られた後一定時間経過するまで（ｔ_２）の間は、エンジントルクをステップ状にアイドルトルクより低減させるとともにモータ・ジェネレータトルクをステップ状にアイドル時基本トルクより増加させてモータ・ジェネレータ３をモータとして駆動する。ステップ状に低減させるエンジントルク量はα_０となり、増加させるモータ・ジェネレータトルクの量はα_０＋β_０となる。
【００３７】
この時、エンジン２はアイドル回転を維持できるトルクより小さいトルクしか発生していないが、モータ・ジェネレータトルクがα_０＋β_０だけ増大され、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとの和がアイドル状態時の和に比較してβ_０分だけ増大しているため、徐々にエンジン回転数が上昇する。そしてこのエンジン回転数の上昇中に、エンジン２とエンジンマウントとの共振点を通過するようになっている。しかし、この共振点を通過する際に、エンジン２は依然としてアイドルトルクよりもエンジンフリクショントルク分だけ小さいトルクで運転しており、トルク変動による起振力が小さくなっているため、共振が発生しにくくなって、振動が大幅に改善される。
【００３８】
そして、ジェネレータが発電を行うのに必要なエンジン回転数（停車発電回転数）が得られた後一定時間経過する（ｔ_２）と、エンジントルクを徐々に上昇させつつモータ・ジェネレータトルクも徐々に下降させて、エンジン２により停車発電回転数でモータ・ジェネレータ３をジェネレータとして駆動する。そして、エンジン回転数を停車発電回転数に保ちつつエンジントルクをアイドルトルクにγ_０を加えた値まで増加させるとともに、モータ・ジェネレータトルクをアイドル時基本トルクからγ_０を減じた値まで減少させて（ｔ_３）、モータ・ジェネレータ３による安定した発電を行うようになっている。
【００３９】
また、図２（ｂ）の停車発電から通常のアイドル状態へ移行するときの本制御装置における制御を示す図について説明すると、停止発電状態におけるエンジントルク，モータ・ジェネレータトルクは、状態移行開始までは一定の値、すなわちアイドルトルクにγ_０を加えた値と、アイドル時基本トルクからγ_０を減じた値を保っており、またエンジン回転数は、停車発電回転を保っている。
【００４０】
停車発電→アイドル移行フラグ（Ｆ_ｔｇ）がＯＮと判定され、コントローラ１０が停止発電状態からアイドル状態への移行を開始する（ｔ_４）と、エンジントルクを徐々に低下させつつモータ・ジェネレータトルクを徐々に上昇させてモータ・ジェネレータ３をモータとして駆動し、エンジン回転速度を一定に保ちながら、エンジントルクを減少させる。その後にエンジントルクがアイドルトルクよりα_０だけ低いトルクにまで減少したら（ｔ_５）、エンジントルクをそのまま保ちつつモータ・ジェネレータトルクをアイドル時基本トルクからα_０だけ増大したトルクまでステップ状に低減させるようになっている。エンジン２はアイドル回転を維持できるトルクより小さいトルクしか発生していないが、モータ・ジェネレータ３がアイドル時基本トルクより大きいトルクを発生することによってエンジン２を駆動し、回転を維持している。この時（ｔ_５）、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとの和は、β_０分のトルクが失われるため、徐々にエンジン回転数が低下する。そしてこのエンジン回転数の下降中に、エンジン２とエンジンマウントとの共振点を通過するようになっている。しかし、アイドル運転から停車発電運転への移行時と同様に、この共振点を通過する際、エンジン２は依然としてアイドルトルクよりもエンジンフリクショントルク分だけ小さいトルクで運転しており、トルク変動による起振力が小さくなっているため、共振が発生しにくくなって、振動が大幅に改善される。
【００４１】
その後、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下した時（ｔ_６）に、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを、それぞれアイドルトルクとアイドル時基本トルクとに戻すことで、スムーズにアイドル状態に移行することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４２】
例えば、上述の実施形態では、コントローラ１０によるエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクの協調制御に際し、３種類のパラメータα，β，γを用いているが、このパラメータを増やし、パラメータの変化とエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクとの対応を与えるマップを用意して、より滑らかで正確で効率の高い制御を行えるようにしてもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態ではアイドル運転と停車発電運転とのいずれか一方から他方へ移行する際に、エンジン２のトルクを一旦アイドルトルクからα_０だけ減少させるようにしたが、燃料供給の中断等により、エンジントルクを０にするようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、該ハイブリッド車をアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、該バッテリの充電量に応じてモード選択手段が選択して切換える時に、エンジン制御手段がエンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させ、それとともにモータ・ジェネレータ制御手段がモータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させるため、エンジン回転数が変化してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を低減して共振の発生を抑制することができる。また、このような制御を行うための複雑な装置や共振振動数・周波数を予め記憶しておく記憶装置を必要とせず、構造を簡単にすることができる。
【００４５】
また、請求項２記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、アイドル運転から停車発電運転への移行時に、エンジン回転数が上昇してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を小さく保つことで共振の発生を抑制しながら、スムーズな運転状態の移行を行うことができる。また、請求項３記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、請求項２の効果に加えて、エンジン回転数を滑らかに変化させることで安定した制御を行うことができる。
【００４６】
また、請求項４記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、停車発電運転からアイドル運転への移行時に、エンジン回転数が減少してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を小さく保つことで共振の発生を抑制しながら、スムーズな運転状態の移行を行うことができる。また、請求項５記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、請求項４の効果に加えて、エンジン回転数を滑らかに変化させることで安定した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を示す図である。図２（ａ）はアイドル運転から停車発電運転への移行動作を示しており、図２（ｂ）は停車発電運転からアイドル運転への移行動作を示している。
【図３】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図７】従来のハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を表す図である。
【符号の説明】
１　車両
２　エンジン
２ａ　エンジン出力軸
３　モータ・ジェネレータ
３ａ　モータ・ジェネレータ出力軸
４　クラッチ
５　トランスミッション
６　ディファレンシャル装置
６ａ，ｂ　ドライブシャフト
７　駆動輪
８　モータ・ジェネレータ制御回路
１０　コントローラ（パワープラント制御装置）
１１　バッテリ充電量検出センサ
１２　車速センサ
１３　アクセル開度センサ
２０　モード選択部（モード選択手段）
２１　エンジントルク制御部（エンジン制御手段）
２２　モータ・ジェネレータトルク制御部（モータ・ジェネレータ制御手段）

Claims

エンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、
アクセルペダルが踏み込まれておらず該エンジンが走行系装置と非連結の時に、該エンジンをアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、該バッテリの充電量に応じて選択するモード選択手段と、
一方のモードから他方のモードへの切換時に、エンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させるエンジン制御手段と、
該エンジン制御手段によるエンジントルクの減少時に、モータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させるモータ・ジェネレータ制御手段とを備えることを特徴とする、ハイブリッド車のパワープラント制御装置。
該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦該アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該モータ・ジェネレータを電動機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度まで増加させ、
その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該モータ・ジェネレータを発電機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度とすることを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを略ステップ状に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に増加させ、
その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に減少させることを特徴とする、請求項２記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該モータ・ジェネレータを電動機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度に保ち、
その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保ちつつ、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度をアイドル運転モードの回転速度まで減少させることを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に増加させ、
その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保つとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に減少させることを特徴とする、請求項４記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。