JP2005065409A - ハイブリット車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電装置を保護しつつ、エンジンのトルク振動を抑制することができるハイブリット車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関Ｅ、または内燃機関Ｅに連結されたモータＭの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両の制御装置において、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６及びＭＯＴＥＣＵ３３がモータＭに内燃機関Ｅのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させるモータ制振を実行する際、ＭＯＴＥＣＵ３３が、バッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを積算して得られるモータトルク算出用バッテリ電流値を、モータ制振に応じたオフセット値により補正し、補正されたモータトルク算出用バッテリ電流値に基づいてゼロ電力制御を実行することで、正確に蓄電装置の入出電力を平衡させ、制振制御による誤差を含むバッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴあるいはモータトルク算出用バッテリ電流値に基づくバッテリ３の過充電あるいは過放電を回避する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンまたはエンジンに連結された走行用モータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両の制御装置に関する。

従来、例えばエンジンのトルク変動を抑制するためのトルク変動制御装置には、エンジンに駆動されるクランクシャフトに逆トルクを与える発電装置と、該クランクシャフトに正トルクを与える電気駆動装置とを備えたものがる。この装置では、エンジンの全気筒運転時または部分気筒運転時に、それぞれクランクシャフトに発生するトルクの周期的変動と同期して、トルク増大時には発電装置を作動させ、トルク減少時には電気駆動装置を作動させることにより、エンジンのトルク変動とは逆方向のトルクをクランクシャフトに与えてエンジンのトルク変動を抑制する。なお、部分気筒運転時には、発電装置や電気駆動装置の作動時間を全気筒運転時よりも長くすることにより、より強力にエンジンのトルク変動を抑制する（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６１−６６８１８号公報

ところで、エンジンまたは走行用モータの少なくとも一方の動力により走行でき、低公害や低燃費を実現するハイブリット車両では、本来車両が走行するために必要な装置以外の装置を備えると、車両が複雑化し、コストが上昇するだけでなく、車両が必要以上に大型化してしまうことにより、燃費が悪化してしまうという問題がある。そのため、ハイブリット車両では、従来の技術のような発電装置や電気駆動装置等を備えずに、エンジンに連結された走行用モータを前述の発電装置や電気駆動装置の代わりに利用して、走行用モータにエンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する。

しかし、走行用モータによる制振制御を実行した場合、制振制御の制振トルク振幅や周波数によっては、走行用モータを駆動するための電力を蓄電する蓄電装置の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御に誤差が生じ、蓄電装置が過充電、あるいは過放電されてしまう可能性がある。従来は、蓄電装置の過充電、あるいは過放電を回避するため、規定時間後に走行用モータによる制振制御を停止する等の制御を行っていたが、制振制御停止後は、エンジンのトルク振動による雑音や振動により商品性が悪化してしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、蓄電装置を保護しつつ、エンジンのトルク振動を抑制することができるハイブリット車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るハイブリット車両の制御装置は、エンジン（例えば後述する実施例の内燃機関Ｅ）または前記エンジンに連結された走行用モータ（例えば後述する実施例のモータＭ）の少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両の制御装置であって、前記走行用モータを駆動するための電力を蓄電する蓄電装置（例えば後述する実施例のバッテリ３）と、前記走行用モータに前記エンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する制振制御手段（例えば後述する実施例のＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６、及びＭＯＴＥＣＵ３３に含まれる制振位相・振幅算出部１００とモータトルク算出部１０１）と、前記制振制御手段が前記制振制御を実行する際、前記蓄電装置の入出力電流値に基づいて前記蓄電装置の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御を実行する電力制御手段（例えば後述する実施例のＭＯＴＥＣＵ３３で実行されるステップＳＴ２１からステップＳＴ２７の処理）とを備えたことを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリット車両の制御装置は、制振制御手段が走行用モータにエンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する際、電力制御手段が、蓄電装置の入出力電流値に基づいて蓄電装置の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御を実行することで、蓄電装置の過充電、あるいは過放電を回避することができる。

請求項２の発明に係るハイブリット車両の制御装置は、請求項１に記載のハイブリット車両の制御装置において、前記電力制御手段は、前記制振制御手段が前記制振制御を実行する際、前記蓄電装置の入出力電流値をオフセット補正することを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリット車両の制御装置は、制振制御手段が走行用モータにエンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する際、電力制御手段が、蓄電装置の入出力電流値をオフセット補正すると共に、該入出力電流値に基づいてゼロ電力制御を実行することで、正確に蓄電装置の入出電力を平衡させることができる。

請求項３の発明に係るハイブリット車両の制御装置は、請求項１、または請求項２に記載のハイブリット車両の制御装置において、前記電力制御手段は、前記蓄電装置に対する充電指示がなく、かつ前記制振制御手段が制振制御を実行する場合、前記蓄電装置の入出力電流値に対する積算処理を中止することを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリット車両の制御装置は、蓄電装置に対する充電指示がなく、かつ制振制御手段が制振制御を実行する場合、制振制御による誤差を含む蓄電装置の入出力電流値に対する必要のない積算処理を中止することで、蓄電装置の電力の浪費を防止することができる。

本発明のハイブリット車両の制御装置によれば、制振制御手段が走行用モータにエンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する際、電力制御手段が、蓄電装置の入出力電流値をオフセット補正すると共に、補正された入出力電流値に基づいてゼロ電力制御を実行することで、正確に蓄電装置の入出電力を平衡させ、制振制御による誤差を含む蓄電装置の入出力電流値に基づく蓄電装置の過充電、あるいは過放電を回避することができる。また、制振制御による誤差を含む蓄電装置の入出力電流値に対する必要のない積算処理を中止して、蓄電装置の電力の浪費を防止することができる。
従って、蓄電装置を保護しつつエンジンのトルク振動を抑制し、エンジンのトルク振動が原因で発生する雑音や振動による商品性の悪化を防止するハイブリット車両の制御装置を実現することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施例のハイブリッド車両の制御装置に係るパラレルハイブリッド車両の構成を示す図であって、パラレルハイブリッド車両は、内燃機関Ｅ、モータＭ、トランスミッションＴを直列に直結した構造を備えている。図１において、内燃機関Ｅ及びモータＭの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）あるいはマニュアルトランスミッション（ＭＴ）等のトランスミッションＴから、左右の駆動輪（前輪あるいは後輪）Ｗ，Ｗ間で駆動力を配分するディファレンシャルギア（図示略）を介して、車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪Ｗ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能し、いわゆる回生制動力を発生することで、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

例えば３相のＤＣブラシレスモータ等からなるモータＭは、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２に接続されている。パワードライブユニット２は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備すると共に、パルス幅変調（ＰＷＭ）によりモータＭを駆動するＰＷＭインバータを備え、モータＭと電力（モータＭの力行（駆動またはアシスト）動作時にモータＭに供給される供給電力や、回生動作時にモータＭから出力される回生電力）の授受を行う高電圧系（例えば１４４［Ｖ］系）のニッケル−水素バッテリ（以下、バッテリと略す）３が接続されている。また、モータＭの駆動及び回生作動は、制御部１からの制御指令を受けてパワードライブユニット２により行われる。すなわち、パワードライブユニット２は、例えばモータＭの駆動時には、制御部１から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ３から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータＭへ供給する。一方、モータＭの回生動作時には、モータＭから出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ３を充電する。

そして、各種補機類を駆動するための低電圧系（例えば１２［Ｖ］系）の補助バッテリ４は、ＤＣ−ＤＣコンバータであるダウンバータ５を介して、パワードライブユニット２及びバッテリ３に対して並列に接続されている。制御部１により制御されるダウンバータ５は、パワードライブユニット２やバッテリ３の電圧を降圧して補助バッテリ４を充電する。

また、内燃機関Ｅのクランクシャフトには、例えばベルト及びクラッチ等を介して、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ（ＨＢＡＣ）６に具備される空調装置用モータ（図示略）の回転軸が接続され、この空調装置用モータは、空調装置用インバータ（ＨＢＡＣ ＩＮＶ）７に接続されている。空調装置用インバータ７は、パワードライブユニット２及びバッテリ３に対して並列に接続され、制御部１の制御により、パワードライブユニット２やバッテリ３から出力される直流電力を３相交流電力に変換して空調装置用モータへ供給し、ハイブリッドエアコンコンプレッサ６を駆動制御する。
すなわち、前記ハイブリッドエアコンコンプレッサ６は、少なくとも内燃機関Ｅの駆動力または空調装置用モータの力行動作時の駆動力のいずれか一方の駆動力により、駆動負荷量、例えば冷媒の吐出容量が可変制御される。ここで、ハイブリッドエアコンコンプレッサ６における、「ハイブリッド」とは、内燃機関ＥとモータＭとのいずれでも駆動できることを意味する。

なお、内燃機関Ｅと空調装置用モータとの間には、例えば内燃機関Ｅのクランクシャフトと一体に設けられたクランク軸プーリと、このクランク軸プーリと対をなし、クラッチを介して空調装置用モータの回転軸と接続可能な駆動軸と一体に設けられた駆動軸プーリと、クランク軸プーリ及び駆動軸プーリ間に掛け渡されたベルトとが備えられている。すなわち、クランク軸プーリ及び駆動軸プーリ間においては、ベルトを介して駆動力が伝達される。

また、内燃機関Ｅは、いわゆるＳＯＨＣのＶ型６気筒エンジンであって、一方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構ＶＴを備えた構造で、他方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転（休筒運転）を行わない通常の動弁機構（図示略）を備えた構造となっている。そして、気筒休止可能な３気筒は各々２つの吸気弁と２つの排気弁が油圧ポンプ１１、スプールバルブ１２、気筒休止側通路１３、気筒休止解除側通路１４を介して可変バルブタイミング機構ＶＴにより閉状態を維持できるような構造となっている。すなわち、内燃機関Ｅは、片側のバンクの３つの気筒が休止した状態の３気筒運転（休筒運転）と、両方のバンクの６気筒全部が駆動する６気筒運転（全筒運転）とが切り換えられることとなる。

具体的には、油圧ポンプ１１から潤滑系配管１１ａを介してエンジン潤滑系へ供給される作動油の一部が、制御部１により制御されるソレノイドを具備するスプールバルブ１２を介して、気筒休止可能なバンクの気筒休止側通路１３に供給されると、各々ロッカーシャフト１５に支持され、それまで一体で駆動していたカムリフト用ロッカーアーム１６ａ（１６ｂ）と弁駆動用ロッカーアーム１７ａ，１７ａ（１７ｂ，１７ｂ）が分離して駆動可能となる。そのため、カムシャフト１８の回転により駆動するカムリフト用ロッカーアーム１６ａ，１６ｂの駆動力が弁駆動用ロッカーアーム１７ａ，１７ｂに伝達されず、吸気弁と排気弁が閉状態のままとなる。これにより３つの気筒の吸気弁と排気弁が閉状態となる休筒運転を行うことができる。なお、内燃機関Ｅは制振装置（ＡＣＭ：Active Control Engine Mount）１９を介して車体に搭載され、制振装置１９は、内燃機関Ｅの運転状態つまり３気筒運転（休筒運転）と６気筒運転（全筒運転）との切り替えに伴う車体振動の発生を抑制するようになっている。

また、この内燃機関Ｅには、スロットルバルブ（図示略）を電子制御する電子制御スロットル（ＥＴＣＳ：Electronic Throttle Control System）２０が備えられている。
電子制御スロットル２０は、例えば、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作量に係るアクセルペダル開度ＡＰ、及び、例えば車両の走行速度（車速）ＶＰやエンジン回転数ＮＥ等の車両の運転状態、及び、例えば内燃機関ＥとモータＭとの間のトルク配分等に基づいて制御部１にて算出されるスロットル開度に応じて、ＥＴＣＳドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御する。

また、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）とされるトランスミッションＴは、ロックアップクラッチ（ＬＣ）２１を具備するトルクコンバータ２２を備えて構成され、さらに、トルクコンバータ２２及びトランスミッションＴの変速動作を駆動制御するための油圧を発生する電動オイルポンプ２３が備えられている。なお、電動オイルポンプ２３は、バッテリ３からの電力供給により制御部１により駆動制御される。

トルクコンバータ２２は、内部に封入された作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の螺旋流によってトルクの伝達を行うものであって、ロックアップクラッチ２１の係合が解除されたＬＣ＿ＯＦＦ状態では、作動油を介してモータＭの回転軸からトランスミッションＴの入力軸へとトルクが伝達（例えば、増幅伝達）される。一方、ロックアップクラッチ２１が係合状態に設定されたＬＣ＿ＯＮ状態では、作動油を介さず直接にモータＭの回転軸からトランスミッションＴの入力軸へと回転駆動力が伝達される。

また、ブレーキペダル（図示略）には倍力装置ＢＳが連係され、この倍力装置ＢＳにはブレーキマスターパワー内負圧を検出するマスターパワー内負圧センサＳ９が設けられている。
また、駆動輪Ｗにはブレーキデバイス２４が備えられ、このブレーキデバイス２４は制御部１の制御によって車両の急激な挙動変化の発生を抑制するものであって、例えば、滑りやすい路面等での駆動輪Ｗの空転を防止したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリの発生を抑制したり、制動時に駆動輪Ｗがロック状態となることを防止して、車両の所望の駆動力及び操舵能力を確保し、車両の姿勢を安定化させると共に、クリープ力による走行を補助し、例えば内燃機関Ｅの停止時における勾配路での後退防止等を行う。

なお、制御部１には、例えば、車両の走行速度ＶＰを検出する車速センサＳ１からの検出信号と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサＳ２からの検出信号と、トランスミッションＴのシフトポジションＳＨを検出するシフトポジションセンサＳ３からの検出信号と、ブレーキ（Ｂｒ）ペダルの操作状態ＢＲを検出するブレーキスイッチＳ４からの検出信号と、アクセルペダルの操作量に係るアクセルペダル開度ＡＰを検出するアクセルペダル開度センサＳ５からの検出信号とが入力されている。

また、制御部１には、例えば、スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサＳ６からの検出信号と、吸気管負圧ＰＢを検出する吸気管負圧センサＳ７からの検出信号と、バッテリ３の温度ＴＢＡＴを検出するバッテリ温度センサＳ８からの検出信号と、マスターパワー内負圧センサＳ９からの検出信号と、気筒休止時において気筒休止解除側通路１４の油圧を検出するＰＯＩＬセンサＳ１０からの検出信号とが入力されている。

更に、制御部１には、例えば、パワードライブユニット２の温度ＴＰＤＵを検出するＰＤＵ温度センサＳ１１からの検出信号と、ダウンバータ５の温度ＴＤＶを検出するＤＶ温度センサＳ１２からの検出信号等と、モータＭの温度ＴＭＯＴを検出するモータ温度センサＳ１３からの検出信号と、モータＭのロータ角度θＭＯＴを検出するレゾルバを備えた回転角センサＳ１４からの検出信号と、内燃機関Ｅのピストンの圧縮上死点位置ＴＤＣを検出するクランク角センサＳ１５からの検出信号（ＴＤＣパルス）と、内燃機関Ｅの筒内圧ＣＰＬを検出する筒内圧センサＳ１６からの検出信号とが入力されている。

またこの他、制御部１には、例えば、バッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを検出するバッテリ電流センサＳ１７の検出信号と、バッテリ３の入出力電圧ＶＢＡＴを検出するバッテリ電圧センサＳ１８の検出信号と、補助バッテリ４の入出力電圧ＨＶＢＡＴを検出する補助バッテリ電圧センサＳ１９の検出信号とが入力されている。

また、制御部１には、内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥをもとにして制御周波数を検出し、車載オーディオと連動してスピーカーから打ち消し音を出力することにより、休筒運転時のこもり音を効果的に低減するアクティブノイズコントロール（Active Noise Control）を行うために、車室内の音を集音する集音マイク（ＡＮＣ＿ＭＩＣ）３８が接続されている。

また、制御部１は、例えば、ブレーキデバイス２４を駆動制御して車両の挙動を安定化させるＶＳＡ（ＶＳＡ：Vehicle Stability Assist）ＥＣＵ３１と、制振装置１９を駆動制御して内燃機関Ｅの運転状態に起因する車体振動の発生を抑制するＡＣＭＥＣＵ３２と、モータＭの駆動及び回生作動を制御するＭＯＴＥＣＵ３３と、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ６及び空調装置用インバータ７を駆動制御するＡ／ＣＥＣＵ３４と、例えばパワードライブユニット２及びバッテリ３及びダウンバータ５及びモータＭ等からなる高圧電装系の監視及び保護やパワードライブユニット２及びダウンバータ５の動作制御を行うＨＶＥＣＵ３５とを備えて構成されている。

更に、制御部１は、例えば内燃機関Ｅへの燃料供給や点火タイミング等を制御したり、例えばアクセルペダル開度ＡＰと、エンジン回転数ＮＥと、車両の走行速度ＶＰと、シフトポジションＳＨと、ブレーキペダルの操作状態ＢＲ等の各検出信号に基づき、車両の運転者により要求されるトルク値（ドライバ要求トルク）を算出し、車両の走行速度ＶＰが目標車速となるように制御する定速走行制御時や先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等に要求されるトルク値、あるいはバッテリ３及び補助バッテリ４の充電状態に応じて設定される制限量や要求量及びモータ巻線を保護するための制限トルクを考慮しながら、内燃機関ＥとモータＭとのトルク配分の算出や内燃機関Ｅの休筒運転の実行有無に係る休筒判断を実行して内燃機関Ｅのスプールバルブ１２を制御し、更に算出されたトルク配分に従ってモータＭへの要求トルクをＭＯＴＥＣＵ３３に対して通知すると共に内燃機関Ｅに備えられた電子制御スロットル２０のスロットル開度を制御するＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６を備えている。

なお、上述のＶＳＡＥＣＵ３１と、ＡＣＭＥＣＵ３２と、ＭＯＴＥＣＵ３３と、Ａ／ＣＥＣＵ３４と、ＨＶＥＣＵ３５と、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６とは相互に通信可能に接続されている。また、上記各ＥＣＵ３１，…，３６は各種の状態量を表示する計器類からなるメータ３７に接続されている。

次に、内燃機関Ｅの休筒運転時間を拡大するためのモータＭを利用した制振（モータ制振）動作について、図面を参照して説明する。
（モータ制振要否判断処理）
まず、モータ制振の要否を判断する制御部１によるモータ制振要否判断処理について説明する。図２は、本実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部１によるモータ制振要否判断処理動作を示すフローチャートである。
図２において、まず制御部１のＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、車両の運転者により要求されるトルク値（ドライバ要求トルク）、あるいは車両の走行速度ＶＰが目標車速となるように制御する定速走行制御時や、先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等に要求されるトルク値等から、内燃機関Ｅを休筒運転して走行することが可能か否かを判定する（ステップＳＴ１）。

ステップＳＴ１において、内燃機関Ｅを休筒運転して走行することが不可能な場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、内燃機関Ｅの全筒運転を実行する（ステップＳＴ２）。
一方、ステップＳＴ１において、内燃機関Ｅを休筒運転して走行することが可能な場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、次にＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、集音マイク３８で集音された車室内の音等、車両の状況から、モータ制振なしで内燃機関Ｅの休筒運転が可能か否かを判定する（ステップＳＴ３）。
ステップＳＴ３において、モータ制振なしで内燃機関Ｅの休筒運転が可能な場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、内燃機関Ｅの休筒運転を実行する（ステップＳＴ４）。

また、ステップＳＴ３において、モータ制振なしで内燃機関Ｅの休筒運転が不可能な場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、車両の走行速度ＶＰや車両の状態等から、モータ制振が可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
ステップＳＴ５において、モータ制振が可能な状態ではない場合（ステップＳＴ５のＮＯ）、ステップＳＴ４へ進み、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、内燃機関Ｅの休筒運転を実行する（ステップＳＴ４）。
一方、ステップＳＴ５において、モータ制振が可能な状態である場合（ステップＳＴ５のＹＥＳ）、ＭＯＴＥＣＵ３３は、バッテリ３の温度変化やモータＭの温度上昇に伴って制限されるモータ軸駆動トルクを考慮してモータ制振における制振トルクのリミット値を算出する制振トルクリミット値算出処理を実行する（ステップＳＴ６）。

次に、ＭＯＴＥＣＵ３３は、エンジン回転数センサＳ２が検出する内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧センサＳ７が検出する内燃機関Ｅの吸気管負圧ＰＢとから制御マップに基づいて算出された、休筒運転中の内燃機関Ｅのエンジントルクによるトルク振動を改善するための制振トルク要求値と、筒内圧センサＳ１６が検出する内燃機関Ｅの筒内圧ＣＰＬから筒内圧ＣＰＬ対制振トルク要求値特性に基づいて算出された、休筒運転中の内燃機関Ｅのエンジントルクによるトルク振動を改善するための制振トルク要求値と、集音マイク３８により集音された車室内の音からマイク音対制振トルク要求値特性に基づいて算出された、休筒運転中の内燃機関Ｅによる車室内のこもり音レベルの悪化を改善するための制振トルク要求値と、更には補助バッテリ電圧センサＳ１９が検出する補助バッテリ４の入出力電圧ＨＶＢＡＴ（１２［Ｖ］系電圧）から１２［Ｖ］系電圧対制振トルク要求値特性に基づいて算出された、１２［Ｖ］系電圧の低下により発生する制振装置１９における車体振動の抑制力低下を補償するための制振トルク要求値とを考慮して、モータ制振における制振トルク指示値を算出する制振トルク指示値算出処理を実行する（ステップＳＴ７）。

また、ＭＯＴＥＣＵ３３においてモータ制振における制振トルクのリミット値、及び制振トルク指示値が算出されたら、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、制振トルク指示値が制振トルクのリミット値より小さいか否かを判定することにより、モータ制振許可判断を実行する（ステップＳＴ８）。
もし、制振トルク指示値が制振トルクのリミット値以上の場合（ステップＳＴ８のＮＯ）、ステップＳＴ２へ進み、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、モータ制振許可判断を「モータ制振不可」とし、内燃機関Ｅの全筒運転を実行する（ステップＳＴ２）。
一方、制振トルク指示値が制振トルクのリミット値より小さい場合（ステップＳＴ８のＹＥＳ）、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６は、モータ制振許可判断を「モータ制振可」とし、内燃機関Ｅの休筒運転を実行する（ステップＳＴ９）と共に、ＭＯＴＥＣＵ３３は、モータＭを利用したモータ制振を実行する（ステップＳＴ１０）。なお、モータＭを利用したモータ制振については、詳細を後述する。

（モータ制振処理）
次に、図２に示すモータ制振要否判断処理のステップＳＴ１０で実行されるモータＭを利用したモータ制振の詳細について説明する。図３は、ＭＯＴＥＣＵ３３によるモータ制振の制御ブロック図である。
図３において、ＭＯＴＥＣＵ３３によるモータ制振の制御ブロックは、周期カウントレジスタ５１と、クランク角演算部５２と、回転速度演算部５３と、タイマカウント部５４と、平均値算出部５５と、位相角検索部５６と、合成器５７と、矩形波発生部５８と、振幅検索部５９と、振幅制限算出部６０と、合成器６１と、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６２とによる制振位相・振幅算出部１００と、合成器６３と、ＰＩ制御部６４と、トルクリミット処理部６５とによるモータトルク算出部１０１とを備えて構成されている。

図３に示すように、まず周期カウントレジスタ５１では、内燃機関Ｅのピストンの圧縮上死点位置ＴＤＣを検出するクランク角センサＳ１５の出力するＴＤＣパルスの周期を算出してクランク角演算部５２へ入力する。クランク角演算部５２では、回転角センサＳ１４が検出するモータＭのロータ角度θＭＯＴと、周期カウントレジスタ５１が算出するＴＤＣパルスの周期から、クランク角度、すなわち内燃機関Ｅの各気筒の爆発行程のタイミングを算出する。具体的には、図４に示すように、例えば内燃機関Ｅを構成する６気筒のピストンに対応した”（ａ）ＴＤＣパルス”から、気筒２、４、６が休筒する休筒運転時の３気筒のピストンに対応した”（ｂ）制振制御用パルス”を生成すると共に、”（ｃ）モータＭのロータ角度θＭＯＴ”と、”（ｂ）制振制御用パルス”とを比較して、例えば”（ｄ）気筒１の行程区別”のように、気筒１の爆発行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程の各タイミングを算出する。また、同様な方法で気筒３、５についても爆発行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程の各タイミングを算出する。

また、回転速度演算部５３は、タイマカウント部５４の発生する一定間隔パルスに基づいて、ＴＤＣパルスの変化をカウントすることにより、内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥを算出する。また、平均値算出部５５は、吸気管負圧センサＳ７が検出する、内燃機関Ｅのエンジントルク情報を表す内燃機関Ｅの吸気管負圧ＰＢを平均し、位相角検索部５６では、エンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとで規定された制御マップに基づいて、モータ制振の制振トルクに必要な最適な位相角を算出する。
これにより、クランク角演算部５２により算出された内燃機関Ｅの爆発行程のタイミングと、位相角検索部５６で算出されたモータ制振の制振トルクに必要な最適な位相角とが合成器５７で合成され、合成されたタイミングと位相角とに基づいて、矩形波発生部５８が、休筒運転中の内燃機関Ｅの動作しているそれぞれの気筒の爆発行程に合わせた矩形波を発生する。

一方、振幅検索部５９では、回転速度演算部５３により算出された内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥと、平均値算出部５５により平均化された内燃機関Ｅの吸気管負圧ＰＢとから、エンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとで規定された制御マップに基づいて、モータ制振の制振トルクに必要な最適な振幅を算出する。また、振幅制限算出部６０では、制振トルクリミット値算出処理で算出された制振トルクリミット値により、振幅検索部５９で算出されたモータ制振の制振トルクの振幅を制限する。そして、合成器６１において、矩形波発生部５８が発生する矩形波に、振幅制限算出部６０が出力する振幅が合成され、モータ制振の制振トルク指示値（モータトルクのＡＣ成分）が、モータ制振を実行するか否かを制御するＯＮ／ＯＦＦスイッチ６２へ出力される。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６２では、モータ制振要否判断処理のステップＳＴ８におけるＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６によるモータ制振許可判断の結果が「モータ制振可」である場合、モータ制振の制振トルク指示値（モータトルクのＡＣ成分）が合成器６３へ出力される。

また、ＰＩ制御部６４では、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６によって算出された内燃機関ＥとモータＭとのトルク配分に従って、内燃機関ＥのアシストまたはモータＭの回生トルク指示から、ＰＩ制御によって最適なアシスト／回生トルク指示値（モータトルクのＤＣ成分）が算出され、前述の合成器６３において、モータ制振の制振トルク指示値（モータトルクのＡＣ成分）と合成されてモータトルクが算出される。
そして、算出されたモータトルクは、最終的にトルクリミット処理部６５において、バッテリ３の温度やモータＭの温度等から規定されるモータＭのトルクリミット値に基づいて制限処理が行われ、モータトルク指示値としてパワードライブユニット２へ出力される。

具体的には、図５に示すように、任意の１気筒を例にして説明すると、”（ａ）爆発行程”、”（ｂ）掃気行程”、”（ｃ）吸気行程”、”（ｄ）圧縮行程”を繰り返す際に、図５（１）に示すように、エンジントルクは”（ａ）爆発行程”でピークとなり、その他の行程では殆ど発生しない。それにより、図５（２）に示すエンジントルク変動（基本波）は、”（ａ）爆発行程”と”（ｂ）掃気行程”の間でそのピークを迎える周期特性を示す。これに対し、図５（３）に示すクランク回転数（近似値）は、図５（２）に示すエンジントルク変動（基本波）が”正”の場合は、クランク角回転数が上昇し、図５（２）に示すエンジントルク変動（基本波）が”負”の場合は、クランク角回転数が下降する特性となる。そのため、図５（３）に示すクランク回転数（近似値）は、”（ａ）爆発行程”から”（ｂ）掃気行程”にかけて、その回転数が上昇する。モータ制振では、図５（４）に示すように、内燃機関Ｅの各気筒の爆発行程の急峻なエンジントルクの立ち上がりに対抗して、パルス的に回生トルクを加えることで、クランク角回転数の変動を抑制する。

ところで、モータＭを利用して内燃機関Ｅの休筒運転時間を拡大するための制振制御（モータ制振）を行う場合、バッテリ３を過充電あるいは過放電から保護するためにバッテリ３の入力電力と出力電力とを平衡させるバッテリ端におけるゼロ電力制御において、モータ制振を実行するための電力消費を考慮した制御を行う必要がある。

具体的に説明すると、図６は、モータ制振トルク指示に対するモータトルク算出用バッテリ電流値及びバッテリの残容量の関係を示す図であって、図６（１）に示すように、モータＭを利用したモータ制振指示がＯＮされると、図６（２）に示すように、モータトルク指示値にモータ制振のための変動が現れる。
また、図６（３）において実線で示すように、モータ制振のためにモータトルク指示値に現れた変動に対応して、バッテリ３の入出力電力値にも変動が現れる。

この時、バッテリ３の電力は、モータ制振のトルクを発生させるためにモータＭで消費され、バッテリ端におけるゼロ電力制御を行うためにバッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを積算して得られるモータトルク算出用バッテリ電流値は、放電方向として検出されるはずである。しかし、図６（４）において実線で示すように、モータトルク算出用バッテリ電流値には、モータ制振による変動が現れない。そのため、図６（５）において実線で示すように、ＭＯＴＥＣＵ３３からモータＭに対して駆動、回生を指示するアシスト／回生トルク指示値（モータトルクのＤＣ成分）は、モータ制振のＯＮ／ＯＦＦに係わらず一定値を保つため、バッテリ端におけるゼロ電力制御によってバッテリ３の入力電力と出力電力とは平衡するはずなのに、図６（６）において実線で示すように、バッテリ３の残容量ＳＯＣは減少してしまう。
従って、モータＭを利用したモータ制振を行う場合、モータ制振を実行するための電力消費を考慮してバッテリ端におけるゼロ電力制御を行う必要がある。

（ゼロ電力制御処理）
次に、バッテリ３を過充電あるいは過放電から保護するために、モータ制振を考慮しながら実行するバッテリ端におけるゼロ電力制御処理について、図面を参照して説明する。図７は、本実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部１によるゼロ電力制御処理動作を示すフローチャートである。
図７において、まずＭＯＴＥＣＵ３３は、現在モータＭによるモータ制振中であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。
ステップＳＴ２１において、現在モータＭによるモータ制振中である場合（ステップＳＴ２１のＹＥＳ）、ＭＯＴＥＣＵ３３は、バッテリ３の過充電、あるいは過放電を防止するために、バッテリ３の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御を実行する必要があるか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。

ステップＳＴ２２において、モータＭに対するアシスト・回生指示やバッテリ３の充電指示がなく、ゼロ電力制御を実行する必要がある場合（ステップＳＴ２２のＹＥＳ）、ＭＯＴＥＣＵ３３は、バッテリ３の入出力電力値からフィルタ処理によりモータ制振の影響を除去して、上述の図６（３）において点線で示す、ゼロ電力制御のためのモータトルク算出用のバッテリ端電力値を算出するためのバッテリ端電力フィルタ処理を実行する（ステップＳＴ２３）。具体的には、バッテリ３の入出力電力値は下記（１）式によりフィルタ処理され、バッテリ端電力値が算出される。

バッテリ端電力値＝Ｋ×入出力電力値（ｔ）＋（１−Ｋ）×入出力電力値（ｔ−１） ・・・（１）

なお（１）式において、”入出力電力値（ｔ）”及び”入出力電力値（ｔ−１）”は、時刻ｔ及び時刻（ｔ−１）におけるバッテリ３の入出力電力値を示し、補正係数Ｋは、モータＭの回転数とモータ制振の制振トルクの値とに基づいて設定されるものとする。また、モータトルク算出用バッテリ端電流値は、バッテリ端電力値とバッテリ３の入出力電圧ＶＢＡＴとから算出する。

次に、モータトルク算出用バッテリ端電流値が算出できたら、ＭＯＴＥＣＵ３３は、モータトルク算出用バッテリ端電流値を補正するための、モータ制振に応じたオフセット電流値を算出する（ステップＳＴ２４）。具体的には、オフセット電流値は下記（２）式により算出される。

オフセット電流値＝ＴＡＢＬＥ（制振バッテリ端電力値）×Ｌ ・・・（２）

なお（２）式において、”ＴＡＢＬＥ（制振バッテリ端電力値）”は、制振バッテリ電力対オフセット電流値特性に基づくテーブル参照によりオフセット電流値を算出することを示し、補正係数Ｌは、バッテリ３の温度によるバッテリ３の充放電効率に基づいて設定されるものとする。また、制振バッテリ端電力は、モータ制振実行中のモータＭのモータトルクの一周期分に対応した、モータＭに係る放電、あるいは充電によるバッテリ３の入出力電力の収支（合計電力量）に、制振周波数に基づいて設定される補正係数Ｍを乗じた値とする。

そして、モータトルク算出用バッテリ端電流値を補正するためのモータ制振に応じたオフセット電流値が算出できたら、ＭＯＴＥＣＵ３３は、該オフセット電流値に基づいてバッテリ３の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御を実行する（ステップＳＴ２５）。具体的には、上述の図６（４）において点線で示すように、モータ制振のトルクを発生させるためにモータＭで消費される電力を考慮して、バッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを積算して得られるモータトルク算出用バッテリ電流値に、算出されたオフセット値による放電方向の電流オフセットを付加する。

これにより、図６（５）において点線で示すように、ＭＯＴＥＣＵ３３からモータＭに対して駆動、回生を指示するアシスト／回生トルク指示値（モータトルクのＤＣ成分）に、モータ制振のＯＮ時には、回生指示トルク（電力オフセット）が自動的に付加されるため、モータ制振のトルクを発生させるためにモータＭで消費される電力が補償され、バッテリ端におけるゼロ電力制御によってバッテリ３の入力電力と出力電力とが平衡することで、図６（６）において点線で示すように、バッテリ３の残容量ＳＯＣを一定値に保つことができる。

なお、モータＭによるモータ制振中、ＭＯＴＥＣＵ３３はモータ制振による誤差を含むバッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴに対する必要のない積算処理を中止し、バッテリ３の残容量ＳＯＣの算出を停止する（ステップＳＴ２６）。

一方、ステップＳＴ２１において、現在モータＭによるモータ制振中でない場合（ステップＳＴ２１のＮＯ）、あるいはステップＳＴ２２において、モータＭに対するアシスト・回生指示やバッテリ３の充電指示があり、ゼロ電力制御を実行する必要がない場合（ステップＳＴ２２のＮＯ）のいずれかの場合、ＭＯＴＥＣＵ３３は、何も操作しないバッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴそのものに基づいてバッテリ３の入力電力と出力電力とを平衡させる通常のゼロ電力制御を実行する（ステップＳＴ２７）。

なお、本実施例では、ＭＯＴＥＣＵ３３が電力制御手段を含んでいる。具体的には、図７に示すステップＳＴ２１からステップＳＴ２７の処理が電力制御手段に相当する。
また、モータＭを駆動するための電力を蓄電する装置は、バッテリ３に限らず、直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）であれば何を用いても良い。同様に、低電圧駆動の各補機類に低電圧の直流電力を供給する装置は、補助バッテリ４に限らず、直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）であれば何を用いても良い。

以上説明したように、本実施例のハイブリット車両の制御装置によれば、内燃機関Ｅ、または内燃機関Ｅに連結されたモータＭの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両の制御装置において、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６及びＭＯＴＥＣＵ３３がモータＭに内燃機関Ｅのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させるモータ制振を実行する際、ＭＯＴＥＣＵ３３が、バッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを積算して得られるモータトルク算出用バッテリ電流値を、モータ制振に応じたオフセット値により補正すると共に、補正されたモータトルク算出用バッテリ電流値に基づいてゼロ電力制御を実行することで、正確に蓄電装置の入出電力を平衡させ、制振制御による誤差を含むバッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴあるいはモータトルク算出用バッテリ電流値に基づくバッテリ３の過充電、あるいは過放電を回避することができる。

従って、バッテリ３を保護しつつ、エンジンＥのトルク振動を抑制し、エンジンＥのトルク振動が原因で発生する雑音や振動による商品性の悪化を防止することができるハイブリット車両の制御装置を実現することができるという効果が得られる。
具体的に説明すると、例えば図８はエンジン回転数２５００［ｒｐｍ］に対応したモータ制振実行中のモータＭにおけるモータトルクの一周期分を表示した図であって、図８に示すように、モータトルクの駆動側トルク最大値＝４５．８［Ｎ・ｍ］、駆動側出力最大値＝１２．０［ｋＷ］、回生側トルク最大値＝−５３．４［Ｎ・ｍ］、駆動側出力最大値＝−１４．０［ｋＷ］として、上述の電力オフセット値を−３．４［Ｎ・ｍ］（回生側）とした場合に、モータトルクの一周期分の電力収支を０［ｋＷ］とすることができる。

本発明の一実施例のハイブリッド車両の制御装置に係るパラレルハイブリッド車両の構成を示す図である。 同実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部によるモータ制振要否判断処理動作を示すフローチャートである。 同実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部によるモータ制振の制御ブロック図である。 同実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部による内燃機関Ｅの各気筒における行程別のタイミング算出方法を示す図である。 同実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部によるモータ制振の制振トルクの位相を示す図である。 モータ制振トルク指示に対するモータトルク算出用バッテリ電流値及びバッテリの残容量の関係を示す図である。 同実施例のハイブリット車両の制御装置の制御部によるゼロ電力制御処理動作を示すフローチャートである。 エンジン回転数２５００［ｒｐｍ］に対応したモータ制振実行中のモータにおけるモータトルクの一周期分を表示した図である。

符号の説明

Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｍ モータ（走行用モータ）
３６ ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ（制振制御手段）
３３ ＭＯＴＥＣＵ（制振制御手段、電力制御手段）
１００ 制振位相・振幅算出部（制振制御手段）
１０１ モータトルク算出部（制振制御手段）
ＳＴ２１〜ＳＴ２７（電力制御手段）

Claims (3)

1. エンジンまたは前記エンジンに連結された走行用モータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両の制御装置であって、
   前記走行用モータを駆動するための電力を蓄電する蓄電装置と、
   前記走行用モータに前記エンジンのトルク振動を抑制するためのトルクを発生させる制振制御を実行する制振制御手段と、
   前記制振制御手段が前記制振制御を実行する際、前記蓄電装置の入出力電流値に基づいて前記蓄電装置の入力電力と出力電力とを平衡させるゼロ電力制御を実行する電力制御手段と
   を備えたことを特徴とするハイブリット車両の制御装置。
2. 前記電力制御手段は、前記制振制御手段が前記制振制御を実行する際、前記蓄電装置の入出力電流値をオフセット補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車両の制御装置。
3. 前記電力制御手段は、前記蓄電装置に対する充電指示がなく、かつ前記制振制御手段が制振制御を実行する場合、前記蓄電装置の入出力電流値に対する積算処理を中止する
   ことを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のハイブリット車両の制御装置。
   
   

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