JP2007230431A - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の燃焼休止状態からの復帰時におけるトルクショックを解消し、ひいてはドライバビリティの改善を図る。
【解決手段】車両１０のフロント側には動力源としてのエンジン１４が設けられ、リア側には動力源としての電動発電機３２が設けられている。エンジン１４では、車両減速時に燃料カットが行われる。特に、ハイブリッドＥＣＵ５２は、車両減速時において電動発電機３２のみの駆動により車両走行可能であるか否かを判定し、車両走行可能であると判定した場合にエンジン１４の燃料カットを許可する。また、ハイブリッドＥＣＵ５２は、燃料カット状態で燃料カット条件が解除されると、ドライバによる加速要求に応じて電動発電機３２を駆動させるとともに、エンジン１４の燃料噴射を再開させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の駆動制御装置に関するものである。

動力源として内燃機関（エンジン）を備えた車両では、一般に車両減速時において燃料カットが行われ、その燃料カットにより燃料消費量の低減が図られている。また近年では、動力源として内燃機関と電動機とを備え、これら内燃機関と電動機のいずれかの発生動力を用いて車両走行する、いわゆるハイブリッド自動車が実用化されており、このハイブリッド自動車においても車両減速時に燃料カットが行われ、燃費低減が図られている。

ここで、ハイブリッド自動車において車両減速時に燃料カットが行われ、その後燃料噴射が再開される場合には、エンジントルクが急に発生することに伴いトルク段差が生じる。そのため、そのトルク段差を解消するべく、燃料カット状態からの燃料噴射再開時に電動機を駆動させるとともに、ドライバの要求トルクに合わせて電動機の駆動トルクを可変制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、車両の減速時に燃料カット状態となり、その後燃料噴射が再開される際、その再開時の車両走行状態などによっては、電動機の駆動のみで所望とする要求トルクを実現することができない。したがって、トルク不足が原因でトルクショック等が生じ、結果ドライバビリティが悪化するおそれがあった。
特開２００３−８３１０６号公報

本発明は、内燃機関の燃焼休止状態からの復帰時におけるトルクショックを解消し、ひいてはドライバビリティの改善を図ることができる車両の駆動制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明では、動力源として内燃機関と電動機とを備え、それらの動力により走行を可能とする車両に適用されることを前提としている。この車両の駆動制御装置において、少なくとも車両が減速状態となることを条件に燃料カット等を行い、内燃機関での燃焼を休止させるようにしている。また特に、車両の減速時において電動機のみの駆動により車両走行可能であるか否かを判定し、車両走行可能であると判定された場合に内燃機関の燃焼休止を許可する。そして、内燃機関の燃焼休止状態下で燃焼休止条件が解除されると、ドライバによる加速要求に応じて電動機を駆動させるとともに、内燃機関の燃焼を再開させる。

要するに、減速状態であることなど従来の燃焼休止条件（燃料カット条件）に加え、電動機のみの駆動により車両走行可能である場合に内燃機関の燃焼休止を許可することにより、燃焼休止後、どのタイミングで燃焼再開がなされても、電動機だけで無理なく車両走行を継続することができる。したがって、内燃機関の燃焼休止状態からの復帰時に、トルク不足が原因でトルクショックが生じることはなく、ひいてはドライバビリティの改善を図ることができる。

ここで、請求項２に記載したように、燃焼休止の許可条件となる許可車速よりも実車速が低い場合に、電動機のみの駆動により車両走行可能であると判定すると良い。この場合、車速をパラメータとして、燃焼休止を行うか否かの判断を好適に行うことができる。

請求項３に記載したように、前記許可車速を、電動機の電源となるバッテリの蓄電状態に応じて可変設定すると良い。例えば、バッテリの残存容量（ＳＯＣ）が小さい場合には許可車速を小さくし、同残存容量（ＳＯＣ）が大きい場合には許可車速を大きくする。これにより、バッテリの蓄電状態が変動したとしてもその都度適正な燃焼休止制御が実現できる。

また、請求項４に記載したように、前記許可車速を、エコノミーモードの選択時に高くし、それ以外の車両走行モードで低くすると良い。これにより、エコノミーモードでは、他のモードに比べて燃焼休止条件が拡張されることになり、所望とする燃費向上効果が実現できる。

一方、請求項５に記載の発明において、車両は、前輪側又は後輪側のいずれか一方に設けられた内燃機関と、他方の車輪側に設けられた電動発電機との少なくともいずれかを動力源として走行する。その車両走行の際、第１の動力発生手段の発電機、及び第２の動力発生手段の電動発電機により発生した電力が蓄電手段に蓄電される。

第２の動力発生手段を設けた車輪側において車輪回転を伝達する車軸（ディファレンシャルギアが設けられる車両ではディファレンシャル連結軸）には、電動発電機と補機装置（例えば、空調用のコンプレッサ）とが動力分配装置を介して機械的に連結されている。かかる構成によれば、内燃機関による車両走行時には、車軸から伝達される動力により電動発電機と補機装置が作動し、要求に応じて車室内の空調等が行われる。そして、車両の減速時等になると車軸からの動力により電動発電機で回生発電が行われる。このとき、車軸からの動力がトランスミッションを介することなく電動発電機に伝達されるため、回生エネルギを効率良く回収できる。また、車両の走行停止時等には、電動発電機の動力により補機装置が駆動されて空調等が行われる。

また、上記構成を前提とする車両の駆動制御装置において、少なくとも車両が減速状態となることを条件に燃料カット等を行い、内燃機関での燃焼を休止させるようにしている。また特に、車両の減速時において電動発電機のみの駆動により車両走行可能であるか否かを判定し、車両走行可能であると判定された場合に内燃機関の燃焼休止を許可する。そして、内燃機関の燃焼休止状態下で燃焼休止条件が解除されると、ドライバによる加速要求に応じて電動発電機を駆動させるとともに、内燃機関の燃焼を再開させる。

要するに、減速状態であることなど従来の燃焼休止条件（燃料カット条件）に加え、電動発電機のみの駆動により車両走行可能である場合に内燃機関の燃焼休止を許可することにより、燃焼休止後、どのタイミングで燃焼再開がなされても、電動発電機だけで無理なく車両走行を継続することができる。したがって、内燃機関の燃焼休止状態からの復帰時に、トルク不足が原因でトルクショックが生じることはなく、ひいてはドライバビリティの改善を図ることができる。

ここで、請求項６に記載したように、燃焼休止の許可条件となる許可車速よりも実車速が低い場合に、電動発電機のみの駆動により車両走行可能であると判定すると良い。この場合、車速をパラメータとして、燃焼休止を行うか否かの判断を好適に行うことができる。

請求項７に記載したように、前記許可車速を、蓄電手段の蓄電状態に応じて可変設定すると良い。例えば、蓄電手段の残存容量（ＳＯＣ）が小さい場合には許可車速を小さくし、同残存容量（ＳＯＣ）が大きい場合には許可車速を大きくする。これにより、蓄電手段の蓄電状態が変動したとしてもその都度適正な燃焼休止制御が実現できる。

また、請求項８に記載したように、前記許可車速を、エコノミーモードの選択時に高くし、それ以外の車両走行モードで低くすると良い。これにより、エコノミーモードでは、他のモードに比べて燃焼休止条件が拡張されることになり、所望とする燃費向上効果が実現できる。

ここで、請求項９に記載したように、動力分配装置として遊星ギア装置を用いると良い。この場合、車軸と電動発電機と補機装置とが遊星ギア装置によって機械的に連結されることでこれら各要素間の動力分配が簡易に実現できる。故に、システム構成の簡潔化を図ることができる。この場合、上記のとおり効率良くエネルギ回収を行うことができる。

動力分配装置として遊星ギア装置を用いる場合、リングギア、サンギア、キャリアにそれぞれ組み合わせて車軸、電動発電機軸、補機装置軸を接続すると良い。但し、接続の組み合わせは任意である。

請求項１０に記載の発明では、内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる。つまり、燃焼休止状態にある内燃機関では、燃焼が再開されても直ぐには所望のトルク発生状態に移行しない。この点、上記のように内燃機関の所定状態復帰を待つことにより、電動機動力による車両走行から内燃機関動力による車両走行にスムーズに移行させることができる。

請求項１１に記載の発明では、内燃機関の燃焼休止後に内燃機関が停止した場合、前記燃焼休止条件が解除された時に内燃機関を始動させ、その後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、前記内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる。つまり、内燃機関の燃焼休止後には内燃機関の運転が停止されることがあり、その停止状態にある内燃機関では、始動後直ぐには所望のトルク発生状態に移行しない。この点、上記のように内燃機関の所定状態復帰を待つことにより、電動機動力による車両走行から内燃機関動力による車両走行にスムーズに移行させることができる。

請求項１２に記載の発明では、内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の回転速度が前記加速要求に見合う目標回転速度に収束したことを条件に、内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる。この場合、機関回転速度が調整されることで、より適正な動力移行が可能となる。なおこのとき、目標回転速度は、都度の車速やトランスミッションの変速段などに応じて設定されると良い。

請求項１３に記載の発明では、内燃機関の燃焼休止時に動力伝達装置により内燃機関と車両駆動系との間を遮断するとともに、内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、動力伝達装置により内燃機関と車両駆動系との間を連結する。この場合、燃焼休止後、内燃機関が所定の運転状態に復帰するまでは、内燃機関が切り離されて車両走行が行われるため、内燃機関の運転が不安定であっても車両走行に支障が及ぶことが抑制される。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、エンジンと電動発電機とを動力源としそれらいずれかの動力により走行する、いわゆるハイブリッド自動車に具体化する事例を説明する。図１は、本実施の形態における車両システムの概略構成を示す図面である。なお図１では、左側が車両前方であり、右側が車両後方である。

図１において、車両１０はその前後に２つの動力発生手段を具備しており、前輪側には第１の動力発生手段としての主動力ブロックＤ１が搭載され、後輪側には第２の動力発生手段としての副動力ブロックＤ２が搭載されている。車両１０は、これら２つの動力ブロックＤ１，Ｄ２にて発生する動力により走行する。

すなわち、車両１０のフロント部分には、主駆動輪として左右２つの前輪１１，１２が設けられ、それらの前輪１１，１２に結合された車軸１３に主動力ブロックＤ１が連結されている。主動力ブロックＤ１は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により動力を発生する主動力源としてのエンジン１４と、トルクコンバータ及びギア変速機を有するオートマチックトランスミッション（ＡＴ、以下単にトランスミッションという）１５とを備えており、エンジン１４の出力はトランスミッション１５を介して車軸１３に伝達され、その結果左右の前輪１１，１２が回転する。エンジン１４の出力軸にはベルト等の連結手段１６を介して発電機としてのオルタネータ１７が接続されている。

車両１０のリア部分には、副駆動輪として左右２つの後輪２１，２２が設けられ、それら各後輪２１，２２に連結された車軸２３，２４の間にディファレンシャルギア２５が設けられている。そして、このディファレンシャルギア２５に駆動軸３４を介して副動力ブロックＤ２が連結されている。副動力ブロックＤ２は、遊星ギア装置により構成される動力分配装置３１と、副動力源としての電動発電機３２と、補機装置としてのエアコン用コンプレッサ（以下、単にコンプレッサともいう）３３とを備えている。電動発電機３２は駆動軸３５を介して動力分配装置３１に連結され、コンプレッサ３３は駆動軸３６を介して動力分配装置３１に連結されている。電動発電機３２は、例えば交流同期型のモータジェネレータ（Motor Generator）により構成され、電力の供給により駆動される電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている（図１等では、電動発電機３２を「ＭＧ」としている）。電動発電機３２には、インバータ等よりなる電力変換ユニット３８が接続されている。電力変換ユニット３８は電力変換手段に相当し、これにより電力の直流−交流変換が行われる。

なお、動力分配装置（遊星ギア装置）３１に連結される３つの駆動軸３４〜３６について、以下の説明では便宜上、駆動軸３４を「デフ連結軸３４」、駆動軸３５を「ＭＧ連結軸３５」、駆動軸３６を「コンプレッサ連結軸３６」とも言うこととする。

電源系の構成としては、定格１２Ｖのバッテリ４１と、降圧回路や昇圧回路を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ４２と、主動力ブロックＤ１のオルタネータ１７並びに副動力ブロックＤ２の電力変換ユニット３８に接続された蓄電手段としての高電圧バッテリ４３とを備える。

また、本システムは、各種の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えており、各ＥＣＵは図示しない各種センサ等の検出値に基づいてアクチュエータ等の駆動を制御する。具体的には、エンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１は、エンジン制御手段及びトランスミッション制御手段を構成するものであり、都度のエンジン運転状態等に基づいて燃料噴射制御、点火時期制御といったエンジン制御や、トランスミッション変速段（ＡＴレンジ）の切替制御を適宜実施する。ハイブリッドＥＣＵ５２は、車両１０の全体を統括的に制御する車両制御手段を構成するものであり、電力変換ユニット３８に対して制御信号を出力することで電動発電機３２の駆動又は発電の状態等を制御する。エアコンＥＣＵ５３は、空調制御手段を構成するものであり、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてコンプレッサ３３を駆動して空調制御を実施する。これら各ＥＣＵ５１〜５３は、いずれもＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、各ＥＣＵ間で相互に制御データ等の送受信が可能となっている。

副動力ブロックＤ２の詳細な構成を図２の模式図を基に説明する。図２において、動力分配装置（遊星ギア装置）３１は、互いに同じ軸心回りに回転するサンギア６１及びリングギア６２と、これらサンギア６１及びリングギア６２にかみ合って公転しながら自転するピニオンギア６３を有するキャリア６４とを具備している。そして、サンギア６１にデフ連結軸３４が接続され、リングギア６２にコンプレッサ連結軸３６が接続され、キャリア６４にＭＧ連結軸３５が接続されている。

デフ連結軸３４とコンプレッサ連結軸３６との間には切替手段としての直結クラッチ６５が設けられている。直結クラッチ６５は、例えばＯＮ／ＯＦＦ切替式のクラッチであり、ハイブリッドＥＣＵ５２からの指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦ（継合又は非継合）が切り替えられる。ただし、切替手段として、ワンウェイクラッチや遠心クラッチ等を用いることも可能である。

直結クラッチ６５がＯＮ（継合）される場合、デフ連結軸３４からの動力はコンプレッサ連結軸３６を介してコンプレッサ３３に伝達される。その際、動力分配装置３１の３軸（デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６）は共に同速回転する。これに対し、直結クラッチ６５がＯＦＦ（継合遮断）される場合、デフ連結軸３４とコンプレッサ連結軸３６とは分断された状態となり、動力分配装置３１の３軸は遊星ギアのプラネタリギア比ρの関係に基づく回転速度でそれぞれ回転する。ここでプラネタリギア比ρはサンギアの歯数をリングギアの歯数で割ったものである。

コンプレッサ連結軸３６には、エアコンスイッチ（図示略）の状態等に応じてＯＮ／ＯＦＦされるコンプレッサクラッチ６６が設けられている。このコンプレッサクラッチ６６は現実にはコンプレッサ３３と一体に設けられ、エアコンＥＣＵ５３からコンプレッサ３３に出力される指令に基づいてコンプレッサクラッチ６６がＯＮ／ＯＦＦされる。

上記構成の車両システムでは、車両走行時においてデフ連結軸３４から入力される動力により電動発電機３２とコンプレッサ３３が作動する。これにより、エアコン等の稼働が可能となる。そして、車両の減速時等には、デフ連結軸３４からの動力により電動発電機３２で回生発電が行われ、電力変換ユニット３８を通じてバッテリ充電が行われる。また、車両の走行停止時等には、電動発電機３２の動力によりコンプレッサ３３の作動が可能となる。また更に、電動発電機３２で発生した動力が動力分配装置３１を介してディファレンシャルギア２５に伝達され、更に左右の後輪２１，２２に伝達されることで、電動発電機３２の動力のみによる車両走行、又はエンジン１４の動力と協働した車両走行が可能となる。

本車両１０では、上記構成によって、エンジン１４又は電動発電機３２のいずれかの発生動力により走行する二輪駆動走行（２ＷＤ走行）と、エンジン１４及び電動発電機３２の両方の発生動力により走行する四輪駆動走行（４ＷＤ走行）とが可能となっている。

図３は、本車両システムにおける制御系の電気的構成の概略を示すブロック図である。ただしここでは、車両走行系に関する構成のみを抽出し図示している。

図３において、エンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１には、エンジン回転速度を検出するための回転速度センサ７１、エンジン１４への吸入空気量を検出するエアフロメータ７２など、エンジン運転状態を検出するための各種センサが接続されており、これら各センサから検出信号が入力される。また、ハイブリッドＥＣＵ５２には、車両速度（車速）を検出する車速センサ７５、ドライバによるアクセル操作を検出するアクセルセンサ７６、ドライバによるブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ７７、トランスミッション１５の変速段を検出する変速スイッチ７８など、車両走行状態を検出するための各種センサやスイッチが接続されており、これら各センサ等から検出信号が入力される。なお、上記のいずれの情報も各ＥＣＵ５１，５２間で共有されるようになっている。

エンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１は、上記の各種センサ等の検出信号に基づいてインジェクタによる燃料噴射制御、点火装置による点火時期制御、トランスミッション１５の自動変速制御等を実行する。また、ハイブリッドＥＣＵ５２は、電力変換ユニット３８を介して電動発電機３２の駆動状態や回生状態等を制御する。

ところで、エンジン１４では、燃費改善等を目的として車両の減速時に燃料カットが行われ、その燃料カットにより燃焼が休止される。この場合、低速状態で燃料カットが実行されるとエンジンストールが生じる。本実施の形態では、燃料カットに伴うエンジン停止後、ドライバにより加速要求がなされた場合に、当初は電動発電機３２の駆動により車両走行を可能とし、その後エンジン始動が完了した時点でエンジン動力による車両走行に移行させることとしている。

車両減速時における制御の概要を図４のタイムチャートに基づいて説明する。

さて図４において、タイミングｔ１以前はエンジントルクが発生し、そのエンジントルクによって車両が任意の速度で走行している。ここで、エンジントルクは、エンジン１４から車軸１３に伝達されるトルクである。なおタイミングｔ１以前は、電動発電機３２の駆動トルクは発生していない（ＭＧトルク＝０）。そして、タイミングｔ１でドライバによりブレーキ操作が行われると、車速が減少し始める。また、タイミングｔ１以降、エンジントルクが負トルクとなるとともに、電動発電機３２で回生制御が行われる。

その後、タイミングｔ２で車速が車速判定値Ｋ１まで低下すると、燃料カットが開始される。また、このタイミングｔ２では、トランスミッション１５の変速レンジがＤレンジ（ドライブレンジ）からＮレンジ（ニュートラルレンジ）に切り替えられる。燃料カットの開始後、タイミングｔ３でエンジン１４が停止する。

その後、タイミングｔ４では、ブレーキ操作が解除され、それに伴い燃料カット指令が解除される。タイミングｔ４以降、スタータ装置によるクランキングが開始され、エンジン１４の再始動が行われる。タイミングｔ４〜ｔ５は、エンジン再始動が行われる遷移期間であり、同期間内では、ドライバによるアクセル操作量に応じた指令トルクにより電動発電機３２の駆動が制御される。図４の事例では、ブレーキ解除と同時にアクセル操作が行われた状況を想定しており、タイミングｔ４直後には、電動発電機３２が回生状態から駆動状態に移行し、エンジン１４の始動完了を待たずに電動発電機３２の駆動トルクにより車両の加速が行われる。なお、エンジン１４の始動完了を待って車両の加速が行われる場合には、図中に一点鎖線で示すように車両の加速開始が遅れることになる。そのため、車速の落ち込みが大きくなり、ドライバの要求に対して応答（レスポンス）の悪い挙動となるが、図示のように電動発電機３２による走行アシストを行わせることで、加速応答が改善されるようになっている。

そして、タイミングｔ５でエンジン回転速度が十分に上昇し、エンジン１４の再始動が完了すると、トランスミッション１５の変速レンジがＮレンジからＤレンジに切り替えられる。以降、車両の走行形態をＭＧ走行からエンジン走行へ移行させるべく、エンジン１４と電動発電機３２との協調制御が行われる。すなわち、エンジントルクの分配比を徐々に大きくしていくとともに、逆にＭＧトルクの分配比を徐々に小さくしていく。これにより、エンジン走行への移行が滑らかに行われ、最終的にはエンジントルクのみでドライバ要求が満足できる状態となる。

次に、車両減速時に実行される減速時走行制御を詳しく説明する。図５は、燃料カット実行ルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンはハイブリッドＥＣＵ５２によって例えば所定の時間周期で繰り返し実行される。

図５において、ステップＳ１０１では、現在のエンジン運転条件を読み込み、続くステップＳ１０２〜Ｓ１０４では燃料カットの実行条件を判定する。すなわち、ステップＳ１０２では、ブレーキスイッチ７７がＯＮであるか否かを判定し、ステップＳ１０３では、車両減速状態であるか否かを判定し、ステップＳ１０４では、車速がＭＧ走行可能車速域にあるか否かを判定する。ＭＧ走行可能車速域は、電動発電機３２の駆動トルクのみで所望の車両走行が可能となる車速域であり、例えば０〜４０ｋｍ／ｈの範囲内で設定される。ＭＧ走行可能車速域の上限車速は上記図４の車速判定値Ｋ１であり、これが「燃焼休止の許可車速」に相当する。

本実施の形態では、高電圧バッテリ４３の蓄電状態に応じてＭＧ走行可能車速域を可変設定することとしており、具体的には、図８の関係に基づいてＭＧ走行可能車速域の上限車速が設定される。図８によれば、高電圧バッテリ４３の残存容量ＳＯＣをパラメータとしてＭＧ走行可能車速域の上限車速が設定される。このとき、ＳＯＣ＜Ａ１では、ＭＧ走行可能車速域の上限車速が最小値（０ｋｍ／ｈ）とされ、ＳＯＣ≧Ａ２では、ＭＧ走行可能車速域の上限車速が最大値（４０ｋｍ／ｈ）とされる。また、Ａ１≦ＳＯＣ＜Ａ２では、都度の残存容量ＳＯＣに合わせてＭＧ走行可能車速域の上限車速が図示の如く可変設定される。なお、図８の関係は一例であり、残存容量ＳＯＣの中間域（Ａ１〜Ａ２）を設けず、ＭＧ走行可能車速域の上限車速を、あるＳＯＣ値を基準に大小２値のいずれかに設定することも可能である。それ以外に、ＭＧ走行可能車速域の上限車速を、３つ以上の値で段階的に可変設定することも可能である。

車速がＭＧ走行可能車速域にあることが燃料カットの実行条件として含まれることにより、燃料カットに伴うエンジン停止中に電動発電機３２による車両走行（ＭＧ走行）を開始しようとする際において、トルク不足による車速の落ち込み等の発生が抑制されるようになっている。

そして、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４のいずれかがＮＯであれば、ステップＳ１０５に進み、燃料カットフラグをＯＦＦとする（フラグ値＝０とする）。

また、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４が全てＹＥＳであれば、ステップＳ１０６に進み、燃料カットフラグをＯＮとする（フラグ値＝１とする）。その後、ステップＳ１０７では、トランスミッション１５の変速レンジ（ＡＴレンジ）をＤレンジからＮレンジに切り替えるべくその切替指令をエンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１に対して出力する。また、ステップＳ１０８では、燃料カットを実行するべく、燃料カット指令をエンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１に対して出力する。

図６及び図７は、燃料カット後のエンジン再始動制御ルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンはハイブリッドＥＣＵ５２によって例えば所定の時間周期で繰り返し実行される。本ルーチンでは、燃料カット状態下でドライバによる加速要求（又はブレーキ解除）がなされると、エンジン再始動が行われ、始動完了までの遷移期間においてＭＧ走行制御が行われる。そして、エンジンの始動完了後に、ＭＧ走行からエンジン走行への移行が行われる。このエンジン再始動制御処理では、前段のステップＳ２０１〜Ｓ２０９が燃料カット後、加速要求が入るまでの処理部分に相当し、後段のステップＳ２１０〜Ｓ２１４が加速要求が入った後、エンジン再始動が完了するまでの処理部分に相当する。

図６において、ステップＳ２０１では、現在のエンジン運転条件を読み込む。次に、ステップＳ２０２では、燃料カットフラグ又は遷移フラグのいずれかがＯＮであるか否かを判定し、ステップＳ２０３では、ドライバにより加速要求がなされているかを判定する。そして、ステップＳ２０２，Ｓ２０３が共にＹＥＳであることを条件にステップＳ２０４に進み、ドライバ要求加速度に基づいて電動発電機３２の指令トルクを算出する。なお、ドライバ要求加速度は、アクセル開度と車速とをパラメータとしてマップ検索により求められた加速指標である。その後、ステップＳ２０５では、燃料カットフラグをＯＦＦとするとともに、遷移フラグをＯＮとする。

ステップＳ２０６では、エンジン１４の再始動処理を実行する。具体的には、スタータ装置を駆動してクランキングを開始させる。また、回転開始後、その時の車速とＡＴ変速段とに基づいてエンジン１４の目標回転速度を設定するとともに、その目標回転速度となるよう実回転速度の制御を実施する。

その後、ステップＳ２０７では、エンジン１４の再始動が完了したか否かを判定する。このとき、上記ステップＳ２０６での回転速度制御の結果、実回転速度が目標回転速度に収束していれば、エンジン再始動が完了したと判定する。エンジン再始動が完了していなければステップＳ２０８に進み、遷移フラグをＯＮ、エンジン始動完了フラグをＯＦＦとする。また、エンジン再始動が完了していればステップＳ２０９に進み、遷移フラグをＯＦＦ、エンジン始動完了フラグをＯＮとする。

その後、図７のステップＳ２１０では、エンジン始動完了フラグがＯＮであるか否かを判定し、同フラグ＝ＯＮであれば、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、トランスミッション１５の変速レンジ（ＡＴレンジ）をＮレンジからＤレンジに切り替えるべくその切替指令をエンジン・ＡＴ＿ＥＣＵ５１に対して出力する。

ステップＳ２１２では、ドライバ要求トルク、前輪推定トルク及びリアデフ比に基づいて電動発電機３２の指令トルクを算出する。その後、ステップＳ２１３では、電動発電機３２の指令トルクが所定の判定値Ｋ２未満であるか否かを判定する。ＭＧ指令トルク≧Ｋ２であれば、そのまま本処理を終了する。これにより、エンジン１４と電動発電機３２との協調制御が継続される。また、ＭＧ指令トルク＜Ｋ２であれば、ステップＳ２１４に進み、エンジン始動完了フラグをＯＦＦとする。これにより、エンジン１４と電動発電機３２との協調制御が終わり、それ以降エンジン１４による車両走行が行われる。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

車両の減速時において車速がＭＧ走行可能車速域にあることを条件に燃料カットを実行するようにしたため、燃料カット後、どのタイミングで燃料噴射が再開されても、電動発電機３２だけで無理なく車両走行を継続することができる。したがって、エンジン１４の燃料カット状態（燃焼休止状態）からの復帰時に、トルク不足が原因でトルクショックが生じることはなく、ひいてはドライバビリティの改善を図ることができる。

また、車両の減速時には車速がＭＧ走行可能車速域にあることを満たせば、燃料カット後のエンジンストールを懸念することなく、燃料カットが実施できる。したがって、燃料カット領域の拡張が可能となり、燃費向上の効果が実現できる。

ＭＧ走行可能車速域の上限車速を、高電圧バッテリ４３の蓄電状態に応じて可変設定するようにしたため、その蓄電状態が変動したとしてもその都度適正な燃料カット制御が実現できる。

燃料カット後におけるエンジン１４の燃焼再開後（エンジン再始動後）、エンジン１４の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、ＭＧ走行からエンジン走行に移行させるようにした。またその際、エンジン１４が所望とする回転状態になったことを判断基準とした。これにより、ＭＧトルクによる車両走行からエンジントルクによる車両走行にスムーズに移行させることができる。

エンジン１４の燃焼休止時にＡＴレンジをＮレンジとしてエンジン１４と車軸側（車両駆動系）との間を遮断するとともに、エンジン１４の燃焼再開後、エンジン運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、ＡＴレンジをＤレンジとしてエンジン１４と車軸側（車両駆動系）との間を連結するようにした。この場合、燃焼休止後、エンジン１４が所定の運転状態に復帰するまでは、エンジン１４が切り離されて車両走行が行われるため、エンジン運転状態が不安定であっても車両走行に支障が及ぶことが抑制される。

また本実施の形態の車両システムでは、車両減速等に伴う回生時に後輪側のデフ連結軸３４からの動力が動力分配装置３１を介して電動発電機３２に伝達されるため、回生エネルギを効率良く回収できる。これは、エンジンに連結したトランスミッションを介して回生エネルギを回収する通常一般のシステムと比して望ましい構成であると言える。また、エンジン１４を搭載した車両フロント側とは異なり、車両リア側に電動発電機３２とコンプレッサ３３を設けたため、エンジン１４の周辺構成が簡素化できる。それ故、動力源や補機装置の搭載性が向上する。

デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６を遊星ギア装置よりなる動力分配装置３１を用いて機械的に連結したため、これら各要素間の動力分配が簡易に実現できる。故に、システム構成の簡潔化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、高電圧バッテリ４３の蓄電状態に応じてＭＧ走行可能車速域を可変設定したが（図８参照）、これを以下のように変更する。例えば、車両走行モードを選択できる構成において、その車両走行モードに応じてＭＧ走行可能車速域を可変設定する。具体的には、燃費優先のエコノミーモードを選択した場合、ＭＧ走行可能車速域の上限車速（燃焼休止の許可車速）を高くする。また、加速性能優先のスポーツモードなど、エコノミーモード以外の車両走行モードを選択した場合、ＭＧ走行可能車速域の上限車速（燃焼休止の許可車速）を低くする。これにより、エコノミーモードでは、他のモードに比べて燃料カット条件が拡張されることになり、所望とする燃費向上効果が実現できる。また、スポーツモードでは、燃料カット後の加速性能が確保できる。

また、高電圧バッテリ４３の蓄電状態と車両走行モードとの両情報に応じてＭＧ走行可能車速域を可変設定することも可能である。この場合、図９の関係に基づいてＭＧ走行可能車速域の上限車速が設定されると良い。図９では、残存容量ＳＯＣをパラメータとする関係において、車両走行モード（通常モード、エコノミーモード）ごとに２つの特性が規定されている。なお、図９の関係では、エコノミーモードにおいて残存容量ＳＯＣに応じて上限速度を可変設定する中間領域の傾きが急峻となっている。これは、エコノミーモードにおいて残存容量ＳＯＣが小さい場合に上限速度が高いままであると、オルタネータ１７の発電量が増加し、燃費悪化が懸念されるためである。

上記実施の形態では、図２に示したとおり動力分配装置（遊星ギア装置）３１のサンギア６１にデフ連結軸３４（車軸）を、リングギア６２にコンプレッサ連結軸３６を、キャリア６４にＭＧ連結軸３５をそれぞれ接続したが、その接続の組み合わせを変更しても良い。つまり、サンギア６１、リングギア６２、キャリア６４に対して、任意の組み合わせで車軸、コンプレッサ連結軸、ＭＧ連結軸をそれぞれ接続することが可能である。

上記実施の形態の車両１０では、前輪を主駆動輪、後輪を副駆動輪としたが、その前後を逆にしても良い。例えば主動力源たるエンジンを後輪側に設け、副動力源たる電動発電機を前輪側に設ける構成としても良い。

上記実施の形態では、車両が主にエンジン動力により走行する構成としたため、エンジンを主動力源、電動発電機を副動力源としたが、これに限られるものではない。車両の主動力源を電動発電機、副動力源をエンジンとすることも可能である。

本発明は、広くは動力源としてエンジン（内燃機関）とモータ（電動機）とを備えた車両に適用される。そのエンジン及びモータは、車両の前後いずれに設けられていても良く、同一側に設けられていても良い。いずれにしても、車両の減速時においてモータの駆動のみで車両走行可能であることを条件に、燃料カット（燃焼休止）を行わせることとする。これにより、燃料カット後、どのタイミングで燃料噴射が再開されても、モータだけで無理なく車両走行を継続することができる。したがって、エンジンの燃料カット状態（燃焼休止状態）からの復帰時に、トルク不足が原因でトルクショックが生じることはなく、ひいてはドライバビリティの改善を図ることができる。

他の形態の車両を適用する場合においても、上述したように、燃料カット（燃焼休止）の許可条件となる許可車速を車載バッテリの蓄電状態や車両走行モードに応じて可変設定すると良い。

上記実施の形態では、変速装置として、トルクコンバータ及びギア変速機を有するオートマチックトランスミッションを用いたが、他の変速装置に変更でき、例えば無段変速機（ＣＶＴ）を用いることも可能である。

発明の実施の形態における車両システムの概略を示す構成図である。 副動力ブロックの構成を示す図である。 本車両システムにおける制御系の構成の概略を示すブロック図である。 車両減速時における制御の概要を説明するためのタイムチャートである。 燃料カット実行ルーチンを示すフローチャートである。 エンジン再始動制御ルーチンを示すフローチャートである。 図６に引き続き、エンジン再始動制御ルーチンを示すフローチャートである。 ＭＧ走行可能車速域の上限車速を設定するための図である。 ＭＧ走行可能車速域の上限車速を設定するための図である。

符号の説明

１０…車両、１１，１２…前輪、１４…動力源としてのエンジン、１７…発電機としてのオルタネータ、２１，２２…後輪、２５…ディファレンシャルギア、３１…動力分配装置、３２…動力源としての電動発電機、３３…コンプレッサ、３４…デフ連結軸、３５…ＭＧ連結軸、３６…コンプレッサ連結軸、３８…電力変換手段としての電力変換ユニット、４３…蓄電手段としての高電圧バッテリ、５１…エンジンＥＣＵ、５２…ハイブリッドＥＣＵ、６１…サンギア、６２…リングギア、６４…キャリア、６５…直結クラッチ、Ｄ１…第１の動力発生手段としての主動力ブロック、Ｄ２…第２の動力発生手段としての副動力ブロック。

Claims (13)

1. 動力源として内燃機関と電動機とを備え、それらの動力により走行を可能とする車両に適用され、少なくとも車両が減速状態となることを条件に前記内燃機関での燃焼を休止させるようにした車両の駆動制御装置において、
   車両の減速時において前記電動機のみの駆動により車両走行可能であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記電動機のみの駆動による車両走行可能であると判定された場合に前記内燃機関の燃焼休止を許可する許可手段と、
   前記内燃機関の燃焼休止状態下で燃焼休止条件が解除されると、ドライバによる加速要求に応じて前記電動機を駆動させるとともに、前記内燃機関の燃焼を再開させるトルク復帰手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駆動制御装置。
2. 前記判定手段は、燃焼休止の許可条件となる許可車速よりも実車速が低い場合に、前記電動機のみの駆動により車両走行可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 前記許可車速を、前記電動機の電源となるバッテリの蓄電状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動制御装置。
4. 車両走行モードとして、少なくとも燃費向上を優先するエコノミーモードが規定され、該モードがドライバにより選択できる車両に適用され、
   前記許可車速を、前記エコノミーモードの選択時に高くし、それ以外の車両走行モードで低くすることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の駆動制御装置。
5. 車両の前輪側又は後輪側のいずれか一方に設けられ、動力源としての内燃機関、及び該内燃機関の出力軸の回転により発電する発電機を有する第１の動力発生手段と、
   前記第１の動力発生手段とは異なる車輪側に設けられ、動力源としての電動発電機、補機装置、動力分配装置、及び前記電動発電機に電気的に接続され直交電力変換を行う電力変換手段を有する第２の動力発生手段と、
   前記発電機及び前記電動発電機により発生した電力を蓄電する蓄電手段と、を備え、
   前記第２の動力発生手段を設けた車輪側において車輪回転を伝達する車軸に、前記した電動発電機と補機装置とを動力分配装置を介して機械的に連結した車両に適用され、
   少なくとも車両が減速状態となることを条件に前記内燃機関での燃焼を休止させるようにした車両の駆動制御装置において、
   車両の減速時において前記電動発電機のみの駆動により車両走行可能であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記電動発電機のみの駆動による車両走行可能であると判定された場合に前記内燃機関の燃焼休止を許可する許可手段と、
   前記内燃機関の燃焼休止状態下で燃焼休止条件が解除されると、ドライバによる加速要求に応じて前記電動発電機を駆動させるとともに、前記内燃機関の燃焼を再開させるトルク復帰手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駆動制御装置。
6. 前記判定手段は、燃焼休止の許可条件となる許可車速よりも実車速が低い場合に、前記電動発電機のみの駆動により車両走行可能であると判定することを特徴とする請求項５に記載の車両の駆動制御装置。
7. 前記許可車速を、前記蓄電手段の蓄電状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動制御装置。
8. 車両走行モードとして、少なくとも燃費向上を優先するエコノミーモードが規定され、該モードがドライバにより選択できる車両に適用され、
   前記許可車速を、前記エコノミーモードの選択時に高くし、それ以外の車両走行モードで低くすることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の駆動制御装置。
9. 前記動力分配装置として、遊星ギア装置を用いたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。
10. 前記内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、前記内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。
11. 前記内燃機関の燃焼休止後に内燃機関が停止した場合、前記燃焼休止条件が解除された時に内燃機関を始動させ、その後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、前記内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。
12. 前記内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の回転速度が前記加速要求に見合う目標回転速度に収束したことを条件に、前記内燃機関の動力により車両走行を行う状態に移行させる請求項１０又は１１に記載の車両の駆動制御装置。
13. 前記内燃機関と車両駆動系との間を連結又は遮断する動力伝達装置を備え、
    前記内燃機関の燃焼休止時に前記動力伝達装置により内燃機関と車両駆動系との間を遮断するとともに、内燃機関の燃焼再開後、内燃機関の運転状態がその時の加速要求に見合う運転状態に復帰した時に、前記動力伝達装置により内燃機関と車両駆動系との間を連結する請求項１０乃至１２のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。

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