JP2010069957A - ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン１８に例えばスプライン嵌合によってジェネレータ２０を連結した場合に、徒な燃費増大を回避しつつスプライン嵌合部におけるノイズの発生を抑制する。
【解決手段】エンジン１８の運転中にその回転変動状態を検出して（ステップＳ５）、これに対応して駆動トルクが増減するようにジェネレータ２０を制御し（Ｓ７）、スプライン嵌合部における歯と歯の接触を維持するために過不足のない駆動トルクを発生させる。これにより歯打ち音（ノイズ）の発生を抑制しつつ、そのためにエンジン１８にかかる負荷は必要最小限に留めて、徒な燃費増大を回避する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ハイブリッド自動車の制御に関連し、特に、エンジンの出力軸と電動機との間の噛み合い機構におけるノイズを低減するための対策に係る。

従来よりハイブリッド自動車においては、エンジンの出力軸にスプラインや減速ギヤ等の噛み合い機構を介して電動機を連結する場合があり、こうした噛み合い機構では互いに噛み合う歯と歯の間に隙間があることから、その一方の歯が他方の歯と衝突するときの歯打ち音によって耳障りなノイズが発生することがある。

このようなノイズを抑制するために特許文献１に記載の発明では、エンジンを停止させるときに電動機を制御して、常にエンジン回転を引き下げる向きの負荷を加えることにより、前記噛み合い機構における歯と歯の接触を維持するようにしている。
特開平１１−１７３１７１号公報

ところで、前記のようにエンジンを停止させるときに限らず、その運転中であっても例えば負荷の低い状況においては、回転変動によって歯打ち音（ノイズ）が起きる可能性があるので、エンジンの運転中にも前記と同様に電動機を作動させて、噛み合い機構における歯と歯の接触を維持することも考えられる。

しかしながら、そうして歯と歯の接触をエンジンの回転変動に依らず維持しようとすれば、いきおい大きめの負荷を加えざるを得ず、エンジンの燃費増大を招く虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジンの運転中にも電動機の作動によって噛み合い機構におけるノイズを抑制しながら、そのためにエンジンにかかる負荷は必要最小限に抑えて、徒な燃費増大を回避することにある。

前記目的を達成するために本発明では、エンジンの回転変動に対応して電動機を制御し、噛み合い機構における歯と歯の接触を維持するために必要な最小限の駆動負荷を発生させるようにした。

具体的に請求項１の発明は、エンジンの出力軸に噛み合い機構を介して電動機が連結されているハイブリッド自動車において、その噛み合い機構におけるノイズが小さくなるように電動機を制御する制御方法が対象である。

そして、エンジンの回転変動状態を検出する第１工程と、その回転変動に同期して前記電動機を、回転角速度の増大に応じて駆動負荷が減少する一方、回転角速度の減少に応じて駆動負荷が増大するように制御する第２工程と、を有することを特徴とする。

前記の方法により、例えばエンジンの運転中には気筒の燃焼やポンプ仕事によって周期的な回転変動が生じるが、この回転変動状態を検出し（第１工程）、これに同期するように適切に電動機を制御することで（第２工程）、エンジンの回転変動に対応して過不足のない駆動負荷を発生させることができ、これにより出力軸との間の噛み合い機構における歯と歯の接触を維持して、ノイズを抑制することができる。

すなわち、エンジンの運転中は基本的に、このエンジンによって電動機が回転されるようになるから、燃焼によって回転角速度が増大するときには自ずと噛み合い機構における歯と歯の接触が維持されるようになる。よって、このときには電動機の駆動負荷を減らすことによって、エンジンの燃費低減が可能になる。また、エンジンの回転角速度が減少するときには歯と歯が離れやすいから、このときには電動機の駆動負荷を増やすことによって、歯と歯の接触を維持するものである。

尚、そうしてエンジンの運転により電動機が駆動されているときには、エンジンの回転変動に同期しつつ、やや位相が遅れて電動機の回転数が変化するのが好ましい。位相遅れの最適値はエンジンの運転状態（トルクや回転数）によって変化するが、実験等によって求めることができる。

一方で、例えばハイブリッド自動車の制動時にその運動エネルギーを回生するときには、運転を停止しているエンジンが電動機側から伝わる駆動力によって回転されることがあり、このときにもエンジンには回転変動が生じるが、これに応じて前記の如く電動機の駆動負荷を増減制御することにより、噛み合い機構におけるノイズの発生を抑制することができる。この場合には電動機側の位相をエンジン側よりも進み側とするのが望ましい。

より具体的に、電動機が、エンジンにより駆動されて発電作動するジェネレータである場合は、自動車の走行状態やバッテリの残容量等によって発電要求が変化し、これに応じて発電量を制御しなくてはならないが、その発電量が多いときほど前記第２行程においてジェネレータの駆動負荷の変化幅を小さくするのがよい（請求項２）。発電量が多いときは自ずと駆動負荷が大きくなるので、それをあまり大きく変化させなくても噛み合い部における歯と歯の接触を維持できるからである。

また、好ましいのは、エンジンの運転中にその出力トルクが瞬間的に負値になるか否か判定する第３工程を有し、出力トルクが瞬間的に負値になると判定したときにのみ、第２工程を行うようにすることである（請求項３）。こうすれば、歯打ち音の発生する虞れがないときには電動機の駆動負荷を増減変更する無駄な制御が行われず、エネルギーのロスが生じない。

さらにまた、運転中のエンジンを停止させるときに、燃料供給の停止から出力軸が回転を停止するまでの間、継続して所定以上の駆動負荷となるように電動機を制御するようにしてもよい（第４工程：請求項４）。すなわち、燃料供給の停止後は燃費増大等の悪影響は生じないので、エンジンに大きめの負荷をかけて噛み合い部における歯と歯の接触を維持しながら、エンジンを速やかに停止させるものである。

別の観点から、本発明は、自動車のエンジンの出力軸に噛み合い機構を介して電動機が連結され、その噛み合い機構におけるノイズが小さくなるように電動機を制御するようにしたハイブリッド自動車の制御装置を対象として、エンジンの回転変動状態を検出する検出手段と、その回転変動に同期して電動機を、回転角速度の増大に応じて駆動負荷が減少する一方、回転角速度の減少に応じて駆動負荷が増大するように制御する電動機制御手段と、を備えるものである（請求項５）。

斯かる構成の制御装置によれば、上述した請求項１の発明に係る制御方法が容易に実行可能であり、その発明の作用が容易且つ確実に得られる。

そして、前記電動機がエンジンにより駆動されて発電作動するジェネレータである場合、前記電動機制御手段は、前記ジェネレータをその発電量が多いときほど、駆動負荷の変動幅が小さくなるように制御するものとすればよく（請求項６）、こうすれば、上述した請求項２に係る発明の作用が得られる。

また、エンジンの運転中にその出力トルクが瞬間的に負値になるか否か判定する判定手段をさらに備え、前記電動機制御手段は、判定手段によってエンジン出力トルクが瞬間的に負値になると判定されたときにのみ、電動機の駆動負荷の増減させる制御を行うものとすればよい（請求項７）。こうすれば、上述した請求項３に係る発明の作用が得られる。

さらに、前記電動機制御手段は、運転中のエンジンが停止するときには燃料供給の停止から出力軸が回転を停止するまでの間、継続して所定以上の駆動負荷となるように電動機を制御するものとしてもよく（請求項８）、こうすれば、上述した請求項４に係る発明の作用が得られる。

以上、説明したように、本発明に係るハイブリッド自動車の制御方法等によると、エンジンの回転変動状態を検出し、これに対応して駆動負荷が増減するように電動機を制御することで、両者間の噛み合い機構における歯打ち音の発生を抑制しつつ、そのためにエンジンにかかる負荷を必要最小限に抑えて、徒な燃費増大を回避することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（制御システムの概要）
図１は、本発明に係る制御システムを搭載したハイブリッド自動車１０（ＨＥＶ）の動力系統を概略的に示している。図において、太い実線は動力の伝達経路を示し、細い実線は電力の伝達経路を示している。また、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。

図示のハイブリッド自動車１０は所謂シリーズ方式のものであって、車輪１２を直接駆動するモータ１４と、このモータ１４に電力を供給するバッテリ１６と、エンジン１８のクランクシャフト１８ａ（出力軸：図２参照）にスプライン嵌合により連結されて電力を発生するジェネレータ２０（電動機）と、モータ１４及びバッテリ１６を接続するインバータ２２と、ジェネレータ２０及びバッテリ１６を接続するインバータ２４と、空調等の電気負荷２６と、を備えている。

より具体的に、モータ１４は、インバータ２２を介してバッテリ１６に接続されるとともに、インバータ２２、２４を介してジェネレータ２０に接続されており、それにより、バッテリ１６が蓄える電力ないしジェネレータ２０が発電した電力の供給を受けて作動する。また、そのモータ１４の出力（車輪１２の駆動力）は、インバータ２２を制御してモータ１４に該インバータ２２を介して供給される電力を調節することにより制御される。さらに、モータ１４は発電作動も可能で、自動車１０の制動時に車輪１２に駆動されて電力を発生する。この発電電力はインバータ２２を介してバッテリ１６に充電される。

ジェネレータ２０は、インバータ２４を介してバッテリ１６に接続されるとともに、インバータ２２、２４を介してモータ１４に接続されており、エンジン１８に駆動されて発電した電力を、モータ１４やバッテリ１６に供給する。また、バッテリ１６からインバータ２４を介して電力の供給を受けて、モータ作動することも可能であり、これにより、運転を停止しているエンジン１８を強制的に回転させる（モータリング）ことができる。

前記２つのインバータ２２、２４は、バッテリ１６からの直流電力を交流電力に変換してモータ１４、ジェネレータ２０に送出したり、反対に、モータ１４やジェネレータ２０からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ１６に送出する。そして、以下に述べるコントロールユニット５０により制御されて、モータ１４、バッテリ１６、ジェネレータ２０間を伝達する電力の調整を行う。電気負荷２６は主にバッテリ１６から電力の供給を受けて作動する。

コントロールユニット５０は、前記モータ１４、エンジン１８、ジェネレータ２０及びインバータ２２，２４を制御する。すなわち、コントロールユニット５０は、主にエンジン１８の運転制御を行うエンジンコントローラ５０ａと、主にインバータ２２，２４を制御してモータ１４及びジェネレータ２０の作動を制御するＨＥＶコントローラ５０ｂと、を備えている。

図２に制御系統を示すようにコントロールユニット５０には、バッテリコントローラ４０からの信号が入力される他に、車速を検出する車速センサ５２と、運転者のアクセル操作量（アクセルペダルの踏込み量）を検出するアクセルセンサ５４と、同ブレーキ操作量（ブレーキペダルの踏込み量）を検出するブレーキセンサ５６と、エンジン１８の吸気流量を検出するエアフロセンサ５８と、そのクランクシャフト１８ａの位相（角度）を検出するクランク角センサ６２と、カムシャフト１８ｂの位相（角度）を検出するカム角センサ６４と、からの信号が少なくとも入力される。

図の例ではバッテリコントローラ４０は、コントロールユニット５０とは別体とされ、バッテリ１６の電流を検出するバッテリ電流センサ４２と、バッテリ１６の電圧を検出するバッテリ電圧センサ４４と、バッテリ１６の温度を検出するバッテリ温度センサ４６と、からの信号を入力し、これらの信号に基づいてバッテリ１６のＳＯＣ（充電状態、残容量）や電気負荷２６の大きさを演算して、コントロールユニット５０に出力する。

そして、コントロールユニット５０は、前記の各種信号に基づいてインバータ２２、２４を制御し、これによりモータ１４及びジェネレータ２０を制御するとともに、バッテリ１６の充電状態も制御する。また、コントロールユニット５０は、エンジン１８、具体的には、各気筒１８ｃ毎に設けられた燃料噴射弁１８ｄや点火プラグ１８ｅの作動も制御する。

（エンジンの制御）
一例としてコントロールユニット５０は、図３のマップに示すように、車両負荷とバッテリ１６のＳＯＣとに基づいてエンジン１８をＯＮ−ＯＦＦ制御し、運転中のエンジン１８を停止させたり、停止中のエンジン１８を再始動させたりする。車両負荷は、自動車１０の走行状態と電気負荷２６の作動状態から決まる負荷であり、コントロールユニット５０は、この車両負荷のうち、走行状態に関連する負荷を車速センサ５２やアクセルセンサ５４からの信号に基づいて演算し、電気負荷２６の作動による負荷をバッテリ電流センサ４２、バッテリ電圧センサ４４及びバッテリ温度センサ４６からの信号に基づいて演算する。バッテリ１６のＳＯＣは、バッテリ電流センサ４２、バッテリ電圧センサ４４及びバッテリ温度センサ４６からの信号に基づいて演算する。

図３に示すように、車両負荷が大きい場合、例えば高速状態で自動車１０を走行させるためにモータ１４が高出力状態である場合や、走行中に電気負荷２６が大量の電力を消費して作動する場合等には、バッテリ１６に電力供給不足が生じる虞れがあるので、コントロールユニット５０は、エンジン１８を運転させてジェネレータ２０に電力を発生させ、その発生電力をインバータ２２，２４を介してモータ１４やバッテリ１６に供給する。

また、バッテリ１６のＳＯＣが低い場合も、コントロールユニット５０は、バッテリ１６を充電するためにエンジン１８を運転する。すなわち、バッテリ１６の電力のみで十分に走行できる（長時間安定して走行できる）状態であるとき以外はエンジン１８が運転されることになる。従って、図３に示すマップにおいて、エンジン１８を作動状態に維持するＯＮ領域と、停止状態に維持するＯＦＦ領域との境界が、所定の自動停止条件及び再始動条件に該当する。

さらに、コントロールユニット５０は、自動車１０の制動時にはエンジン１８の運転を停止させるとともに、車輪１２からの駆動力によってモータ１４を発電作動させて運動エネルギーを回生し、バッテリ１６を充電する。この際、モータ１４の発電電力がバッテリ１６の充電リミット以上になれば、必要に応じてジェネレータ２０をモータ作動させ、エンジン１８をモータリングすることによって余剰の電力を消費させる（以下、廃電制御とも言う）。

尚、前記エンジン１８のＯＮ−ＯＦＦ制御、即ち、その自動停止や再始動の条件は、車両負荷やバッテリ１６のＳＯＣ以外に例えばエンジン冷却水の温度等の他の要因に基づいてもよい。例えば、エンジン１８が冷機状態（冷却水温度が５０度以下）のときは、車両負荷やＳＯＣに基づけば（図３のマップに基づけば）エンジン１８を停止状態にするところを、エンジン１８を暖機するために運転するようにしてもよい。

−噛み合いノイズの抑制−
ところで、この実施形態では、上述したようにエンジン１８のクランクシャフト１８ａにスプライン嵌合によってジェネレータ２０が連結されていて、その噛み合い部分において歯と歯の間に隙間があることから、一方の歯が他方の歯と衝突するときに発生する歯打ち音によって、耳障りなノイズが発生する虞れがある。

例えばエンジン１８の運転中には、基本的にエンジン１８からの出力によってジェネレータ２０のロータが回転されることになるが、このエンジン１８のトルクや回転数には、気筒１８ｃの燃焼やポンプ仕事によって図４(a)、(b)に実線のグラフで示すような周期的な変動が生じている。そして、所謂軽負荷の運転状態においてエンジン回転（角速度）の低下するときには、同図(b)に示すようにエンジントルクが瞬間的に負の値になることがあり、このときに噛み合い部分において歯と歯が離れ、その後、エンジン回転の上昇するときに衝突し、これが繰り返されることによってノイズが発生すると考えられている。

これに対し、この実施形態では、コントロールユニット５０によりジェネレータ２０を制御して、同図(c)に破線で示すようにその駆動に要するトルク（ジェネレータ駆動トルク）の大きさを、エンジン１８の回転変動に同期して増減させるようにしている。こうすると、ジェネレータ２０からエンジン１８に対してその回転変動に対応する大きさの負荷がかけられるようになって、スプラインの噛み合いにおける歯と歯の接触が維持される。

尚、図４の左側には、上述したようにエンジン１８運転中の回転数、トルクの変動と、これに対応するジェネレータ駆動トルクの増減の様子を示し、同図の右側には、後述する廃電制御時について示している。

−具体的な制御手順−
以下に、コントロールユニット５０によるエンジン１８及びジェネレータ２０の制御の手順を具体的に、図５に示すフローに沿って説明する。まず、スタート後のステップＳ１で各センサからの信号を読込み、これに基づいて車両負荷とバッテリ１６のＳＯＣとを算出する（ステップＳ２）。続いてステップＳ３ではエンジン１８の運転中か否かを判定し、運転中であればステップＳ４に進む一方、運転中でない、即ち停止している場合は後述のステップＳ１１に進む。

そうしてエンジン１８が運転中と判定して進んだステップＳ４では、今度は、前記ステップＳ２で算出した車両負荷とバッテリ１６のＳＯＣが、図３に示すマップのエンジン停止領域（エンジン１８のＯＦＦ領域）内であるか否かを判定し、エンジン停止領域内にあれば（ＹＥＳ）所定の自動停止条件が成立したとして、後述のステップＳ８に進む一方、エンジン運転領域（エンジン１８のＯＮ領域）内にあればステップＳ５に進む。

このステップＳ５ではエンジン１８の運転状態からその回転変動状態を特定する。例えば、アクセル開度及びエンジン回転数から演算されるエンジン１８の負荷状態とその回転数とに対応づけて、予めクランクシャフト１８ａの回転角速度の変動状態（変動幅と周期）を実験的に求めて、マップとして設定しておき、このマップから読み込むことによってエンジン１８の回転変動状態を特定することができる。勿論、クランク角センサ６２からの信号によってエンジン回転の変動を検出することも可能である。

そうして特定したエンジン１８の回転変動状態に基づいて、ステップＳ６ではエンジントルクが瞬間的に負の値になるかどうか判定し、判定がＮＯであればリターンする一方、図４(b)のようにトルクが瞬間的に負値になることがあれば、ＹＥＳと判定してステップＳ７に進む。このステップＳ７ではインバータ２４によりジェネレータ２０の作動状態を制御して、その駆動に要するトルクを周期的に増減させる制御を行い（図４(c)を参照）、しかる後にリターンする。

すなわち、前記のように特定したエンジン１８の回転変動状態に対応する制御目標値、即ちジェネレータ駆動トルクの増減変化幅とその周期及び位相とを予め設定してある制御マップから読み出して、これによりインバータ２４を制御することにより、図４に示すように、エンジン回転の上昇に応じてジェネレータ駆動トルクが減少する一方、エンジン回転の低下に応じてジェネレータ駆動トルクが増大するように制御する。これにより、同図(a)に破線で示すようにジェネレータ２０の回転数は、所定の位相遅れを伴いエンジン１８の回転変動に同期して変化するようになる。

このことは、ジェネレータ２０を駆動するエンジン１８の回転変動に連れて、ジェネレータ２０の回転数が変化することを意味し、両者を連結するスプラインにおいては自ずと歯と歯の接触が維持されるようになって、歯打ち音によるノイズの発生が抑制される。言い換えると、そうして適度な位相遅れを伴いジェネレータ２０の回転数が変化するように、エンジン１８の回転変動に対する制御の位相遅れが予め実験等によって求められて、前記マップに設定されている。

尚、前記のマップにおいてはジェネレータ２０の発電量が多いときほど、その駆動トルクの変化幅が小さくなるように設定されている。発電量の多いときには自ずと駆動トルクが大きくなるので、それをあまり大きく変化させなくてもよいからである。

一方で、前記ステップＳ４においてエンジン１８の自動停止条件が成立した（ＹＥＳ）と判定して進んだステップＳ８では、エンジン１８の気筒１８ｃ毎の燃料噴射弁１８ｄ及び点火プラグ１８ｅの作動を停止し（燃料・点火カット）、その後、クランクシャフト１８ａが回転を停止するまでの間、ステップＳ９においてジェネレータ２０を、その駆動トルクが所定以上に大きくなるように制御する。そして、ステップＳ１０においてクランクシャフト１８ａの回転の停止を確認してリターンする。

つまり、エンジン１８を停止するときには、その運転中とは異なり燃費増大等の悪影響は生じないので、エンジントルクが負の最大値になってもスプラインにおいて歯と歯が離れないような大きな負荷をかけるようにしており、こうすることで、ノイズの発生を阻止しながらエンジン１８を速やかに停止させることができる。

また、前記ステップＳ３においてエンジン１８の運転中でない（ＮＯ）、即ちエンジン１８が停止中であると判定して進んだステップＳ１１では、今度は、前記ステップＳ４と同様にしてエンジン運転領域内であるか否か判定する。そして、エンジン運転領域内にあれば（ＹＥＳ）所定の再始動条件が成立したとしてステップＳ１２に進み、ジェネレータ２０のモータ作動によりエンジン１８をクランキングして始動する。

一方、エンジン運転領域内にない（前記ステップＳ１１でＮＯ）と判定すれば、ステップＳ１３に進んで廃電制御が必要か否か判定する。すなわち、自動車１０の減速時に運動エネルギーを回生すべく、モータ１４を発電作動させてバッテリ１６を充電するときに、発電電力がバッテリ１６の充電リミット以上であれば、余剰の電力を消費する（廃電）必要があるので、このときには廃電の必要ありＹＥＳと判定する一方、それ以外の状況であれば廃電の必要なし（ＮＯ）と判定してリターンする。

そうして廃電の必要ありと判定して進んだステップＳ１４では、ジェネレータ２０をモータ作動させてエンジン１８をモータリングし、そのポンプ仕事や機械的損失によって、余剰の電力を消費させるようにする。こうしてモータリングされるときにもポンプ仕事によってエンジン１８には回転変動が生じ、クランクシャフト１８ａとジェネレータ２０とを繋ぐスプラインにおいてノイズの発生する虞れがある。

そこで、続くステップＳ１５では前記ステップＳ５と同様にしてエンジン１８の回転変動状態を検出し、続くステップＳ１６においてステップＳ７と同様にジェネレータ２０の駆動トルクを増減させる制御を行う。これにより、図４の右側に示すように、ジェネレータ２０の回転数は、所定の位相進みを伴いエンジン１８の回転変動に同期して変化するようになり、言い換えると、モータリングされるエンジン１８の回転数がジェネレータ２０の回転数の変化に連れて変動するようになる。よって、両者を連結するスプラインにおいては歯と歯の接触が維持されるようになり、歯打ち音によるノイズの発生が抑制される。

前記図５のフローにおいてステップＳ５，Ｓ１５は、エンジン１８の回転変動状態を検出する第１工程に対応し、ステップＳ７，Ｓ１６は、その回転変動に同期してジェネレータ２０を、エンジン回転の上昇に応じて駆動トルクが減少する一方、エンジン回転の低下に応じて駆動トルクが増大するように制御する第２工程に対応している。

また、ステップＳ６は、エンジントルクが瞬間的に負の値になるか否か判定する第３工程に対応し、この実施形態では、そうしてエンジントルクが瞬間的に負の値になると判定したときにのみ、前記第２工程のジェネレータ駆動トルクの増減制御を行うようにしている。

さらに、前記フローのステップＳ９は、運転中のエンジン１８を停止させるときに燃料や点火をカットしてからクランクシャフト１８ａが回転を停止するまでの間、継続して所定以上の駆動トルクとなるようにジェネレータ２０を制御する第４工程に対応している。

前記図５のフローに示す制御手順はコントロールユニット５０によって実行されるものであり、この意味でコントロールユニット５０は、ソフトウエアプログラムの態様でもって、特許請求の範囲に記載の検出手段（ステップＳ５，Ｓ１５）と、電動機制御手段（Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１６）と、判定手段（Ｓ６）と、を構成する。

したがって、この実施形態に係るハイブリッド自動車の制御装置によると、エンジン１８のクランクシャフト１８ａにスプライン嵌合によってジェネレータ２０が連結されている場合に、エンジン１８の運転中やジェネレータ２０によるモータリングの際に、当該エンジン１８の回転変動に対応するようにジェネレータ２０の駆動トルクを増減制御することにより、スプライン嵌合部におけるノイズの発生を抑制しながら、徒な燃費増大は回避することができる。

すなわち、例えばエンジン１８の運転中は、その出力によってジェネレータ２０が回転されるようになるから、燃焼によって回転角速度が増大するときには自ずとスプラインにおける歯と歯の接触が維持されるようになる。よって、このときにはジェネレータ駆動トルクを減らすことによって、エンジンの燃費低減を図る。一方、エンジン１８の回転角速度が減少するときには歯と歯が離れやすいから、このときにはジェネレータ駆動トルクを増やすことによって、歯と歯の接触を維持するものである。

しかも、この実施形態ではエンジン１８の回転変動状態からエンジントルクが瞬間的に負値になるか否か判定し、負値になるときにのみ前記ジェネレータ駆動トルクの増減制御を行うようにしており、ノイズの発生する虞れがないときには無用な増減制御は行わないので、インバータ２４の発熱によるエネルギーロスが生じないというメリットもある。

尚、本発明に係るハイブリッド自動車の制御装置は、前記した実施形態に限定されず、その他の種々の構成をも包含する。例えば前記の実施形態では、エンジン１８のクランクシャフト１８ａにスプライン嵌合によってジェネレータ２０が連結されているが、これに限らず、例えばクランクシャフト１８ａには減速ギヤを介してジェネレータ２０が連結されていてもよい。

また、自動車１０は、前記実施形態のようなシリーズ方式のハイブリッド自動車に限らず、それ以外に例えばパラレル方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド自動車にも本発明は適用可能である。その場合に、エンジン１８のクランクシャフト１８ａにギヤ等を介して連結されるのはジェネレータ２０に限らず、車輪１２を駆動可能なモータ／ジェネレータであってもよい。

さらにまた、本発明を適用する自動車のエンジンは、前記実施形態のような往復動タイプのものに限らず、ロータリエンジンであってもよいことは言うまでもない。

以上、説明したように、本発明に係るハイブリッド自動車の制御方法等は、燃費の悪化を回避しつつエンジンの出力軸と電動機との連結部におけるノイズの発生を抑制できるので、特に乗用車に好適である。

本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車の全体構成図である。 同制御系統を示す図である。 エンジンの運転領域を２つに分けた制御マップの一例を示す図である。 エンジンの回転数及びトルクの変動と、これに対応するジェネレータ駆動トルクとの関係を示す説明図である。 主にエンジン制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ハイブリッド自動車
１８ エンジン
１８ａ クランクシャフト（出力軸）
１８ｃ 気筒
２０ ジェネレータ（電動機）
５０ コントロールユニット（検出手段、電動機制御手段、判定手段）

Claims (8)

1. 自動車のエンジンの出力軸に噛み合い機構を介して電動機が連結されている場合に、その噛み合い機構におけるノイズが小さくなるように電動機を制御する、ハイブリッド自動車の制御方法であって、
   エンジンの回転変動状態を検出する第１工程と、
   その回転変動に同期して前記電動機を、回転角速度の増大に応じて駆動負荷が減少する一方、回転角速度の減少に応じて駆動負荷が増大するように制御する第２工程と、
   を有することを特徴とするハイブリッド自動車の制御方法。
2. 電動機は、エンジンにより駆動されて発電作動するジェネレータであり、
   第２工程では、前記ジェネレータの発電量が多いときほど、その駆動負荷の変化幅を小さくする、請求項１記載のハイブリッド自動車の制御方法。
3. エンジンの運転中にその出力トルクが瞬間的に負値になるか否か判定する第３工程を有し、
   その第３工程においてエンジン出力トルクが瞬間的に負値になると判定したときにのみ第２工程を行う、請求項１又は２のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御方法。
4. 運転中のエンジンを停止させるときに燃料供給の停止から出力軸が回転を停止するまでの間、継続して所定以上の駆動負荷となるように電動機を制御する第４工程を、さらに有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車の制御方法。
5. 自動車のエンジンの出力軸に噛み合い機構を介して電動機が連結され、その噛み合い機構におけるノイズが小さくなるように電動機を制御するようにした、ハイブリッド自動車の制御装置であって、
   エンジンの回転変動状態を検出する検出手段と、
   その回転変動に同期して前記電動機を、回転角速度の増大に応じて駆動負荷が減少する一方、回転角速度の減少に応じて駆動負荷が増大するように制御する電動機制御手段と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
6. 電動機は、エンジンにより駆動されて発電作動するジェネレータであり、
   電動機制御手段は、前記ジェネレータをその発電量が多いときほど、駆動負荷の変化幅が小さくなるように制御するものである、請求項５記載のハイブリッド自動車の制御装置。
7. エンジンの運転中にその出力トルクが瞬間的に負値になるか否か判定する判定手段をさらに備え、
   電動機制御手段は、前記判定手段によってエンジン出力トルクが瞬間的に負値になると判定されたときにのみ、電動機の駆動負荷を増減させる制御を行うものである、請求項５又は６のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
8. 電動機制御手段は、運転中のエンジンが停止するときには燃料供給の停止から出力軸が回転を停止するまでの間、継続して所定以上の駆動負荷となるように電動機を制御するものである、請求項５〜７のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車の制御装置。

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