JP2010274876A - ハイブリッド車両の振動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制振機能の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の振動制御装置を提供する。
【解決手段】振動制御装置１０は、エンジン２０と駆動輪２７が接続される車両駆動軸２６との間に設けられたモータジェネレータ２２と、エンジン２０とモータジェネレータ２２との間の締結及び開放を行う第１クラッチ２１と、モータジェネレータ２２と車両駆動軸２６との間の締結及び開放を行う第２クラッチ２３とを備えている。また、振動制御装置１０は、エンジン２０の停止過程において第１クラッチ２１を開放状態とすると共に、第２クラッチ２３を部分的に締結状態とし、且つ、エンジン２０の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から回転速度変動を算出し、所定回転速度に回転速度変動を加算して、モータジェネレータ２２を運転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の振動制御装置に関する。

従来、内燃機関とモータを組み合わせて車両を駆動するハイブリッド自動車においては、燃費向上のために、車両停止時に内燃機関を一時的に停止し、発進とともにモータにより内燃機関を始動するアイドルストップが行われる。また走行中においても、比較的低負荷走行時等に内燃機関を停止し、モータのみにより走行するＥＶ走行が行われる。この内燃機関始動時及び停止時には、内燃機関から吸入空気の圧縮・膨張に伴うトルク変動が発生するため、それが駆動系やエンジンマウント系の共振を励起して、大きな振動が発生する。

そこで、内燃機関停止時に内燃機関の回転数に基づいて内燃機関のトルク変動を算出し、それと逆位相のトルク変動をモータから発生させることにより、内燃機関のトルク変動を打ち消し、エンジン振動を低減するハイブリッド車両の振動制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−３０５８０７号公報

従来の振動制御装置では、内燃機関のトルク変動を打ち消すトルクをモータから発生させる制振制御を行うため、エンジン振動は低減する。しかし、エンジン振動を打ち消すためにモータから発生したトルクは車両駆動軸へ伝達されるため、それが車体に伝達されて却って車体振動を悪化させてしまう場合がある。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、制振機能の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の振動制御装置を提供することにある。

本発明のハイブリッド車両の振動制御装置は、内燃機関と駆動輪が接続される車両駆動軸との間に設けられた電動機と、前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、両者間の締結及び開放を行う第１クラッチと、前記電動機と前記車両駆動軸との間に設けられ、両者間の締結及び開放を行う第２クラッチと、を備えたハイブリッド車両の振動制御装置であって、前記内燃機関の停止過程において前記第１クラッチを開放状態とする第１クラッチ制御手段と、前記内燃機関の停止過程において前記第２クラッチを部分的に締結状態とする第２クラッチ制御手段と、前記内燃機関の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から回転速度変動を算出し、所定回転速度に前記回転速度変動を加算して、前記電動機を運転させる電動機制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば内燃機関の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から回転速度変動を算出し、所定回転速度に回転速度変動を加算して、電動機を運転させるため、内燃機関停止過程における振動を抑制することができる。さらに、内燃機関
の停止過程において第２クラッチを部分的に締結状態とするため、内燃機関停止過程における振動を抑制するために電動機において発生させた振動成分が車両駆動軸に伝達され難くなり、車体にも伝達され難くなる。従って、制振機能の向上を図ることができる。

本実施形態に係る振動制御装置を搭載したハイブリッド車両を模式的に示す構成図である。 本実施形態に係る振動制御装置の基本動作を示すタイミングチャートである。 定速走行においてエンジンを停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。 減速時においてエンジンを停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。 変速比に応じたモータジェネレータの最大トルク等を示すグラフである。 第２実施形態において定速走行においてエンジンを停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。 変速比に応じたモータジェネレータの最大トルク等を示す第２のグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る振動制御装置を搭載したハイブリッド車両を模式的に示す構成図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、ディーゼルエンジンとモータジェネレータとの２種類の動力源で車輪を駆動することにより、低燃費化を実現したものである。

ハイブリッド車両１は、エンジン（内燃機関）２０、第１クラッチ２１、モータジェネレータ（電動機）２２、第２クラッチ２３、変速機（変速機構）２４、デファレンシャルギア２５、車両駆動軸２６、車輪２７、及びエンジンマウント２８を備えている。

エンジン２０は、６気筒４サイクルエンジンからなっている。第１クラッチ２１は、エンジン２０の出力軸に連結されている。第１クラッチ２１の出力軸はモータジェネレータ２２のロータ入力軸に接続されている。このため、第１クラッチ２１は、エンジン２０とモータジェネレータ２２との締結及び開放を行うものとして機能する。

モータジェネレータ２２は、エンジン２０と車両駆動軸２６との間に設けられ、エンジン２０の動力補助、発電、減速時の回生、及びエンジン始動を行うものである。また、モータジェネレータ２２のロータの出力軸は第２クラッチ２３の入力軸に連結されている。第２クラッチ２３の出力軸は変速機２４の入力軸に接続されている。このため、第２クラッチ２３は、モータジェネレータ２２と車両駆動軸２６との締結及び開放を行うものとして機能する。

変速機２４は、５つの変速比を選択可能な５速自動変速機であって、変速機２４の出力軸はデファレンシャルギア２５を介して車両駆動軸２６に連結される。車両駆動軸２６には車輪２７が接続されている。また、エンジン２０、モータジェネレータ２２、及び変速機２４が結合されたパワープラントは、エンジンマウント２８を介して車体に弾性支持されている。

さらに、ハイブリッド車両１は、制振制御装置１０と、バッテリ２９と、インジェクタ３０とを備えている。また、制振制御装置１０は、第１クラッチ制御装置（第１クラッチ制御手段）１１と、第２クラッチ制御装置（第２クラッチ制御手段）１２と、インバータ１３と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１４と、各種センサ１５とを備えている。

第１クラッチ制御装置１１は、第１クラッチ２１の結合及び分離を制御するものである。特に第１クラッチ制御装置１１は、エンジン２０の停止過程において第１クラッチ２１を開放状態とする。これにより、停止により駆動力及び制御力を発生させ得ないエンジン２０と車両駆動軸２６側との接続関係を遮断する。

また、第２クラッチ制御装置１２は、第２クラッチ２３の結合及び分離を制御するものである。特に本実施形態において第２クラッチ制御装置１２は、エンジン２０の停止過程において第２クラッチ２３を部分的な締結状態とする。これにより、エンジン２０の停止過程における振動を抑制することとしている。詳細については後述する。

インバータ１３は、モータジェネレータ２２の三相コイルに対して要求トルクを得るための駆動電流を出力するものである。また、インバータ１３は、回生時に得られる電力をバッテリ２９に供給して充電を行わせるものでもある。

ＥＣＵ１４は、車両制御の中枢をなす制御装置であって、エンジン２０、クラッチ制御装置１１，１２、及びインバータ１３を総合的に制御する。また、各種センサ１５は、エンジン２０のクランク角θを検出するクランク角センサ（クランク角検出手段）１５ａ、エンジン２０の回転数を検出する回転数センサ（回転数検出手段）１５ｂ、運転者によるアクセルペダル操作量を検出するためのアクセルセンサ１５ｃ、及び、ブレーキペダル操作量を検出するためのブレーキセンサ１５ｄからなっている。これらセンサ１５は、各種の検出信号を随時ＥＣＵ１４に送信するようになっている。なお、アクセルセンサ１５ｃとブレーキセンサ１５ｄはそれぞれのペダル操作の有無を検出するためのアクセルスイッチ及びブレーキスイッチを内蔵している。

ＥＣＵ１４は上記各センサ１５の検出信号を基に、エンジン２０に対して燃料噴射を行うインジェクタ３０へ燃料噴射量制御信号を出力する。また、ＥＣＵ１４は、インバータ１３に対して、モータジェネレータ２２の出力トルクを制御するための界磁電流制御信号を出力する。

また、本実施形態においてＥＣＵ１４は、エンジン２０の停止過程における振動を抑制するために、電動機制御機能を有している。４サイクルエンジンでは停止時のようなモータリング時（非燃焼時）においても、その回転とともに空気を圧縮・膨張させることにより、気筒内の圧力が上下する。そして、そのクランク角におけるクランク・コンロッドの幾何的形状により、気筒内圧力がトルクに変換されてトルク変動が起き、それが振動系に対する加振力となる。

エンジン振動はトルク変動の反力がエンジン本体に入力されることにより発生するため、本実施形態のようにエンジン２０とモータジェネレータ２２とを第１クラッチ２１で切り離して停止したり、第１クラッチ２１を部分締結して始動したりする場合でも、モータジェネレータ２２からそのトルク変動と逆相のトルク変動を発生することにより、そのトルク変動反力もエンジン本体に入力され、エンジントルク変動反力を打ち消すことができ、エンジン振動を低減することが可能となる。

このため、ＥＣＵ１４の電動機制御機能は、エンジン２０の停止過程において、エンジン２０の停止過程におけるエンジン２０のトルク変動に負の所定係数（−１以下の数（絶
対値は１以上の数））を乗じる。これにより、モータジェネレータ２２によって発生させるべきトルク変動を算出する。そして、電動機制御機能は、このトルク変動が得られるように、モータジェネレータ２２の回転速度の変動分（回転速度変動）を求める。次いで、この回転速度変動を所定回転速度に加算してモータジェネレータ２２を運転させる。以上により、電動機制御機能は、エンジン２０の停止過程における振動を抑制する。

しかし、上記の回転速度変動は、第２クラッチ２３を介して車両駆動軸２６に伝達され、これが振動の原因となってしまう。そこで、本実施形態において第２クラッチ制御装置１２は、エンジン２０の停止過程において第２クラッチ２３を部分的な締結状態とし、振動が車両駆動軸２６に伝達され難いようにする。

以上により、電動機制御機能は、エンジン停止過程における振動を抑制しつつ、その振動を抑制するためにモータジェネレータ２２にて発生させるトルク変動についても車両駆動軸２６に伝わり難くして、全体として制振機能を向上させている。

次に、本実施形態に係る振動制御装置１０の動作を説明する。図２は、本実施形態に係る振動制御装置１０の基本動作を示すタイミングチャートである。エンジン２０には、エンジン回転軸回りにエンジン２０本体が回転振動するロール共振が存在する。特に、エンジン２０は、トルク変動の（気筒数／２）次で表される回転基本次数成分（６気筒の場合は回転３次）がロール共振周波数と略一致すると、大きな振動を発生してしまう。そして、振動は、エンジンマウント２８を介して車体に伝達され、大きな車体振動を引き起こす。通常、このロール共振周波数を、エンジン２０の常用運転領域から外すため、アイドル回転数の回転基本次数以下の周波数となるようにエンジンマウント２８のばね定数が設定されている。しかし、エンジン始動時やエンジン停止時においては、回転基本次数成分がこれらの共振周波数を通過するため、共振が励起される。

図２に示すように、まず、時刻ｔ１においてブレーキペダルが開放されると、ブレーキスイッチがオフとなり、ブレーキセンサ１５ｄはその旨の信号をＥＣＵ１４に出力する。ＥＣＵ１４は、これに伴い、第１クラッチ制御装置１１を制御して第１クラッチ２１を締結させると共に（図２（ｆ）参照）、モータジェネレータ２２にトルク指令値を与え（図２（ｅ）参照）、モータジェネレータ２２を回転駆動させる（図２（ｃ）参照）。これにより、エンジン２０は始動していないものの、第１クラッチ２１を介して接続されるため、エンジン２０についても回転駆動することとなる（図２（ｃ）参照）。そして、エンジン２０及びモータジェネレータ２２の回転数が上昇する（図２（ｂ）（ｃ）参照）。次いで、回転数が特定値（本実施形態では１０００ｒｐｍ）に達すると、インジェクタ３０から燃料噴射が開始され、エンジンはアイドル運転を行う（図２（ｄ）参照）。なお、この段階において第２クラッチ２３は締結しておらず（図２（ｇ）参照）、車速は０ｋｍである（図２（ａ）参照）。

次に、時刻ｔ２においてアクセルペダルが踏み込まれたとすると、アクセルセンサ１５ｃは、その旨の信号を出力すると共にアクセル操作量の信号についてもＥＣＵ１４に出力する。これにより、ＥＣＵ１４は、エンジン２０及びモータジェネレータ２２に対するトルク指令値を演算し、そのトルク指令値に応じたエンジントルク信号及びモータトルク信号を出力する発生する（図２（ｄ）（ｅ）参照）。また、第２クラッチ制御装置１２は、第２クラッチ２３の部分締結を経て完全締結とし（図２（ｇ）参照）、車両１を駆動させる（図２（ａ）参照）。そして、車速は次第に上昇していく（図２（ａ）参照）。なお、時刻ｔ２〜ｔ３の期間では、エンジン２０とモータジェネレータ２２との双方により車両１が加速される。

次いで、時刻ｔ３においてアクセルペダルの操作量が一定とされたとする。すなわち、
運転者が車両１を定速走行させようとしているとする。この場合、加速を要しないため、ＥＣＵ１４は、アクセルセンサ１５ｃからの信号に基づいて、エンジントルク及びモータジェネレータトルクを低下させる（図２（ｄ）（ｅ）参照）。そして、ＥＣＵ１４は、エンジン２０及びモータジェネレータ２２の回転数を一定に保つ（図２（ｂ）（ｃ）参照）。

そして、定速走行が一定時間経過した時刻ｔ４に達したとする。この場合、ＥＣＵ１４は定速走行に入ったと判断し、エンジン２０への燃料噴射を停止する。これにより、エンジントルクはゼロになると共に（図２（ｄ）参照）、エンジン回転数は低下し始め、最終的にゼロとなる（図２（ｂ）参照）。

また、時刻ｔ４直後のエンジン２０の停止過程において、第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ１１を開放する（図２（ｆ）参照）。このとき、ＥＣＵ１４は、エンジントルク変動をキャンセルするトルクを、モータジェネレータ２２から発生させる。すなわち制振制御を実施する（図２（ｅ）参照）。実施の過程において第２クラッチ制御装置１２は第２クラッチ２３を部分締結とし（図２（ｇ）参照）、振動が車両駆動軸２６に伝達されにくいようにする。

そして、時刻ｔ５において再度アクセルが踏み込まれると、加速のためにＥＣＵ１４はモータジェネレータ２２のトルクを増大させる（図２（ｅ）参照）。また、第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ２１を部分締結にし（図２（ｆ）参照）、第１クラッチ２１の部分締結による滑りトルクによってエンジン回転数を上昇させる（図２（ｂ）参照）。そして、エンジン２０が目標の回転数に達すると、第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ２１を完全締結し（図２（ｆ）参照）、ＥＣＵ１４は、インジェクタ３０から燃料噴射を開始させると共に、エンジントルクを上昇させる（図２（ｄ）参照）。

次いで、時刻ｔ６でアクセルスイッチがオフになり、ブレーキが踏まれたとする。これにより、ＥＣＵ１４は、燃料噴射を停止すると共に、モータジェネレータ２２から回生トルクを発生する（図２（ｅ）参照）。そして、車両１を減速すると共に（図２（ｂ）参照）、その減速エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリ２９に充電する。

次に、ブレーキが踏まれてから特定の時間が経過した時刻ｔ７となったとする。この場合、第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ２１を開放し（図２（ｆ）参照）、エンジン２０を停止動作させる（図２（ｂ）（ｄ）参照）。この際においても、ＥＣＵ１４は、エンジントルク変動をキャンセルするトルクを、モータジェネレータ２２から発生させる制振制御を実施する（図２（ｅ）参照）。この際、同様に第２クラッチ制御装置１２は第２クラッチ２３を部分締結とし（図２（ｇ）参照）、振動が車両駆動軸２６に伝達されにくいようにする。そして、時刻ｔ８で車両１が停止する。

次に、図２の時刻ｔ４，ｔ７において実施される制振制御について詳細に説明する。４サイクルエンジンでは停止時のようなモータリング時（非燃焼時）においても、その回転とともに空気を圧縮・膨張させることにより、気筒内の圧力が上下する。そして、そのクランク角におけるクランク・コンロッドの幾何的形状により、気筒内圧力がトルクに変換されてトルク変動が起き、それが振動系に対する加振力となる。

エンジン振動はトルク変動の反力がエンジン本体に入力されることにより発生するため、本実施形態のようにエンジン回転軸とモータジェネレータ２２とを第１クラッチ２１で切り離して停止したり、第１クラッチ２１を部分締結して始動したりする場合でも、モータジェネレータ２２からそのトルク変動と逆相のトルク変動を発生することにより、そのトルク変動反力もエンジン本体に入力され、エンジントルク変動反力を打ち消すことがで
き、エンジン振動を低減することが可能となる。

しかし、車両駆動軸２６に関しては、第２クラッチ２２が締結状態であると、モータジェネレータ２２から発生するトルク変動がそのまま車両駆動軸２６に出力されてしまう。そのため、図２に示したように、制振制御を行う際は第２クラッチ２３の締結力を制御することにより部分締結状態とし、滑りトルクだけを車両駆動軸２６に伝達させることにより、トルク変動が車両駆動軸２６に伝達されることを防止している。

図３は、定速走行においてエンジン２０を停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。

図３（ａ）に示すように、第１クラッチ２１と第２クラッチ２３とが締結状態であり、エンジン２０、モータジェネレータ２２及び変速機２４の入力側の回転速度が１５００ｒｐｍで安定しているとする。すなわち、車両１は、回転速度１５００ｒｐｍに応じた定速走行している。

その後、定速走行が一定時間経過した時刻ｔ４１に達したとする。時刻ｔ４１においてＥＣＵ１４は、第２クラッチ２３を部分締結状態として滑らせながら、モータジェネレータ２２の回転速度を１６８８ｒｐｍに設定する（図３（ａ）参照）。そして、振動制御装置１０は、部分締結の締結力を制御しながら、変速機２４の入力側の回転速度を時刻ｔ４１以前と同様に１５００ｒｐｍに保つ。

ここで、モータジェネレータ２２の回転速度を１６８８ｒｐｍに設定する理由は以下の通りである。まず、上記したように、エンジン２０のトルク変動を打ち消すためには、このトルク変動に相当するトルクをモータジェネレータ２２において発生させることとなる。このため、モータジェネレータ２２の回転速度は揺らぎを示すこととなる。この揺らぎによって、モータジェネレータ２２の回転速度が１５００ｒｐｍを下回ってしまうと、変速機２４の入力側に与えるトルクは逆方向となってしまい、却って振動を増加させる原因となりかねない。すなわち、図３に示す例は定速走行時の例であるため、正方向のトルクを発生させなければならず、モータジェネレータ２２の回転速度は揺らぎの最大値を考慮しても１５００ｒｐｍを下回らないようにしなければならない。

ここで、エンジン２０の平均回転速度は、

であるから、

なる演算式によって求めることができる。

そして、これに対応する回転速度の揺らぎの最大値、すなわち回転速度変動の最大値は、

なる演算式によって求めることができる。

そして、本実施形態において、Ｉ_ｅ＝０．２５ｋｇｍ^２であり、Ｉ_ｍ＝０．１８ｋｇｍ^２であり、Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｃ＝１５０Ｎｍであり、ｎ＝３とすると、エンジン２０の停止完了までの回転速度変動の最大値は、式（３）から１８８ｒｐｍ（第１所定値の一例）となる。

以上により、ＥＣＵ１４は、第２クラッチ２３を部分締結状態として滑らせながら、モータジェネレータ２２の回転速度を１６８８ｒｐｍ（所定回転数の一例）に設定する。このように、ＥＣＵ１４は、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）に対する第２クラッチ２３の入力側の回転方向が、車両駆動軸２６における要求トルク方向と同一となるように制御している。

そして、上記からも明らかなように、車両駆動軸２６における要求トルクがその回転方向に対して正である場合（図２（ｅ）の時刻ｔ４参照）、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）の回転速度に対して、第１所定値を加算して所定回転数を算出する。なお、ＥＣＵ１４は、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）の回転速度に対して、第１所定値を加算しているが、これに限らず、第１所定値以上の値を加算するようにしてもよい。

その後、時刻ｔ４２において第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ２１を開放して、エンジン２０を停止動作させる（図３（ａ）参照）。また、ＥＣＵ１４は、センサ１５ａ，１５ｂからの検出信号を入力し、マップに基づいてエンジン２０のトルク変動を算出する。そして、ＥＣＵ１４は、エンジン２０のトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から、モータジェネレータ２２の回転速度変動を算出する。その後、ＥＣＵ１４は、所定回転数である１６８８ｒｐｍに回転速度変動を加算し、モータジェネレータ２２を運転させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、モータトルクは振動を示す。

また、モータトルクの振動によって、エンジン２０のロール角である振動は、小さくなっている（図３（ｃ）参照）。そして、時刻ｔ４３においてエンジン２０の回転速度が０ｒｐｍ（規定の回転速度）に達すると、０ｒｐｍに達してからの経過時間に応じて、回転速度変動をゼロに漸近させる（図３（ｂ）参照）。具体的にＥＣＵ１４は、０ｒｐｍに達してから０．２秒後に回転数変動がゼロとなるように漸近させる。

その後、時刻ｔ４４においてＥＣＵ１４は、モータジェネレータ２２の回転速度を、もとの回転速度である１５００ｒｐｍに設定し、時刻ｔ４５において第２クラッチ２３が完全締結状態となり、定速走行が継続される。

図４は、減速時においてエンジン２０を停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。

図４（ａ）に示すように、第１クラッチ２１と第２クラッチ２３とが締結状態であり、エンジン２０、モータジェネレータ２２及び変速機２４の入力側の回転速度が２０００ｒｐｍで安定しているとする。すなわち、車両１は、回転速度２０００ｒｐｍに応じた走行している。

その後、時刻ｔ７１においてＥＣＵ１４は、第２クラッチ２３を部分締結状態として滑らせながら、モータジェネレータ２２の回転速度を１６２４ｒｐｍに設定する（図４（ａ）参照）。

ここで、モータジェネレータ２２の回転速度を１６２４ｒｐｍに設定する理由は以下の通りである。まず、上記したように、エンジン２０のトルク変動を打ち消すためには、このトルク変動に相当するトルクをモータジェネレータ２２において発生させることとなる。このため、モータジェネレータ２２の回転速度は揺らぎを示すこととなる。この揺らぎによって、モータジェネレータ２２の回転速度が２０００ｒｐｍを上回ってしまうと、変速機２４の入力側に与えるトルクは逆方向となってしまい、却って振動を増加させる原因となりかねない。すなわち、図４に示す例は減速時の例であるため、負方向のトルクを発生させなければならず、モータジェネレータ２２の回転速度は揺らぎの最大値を考慮しても２０００ｒｐｍを上回らないようにしなければならない。

ここで、エンジン２０の平均回転速度は、式（２）から求めることができる。そして、これに対応する回転速度の揺らぎの最大値、すなわち回転速度変動の最大値は、式（３）から求めることができる。

本実施形態において、Ｉ_ｅ＝０．２５ｋｇｍ^２であり、Ｉ_ｍ＝０．１８ｋｇｍ^２であり、Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｃ＝１５０Ｎｍであり、ｎ＝３とすると、エンジン２０の停止完了までの回転速度変動の最大値は、式（３）から１８８ｒｐｍとなる。このため、２０００ｒｐｍから１８８ｒｐｍを減算して、モータジェネレータ２２の回転速度の１８１２ｒｐｍとすればよいようにも思える。

ところが、図４（ａ）に示すように、モータジェネレータ２２の回転速度の最大値は、エンジン２０の回転速度が０ｒｐｍとなった時刻ｔ７３以降において発生している。図３の例では、モータジェネレータ２２の回転速度が１５００ｒｐｍを下回らなければよいため、考慮する必要がない。すなわち、図３の例では時刻ｔ４３以降において発生する回転速度の最大値を考慮する必要がないが、要求トルクが負である場合には、これを考慮する必要がある。そして、このモータジェネレータ２２の回転速度の最大値が訪れる時間は、
要求トルクが正である場合の最大２倍になり得る。このため、周波数が１／２となったことと等価といえ、回転速度変動の最大値は、式（３）の２倍となる。

このように、要求トルクが負である場合には、停止完了までに生じる回転速度変動の最大値の２倍を減算する必要がある。

よって、ＥＣＵ１４は、式（３）において演算された値を２倍し、３７６ｒｐｍという値（第２所定値の一例）を算出する。そして、ＥＣＵ１４は、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）の回転速度から、３７６ｒｐｍを減算して、モータジェネレータ２２の回転速度を１６２４ｒｐｍ（所定回転数の一例）に設定する。

このようにして、ＥＣＵ１４は、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）に対する第２クラッチ２３の入力側の回転方向が、車両駆動軸２６における要求トルク方向と同一となるように制御している。

また、上記からも明らかなように、車両駆動軸２６における要求トルクがその回転方向に対して負である場合（図２（ｅ）の時刻ｔ７参照）、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）の回転速度に対して、第２所定値を減算して所定回転数を算出する。なお、ＥＣＵ１４は、変速機２４の入力側（すなわち第２クラッチ２３の出力側）の回転速度に対して、第２所定値を減算しているが、これに限らず、第２所定値以上の値を減算するようにしてもよい。

その後、時刻ｔ７２において第１クラッチ制御装置１１は第１クラッチ２１を開放して、エンジン２０を停止動作させる（図４（ａ）参照）。また、ＥＣＵ１４は、センサ１５ａ，１５ｂからの検出信号を入力し、マップに基づいてエンジン２０のトルク変動を算出する。そして、ＥＣＵ１４は、エンジン２０のトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から、モータジェネレータ２２の回転速度変動を算出する。その後、ＥＣＵ１４は、所定回転数である１６２４ｒｐｍに回転速度変動を加算し、モータジェネレータ２２を運転させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、モータトルクは振動を示す。

また、モータトルクの振動によって、エンジン２０のロール角である振動は、小さくなっている（図４（ｃ）参照）。そして、時刻ｔ７３においてエンジン２０の回転速度が０ｒｐｍ（規定の回転速度）に達すると、０ｒｐｍに達してからの経過時間に応じて、回転速度変動をゼロに漸近させる（図４（ｂ）参照）。具体的にＥＣＵ１４は、０ｒｐｍに達してから０．２秒後に回転数変動がゼロとなるように漸近させる。

その後、時刻ｔ７４においてＥＣＵ１４は、モータジェネレータ２２の回転速度を、もとの回転速度である２０００ｒｐｍに設定し、時刻ｔ７５において第２クラッチ２３が完全締結状態となり、要求回生トルクをモータジェネレータ２２で吸収することにより、減速回生を行う。

このようにして、第１実施形態に係る振動制御装置１０によれば、エンジン２０の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から回転速度変動を算出し、所定回転速度に回転速度変動を加算して、モータジェネレータ２２を運転させるため、エンジン２０の停止過程における振動を抑制することができる。さらに、エンジン２０の停止過程において第２クラッチ２３を部分的に締結状態とするため、エンジン２０の停止過程における振動を抑制するためにモータジェネレータ２２において発生させた振動成分が車両駆動軸２６に伝達され難くなり、車体にも伝達され難くなる。従って、制振機能の向上を図ることができる。

また、第２クラッチ２３の出力側に対する第２クラッチ２３の入力側の回転方向が、車両駆動軸２６における要求トルクの方向と同一となるように、所定回転数を設定する。このため、要求トルクが正であるにも拘わらず、モータジェネレータ２２側からの回転速度が小さくトルク方向が負になってしまい振動が発生することが防止される。

また、車両駆動軸２６における要求トルクがその回転方向に対して正である場合、第２クラッチ２３の出力側の回転速度に対して第１所定値以上を加算して、所定回転速度を求めると共に、第１所定値を、エンジン２０の停止完了までに生じる回転速度変動の最大値とする。このため、第２クラッチ２３の入力側の回転速度は第２クラッチ２３の出力側の回転速度未満となることがなく、第２クラッチ２３の入力側と出力側とにおいてトルク方向が逆とならず、常時正のトルクを発生させることができる。

また、第２クラッチ２３の出力側の回転速度に対して第１所定値を加算して、所定回転速度を求めるため、第２クラッチ２３の入力側と出力側との回転速度差を小さくしつつも、常時正のトルクを発生させることができる。特に、回転速度差が小さくなるため、効率悪化を抑えることができる。

また、車両駆動軸２６における要求トルクがその回転方向に対して負である場合、第２クラッチ２３の出力側の回転速度に対して第２所定値以上を減算して、所定回転速度を求めると共に、第２所定値を、エンジン２０の停止完了までに生じる回転速度変動の最大値とする。このため、第２クラッチ２３の入力側の回転速度は第２クラッチ２３の出力側の回転速度を超えず、第２クラッチ２３の入力側と出力側とにおいてトルク方向が逆とならず、常時負のトルクを発生させることができる。

また、第２クラッチ２３の出力側の回転速度に対して第２所定値を減算して、所定回転速度を求めるため、第２クラッチ２３の入力側と出力側との回転速度差を小さくしつつも、常時負のトルクを発生させることができる。特に、回転速度差が小さくなるため、効率悪化を抑えることができる。

また、エンジン２０の回転速度が規定の回転速度未満となった場合、例えばエンジン２０の極低回転時において回転速度変動の算出誤差により却って振動が悪化してしまう事態を防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る制振制御装置１０は、第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においてＥＣＵ１４は、エンジン２０の振動を低減するにあたり、変速機２４の変速比を変更するようにしている。変速比を変更する理由を説明する。図５は、変速比に応じたモータジェネレータ２２の最大トルク等を示すグラフである。

図５に示すように、モータジェネレータ２２には、最大トルクというものが存在する。具体的に回転速度が約２０００ｒｐｍ弱までの最大トルクは３００Ｎｍである。また、最大トルクは、回転速度が約２０００ｒｐｍ弱を超えると、その超え量にあわせて徐々に低下する傾向にある。

一方、車両１には車両１を前進させるための要求トルクというものが存在する。具体的に変速機２４が５速に設定されている場合、要求トルクは約１６０Ｎｍとなる。また、４速、３速、２速及び１速の場合の要求トルクは、それぞれ約１３０Ｎｍ、９０Ｎｍ、６０Ｎｍ及び４０Ｎｍとなる。

さらに、本実施形態に係る振動制御装置１０は、エンジン２０の停止時における振動を低減するために、モータジェネレータ２２において回転速度変動を発生させる。このため、この回転速度変動分のトルクが必要となってしまう。この回転速度変動分のトルクＴ_ｃは、約１５０Ｎｍである。よって、変速機２４が５速に設定されている場合、要求トルク＋回転速度変動分のトルクＴ_ｃは、３１０Ｎｍとなってしまい、最大トルクの３００Ｎｍを超えてしまう。このことから、変速機２４が５速に設定されている場合、回転速度変動分のトルクＴ_ｃは１４０Ｎｍ分しかなく、充分に振動を抑制できなくなってしまう。

以上の理由から、第２実施形態においてＥＣＵ１４は、要求トルク＋回転速度変動分のトルクＴ_ｃがモータジェネレータ２２の最大トルク以上となる場合、最大トルク未満となる変速比に変更するようにしている。例えば、図５に示す例の場合、変速機２４が４速に設定されているとすると、要求トルク＋回転速度変動分のトルクＴ_ｃは、最大トルクである３００Ｎｍ未満となっている。よって、変速機２４が５速に設定されている場合、ＥＣＵ１４は、４速に変更して、充分な振動抑制効果を得ようとする。

なお、図５に示す例の場合、変速機２４が３速に設定されている場合であっても、要求トルク＋回転速度変動分のトルクＴ_ｃがモータジェネレータ２２の最大トルク未満となる。よって、変速機２４が５速に設定されている場合、ＥＣＵ１４は、３速に変更しても４速に変更してもよいが、望ましくは４速に変更する。４速である方がモータジェネレータ２２の回転速度が小さく、効率悪化を抑えることができるからである。

なお、図５に示す右矢印は、図３を参照して説明した第１所定値である。すなわち、回転速度変動によって第２クラッチ２３の出力側の回転数を下回らないように加算される回転速度を示している。

図６は、第２実施形態において定速走行においてエンジン２０を停止する場合における詳細を示すグラフであって、（ａ）は各種回転速度を示し、（ｂ）はモータトルクを示し、（ｃ）は振動を示すエンジンロール角を示している。

図６（ａ）に示すように、第１クラッチ２１と第２クラッチ２３とが締結状態であり、エンジン２０、モータジェネレータ２２及び変速機２４の入力側の回転速度が１２００ｒｐｍで安定しているとする。すなわち、車両１は、変速機２４が５速に設定され、回転速度１２００ｒｐｍに応じた定速走行している。

その後、定速走行が一定時間経過した時刻ｔ４１’に達したとする。ＥＣＵ１４は、変速機２４を５速から４速に変更する。これは、上記したように、５速では回転速度変動分のトルクを得ることができないからである。

時刻ｔ４２’以降については、図３に示した例と同様である。

なお、図５及び図６では、変速比を変更することにより、回転速度変動分のトルクが得られる場合を説明した。しかし、変速比を変更しても回転速度変動分のトルクが得られない場合がある。

図７は、変速比に応じたモータジェネレータ２２の最大トルク等を示す第２のグラフである。図７に示すように、車両１の要求トルクが大きくなった場合、すべての変速比において回転速度変動分のトルクＴ_ｃを加算すると、必要となるトルクは最大トルクを超えてしまう。

このような場合、ＥＣＵ１４は、最大トルクを超える超え率が最も小さい変速比に変更する。具体的にＥＣＵ１４は、

なる演算式においてβが最大となる変速比に変更する。

より具体的には図７の領域ａに示すように、モータジェネレータ２２の最大トルクが一定となる領域において、βは、

なる演算式によって表わすことができる。

一方、図７の領域ｂに示すように、モータジェネレータ２２の最大出力が一定となる領域において、βは、

なる演算式によって表わすことができる。

従って、図７に示す例の場合、ＥＣＵ１４は５速及び４速については式（５）からβを
算出し、３速から１速については式（６）及び式（７）からβを算出する。そして、ＥＣＵ１４は最もβの値が大きい変速比を選択することとなる。

このようにして、第２実施形態に係る振動制御装置１０によれば、第１実施形態と同様に、制振機能の向上を図ることができる。

さらに、第２実施形態によれば、エンジン２０の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動と、車両駆動軸２６における要求トルクとを加算し、加算した値がモータジェネレータ２２の最大トルク以上となる場合、加算した値がモータジェネレータ２２の最大トルク未満となる変速比に変更する。このため、エンジン２０の振動を打ち消すためのトルク変動が不十分となることを防止することができる。さらに、モータジェネレータ２２の回転速度が最小となる変速比に変更するため、効率悪化を抑えることもできる。

また、加算した値がモータジェネレータ２２の最大トルク以上となる場合で、加算した値がモータジェネレータ２２の最大トルク未満となる変速比が存在しないとき、最大トルクを超える超え率が最も小さい変速比に変更する。このため、限られたトルクの中で最大限に振動を抑えることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせるようにしてもよい。

１…ハイブリッド車両
１０…制振制御装置
１１…第１クラッチ制御装置（第１クラッチ制御手段）
１２…第２クラッチ制御装置（第２クラッチ制御手段）
１３…インバータ
１４…ＥＣＵ（電動機制御手段）
１５…センサ
１５ａ…クランク角センサ
１５ｂ…回転数センサ
１５ｃ…アクセルセンサ
１５ｄ…ブレーキセンサ
２０…エンジン（内燃機関）
２１…第１クラッチ
２２…モータジェネレータ（電動機）
２３…第２クラッチ
２４…変速機
２５…デファレンシャルギア
２６…車両駆動軸
２７…車輪
２８…エンジンマウント
２９…バッテリ
３０…インジェクタ

Claims (9)

1. 内燃機関と駆動輪が接続される車両駆動軸との間に設けられた電動機と、
   前記内燃機関と前記電動機との間に設けられ、両者間の締結及び開放を行う第１クラッチと、
   前記電動機と前記車両駆動軸との間に設けられ、両者間の締結及び開放を行う第２クラッチと、を備えたハイブリッド車両の振動制御装置であって、
   前記内燃機関の停止過程において前記第１クラッチを開放状態とする第１クラッチ制御手段と、
   前記内燃機関の停止過程において前記第２クラッチを部分的に締結状態とする第２クラッチ制御手段と、
   前記内燃機関の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動から回転速度変動を算出し、所定回転速度に前記回転速度変動を加算して、前記電動機を運転させ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車両の振動制御装置。
2. 前記電動機制御手段は、前記第２クラッチの出力側に対する前記第２クラッチの入力側の回転方向が、前記車両駆動軸における要求トルクの方向と同一となるように、前記所定回転数を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
3. 前記電動機制御手段は、前記車両駆動軸における要求トルクがその回転方向に対して正である場合、前記第２クラッチの出力側の回転速度に対して第１所定値以上を加算して、前記所定回転速度を求めると共に、前記第１所定値を、内燃機関の停止完了までに生じる前記回転速度変動の最大値とする
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
4. 前記電動機制御手段は、前記第２クラッチの出力側の回転速度に対して第１所定値を加算して、前記所定回転速度を求める
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
5. 前記電動機制御手段は、前記車両駆動軸における要求トルクがその回転方向に対して負である場合、前記第２クラッチの出力側の回転速度に対して第２所定値以上を減算して、前記所定回転速度を求めると共に、前記第２所定値を、内燃機関の停止完了までに生じる前記回転速度変動の最大値の２倍とする
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
6. 前記電動機制御手段は、前記第２クラッチの出力側の回転速度に対して第２所定値を減算して、前記所定回転速度を求める
   ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
7. 前記第２クラッチと前記車両駆動軸との間に設けられ、複数の変速比を選択可能な変速機構をさらに備え、
   前記電動機制御手段は、前記内燃機関の停止過程におけるトルク変動に負の所定係数を乗じたトルク変動と、前記車両駆動軸における要求トルクとを加算し、加算した値が前記電動機の最大トルク以上となる場合、前記加算した値が前記電動機の最大トルク未満となり、且つ、電動機の回転速度が最小となる変速比に変更する
   ことを特徴とする請求項４又は請求項６のいずれかに記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
8. 前記電動機制御手段は、加算した値が前記電動機の最大トルク以上となる場合で、前記加算した値が前記電動機の最大トルク未満となる変速比が存在しないとき、最大トルクを超える超え率が最も小さい変速比に変更する
   ことを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。
9. 前記電動機制御手段は、前記内燃機関の回転速度が規定の回転速度未満となった場合、規定の回転速度未満となってからの経過時間に従って、前記回転速度変動をゼロに漸近させる
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の振動制御装置。

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