JP2014004928A - 車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップとモータジェネレータによるアシストとを両立させる車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン（２）と、モータジェネレータ（２１）と、バッテリ（４１）とを備える車両（１）において、バッテリ（４１）の充放電積算量が第１の許可閾値以上である場合に、アイドルストップ制御部の動作を許可し、バッテリ（４１）の充放電積算量が、第１の許可閾値よりも大きい第２の許可閾値以上である場合に、トルクアシスト制御部の動作を許可する。
【選択図】図１

Description

この発明は車両の駆動装置に関する。

エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクプーリとモータジェネレータに設けたモータジェネレータプーリとにベルトを巻き掛けてエンジンの始動を行う車両の駆動装置がある。このモータジェネレータは、オルタネータ機能（ジェネレータ機能）に加えて、エンジン始動のためのモータ機能を有する（特許文献１参照）。

特許４４５１４６８号公報

近年、燃費向上の観点から、車両停車中にエンジンを停止するアイドルストップ技術が普及している。

そこで、さらなる燃費向上の観点から、モータジェネレータの駆動を、エンジンの始動のみでなく、エンジンの駆動力をアシストするように動作させて、燃料消費量を削減する技術が開発されている。

エンジンの駆動力をアシストするためにモータジェネレータを駆動するときは、バッテリの電力が使用される。また、アイドルストップを終了してエンジンを始動するときにもモータジェネレータを駆動するので、バッテリの電力が使用される。

一方、バッテリに蓄えられる電力の量には上限があるため、アイドルストップとエンジン駆動力のアシストとを無制限に実行ことはできない。そのため、アイドルストップとエンジンのアシストとの両立が考慮されなければエンジンのアシストによりバッテリの電力が不足した場合に、アイドルストップが実行できず、燃費性能が向上しないという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンのアイドルストップと、モータジェネレータによるエンジン駆動力のアシストとを両立させて、燃費性能を向上できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両を走行させるエンジンと、エンジンの出力軸に連結されたモータジェネレータと、モータジェネレータに電力を供給し、モータジェネレータにより発電された電力を充電するバッテリと、エンジンの動作及びモータジェネレータの動作を制御する制御装置と、を備える車両の駆動装置に適用される。

本発明は、この車両の駆動装置において、制御装置は、車両の状態に基づきエンジンを停止させ、駆動力要求があったときにモータジェネレータを回転させてエンジンを再始動するアイドルストップ制御部と、車両の走行開始後にモータジェネレータを駆動して、エンジンの駆動力をアシストするトルクアシスト制御部と、バッテリの充放電積算量を算出する充放電積算量算出部と、を備える。そして、バッテリの充放電積算量が第１の許可閾値以上である場合にアイドルストップ制御部の動作を許可し、バッテリの充放電積算量が第１の許可閾値よりも大きい第２の許可閾値以上である場合にトルクアシスト制御部の動作を許可することを特徴とする。

本発明によれば、バッテリの充放電積算量に基づいてアイドルストップとトルクアシストの実行とが制御される。すなわち、モータジェネレータによるトルクアシストを実行する第２の許可閾値を、エンジンを停止するアイドルストップを実行する第１の許可閾値よりも大きく設定する。これにより、容量に上限があるバッテリを用いて、燃費向上効果が大きいアイドルストップ優先して実行することができるので、アイドルストップとトルクアシストの実行を両立させつつ、燃費性能を向上することができる。

本発明の実施形態の車両の駆動装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態のエンジンの制御システム図である。 本発明の実施形態のエンジン再始動のタイミングチャートである。 本発明の実施形態のトルクアシスト制御のフローチャートである。 本発明の実施形態のメインバッテリの電圧及びＳＯＣのタイムチャートである。 本発明の実施形態のアイドルストップ許可のフローチャートである。 本発明の実施形態のトルクアシスト許可のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の車両１の駆動装置の構成を示す説明図である。

車両１は、エンジン２、モータジェネレータ２１、エアコン用コンプレッサ３１を有する。

エンジン２のクランク軸３、モータジェネレータ２１の回転軸２２、エアコン用コンプレッサ３１の回転軸３２が平行に配置されている。クランク軸３の一端にクランクプーリ４が、回転軸２２、３２にそれぞれプーリ２３、３３が備えられている。これらクランクプーリ４、プーリ２３、３３にはベルト５が掛け回され、クランク軸３、回転軸２２、３３の間はベルト５によって動力が伝達（伝導）される。

エンジン２には、エンジンの始動に用いるスタータ６が備えられている。エンジン２のクランク軸３の他端にはトルクコンバータ８を介してベルト式の自動変速機９が接続されている。

トルクコンバータ８は図示しないポンプインペラ、タービンランナを有する。ベルト式の自動変速機９は図示しないプライマリプーリ、セカンダリプーリ、これらプーリに掛け回されるスチールベルトを有する。エンジン２の回転駆動力はこれらトルクコンバータ８、自動変速機９を介して最終的に車両駆動輪（図示しない）に伝達される。

車両１には、電源としてメインバッテリ４１とサブバッテリ４２との二つのバッテリが備えられる。メインバッテリ４１とサブバッテリ４２とは、いずれも１４Ｖの電圧を入出力するバッテリである。メインバッテリ４１とサブバッテリ４２とは、並列された２つのリレー４３によって電気的に接続されている。

スタータ６及びモータジェネレータ２１は、メインバッテリ４１に電気的に接続され、メインバッテリ４１から電力が供給される。モータジェネレータ２１は交流電機により構成されており、このモータジェネレータ２１にはメインバッテリ４１との間で直流と交流とを変換するインバータ２４が備えられている。

エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）５１は、エンジン２、スタータ６及びモータジェネレータ２１の動作を制御する制御装置として機能する。

ここで、エンジン２の構成を、図２を参照して説明する。

図２は、本発明の実施形態のガソリンエンジンであるエンジン２の制御システムの構成図である。

各吸気ポート（図示しない）には燃料噴射弁７が設けられている。燃料噴射弁７は、エンジン２に燃料を間欠的に供給するものであり、ここでは４気筒分が例示されている。

吸気通路１１は電子制御のスロットル弁１２を備える。スロットル弁１２はスロットルモータ１３によって開度（以下、「スロットル開度」という。）が制御される。スロットル弁１２の実際のスロットル開度はスロットルセンサ１４により検出され、ＥＣＭ５１に入力される。

ＥＣＭ５１には、アクセルセンサ５３からのアクセル開度（アクセルペダル５２の踏込量）の信号、クランク角センサ５４からのクランク角の信号、エアフローメータ５５からの吸入空気量の信号が入力される。

ＥＣＭ５１は、クランク角センサ５４の信号からエンジン２の回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）を算出し、また、その他の信号に基づいて目標吸入空気量及び目標燃料噴射量を算出する。そして、これら目標吸入空気量及び目標燃料噴射量が得られるようにスロットルモータ１３及び各燃料噴射弁７に指令を出す。

エンジン２は、燃焼室（シリンダ）に臨んで点火プラグを備えている。ＥＣＭ５１は、圧縮上死点前の所定の時期に点火コイルの一次側電流を遮断することにより点火プラグに火花を発生させ、これによって燃焼室内の混合気に点火する。

また、ＥＣＭ５１は、スタータスイッチ５６からの信号に基づいて初回の始動要求があると判断したときに、スタータ６を駆動しエンジン２を始動させる。

また、ＥＣＭ５１は、燃費向上を目的としてアイドルストップ制御を行う。

たとえば、アクセルペダル５２が踏み込まれておらず（ＡＰＯ＝０）、ブレーキペダル５７が踏み込まれ（ブレーキスイッチ５８がＯＮ）、かつ車両１が停止状態にある（車速ＶＳＰ＝０）のときにアイドルストップ許可条件が成立する。

アイドルストップ許可条件が成立したときには、ＥＣＭ５１は、燃料噴射弁７から吸気ポートへの燃料噴射を遮断してエンジン２を停止する。これによって無駄な燃料消費を低減する。

その後、アイドルストップ状態で、アクセルペダル５２の踏み込みや、ブレーキペダル５７の戻し（ブレーキスイッチ５８がＯＦＦ）など、運転者からの駆動要求があった場合は、アイドルストップ許可条件が不成立となる。このとき、ＥＣＭ５１は、モータジェネレータ２１をスタータとして用いてエンジン２をクランキングし、燃料噴射弁７からの燃料噴射と点火プラグによる火花点火とを再開しエンジン２を再始動する。

このように、モータジェネレータ２１をアイドルストップからのエンジン２の始動用として用いることにより、スタータ６の使用頻度を減らしてスタータ６を保護する。このように、ＥＣＭ５１がエンジン２を停止させ、モータジェネレータ２１を動作させてエンジン２を再始動させるように動作させることにより、アイドルストップ制御部が構成される。

なお、スタータ６やモータジェネレータ２１を駆動するときには、ＥＣＭ５１により２つのリレー３３をともに遮断して、メインバッテリ４１とサブバッテリ４２を電気的に切り離す。これによって、スタータ６やモータジェネレータ２１がメインバッテリ４１のみの電力で駆動し、サブバッテリ４２の電圧が変動することを防止する。

図１に戻り、車両１は自動変速機用コントロールユニット（ＣＶＴＣＵ）６１を備える。

ＣＶＴＣＵ６１は、車速とスロットル開度とから定まる車両の走行条件に応じて、自動変速機９の変速比を無段階に制御する。

また、ポンプインペラ、タービンランナを有するトルクコンバータ８には、ポンプインペラとタービンランナとを締結・開放する機械式のロックアップクラッチを備えている。ロックアップクラッチを締結する車両の走行域はロックアップ領域（車速とスロットル開度とをパラメータとしている）として予め定めている。ＣＶＴＣＵ６１では車両の走行条件がロックアップ領域となったとき、ロックアップクラッチを締結してエンジン２と自動変速機９とを直結状態とし、車両の走行条件がロックアップ領域とないときにはロックアップクラッチを開放する。エンジン２と自動変速機９とを直結状態としたときにはトルクコンバータ８でのトルクの吸収がなくなり、その分燃費が良くなる。

車両１は、また、ビークルダイナミックコントロールユニット（ＶＤＣＣＵ）６２、車速感応式電動パワーステアリング用コントロールユニット（ＥＰＳＣＵ）６３、エアコン用オートアンプ６４、コンビネーションメータ６６を備える。

ＶＤＣＣＵ６２はセンサを備え、車両１が横滑りや尻振りを起こしそうになったことを検知する。この横滑り状態に応じて、ブレーキ制御とエンジン出力制御により走行時の車両安定性を向上させる。

ＥＰＳＣＵ６３は、トルクセンサからの操舵トルク及び車速から最適なアシストトルク信号をＥＰＳモータに出力して、操舵力をアシストする。

これらＣＶＴＣＵ６１、ＶＤＣＣＵ６２、ＥＰＳＣＵ６３及びコンビネーションメータ６６は、電圧降下を許容できない電気負荷である。これらは、メインバッテリ４１と電気的に切り離し可能なサブバッテリ４２から電力の供給を受ける。

ＥＣＭ５１、ＣＶＴＣＵ６１、ＶＤＣＣＵ６２、ＥＰＳＣＵ６３、エアコン用オートアンプ６４及びコンビネーションメータ６６の間はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により接続される。

次に、モータジェネレータ２１によるエンジン駆動力のアシストについて説明する。

前述のように、アイドルストップによりエンジン２を停止した後、アイドルストップ許可条件が成立しなくなったときは、ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１を電源として用いてモータジェネレータ２１を駆動して、エンジン２を再始動する。

エンジン２が再始動し、車両１が走行を開始した後に、エンジン回転速度Ｎｅが予め定めた所定の回転速度域にある場合に、モータジェネレータ２１を用いたトルクアシストが許可される。トルクアシストの許可中にエンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度域を外れたときには、トルクアシストが禁止される。

トルクアシストを許可するときには、ＥＣＭ５１は、エンジン２をトルクアシストするよう、メインバッテリ４１を電源として用いてモータジェネレータ２１に所定のアシストトルクを発生させる。また、トルクアシストを禁止するときには、モータジェネレータ２１の駆動を停止してアシストトルクを発生させない。これによって、エンジン２の再始動後かつ車両１の走行開始後に良好な加速応答性（運転性）が得られるようにする。

また、メインバッテリ４１には、電流センサ４９が備えられており、ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１の充放電電流値を検出する。ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１の充放電電流値に基づいて積算処理を行い、メインバッテリ４１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。このように、ＥＣＭ５１が充放電電流値に基づいてメインバッテリ４１のＳＯＣを算出することで、バッテリ充放電力積算値算出部として構成される。ＥＣＭ５１は、このＳＯＣに基づいてメインバッテリ４１の充放電の収支を管理する。

インバータ２４とＥＣＭ５１とは、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続している。このＬＩＮを介してＥＣＭ５１がインバータ２４に対して、モータジェネレータ２１を駆動するのか、それともモータジェネレータ２１で発電させるのか、モータとして駆動するためにどのくらいの電流を流すのか等を指令する。

エンジン２及びモータジェネレータ２１には回転振動の共振点が存在する。この回転振動の共振点は、エンジン回転速度Ｎｅが例えば１０００ｒｐｍより低い回転速度域に存在する。ベルト５の張力が低い状態でトルクアシストを実行すると、エンジン２およびモータジェネレータ２１の回転振動の共振により（共振回転速度域で）ベルト滑りが発生し、ベルト５に鳴きが発生してしまう虞がある。

一方、この共振によるベルト滑りを防止するためにベルト５の張力を高くすると、クランクプーリ４とベルト５との間でのフリクションが増大してしまい燃費悪化を招く。クランクプーリ４とベルト５との間でのフリクション増大による燃費悪化を避けるために、ベルト張力を高めに設定することはできない。

従って、共振によるベルト滑り防止を考え、エンジン回転速度Ｎｅが、例えば１０００ｒｐｍ（第１閾値）より高い回転速度域（モータジェネレータ回転速度が例えば２６００ｒｐｍより高い中・高回転速度域）でのみトルクアシストを許可する。エンジン回転速度Ｎｅが、例えば１０００ｒｐｍ（第１閾値）以下の回転速度域（モータジェネレータ回転速度が、例えば２６００ｒｐｍ以下の低回転速度域）ではトルクアシストを禁止する。

エンジン２が再始動し、車両１が走行を開始した後に、エンジン回転速度Ｎｅが第１閾値を超えた場合に、モータジェネレータ２１を駆動してトルクアシストを行う。このように、車両１の走行開始後にモータジェネレータ２１を駆動してエンジン２の駆動力をアシストするように制御することにより、トルクアシスト制御部が構成される。

図３は、本発明の実施形態のエンジン再始動の開始からのタイミングチャートを示す。

図３は、エンジン回転速度Ｎｅ、車両トルク、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＯＰそれぞれの時間の変化を示す。なお、図３に示す「トルクアシスト許可フラグ」、「トルクアシスト実行フラグ」については、図４で説明する。

「車両トルク」とは、車両の駆動に用いられるトルクのことで、通常はエンジントルクである。モータジェネレータ２１によるトルクアシストがあるときには、このアシストトルクとエンジントルクの合計が車両トルクとなる。

タイミングｔ１において、アイドルストップ許可条件が不成立となった場合は、ＥＣＭ５１は、モータジェネレータ２１を駆動してエンジン２のクランキングを行うと共に、燃料噴射弁７からの燃料噴射及び点火プラグによる火花点火を再開する。これによりエンジン２が燃焼を開始してエンジン２が再始動する。ＥＣＭ５１は、エンジン回転速度Ｎｅが所定の完爆回転速度となったときに、エンジン２が再始動したと判定する（タイミングｔ２）。

ここで、タイミングｔ２の付近でドライバがアクセルペダル５２を少し踏み込んだため、エンジン回転速度Ｎｅが上昇して、車両トルクが増加する。これにより、車両１が走行を開始する（タイミングｔ３）。

図３において、車両１を発進させた後もアクセル開度ＡＰＯが略一定であるので、エンジン回転速度Ｎｅと車両トルクとは、タイミングｔ３を過ぎた当たりで略一定値となっている。

次に、タイミングｔ５でドライバがアクセルペダル５２を大きく踏み込んだとする。このアクセル開度の増加に応じてエンジン回転速度Ｎｅが上昇する。

このとき、エンジン回転速度Ｎｅが第１閾値（ＲＰＭＬＯＫ）を超えたとき、ＥＣＭ５１は、モータジェネレータ２１が低回転速度域を脱したと判断する。ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１からインバータ２４に電流を供給してモータジェネレータ２１をモータとして駆動する（タイミングｔ６）。

このタイミングｔ６以降、エンジントルクにモータトルクが加わり、車両トルクが増大し、車速が増大する。この結果、ドライバの望む加速が直ぐに得られることとなる。なお、モータジェネレータ２１が発生するトルクは、ゼロから漸増して最大トルクとなるようにする。

このような制御によって、車両発信時のトルクアシストが実行される。

モータジェネレータ２１によるトルクアシスト分をエンジン２の発生するトルクで賄おうとすると、燃料噴射弁７からの燃料供給を増量補正しなければならず、それだけ燃料消費が多くなり、燃費が悪くなる。これに対して、車両１の減速時にモータジェネレータ２１により運動エネルギーを電気エネルギーとして回生し、メインバッテリ４１に蓄えておく。そして、エンジン回転速度Ｎｅが第１閾値ＲＰＭＬＯＫを超えたときに、メインバッテリ４１の電気エネルギーによりモータジェネレータ２１にアシストトルクを発生させるのであれば、燃料を消費することがないので、燃費を悪くすることがない。

また、モータジェネレータ２１はエンジン２よりも応答良くトルクを発生することができるので、ドライバがアクセルペダルを踏み込み過ぎることを避け、無駄な燃料を消費することがない。

次に、ＥＣＭ５１で行われるトルクアシストを、図４のフローチャートを参照して説明する。

図４は、本発明の実施形態のトルクアシストのフローチャートである。

この図４に示すフローチャートは、ＥＣＭ５１により、所定周期（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。

まず、ＥＣＭ５１は、ステップＳ１において、エンジン２の初回始動後であるか否かを判定する。エンジン２の初回始動である場合は、スタータ６を用いてエンジンが始動されるので、ＮＯが選択されて本フローチャートによる処理を終了する。

エンジン２の初回始動後である場合は、ステップＳ２に進み、ＥＣＭ５１は、エンジン２の再始動後であるか否かを判定する。

エンジン２の再始動とは、アイドルストップからのエンジン２の再始動のことである。アイドルストップからエンジン２を再始動する場合はモータジェネレータ２１によって行われるので、ＥＣＭ５１は、車両停止中にモータジェネレータ２１が作動したときにアイドルストップからのエンジン始動が行われたと判断する。アイドルストップからのエンジン２の再始動が行われていなければ、本フローチャートによる処理を終了する。

アイドルストップからのエンジン２の再始動が行われた後であれば、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、車両１の走行中であるか否かを判定する。車速がゼロまたはゼロに近い値以下であるときには車両の停止中（走行中でない）と判断し、本フローチャートの処理を終了する。

車速がゼロでないときまたはゼロに近い値を超えていると判断した場合は、車両の走行中であると判断してステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＥＣＭ５１は、トルクアシスト許可条件が成立しているか否かを判断する。

トルクアシスト許可条件の成立は、次の（１）及び（２）の条件が成立してないときにトルクアシスト許可条件が成立したと判断する。言い換えると、次の（１）及び（２）のいずれか一つの条件が成立したときには、トルクアシスト許可条件が成立しない。
（１）ロックアップクラッチが解放されているとき。
（２）メインバッテリ４１のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値未満であるとき。

ロックアップクラッチが解放されているときにエンジン２にアシストトルクを加えても、アシストトルクの一部がトルクコンバータ８で吸収されてしまい、トルク伝達の効率が悪いため、トルクアシストは禁止する。ロックアップクラッチを締結しエンジン２と自動変速機９とを直結状態としているときにエンジン２に対してアシストトルクを加えるのであれば、アシストトルクの分が車両トルクの増加となるので、トルク伝達の効率が悪くなることがない。なお、ロックアップクラッチの締結又は解放は、前述のように車速とスロットル開度とに基づいて決定される。

また、メインバッテリ４１のＳＯＣが後述する、トルクアシスト許可閾値（ＳＯＣ２）以上であるときには、ＥＣＭ５１は、トルクアシストを許可する。

この条件（１）及び（２）のいずれも成立していない場合は、トルクアシスト許可条件が成立したと判断して、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＥＣＭ５１は、トルクアシスト許可フラグ＝１に設定する。

図３において、ｔ４のタイミングで、トルクアシスト許可フラグがゼロから１へと切り換わっていることが示されている。

一方、この条件（１）及び（２）の少なくとも一方が成立した場合は、トルクアシスト許可条件が成立しないと判断して、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ＥＣＭ５１は、トルクアシスト許可フラグ＝０に設定する。

次に、ステップＳ７では、トルクアシスト許可フラグが１であるかを判定する。トルクアシスト許可フラグ＝１であるときにはステップ８に進む。

ステップＳ８では、ＥＣＭ５１は、現在のエンジン回転速度Ｎｅ（ＲＰＭ）［ｒｐｍ］と第１閾値ＲＰＭＬＯＫ［ｒｐｍ］を比較する。第１閾値ＲＰＭＬＯＫはモータジェネレータ２１の低回転速度域の上限として予め定められている値である。

エンジン回転速度Ｎｅが第１閾値ＲＰＭＬＯＫを超えている場合は、ＥＣＭ５１は、モータジェネレータ２１の低回転速度域を外れたと判断する。このときにはトルクアシストを実行するためにステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ＥＣＭ５１は、トルクアシスト実行フラグ＝１に設定する。

トルクアシスト実行フラグ＝１に設定されることにより、ＥＣＭ５１は、インバータ２４に電流を供給してモータジェネレータ２１をモータとして駆動する。

図３において、タイミングｔ６でトルクアシスト実行フラグがゼロから１へと切り換わっていることが示されている。これにより、モータトルクがエンジントルクに加わる。

なお、このとき、モータジェネレータ２１が発生するトルクをゼロから漸増させて最大トルクとなるように、ＥＣＭ５１は、インバータ２４に流す電流値を制御する。これは、車両発進時のように、運転ショックを感じやすいエンジン２の低回転速度域でモータジェネレータ２１がステップ的に最大トルクを発生するのでは運転ショックが生じてしまうためである。また、トルクアシストを終了する場合も、最大トルクから漸増してゼロとなるように、インバータ２４に流す電流値を制御する。

また、トルクアシストを行わせる期間（インバータ２４に電流を流す期間）は後述するように、予め定めた時間とする。トルクアシストを行わせる期間を長くすればそれだけメインバッテリ４１の電力消費を早めるので、メインバッテリ４１の電力消費に影響を与えることがないように時間を設定しておく。

ステップＳ８でエンジン回転速度Ｎｅが第１閾値ＲＰＭＬＯＫ以下であると判断した場合は、モータジェネレータ２１が低回転速度域にあると判断して、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ＥＣＭ５１は、トルクアシスト実行フラグ＝０に設定する。

トルクアシスト実行フラグ＝０に設定することにより、ＥＣＭ５１は、インバータ２４への電流供給を遮断してモータジェネレータ２１を非駆動状態とする。

言い換えると、車両走行中での加速によってドライバが望みの加速が得られたとしてアクセルペダル５２を戻すことによりエンジン回転速度Ｎｅが第１閾値ＲＰＭＬＯＫ以下となった場合は、もはやトルクアシストは必要ないので、トルクアシスト実行フラグ＝０と設定して、モータジェネレータ２１のトルクアシストを禁止する。

これにより、モータジェネレータ２１の低回転速度域におけるベルト５の鳴きを防止し、クランク軸３、回転軸２２、３２の強度を確保しつつ、燃費向上と良好な加速応答性（運転性）を両立できる。

なお、ステップＳ７でトルクアシスト許可条件が成立しない場合には、ステップＳ１０に進み、トルクアシスト実行フラグ＝０に設定する。

このような制御により、車両発進時のトルクアシストが実行される。

次に、本発明の実施形態のアイドルストップ及びトルクアシストの許可について説明する。

図５は、本発明の実施形態のメインバッテリ４１の状態（電圧及びＳＯＣ）を示し、アイドルストップ及びトルクアシストを示すタイムチャートである。

この図５は、上段にメインバッテリ４１の電圧の推移を、下段にメインバッテリの充放電積算量（ＳＯＣ）の推移を、それぞれ横軸を時間としたタイムチャートとして示す。

図５において、まず、タイミングｔ１で、ＥＣＭ５１は、スタータ６を回転駆動してエンジン２の駆動を開始する。このとき、スタータ６の駆動により、メインバッテリ４１の電圧が過渡的に低下する。このスタータ６の駆動によりメインバッテリ４１の電力が消費されて、メインバッテリ４１の負荷電流、温度が変化し、ＳＯＣが変化（減少）する。

次に、タイミングｔ２において、前述のようにアイドルストップ許可条件が成立したとする。このとき、ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１のＳＯＣに基づいて、アイドルストップを許可するか否かを決定する。具体的には、メインバッテリ４１のＳＯＣが、所定の閾値（アイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１）以上の場合は、ＥＣＭ５１は、アイドルストップを許可する。

アイドルストップを許可した場合は、ＥＣＭ５１は、エンジン２への燃料の供給停止、トルクコンバータ８のロックアップクラッチの解放を行い、エンジン２の駆動を停止させる。

その後、アクセルペダル５２の踏み込みや、ブレーキペダル５７の戻しなど、運転者からの駆動要求があった場合は、アイドルストップ許可条件が不成立となり、エンジン２を再始動させる。ＥＣＭ５１は、モータジェネレータ２１をスタータとして駆動させてエンジン２をクランキングする。これにより、エンジン２が再始動してアイドルストップ制御が終了する（タイミングｔ３）。

アイドルストップ制御中は、エンジン２の駆動が停止しているため、モータジェネレータ２１による発電が行われず、メインバッテリ４１の充電が行われない。従って、アイドルストップ制御中、特にエンジン２の再始動によりメインバッテリ４１の電流が消費される。この結果、アイドルストップ制御中（タイミングｔ２〜ｔ３）のメインバッテリ４１のＳＯＣが変化（減少）する。

なお、アイドルストップ制御中はメインバッテリ４１の電力が消費されてＳＯＣが減少する（図５中点線で示す）。このとき、モータジェネレータ２１がエンジン２を再起動するために十分な電力がメインバッテリ４１から供給されない場合は、エンジン２の再起動が不可能となってしまう。

そこで、アイドルストップ制御中に、メインバッテリ４１のＳＯＣが所定のＳＯＣ（例えばＳＯＣ１）未満に低下することが確実であると判定した場合は、ＥＣＭ５１は、アイドルストップの終了を決定する。具体的には、モータジェネレータ２１を駆動してエンジンを再始動することで消費される電力を現在のメインバッテリ４１のＳＯＣから減算する。この値がＳＯＣ１よりも小さいことを検出した場合は、アイドルストップの終了を決定する。

また、アイドルストップ時間（Ｓ１）が所定時間を超えて継続して、メインバッテリ４１のＳＯＣが所定のＳＯＣ（例えばＳＯＣ１）未満に低下することが確実であると判定した場合にも、ＥＣＭ５１は、アイドルストップの終了を決定する。具体的には、モータジェネレータ２１を駆動してエンジンを再始動することで消費される電力を現在のメインバッテリ４１のＳＯＣから減算する。この値がＳＯＣ１よりも小さいことを検出した場合は、アイドルストップの終了を決定する。

アイドルストップを終了することを決定した場合は、ＥＣＭ５１は前述のようにモータジェネレータ２１を駆動してエンジン２を再始動する。これにより、メインバッテリ４１のＳＯＣが低下してエンジン２の再起動が不可能となることを防止することができる。

アイドルストップ制御の終了により、エンジン２が再始動し、車両１が走行を開始した後に、前述のようにトルクアシスト許可条件が成立したか否かを判定する。トルクアシスト許可条件が場合はモータジェネレータ２１を駆動させてエンジン２の駆動力をアシストする。トルクアシスト許可条件が成立しない場合は、モータジェネレータ２１を駆動しない。

図５において、タイミングｔ４で前述の条件（１）が成立しないことを判定した場合に、条件（２）、すなわち、メインバッテリ４１の現在のＳＯＣが、トルクアシスト許可閾値であるＳＯＣ２以上であるか否かが判断される。メインバッテリ４１の現在のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値であるＳＯＣ２以上である場合は、トルクアシストが許可される。メインバッテリ４１の現在のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値ＳＯＣ２未満である場合は、トルクアシストが許可されない。

ここで、トルクアシスト許可閾値であるＳＯＣ２は、アイドルストップを許可するか否かを決定するアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１よりも大きな値に設定される。

図５において、タイミングｔ４では、メインバッテリ４１の現在のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値ＳＯＣ２未満であるので、トルクアシストが許可されない。

トルクアシストが行われなかった場合は、トルクアシストが行われて、モータジェネレータ２１の駆動による電圧の変化及びＳＯＣの減少（一点鎖線で示す）は発生しない。

従って、図５において、タイミングｔ４以降、メインバッテリ４１のＳＯＣは、アイドルストップを許可するか否かを決定するアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１以上となっている。従って、タイミングｔ４以降で、アイドルストップ許可条件が成立した場合には、メインバッテリ４１のＳＯＣがＳＯＣ１以上であるため、アイドルストップが許可される。

ここで、図５において、タイミングｔ４で、メインバッテリ４１のＳＯＣにかかわらずトルクアシストを実行した場合には、メインバッテリ４１のＳＯＣが減少して、図５の一点鎖線で示すように、ＳＯＣがアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１未満となってしまう。

この場合は、タイミングｔ４以降にアイドルストップ許可条件が成立した場合にも、メインバッテリ４１のＳＯＣがアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１未満であるため、アイドルストップが許可されない。そのため、燃費向上効果が大きいアイドルストップの実行機会が減少してしまう。

これに対して、本発明の実施形態では、トルクアシスト許可閾値（ＳＯＣ２）を、アイドルストップ許可閾値（ＳＯＣ１）よりも大きな値に設定した。

このように設定することにより、メインバッテリ４１に蓄積された電気エネルギーがＳＯＣ１未満とならないように制御することができて、アイドルストップ制御に優先して用いることができるようになる。

アイドルストップ制御中は、エンジン２への燃料の供給が停止される。また、アイドルストップ後のエンジン２の再始動時に駆動されるモータジェネレータ２１の電力は、車両１の減速時等の運動エネルギーを回生エネルギーとしてメインバッテリに蓄積した電力が使用される。そのため、アイドルストップ制御は、燃費向上の効果がトルクアシスト制御よりも大きい。

従って、メインバッテリ４１の電力を、メインバッテリ４１に蓄積された電気エネルギーを、アイドルストップ制御に優先して用いることにより、車両１の燃費を向上することができる。

図６は、本発明の実施形態のアイドルストップ許可のフローチャートである。

この図６に示すフローチャートは、ＥＣＭ５１により、所定周期（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。

ＥＣＭ５１は、前述のように、アクセルペダル５２が踏み込まれておらず、ブレーキペダル５７が踏み込まれ、かつ車両１が停止状態にあるときに、アイドルストップ許可条件を成立させる。ここで、ＥＭＣ５１は、さらなるアイドルストップ許可条件として図６に示すフローを実行する。

ステップＳ２０において、ＥＭＣ５１は、メインバッテリ４１の現在の充放電量積算値（ＳＯＣ）を算出して、所定の閾値（アイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１）以上であるか否かを判定する。

現在のＳＯＣがアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１以上である場合は、ステップＳ２１に移行して、ＥＣＭ５１は、アイドルストップを許可する。その後、このフローチャートの処理を終了する。

現在のＳＯＣがアイドルストップ許可閾値ＳＯＣ１未満である場合は、ステップＳ２２に移行して、ＥＣＭ５１は、アイドルストップを禁止する。すなわち、前述のアイドルストップ許可条件が成立したとしても、アイドルストップが禁止される。その後、このフローチャートの処理を終了する。

図７は、本発明の実施形態のトルクアシスト許可のフローチャートである。

この図７に示すフローチャートは、ＥＣＭ５１により、所定周期（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。

ＥＣＭ５１は、前述の図４のステップＳ４において、トルクアシスト許可条件（１）及び（２）のいずれも成立していない場合にトルクアシストを許可する。ここで、ＥＭＣ５１は、さらなるトルクアシスト許可条件として図７に示すフローを実行する。

ステップＳ３０において、ＥＭＣ５１は、メインバッテリ４１の現在の充放電量積算値（ＳＯＣ）を算出して、所定の閾値（トルクアシスト許可閾値ＳＯＣ２）以上であるか否かを判定する。

現在のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値ＳＯＣ２以上である場合は、ステップＳ３１に移行して、ＥＣＭ５１は、トルクアシストを許可する。その後、このフローチャートの処理を終了する。

現在のＳＯＣがトルクアシスト許可閾値ＳＯＣ２未満である場合は、ステップＳ３２に移行して、ＥＣＭ５１は、トルクアシストを禁止する。すなわち、前述のトルクアシスト許可条件が成立したとしても、トルクアシストが禁止される。その後、このフローチャートの処理を終了する。

このような制御によって、ＥＣＭ５１は、メインバッテリ４１のＳＯＣに基づいて、アイドルストップの許可、及び、トルクアシストの許可を決定する。

従来、燃費を向上するために、車両１の停車中にエンジン２を停止させるアイドルストップが一般的に行われている。また、さらに燃費を向上するために、モータジェネレータ２１を、エンジン２の再始動だけでなく、エンジン２の駆動力のトルクアシストを行うように制御することもできる。

ところで、アイドルストップからの再始動にモータジェネレータ２１によりメインバッテリ４１の電力が消費される。また、トルクアシストにもモータジェネレータ２１によりメインバッテリ４１の電力が消費される。しかし、メインバッテリ４１が貯えることができる電力には限りがあるため、アイドルストップとトルクアシストとを無制限に実施することは不可能である。

これに対して、本発明の実施形態は、ＥＣＭ５１が、メインバッテリ４１の充電量（ＳＯＣ）が、アイドルストップ及びトルクアシストのいずれも実行可能な状態においてもアイドルストップを実行し、トルクアシストを制限するように制御を行う。

本発明の実施形態では、ＥＣＭ５１が、メインバッテリ４１のＳＯＣに基づいてアイドルストップの実行とトルクアシストの実行とを制御する。そして、トルクアシストを実行する第２の許可閾値であるトルクアシスト許可閾値（ＳＯＣ２）を、アイドルストップを実行する閾値である第１の許可閾値であるアイドルストップ許可閾値（ＳＯＣ１）より大きく設定した。これにより、アイドルストップとトルクアシストの実行を両立させつつ、燃費向上効果が大きいアイドルストップの実行を優先させることができて、燃費性能を向上することができる。

１ 車両
２ エンジン
３ クランク軸
４ クランクプーリ
５ ベルト
６ スタータ
８ トルクコンバータ
９ 自動変速機
２１ モータジェネレータ
２２ 回転軸
２３ プーリ
２４ インバータ
３１ エアコン用コンプレッサ
３２ 回転軸
４１ メインバッテリ
４９ 電流センサ
５１ エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）

Claims (3)

1. 車両を走行させるエンジンと、
   前記エンジンの出力軸に連結されたモータジェネレータと、
   前記モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータにより発電された電力を充電するバッテリと、
   前記エンジンの動作及び前記モータジェネレータの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記車両の状態に基づき前記エンジンを停止させ、駆動力要求があったときに前記モータジェネレータを回転させて前記エンジンを再始動するアイドルストップ制御部と、
   前記車両の走行開始後に前記モータジェネレータを駆動して、前記エンジンの駆動力をアシストするトルクアシスト制御部と、
   前記バッテリの充放電積算量を算出する充放電積算量算出部と、を備え、
   前記バッテリの充放電積算量が第１の許可閾値以上である場合に、前記アイドルストップ制御部の動作を許可し、
   前記バッテリの充放電積算量が、前記第１の許可閾値よりも大きい第２の許可閾値以上である場合に、前記トルクアシスト制御部の動作を許可することを特徴とする車両の駆動装置。
2. 前記アイドルストップ制御部は、前記車両を停止させてから所定時間が経過した場合に、前記モータジェネレータを回転させて前記エンジンを再始動することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動装置。
3. 前記アイドルストップ制御部は、前記車両を停止させてから前記バッテリの充放電積算量が前記第１の許可閾値未満となった場合に、前記モータジェネレータを回転させて前記エンジンを再始動することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動装置。

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