JP2020117141A - ハイブリッドシステムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のアイドル運転によってモータジェネレータが発電しつつ車両が走行を開始する際に、車両の構成部品が振動することを抑制する。【解決手段】車両の構成部品を共振させる機関回転数として予め定められた共振回転数Ｐよりも、車両が停止しているときの第１目標機関回転数Ｓ１の方が低く、前記共振回転数Ｐよりも車両が走行開始したときの第２目標機関回転数Ｓ２の方が高い場合、モータジェネレータが発電しつつ車両が停止した状態から走行開始したとき、モータジェネレータに入力される回転トルクが、車両が停止した状態よりも低くなるようにモータジェネレータの駆動を制御する。【選択図】図２

Description

この発明は、ハイブリッドシステムの制御装置に関する。

特許文献１に開示されたハイブリッド車両は、車両の駆動源として、内燃機関を備えている。内燃機関には、クラッチを介してモータジェネレータが駆動連結されている。モータジェネレータは、バッテリから電力の供給を受けた際には電動機として機能して車両の駆動源となる一方で、内燃機関によって回転されると発電機として機能し、バッテリを充電する。

特許文献１に開示されたハイブリッド車両においては、バッテリの充電要求に応じて、駆動輪にブレーキがかけられた車両の停止中から、ブレーキが解放されて車両が走行を開始した後の期間にかけて、内燃機関のアイドル運転によってモータジェネレータを回転させて、バッテリを充電する。

特開２００９−２９３１９号公報

特許文献１のような技術において、車両の停止中における内燃機関の目標機関回転数よりも、ブレーキが解放されて車両が走行を開始した後における内燃機関の目標機関回転数の方が高い場合がある。そして、前者の場合の目標機関回転数で発生する振動の周波数と、後者の場合の目標機関回転数で発生する振動の周波数との間に、車両の構成部品の共振周波数が存在している場合がある。したがって、特許文献１のような技術においては、車両が停止している状態から車両が走行を開始して内燃機関の機関回転数が上昇する際に、車両を構成する部品を共振させるおそれがある。特に、車両が停止している状態から車両が走行を開始する期間にかけてモータジェネレータが発電している場合には、内燃機関の回転トルクの一部がモータジェネレータに入力される分、機関回転数の上昇速度が遅くなる。そのため、機関回転数が上昇する際に、機関回転数が車両の構成部品を共振させるような回転数域に存在する時間が長くなり、構成部品の振動が無視できないものになる。

上記課題を解決するためのハイブリッドシステムの制御装置は、車両の駆動源である内燃機関と、前記内燃機関から入力される回転トルクによって発電するモータジェネレータとを備えたハイブリッドシステムに適用される制御装置であって、前記モータジェネレータが発電しつつ前記車両が停止した状態から走行開始したとき、前記車両が停止しているときの第１目標機関回転数よりも前記車両が走行開始したときの第２目標機関回転数の方が高く、且つ、前記車両の構成部品を共振させる機関回転数として予め定められた共振回転数よりも前記第１目標機関回転数の方が低く、前記共振回転数よりも前記第２目標機関回転数の方が高い場合に、前記モータジェネレータに入力される回転トルクが、前記車両が停止した状態よりも低くなるように前記モータジェネレータの駆動を制御する。

上記構成においては、車両が走行を開始したタイミングで、モータジェネレータに発電させるために内燃機関から入力される回転トルクが小さくなる。この結果として、内燃機関の機関回転に要する負荷が小さくなることから、機関回転数が速やかに上昇する。そのため、機関回転数が、車両の構成部品を共振させるような回転数域を速やかに通過して第２目標機関回転数にまで上昇する。したがって、車両が走行を開始する際に、車両の構成部品を過度に振動させてしまうことはない。

ハイブリッドシステムの構成図。 ハイブリッド車両の走行開始前後での各パラメータのタイムチャート。 トルク変更処理の処理手順を表したフローチャート。

以下、ハイブリッド車両に搭載されたハイブリッドシステムの制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、ハイブリッドシステム１０の概略構成について説明する。図１に示すように、ハイブリッドシステム１０は、ハイブリッド車両の駆動源としての内燃機関２０を備えている。図示は省略するが、内燃機関２０は複数の気筒を有し、これらの気筒内に供給された燃料が燃焼することで、クランクシャフトが回転する。

内燃機関２０のクランクシャフトには、クラッチ機構２２を介して、モータジェネレータ４０の駆動軸（ロータ）が連結されている。クラッチ機構２２は、油圧が制御されることによって、クランクシャフトとモータジェネレータ４０の駆動軸との間の回転トルクの伝達が可能な「連結状態」と、クランクシャフトとモータジェネレータ４０の駆動軸との間の回転トルクの伝達ができない「非連結状態」とのいずれかの作動状態に切り替えられる。クラッチ機構２２が連結状態になっていると、クランクシャフトの回転トルクがモータジェネレータ４０に入力可能となる。一方、クラッチ機構２２が非連結状態になっていると、クランクシャフトの回転トルクは、モータジェネレータ４０に入力できなくなる。

モータジェネレータ４０は、インバータ４２を介してバッテリ４３と電気的に接続されている。モータジェネレータ４０は、バッテリ４３からの電力供給に応じてハイブリッド車両の駆動力を発生する電動機として機能する一方で、クランクシャフトから入力される回転トルク等の外部からの動力伝達に応じて、バッテリ４３を充電する発電機としても機能する。モータジェネレータ４０が、電動機として機能する場合には、モータジェネレータ４０の回転トルクが当該モータジェネレータ４０の駆動軸を介して内燃機関２０のクランクシャフトに入力される。モータジェネレータ４０が発電機として機能する場合には、内燃機関２０のクランクシャフトの回転トルクがモータジェネレータ４０の駆動軸に入力される。モータジェネレータ４０とバッテリ４３との間で授受される電力は、インバータ４２によって調整される。

モータジェネレータ４０の駆動軸には、トルクコンバータ３１の入力軸が接続されている。トルクコンバータ３１は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。トルクコンバータ３１においては、ロックアップクラッチ３２が内蔵されている。ロックアップクラッチ３２は、油圧によって「直結状態」や「開放状態」等の作動状態に切り替えられる。ロックアップクラッチ３２が「直結状態」にある場合には、トルクコンバータ３１の入力軸と出力軸とが直結され、両者は一体的に回転する。ロックアップクラッチ３２が「開放状態」にある場合には、当該ロックアップクラッチ３２を介したトルクコンバータ３１の入力軸から出力軸への回転トルクの伝達量が「０」になる。

トルクコンバータ３１の出力軸は、変速機構３３の入力軸と接続されている。変速機構３３には、図示しない複数のギヤが内蔵されており、これらのギヤのいずれかが選択されることにより変速比が多段階に切り替えられる。この実施形態では、トルクコンバータ３１及び変速機構３３によって、オートマチックトランスミッション３０が構成されている。変速機構３３の出力軸には、図示しないディファレンシャルギヤを介して駆動輪４５が連結されている。

次に、ハイブリッドシステム１０の制御構成について説明する。内燃機関２０やモータジェネレータ４０の制御などの各種制御は、ハイブリッド車両に搭載されている制御装置５０によって実行される。制御装置５０は、各種のプログラム（ソフトウェア）が格納された不揮発性の記憶部、プログラムを実行するＣＰＵ、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のＲＡＭ等を備えたコンピュータである。制御装置５０には、ハイブリッド車両の各種部位に取り付けられているセンサからの検出信号が入力される。具体的には、制御装置５０には、クランク角センサ１０１が検出するクランクシャフトの回転位置であるクランク角ＣＳが入力される。また、制御装置５０には、ブレーキセンサ１０２が検出するブレーキペダルのストローク量であるブレーキストローク量ＢＫが入力される。また、制御装置５０には、アクセルポジションセンサ１０３が検出するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ＡＣＣが入力される。また、制御装置５０には、車速センサ１０４が検出するハイブリッド車両の車速ＳＰが入力される。なお、制御装置５０は、クランク角ＣＳに基づいて、クランクシャフトの単位時間あたりの回転数である機関回転数を算出する。また、制御装置５０には、バッテリ４３に内蔵されている各種のセンサから、電圧値、電流値、温度などの電池情報ＩＦが入力される。制御装置５０は、電池情報ＩＦに基づいて、バッテリ４３の蓄電量を算出するとともに、バッテリ４３に対する要求充電量を算出する。

制御装置５０は、ハイブリッド車両の走行制御を行う走行制御部５１を備えている。具体的には、走行制御部５１は、アクセル操作量ＡＣＣや要求充電量に基づいて内燃機関２０の回転トルクの目標値である目標機関トルクＥＴを算出し、この目標機関トルクＥＴに応じて内燃機関２０の駆動を制御する。また、走行制御部５１は、アクセル操作量ＡＣＣや要求充電量に基づいてモータジェネレータ４０の回転トルクの目標値である目標モータトルクＭＴを算出し、この目標モータトルクＭＴに応じてモータジェネレータ４０の駆動をインバータ４２を通じて制御する。走行制御部５１は、内燃機関２０及びモータジェネレータ４０の制御に合わせて、クラッチ機構２２及びロックアップクラッチ３２の作動状態を切り替える。

走行制御部５１は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で停車中となるときの目標機関回転数である第１目標機関回転数Ｓ１を規定する第１回転数マップを記憶している。アイドル運転状態とは、ハイブリッド車両のアクセルペダルが踏み込まれてなく、内燃機関２０が自立して運転を継続できる最小限の機関回転数で運転している状態である。第１回転数マップにおいては、予め区分けしたハイブリッド車両の運転状態毎に第１目標機関回転数Ｓ１が規定されている。ハイブリッド車両の運転状態とは、例えば空調装置の稼働の有無等である。また、走行制御部５１は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で走行するときの目標機関回転数である第２目標機関回転数Ｓ２を規定する第２回転数マップを記憶している。第１回転数マップと同様、第２回転数マップにおいても、ハイブリッド車両の運転状態毎に第２目標機関回転数Ｓ２が規定されている。走行制御部５１は、内燃機関２０をアイドル運転状態で動作させる場合、ハイブリッド車両の走行状況によって第１回転数マップまたは第２回転数マップを選択し、これらの回転数マップからハイブリッド車両の運転状態に応じた目標機関回転数を算出する。そして、走行制御部５１は、算出した目標機関回転数を内燃機関２０の制御に反映させる。

制御装置５０は、モータジェネレータ４０が発電しつつハイブリッド車両が停止した状態から走行を開始したときにモータジェネレータ４０に入力される回転トルクを変更するトルク変更部５２を備えている。トルク変更部５２は、ハイブリッド車両の構成部品である排気管を共振させる機関回転数として予め定められた共振回転数Ｐを記憶している。

ここで、ハイブリッド車両の運転状態によっては、第１目標機関回転数Ｓ１よりも第２目標機関回転数Ｓ２のほうが高くなっていることがある。トルク変更部５２は、こうした場合であって、尚且つ、上記共振回転数Ｐよりも第１目標機関回転数の方が低く、共振回転数Ｐよりも第２目標機関回転数の方が高い場合には、ハイブリッド車両が停止した状態から走行を開始したときに、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させるようにモータジェネレータ４０の駆動を制御する。トルク変更部５２によるモータジェネレータ４０の駆動の制御は、走行制御部５１によるモータジェネレータ４０の駆動の制御に対して優先される。

次に、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる際の低下量の算出方法の概要について説明する。
トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が内燃機関のアイドル運転状態で停車しているときの機関回転数から、ハイブリッド車両が内燃機関のアイドル運転状態で走行したときの機関回転数へと機関回転数を上昇させるのに必要となる分だけ、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる。つまり、上記の低下量は、機関回転数を第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２に上昇させるのに必要な分となっている。トルク変更部５２は、トルクコンバータ３１に係るパラメータであるトルコン反力トルクを利用して上記の低下量を算出する。トルコン反力トルクとは、モータジェネレータ４０の駆動軸が回転した場合に、その回転を妨げようとしてトルクコンバータ３１に発生する反力、つまり、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクに対して逆向きに作用する力である。トルコン反力トルクは、内燃機関２０からモータジェネレータ４０に入力される回転トルクの大きさと１対１で対応している。

トルコン反力トルクは、後述する式（１）及び式（２）のとおり、モータジェネレータ４０の単位時間あたりの回転数であるモータ回転数の関数として算出されるパラメータである。そして、モータジェネレータ４０が発電しているときには、クランクシャフトとモータジェネレータ４０の駆動軸とが一体回転することから、機関回転数とモータ回転数とは同じである。そのため、トルコン反力トルクに関しては、狙いとする目標機関回転数が予めわかっていれば、その目標機関回転数に応じたトルコン反力トルクを先読みできる。こうしたトルコン反力トルクの特性を利用して、トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で停止した状態から走行を開始した時点で、将来ハイブリッド車両がアイドル運転状態で走行を継続する場合の機関回転数である第２目標機関回転数Ｓ２に対応するトルコン反力トルクを算出する。そして、トルク変更部５２は、算出したトルコン反力トルクを、機関回転数が第１目標機関回転数Ｓ１であった場合のトルコン反力トルクと比較し、後者に対する前者の増加分を算出する。上記のとおり、トルコン反力トルクは、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクの反力である。このことから、機関回転数を第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２に上昇させる上で、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクとしては、トルコン反力トルクの増加分だけ逆に当該回転トルクを減少させればよい。つまり、トルク変更部５２は、トルコン反力トルクの増加分の絶対値を、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクの低下分の絶対値として算出する。

次に、トルク変更部５２が実行するトルク変更処理について説明する。トルク変更処理は、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させるための処理である。なお、トルク変更部５２は、トルク変更処理を前回実行したときに参照した各センサからの検出値を、次にトルク変更処理実行するときまで記憶している。また、制御装置５０においては、走行制御部５１が算出した目標機関回転数が時系列的に記憶されている。

図３に示すように、トルク変更部５２は、トルク変更処理を開始すると、ステップＳ１０に処理を進める。ステップＳ１０において、トルク変更部５２は、モータジェネレータ４０が発電中であるか否かを判定する。トルク変更部５２は、モータジェネレータ４０が発電中ではない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、一連の処理を一旦終了する。トルク変更部５２は、一連の処理を一旦終了した場合、その時点でトルク変更処理を再度実行する。一方、トルク変更部５２は、モータジェネレータ４０が発電中である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２に進める。

ステップＳ１２において、トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が停止状態から走行開始状態に切り替わったか否かを判定する。トルク変更部５２は、前回のトルク変更処理においてブレーキストローク量ＢＫが予め定められたブレーキ規定値よりも大きく、今回のトルク変更処理においてブレーキストローク量ＢＫがブレーキストローク規定値以下となっている場合に、ハイブリッド車両が停止した状態から走行を開始した状態に切り替わったと判定する。ブレーキ規定値は、運転者による走行開始の意図を捉え得る値として定められている。トルク変更部５２は、ステップＳ１２の判定がＮＯである場合、一連の処理を一旦終了する。一方、トルク変更部５２は、ステップＳ１２の判定がＹＥＳである場合、処理をステップＳ１４に進める。

ステップＳ１４において、トルク変更部５２は、共振回転数Ｐよりも第１目標機関回転数Ｓ１の方が低く、且つ共振回転数Ｐよりも第２目標機関回転数Ｓ２の方が高いか否かを判定する。具体的には、トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が停止状態から走行開始状態に切り替わる前のタイミングで走行制御部５１が算出した目標機関回転数Ｓを読み込む。ここで、ハイブリッド車両が停止状態から走行開始状態に切り替わる前のタイミングでは、ハイブリッド車両は内燃機関のアイドル運転状態で停止している。つまり、トルク変更部５２が読み込む目標機関回転数Ｓは、第１回転マップから算出された第１目標機関回転数Ｓ１である。また、トルク変更部５２は、走行制御部５１が算出した現在の目標機関回転数Ｓを読み込む。ここで、処理がステップＳ１４に進んだタイミングでは、ハイブリッド車両は内燃機関のアイドル運転状態で走行している。つまり、トルク変更部５２が読み込む現在の目標機関回転数Ｓは、第２回転マップから算出された第２目標機関回転数Ｓ２である。トルク変更部５２は、第１目標機関回転数Ｓ１と第２目標機関回転数Ｓ２とを読み込んだ後、これらを共振回転数Ｐと比較する。そして、トルク変更部５２は、第１目標機関回転数Ｓ１と第２目標機関回転数Ｓ２と共振回転数Ｐとの間に上記の大小関係が満たされているか否かを判定する。トルク変更部５２は、上記の大小関係が満たされていない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、一連の処理を一旦終了する。一方、トルク変更部５２は、上記の大小関係が満たされている場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６において、トルク変更部５２は、要求充電量が、予め定められた充電規定値よりも大きいか否かを判定する。ここで、仮に機関回転数が共振回転数Ｐに一致した場合、内燃機関２０の回転トルクが大きいほど、ハイブリッド車両の構成部品の共振が大きくなる。一方で、内燃機関２０の回転トルクは、要求充電量が大きいほど大きくなる。つまり、要求充電量が大きいほど、ハイブリッド車両の構成部品の共振が大きくなる。上記の充電規定値は、仮に機関回転数が共振回転数に一致してハイブリッド車両の構成部品が共振したとしても、その共振の度合いが比較的小さく収まる大きさとして定められている。トルク変更部５２は、要求充電量が充電規定値以下である場合（ステップ１６：ＮＯ）、一連の処理を一旦終了する。一方、トルク変更部５２は、要求充電量が充電規定値よりも大きい場合（ステップ１６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１８に進める。つまり、上記の充電規定値の定義を反映して、ハイブリッド車両の構成部品の共振が大きくなる蓋然性が高い場合にのみ、トルク変更部５２は、処理をステップＳ１８に進める。

ステップＳ１８において、トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で停車していたとき、つまり機関回転数が第１目標機関回転数Ｓ１であったときのトルコン反力トルクである第１反力トルクＺ１を、つぎの式（１）を用いて算出する。

Ｚ１＝Ｃ×（Ｍ１＾２） ・・・（１）
式（１）において、Ｃはトルコン容量係数であり、トルクコンバータ３１におけるトルク伝達の性能を示すパラメータである。Ｍ１は、ハイブリッド車両が停止状態から走行開始状態に切り替わる前のタイミング、つまり、ハイブリッド車両が停止していた状態でのモータ回転数の実測値である。なお、上記のとおりモータジェネレータ４０による発電中は、クランクシャフトとモータジェネレータ４０の駆動軸とが一体回転することから、トルク変更部５２は、機関回転数の実測値を、モータ回転数の実測値として取り扱う。トルク変更部５２は、第１反力トルクＺ１を算出すると、処理をステップＳ２０に進める。

ステップＳ２０において、トルク変更部５２は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で走行する状態、つまり機関回転数が第２目標機関回転数Ｓ２である場合のトルコン反力トルクである第２反力トルクＺ２を、つぎの式（２）を用いて算出する。

Ｚ２＝Ｃ×（Ｍ２＾２） ・・・（２）
式（２）においては、Ｃは式（１）で用いたトルコン容量係数である。Ｍ２は、ハイブリッド車両が内燃機関２０のアイドル運転状態で走行する際のモータ回転数の目標値である。トルク変更部５２は、ステップＳ１４で取得した第２目標機関回転数Ｓ２を、モータ回転数の目標値として取り扱う。トルク変更部５２は、第２反力トルクＺ２を算出すると、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、トルク変更部５２は、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクの変更量を算出する。具体的には、トルク変更部５２は、第２反力トルクＺ２から第１反力トルクＺ１を減じ、得られた値を回転トルク変更量Ｄに設定する。この後、トルク変更部５２は、処理をステップＳ２４に進める。

ステップＳ２４において、トルク変更部５２は、回転トルク変更量Ｄを調整する。具体的には、トルク変更部５２は、回転トルク変更量Ｄに調整値を加算し、その結果得られる値を調整トルク変更量Ｄａに設定する。例えばトルクコンバータ３１における油の流れ易さが経年劣化等で変化することで、式（１）及び式（２）によって算出されるトルコン反力トルクと、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクとの関係性に、定常的なズレが生じることがある。上記の調整値は、こうしたズレを相殺できる値として、実験やシミュレーションによって予め定められている。トルク変更部５２は、調整トルク変更量Ｄａを算出すると、処理をステップＳ２６に進める。

ステップＳ２６において、トルク変更部５２は、走行制御部５１が算出した現在の目標モータトルクＭＴから調整トルク変更量Ｄａを減ずる。トルク変更部５２は、この結果得られる値を、最終目標モータトルクＭＴａに設定する。ステップＳ２６の処理により、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクの目標値が低下する。この後、トルク変更部５２は、処理をステップＳ２８に進める。

ステップＳ２８において、トルク変更部５２は、時間計測を開始する。そして、トルク変更部５２は、ステップＳ３０に処理を進める。
ステップＳ３０において、トルク変更部５２は、最終目標モータトルクＭＴａに応じてモータジェネレータ４０の駆動を制御する。この後、トルク変更部５２は、ステップＳ３２に処理を進める。

ステップＳ３２において、トルク変更部５２は、ステップＳ２８で時間計測を開始してからの経過時間が、予め規定された規定経過時間を超えたか否かを判定する。ここで、ステップＳ３０の処理において最終目標モータトルクＭＴａに応じてモータジェネレータ４０の駆動を制御すると、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクが低下する。この場合、モータジェネレータ４０による発電量は低下する。モータジェネレータ４０による発電量が低下した状態が過度に長い時間継続されることは好ましくない場合もある。上記の規定経過時間は、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる時間幅を規定する期間として定められている。規定経過時間は、実験やシミュレーションによって予め定められており、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させることに伴って機関回転数が第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２へと上昇するのに要する時間よりも長い時間になっている。この実施形態では、規定経過時間は１０秒である。

ステップＳ３２において、トルク変更部５２は、ステップＳ２８で時間計測を開始してからの経過時間が規定経過時間以下である場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３０の処理に戻る。トルク変更部５２は、ステップＳ２８で時間計測を開始してからの経過時間が規定経過時間を超えるまで、ステップＳ３０及びステップＳ３２の処理を繰り返す。そして、トルク変更部５２は、ステップＳ２８で時間計測を開始してからの経過時間が規定経過時間を超えた場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、一連の処理を一旦終了する。

なお、ステップＳ３０及びステップＳ３２の処理を繰り返している間に、アクセルペダルが踏み込まれるか、または、内燃機関２０の運転が禁止された場合には、トルク変更部５２は一連の処理を一旦終了する。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、以下の説明では、内燃機関２０がアイドル運転状態であり、且つモータジェネレータ４０が発電しているものとする。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間はハイブリッド車両が停止しており、時刻ｔ２においてハイブリッド車両が走行を開始するものとする。

図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、内燃機関２０の回転トルクと、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクとが、互いに略同じ大きさのままいずれも一定に維持される。そのため、図２の（ａ）に示すように、これら２つの回転トルクの釣り合いが保たれて、機関回転数は第１目標機関回転数Ｓ１に略等しい一定の値に維持される。

時刻ｔ２を過ぎてハイブリッド車両がモータジェネレータ４０による発電を継続しながら内燃機関２０のアイドル運転状態で走行を開始した後も、図２の（ｂ）に示すように、内燃機関２０の回転トルクは一定に維持される。その一方で、トルク変更部５２が実行するトルク変更処理により、図２の（ｃ）に示すように、ハイブリッド車両が停止した状態から走行を開始したタイミングで、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクは小さくなる。この結果として、内燃機関２０においてはクランクシャフトの回転に要する負荷が小さくなることから、図２の（ａ）に示すように機関回転数は速やかに上昇し、当該機関回転数は共振回転数Ｐを速やかに通過する。したがって、ハイブリッド車両が走行を開始する際にハイブリッド車両の構成部品が過度に振動することはない。

さらに、ハイブリッド車両が走行を開始するタイミングでは、例えばハイブリッド車両の動き出しに伴う車体の揺れ等で、仮にハイブリッド車両の構成部品が振動したとしても、乗員がそうした振動を感じ取り難い。こうしたタイミングで機関回転数が共振回転数Ｐを通過するようにすることは、乗員の乗り心地を良好にする上で好適である。

また、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクの低下量は、機関回転数を第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２へと変化させるのに相応な大きさに設定されている。そのため、機関回転数が過度に吹き上がってしまうことはなく、当該機関回転数は狙いの機関回転数である第２目標機関回転数Ｓ２へと確実に至る。しかも、本実施形態においては、そうした最適な回転トルクの低下量が、トルクコンバータ３１の特性を利用した演算によって、ハイブリッド車両の運転状態や要求充電量に拘わらず即座に算出される。そのため、ハイブリッド車両の運転状態や要求充電量に見合った低下量を、それぞれに応じた条件下での実験やシミュレーションで逐一定める手間もかからない。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・トルク変更処理のステップＳ１２に関して、ハイブリッド車両が走行開始状態に切り替わったことを判定するための条件は、上記実施形態の例に限定されない。この条件として、例えば車速ＳＰを採用してもよい。例えば、前回のトルク変更処理のステップＳ１２において車速ＳＰが０であり、今回のトルク変更処理のステップＳ１２において車速ＳＰが０よりも大きい場合に、ハイブリッド車両が走行開始状態に切り替わったと判定してもよい。

・トルク変更処理のステップＳ１６を廃止してもよい。この場合、要求充電量が比較的小さくてハイブリッド車両の構成部品の共振が小さい場合にも、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させることになるが、それによる殊更な問題は生じない。

・トルク変更処理のステップＳ１８で使用するハイブリッド車両が停止していた状態でのモータ回転数Ｍ１に関して、上記実施形態で使用していた機関回転数の実測値に代えて、ステップＳ１４で取得した第１目標機関回転数Ｓ１を使用してもよい。

・トルク変更処理のステップＳ２４に関して、回転トルク変更量Ｄを調整する方法は、上記実施形態の例に限定されない。例えばトルクコンバータ３１における油の流れ易さが温度で変化することを考慮した調整を行ってもよい。回転トルク変更量Ｄを調整するための演算の手法として、例えば、回転トルク変更量Ｄに対して適切なパラメータを乗じてもよい。要は、機関回転数を第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２へと上昇させるのに相応な回転トルクを算出できるように、回転トルク変更量Ｄを調整すればよい。

・トルク変更処理のステップＳ１８〜ステップＳ２４に関して、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる際の低下量の算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば実験やシミュレーションによって、この低下量を予め算出しておいてもよい。具体的には、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクに関して、機関回転数を第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２に上昇させる上で必要となる低下量を、ハイブリッド車両の運転状態毎や要求充電量毎に規定したマップを予め作成しておく。そして、このマップを参照して、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる際の低下量を算出してもよい。

・モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させる際の低下量は、実験やシミュレーションによって予め定められた一定量としてもよい。また、上記の低下量は、例えばハイブリッド車両が停止していたときにモータジェネレータ４０に入力されていた回転トルクの一定割合の大きさとしてもよい。要は、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させたときに、機関回転数が共振回転数Ｐを速やかに通過するように上記の低下量が定められていればよい。

・トルク変更処理のステップＳ３２に関して、規定経過時間は上記実施形態の例に限定されない。この規定時間は、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させることに伴って機関回転数が第１目標機関回転数Ｓ１から第２目標機関回転数Ｓ２へと上昇するのに要する時間よりも長いことを前提として、モータジェネレータ４０による発電量が低下してしまう期間が過度に長くならない長さになっていればよい。要求充電量が大きいときのほうが、要求充電量が小さいときよりも規定経過時間が短くなるように、要求充電量によって規定経過時間を変化させてもよい。

・規定経過時間を廃止してもよい。そして、アクセルペダルが踏み込まれるか、または、内燃機関２０の運転が禁止されるまで、モータジェネレータ４０に入力される回転トルクを低下させることを継続してもよい。この場合、モータジェネレータ４０による発電量が低下する期間が長くなることもあり得るが、その間においては内燃機関２０がハイブリッド車両の動力源となることから、ハイブリッド車両の走行に特に問題は生じない。

・共振回転数Ｐを規定するためのハイブリッド車両の構成部品は、上記実施形態の例に限定されない。共振回転数Ｐを規定するためのハイブリッド車両の構成部品は、つぎのような部品であればよい。すなわち、構成部品の共振周波数に対応する共振回転数Ｐが第１目標機関回転数Ｓ１よりも高く、構成部品の共振周波数に対応する共振回転数Ｐが第２目標機関回転数Ｓ２よりも低い部品であればよい。

１０…ハイブリッドシステム、２０…内燃機関、４０…モータジェネレータ、５０…制御装置。

Claims (1)

1. 車両の駆動源である内燃機関と、
   前記内燃機関から入力される回転トルクによって発電するモータジェネレータとを備えたハイブリッドシステムに適用される制御装置であって、
   前記モータジェネレータが発電しつつ前記車両が停止した状態から走行開始したとき、
   前記車両が停止しているときの第１目標機関回転数よりも前記車両が走行開始したときの第２目標機関回転数の方が高く、
   且つ、前記車両の構成部品を共振させる機関回転数として予め定められた共振回転数よりも前記第１目標機関回転数の方が低く、前記共振回転数よりも前記第２目標機関回転数の方が高い場合に、
   前記モータジェネレータに入力される回転トルクが、前記車両が停止した状態よりも低くなるように前記モータジェネレータの駆動を制御する
   ハイブリッドシステムの制御装置。