JP2021049982A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン回転速度の低下中にエンジンが共振領域に留まって振動することを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】ハイブリッドＥＣＵは、エンジンが共振する共振領域においてモータトルクによってエンジンのエンジン回転速度を降下させる共振防止制御を実行可能である。ハイブリッドＥＣＵは、エンジンのエンジントルクとモータトルクとを駆動輪へ出力するＨＥＶ走行モードにおいて、エンジン回転速度が降下して共振領域の上限値よりも大きい第１の所定値以下になった場合に、エンジンが停止した状態でモータトルクにより走行するＥＶ走行モードに移行し、かつ、共振防止制御を実行する。ハイブリッドＥＣＵは、シフト位置が、ＤレンジまたはＢレンジであり、かつ、エンジン回転速度が降下して第１の所定値以下になった場合に、ＥＶ走行モードに移行し、かつ、共振防止制御を実行する。【選択図】図６

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、モータジェネレータのモータトルクとエンジンのエンジントルクとを、動力伝達機構を介して駆動軸に出力するハイブリッド車両として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、２つのモータジェネレータと、エンジンとを備えており、車両が急減速したときにエンジン回転速度が低下してエンジンがストールすることを防止するようになっている。

具体的には、特許文献１に記載のものは、エンジンのストール限界回転速度よりも高い回転速度を下限値として設定しておき、この下限値よりもエンジン回転速度が低くならないようにモータジェネレータおよびエンジンを制御している。

特開２００６−２９９９９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両の急減速時にエンジンのストールを防止することはできても、エンジン回転速度がエンジンの共振領域まで低下してしまうことは防止できない。このため、特許文献１に記載のものは、エンジン回転速度が共振領域まで低下してエンジンが振動してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、エンジン回転速度の低下中にエンジンが共振領域に留まって振動することを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するハイブリッド車両の制御装置の発明の一態様は、モータジェネレータおよびエンジンを制御する制御部を備え、前記モータジェネレータのモータトルクを前記エンジンに伝達可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記制御部は、前記エンジンが共振する共振領域において前記モータトルクによって前記エンジンのエンジン回転速度を降下させる共振防止制御を実行可能であり、前記エンジン回転速度が降下して前記共振領域の上限値よりも大きい第１の所定値以下になった場合に、前記エンジンが停止した状態で前記モータトルクにより走行するＥＶ走行モードに移行し、かつ、前記共振防止制御を実行することを特徴とする。

このように本発明の一態様によれば、エンジン回転速度の低下中にエンジンが共振領域に留まって振動することを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を示す図であり、ハイブリッド車両の構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、ハイブリッド車両のエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度のレバー長の関係を示す共線図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、車両の急減速中のエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度の関係を示す共線図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジの場合の共振防止制御を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＲレンジの場合の共振防止制御を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＤレンジの場合の共振防止制御を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジの場合に、エンジンを停止させずにエンジンの共振を防止するときの車両状態を示すタイムチャートである。 図８は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジの場合に、エンジンを停止させてエンジンの共振を防止するときの車両状態を示すタイムチャートである。 図９は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＤレンジ、Ｂレンジの場合に、エンジンを停止させてエンジンの共振を防止するときの車両状態を示すタイムチャートである。 図１０は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を説明する図であり、シフト位置がＲレンジの場合に、エンジンを停止させずにエンジンの共振を防止するときの車両状態を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両（以下、単に「車両」という）１は、内燃機関型のエンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動輪６と、駆動輪６に動力を伝達可能に連結された駆動軸７と、第１遊星歯車機構８と、第２遊星歯車機構９と、第１インバータ１９と、第２インバータ２０と、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３３と、モータＥＣＵ（Electronic Control Unit）３４と、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）３５とを含んで構成される。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン２の出力軸３は、第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とに連結されている。

第１モータジェネレータ４は、ロータ軸１３と、ロータ１４と、ステータ１５とを有している。ロータ１４には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１５は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１５の三相コイルは、第１インバータ１９に接続されている。

このように構成された第１モータジェネレータ４において、ステータ１５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１５によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ１４に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転駆動される。すなわち、第１モータジェネレータ４は、電動機として機能し、車両１を駆動する駆動力を生成することができる。

また、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転すると、ロータ１４に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第１モータジェネレータ４は、発電機としても機能する。

第１インバータ１９は、モータＥＣＵ３４の制御により、バッテリ２１などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第１モータジェネレータ４のステータ１５の三相コイルに供給される。

第１インバータ１９は、モータＥＣＵ３４の制御により、第１モータジェネレータ４によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ２１を充電する。

第２モータジェネレータ５は、ロータ軸１６と、ロータ１７と、ステータ１８とを有している。ロータ１７には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１８は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１８の三相コイルは、第２インバータ２０に接続されている。

このように構成された第２モータジェネレータ５において、ステータ１８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１８によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ１７に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転駆動される。すなわち、第２モータジェネレータ５は、電動機として機能し、車両１を駆動する駆動力を生成することができる。

また、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転すると、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第２モータジェネレータ５は、発電機としても機能する。

第２インバータ２０は、モータＥＣＵ３４の制御により、バッテリ２１などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第２モータジェネレータ５のステータ１８の三相コイルに供給される。

第２インバータ２０は、モータＥＣＵ３４の制御により、第２モータジェネレータ５によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ２１を充電する。

第１遊星歯車機構８は、サンギア２２と、サンギア２２に噛み合う複数のプラネタリギア２３と、複数のプラネタリギア２３に噛み合うリングギア２５と、プラネタリギア２３を自転可能に支持するプラネタリキャリア２４とを備えている。

第２遊星歯車機構９は、サンギア２６と、サンギア２６に噛み合う複数のプラネタリギア２７と、複数のプラネタリギア２７に噛み合うリングギア２９と、プラネタリギア２７を自転可能に支持するプラネタリキャリア２８とを備えている。

第１遊星歯車機構８のサンギア２２は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、中空のロータ軸１３に連結されている。第１遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４と、第２遊星歯車機構９のサンギア２６とは、エンジン２の出力軸３と一体に回転するように連結されている。

第１遊星歯車機構８のリングギア２５には、第２遊星歯車機構９のプラネタリギア２７がロータ軸１３周りに公転するようにプラネタリキャリア２８を介して連結されている。また、第１遊星歯車機構８のリングギア２５は、図示しないデファレンシャルギア及びその他のギアを含むギア機構３１を介して駆動軸７を回転させるように設けられている。第２遊星歯車機構９のリングギア２９は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。

第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９は、動力伝達機構１０を構成する。動力伝達機構１０は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された遊星歯車機構を構成する。

このように、動力伝達機構１０は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力伝達機構１０は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。

ハイブリッドＥＣＵ３２、エンジンＥＣＵ３３、モータＥＣＵ３４及びバッテリＥＣＵ３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによってそれぞれ構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドＥＣＵ３２、エンジンＥＣＵ３３、モータＥＣＵ３４及びバッテリＥＣＵ３５としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施の形態におけるハイブリッドＥＣＵ３２、エンジンＥＣＵ３３、モータＥＣＵ３４及びバッテリＥＣＵ３５としてそれぞれ機能する。

車両１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線３９が設けられている。ハイブリッドＥＣＵ３２、エンジンＥＣＵ３３、モータＥＣＵ３４及びバッテリＥＣＵ３５は、ＣＡＮ通信線３９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、主として、エンジンＥＣＵ３３、モータＥＣＵ３４及びバッテリＥＣＵ３５などの各種ＥＣＵを統括的に制御する。エンジンＥＣＵ３３は、主として、エンジン２を制御する。

モータＥＣＵ３４は、主として、第１インバータ１９及び第２インバータ２０を介して第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５を制御する。バッテリＥＣＵ３５は、主として、バッテリ２１の状態を管理する。

本実施形態において、ハイブリッドＥＣＵ３２の入力ポートには、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、車速センサ４３を含む各種センサ類が接続されている。

アクセル開度センサ４１は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。シフトポジションセンサ４２は、運転者によるシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。

本実施形態では、車両１は、シフト位置として、Ｐレンジ（駐車位置）、Ｒレンジ（後進位置）、Ｎレンジ（ニュートラル位置）、Ｄレンジ（前進の通常走行位置）、Ｂレンジ（エンジンブレーキ発生位置）を備えている。なお、Ｂレンジは、Ｄレンジよりも大きなエンジンブレーキを発生させるシフト位置である。シフトポジションセンサ４２は本発明におけるシフト位置検出部を構成する。

車速センサ４３は、例えば、駆動軸７の回転速度から車速を検出する。車速センサ４３は、車両１が前進方向に進んでいる場合は正の車速を出力し、車両が後進方向に進んでいる場合は負の車速を出力する。

エンジンＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、エンジン２の発生するエンジントルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるようにエンジン２を制御する。エンジンＥＣＵ３３は、不図示のインジェクタやスロットルバルブを制御することにより燃料噴射量や吸入空気量を制御する。そして、エンジンＥＣＵ３３は、燃料噴射量や吸入空気量を制御することにより、エンジン２の発生するエンジントルクを制御する。

バッテリＥＣＵ３５の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ４５が接続されている。バッテリ状態検出センサ４５は、バッテリ２１の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリＥＣＵ３５は、バッテリ状態検出センサ４５から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ２１の充電状態（以下ＳＯＣという）などを検出する。

バッテリ状態検出センサ４５は、例えば、バッテリ２１の充放電電流を検出する電流センサに、電圧を検出する電圧センサ及びバッテリ温度を検出するバッテリ温度センサを付設した構成を用いることができる。なお、電流センサと電圧センサとバッテリ温度センサとを別に設けてもよい。

このような車両１において、ハイブリッドＥＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ４２により検出されたシフト位置と、車速センサ４３により検出された車速などに基づいて目標駆動パワーを算出し、目標駆動パワーを駆動軸７に出力させるようにエンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。

なお、本実施形態において、パワーとは、トルクに回転速度を乗算した値に比例する動力のことを示し、エンジン２、第１モータジェネレータ４，第２モータジェネレータ５、駆動軸７それぞれの回転体におけるトルク及び回転速度の組み合わせによって一意に決まる。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、例えば、アクセル開度と、シフト位置と、車速とに対する目標駆動トルクの相関を定めたトルクマップを参照して、目標駆動トルクを決定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動トルクと車速とから目標駆動パワーを決定する。トルクマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドＥＣＵ３２のＲＯＭに記憶されている。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動パワーを満たすように、車両状態等に応じた適切な配分で、目標エンジンパワーと目標モータパワーを算出する。そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジンパワーに基づいて目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを算出し、目標モータパワーに基づいて目標モータ回転速度と目標モータトルクを算出する。

ハイブリッドＥＣＵ３２により目標エンジン回転速度と目標エンジントルクが決定されると、エンジンＥＣＵ３３は、これらの目標値をスロットルバルブ開度や点火時期等の制御量に変換し、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを実現するようにエンジン２を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ３２により目標モータ回転速度と目標モータトルクが決定されると、モータＥＣＵ３４は、これらの目標値を第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５の制御量に変換し、目標モータ回転速度と目標モータトルクを実現するように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、例えば、エンジントルクとエンジン回転速度とに対するエンジンパワーの相関を定めたパワーマップを参照して、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定する。ハイブリッドＥＣＵ３２は、図示しないパワーマップの最適燃費ラインに基づいて、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定する。このパワーマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドＥＣＵ３２のＲＯＭに記憶されている。ハイブリッドＥＣＵ３２は、パワーマップの最適燃費ライン上を推移するようにエンジン２の動作点を制御する。

図２、図３は、車両１の共線図である。図２は車両停止時の共線図である。図３は、車両１の急減速前と急減速中の共線図である。図２、図３の共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４（図中、ＭＧ１と記す）の回転速度、エンジン２（図中、ｅｎｇｉｎｅと記す）の回転速度（エンジン回転速度）、駆動軸７（図中、ｏｕｔｐｕｔと記す）の回転速度、第２モータジェネレータ５（図中、ＭＧ２と記す）の回転速度をそれぞれ表している。

なお、共線図上では、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５、駆動軸７の回転速度は、車両１を前進させる方向の回転を正としている。

ここで、エンジン回転速度をＮｅｎｇ、駆動軸７の回転速度をＮｏｕｔ、第１モータジェネレータ４の回転速度をＮｍｇ１、第２モータジェネレータ５の回転速度をＮｍｇ２としたとき、これらの各回転速度の間には、次の式（１）、式（２）の関係が成り立っている。

なお、式（１）、式（２）では、エンジン２と駆動軸７の間のレバー長を１とし、エンジン２と第１モータジェネレータ４の間のレバー長をｋ１とし、駆動軸７と第２モータジェネレータ５の間のレバー長をｋ２としている。

Ｎｍｇ１＝（１＋ｋ１）Ｎｅｎｇ−ｋ１・Ｎｏｕｔ...（１）
Ｎｍｇ２＝（１＋ｋ２）Ｎｏｕｔ−ｋ２・Ｎｅｎｇ...（２）
また、図２の共線図において、横軸における各軸間の距離比（レバー長の比）は、第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、ｋ１は、第１遊星歯車機構８のリングギア歯数Ｚｒ１とサンギア歯数Ｚｓ１の比、Ｚｒ１／Ｚｓ１である。ｋ２は、第２遊星歯車機構９のサンギア歯数Ｚｓ２とリングギア歯数Ｚｒ２の比、Ｚｓ２／Ｚｒ２である。

図３に実線で示すように、車両１の急減速前の状態では、第１モータジェネレータ４の回転速度（Ｎｍｇ１）、エンジン２の回転速度（Ｎｅｎｇ）、第２モータジェネレータ５の回転速度（Ｎｍｇ２）、駆動軸７の回転速度（Ｎｏｕｔ）が正の値となっている。

この状態では、エンジン２が運転しており、エンジン２のエンジントルクと、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５の両方のモータトルクと、によって車両１が走行している。

その後、ドライバの急制動操作により車両１が急減速したため、図３に破線で示すように、駆動軸７の回転速度（Ｎｏｕｔ）が減少する。図３の共線図では、第２モータジェネレータ５のイナーシャが大きいことにより、駆動軸７の回転速度が減少しても、第２モータジェネレータ５の回転速度（Ｎｍｇ２）が急減速前から変化していない。一方、第２モータジェネレータ５を支点にするように、第１モータジェネレータ４の回転速度、駆動軸７の回転速度、エンジン回転速度が低下する。

このように車両１が急減速する場合、共振領域までエンジン回転速度（Ｎｅｎｇ）が低下してしまうことがあり得る。共振領域とは、エンジン２が共振するエンジン回転速度の領域である。より詳しくは、共振領域は、低いエンジン回転速度の領域である。

エンジン回転速度が低下してエンジン２が共振した場合、乗員に違和感を与えてしまう。このため、本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２が次のような各種の制御を実施することでエンジン２の共振を防止している。ハイブリッドＥＣＵ３２は、本発明における制御部を構成している。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２のエンジン回転速度が低下して第１の所定値以下になった場合に、モータトルクによりエンジン２を停止させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御する。第１の所定値は、共振領域の上限値よりも大きい値である。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御を実施可能である。エンジン自律制御とは、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５がモータトルクを発生せず、かつ、エンジン２のエンジントルクによりエンジン回転速度を自律的に調整する制御である。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、このエンジン自律制御として、自律アイドルスピード制御を実施する。自律アイドルスピード制御は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５がモータトルクを発生せず、かつ、エンジン２のエンジントルクによりアイドル回転速度を自律的に調整する制御である。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御の実行中に、エンジン回転速度が低下して第１の所定値よりも大きい第２の所定値以下になった場合に、エンジン自律制御を禁止する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御を禁止する場合、モータトルクによりエンジン回転速度を上昇させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジであることがシフトポジションセンサ４２により検出されており、かつ、エンジン回転速度が低下して第２の所定値以下となった場合に、エンジン自律制御を禁止する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＲレンジであることがシフトポジションセンサ４２により検出されており、かつ、エンジン回転速度が上昇して共振領域の下限値よりも小さい値である第３の所定値以上になった場合、モータトルクによりエンジン回転速度を低下させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２のエンジン回転速度が低下して第１の所定値以下になった場合に、ＨＥＶ走行モードからＥＶ走行モードに走行モードを変更する。ＨＥＶ走行モードは、エンジン２のエンジントルク、第１モータジェネレータ４のモータトルク、第２モータジェネレータ５のモータトルクの３つのトルクのうち、少なくとも２つのトルクにより車両１を走行可能なモードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２が停止した状態でモータトルクにより走行するモードである。

以上のように構成された本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置においてハイブリッドＥＣＵ３２が実施する共振防止制御について、図４、図５、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、図４、図５、図６に示す動作は、ハイブリッドＥＣＵ３２の起動とともに開始される。

図４のフローチャートにおいて、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジであるか否かを判別する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１でシフト位置がＰレンジまたはＮレンジであると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン回転速度（図中、Ｎｅｇと記す）が第２の所定値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１１でシフト位置がＰレンジまたはＮレンジではないと判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、後述するステップＳ１５に処理を進める。

ステップＳ１２の判別がＹＥＳの場合（エンジン回転速度が第２の所定値以下の場合）、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御を禁止し（ステップＳ１３）、ステップＳ１５に処理を進める。

エンジン回転速度フィードバック制御が有効のときは、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２がストールしそうになったときに、エンジン回転速度を上昇させてエンジン２が自律回転を継続するように、モータＥＣＵ３４を介して第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。

ステップＳ１２の判別がＮＯの場合（エンジン回転速度が第２の所定値より大きい場合）、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御を許可し（ステップＳ１４）、今回の動作を終了する。

ステップＳ１５では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン回転速度が第１の所定値以下であるか否かを判別する。第１の所定値は、第２の所定値より小さい値に設定されている。また、第１の所定値は、エンジン２の共振領域の上限より大きい値に設定されている。したがって、エンジン回転速度が第１の所定値以下である場合は、エンジン回転速度が共振領域の近くまで低下していることを意味する。

ステップＳ１５でエンジン回転速度が第１の所定値以下であると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２を停止し（ステップＳ１６）、今回の動作を終了する。

ステップＳ１６では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２を停止させるためのモータトルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５に発生させる。これにより、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータトルクによってエンジン回転速度が急低下し、エンジン２は、共振領域を速やかに通過して停止する。

ステップＳ１５でエンジン回転速度が第１の所定値より大きいと判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、今回の動作を終了する。

図５のフローチャートにおいて、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＲレンジであるか否かを判別する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１でシフト位置がＲレンジであると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン回転速度（図中、Ｎｅｇと記す）が第３の所定値以下であるか否かを判別する（ステップ２２）。

ステップＳ２１でシフト位置がＲレンジではないと判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、今回の動作を終了する。

ステップＳ２２でエンジン回転速度が第３の所定値以下であると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２を停止し（ステップＳ２３）、今回の動作を終了する。

具体的には、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータトルクによってエンジン２を停止させる。このため、エンジン回転速度が共振領域に入ることが回避される。

ステップＳ２２でエンジン回転速度が第３の所定値より大きいと判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、今回の動作を終了する。

図６のフローチャートにおいて、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＤレンジであるか否かを判別する（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１でシフト位置がＤレンジであると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動力が既定値より小さく、かつ、ＳＯＣが既定値より大きいか否かを判別する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３１でシフト位置がＤレンジではないと判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、今回の動作を終了する。

ステップＳ３２の判別がＮＯの場合（目標駆動力が既定値より大きい、または、ＳＯＣが既定値より小さい場合）ハイブリッドＥＣＵ３２は、車両１の減速度が既定値より大きいか否かを判別する（ステップＳ３３）。

ステップＳ３２の判別がＹＥＳの場合（目標駆動力が既定値より小さい、かつ、ＳＯＣが既定値より大きい場合）ハイブリッドＥＣＵ３２は、ステップＳ３５に処理を進める。

ステップＳ３３の判別がＹＥＳの場合（車両１の減速度が既定値より大きい場合）、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン回転速度（図中、Ｎｅｇと記す）が第１の所定値以下であるか否かを判別する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４でエンジン回転速度が第１の所定値以下であると判別した場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、ステップＳ３５を実行し、その後、今回の動作を終了する。ステップＳ３５では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、走行モードをＥＶ走行モードに変更する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３３の判別がＮＯの場合、およびステップＳ３４の判別がＮＯの場合、ハイブリッドＥＣＵ３２は、走行モードをＨＥＶ走行モードに維持したまま、今回の動作を終了する。

次に、図４、図５、図６の共振防止制御が行われたときの車両状態および制御状態の推移について、図７、図８、図９、図１０のタイムチャートを参照して説明する。図中、実線で示すエンジン回転速度は本実施形態の制御による遷移を示している。また、破線で示すエンジン回転速度は従来技術の制御による遷移を示している。

図７、図８は、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジでありエンジン自律制御（図中、ＩＳＣ制御と記す）を実施しているときに、ドライバの急ブレーキ操作によりエンジン回転速度が急減少した場合を示している。

図７において、時刻ｔ１１では、アクセル開度およびブレーキ踏み込み量がともに０であり、車両１が惰性走行している。この時刻ｔ１１では、車速が緩やかに低下している。

その後、時刻ｔ１２では、ドライバにより急ブレーキ操作が行われてブレーキ踏み込み量が増加したため、車速およびエンジン回転速度が急減少し始める。

その後、時刻ｔ１３では、エンジン回転速度が第２の所定値より小さくなったことに応じて、本実施形態では、エンジン自律制御が禁止される。そして、エンジン自律制御が禁止されたことにより、エンジン回転速度フィードバック制御が行われる。その後、エンジン回転速度フィードバック制御が行われたことで、エンジン回転速度は、上昇を開始し、時刻ｔ１１でのエンジン回転速度と同等の回転速度まで復帰する。

一方、従来技術では、時刻ｔ１３でエンジン自律制御を禁止していないため、破線で示すように時刻ｔ３以降もエンジン回転速度が０に向かって低下し続ける。エンジン回転速度が０まで低下する過程で、エンジン回転速度が共振領域を通過してしまう。

図８において、時刻ｔ２１では、アクセル開度およびブレーキ踏み込み量がともに０であり、車両１が惰性走行している。この時刻ｔ２１では、車速が緩やかに低下している。

その後、時刻ｔ２２では、ドライバにより急ブレーキ操作が行われてブレーキ踏み込み量が増加したため、車速およびエンジン回転速度が急減少し始める。

その後、時刻ｔ２３では、エンジン回転速度が第２の所定値より小さくなったことに応じて、本実施形態では、エンジン自律制御が禁止される。そして、エンジン自律制御が禁止されたことにより、エンジン回転速度フィードバック制御が行われる。図８では、エンジン回転速度の減速度が大きい等の理由により、エンジン回転速度フィードバック制御が行われたにも関わらず、時刻ｔ２３以降もエンジン回転速度が低下し続けている。

その後、時刻ｔ２４では、エンジン回転速度が第１の所定値よりも小さくなったことに応じて、本実施形態では、エンジン２を停止させるためのモータトルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５に発生させる。これにより、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５において、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータトルクによってエンジン回転速度が急低下し、エンジン２は、共振領域を速やかに通過して停止する。

一方、従来技術では、破線で示すように時刻ｔ２４以降も車速の低下に伴ってエンジン回転速度が低下し続ける。このため、エンジン回転速度が０に低下する過程で、本実施形態と比較してエンジン回転速度が共振領域に長い時間留まってしまう。

図９は、シフト位置がＤレンジまたはＢレンジでありエンジン自律制御（図中、ＩＳＣ制御と記す）を実施していないときに、ドライバの急ブレーキ操作によりエンジン回転速度が急減少した場合を示している。

図９において、時刻ｔ３１でアクセル開度が０になり、時刻ｔ３２でドライバにより急ブレーキ操作が行われてブレーキ踏み込み量が増加している。これにより、時刻ｔ３３以降で、車速およびエンジン回転速度が急減少し始める。

その後、時刻ｔ３３では、エンジン回転速度が第１の所定値より小さくなったことに応じて、本実施形態では、走行モードがＨＥＶ走行モードからＥＶ走行モードに切り替わり、エンジン２を停止させるためのモータトルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５に発生させる。これにより、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４において、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータトルクによってエンジン回転速度が急低下し、エンジン２は、共振領域を速やかに通過して停止する。

その後、時刻ｔ３５ではアクセル開度や車速に応じて、本実施形態では、走行モードがＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替わり、エンジン２が燃料噴射を行って再始動を行い、エンジン２の回転速度を上昇させるためのモータトルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５に発生させる。
これにより、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６において、エンジン回転速度が急上昇し、エンジン２は、共振領域を速やかに通過する。

一方、従来技術では、破線で示すように時刻ｔ３３以降も車速の低下に伴ってエンジン回転速度が０に向かって低下し続ける。このため、エンジン回転速度が０に低下する過程で、本実施形態と比較してエンジン回転速度が共振領域に長い時間留まってしまう。
また、従来技術では、破線で示すようにＨＥＶ走行モードである状態において時刻ｔ３５でエンジン２が再始動される。このため、本実施形態と比較してエンジン回転速度が上昇する過程で、エンジン回転速度が共振領域に長い時間留まってしまう。

図１０は、シフト位置がＲレンジでありエンジン自律制御（図中、ＩＳＣ制御と記す）を実施しているときに、ドライバの急ブレーキ操作によりエンジン回転速度が急減少した場合を示している。

図１０において、時刻ｔ４１以前は、アクセル開度が０の状態で車速が一定になっている。また、エンジン回転速度は、共振領域より低い一定の回転速度となっている。

その後、時刻ｔ４１では、アクセル開度が増加したことで、エンジン回転速度および車速が増加し始める。

その後、時刻ｔ４２では、エンジン回転速度が第３の所定値まで増加したことに応じて、本実施形態では、エンジン回転速度を低下させるためのモータトルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５に発生させる。

これにより、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３において、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータトルクによってエンジン回転速度が時刻ｔ４１以前の回転速度まで低下する。このため、エンジン回転速度が共振領域に入ることが回避される。

一方、従来技術では、破線で示すように時刻ｔ４２以降も車速の増加に伴ってエンジン回転速度が増加し続ける。このため、エンジン回転速度が増加する過程で、本実施形態と比較してエンジン回転速度が共振領域に長い時間留まってしまう。

ここで、エンジン２のエンジントルクをＴｅｇ、第１モータジェネレータ４のモータトルクをＴｍｇ１、第２モータジェネレータ５のモータトルクをＴｍｇ２としたとき、これらのトルクの間には、次の式（３）が成り立つ。

Ｔｍｇ１×（ｋ１＋１）＋Ｔｅｇ×１＝Ｔｍｇ２×ｋ２...（３）
第１モータジェネレータ４のモータトルクＴｍｇ１、および第２モータジェネレータ５のモータトルクＴｍｇ２は、式（３）においてエンジン停止またはエンジン回転速度が低下した場合にＴｅｇが減少するように制御される。また、エンジン回転速度が増加した場合にＴｅｇが増加するように制御される。

ここで、エンジントルク式（３）を満たすように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５がそれぞれモータトルクを発生し、かつ、エンジントルクが負の値になった場合であっても、エンジン２のイナーシャの影響によってエンジン回転速度を速やかに減少させることができない場合がある。

そこで、エンジン２のイナーシャ分を第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５が負担する必要がある。このため、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４がＴｍｇ１＋エンジンのイナーシャ分のモータトルクを発生し、第２モータジェネレータ５がＴｍｇ２＋エンジンのイナーシャ分のモータトルクを発生するように制御している。

具体的には、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２のイナーシャ分を補正するため、次の式（４）で示すモータトルクを発生するように第１モータジェネレータ４を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、次の式（５）で示すモータトルクを発生するように第２モータジェネレータ５を制御する。

なお、式（４）、式（５）において、エンジン２の慣性モーメントをＩｅとし、エンジン２の角加速度をωとしている。このωは、エンジン２を停止させるときの回転速度の変化率に相当する。また、式（４）、式（５）において、第１モータジェネレータ４の慣性モーメントをＩｍｇ１とし、第２モータジェネレータ５の慣性モーメントをＩｍｇ２としている。

Ｔｍｇ１＋｛（１＋ｋ２）／（１＋ｋ１＋ｋ２）×Ｉｅ×ω＋Ｉｍｇ１×（１＋ｋ１）×ω｝...（４）
Ｔｍｇ２＋｛ｋ１／（１＋ｋ１＋ｋ２）×Ｉｅ×ω−Ｉｍｇ２×ｋ２×ω｝...（５）
すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３２は、式（４）で示す値を第１モータジェネレータ４の目標モータトルクに設定し、式（５）で示す値を第２モータジェネレータ５の目標モータトルクに設定する。

このように、上述の実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２のエンジン回転速度が低下して第１の所定値以下になった場合に、モータトルクによりエンジン２を停止させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御している。

これにより、エンジン回転速度が低下して第１の所定値以下になった場合、モータトルクによりエンジン２を停止させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５が制御される。このため、エンジン回転速度の低下中にエンジン２が共振領域に留まって振動することを防止することができる。

また、上述の実施形態では、第１の所定値は、エンジン２が共振するエンジン回転速度の領域である共振領域の上限値よりも大きい値である。

これにより、エンジン回転速度が、共振領域よりも大きい第１の所定値以下に低下した場合に、エンジン２を停止させるよう第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５の各モータトルクが制御されるため、エンジン回転速度が共振領域に留まってエンジン２が振動することを防止することができる。

また、上述の実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５がモータトルクを発生せず、かつ、エンジン２のエンジントルクによりエンジン回転速度を自律的に調整するエンジン自律制御を実行可能である。そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御の実行中に、エンジン回転速度が低下して第１の所定値よりも大きい第２の所定値以下になった場合に、エンジン自律制御を禁止している。

これにより、エンジン自律制御の実行中に、エンジン回転速度が低下して第２の所定値以下になった場合にエンジン自律制御が禁止されるため、モータトルクによりエンジン回転速度を調整するときにエンジン自律制御が介入してしまうのを防止できる。このため、エンジン回転速度が低下して共振領域に留まることのないように、モータトルクによってエンジン回転速度を速やかに調整できる。

また、上述の実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン自律制御を禁止する場合、モータトルクによりエンジン回転速度を上昇させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御している。

これにより、エンジン自律制御を禁止する場合、モータトルクによりエンジン回転速度を上昇させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５が制御されるため、エンジン回転速度が共振領域まで低下してエンジン２が振動することを防止することができる。

また、上述の実施形態では、シフト位置を検出するシフトポジションセンサ４２を車両１が備え、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジであることがシフトポジションセンサ４２により検出されており、かつ、エンジン回転速度が低下して第２の所定値以下となった場合に、エンジン自律制御を禁止している。

これにより、シフト位置がＰレンジまたはＮレンジの場合、エンジン回転速度が第２の所定値以下になった場合にエンジン自律制御が禁止されるため、エンジン回転速度が共振領域まで低下してエンジン２が振動することを防止することができる。

また、上述の実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、シフト位置がＲレンジであることがシフトポジションセンサ４２により検出されており、かつ、エンジン回転速度が上昇して共振領域の下限値よりも小さい値である第３の所定値以上になった場合、モータトルクによりエンジン回転速度を低下させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５を制御している。

これにより、シフト位置がＲレンジの場合、エンジン回転速度が上昇して第３の所定値以上になった場合にモータトルクによりエンジン回転速度を低下させるように第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５が制御されるため、エンジン回転速度が共振領域まで上昇してエンジン２が振動することを防止することができる。

また、上述の実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２のエンジン回転速度が低下して第１の所定値以下になった場合に、エンジン２が停止した状態でモータトルクにより走行するＥＶ走行モードに走行モードを変更している。

これにより、エンジン回転速度が第１の所定値以下となった場合に、ＥＶ走行モードに変更するため、エンジン２が共振領域で回転し続けて振動することを防止することができる。また、エンジン２の再始動が必要になった場合に、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替わる過程でエンジン２が再始動されるため、エンジン回転速度が緩やかに上昇してエンジン２が共振領域に長時間留まって振動してしまうのを防止できる。

すなわち、Ｄレンジにおいて、エンジン回転速度が急降下する状況では、エンジン２を停止させる動作が間に合わずに勝手にエンジン２が停止する可能性が高いため、エンジン２を停止させるだけでなく走行モードをＨＥＶ走行モードからＥＶ走行モードに変更することが好ましい。

また、仮に、走行モードをＨＥＶ走行モードからＥＶ走行モードに変更しないままエンジン２を停止した場合、Ｎレンジのときはエンジン２が停止し続けるが、Ｄレンジのときはエンジン２が再始動されることがある。ＨＥＶ走行モードでエンジン２が再始動された場合、エンジン回転速度が緩やかに上昇するため、エンジン回転速度が共振領域に滞在する時間が長くなってしまう。

そこで、本実施形態では、ＥＶ走行モードに変更することで、エンジン２が再始動する際に始動モードとして振る舞うことになり、ＨＥＶ走行モードでエンジン２が再始動される時と比較してエンジン回転速度が素早く上昇し、共振領域に滞在する時間を短くできる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両（ハイブリッド車両）
２ エンジン
４ 第１モータジェネレータ（モータジェネレータ）
５ 第２モータジェネレータ（モータジェネレータ）
７ 駆動軸
１０ 動力伝達機構
４２ シフトポジションセンサ（シフト位置検出部）
３２ ハイブリッドＥＣＵ（制御部）

Claims (3)

1. モータジェネレータおよびエンジンを制御する制御部を備え、前記モータジェネレータのモータトルクを前記エンジンに伝達可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記エンジンが共振する共振領域において前記モータトルクによって前記エンジンのエンジン回転速度を降下させる共振防止制御を実行可能であり、
   前記エンジン回転速度が降下して前記共振領域の上限値よりも大きい第１の所定値以下になった場合に、前記エンジンが停止した状態で前記モータトルクにより走行するＥＶ走行モードに移行し、かつ、前記共振防止制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記エンジンのエンジントルクと前記モータトルクとを駆動輪へ出力するＨＥＶ走行モードにおいて、前記エンジン回転速度が降下して前記第１の所定値以下になった場合に、前記ＥＶ走行モードに移行し、かつ、前記共振防止制御を実行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制御装置。
3. シフト位置を検出するシフト位置検出手段を備え、
   前記制御部は、前記シフト位置が、通常前進位置であるＤレンジ、またはエンジンブレーキ発生位置であるＢレンジであることが前記シフト位置検出手段により検出されており、かつ、前記エンジン回転速度が降下して前記第１の所定値以下になった場合に、前記ＥＶ走行モードに移行し、かつ、前記共振防止制御を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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