JP2022149909A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させること。【解決手段】エンジン１１と、モータジェネレータ１２と、エンジン１１およびモータジェネレータ１２から駆動輪ＤＷまでの動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチ１３４と、を備える車両１の制御装置３０は、エンジン１１が低負荷状態または高回転数状態である非制振領域では、エンジントルクに対して逆位相のトルクを含む制振トルクをモータジェネレータ１２から出力させるモータ制振制御およびロックアップクラッチ１３４をスリップさせるスリップ制振制御を実行せず、エンジン１１が高負荷状態または低回転数状態である第１制振領域では、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行し、エンジン１１が中負荷状態または中回転数状態である第２制振領域では、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しない。【選択図】図６

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関、または内燃機関に連結されたモータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリット車両において、内燃機関の爆発行程で発生するトルクに対して逆位相となるような矩形波状の制振トルクをモータから発生させることにより、内燃機関のトルク振動を抑制するようにした技術が開示されている。また、特許文献２には、エンジン回転数が所定の制振実施上限エンジン回転数よりも小さく、且つ吸気管負圧が所定の制振実施下限吸気管負圧よりも高負荷側（負圧の絶対値が大きい）となる制振実施領域において、モータによりエンジン振動の制振を行うようにした技術が開示されている。

特開２００５－０６５４０８号公報 特開２００７－２９６９７５号公報

内燃機関から駆動輪までの動力伝達経路にロックアップクラッチを備える車両にあっては、ロックアップクラッチを締結状態とすることにより、内燃機関の動力を効率よく駆動輪に伝達して走行することが可能となる。したがって、ロックアップクラッチを締結状態とする機会を増加させることにより、車両の燃費性能を向上させることができる。しかし、その一方で、いわゆる気筒休止エンジンにおける休筒運転時といった内燃機関のトルク振動が大きいときにロックアップクラッチを締結状態とすると、そのトルク振動がロックアップクラッチを介して駆動輪に伝達され、車両のＮＶ（Noise,Vibration）特性が悪化することがある。車両の商品性の観点から、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させることが望まれる。

本発明は、車両のＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させることが可能な車両制御装置を提供する。

本発明は、
内燃機関と、電動機と、駆動輪と、前記内燃機関および前記電動機から前記駆動輪までの動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチと、を備える車両を制御する車両制御装置であって、
前記内燃機関は、全ての気筒を稼働させる全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転する休筒運転とを切替可能に構成され、
前記ロックアップクラッチは、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方からの出力を高効率で前記駆動輪に伝達する締結状態と、前記出力を前記締結状態よりも低効率で前記駆動輪に伝達するスリップ状態と、をとり得て、
前記車両制御装置は、
前記内燃機関および前記電動機からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフトの軸端でのトルクであるクランク端トルクに対する目標トルクに基づき、前記内燃機関の運転状態を前記全筒運転と前記休筒運転との間で切り替えることが可能であるとともに、
前記内燃機関を休筒運転している場合に、前記駆動輪に伝達される前記内燃機関のトルク振動を低減する制振制御を実行可能であり、
前記制振制御は、前記内燃機関から出力されるエンジントルクに対して逆位相のトルクを含む制振トルクを前記電動機から出力させるモータ制振制御と、前記ロックアップクラッチを前記スリップ状態とするスリップ制振制御と、を含み、
前記車両制御装置は、
前記目標トルクが小さい低負荷状態、または前記内燃機関の回転数が高い高回転数状態である非制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行せず、
前記目標トルクが大きい高負荷状態、または前記内燃機関の回転数が低い低回転数状態である第１制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行し、
前記目標トルクが前記低負荷状態と前記高負荷状態との間となる中負荷状態、または前記内燃機関の回転数が前記低回転数状態と前記高回転数状態との間となる中回転数状態である第２制振領域では、前記モータ制振制御を実行して前記スリップ制振制御を実行しない。

本発明によれば、車両のＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させることが可能な車両制御装置を提供できる。

本実施形態の車両の一例を示す図である。 本実施形態の車両が備える変速機の一例を示す図である。 本実施形態の車両における正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）の一例を示す図である。 モータ制振制御の一例を示す図である。 スリップ制振制御の一例を示す図である。 非制振領域、第１制振領域および第２制振領域の一例を示す図である。

以下、本発明の車両制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［車両］
図１に示すように、本実施形態における車両１は、いわゆるハイブリッド電気自動車(Hybrid Electrical Vehicle)であり、内燃機関の一例であるエンジン１１と、電動機の一例であるモータジェネレータ１２と、動力伝達装置の一例である変速機ＴＭと、駆動輪ＤＷと、バッテリ２０と、電力変換装置２１と、車両１全体の制御を司る制御装置３０と、を備えている。制御装置３０は、本発明の車両制御装置の一例である。なお、図１において、太実線は機械連結を示し、二重破線は電気配線を示し、実線矢印は制御信号を示している。

エンジン１１は、例えば、全ての気筒を稼働させることが可能な全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転可能な休筒運転とを切替可能に構成された、いわゆる気筒休止エンジンである。一例として、エンジン１１は、可変バルブタイミング機構（不図示）を備えるＶ型６気筒エンジンであり、可変バルブタイミング機構によって、一方のバンクの３つの気筒を休止可能に構成されている。すなわち、エンジン１１において、全筒運転時には両方のバンクの６つの気筒を用いた６気筒運転が行われ、休筒運転時には一方のバンクの３つの気筒のみを用いた３気筒運転が行われる。また、エンジン１１は、可変バルブタイミング機構によって、例えば、各吸気バルブの開弁期間、開閉タイミング、リフト量等も変化可能に構成されている。

エンジン１１は、供給された燃料（例えばガソリン）を燃焼させることによって発生した機械エネルギー（動力）を、クランクシャフト１１ａ（図２を参照）を回転駆動することによって出力する。具体的に、エンジン１１は、インジェクタ（不図示）を備える。インジェクタは、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を用いて制御装置３０により制御され、エンジン１１に燃料を供給する。燃料供給が行われることによりエンジン１１から出力された動力は、エンジン１１と機械的に連結された変速機ＴＭを介して駆動輪ＤＷに伝達され、車両１の走行に供される。

また、エンジン１１は、モータジェネレータ１２とも機械的に連結されている。モータジェネレータ１２は、例えば三相の交流モータであり、電力が供給されることによって動力を出力する電動機として機能する。具体的に、モータジェネレータ１２のロータ（不図示）は、エンジン１１のクランクシャフト１１ａと連結されている。このため、エンジン１１およびモータジェネレータ１２からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフト１１ａの軸端でのトルクであるクランク端トルクは、エンジン１１から出力されるトルク（以下、エンジントルクともいう）と、モータジェネレータ１２から出力されるトルク（以下、モータトルクともいう）と、の和となる。

エンジン１１とモータジェネレータ１２とが機械的に連結されていることで、車両１においては、エンジン１１の出力を用いた駆動輪ＤＷの駆動（すなわち車両１の走行）を、モータジェネレータ１２の出力によって補助するモータアシストが可能となっている。

また、エンジン１１とモータジェネレータ１２とが機械的に連結されていることで、エンジン１１の出力によってモータジェネレータ１２を回転駆動したり、モータジェネレータ１２の出力によってエンジン１１を回転駆動したりすることも可能である。例えば、車両１においては、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を始動させることが可能になっている。

モータジェネレータ１２は、電力変換装置２１を介して、バッテリ２０と電気的に接続されている。バッテリ２０は、例えば、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、所定の電圧（例えば５０～２００［Ｖ］）を出力可能に構成されたバッテリである。バッテリ２０の蓄電セルとしては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。

電力変換装置２１は、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータ（いずれも不図示）等を備えるとともに、制御装置３０によって制御され、電力の変換を行う装置である。例えば、電力変換装置２１は、バッテリ２０から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ１２に供給したり、モータジェネレータ１２から供給された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に供給したりする。モータジェネレータ１２は、電力変換装置２１を介してバッテリ２０の電力が供給されることで、前述のモータアシストを行うことが可能である。

また、モータジェネレータ１２は、回転駆動されることによって発電を行う発電機としても機能する。モータジェネレータ１２は、前述したようにエンジン１１の出力によって回転駆動され得るほか、車両１の制動等に伴って駆動輪ＤＷ側から入力される動力によっても回転駆動され得る。モータジェネレータ１２によって発電された電力は、電力変換装置２１を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０の充電に供される。

変速機ＴＭは、例えば、複数の変速段（例えば７段）を有する多段式変速機であり、エンジン１１およびモータジェネレータ１２から駆動輪ＤＷまでの動力伝達経路に設けられる。具体的に、変速機ＴＭは、図２に示すように、トルクコンバータ１３と、ギヤボックス１４と、を含んで構成される。

トルクコンバータ１３は、ポンプインペラ１３１と、タービンランナ１３２と、ステータ１３３と、ロックアップクラッチ１３４と、を備える。ポンプインペラ１３１は、エンジン１１およびモータジェネレータ１２（具体的にはクランクシャフト１１ａ）と機械的に連結され、これらの回転駆動に伴って一体回転する。タービンランナ１３２は、ポンプインペラ１３１の作動油吐出口に近接して配置される作動油流入口を有するとともに、ギヤボックス１４の入力軸１４１と機械的に連結され、入力軸１４１と一体回転する。ステータ１３３は、タービンランナ１３２とポンプインペラ１３１との間に挟まれるように配置され、タービンランナ１３２からポンプインペラ１３１に戻る作動油の流れを偏向する。また、ステータ１３３は、ワンウェイクラッチ１３５を介してトルクコンバータ１３のハウジング（不図示）等に支持されている。トルクコンバータ１３は、ポンプインペラ１３１とタービンランナ１３２との間に形成された循環路に作動油を循環させることにより、作動油を介してポンプインペラ１３１からタービンランナ１３２に動力（回転動力）を伝達できる。

ロックアップクラッチ１３４は、エンジン１１（具体的にはクランクシャフト１１ａ）とギヤボックス１４の入力軸１４１との機械的な接続を断接可能なクラッチである。ロックアップクラッチ１３４を締結状態とすることで、エンジン１１の出力をギヤボックス１４の入力軸１４１に直接伝達することが可能になる。すなわち、ロックアップクラッチ１３４が締結状態であるとき、エンジン１１のクランクシャフト１１ａとギヤボックス１４の入力軸１４１とは、一体回転する。

また、ロックアップクラッチ１３４は、スリップする（滑る）ことにより、クランクシャフト１１ａからの動力（回転動力）を減衰して入力軸１４１に伝達することもできる。換言すると、ロックアップクラッチ１３４は、エンジン１１およびモータジェネレータ１２の少なくとも一方からの出力を、高効率で駆動輪ＤＷに伝達する締結状態と、締結状態よりも低効率で駆動輪ＤＷに伝達するスリップ状態とをとり得る。

ギヤボックス１４は、エンジン１１やモータジェネレータ１２の出力がトルクコンバータ１３およびロックアップクラッチ１３４の少なくとも一方を介して伝達される入力軸１４１と、入力軸１４１に伝達された動力を変速可能な複数の変速機構１４２，１４３と、これら複数の変速機構のうちのいずれかの変速機構により変速された動力を駆動輪ＤＷ側へ出力する出力ギヤ１４４ａを含む出力部材１４４と、を備える。なお、入力軸１４１は、メインシャフトの一例である。

ギヤボックス１４が備える複数の変速機構は、第１変速機構１４２と、第２変速機構１４３とを含む。第１変速機構１４２は、第１変速クラッチ１４２ａと、第１変速クラッチ１４２ａが締結状態となることで入力軸１４１と一体回転する第１ドライブギヤ１４２ｂと、出力部材１４４と一体回転する第１ドリブンギヤ１４２ｃと、を備える。第２変速機構１４３は、第２変速クラッチ１４３ａと、第２変速クラッチ１４３ａが締結状態となることで入力軸１４１と一体回転する第２ドライブギヤ１４３ｂと、出力部材１４４と一体回転する第２ドリブンギヤ１４３ｃと、を備える。

なお、図２には、ギヤボックス１４が備える変速機構として、第１変速機構１４２および第２変速機構１４３のみを図示しているが、ギヤボックス１４は、例えば、第１変速機構１４２および第２変速機構１４３以外の変速機構（不図示）も備えている。

ロックアップクラッチ１３４、第１変速クラッチ１４２ａ、および第２変速クラッチ１４３ａといった変速機ＴＭが備える各クラッチ（以下、単に変速機ＴＭのクラッチともいう）を締結状態（前述のスリップ状態も含む）とするか解放状態とするかは、制御装置３０によって制御される。

図１に戻り、制御装置３０は、エンジン１１、変速機ＴＭ、および電力変換装置２１等を制御する装置である。さらに、制御装置３０は、電力変換装置２１の制御を介して、モータジェネレータ１２を制御することもできる。また、制御装置３０は、モータジェネレータ１２を直接制御してもよいし、バッテリ２０の入出力を制御してもよい。制御装置３０は、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置３０の内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置等を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現される。なお、制御装置３０は、１つのＥＣＵによって実現されてもよいし、複数のＥＣＵが協調動作することによって実現されてもよい。

制御装置３０には各種センサが接続されており、制御装置３０は、これら各種センサから入力される情報に基づき、エンジン１１、変速機ＴＭ、および電力変換装置２１（すなわちモータジェネレータ１２）等を制御する。制御装置３０に接続されるセンサとしては、例えば、エンジン１１（クランクシャフト１１ａ）の回転数（以下、エンジン回転数ともいう。図２中のＮＥも参照）を検出するエンジン回転数センサ１７、車両１の走行速度（以下、車速ともいう）を検出する車速センサ１８、入力軸１４１の回転数（以下、メインシャフト回転数ともいう。図２中のＮＭも参照）を検出するメインシャフト回転数センサ１９（図２を参照）を挙げることができる。

さらに、制御装置３０に接続される他のセンサとしては、車両１のアクセルペダルに対する操作量（以下、ＡＰ開度ともいう）を検出するＡＰセンサ、車両１のブレーキペダルに対する操作量を検出するブレーキセンサ、変速機ＴＭの変速段を検出するギヤポジションセンサ、バッテリ２０の出力や温度を検出するバッテリセンサ、エンジン１１の吸気圧（吸気管圧力）を検出する吸気圧センサ（いずれも不図示）等を挙げることができる。また、制御装置３０には、大気圧を検出する大気圧センサ（不図示）が接続されていてもよい。

例えば、制御装置３０は、車両１の走行状態に基づき、エンジントルクとモータトルクとの和であるクランク端トルクに対する目標トルク（以下、クランク端要求トルクともいう）を導出する。一例として、制御装置３０は、車速センサ１８によって検出された車速およびＡＰセンサによって検出されたＡＰ開度と、車速およびＡＰ開度に応じて車両１の走行に要求されるクランク端要求トルクを定めたマップと、を参照することにより、クランク端要求トルクを導出する。なお、このマップは、例えば、制御装置３０の記憶装置にあらかじめ記憶されている。そして、制御装置３０は、クランク端トルクがクランク端要求トルクとなるように、エンジントルクやモータトルクを制御する。

また、制御装置３０は、クランク端要求トルクに基づき、エンジン１１の運転状態を全筒運転と休筒運転との間で切り替える。具体的に、制御装置３０は、クランク端要求トルクが比較的小さいときにはエンジン１１を休筒運転し、クランク端要求トルクがある程度大きくなるとエンジン１１を全筒運転する。すなわち、制御装置３０は、クランク端要求トルクが小さいときにはエンジン１１を休筒運転することで車両１の燃費性能の向上を図り、クランク端要求トルクが大きくなるとエンジン１１を全筒運転することで車両１の走行状態に応じた適切なクランク端トルクの確保を図る。なお、制御装置３０によるエンジン１１の運転状態の切り替えの具体例については後述するため、ここでの説明は省略する。

［正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）］
また、制御装置３０は、正味燃料消費率（以下「ＢＳＦＣ（Brake Specific Fuel Consumption）」という）も考慮してエンジン１１を制御する。ＢＳＦＣは、エンジンの１サイクルで消費された燃料（燃料噴射量）をエンジンの出力（正味馬力）で割ったものであり、その値が小さいほど、燃費効率がよいことを示す。

制御装置３０は、ＢＳＦＣに基づき、エンジントルクを制御する。具体的に、制御装置３０は、制御装置３０の記憶装置等にあらかじめ記憶された車両１のＢＳＦＣ特性をあらわすＢＳＦＣ特性モデルを参照して、ＢＳＦＣが最適な値となるように、エンジントルクを制御する。

［本実施形態の車両のＢＳＦＣ特性］
ここで、図３を参照して、車両１のＢＳＦＣ特性について説明する。なお、図３において、縦軸はＢＳＦＣ［ｇ／ｋＷｈ］を示し、横軸はエンジントルク［Ｎｍ］を示している。

図３に示すように、エンジン１１を休筒運転している場合の車両１のＢＳＦＣである休筒ＢＳＦＣは、エンジントルクが休筒ボトムトルクに達するまではエンジントルクの増加に伴って徐々に低下し、休筒ボトムトルクに達した後はエンジントルクの増加に伴って上昇する。すなわち、エンジン１１を休筒運転している場合には、エンジントルクが休筒ボトムトルクとなるとＢＳＦＣの値が最小となって、燃費効率が最もよくなる。換言すると、休筒ボトムトルクは、休筒運転されているエンジン１１の燃費最適動作点である。

また、図３には一部しか図示していないが、エンジン１１を全筒運転している場合の車両１のＢＳＦＣである全筒ＢＳＦＣも、休筒ＢＳＦＣと同様の傾向を有する。具体的に、全筒ＢＳＦＣは、エンジントルクが全筒ボトムトルク（不図示。ただし全筒ボトムトルク＞休筒ボトムトルク）に達するまではエンジントルクの増加に伴って徐々に低下し、全筒ボトムトルクに達した後はエンジントルクの増加に伴って上昇する。すなわち、エンジン１１を全筒運転している場合には、エンジントルクが全筒ボトムトルクとなるとＢＳＦＣの値が最小となって、燃費効率が最もよくなる。

［休筒ボトムアシスト制御］
エンジン１１の休筒運転時に、エンジントルクが休筒ボトムトルクとなるように（すなわち燃費最適動作点で）エンジン１１を運転する機会を増加させれば、車両１の燃費性能は向上する。その一方で、エンジン１１を休筒ボトムトルクで運転することにより、車両１の走行状態に応じた適切なクランク端トルクを確保できなくなると、ヘジテーション（いわゆる車両１のもたつき）が発生して、ドライバビリティが低下し得る。

そこで、制御装置３０は、エンジン１１を休筒運転している場合にエンジントルクが休筒ボトムトルクに達すると、休筒ボトムアシスト制御を実行する。休筒ボトムアシスト制御において、制御装置３０は、エンジントルクを休筒ボトムトルクに維持したまま、クランク端要求トルクの増加に合わせて、モータアシストに供されるモータトルクを増加させる。換言すると、休筒ボトムアシスト制御において、制御装置３０は、エンジントルクを休筒ボトムトルクに維持することによりクランク端要求トルクに対して不足する分のトルクを、モータトルクによって補填する。これにより、エンジン１１を燃費最適動作点で運転しつつ、車両１の走行状態に応じた適切なクランク端トルクを確保することができる。したがって、ヘジテーションが発生してドライバビリティが低下するのを回避しながら、車両１の燃費性能の向上を図ることが可能となる。

そして、休筒ボトムアシスト制御を実行している場合に、クランク端要求トルクが所定の全筒切替ボトムトルクに達すると、制御装置３０は、休筒ボトムアシスト制御を終了して、エンジン１１の運転状態を全筒運転に切り替える。ここで、全筒切替ボトムトルクは、図３に示すように、休筒ＢＳＦＣをあらわす曲線と、全筒ＢＳＦＣをあらわす曲線との交点に対応するトルクである。これにより、ＢＳＦＣの観点から適切なタイミングで、エンジン１１の運転状態を休筒運転から全筒運転に切り替えることができる。

［エンジンのトルク振動］
つぎに、図４を参照して、エンジン１１のトルク振動について説明する。なお、図４において、縦軸はトルク［Ｎｍ］を示し、横軸は時期を示している。

図４中の太実線に示すように、エンジン１１の休筒運転時には、全筒運転時に比べて、エンジン１１の燃焼行程（爆発行程）で発生するトルク振動の振幅（以下、単にエンジン１１のトルク振動ともいう）が大きくなる傾向がある。休筒運転時にエンジン１１のトルク振動が大きくなるのは、適切なクランク端トルクを確保するために、稼働する１気筒あたりから出力されるトルクが全筒運転時に比べて増大するためである。さらに、休筒運転時には、全筒運転時に比べて、エンジン１１の爆発間隔が長くなることから、エンジン１１のトルク振動の周波数も低くなりやすい。

このように、休筒運転時には振幅が大きく且つ周波数が低いトルク振動がエンジン１１において発生することがあり、このようなトルク振動が駆動輪ＤＷに伝達されると、ドライバー（運転者）に不快感を与える振動の要因となり、車両１のＮＶ特性が悪化するおそれがある。

そこで、制御装置３０は、エンジン１１を休筒運転している場合に、駆動輪ＤＷに伝達されるエンジン１１のトルク振動を低減する制振制御を実行可能に構成される。ここで、制振制御は、所定の制振トルクをモータジェネレータ１２から出力させるモータ制振制御と、ロックアップクラッチ１３４をスリップ状態とするスリップ制振制御と、を含む。以下、モータ制振制御およびスリップ制振制御の一例について説明する。

［モータ制振制御］
モータ制振制御において、制御装置３０は、図４中の一点鎖線に示すように、エンジン１１から出力されるエンジントルクに対して逆位相となるトルクを含む制振トルクをモータジェネレータ１２から出力させる。具体的に、制御装置３０は、図４中の破線に示すように、エンジン１１の各気筒およびモータジェネレータ１２のそれぞれから各時点において出力されるトルクを合成した瞬時合成トルクが、全筒運転時と略同等となるような制振トルクをモータジェネレータ１２から出力させる。これにより、エンジン１１のトルク振動に対してモータジェネレータ１２の制振トルクが不足しなければ、休筒運転時であっても全筒運転時と略同等のＮＶ特性を実現することが可能となる。

［スリップ制振制御］
つぎに、図５を参照して、スリップ制振制御について説明する。なお、図５には、エンジン回転数およびメインシャフト回転数と、エンジントルクとの時期的関係を示した。

図５に示すように、制御装置３０は、エンジン１１を休筒運転している場合にスリップ制振制御を実行することにより、ロックアップクラッチ１３４をスリップ状態（「ＬＣスリップ」と図示）とし、ロックアップクラッチ１３４を介してクランクシャフト１１ａから入力軸１４１に伝達される動力を減衰させることができる。

具体的に、制御装置３０は、スリップ制振制御を実行すると、エンジン回転数センサ１７より検出されたエンジン回転数とメインシャフト回転数センサ１９により検出されたメインシャフト回転数とを参照しながら、ロックアップクラッチ１３４に供給する油圧を適宜制御することで、ロックアップクラッチ１３４を介した動力の伝達効率（以下、単に動力伝達効率ともいう）を制御する。スリップ制振制御を実行することにより、例えば、図５に示すように、制御装置３０は、エンジン回転数が変動してもメインシャフト回転数を一定に保つことも可能である。

ところで、スリップ制振制御が実行されることにより動力伝達効率が低下すると、スリップ制振制御を実行していないときと同様に車両１を走行させるためには、より多くの動力をエンジン１１やモータジェネレータ１２から出力させる必要がある。このため、スリップ制振制御は、車両１の燃費性能の低下につながり得る。

そこで、スリップ制振制御による燃費性能の低下を抑制するため、制御装置３０は、制振制御を実行する場合に、スリップ制振制御よりも優先してモータ制振制御を実行し、モータ制振制御のみではＮＶ特性の悪化を回避しきれない場合に、スリップ制振制御を実行する。また、制御装置３０は、スリップ制振制御を実行する場合も、モータ制振制御と合わせて実行することで、ＮＶ特性の悪化を回避するために必要となる動力伝達効率の低下量をできるだけ小さくする。

具体的に、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しない非制振領域と、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行する第１制振領域と、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しない第２制振領域とのそれぞれを、クランク端要求トルクとエンジン回転数とに応じてあらかじめ定めたマップを記憶している。制御装置３０は、このマップを参照して、休筒運転時のクランク端要求トルクとエンジン回転数とに基づき、モータ制振制御のみを実行するか否か（すなわち第２制振領域に含まれるクランク端要求トルクおよびエンジン回転数であるか）、モータ制振制御に加えてスリップ制振制御も実行するか否か（すなわち第１制振領域に含まれるクランク端要求トルクおよびエンジン回転数であるか）を判断する。そして、制御装置３０は、この判断結果に基づき、必要に応じて、モータ制振制御を実行したり、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行したりする。

［非制振領域、第１制振領域および第２制振領域の一例］
以下、図６を参照して、非制振領域、第１制振領域および第２制振領域の一例について説明する。なお、図６において、縦軸はトルク［Ｎｍ］を示し、横軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を示している。

図６において、トルク特性ＴＣ１は、本発明における第１トルクの一例であり、休筒運転時にＢＳＦＣの値が最小となる休筒ボトムトルクをあらわしている。エンジン１１を休筒運転している場合に、クランク端要求トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルク以下であれば、制御装置３０は、エンジントルクのみによってクランク端要求トルクを確保すべくエンジン１１を制御する。なお、トルク特性ＴＣ１に示すように、休筒ボトムトルクは、エンジン回転数によって変化する。

また、図６において、トルク特性ＴＣ２は、本発明における第２トルクの一例であり、トルク特性ＴＣ１とモータ上限トルクとの和をあらわしている。ここで、モータ上限トルクは、モータジェネレータ１２が出力可能な上限トルクであり、モータジェネレータ１２の性能等によってあらかじめ定められたトルクである。エンジン１１を休筒運転している場合に、クランク端要求トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルクよりも大きく、且つトルク特性ＴＣ２があらわすトルク以下であれば、制御装置３０は、休筒ボトムアシスト制御を実行し、エンジントルクおよびモータトルクの和によってクランク端要求トルクを確保すべくエンジン１１およびモータジェネレータ１２を制御する。

［非制振領域］
図６に示すように、非制振領域は、トルクがＴｑ０［Ｎｍ］未満となる領域を含むように設定される。すなわち、休筒運転時にクランク端要求トルクがＴｑ０［Ｎｍ］未満となる低負荷状態である場合には、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しない。なお、ここで、Ｔｑ０［Ｎｍ］は、休筒ボトムトルクの最小値であるＴｑ１［Ｎｍ］よりも小さいトルクであって、実験的に求めることができる。

このようにクランク端要求トルクが小さい低負荷状態である場合には、エンジン１１から出力されるエンジントルクも小さくなるように制御されることから、エンジン１１のトルク振動も小さくなる。したがって、このような場合には、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しないようにすることで、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、モータ制振制御を実行することによる消費電力の増加や、スリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

また、図６に示すように、非制振領域は、エンジン回転数がＮｅ２［ｒｐｍ］以上の領域を含むように設定される。すなわち、休筒運転時にエンジン回転数がＮｅ２［ｒｐｍ］以上となる高回転数状態である場合には、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しない。なお、ここで、Ｎｅ２［ｒｐｍ］は、後述のＮｅ１［ｒｐｍ］よりも高い回転数であって、実験的に求めることができる。

このようにエンジン回転数が高い高回転数状態である場合には、エンジン１１の爆発間隔が短くなることから、エンジン１１のトルク振動の周波数が高くなり、このトルク振動が駆動輪ＤＷに伝達されてもドライバーにとってはわかりづらいものとなる。したがって、このような場合には、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しないようにすることで、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、モータ制振制御を実行することによる消費電力の増加や、スリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

［第１制振領域］
図６に示すように、第１制振領域は、トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルク（すなわち休筒ボトムトルク）よりも大きく、且つトルク特性ＴＣ２があらわすトルク（すなわち休筒ボトムトルクとモータ上限トルクとの和）以下となる領域を含むように設定される。具体的に、第１制振領域は、トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルクよりも大きく、且つトルク特性ＴＣ２があらわすトルク以下となる領域であって、且つエンジン回転数がＮｅ１［ｒｐｍ］未満となる領域を含む。なお、ここで、Ｎｅ１［ｒｐｍ］は、休筒運転時のエンジン回転数の最小値（例えばアイドリング回転数）であるＮｅ０［ｒｐｍ］よりは高い回転数であって、実験的に求めることができる。

休筒運転時のクランク端要求トルクおよびエンジン回転数がこのような第１制振領域に含まれる場合には、制御装置３０は、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行する。すなわち、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第１制振領域に含まれる場合には、クランク端要求トルクが大きい高負荷状態であって、エンジン１１から出力されるエンジントルクも大きくなるように制御されることから、エンジン１１のトルク振動も大きくなる。

その一方で、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第１制振領域に含まれる場合には、休筒ボトムアシスト制御が実行されるため、休筒ボトムアシスト制御が実行されていないときに比べて、モータ上限トルクの観点から、モータジェネレータ１２が出力可能な制振トルクが制限される。その結果、エンジン１１のトルク振動に対して制振トルクが不足して、モータ制振制御だけでは駆動輪ＤＷに伝達されるトルク振動を十分に低減できないおそれがある。

さらに、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第１制振領域に含まれる場合には、エンジン回転数がＮｅ１［ｒｐｍ］未満と低い低回転数状態であることから、エンジン１１のトルク振動の周波数も低くなり、このようなトルク振動が駆動輪ＤＷに伝達されると、ドライバーに不快感を与える振動の要因となる。

したがって、制御装置３０は、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第１制振領域に含まれる場合には、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行することでＮＶ特性の悪化を回避しつつ、休筒ボトムアシスト制御を実行することで適切なクランク端トルクを確保する。これにより、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、ドライバビリティが低下するのも回避できる。

［第２制振領域］
図６に示すように、第２制振領域は、トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルク以下且つＴｑ０［Ｎｍ］以上となる領域を含むように設定される。具体的に、第２制振領域は、トルクが、非制振領域に対応する低負荷状態と第１制振領域に対応する高負荷状態との間となる中負荷状態である領域６０１を含む。また、領域６０１は、例えば、エンジン回転数がＮｅ１［ｒｐｍ］未満となる領域（すなわち低回転数状態に対応する領域）である。

休筒運転時のクランク端要求トルクおよびエンジン回転数がこのような領域６０１に含まれる場合には、制御装置３０は、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しない。すなわち、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が領域６０１に含まれる場合には、クランク端要求トルクがある程度大きく、エンジン１１のトルク振動もある程度大きくなることが想定されるものの、休筒ボトムアシスト制御が実行されないためにモータジェネレータ１２が出力可能な制振トルクを確保でき、モータ制振制御だけで駆動輪ＤＷに伝達されるトルク振動を十分に低減できると考えられる。

したがって、制御装置３０は、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第２制振領域の領域６０１に含まれる場合には、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しないことで、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、不要なスリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

また、図６に示すように、第２制振領域は、エンジン回転数がＮｅ１［ｒｐｍ］以上且つＮｅ２［ｒｐｍ］未満となる領域６０２を含むように設定される。換言すると、領域６０２は、エンジン回転数が、非制振領域に対応する高回転数状態と第１制振領域に対応する低回転数状態との間となる中回転数状態に対応する領域である。また、領域６０２は、トルクが、トルク特性ＴＣ１があらわすトルク以上となる領域（すなわち高負荷状態に対応する領域）である。

休筒運転時のクランク端要求トルクおよびエンジン回転数がこのような領域６０２に含まれる場合には、制御装置３０は、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しない。すなわち、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が領域６０２に含まれる場合には、クランク端要求トルクが大きい高負荷状態であって、エンジン１１から出力されるエンジントルクも大きくなるように制御されることから、エンジン１１のトルク振動も大きくなる。

その一方で、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が領域６０２に含まれる場合には、休筒ボトムアシスト制御が実行されるため、休筒ボトムアシスト制御が実行されていないときに比べて、モータジェネレータ１２が出力可能な制振トルクが制限される。その結果、エンジン１１のトルク振動に対して制振トルクが不足して、モータ制振制御だけでは駆動輪ＤＷに伝達されるトルク振動を十分に低減できないおそれがある。

しかしながら、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が領域６０２に含まれる場合には、第１制振領域に含まれる場合とは異なり、エンジン回転数がＮｅ１［ｒｐｍ］以上とある程度高い中回転数状態であることから、エンジン１１のトルク振動に対して制振トルクが不足してトルク振動がある程度残存したとしても、トルク振動の周波数が比較的高いために、それがドライバーにとってわかりづらいものとなっていることが考えられる。

したがって、制御装置３０は、クランク端要求トルクおよびエンジン回転数が第２制振領域の領域６０２に含まれる場合には、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しないことで、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、不要なスリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

以上に説明したように、本実施形態の制御装置３０によれば、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行しない非制振領域と、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行する第１制振領域と、モータ制振制御を実行してスリップ制振制御を実行しない第２制振領域とを設けることにより、制振制御を適切に実行することを可能にし、車両１のＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させることができる。

なお、変速機ＴＭの変速段によって、エンジントルクが駆動輪ＤＷに伝達されるまでの減衰率が異なる。したがって、変速機ＴＭがとり得る各変速段に対応して、非制振領域、第１制振領域および第２制振領域を定めたマップをそれぞれあらかじめ用意しておき、制御装置３０が、そのときの変速段に対応するマップを参照して、モータ制振制御のみを実行するか否か、モータ制振制御に加えてスリップ制振制御も実行するか否かを判断するようにしてもよい。このようにすれば、変速機ＴＭの変速段、すなわちエンジントルクが駆動輪ＤＷに伝達されるまでの減衰率を考慮して、制御装置３０が制振制御を適切に実行することを可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、前述した実施形態では、エンジン１１とモータジェネレータ１２とがクランクシャフト１１ａを介して連結されている例を説明したが、これに限らない。例えば、モータジェネレータ１２は、駆動輪ＤＷと一体回転するドライブシャフトに連結されていてもよい。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 内燃機関（エンジン１１）と、電動機（モータジェネレータ１２）と、駆動輪（駆動輪ＤＷ）と、前記内燃機関および前記電動機から前記駆動輪までの動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチ（ロックアップクラッチ１３４）と、を備える車両（車両１）を制御する車両制御装置（制御装置３０）であって、
前記内燃機関は、全ての気筒を稼働させる全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転する休筒運転とを切替可能に構成され、
前記ロックアップクラッチは、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方からの出力を高効率で前記駆動輪に伝達する締結状態と、前記出力を前記締結状態よりも低効率で前記駆動輪に伝達するスリップ状態と、をとり得て、
前記車両制御装置は、
前記内燃機関および前記電動機からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフトの軸端でのトルクであるクランク端トルクに対する目標トルクに基づき、前記内燃機関の運転状態を前記全筒運転と前記休筒運転との間で切り替えることが可能であるとともに、
前記内燃機関を休筒運転している場合に、前記駆動輪に伝達される前記内燃機関のトルク振動を低減する制振制御を実行可能であり、
前記制振制御は、前記内燃機関から出力されるエンジントルクに対して逆位相のトルクを含む制振トルクを前記電動機から出力させるモータ制振制御と、前記ロックアップクラッチを前記スリップ状態とするスリップ制振制御と、を含み、
前記車両制御装置は、
前記目標トルクが小さい低負荷状態、または前記内燃機関の回転数が高い高回転数状態である非制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行せず、
前記目標トルクが大きい高負荷状態、または前記内燃機関の回転数が低い低回転数状態である第１制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行し、
前記目標トルクが前記低負荷状態と前記高負荷状態との間となる中負荷状態、または前記内燃機関の回転数が前記低回転数状態と前記高回転数状態との間となる中回転数状態である第２制振領域では、前記モータ制振制御を実行して前記スリップ制振制御を実行しない、
車両制御装置。

（１）によれば、制振制御を適切に実行することを可能にし、車両１のＮＶ特性の悪化を回避しながら、燃費性能を向上させることができる。

（２） （１）に記載の車両制御装置であって、
前記内燃機関を休筒運転している場合に、前記目標トルクが、前記内燃機関を休筒運転している場合の正味燃料消費率である休筒正味燃料消費率の値が最小となる第１トルク（トルク特性ＴＣ１）に達すると、前記内燃機関から出力されるエンジントルクを前記第１トルクに維持したまま、前記目標トルクの増加に合わせて前記電動機から出力されるモータトルクを増加させる休筒ボトムアシスト制御を実行可能であり、
前記第１制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ第２トルク（トルク特性ＴＣ２）以下となる領域を含んで設定され、
前記第２トルクは、前記第１トルクと、前記電動機が出力可能なモータ上限トルクとの和である、
車両制御装置。

（２）によれば、目標トルクが第１制振領域に含まれる場合には、モータ制振制御およびスリップ制振制御を実行することでＮＶ特性の悪化を回避しつつ、休筒ボトムアシスト制御を実行することで適切なクランク端トルクを確保できる。

（３） （２）に記載の車両制御装置であって、
前記第２制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルク以下となる領域（領域６０１）を含んで設定される、
車両制御装置。

（３）によれば、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、不要なスリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

（４） （２）に記載の車両制御装置であって、
前記第１制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ前記第２トルク以下、且つ前記内燃機関の回転数が前記低回転数状態となる領域を含んで設定され、
前記第２制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ前記第２トルク以下、且つ前記内燃機関の回転数が前記中回転数状態となる領域（領域６０２）を含んで設定される、
車両制御装置。

（４）によれば、ＮＶ特性の悪化を回避しながら、不要なスリップ制振制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

１ 車両
１１ エンジン（内燃機関）
１２ モータジェネレータ（電動機）
１３４ ロックアップクラッチ
３０ 制御装置（車両制御装置）
６０１、６０２ 領域
ＤＷ 駆動輪
ＴＣ１ トルク特性（第１トルク）
ＴＣ２ トルク特性（第２トルク）

Claims (4)

1. 内燃機関と、電動機と、駆動輪と、前記内燃機関および前記電動機から前記駆動輪までの動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチと、を備える車両を制御する車両制御装置であって、
   前記内燃機関は、全ての気筒を稼働させる全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転する休筒運転とを切替可能に構成され、
   前記ロックアップクラッチは、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方からの出力を高効率で前記駆動輪に伝達する締結状態と、前記出力を前記締結状態よりも低効率で前記駆動輪に伝達するスリップ状態と、をとり得て、
   前記車両制御装置は、
   前記内燃機関および前記電動機からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフトの軸端でのトルクであるクランク端トルクに対する目標トルクに基づき、前記内燃機関の運転状態を前記全筒運転と前記休筒運転との間で切り替えることが可能であるとともに、
   前記内燃機関を休筒運転している場合に、前記駆動輪に伝達される前記内燃機関のトルク振動を低減する制振制御を実行可能であり、
   前記制振制御は、前記内燃機関から出力されるエンジントルクに対して逆位相のトルクを含む制振トルクを前記電動機から出力させるモータ制振制御と、前記ロックアップクラッチを前記スリップ状態とするスリップ制振制御と、を含み、
   前記車両制御装置は、
   前記目標トルクが小さい低負荷状態、または前記内燃機関の回転数が高い高回転数状態である非制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行せず、
   前記目標トルクが大きい高負荷状態、または前記内燃機関の回転数が低い低回転数状態である第１制振領域では、前記モータ制振制御および前記スリップ制振制御を実行し、
   前記目標トルクが前記低負荷状態と前記高負荷状態との間となる中負荷状態、または前記内燃機関の回転数が前記低回転数状態と前記高回転数状態との間となる中回転数状態である第２制振領域では、前記モータ制振制御を実行して前記スリップ制振制御を実行しない、
   車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記内燃機関を休筒運転している場合に、前記目標トルクが、前記内燃機関を休筒運転している場合の正味燃料消費率である休筒正味燃料消費率の値が最小となる第１トルクに達すると、前記内燃機関から出力されるエンジントルクを前記第１トルクに維持したまま、前記目標トルクの増加に合わせて前記電動機から出力されるモータトルクを増加させる休筒ボトムアシスト制御を実行可能であり、
   前記第１制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ第２トルク以下となる領域を含んで設定され、
   前記第２トルクは、前記第１トルクと、前記電動機が出力可能なモータ上限トルクとの和である、
   車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記第２制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルク以下となる領域を含んで設定される、
   車両制御装置。
4. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記第１制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ前記第２トルク以下、且つ前記内燃機関の回転数が前記低回転数状態となる領域を含んで設定され、
   前記第２制振領域は、前記目標トルクが前記第１トルクよりも大きく且つ前記第２トルク以下、且つ前記内燃機関の回転数が前記中回転数状態となる領域を含んで設定される、
   車両制御装置。

Images