JP3778149B2 - ハイブリッド車のパワープラント制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車のパワープラント制御装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータ・ジェネレータからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題等の観点から、電動モータとエンジンとを併せ持ったハイブリッド車が実用化されている。このような電動モータを併せ持ったハイブリッド車両には、車両の走行系に接続されている動力装置が電動モータだけで、エンジンは発電のみのために備えられているシリーズ方式のハイブリッド車や、エンジンとモータとの双方が車両の走行系に接続された動力装置となるパラレル方式のハイブリッド車等がある。
【0003】
パラレル方式のハイブリッド車には、エンジン負荷やバッテリ充電量によって電動モータと発電機との機能を切換えられるモータ、すなわちモータ・ジェネレータが備えられている。そして、比較的エンジン負荷が小さいアイドリング時(以下、この状態をアイドル運転の状態という)、つまりエンジンがアイドル回転を行っている状態の時にバッテリの充電量が低下していれば、モータ・ジェネレータが発電機として働き、エンジンにより駆動されてバッテリへ充電を行う(以下、この状態を停車発電運転の状態という)ようになっている。
【0004】
図7の従来のハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を表す図に示すように、モータ・ジェネレータはエンジンの駆動力を利用して発電を行うようになっているため、充電時にはアイドル回転数より高い回転数でモータ・ジェネレータを駆動する必要があるため、エンジン回転数がアイドル運転の回転数状態から停車発電運転の回転数状態へと増加する。しかしこの時、エンジンとエンジンマウントとの共振点(共振する振動数・周波数)が、このアイドル運転の回転数と停車発電運転の回転数との中間に位置する場合には、エンジンの起振力により振動が悪化する。この振動の発生はエンジンのトルク変動によるものであり、共振の振幅を決定しているものはエンジントルクの大きさであるから、エンジン回転数と共振周波数とが一致した時のエンジントルクが大きいほど、振動が悪化し、車両の乗り心地や静粛性、操縦安定性能に悪影響を与えるのである。
【0005】
上述のような車両の機関系に起因する共振を低減させる技術の例として、エンジンを始動させる際に、モータを作動させてエンジンと同方向へトルクを発生させる手段を備えることで発電機のロータを含む回転系のイナーシャ(見かけ上の慣性)を小さくして振動を低減させることができるようなものがある(例えば、特許文献1参照。)。また、エンジン回転数を変更する過渡期において、発電機の発電出力を低下させることでエンジン回転に伴う車載コンポーネントの共振を効果的に防止できるようなものもある(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−126115号公報(第2−4頁)
【特許文献2】
特開平7−231509号公報(第2−6頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示された技術はエンジンの始動時において、エンジンと発電機の回転系との間に生じる共振を防止するための技術であり、エンジンとエンジンマウントとの共振については着目されていない。また、特許文献2に開示された技術はシリーズ式のハイブリッド車や電気自動車に適用される技術であり、さらに共振周波数を記憶する記憶手段等の複雑な装置を必要とするという課題が残る。
【0008】
本発明はこのような課題を鑑み創案されたもので、エンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、単純な構成の装置で、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを制御することで、エンジンのアイドル運転モードと発電モードとの切換時に発生するエンジンとエンジンマウントとの共振を抑制することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置は、エンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、アクセルペダルが踏み込まれておらず該エンジンが走行系装置と非連結の時に、該エンジンをアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、モード選択手段により該バッテリの充電量に応じて選択し、一方のモードから他方のモードへの切換時に、エンジン制御手段によりエンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させ、該エンジン制御手段によるエンジントルクの減少時に、モータ・ジェネレータ制御手段によりモータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させることを特徴としている。
【0010】
該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時には、好ましくは、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦該アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度まで増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度とする(請求項2)。より好ましくは、上記の該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを略ステップ状に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に減少させるようにする(請求項3)。
【0011】
一方、該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時には、好ましくは、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度に保ち、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保ちつつ、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度をアイドル運転モードの回転速度まで減少させるようにする(請求項4)。より好ましくは、上記の該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に増加させ、その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保つとともに、該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に減少させるようにする(請求項5)。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
図1〜図6は本発明の一実施形態としてのハイブリッド車のパワープラント制御装置を示すもので、図1はハイブリッド車の全体構成を示す概略図であり、図2(a),図2(b)は本制御装置における制御を説明する図であり、図3〜図6は本制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【0013】
本実施形態に係るハイブリッド車両1は主要装置として図1に示すように、エンジン2,モータ・ジェネレータ3,トランスミッション5,コントローラ(パワープラント制御装置)10を備えている。
エンジン2は一般的な内燃機関として構成され、その駆動トルクはエンジン出力軸2aを介してモータ・ジェネレータ3へ伝達され、モータ・ジェネレータ出力軸3a,クラッチ4,トランスミッション5及びディファレンシャル装置6を介して左右のドライブシャフト6a,6bへ伝達され、駆動輪7を駆動するようになっている。また、エンジン出力軸2aとモータ・ジェネレータ出力軸3aとは、モータ・ジェネレータ3内部において直接又はギアを介して連結され、一体回転するようになっている。
【0014】
モータ・ジェネレータ3はモータとしての機能とジェネレータとしての機能を併せ持っており、ジェネレータとして機能する時には、エンジン出力軸2aから入力されたトルクを利用してジェネレータで発電を行い、図示しないバッテリへ充電するようになっている。またモータとして機能する時には、図示しないバッテリの電力を利用してモータを駆動し、エンジン出力軸2aから入力されたトルクにモータによるトルクを付加してモータ・ジェネレータ出力軸3aへと出力するようになっている。
【0015】
モータ・ジェネレータ出力軸3aは、断接可能なクラッチ4を介してトランスミッション5へ接続されており、クラッチ4が切断状態の時には、トルクが走行系装置へ伝達されないようになっている。
コントローラ(パワープラント制御装置)10は、エンジン2及びモータ・ジェネレータ3を協調制御するための制御装置であり、その内部には図示しない各種センサ,入出力装置,制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等),中央処理装置(CPU)及びカウンタ等を備えて構成されている。また、コントローラ(パワープラント制御装置)10の外部入力側には、バッテリ充電量を検出するためのバッテリ充電量検出センサ11,車速を検出するための車速センサ12,アクセルペダルの開度を検出するためのアクセル開度センサ13等が接続され、コントローラ(パワープラント制御装置)10の外部出力側にはモータ・ジェネレータ制御回路8やエンジン2の図示しない燃料噴射弁等が接続されている。
【0016】
次に本実施形態のパワープラント制御装置の要部について説明すると、本制御装置は、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクを制御することでエンジン回転数を制御して、アイドル運転と停車発電運転の切換時に発生するエンジン2とエンジンマウントとの共振を抑制しようとするものであり、コントローラ10はモード選択部(モード選択手段)20とエンジントルク制御部(エンジン制御手段)21とモータ・ジェネレータトルク制御部(モータ・ジェネレータ制御手段)22とを備え、上記各種センサ11,12,13等の情報に基づいて、図3〜図6に示すフローチャートに従って、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを制御している。
【0017】
以下、図3〜図6に示すフローチャートを用いて、モード選択部20,エンジントルク制御部21,モータ・ジェネレータトルク制御部22により行われる上記停車発電制御について具体的に説明する。なお、図3〜図6に示す処理は全て、コントローラ10内部で処理されているメインルーチンに従属するサブルーチンとなっているため、適宜繰り返して処理が行われるようになっている。
【0018】
図3に示すフローチャートは、車両1が停車発電運転、すなわちアイドル状態においてモータ・ジェネレータ3を発電機として駆動して発電を行う運転ができるか否かを示す停車発電フラグ(Fg)を設定する処理を示している。この処理は、モード選択部20により行われる。
ステップS10では、まず、車両1が停車アイドル状態か否かが判定される。停車アイドル状態は、車両が実質的に停車状態でエンジン2が走行系装置と非連結の状態にあって、アクセルペダルが踏み込まれていない状態であり、車速センサ12やアクセル開度センサ13や図示しないクラッチセンサ等の各種センサからの情報に基づき、判定されるようになっている。この判定は具体的には例えば、アクセルペダルが踏み込まれているか否か,クラッチ4が切断されているか否か,車速が所定値よりも小さいか否か等の条件で判定される。ここで車両1が停車アイドル状態でないと判定されるとステップS50へ進み、停車発電フラグ(Fg)をOFFにしてこのルーチンを終了する。また、車両1が停車アイドル状態であると判定されるとステップS20へ進む。ステップS20では停車発電フラグ(Fg)がONかOFFかを判定し、OFFの場合にはバッテリの充電量と所定値Aとを比較し(ステップS30)、バッテリの充電量が所定値A未満の場合には停車発電フラグ(Fg)をONにして(ステップS40)このルーチンを終了する。また、バッテリの充電量が所定値A以上の場合には停車発電フラグ(Fg)はOFFのままこのルーチンを終了する。一方で、ステップS20で停車発電フラグ(Fg)がONの場合にはバッテリ充電量と所定値Bとを比較し(ステップS60)、バッテリの充電量が所定値B以上の場合には停車発電フラグ(Fg)をOFFにして(ステップS70)このルーチンを終了する。また、バッテリの充電量が所定値B未満の場合には停車発電フラグ(Fg)はONのままこのルーチンを終了する。なお、このフローにおける所定値A及びBは、予め設定された具体的な値であり、例えば所定値Aはバッテリ蓄電容量の40%,所定値Bは所定値Aよりも大きくバッテリ蓄電容量の60%といった設定をなされている。
【0019】
図4に示すフローチャートは、アイドル運転と停止発電運転との移行を行うか否かを示す、アイドル→停車発電移行フラグ(Fti)及び停車発電→アイドル移行フラグ(Ftg)を設定する処理を示している。この処理もモード選択部20により行われる。
まず、ステップS110では、前述のステップS10と同様に車両1が停車アイドル状態か否かが判定される。車両1が停車アイドル状態でないと判定されると、アイドル→停車発電移行フラグ(Fti)をOFFにし(ステップS150)、停車発電→アイドル移行フラグ(Ftg)もOFFにして(ステップS160)、このルーチンを終了する。また、車両1が停車アイドル状態であると判定されると、ステップS120へ進む。ステップS120では、停車発電フラグ(Fg)の状態を判定し、上記図3に示すルーチンで、停車発電フラグ(Fg)が立ったばかりの時(OFFからONへのフラグ状態の変更があった時)には次のステップへ進み、アイドル→停車発電移行フラグ(Fti)をONにし(ステップS130)、停車発電→アイドル移行フラグ(Ftg)をOFFにして(ステップS140)、このルーチンを終了する。一方で、ステップS120で停車発電フラグ(Fg)がOFF又は継続的にONの場合にはステップS170へ進む。ステップS170では、ステップS120とは逆に、上記図3に示すルーチンで、停車発電フラグ(Fg)がONからOFFへの変更があったかどうかを判定し、この変更があった場合は次のステップへ進み、停車発電→アイドル移行フラグ(Ftg)をONにし(ステップS180)、アイドル→停車発電移行フラグ(Fti)をOFFにして(ステップS190)、このルーチンを終了する。一方で、ステップS170で停車発電フラグ(Fg)が継続的にON又は継続的にOFFの場合は、そのままこのルーチンを終了する。
【0020】
図5に示すフローチャートは、エンジントルク制御部21,モータ・ジェネレータトルク制御部22によって行われる、実質的なアイドル運転から停車発電運転への移行制御を示している。
まず、ステップS210では、前述の図4に示すルーチンで設定された、アイドル→停車発電移行フラグがONになっているか否かが判定される。このフラグがOFFの場合にはアイドル→停車発電移行制御は行われないので、このルーチンは終了する。一方でこのフラグがONの場合は、次のステップS220へ進む。ステップS220では、モータ・ジェネレータ3が発電を行うのに必要なエンジン回転数(停車発電運転の回転数)が得られてから一定時間経過したか否かを判定する。このステップS220の判定がNOの場合には次のステップS230及びステップS235へ進み、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【0021】
Figure 0003778149
【0022】
上記式(1),(2)に従って、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクはステップ状に夫々減少及び増加する。αはエンジンフリクション分トルク,βは回転上昇用トルクであり、式(1)で設定されたエンジントルクは、エンジンフリクションがなければエンジン2が単独で回転を維持することのできる最小トルクになるよう設定されている。従って、エンジン2は独力では回転を維持することができないトルクしか発生していないものの、モータ・ジェネレータ3のトルクが増大することにより、回転数は徐々に増大していくことになる。このステップではα及びβは、α0及びβ0という定数であるからステップS220の判定がYESになるまでの間は、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値をとるようになっている。そして、上昇したエンジン回転数が停車発電回転数になった後一定時間経過すると、ステップS220での判定がYESとなり次のステップS240及びS245へ進む。
ステップS240及びS245ではエンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【0023】
Figure 0003778149
【0024】
上記式(3),(4)におけるα,β,及びγは、以下に説明するステップS250〜S280により変化するため、エンジントルクは徐々に増加し、モータ・ジェネレータトルクは徐々に減少する。γはエンジン2が停車発電回転数でモータ・ジェネレータ3を駆動して発電を行うのに必要な発電用トルクである。そして次のステップS250へ進む。ステップS250では、パラメータαの値を判定し、α=0の場合にはステップS260へ進み、またそうでない場合はαに、αから微小量Δαを引いた値(α−Δα)を代入して(ステップS255)ステップS260へ進む。ステップS260では、ステップS250と同様に、パラメータβの値を判定し、β=0の場合にはステップS270へ進み、またそうでない場合はβに、βから微少量Δβを引いた値(β−Δβ)を代入して(ステップS265)ステップS270へ進む。
【0025】
ステップS270では、パラメータγの値を判定し、γ=γ0の時にステップS275へ進む。また、γ≠γ0の時はγに、γと微少量Δγを加えた(γ+Δγ)を代入して(ステップS290)このルーチンを終了する。ステップS275ではパラメータα,βの値を判定し、α=0,且つβ=0の時にステップS280へ進み、アイドル→停車発電移行フラグをOFFにして、このルーチンを終了する。また、α,βの値が、α=0,且つβ=0、ではなかった時は、そのままこのルーチンを終了する。
【0026】
従って、最終的にエンジントルクが(アイドルトルク+γ0)となるとともに、モータ・ジェネレータトルクが(アイドル時基本トルク−γ0)となり、モータ・ジェネレータ3が発電機作動するとともに、エンジン2によって停車発電回転数で駆動される。
【0027】
図6に示すフローチャートは、エンジントルク制御部21,モータ・ジェネレータトルク制御部22によって行われる、実質的な停車発電運転からアイドル運転への移行制御を示している。
【0028】
まず、ステップS310では、前述の図4に示すルーチンで設定された、停車発電→アイドル移行フラグがONになっているか否かが判定される。このフラグがOFFの場合には停車発電→アイドル移行制御は行われないので、このルーチンは終了する。一方でこのフラグがONの場合は、次のステップS320へ進む。ステップS320では、パラメータα,β,γの値が夫々、α=α0且つβ=β0且つγ=0であるかどうかをを判定する。このフローが開始された時点では、前述の通り図5のフローによって、α=0,β=0,γ=γ0となっており、このステップS320の判定がNOの場合には次のステップS330へ進む。ステップS330では、パラメータαの値を判定し、α=α0の場合はステップS340へ進み、またそうでない場合はαに、αと微小量Δαを加えた(α+Δα)を代入して(ステップS335)ステップS340へ進む。ステップS340では、ステップS330と同様に、パラメータβの値を判定し、β=β0の場合はステップS350へ進み、またそうでない場合はβに、βと微小量Δβを加えた(β+Δβ)を代入して(ステップS345)ステップS350へ進む。またステップS350でも、ステップS340と同様に、パラメータγの値を判定し、γ=0の場合はステップS360及びステップS365へ進み、またそうでない場合はγに、γから微少量Δγを引いた(γ−Δγ)を代入して(ステップS355)ステップS360及びステップS365へ進む。
【0029】
これらステップS330〜S355により、αは初期値0から徐々にα0まで増大し、βは初期値0から徐々にβ0まで増大し、γは初期値γ0から徐々に0まで減少することになる。
ステップS360及びステップS365では、上記ステップS330〜S355によって設定されたα,β,γを用い、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【0030】
Figure 0003778149
【0031】
上記式(5),(6)に従って、エンジントルクは徐々に減少し、モータ・ジェネレータトルクは徐々に増加する。そしてこのルーチンを終了する。
また、ステップS330〜S355の演算によりα,β,γが変化して、ステップS320での判定がYESとなった場合は、ステップS370及びステップS375へ進み、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを以下の式に従って協調制御する。
【0032】
Figure 0003778149
【0033】
上記式(7),(8)に従って、エンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値をとる。エンジントルクはステップS320の判定がYESとなる直前と、YESとなった後とでトルク値の変化はなくアイドルトルクからα0だけ少ないトルクしか発生していないため、エンジン2は独力では回転を維持できないものの、モータ・ジェネレータ3によって駆動され、回転を維持している。
【0034】
一方、モータ・ジェネレータトルクはステップS320の判定がYESとなる直前と、YESとなった後とでβ0分のトルクが失われるようになっている。このため、エンジン2及びモータ・ジェネレータ3の回転数は徐々にアイドル回転数まで低下する。ステップS380では、エンジン回転数がアイドル回転数まで減少したか否かが判定される。エンジン回転数がアイドル回転数まで減少していれば、ステップS385へ進み、停車発電→アイドル移行フラグをOFFにした後、ステップS390でα=0とされ、エンジン2は独力でアイドル回転を維持可能な状態となってこのルーチンを終了し、またエンジン回転数がまだアイドル回転数まで低下していなければ、そのままこのルーチンを終了する。
【0035】
以上のような制御により、本制御装置によれば車両1のアイドル運転から停車発電運転への移行制御時及び停車発電運転からアイドル運転への移行制御時には次のような作用及び効果が得られる。以下、図2(a)及び図2(b)を参照しながら本制御装置の作用及び効果について説明する。
図2(a)のアイドル運転から停車発電運転へ移行する時の本制御装置における制御を示す図にあるように、停車アイドル状態におけるエンジン回転数はアイドル回転を保ち、またエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクは一定の値(アイドルトルク及びアイドル時基本トルク)を保っている。
【0036】
アイドル→停車発電移行フラグ(Fti)がONと判定され、コントローラ10がアイドル運転から停止発電運転への移行を開始する(t1)と、モータ・ジェネレータ3が発電を行うのに必要なエンジン回転数(停車発電回転数)が得られた後一定時間経過するまで(t2)の間は、エンジントルクをステップ状にアイドルトルクより低減させるとともにモータ・ジェネレータトルクをステップ状にアイドル時基本トルクより増加させてモータ・ジェネレータ3をモータとして駆動する。ステップ状に低減させるエンジントルク量はα0となり、増加させるモータ・ジェネレータトルクの量はα0+β0となる。
【0037】
この時、エンジン2はアイドル回転を維持できるトルクより小さいトルクしか発生していないが、モータ・ジェネレータトルクがα0+β0だけ増大され、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとの和がアイドル状態時の和に比較してβ0分だけ増大しているため、徐々にエンジン回転数が上昇する。そしてこのエンジン回転数の上昇中に、エンジン2とエンジンマウントとの共振点を通過するようになっている。しかし、この共振点を通過する際に、エンジン2は依然としてアイドルトルクよりもエンジンフリクショントルク分だけ小さいトルクで運転しており、トルク変動による起振力が小さくなっているため、共振が発生しにくくなって、振動が大幅に改善される。
【0038】
そして、ジェネレータが発電を行うのに必要なエンジン回転数(停車発電回転数)が得られた後一定時間経過する(t2)と、エンジントルクを徐々に上昇させつつモータ・ジェネレータトルクも徐々に下降させて、エンジン2により停車発電回転数でモータ・ジェネレータ3をジェネレータとして駆動する。そして、エンジン回転数を停車発電回転数に保ちつつエンジントルクをアイドルトルクにγ0を加えた値まで増加させるとともに、モータ・ジェネレータトルクをアイドル時基本トルクからγ0を減じた値まで減少させて(t3)、モータ・ジェネレータ3による安定した発電を行うようになっている。
【0039】
また、図2(b)の停車発電から通常のアイドル状態へ移行するときの本制御装置における制御を示す図について説明すると、停止発電状態におけるエンジントルク,モータ・ジェネレータトルクは、状態移行開始までは一定の値、すなわちアイドルトルクにγ0を加えた値と、アイドル時基本トルクからγ0を減じた値を保っており、またエンジン回転数は、停車発電回転を保っている。
【0040】
停車発電→アイドル移行フラグ(Ftg)がONと判定され、コントローラ10が停止発電状態からアイドル状態への移行を開始する(t4)と、エンジントルクを徐々に低下させつつモータ・ジェネレータトルクを徐々に上昇させてモータ・ジェネレータ3をモータとして駆動し、エンジン回転速度を一定に保ちながら、エンジントルクを減少させる。その後にエンジントルクがアイドルトルクよりα0だけ低いトルクにまで減少したら(t5)、エンジントルクをそのまま保ちつつモータ・ジェネレータトルクをアイドル時基本トルクからα0だけ増大したトルクまでステップ状に低減させるようになっている。エンジン2はアイドル回転を維持できるトルクより小さいトルクしか発生していないが、モータ・ジェネレータ3がアイドル時基本トルクより大きいトルクを発生することによってエンジン2を駆動し、回転を維持している。この時(t5)、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとの和は、β0分のトルクが失われるため、徐々にエンジン回転数が低下する。そしてこのエンジン回転数の下降中に、エンジン2とエンジンマウントとの共振点を通過するようになっている。しかし、アイドル運転から停車発電運転への移行時と同様に、この共振点を通過する際、エンジン2は依然としてアイドルトルクよりもエンジンフリクショントルク分だけ小さいトルクで運転しており、トルク変動による起振力が小さくなっているため、共振が発生しにくくなって、振動が大幅に改善される。
【0041】
その後、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下した時(t6)に、エンジントルクとモータ・ジェネレータトルクとを、それぞれアイドルトルクとアイドル時基本トルクとに戻すことで、スムーズにアイドル状態に移行することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0042】
例えば、上述の実施形態では、コントローラ10によるエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクの協調制御に際し、3種類のパラメータα,β,γを用いているが、このパラメータを増やし、パラメータの変化とエンジントルク及びモータ・ジェネレータトルクとの対応を与えるマップを用意して、より滑らかで正確で効率の高い制御を行えるようにしてもよい。
【0043】
また、上述の実施形態ではアイドル運転と停車発電運転とのいずれか一方から他方へ移行する際に、エンジン2のトルクを一旦アイドルトルクからα0だけ減少させるようにしたが、燃料供給の中断等により、エンジントルクを0にするようにしてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、該ハイブリッド車をアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、該バッテリの充電量に応じてモード選択手段が選択して切換える時に、エンジン制御手段がエンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させ、それとともにモータ・ジェネレータ制御手段がモータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させるため、エンジン回転数が変化してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を低減して共振の発生を抑制することができる。また、このような制御を行うための複雑な装置や共振振動数・周波数を予め記憶しておく記憶装置を必要とせず、構造を簡単にすることができる。
【0045】
また、請求項2記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、アイドル運転から停車発電運転への移行時に、エンジン回転数が上昇してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を小さく保つことで共振の発生を抑制しながら、スムーズな運転状態の移行を行うことができる。
また、請求項3記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、請求項2の効果に加えて、エンジン回転数を滑らかに変化させることで安定した制御を行うことができる。
【0046】
また、請求項4記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、停車発電運転からアイドル運転への移行時に、エンジン回転数が減少してエンジンとエンジンマウントとの共振点を通過する際の起振力を小さく保つことで共振の発生を抑制しながら、スムーズな運転状態の移行を行うことができる。また、請求項5記載の本発明のハイブリッド車のパワープラント制御装置によれば、請求項4の効果に加えて、エンジン回転数を滑らかに変化させることで安定した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の模式図である。
【図2】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を示す図である。図2(a)はアイドル運転から停車発電運転への移行動作を示しており、図2(b)は停車発電運転からアイドル運転への移行動作を示している。
【図3】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図4】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図6】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車のパワープラント制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図7】従来のハイブリッド車のパワープラント制御装置の動作を表す図である。
【符号の説明】
1 車両
2 エンジン
2a エンジン出力軸
3 モータ・ジェネレータ
3a モータ・ジェネレータ出力軸
4 クラッチ
5 トランスミッション
6 ディファレンシャル装置
6a,b ドライブシャフト
7 駆動輪
8 モータ・ジェネレータ制御回路
10 コントローラ(パワープラント制御装置)
11 バッテリ充電量検出センサ
12 車速センサ
13 アクセル開度センサ
20 モード選択部(モード選択手段)
21 エンジントルク制御部(エンジン制御手段)
22 モータ・ジェネレータトルク制御部(モータ・ジェネレータ制御手段)

Claims (5)

  1. エンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとからなるパワープラントを備えたハイブリッド車のパワープラント制御装置において、
    アクセルペダルが踏み込まれておらず該エンジンが走行系装置と非連結の時に、該エンジンをアイドル運転させるアイドル運転モードと該エンジンにより該モータ・ジェネレータを駆動して該バッテリへの充電を行う発電モードとを、該バッテリの充電量に応じて選択するモード選択手段と、
    一方のモードから他方のモードへの切換時に、エンジントルクを一旦アイドル運転時より小さいトルクに減少させるエンジン制御手段と、
    該エンジン制御手段によるエンジントルクの減少時に、モータ・ジェネレータトルクを変化させて、エンジン回転速度を切換後のモードの回転速度へ変化させるモータ・ジェネレータ制御手段とを備えることを特徴とする、ハイブリッド車のパワープラント制御装置。
  2. 該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦該アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該モータ・ジェネレータを電動機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度まで増加させ、
    その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該モータ・ジェネレータを発電機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度とすることを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
  3. 該アイドル運転モードから該発電モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを略ステップ状に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に増加させ、
    その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に増加させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に減少させることを特徴とする、請求項2記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
  4. 該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを一旦アイドル運転時より減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを増加させて、該モータ・ジェネレータを電動機として動作させることで、該エンジン回転速度を発電モードの回転速度に保ち、
    その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保ちつつ、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを減少させて、該エンジン回転速度をアイドル運転モードの回転速度まで減少させることを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
  5. 該発電モードから該アイドル運転モードへの切換時に、該エンジン制御手段が該エンジントルクを徐々に減少させるとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを徐々に増加させ、
    その後、該エンジン制御手段が該エンジントルクをアイドル運転時より減少した状態を保つとともに、該モータ・ジェネレータ制御手段が該モータ・ジェネレータトルクを略ステップ状に減少させることを特徴とする、請求項4記載のハイブリッド車のパワープラント制御装置。
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