JP4232789B2 - 内燃機関の停止制御装置および停止制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の停止制御装置および停止制御方法に関し、より特定的には、回転電機の発電動作により内燃機関の停止力を発生可能に構成された車両における内燃機関の停止制御に関する。

内燃機関（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と回転電機（モータジェネレータ等）とを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、内燃機関（以下、エンジンとも称する）による運転と回転電機とによる運転との出力分担が自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池等の蓄電装置を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。

このように、ハイブリッド車両のエンジンは、走行中においても間欠駆動が行なわれることになり、頻繁に停止制御が行なわれるようになる。エンジンの停止制御を行なう場合、エンジンの回転エネルギ（運動エネルギ）をジェネレータに与えて、ジェネレータにより電気エネルギに変換して、車両を停止させることがある。このときに発電された電力は二次電池を充電するために用いられる。

特開平１０−３０６７３９号公報（特許文献１）は、原動機（エンジンに相当）と３軸式動力入出力手段と２つの電動機からなる動力出力装置において、原動機の運転停止の際に原動機の回転数を素早く値０とする動力出力装置を開示する。この動力出力装置は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機と、回転軸を有し、回転軸に動力を入出力する第１の電動機と、駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、駆動軸と出力軸と回転軸とに各々結合される３軸を有し、３軸のうちいずれか２軸へ動力が入出力されたとき、入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸へ入出力する３軸式動力入出力手段と、原動機の運転を停止すべき条件が整った時、原動機への燃料供給を停止するよう指示する燃料停止指示手段と、原動機への燃料供給の停止の指示に伴って、出力軸にトルクを付加し、出力軸の回転減速度を所定範囲に制御して原動機を停止する停止時制御を実行する停止時制御実行手段とを備える。

この動力出力装置によると、原動機の運転を停止すべき条件が整うと、動力出力装置は、原動機への燃料供給を停止するよう指示するとともに、停止時制御を実行する。この停止時制御は、原動機の出力軸に回転方向とは逆向きのトルクを付加し、この出力軸の減速度を所定範囲に制限して原動機を停止するものである。この結果、出力軸の減速度は、所定範囲に制限され、たとえば、ねじり共振領域を素早く通り抜けるといった制御が可能となる。同時に、電動機における無用な電力消費を避けることも可能となる。
特開平１０−３０６７３９号公報 特開２００５−２９８９号公報 特開２０００−３１６２０５号公報

特許文献１に記載された装置では、エンジン停止制御により、エンジンの回転エネルギは回転電機（第１の電動機）による発電動作により電気エネルギに変換されて回収される。この電気エネルギは、通常バッテリを充電するために用いられる。

しかしながら、バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）が満充電状態に近い場合や、バッテリが低温である場合のように、バッテリへの許容入力電力が制限される場合には、エンジン停止制御に伴う発電電力が過剰となってしまい、バッテリの過充電を招く可能性がある。そのような状態で、回転電機による発電動作を伴うエンジン停止制御を実行すれば、過充電の発生によりバッテリの寿命低下や機器損傷を招く可能性がある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、回転電機の発電動作により停止力を発生する内燃機関の停止制御の際に、蓄電装置への過剰な入力電力による過充電発生を防止することが可能な内燃機関の停止制御装置および停止制御方法を提供することである。

この発明による内燃機関の停止制御装置は、燃料燃焼により作動する内燃機関と、内燃機関の停止時に発電動作により内燃機関の停止力を発生するように構成された第１の回転電機と、蓄電装置および第１の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停止制御装置であって、入力制限設定手段と、発電推定手段と、入力電力推定手段と、損失制御手段とを備える。入力制限設定手段は、蓄電装置の許容入力電力を設定する。発電推定手段は、内燃機関の停止時に第１の回転電機による発電電力を推定する。入力電力推定手段は、内燃機関の停止時に、電力授受回路での消費電力を推定して、推定した消費電力および発電推定手段により推定された発電電力に基づき蓄電装置への入力電力を推定する。損失制御手段は、入力電力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、電力授受回路での消費電力が増大するように電力授受回路の動作を制御する。

この発明による内燃機関の停止制御方法は、燃料燃焼により作動する内燃機関と、内燃機関の停止時に発電動作により内燃機関の停止力を発生するように構成された第１の回転電機と、蓄電装置および第１の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停止制御方法であって、第１から第４ステップを備える。第１ステップは、蓄電装置の許容入力電力を設定する。第２ステップは、内燃機関の停止時に第１の回転電機による発電電力を推定する。第３ステップは、内燃機関の停止時に、電力授受回路での消費電力を推定して、推定した消費電力および第２ステップにより推定された発電電力に基づき蓄電装置への入力電力を推定する。第４ステップは、第３ステップにより推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、電力授受回路での消費電力が増大するように電力授受回路の動作を制御する。

上記内燃機関の停止制御装置および停止制御方法によれば、内燃機関の停止制御時において、蓄電装置への入力電力を推定するとともに、推定した入力電力が蓄電装置の許容入力電力を超えるときには、電力授受回路の動作を消費電力が増大するように制御できる。したがって、内燃機関の停止制御により蓄電装置への入力電力が過剰となる可能性を正確に検知して、このような場合には電力授受回路での消費電力増大により、蓄電装置の過充電を防止することができる。特に、内燃機関の停止制御による発電電力および電力授受回路における消費電力の推定に基づき、蓄電装置への入力電力が許容入力電力を超えるときに限って電力授受回路の消費電力を増大させるので、電力授受回路における消費電力増大の機会を必要最小限に抑えて電気エネルギをより有効に回収することも可能となる。

好ましくは、この発明による内燃機関の停止制御装置は、電圧判定手段と、発電停止手段とをさらに備える。電圧判定手段は、蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較する。発電停止手段は、電圧判定手段により蓄電装置の出力電圧が管理上限電圧を超えたときに、内燃機関の停止時における第１の回転電機の発電動作を停止する。

このような構成とすることにより、過充電の発生により蓄電装置の電圧が上昇した場合には、第１の回転電機による内燃機関の停止制御を中止して、蓄積装置の過充電発生を確実に防止することができる。

また好ましくは、この発明による内燃機関の停止制御装置は、入力電力予測手段と、発電抑制手段とをさらに備える。入力電力予測手段は、制御手段により電力授受回路での消費電力を上限まで増大させた場合における、蓄電装置への入力電力を予測する。発電抑制手段は、入力電力予測手段によって予測された蓄電装置への入力電力が許容入力電力を超えるときに、第１の回転電機による発電電力が減少するように第１の回転電機の出力トルク指令を修正する。

このような構成とすることにより、蓄電装置の継続的な過充電を確実に回避して機器保護を図ることが可能な範囲に制限して、内燃機関の減速度を上昇させる停止制御を実現することができる。

さらに好ましくは、電力授受回路は、複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、蓄電装置に入出力される直流電力および第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第１のインバータを含む。そして、損失制御手段は、入力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、第１のインバータの各スイッチング素子のスイッチング周波数を上昇させる。

このような構成とすることにより、蓄電装置および第１の回転電機の間で電力変換を行なうインバータ（第１のインバータ）におけるスイッチング損失を増大させることによって、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。

また、さらに好ましくは、車両は、内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第２の回転電機をさらに備え、電力授受回路は、蓄電装置に入出力される直流電力および第２の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第２のインバータを含む。そして、損失制御手段は、入力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、第２インバータの各スイッチング素子のスイッチング周波数を上昇させる。

このような構成では、内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第２の回転電機が搭載されたハイブリッド車両において、当該第２の回転電機を駆動制御するためのインバータ（第２のインバータ）におけるスイッチング損失を増大させることにより、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。

あるいは、さらに好ましくは、電力授受回路は、コンバータおよび第１のインバータとを含む。コンバータは、蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置および直流電源配線の間で直流電力を授受するように構成される。第１のインバータは、複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源配線上の直流電力および第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第１のインバータとを含む。コンバータにおけるスイッチング動作は、直流電源配線の電圧を電圧指令値に従って制御するように制御される。そして、損失制御手段は、入力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、コンバータのスイッチング素子のスイッチング周波数を上昇させる。

このような構成では、蓄電装置の入出力電圧を電力変換するコンバータにおけるスイッチング損失を増大させることにより、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。

好ましくは、電力授受回路は、電力授受回路は、コンバータおよび第１のインバータとを含む。コンバータは、蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置および直流電源配線の間で直流電力を授受するように構成される。第１のインバータは、複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源配線上の直流電力および第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第１のインバータとを含む。コンバータにおけるスイッチング動作は、直流電源配線の電圧を電圧指令値に従って制御するように制御される。そして、損失制御手段は、入力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときにコンバータの電圧指令値を上昇させる。

このような構成では、コンバータへの電圧指令値を上昇させることにより、第１のインバータでスイッチングされる直流電圧を上昇させることによってスイッチング損失を増大することができる。したがって、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。なお、直流電源配線に平滑コンデンサが設けられた構成では、コンデンサの蓄積電力の増大により蓄電装置への入力電力を減少して、蓄電装置の過充電をより効果的に防止できる。

好ましくは、車両は、内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第２の回転電機をさらに備え、電力授受回路は、コンバータならびに第１および第２のインバータを含む。コンバータは、蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置および直流電源配線の間で直流電力を授受するように構成される。第１のインバータは、複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源配線上の直流電力および第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成される。第２のインバータは、複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源配線上の直流電力および第２の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成される。コンバータにおけるスイッチング動作は、直流電源配線の電圧を電圧指令値と一致させるように制御される。そして、損失制御手段は、入力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、（１）コンバータのスイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（２）第１のインバータの各スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（３）第２のインバータの各スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（４）コンバータの電圧指令値の上昇、のうちの少なくとも１つを実行する。

このような構成では、蓄電装置の入出力電圧を電力変換するコンバータ、第１および第２の回転電機を駆動制御するための第１および第２インバータのうちの少なくとも１つにおいてスイッチング損失を増大させることにより、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。

この発明によれば、回転電機の発電動作により内燃機関の停止力を発生する内燃機関の停止制御の際に、蓄電装置への過剰な入力電力による過充電発生を防止することができる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態による内燃機関の停止制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両１００の構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン１１０と、動力分割機構１２０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、減速機１３０と、駆動軸１４０および車輪（駆動輪）１５０を備える。ハイブリッド車両１００は、さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための、直流電圧発生部１０♯と、平滑コンデンサＣ０と、インバータ２０，３０と、制御装置５０とを備える。

エンジン１１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン１１０には、冷却水の温度を検知する冷却水温センサ１１２が設けられる。冷却水温センサ１１２の出力は、制御装置５０へ送出される。

動力分割機構１２０は、エンジン１１０の発生する動力を、駆動軸１４０への経路とモータジェネレータＭＧ１への経路とに分割可能に構成される。動力分割機構１２０としては、サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン１１０のクランク軸を通すことで、動力分割機構１２０にエンジン１１０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。具体的には、モータジェネレータＭＧ１のロータをサンギヤに接続し、エンジン１１０の出力軸をプラネタリギヤに接続し、かつ、出力軸１２５をリングギヤに接続する。モータジェネレータＭＧ２の回転軸とも接続された出力軸１２５は、減速機１３０を介して駆動輪１５０を回転駆動するための駆動軸１４０に接続される。なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１１０によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン１１０の始動を行なう電動機として動作するものとして、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。

同様に、モータジェネレータＭＧ２は、出力軸１２５および減速機１３０を介して、駆動軸１４０へ出力が伝達される車両駆動力発生用としてハイブリッド車両１００に組込まれる。さらに、モータジェネレータＭＧ２は、車輪１５０の回転方向と反対方向の出力トルクを発生することによって回生発電を行なうように電動機および発電機への機能を併せ持つように構成される。

次に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための構成について説明する。

直流電圧発生部１０♯は、走行用バッテリＢと、平滑コンデンサＣ１と、昇降圧コンバータ１５とを含む。走行用バッテリＢは本発明における「蓄電装置」に対応し、昇降圧コンバータ１５は、本発明での「コンバータ」に対応する。

走行用バッテリＢとしては、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池を適用可能である。なお、以下、本実施の形態では、二次電池で構成された走行用バッテリＢを「蓄電装置」とする構成について説明するが、走行用バッテリＢに代えて、電気二重層キャパシタ等を適用することも可能である。

走行用バッテリＢが出力するバッテリ電圧Ｖｂは電圧センサ１０によって検知され、走行用バッテリＢに入出力されるバッテリ電流Ｉｂは電流センサ１１によって検知される。さらに、走行用バッテリＢには、温度センサ１２が設けられる。なお、走行用バッテリＢの温度が局所的に異なる可能性があるため、温度センサ１２は、走行用バッテリＢの複数箇所に設けてもよい。電圧センサ１０、電流センサ１１および温度センサ１２によって検出された、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂおよびバッテリ温度Ｔｂは、制御装置５０へ出力される。

平滑コンデンサＣ１は、接地ライン５および電源ライン６の間に接続される。なお、走行用バッテリＢの正極端子および電源ライン６の間、ならびに、走行用バッテリＢの負極端子および接地ライン５の間には、車両運転時にオンされ、車両運転停止時にオフされるリレー（図示せず）が設けられる。

昇降圧コンバータ１５（以下、単にコンバータとも称する）は、リアクトルＬ１と、スイッチング制御される電力用半導体素子（以下、「スイッチング素子」と称する）Ｑ１，Ｑ２とを含む。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと電源ライン６の間に接続される。また、平滑コンデンサＣ０は、電源ライン７および接地ライン５の間に接続される。

電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電源ライン７および接地ライン５の間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のオンオフは、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１およびＳ２によって制御される。

この発明の実施の形態において、スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。

以下に説明するように、昇降圧コンバータ１５の配置により、電源ライン７上の直流電圧を、蓄電装置（走行用バッテリＢ）の出力電圧に固定することなく可変制御することができる。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に印加される交流電圧の振幅を可変制御して、高効率のモータ制御が可能となる。

インバータ２０および３０の直流電圧側は、共通の接地ライン５および電源ライン７を介して、昇降圧コンバータ１５と接続される。すなわち、電源ライン７は、本発明での「直流電源配線」に対応する。また、モータジェネレータＭＧ１は本発明における「第１の回転電機」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は本発明における「第２の回転電機」に対応する。すなわち、インバータ２０は本発明での「第１のインバータ」に対応し、インバータ３０は本発明での「第２のインバータ」に対応する。さらに、昇降圧コンバータ１５，平滑コンデンサＣ０、およびインバータ２０，３０により、本発明における「電力授受回路」が構成される。

インバータ２０は、電源ライン７および接地ライン５の間に並列に設けられる、Ｕ相アーム２２と、Ｖ相アーム２４と、Ｗ相アーム２６とから成る。各相アームは、電源ライン７および接地ライン５の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、Ｕ相アーム２２は、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２から成り、Ｖ相アーム２４は、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４から成り、Ｗ相アーム２６は、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６から成る。また、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に対して、逆並列ダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフは、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１１〜Ｓ１６によって制御される。

モータジェネレータＭＧ１は、固定子に設けられたＵ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１と、図示しない回転子とを含む。Ｕ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１の一端は、中性点Ｎ１で互いに接続され、その他端は、インバータ２０のＵ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６とそれぞれ接続される。インバータ２０は、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１１〜Ｓ１６に応答したスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフ制御（スイッチング制御）により、直流電圧発生部１０♯およびモータジェネレータＭＧ１の間での双方向の電力変換を行なう。

具体的には、インバータ２０は、制御装置５０によるスイッチング制御に従って、電源ライン７から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力することができる。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン１１０の出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置５０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン７へ出力することもできる。

インバータ３０は、インバータ２０と同様に構成されて、スイッチング制御信号Ｓ２１〜Ｓ２６によってオンオフ制御されるスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６および、逆並列ダイオードＤ２１〜Ｄ２６を含んで構成される。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１と同様に構成されて、固定子に設けられたＵ相コイル巻線Ｕ２、Ｖ相コイル巻線Ｖ２およびＷ相コイル巻線Ｗ２と、図示しない回転子とを含む。モータジェネレータＭＧ１と同様に、Ｕ相コイル巻線Ｕ２、Ｖ相コイル巻線Ｖ２およびＷ相コイル巻線Ｗ２の一端は、中性点Ｎ２で互いに接続され、その他端は、インバータ３０のＵ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６とそれぞれ接続される。

インバータ３０は、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ２１〜Ｓ２６に応答したスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６のオンオフ制御（スイッチング制御）により、直流電圧発生部１０♯およびモータジェネレータＭＧ２の間での双方向の電力変換を行なう。

具体的には、インバータ３０は、制御装置５０によるスイッチング制御に従って、電源ライン７から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力することができる。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪１５０からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置５０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン７へ出力することができる。

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々には電流センサ２７および回転角センサ（レゾルバ）２８が設けられる。三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２７は２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ）を検出するように配置すれば足りる。回転角センサ２８は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の図示しない回転子の回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御装置５０へ送出する。制御装置５０では、回転角θに基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍｔ（回転角速度ω）を算出することができる。なお、本発明の実施の形態では、「回転数」との文言は、特に説明がない限り単位時間当たり（代表的には毎分当たり）の回転数をいうものとする。

これらのセンサによって検出された、モータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ（１）およびロータ回転角θ（１）ならびに、モータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ（２）およびロータ回転角θ（２）は、制御装置５０へ入力される。さらに、制御装置５０は、モータ指令としての、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１）および回生動作を示す制御信号ＲＧＥ（１）、ならびに、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２）および回生動作を示す制御信号ＲＧＥ（２）の入力を受ける。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）で構成される制御装置５０は、マイクロコンピュータ（図示せず）、ＲＡＭ（Random Access Memory)５１およびＲＯＭ（Read Only Memory）５２
を含んで構成され、所定のプログラム処理に従って、上位の電子制御ユニット（ＥＣＵ）から入力されたモータ指令に従ってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が動作するように、昇降圧コンバータ１５およびインバータ２０，３０のスイッチング制御のためのスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２（昇降圧コンバータ１５）、Ｓ１１〜Ｓ１６（インバータ２０）、およびＳ２１〜Ｓ２６（インバータ３０）を生成する。

さらに、制御装置５０には、走行用バッテリＢに関する、充電率（ＳＯＣ：State of Charge）や充放電制限を示す入力可能電力Ｐｉｎ，Ｐｏｕｔ等の情報が入力される。これにより、制御装置５０は、走行用バッテリＢの過充電あるいは過放電が発生しないように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２での消費電力および発電電力（回生電力）を必要に応じて制限する機能を有する。

また、本実施の形態では、単一の制御装置（ＥＣＵ）５０によってインバータ制御におけるスイッチング周波数を切換える機構について説明したが、複数の制御装置（ＥＣＵ）の協調動作によって同様の制御構成を実現することも可能である。

次に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御における昇降圧コンバータ１５およびインバータ２０，３０の動作について説明する。

昇降圧コンバータ１５の昇圧動作時には、制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作状態に応じて直流電圧ＶＨ（インバータ２０，３０の直流側電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧ＶＨ」とも称する）の電圧指令値ＶＨｒｅｆ（以下、システム電圧指令値ＶＨｒｅｆとも称する）を設定し、システム電圧指令値ＶＨｒｅｆおよび電圧センサ１３の検出値に基づいて、昇降圧コンバータ１５の出力電圧がシステム電圧指令値ＶＨｒｅｆと等しくなるようにスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。

昇降圧コンバータ１５は、昇圧動作時には、走行用バッテリＢから供給された直流電圧（バッテリ電圧）Ｖｂを昇圧したシステム電圧ＶＨをインバータ２０，３０へ共通に供給する。より具体的には、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２に応答して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティ比（オン期間比率）が設定され、昇圧比は、デューティ比に応じたものとなる。

また、昇降圧コンバータ１５は、降圧動作時には、平滑コンデンサＣ０を介してインバータ２０，３０から供給された直流電圧（システム電圧）を降圧して走行用バッテリＢを充電する。より具体的には、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２に応答して、スイッチング素子Ｑ１のみがオンする期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。

平滑コンデンサＣ０は、昇降圧コンバータ１５からの直流電圧（システム電圧）を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ２０，３０へ供給する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ０の両端の電圧、すなわち、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。

電源ライン７からは、補機等の他の負荷１７０に対しても電力が供給される。たとえば、接地ライン５および電源ライン７と負荷１７０との間に、システム電圧ＶＨを補機動作電圧Ｖａに電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を設けることにより、電源ライン７上の電力を負荷１７０により消費できる。負荷１７０は、たとえば、温水加熱用ヒータ、調温装置（エアコン）、ブロワモータ、デフロスタ用ヒータ等を含む。これらの負荷の動作状態（オンオフ設定，運転条件設定）等により、負荷１７０による消費電力は変化する。

インバータ３０は、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ２１〜Ｓ２６に応答したスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６のオンオフ動作（スイッチング動作）により、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２）に従ったトルクが出力されるように、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２）は、運転状況に応じたモータジェネレータＭＧ２への出力（トルク×回転数）要求に従って、正値（Ｔｑｃｏｍ（２）＞０）、零（Ｔｑｃｏｍ（２）＝０）、または負値（Ｔｑｃｏｍ（２）＜０）に適宜設定される。

特にハイブリッド車両の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値は負に設定される（Ｔｑｃｏｍ（２）＜０）。この場合には、インバータ３０は、スイッチング制御信号Ｓ２１〜Ｓ２６に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧（システム電圧）を平滑コンデンサＣ０を介して昇降圧コンバータ１５へ供給する。

また、インバータ２０は、上記のインバータ３０の動作と同様に、制御装置５０からのスイッチング制御信号Ｓ１１〜Ｓ１６に従ったスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフ制御により、モータジェネレータＭＧ１が指令値に従って動作するように電力変換を行なう。

このように、制御装置５０がトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１），Ｔｑｃｏｍ（２）に従ってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することにより、ハイブリッド車両１００では、モータジェネレータＭＧ２での電力消費による車両駆動力の発生、モータジェネレータＭＧ１での発電による走行用バッテリＢの充電電力またはモータジェネレータＭＧ２の消費電力の発生、およびモータジェネレータＭＧ２での回生制動動作（発電）による走行用バッテリＢの充電電力の発生を、車両の運転状態に応じて適宜に実行できる。

すなわち、ハイブリッド車両１００では、エンジン１１０は、運転者によるアクセルの操作量とは直接的には無関係に、その運転および停止が制御される。具体的には、エンジン１１０は、車両走行状態（負荷、車速等）や蓄電装置（走行用バッテリＢ）の充電状態に応じて、間欠的に運転され得る。これにより、車両駆動力源として、エンジン１１０および電動機（モータジェネレータＭＧ２）を、それぞれ単独または協同して動作させることによって、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。

このように、エンジン１１０は、走行中においても間欠駆動が行なわれることになり、頻繁に停止制御が行なわれるようになる。ここで、ハイブリッド車両１００におけるエンジン停止制御について説明する。

図２に示すように、ハイブリッド車両１００では、エンジン１１０の停止時には、エンジン１１０における燃料噴射が停止されるとともに、特許文献１（特開平１０−３０６７３９号公報）と同様に、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１１０の回転方向（正回転）とは逆方向のトルクを印加するエンジン停止制御が実行される。これにより、エンジン停止時に、エンジン回転数を速やかに低下させて共振領域を素早く通過させることができるので、ねじり共振の発生を防止することができる。この際における、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１）は、予め実験的に求められた所望の減速度が得られる所定値（負値）に設定される。このときのトルク指令値は、固定値として設定されてもよく、そのときのエンジン回転数に応じて可変設定されてもよい。

このようなエンジン停止制御では、モータジェネレータＭＧ１による負トルクの発生により、トルク×回転数に応じた発電電力が発生する。この発電電力は、インバータ２０により直流電力に変換されて、電源ライン７に供給される。なお、以下、本実施の形態では、消費電力を正値で示し、発電電力を負値で示すこととする。

図３は、本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。図３に示した制御処理は、エンジン停止処理時に、制御装置（ＥＣＵ）５０が、予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することにより実現される。

図３を参照して、制御装置５０は、ステップＳ１００により、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の許容入力電力Ｐｉｎを取得する。許容入力電力Ｐｉｎは、電池状態（ＳＯＣおよび／または電池温度等）に従って変化する。特に、バッテリ低温時には、内部抵抗の増大などにより、許容入力電力Ｐｉｎは低下する。

許容入力電力Ｐｉｎは、別途設けられたバッテリ制御用の制御装置（ＥＣＵ）から入力されてもよく、バッテリ温度Ｔｂ、ＳＯＣ等を引数とするマップを制御装置５０内に格納して、このマップの参照によって許容入力電力Ｐｉｎを求めてもよい。

続いて制御装置５０は、ステップＳ１１０により、エンジン停止制御によるモータジェネレータＭＧ１の発電電力Ｐｇを推定する。たとえば、モータジェネレータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍｔ１およびＭＧ１トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１）を用いて、発電電力Ｐｇは下記（１）式で示される。

Ｐｇ＝Ｎｍｔ１・Ｔｑｃｏｍ（１） …（１）
式（１）において、エンジン停止制御時のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１）＜０であるため、発電電力Ｐｇは負値（Ｐｇ＜０）である。

さらに、制御装置５０は、ステップＳ１２０により、現在の動作状態における全体消費電力Ｐｔｔｌ（Ｐｔｔｌ＞０）を推定する。ここで、全体消費電力とは、モータジェネレータＭＧ１による発電電力が、蓄電装置（走行用バッテリＢ）へ入力される経路における消費電力を意味する。

たとえば、図４に示すように、全体消費電力Ｐｔｔｌは、モータジェネレータＭＧ１での損失電力Ｌｍｇ１、モータジェネレータＭＧ２での実行電力Ｐｍｇ２および損失電力Ｌｍｇ２、インバータ２０，３０での損失電力Ｌｉｖ１，Ｌｉｖ２、昇降圧コンバータ１５での損失電力Ｌｃｖ、平滑コンデンサＣ０での蓄積電力変化ΔＰｃ、および負荷１７０での補機消費電力Ｐａの和として求められる。

図４は、本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における電力推定を説明する機能ブロック図である。

図４を参照して、ＭＧ１消費電力推定部２００は、推定マップ２０５の参照により、モータジェネレータＭＧ１による実行電力Ｐｍｇ１（エンジン停止制御時には発電電力Ｐｇに相当）と、モータジェネレータＭＧ１での損失電力Ｌｍｇ１を推定する。すなわち、図３のステップＳ１１０による発電電力Ｐｇの推定は、ＭＧ１消費電力推定部２００により実行できる。同様に、ＭＧ２消費電力推定部２１０は、推定マップ２１５の参照により、モータジェネレータＭＧ２による実行電力Ｐｍｇ２と、モータジェネレータＭＧ２での損失電力Ｌｍｇ２を推定する。

モータジェネレータでの実行電力は、モータジェネレータの回転数および出力トルクの積で与えられる。なお、上記のように、実行電力は発電時には負値となる。また、各モータジェネレータでの損失電力は、各相コイル巻線に流れる電流によって発生する銅損と、鉄心部の磁束変化によって発生する鉄損の和となる。このため、各相コイル巻線を流れる電流が小さいほど損失電力も小さくなる。基本的には、コイル巻線を流れる電流値は、出力トルクに従ったものとなる。

したがって、マップ２０５は、モータジェネレータＭＧ１の回転数およびトルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１））を引数として、実行電力Ｐｍｇ１および損失電力Ｌｍｇ１の推定値を求めるように予め構成される。同様に、マップ２１５は、モータジェネレータＭＧ２の回転数およびトルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２））を引数として、実行電力Ｐｍｇ２および損失電力Ｌｍｇ２の推定値を求めるように予め構成される。

各インバータ２０，３０での電力消費は、主にスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６での電力損失である。スイッチング素子での電力損失は、主に、オン抵抗によるものと、スイッチング動作に伴うものとを含む。

ここで、図５を用いてインバータ２０，３０の各スイッチング素子で発生する電力損失について説明する。

図５を参照して、インバータ２０，３０の各スイッチング素子におけるスイッチング動作は、基本的にパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）に従って設定される。具体的には、図５（ａ）に示されるように、ＰＷＭ制御では、所定のキャリア波３００と電圧指令波３１０との電圧比較に基づき、インバータ２０，３０の各相アームでのスイッチング素子のオンオフが制御される。ここで、キャリア波３００は、所定周波数の三角波やのこぎり波とされることが一般的であり、電圧指令波３１０は、モータジェネレータＭＧをトルク指令値Ｔｑｃｏｍに従って作動させるために必要な各相電流を発生させるための、モータジェネレータへの印加電圧（交流電圧）を示す。そして、キャリア波が電圧指令波よりも高電圧のときと、その反対のときとで、同一アームを構成するスイッチング素子のオンオフが切換えられる。図５には、一例として、電圧指令波がキャリア波よりも高電圧のときにオンされ、その反対のときにオフされるスイッチング素子のスイッチング波形が示されている。

図５（ｂ）に示されるように、スイッチング素子のオン時には、コレクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅ＝０となる一方で、コレクタ・エミッタ間電流ｉｃｅが発生する。これに対して、スイッチング素子のオフ時には、コレクタ・エミッタ間電流ｉｃｅ＝０となる一方で、コレクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅ＝ＶＨとなる。ここで、スイッチング素子のオンオフ時には、完全にオンまたはオフされるまでの期間、すなわち、コレクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅ＝０またはコレクタ・エミッタ間電流ｉｃｅ＝０に変化するまでの期間において、図５（ｃ）に示すように、コレクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅおよびコレクタ・エミッタ間電流ｉｃｅの積に相当するスイッチング損失Ｐｌｏｓｓ（Ｐｌｏｓｓ＝ｖｃｅ・ｉｃｅ）が発生する。このスイッチング損失Ｐｌｏｓｓの発生により、スイッチング素子が発熱してその温度が上昇する。

ここで、コレクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅの振幅はシステム電圧ＶＨに相当し、コレクタ・エミッタ間電流ｉｃｅは、モータジェネレータＭＧへの供給電流に応じた電流となる。したがって、同一トルク出力時、すなわちトルク指令値が同一の下では、システム電圧ＶＨが高くなるほどスイッチング損失Ｐｌｏｓｓが大きくなる。そして、単位時間当たりのスイッチング動作回数が多いほど、すなわち、キャリア波３００の周波数が高く設定されスイッチング周波数が高いほど、スイッチング動作に伴う損失電力は大きくなる。したがって、スイッチング動作に伴う損失電力は、モータジェネレータのトルクあるいは出力、ならびにスイッチングする直流電圧（システム電圧ＶＨ）および、キャリア周波数によって決まるスイッチング周波数に依存した値となる。

なお、スイッチング素子のオン期間中にも、スイッチング損失Ｐｌｏｓｓと比較すると小さいものの、スイッチング素子のオン抵抗と電流ｉｃｅの二乗との積に従う損失電力が発生する。このオン抵抗による損失電力は、モータジェネレータＭＧへの供給電流を決めるトルク指令値に基づき推定可能である。

再び図４を参照して、インバータ消費電力推定部２２０は、マップ２２５の参照により、モータジェネレータＭＧ１の出力（回転数×トルク）またはトルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１））ならびに、システム電圧ＶＨおよびインバータ２０で用いられるキャリア周波数ｆｉｖ１に基づき、インバータ２０での損失電力Ｌｉｖ１を推定できる。マップ２２５は、モータジェネレータＭＧ１の回転数、トルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１））、システム電圧ＶＨおよびキャリア周波数ｆｉｖ１を引数として、損失電力Ｌｉｖ１の推定値を求めるように予め構成される。

同様に、インバータ消費電力推定部２３０は、マップ２３５の参照により、モータジェネレータＭＧ２の出力（回転数×トルク）またはトルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２））ならびに、システム電圧ＶＨおよびインバータ３０で用いられるキャリア周波数ｆｉｖ２に基づき、インバータ３０での損失電力Ｌｉｖ２を推定できる。マップ２３５は、モータジェネレータＭＧ２の回転数、トルク（トルク指令値Ｔｑｃｏｍ（２））、システム電圧ＶＨおよびキャリア周波数ｆｉｖ２を引数として、損失電力Ｌｉｖ２の推定値を求めるように予め構成される。

次に、昇降圧コンバータ１５での電力消費は、主に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２での電力損失と、リアクトルＬ１での電力損失との和となる。これらは、コンバータ通過電流（すなわちバッテリ電流Ｉｂ）が小さいほど、かつシステム電圧ＶＨが低いほど損失電力が小さくなる。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２での損失電力は、単位時間当たりのスイッチング回数、すなわちキャリア周波数ｆｃｖの上昇に比例して大きくなる。

したがって、コンバータ消費電力推定部２４０は、マップ２４５の参照により、システム電圧ＶＨ、バッテリ電流Ｉｂおよび昇降圧コンバータ１５で用いられるキャリア周波数ｆｃｖに基づき、昇降圧コンバータ１５での損失電力Ｌｃｖを推定できる。マップ２４５は、システム電圧ＶＨ、バッテリ電流Ｉｂおよびキャリア周波数ｆｃｖを引数として、損失電力Ｌｃｖの推定値を求めるように予め構成される。

平滑コンデンサＣ０では、現在のシステム電圧ＶＨと電圧指令値ＶＨｒｅｆとの電圧差ΔＶＨが、蓄電装置（走行用バッテリＢ）への入力電力に影響を及ぼす。すなわち、ＶＨｒｅｆ＞ＶＨのときには、モータジェネレータＭＧ１による発電電力のうち、この電圧差に従った電力が平滑コンデンサＣ０に蓄積される。一方、ＶＨ＞ＶＨｒｅｆのときには、この電圧差に従った電力が平滑コンデンサから放出されて、蓄電装置への入力電力に上乗せされることになる。

したがって、コンデンサ電力推定部２５０は、マップ２５５の参照により、システム電圧ＶＨおよび電圧指令値ＶＨｒｅｆに基づき、平滑コンデンサＣ０での蓄積電力変化ΔＰｃを推定できる。マップ２５５は、システム電圧ＶＨおよび電圧指令値ＶＨｒｅｆを引数として、蓄積電力変化ΔＰｃを求めるように予め構成される。ここで、蓄積電力変化ΔＰｃは、ΔＰｃ＝Ｃ０・ΔＶＨ２／２で求められる（ただし、ΔＶＨ＝ＶＨｒｅｆ−ＶＨ）。

さらに、補機消費電力推定部２６０は、マップ２６５の参照により、負荷（補機）１７０の動作状態（オンオフ設定，運転条件設定）に基づき、補機消費電力Ｐａを推定できる。マップ２６５は、補機負荷（たとえば、温水加熱用ヒータ、調温装置（エアコン）、ブロワモータ、デフロスタ用ヒータ等）の動作状態を引数として、補機消費電力Ｐａの推定値を求めるように予め構成される。

再び図３を参照して、制御装置５０は、ステップＳ１３０により、ステップＳ１１０で推定した発電電力ＰｇおよびステップＳ１２０で推定した全体消費電力Ｐｔｔｌの和により、走行用バッテリＢ（蓄電装置）への入力電力を推定する。すなわち、推定入力電力Ｐｂは、下記（２）式で示される。

Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｔｔｌ …（２）
制御装置５０は、続いてステップＳ１４０により、ステップＳ１３０で求めた推定入力電力Ｐｂおよび許容入力電力Ｐｉｎの大小を判定する。許容入力電力Ｐｉｎは負値であるため、Ｐｂ＜Ｐｉｎのときに、｜Ｐｂ｜＞｜Ｐｉｎ｜となって、蓄電装置への入力電力が許容値を超えて過大となる。なお、ステップＳ１４０では、蓄電装置の過充電発生をより安定的に回避するために、マージン電力ｋ（ｋ＞０）を設定して、Ｐｂ＜Ｐｉｎ＋ｋの成立可否により、入力電力が過大であるか否かを判定することが好ましい。

ステップＳ１４０のＮＯ判定時、すなわち現在の動作状態における全体消費電力Ｐｔｔｌを反映した推定入力電力Ｐｂが許容範囲内である場合には、制御装置５０は、現在の動作状態のままで、モータジェネレータＭＧ１により所定の負トルクを出力させて、所望の減速度が得られるようにエンジン停止制御を実行する（ステップＳ１５０）。

一方、ステップＳ１４０のＹＥＳ判定時、すなわち現在の動作状態における全体消費電力Ｐｔｔｌを反映した推定入力電力Ｐｂが許容範囲を超える場合には、制御装置５０は、ステップＳ１６０により、全体消費電力Ｐｔｔｌが増大するように、昇降圧コンバータ１５およびインバータ２０，３０のうちの少なくとも１つにおいて動作状態を変更する。また、負荷１７０（補機）の動作状態についても変更することができる。

図６に示すように、この動作状態の変更として、（ａ）昇降圧コンバータ１５、インバータ２０およびインバータ３０のうちの少なくとも１つにおけるスイッチング周波数上昇（キャリア周波数上昇）、（ｂ）電圧指令値ＶＨｒｅｆ上昇、（ｃ）補機負荷の動作状態変更のうちの少なくとも１つが実行される。これにより、昇降圧コンバータ１５での損失電力Ｌｃｖ、インバータ２０における損失電力Ｌｉｖ１、インバータ３０におけるＬｉｖ２、負荷（補機）１７０による消費電力Ｐａおよび平滑コンデンサＣ０の蓄積電力変化ΔＰｃのうちの少なくとも１つが増大されて、全体消費電力ＰｔｔｌはＰｔｔｌ♯に増加される。なお、上記（ａ）によるスイッチング周波数上昇については、必ずしも昇降圧コンバータ１５、インバータ２０およびインバータ３０の全てについて実行するのではなく、それぞれにおける実行要否を個別に判断してもよい。

ここで、図３のステップＳ１６０での処理による動作状態の変更対象は、全体消費電力Ｐｔｔｌの必要増加量ΔＰｔｔｌ（図６）に応じて決定される。たとえば、上記（ａ）〜（ｃ）の実行に伴う全体消費電力増加量の予測値を予め求めておくことにより、必要増加量ΔＰｔｔｌと動作状態の変更対象との関係を予め決定しておくことができる。

再び図３を参照して、制御装置５０は、ステップＳ１７０により、ステップＳ１６０に従って全体消費電力を増大させるように動作状態を変更した上で、モータジェネレータＭＧ１により所定の負トルクを出力させて、所望の減速度が得られるようにエンジン停止制御を実行する。

なお、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１００は本発明の「入力制限取得手段」に対応し、ステップＳ１１０は本発明での「発電電力推定手段」に対応し、ステップＳ１２０、Ｓ１３０は本発明における「入力電力推定手段」に対応する。また、ステップＳ１６０は本発明における「損失制御手段」に対応する。

このような制御構成とすることにより、所望の減速度を得るためのエンジン停止制御の際に、走行用バッテリＢ（蓄電装置）への入力電力が許容範囲を超えることが推定される場合には、昇降圧コンバータ１５，平滑コンデンサＣ０、およびインバータ２０，３０により構成される「電力授受回路」での消費電力を増大させることにより、蓄電装置の過充電を防止することができる。

特に、現在の動作状態による上記電力消費回路での消費電力の推定に基づき、蓄電装置への入力電力が許容範囲を超えるときに限って上記電力授受回路における消費電力を増大させるので、無用な消費電力増大を抑えてエンジン停止制御により発生する電気エネルギを有効に回収することが可能となる。

また、昇降圧コンバータ１５およびインバータ２０，３０の動作状態の変更によって消費電力を増大させるので、余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、蓄電装置の過充電を防止することができる。

（変形例１）
本発明の実施の形態における、昇降圧コンバータ１５、インバータ２０，３０等の動作状態変更による消費電力増大量には上限が存在する。このため、図７に示すように、全体消費電力を上限まで高めても、蓄電装置（走行用バッテリＢ）への入力電力が許容範囲を超える可能性が存在する。この場合には、蓄電装置の過充電を回避するために、モータジェネレータＭＧ１による発電量の減少あるいは発電中止が必要となる。

図８は、このようなケースに対処するための、本発明の実施の形態の変形例１によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。

図８を参照して、実施の形態の変形例１によるエンジン停止制御では、図３に示したフローチャートでの処理に加えて、ステップＳ２００〜Ｓ２２０が実行される。

制御装置５０は、ステップＳ２００では、電圧センサ１０の出力に基づき、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の電圧、すなわちバッテリ電圧Ｖｂを取得する。さらに、制御装置５０は、ステップＳ２１０により、取得したバッテリ電圧Ｖｂを管理上限電圧Ｖｂｍａｘと比較する。この管理上限電圧Ｖｂｍａｘは、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の故障や寿命低下に至るような限界電圧に対してマージンを有するように設定することが好ましい。

制御装置５０は、ステップＳ２１０のＮＯ判定時、すなわちバッテリ電圧Ｖｂが管理上限電圧Ｖｂｍａｘに達していない場合には、図３と同様のステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理により、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の過充電を防止したエンジン停止制御を実行とする。

一方、制御装置５０は、ステップＳ２１０のＹＥＳ判定時、すなわち蓄電装置の過充電によりバッテリ電圧Ｖｂが管理上限電圧Ｖｂｍａｘ以上となった場合には、ステップＳ２２０により、モータジェネレータＭＧ１による発電を停止する。具体的には、モータジェネレータＭＧ１によるトルク発生を禁止（Ｔｑｃｏｍ（１）＝０に設定）して、エンジン停止制御を非実行とする。

このような制御構成とすることにより、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の継続的な過充電を確実に回避して、機器保護を図ることができる。なお、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０は本発明の「電圧判定手段」に対応し、ステップＳ２２０は本発明での「発電停止手段」に対応する。

（変形例２）
図９は、本発明の実施の形態の変形例２によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。

図９を参照して、実施の形態の変形例２によるエンジン停止制御では、図７に示したフローチャートでの処理に加えて、ステップＳ２５０〜Ｓ２７０が実行される。

制御装置５０は、ステップＳ１４０のＹＥＳ判定時、すなわち現在の動作状態における全体消費電力Ｐｔｔｌを反映した推定入力電力Ｐｂが許容範囲を超える場合には、ステップＳ２５０により、動作状態変更により増大可能な全体消費電力の上限値Ｐｔｔｌｍａｘを推定し、このときの蓄電装置（走行用バッテリＢ）への推定入力電力Ｐｂ♯を求める。

さらに、制御装置５０は、ステップＳ２６０により、ステップＳ２５０での推定入力電力Ｐｂ♯が許容範囲を超えるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２６０では、Ｐｂ♯＞Ｐｉｎ＋ｋが成立するか否かが判定される。

ステップＳ２６０のＹＥＳ判定時、すなわち、推定入力電力Ｐｂ♯が許容範囲内である（｜Ｐｂ♯｜≦｜Ｐｉｎ｜＋ｋ）場合には、制御装置５０は、ステップＳ１６０およびＳ１７０を実行して、図６に示したように、必要増加量ΔＰｔｔｌ（図６）に従って全体消費電力がＰｔｔｌ♯に増大されるように動作状態変更を変更した上で、モータジェネレータＭＧ１により所定の負トルクを出力させて、所望の減速度が得られるようにエンジン停止制御を実行する。

一方、ステップＳ２６０のＮＯ判定時、すなわち、推定入力電力Ｐｂ♯が許容範囲を超える（｜Ｐｂ♯｜＞｜Ｐｉｎ｜＋ｋ）場合には、制御装置５０は、ステップＳ２７０により、余剰発電電力ΔＰｇ＝｜Ｐｂ♯｜−｜Ｐｉｎ｜＋ｋに対応させてモータジェネレータＭＧ１の発電電力（絶対値）が減少するように、モータジェネレータＭＧ１による発生トルク（負トルク）の絶対値を減少させる。すなわち、負値であるトルク指令値Ｔｑｃｏｍ（１）の絶対値を減少させる。この際のトルク指令値（絶対値）の減少分は、上記余剰発電電力ΔＰｇおよびＭＧ１回転数に基づいて設定できる。

このような制御構成とすることにより、走行用バッテリＢ（蓄電装置）の継続的な過充電を確実に回避して機器保護を図ることが可能な範囲に制限して、エンジン停止時の減速度を上昇させるエンジン停止制御を実現することができる。なお、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２５０は本発明の「入力電力予測手段」に対応し、ステップＳ２７０は本発明での「発電抑制手段」に対応する。

なお、本実施の形態では、昇降圧コンバータ１５を介して、エンジン停止制御の際に使用される発電機（モータジェネレータＭＧ１）および蓄電装置（走行用バッテリＢ）の間で電力が授受される構成を例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、昇降圧コンバータ１５の配置が省略される構成においても、インバータ２０，３０の動作状態変更（スイッチング周波数上昇）による消費電力増大等により、本発明の適用が可能である。

また、本実施の形態では、ハイブリッド車両におけるエンジン停止制御を例示したが、エンジン１１０（内燃機関）および発電動作を伴ってエンジン停止制御を実行可能な電動機を備えた構成の車両であれば、その他の構成を限定することなく、本発明を適用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態による内燃機関の停止制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。 図１に示したハイブリッド車両でのエンジン停止制御時の機器動作を説明する共線図である。 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における電力推定を説明する機能ブロック図である。 インバータの各スイッチング素子で発生する電力損失を説明する波形図である。 消費電力増大による過充電回避を説明する第１の概念図である。 消費電力増大による過充電回避を説明する第２の概念図である。 本発明の実施の形態の変形例１によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例２によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

５ 接地ライン、６，７ 電源ライン、１０♯ 直流電圧発生部、１０ 電圧センサ、１１ 電流センサ、１２ 温度センサ、１３ 電圧センサ、１５ 昇降圧コンバータ、２０，３０ インバータ、２２，３２ Ｕ相アーム、２４，３４ Ｖ相アーム、２６，３６ Ｗ相アーム、２７ 電流センサ、２８ 回転角センサ、５０ 制御装置（ＥＣＵ）、１００ ハイブリッド車両、１１０ エンジン、１１２ 冷却水温センサ、１２０ 動力分割機構、１２５ 出力軸、１３０ 減速機、１４０ 駆動軸、１５０ 車輪（駆動輪）、１６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１７０ 負荷（補機）、２００ ＭＧ１消費電力推定部、２０５，２１５，２２５，２３５，２４５，２５５，２６５ 推定マップ、２１０ ＭＧ２消費電力推定部、２２０，２３０ インバータ消費電力推定部、２４０ コンバータ消費電力推定部、２５０ コンデンサ電力推定部、２６０ 補機消費電力推定部、３００ キャリア波、３１０ 電圧指令波、Ｂ 走行用バッテリ（蓄電装置）、Ｃ０，Ｃ１ 平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ 逆並列ダイオード、ｆｃｖ キャリア周波数（コンバータ）、ｆｉｖ１，ｆｉｖ２ キャリア周波数（インバータ）、Ｉｂ バッテリ電流、Ｌ１ リアクトル、Ｌｃｖ 損失電力（コンバータ）、Ｌｉｖ１，Ｌｉｖ２ 損失電力（インバータ）、Ｌｍｇ１，Ｌｍｇ２ 損失電力（モータジェネレータ）、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、Ｐａ 補機消費電力、Ｐｇ 発電電力、Ｐｉｎ 許容入力電力、Ｐｌｏｓｓ スイッチング損失、Ｐｍｇ１，Ｐｍｇ２ 実行電力（ＭＧ１，ＭＧ２）、Ｐｔｔｌ 全体消費電力、Ｐｔｔｌｍａｘ 全体消費電力上限値、Ｑ１，Ｑ２、Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ スイッチング素子（電力用半導体スイッチング素子）、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２６ スイッチング制御信号、Ｔｂ バッテリ温度、Ｔｑｃｏｍ（１），Ｔｑｃｏｍ（２） トルク指令値（モータジェネレータ）、Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２ コイル巻線、Ｖａ 補機動作電圧、Ｖｂ バッテリ電圧、Ｖｂｍａｘ 管理上限電圧（バッテリ電圧）、ＶＨ システム電圧。

Claims (18)

1. 燃料燃焼により作動する内燃機関と、前記内燃機関の停止時に発電動作により前記内燃機関の停止力を発生するように構成された第１の回転電機と、前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第２の回転電機と、蓄電装置および前記第１および第２の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停止制御装置であって、
   前記電力授受回路は、
   前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、スイッチング素子のスイッチング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受するように構成されたコンバータと、
   複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源配線上の直流電力および前記第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第１のインバータと、
   複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源配線上の直流電力および前記第２の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第２のインバータとを含み、
   前記停止制御装置は、
   前記蓄電装置の許容入力電力を設定する入力制限設定手段と、
   前記内燃機関の停止時に前記第１の回転電機が所定の前記停止力を発生した際の発電電力を推定する発電推定手段と、
   前記内燃機関の停止時に、前記電力授受回路での消費電力を推定して、推定した消費電力および前記発電推定手段により推定された発電電力に基づき前記蓄電装置への入力電力を推定する入力電力推定手段と、
   前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力以内であるときに、前記現在の動作状態のままで、前記第１の回転電機が前記所定の停止力を発生するように前記第１の回転電機の出力トルク指令を生成する第１の停止制御手段と、
   前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記電力授受回路での消費電力が増大するように前記電力授受回路の動作状態を制御するための損失制御手段と、
   前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記損失制御手段により前記電力授受回路での消費電力を上限まで増大させた際の前記蓄電装置への入力電力を予測する入力電力予測手段と、
   前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超え、かつ、前記入力電力予測手段によって予測された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記第１の回転電機による発電電力が減少するように、前記第１の回転電機の出力トルク指令を前記第1の停止制御手段による値から修正する発電抑制手段と、
   前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超え、かつ、前記入力電力予測手段によって予測された入力電力が前記許容入力電力以内であるときに、前記損失制御手段による前記動作状態の制御とともに、前記第１の停止制御手段と同等の前記出力トルク指令を生成する第２の停止制御手段とを備える、内燃機関の停止制御装置。
2. 前記蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較する電圧判定手段と、
   前記電圧判定手段により前記蓄電装置の出力電圧が前記管理上限電圧を超えたと判定されたときに、前記内燃機関の停止時における前記第１の回転電機の発電動作を停止する発電停止手段とをさらに備える、請求項１記載の内燃機関の停止制御装置。
3. 前記損失制御手段は、前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、（１）前記コンバータの前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（２）前記第１のインバータの各前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（３）前記第２のインバータの各前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（４）前記コンバータの電圧指令値の上昇、のうちの少なくとも１つを実行する、請求項１または２に記載の内燃機関の停止制御装置。
4. 前記蓄電装置は、リチウムイオン二次電池により構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の停止制御装置。
5. 前記入力電力推定手段は、前記第１の回転電機の回転数およびトルクを引数として前記第１の回転電機での損失電力を推定する第１のマップと、前記第２の回転電機の回転数およびトルクを引数として前記第２の回転電機での損失電力および実行電力を推定する第２のマップと、前記第１の回転電機の回転数およびトルクならびに前記直流電源配線の電圧および前記第１のインバータのスイッチング周波数に基づいて前記第１のインバータでの損失電力を推定する第３のマップと、前記第２の回転電機の回転数およびトルクならびに前記直流電源配線の電圧および前記第２のインバータのスイッチング周波数に基づいて前記第２のインバータでの損失電力を推定する第４のマップと、前記直流電源配線の電圧、前記コンバータのスイッチング周波数および前記蓄電装置の電流に基づいて前記コンバータでの損失電力を推定する第５のマップとを少なくとも用いて、全体消費電力を推定する、請求項１記載の内燃機関の停止制御装置。
6. 前記入力電力推定手段は、前記直流電源配線の電圧に基づいて、前記直流電源配線に接続された平滑コンデンサにおける蓄積電力変化を推定する第６のマップをさらに用いて、前記全体消費電力を推定する、請求項５記載の内燃機関の停止制御装置。
7. 前記入力電力推定手段は、前記直流電源配線から電力の供給を受ける負荷の動作状態に基づいて、前記負荷による消費電力を推定する第７のマップをさらに用いて、前記全体消費電力を推定する、請求項４または５に記載の内燃機関の停止制御装置。
8. 前記損失制御手段は、さらに、前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記負荷の消費電力を増大させるように前記負荷の動作状態を変更する、請求項７に記載の内燃機関の停止制御装置。
9. 前記発電抑制手段は、前記許容入力電力に対する前記入力電力予測手段による予測入力電力の余剰分に基づいて、前記出力トルク指令の修正量を設定する、請求項１記載の内燃機関の停止制御装置。
10. 燃料燃焼により作動する内燃機関と、前記内燃機関の停止時に発電動作により前記内燃機関の停止力を発生するように構成された第１の回転電機と、前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第２の回転電機と、蓄電装置および前記第１および第２の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停
    止制御方法であって、
    前記電力授受回路は、
    前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、スイッチング素子のスイッチング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受するように構成されたコンバータと、
    複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源配線上の直流電力お
    よび前記第１の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第１のインバータと、
    複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源配線上の直流電力および前記第２の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第２のインバータとを含み、
    前記停止制御方法は、
    前記蓄電装置の許容入力電力を設定するステップと、
    前記内燃機関の停止時に前記第１の回転電機が所定の前記停止力を発生した際の発電電力を推定するステップと、
    前記内燃機関の停止時に、前記電力授受回路での消費電力を推定して、推定した消費電力および前記第２ステップにより推定された発電電力に基づき前記蓄電装置への入力電力を推定するステップと、
    前記推定するステップにより推定された入力電力が前記許容入力電力以内であるときに、前記現在の動作状態のままで、前記第１の回転電機が前記所定の停止力を発生するように前記第１の回転電機の出力トルク指令を生成するステップと、
    前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記電力授受回路での消費電力が増大するように前記電力授受回路の動作状態を制御するためのステップと、
    前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記制御するステップにより前記電力授受回路での消費電力を上限まで増大させた際の前記蓄電装置への入力電力を予測するステップと、
    前記推定するステップにより推定された入力電力が前記許容入力電力を超え、かつ、前記予測するステップにより予測された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記第１の回転電機による発電電力が減少するように、前記第１の回転電機の出力トルク指令を前記生成するステップによる値から修正するステップと、
    前記推定するステップにより推定された入力電力が前記許容入力電力を超え、かつ、前記予測するステップにより予測された入力電力が前記許容入力電力以内であるときに、前記制御するステップによる前記動作状態の制御とともに、前記生成するステップと同等の前記出力トルク指令を生成するステップとを備える、内燃機関の停止制御方法。
11. 前記蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較するステップと、
    前記比較するステップにより前記蓄電装置の出力電圧が前記管理上限電圧を超えたと判定されたときに、前記内燃機関の停止時における前記第１の回転電機の発電動作を停止するステップとをさらに備える、請求項１０記載の内燃機関の停止制御方法。
12. 前記制御するためのステップは、前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、（１）前記コンバータの前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（２）前記第１のインバータの各前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（３）前記第２のインバータの各前記スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、（４）前記コンバータの電圧指令値の上昇、のうちの少なくとも１つを実行する、請求項１０または１１に記載の内燃機関の停止制御方法。
13. 前記蓄電装置は、リチウムイオン二次電池により構成される、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の内燃機関の停止制御方法。
14. 前記入力電力を推定するステップは、前記第１の回転電機の回転数およびトルクを引数として前記第１の回転電機での損失電力を推定する第１のマップと、前記第２の回転電機の回転数およびトルクを引数として前記第２の回転電機での損失電力および実行電力を推定する第２のマップと、前記第１の回転電機の回転数およびトルクならびに前記直流電源配線の電圧および前記第１のインバータのスイッチング周波数に基づいて前記第１のインバータでの損失電力を推定する第３のマップと、前記第２の回転電機の回転数およびトルクならびに前記直流電源配線の電圧および前記第２のインバータのスイッチング周波数に基づいて前記第２のインバータでの損失電力を推定する第４のマップと、前記直流電源配線の電圧、前記コンバータのスイッチング周波数および前記蓄電装置の電流に基づいて前記コンバータでの損失電力を推定する第５のマップとを少なくとも用いて、全体消費電力を推定する、請求項１０記載の内燃機関の停止制御方法。
15. 前記入力電力を推定するステップは、前記直流電源配線の電圧に基づいて、前記直流電源配線に接続された平滑コンデンサにおける蓄積電力変化を推定する第６のマップをさらに用いて、前記全体消費電力を推定する、請求項１４記載の内燃機関の停止制御方法。
16. 前記入力電力を推定するステップは、前記直流電源配線から電力の供給を受ける負荷の動作状態に基づいて、前記負荷による消費電力を推定する第７のマップをさらに用いて、前記全体消費電力を推定する、請求項１４または１５に記載の内燃機関の停止制御方法。
17. 前記制御するためのステップは、さらに、前記入力電力を推定するステップにより推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、前記負荷の消費電力を増大させるように前記負荷の動作状態を変更する、請求項１６記載の内燃機関の停止制御方法。
18. 前記修正するステップは、前記許容入力電力に対する、前記予測するステップによる予測入力電力の余剰分に基づいて、前記出力トルク指令の修正量を設定する、請求項１０記載の内燃機関の停止制御方法。

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