JP5994304B2 - 車両のアイドル制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン及び電動機を駆動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジン及びモータの少なくとも一方の動力を用いて車両を駆動させると共に、モータを発電機としてバッテリに蓄電可能なハイブリッド車両が実用化されている。ハイブリッド車両において、エンジン及びモータの動力を摩擦締結要素（クラッチ）によって駆動軸へと断続させる構造が知られている。

このようなハイブリッド車両において、システム効率に基づいて決定されたエンジントルクとモータトルクとの分担を変更して、こもり音発生領域を回避する車両用駆動装置の制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−１４４８５９号公報

前述の従来技術では、エンジンの回転速度とエンジントルクとを変更して、こもり音発生領域を回避している。このような制御において、エンジンの耐エンスト性を確保するためには、エンジンの回転速度を最低回転速度以上に設定する必要がある。

しかしながら、アイドル時では、エンジン回転速度を上昇させるとエンジンによる音振性能が悪化するという問題がある。また、アイドル時では、エンジンの駆動によりモータを発電させる制御を行う場合が多いため、エンジンの負荷が大きくなり、さらに音振性能が悪化するという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、アイドル時に、エンジンが発生する騒音、振動を抑制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する。

本発明の一実施態様によると、駆動源として互いに連結されるエンジンとモータとを備え、アイドル運転時に、エンジンの回転速度を所定の回転速度に維持するアイドル回転速度制御を行う車両のアイドル制御装置に適用される。

この車両のアイドル制御装置は、エンジン及びモータの状態に基づいて、エンジンの回転速度を制御してエンジンが第１の回転速度を維持する制御を行うエンジンアイドルモードと、モータの回転速度を制御してエンジンが第２の回転速度を維持する制御を行うモータアイドルモードと、のいずれかを実行する。特に、モータアイドルモードにおける第２の回転速度が、エンジンアイドルモードにおける第１の回転速度よりも小さく設定され、エンジンアイドルモードからモータアイドルモードに移行する場合に、エンジンの回転速度を、第１の回転速度から第２の回転速度まで、徐々に変化させることを特徴とする。

本発明によれば、モータアイドルモードにおける第２の回転速度が、エンジンアイドルモードにおける第１の回転速度よりも小さく設定されている。モータアイドルモードでは、エンジンよりも応答性が高いモータにより回転速度を制御することで、エンジンの耐エンスト性を確保したままエンジンの回転速度を低く抑えることができる。これにより、エンジンの回転速度の上昇に伴って増加するエンジンの騒音や振動を抑制することができる。

本発明の実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの構成図を示す。 本発明の実施形態の制御装置を含んだハイブリッドシステムの構成ブロック図である。 本発明の実施形態の統合コントローラ２０が行う制御のフローチャートである。 本発明の実施形態のエンジン１の暖機運転の説明図である。 本発明の実施形態のモータジェネレータの制限トルクの説明図である。 本発明の実施形態のモータジェネレータの制限トルクの説明図である。 本発明の実施形態のエンジンアイドルモードとモータアイドルモードとの動作の説明図である。 本発明の実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの別の構成図を示す。 本発明の実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの別の構成図を示す。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの構成図を示す。なお、図８、図９に示したように、ハイブリッド車両のパワートレインの構成、特に第２クラッチ５の位置は図１に示すものに限定されない。

図１に示すハイブリッド車両のパワートレインは、内燃機関の駆動力源であるエンジン１と、電力によって駆動力を発生する駆動力源のモータジェネレータ２とが、車両の進行方向に従って前後方向に直列に（タンデムに）配置されている。これらの駆動力は、自動変速機３により変速されて、ディファレンシャルギア６を介して駆動輪７に出力される。

なお、図１は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ（ＦＲ）式の構成としたハイブリッド車両を示す。本発明はこのＦＲ形式に限定されるものではなく、ＦＦ形式又はＲＲ形式等の他の形式として適用することができる。

モータジェネレータ２は、例えばロータに永久磁石を用いた同期型モータにより構成される。モータジェネレータ２は、モータとして作用（いわゆる「力行」）するとともに、ジェネレータ（発電機）としても作用（いわゆる「回生」）する。

エンジン１のクランクシャフト（出力軸）１ａとモータジェネレータ２の入力軸２ａとの間に、第１クラッチ４が介装される。第１クラッチ４は、エンジン１とモータジェネレータ２との間を切り離し可能に結合している。

第１クラッチ４は、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成である。第１クラッチ４は、例えば、比例ソレノイドバルブ等でクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な、常閉型の乾式単板クラッチ又は湿式多板クラッチにより構成される。

また、モータジェネレータ２の出力軸２ｂと自動変速機３の入力軸３ａとの間に、第２クラッチ５が介装される。第２クラッチ５は、モータジェネレータ２と自動変速機３との間を切り離し可能に結合している。

第２クラッチ５は、第１クラッチ４と同様に、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成である。第２クラッチ５は、例えば比例ソレノイドバルブでクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な、湿式多板クラッチ又は乾式単板クラッチからなる。

自動変速機３は、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結及び解放することによって、これら摩擦要素の組み合わせにより伝達経路を選択して変速段を決定する。従って自動変速機３は、入力軸３ａからの回転を、選択された変速段に応じた変速比に変速して出力軸３ｂに出力する。自動変速機３は、例えば前進７速後進１速といった有段変速機で構成されていてもよいし、無段変速機であってもよい。

第１クラッチ４は、第１クラッチ４のストローク量を検出するストロークセンサ２３を備える。

エンジン１の出力軸１ａは、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ１０を備える。また、モータジェネレータ２の入力軸２ａは、モータジェネレータ２の回転速度Ｎｍを検出するモータジェネレータ回転速度センサ１１を備える。

自動変速機３は、自動変速機３の入力軸回転速度Ｎｉを検出する自動変速機入力軸回転速度センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転速度Ｎｏを検出する自動変速機出力軸回転速度センサ１３とを備える。

これら各センサが出力する信号は、図２で後述する統合コントローラ２０へと出力される。

このように構成されたハイブリッド車両のパワートレインは、第１クラッチ４の締結状態に応じて３つの走行モードを有している。

第１の走行モードは、モータジェネレータ２の動力のみで走行する電気走行モード（以下「ＥＶモード」という）である。例えば、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時には、ＥＶモードが要求される。ＥＶモードでは、エンジン１からの動力が不要であるからこれを停止させておくとともに第１クラッチ４を解放する。第２クラッチ５を締結させておくととともに自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態でモータジェネレータ２のみによって車両の走行がなされる。

第２の走行モードは、エンジン１及びモータジェネレータ２の双方の動力を用いて走行するハイブリッド走行モード（以下「ＨＥＶモード」という）である。

例えば、高速走行時や大負荷走行時などではＨＥＶモードが要求される。ＨＥＶモードでは、第１クラッチ４及び第２クラッチ５を締結状態とし、自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態では、エンジン１からの出力回転及びモータジェネレータ２からの出力回転の双方が変速機の入力軸３ａに入力されることとなり、双方によるハイブリッド走行がなされる。

第３の走行モードは、第１クラッチ４を締結状態とし、第２クラッチ５をスリップ制御させてエンジン１とモータジェネレータ２との動力で走行するスリップ走行モード（以下「ＷＳＣ（Ｗｅｔ Ｓｔａｒｔ Ｃｌｕｔｃｈ）モード」という）である。ＷＳＣモードは、特にバッテリのＳＯＣが低い場合やエンジン水温が低い場合に、クリープ走行を実現する。また、エンジン１が停止状態からの発進時にエンジン１を始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。

モータジェネレータ２は、車両減速時に制動エネルギを回生して電力として回収できる。また、ＨＥＶモードでは、エンジン１の余剰のエネルギを電力として回収することができる。

なお、ＥＶモードからＨＥＶモードへ遷移するときには、第１クラッチ４を締結し、モータジェネレータ２のトルクを用いてエンジン１の始動を行うことができる。このとき、第１クラッチ４の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、円滑なモードの遷移ができる。

また、第２クラッチ５は、いわゆる発進クラッチとして機能することもできる。車両の発進時に第２クラッチ５の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルクコンバータを具備しないパワートレインにあってもトルク変動を吸収して円滑な発進ができる。

なお、図１では、モータジェネレータ２から駆動輪７の間に位置する第２クラッチ５が、モータジェネレータ２と自動変速機３との間に介在しているが、図８に示す変形例のように、第２クラッチ５を自動変速機３とディファレンシャルギア６との間に介在させてもよい。

また、図１及び図８に示す例では、自動変速機３の前方又は後方に第２クラッチ５を備えた。これに代えて、第２クラッチ５として、図９に示すように、自動変速機３内にある既存の前進変速段選択用の摩擦要素又は後退変速段選択用の摩擦要素のいずれかを、第２クラッチ５として用いることもできる。この場合、第２クラッチ５は必ずしも１つの摩擦要素とは限らず、変速段に応じた任意の摩擦要素が第２クラッチ５となり得る。

図２は、本発明の実施形態の制御装置を含んだハイブリッドシステムの構成ブロック図である。

ハイブリッドシステムは、統合コントローラ２０、エンジンコントローラ２１、モータジェネレータコントローラ２２、インバータ８及びバッテリ９等から構成される。

統合コントローラ２０は、エンジン回転速度センサ１０、モータジェネレータ回転速度センサ１１、自動変速機入力軸回転速度センサ１２、自動変速機出力軸回転速度センサ１３及びストロークセンサ２３からの信号が入力される。また、アクセル開度ＡＰＯ（＝実アクセル開度ｒＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ１７、バッテリ９の充電状態を検出するＳＯＣセンサ１６からの信号が入力する。

統合コントローラ２０は、アクセル開度ＡＰＯと、バッテリ充電状態ＳＯＣと、車速ＶＳＰ（自動変速機出力軸回転速度Ｎｏに比例）とに応じて、パワートレインの動作点を決定し、運転者が望む駆動力を実現できる走行モードを選択する。また、統合コントローラ２０は、モータジェネレータコントローラ２２に目標モータジェネレータトルク又は目標モータジェネレータ回転速度を指令する。また、統合コントローラ２０は、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを指定する。また、統合コントローラ２０は、第１クラッチ４の油圧を制御するソレノイドバルブ１４、第２クラッチ５の油圧を制御するソレノイドバルブ１５に、それぞれ駆動信号を指令する。

エンジンコントローラ２１は、エンジントルクが目標エンジントルクとなるようにエンジン１を制御する。

モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ２のトルクが目標モータジェネレータトルクとなるように、バッテリ９とインバータ８とによりモータジェネレータ２を制御する。また、モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ２の回転速度が目標モータジェネレータ回転速度となるように、バッテリ９とインバータ８とによりモータジェネレータ２を制御する。また、モータジェネレータ２を発電機として用いる場合は、モータジェネレータ２が目標発電トルクとなるようにモータジェネレータ２の発電トルクを制御する。

インバータ８は、バッテリ９の電力を高周波電流に変換してモータジェネレータ２に供給する。また、モータジェネレータ２が発電状態にあるときは、発電された電力を直流電流に変換してバッテリ９に充電する。

統合コントローラ２０は、前述の各センサからの信号から、目標エンジントルクｔＴｅと、目標モータジェネレータトルクｔＴｍ（又は目標モータジェネレータ回転速度ｔＮｍ）と、第１クラッチ４の目標伝達トルク容量ｔＴｃ１と、第２クラッチ５の目標伝達トルク容量ｔＴｃ２と、に基づいたパワートレインの動作点を規定する。

統合コントローラ２０は、アクセル開度ＡＰＯと、バッテリ蓄電状態ＳＯＣと、変速機出力回転速度Ｎｏ（車速ＶＳＰ）とから、運転者が要求する車両の駆動力を実現可能な走行モード（例えばＥＶモードやＨＥＶモード）を選択する。また、統合コントローラ２０は、目標エンジントルクｔＴｅ、目標モータジェネレータトルクｔＴｍ（又は目標モータジェネレータ回転速度ｔＮｍ）、目標第１クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ１、及び目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ２、をそれぞれ演算する。

目標エンジントルクｔＴｅは、エンジンコントローラ２１に供給される。エンジンコントローラ２１は、実際のエンジントルクＴｅが目標エンジントルクｔＴｅとなるようにエンジン１を制御する。例えば、エンジン１はガソリンエンジンからなり、スロットルバルブの開度を制御してエンジントルクＴｅが制御される。

目標モータジェネレータトルクｔＴｍはモータジェネレータコントローラ２２に供給される。モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ２のトルクＴｍが目標トルクｔＴｍとなるように、インバータ８を介してモータジェネレータ２を制御する。また、目標モータジェネレータ回転速度ｔＮｍも同様にモータジェネレータコントローラ２２に供給される。モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ２の回転速度Ｎｍが目標モータジェネレータ回転速度ｔＮｍとなるように、インバータ８を介してモータジェネレータ２を制御する。

統合コントローラ２０は、目標第１クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ１及び目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ２にそれぞれ対応したソレノイド電流を第１クラッチ４及び第２クラッチ５のソレノイドバルブ１４及び１５に供給する。これにより、第１クラッチ４の伝達トルク容量Ｔｃ１が目標伝達トルク容量ｔＴｃ１に一致するように第１クラッチ４の伝達容量が制御される。また、第２クラッチ５の伝達トルク容量Ｔｃ２が目標第２クラッチ伝達トルク容量ｔＴｃ２に一致するように、第２クラッチ５の締結状態が制御される。

エンジンのアイドル運転時には、統合コントローラ２０は、エンジン回転速度Ｎｅを所定の目標アイドル回転速度に維持するように、フィードバック制御等によるアイドル回転速度制御が行われる。なお、エンジン回転速度Ｎｅとモータ回転速度Ｎｍとは、第１クラッチ４が締結状態である場合には等しいため、エンジン１及びモータジェネレータ２の少なくとも一方の回転速度を制御することで、これら双方の回転速度を同時に制御することができる。

アイドル回転速度制御では、エンジン１とモータジェネレータ２とを併用するハイブリッド車両の特性を生かし、次のような二つのモードを備える。一つ目は、エンジン１側は目標トルクへ向けたトルク制御を行い、モータジェネレータ２による回転速度制御によってエンジン１のアイドル回転速度の回転補償を行うモータアイドルモードである。二つ目は、モータジェネレータ２側をトルク制御とし、エンジン１自体（換言すればエンジンコントローラ２１）によるスロットル開度の調整などにより、アイドル回転速度制御を行うエンジンアイドルモードである。

なお、アイドル運転時には、基本的には、制御安定性の高いモータジェネレータ２によるモータアイドルモードが選択される。一方、例えばバッテリの充電量が極端に不足している場合など、モータアイドルモードでのアイドル運転が困難な場合には、エンジンアイドルモードが選択される。

次に、本発明の実施形態のアイドル運転時の動作を説明する。

図３は、本発明の実施形態の統合コントローラ２０が行うアイドル状態におけるエンジン１及びモータジェネレータ２の制御のフローチャートである。このフローチャートは、統合コントローラ２０によって、周期的（たとえば１０ｍｓ間隔）で実行される。

ハイブリッド車両が停車状態のとき、モータアイドルモード又はエンジンアイドルモードのいずれかが選択されて、エンジン１の回転速度が制御される。これらのモードは、次のような制御によって選択される。

統合コントローラ２０は、エンジン１が、駆動しており、かつ、アイドル状態であるか否かを判定する（Ｓ１０）。統合コントローラ２０は、アクセル開度センサ１７より取得したアクセル開度や自動変速機出力軸回転速度センサ１３から取得した車速ＶＳＰに基づいて、アイドル状態を判定する。具体的には、車速ＶＳＰが所定車速（例えば数ｋｍ／ｈ）未満であり、アクセル開度ＡＰＯが所定開度（例えば０／８）である場合に、アイドル状態であると判定する。

エンジン１が駆動しており、かつ、アイドル状態であると判定した場合は、ステップＳ２０に移行する。エンジンが駆動していない、または、アイドル状態でないと判定した場合は、本フローチャートによる処理を終了し、他の処理に戻る。

ステップＳ２０において、統合コントローラ２０は、エンジン１の暖機運転が終了したか否かを判定する。エンジン１の暖機運転が終了したと判断した場合はステップＳ３０に移行する。

統合コントローラ２０は、例えば、エンジン１が冷機始動されてから所定時間経過するまで、及び／又は、エンジン１の冷却水水温が所定水温以下である場合は、エンジン１の暖機運転が終了していないと判定する。

エンジン１の暖機運転がまだ終了していないと判定した場合は、本フローチャートによる処理を終了し、他の処理に戻る。なお、この場合は、統合コントローラ２０は、エンジン１を暖機運転に基づいたエンジン回転速度にてエンジン１を制御する。

ステップＳ３０では、統合コントローラ２０は、バッテリ９やモータジェネレータ２の状態に基づいて、モータジェネレータ２の制限トルク制限が、システム制限トルク以上であるか否かを判定する。

具体的には、バッテリ９のＳＯＣやモータジェネレータ２の温度等の条件によって、モータジェネレータ２が発生可能なトルクの上限及び下限が、統合コントローラ２０により算出される。このトルクの上限及び下限を、「制限トルク」と呼ぶ。この制限トルクによりモータジェネレータ２の出力トルクが制限される状態を、トルク制限状態と呼ぶ。

また一方で、バッテリ９の容量やモータジェネレータ２の出力特性により、モータジェネレータ２が出力可能な最大及び最小の（負の）トルクが予め決まっている。このトルクを「システム制限トルク」と呼ぶ。通常、統合コントローラ２０は、このシステム制限トルクを超えないようにモータジェネレータ２を制御する。

ここで、前述のように算出された制限トルクの上限値が、予め設定される制限トルクの最大値よりも小さくなった場合は、モータジェネレータ２が発生するモータトルクによりエンジン１のトルクを補償することができなくなる可能性がある。

従って、制限トルクがシステム制限トルクよりも小さい場合は、ステップＳ６０に移行して、モータジェネレータ２によるエンジン１の回転補償を行わず、エンジン１のトルクにより目標トルクを実現するエンジンアイドルモードに移行する。

制限トルクがシステム制限トルク以上である判断した場合は、ステップＳ４０に移行する。

なお、後述するように、エンジンアイドルモードでは、モータアイドルモードよりもエンジン回転速度が大きく設定されている。

ステップＳ４０では、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２により発生するモータトルクの推定値が、システム制限トルク以下であるか否かを判定する。

具体的には、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２が目標トルクに対してエンジン１の回転補償を行うモータトルクの推定値を算出する。この推定モータトルクが、前述のシステム制限トルクを上回った場合は、モータジェネレータ２が目標トルクを実現するためのモータトルクを出力することができなくなる。

そこで、推定モータトルクがシステム制限トルクを上回ったと判定した場合は、ステップＳ６０に移行して、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２によるエンジン１の回転補償を行わず、エンジン１のトルクにより目標トルクを実現するエンジンアイドルモードに移行する。

推定モータトルクがシステム制限トルク以上である場合は、ステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０では、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２によるエンジン１の回転補償を行なうモータアイドルモードに移行する。その後、本フローチャートによる処理を終了し、他の処理に戻る。

このような制御によって、アイドル状態におけるエンジンアイドルモードとモータアイドルモードとを適切に切り替えることができる。

図４は、本発明の実施形態のエンジン１の暖機運転の説明図であり、図３のフローチャートのステップＳ２０に対応する。

図４において、横軸はエンジン１の冷却水水温を示し、縦軸はエンジン１のアイドル回転速度を示す。

エンジン１を冷機始動した後、冷却水水温が所定温度Ｔ０（例えば８９℃）となるまで、エンジン１の暖機運転を行う。暖機運転では、通常のアイドル回転速度よりも高い回転速度を目標回転速度に設定して、エンジン１の暖機を促す。

冷却水水温が所定温度Ｔ０を下回った場合（図３のステップＳ２０においてＹＥＳ）は、統合コントローラ２０は、エンジン１の暖機が終了したと判定して、モータアイドルモードに対応する回転速度を設定して、エンジン１及びモータジェネレータ２制御する。

図５は、本発明の実施形態のモータジェネレータの制限トルクの説明図であり、図３のフローチャートのステップＳ３０に対応する。

図５において、上段は、モータトルクと時間との対応を示す。下段は、エンジン１の回転速度（目標回転速度）と時間との関係を示す。

また、上段において、細実線が目標モータジェネレータトルクを、太実線がモータトルクを示す。また、細点線がシステム制限トルクを示し、太点線が制限トルクを示す。

この図５において、モータアイドルモードで運転を行っている。ここで、例えばバッテリ９のＳＯＣの低下等により、モータジェネレータ２の制限トルクが変動する。この制限トルクの上限側の値がシステム制限トルクを下回った場合は（タイミングｔ１１）、モータジェネレータ２のトルクが不足して、エンジン１の回転補償を行うことができなくなる可能性がある。

そこで、制限トルクがシステム制限トルクよりも小さい場合（図３のステップＳ３０においてＹＥＳ）は、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２によるエンジン１の回転補償を行わず、エンジン１のトルクにより目標トルクを実現するエンジンアイドルモードに移行する。

なお、モータアイドルモードにおける回転速度（第２の回転速度）は、エンジンアイドルモードにおける回転速度（第１の回転速度）よりも小さい回転速度に予め設定される。

これは、モータアイドルモードにおいては、モータジェネレータ２のトルク応答特性がエンジントルクに対して早いため、エンジン１の回転速度を低下させたとしても耐エンスト性を確保できるためである。

図６は、本発明の実施形態のモータジェネレータの制限トルクの説明図であり、図３のフローチャートのステップＳ４０に対応する。

図６において、上段は、モータトルクと時間との対応を示す。下段は、エンジン１の回転速度（目標回転速度）と時間との関係を示す。

また、上段において、細実線が、統合コントローラ２０が算出する推定モータトルクを、太実線が推定モータトルクを示す。また、細点線がシステム制限トルクを示し、太点線が制限トルクを示す。

この図６において、モータアイドルモードで運転を行っている。ここで、例えばエアコン等の補機の運転により負荷が増加した場合など、エンジン１の回転補償を行うモータジェネレータ２のモータジェネレータトルクが増加した場合、統合コントローラ２０が算出する推定モータトルクが増加する。

この推定モータトルクが、モータジェネレータ２の制限トルクを上回ることが予想された場合（図６のタイミングｔ２１）は、モータジェネレータ２のトルクが不足して、エンジン１の回転補償を行うことができなくなる可能性がある。

推定モータトルクがシステム制限トルクよりも大きくなる場合（図３のステップＳ４０においてＹＥＳ）は、統合コントローラ２０は、モータジェネレータ２によるエンジン１の回転補償を行わず、エンジン１のトルクにより目標トルクを実現するエンジンアイドルモードに移行する（タイミングｔ２２）。

次に、本発明の実施形態のハイブリッド車両の動作を説明する。

図７は、本発明の実施形態のハイブリッド車両における、エンジンアイドルモードとモータアイドルモードとの動作の説明図である。

この図７は、上段から、モード状態、エンジン１の目標回転速度（点線）及び実回転速度（実線）、目標エンジントルク（点線）及び実エンジントルク（実線）、目標モータジェネレータトルク（点線）及び実モータジェネレータトルク（実線）が、時間のグラフとして示される。

この図７において、エンジンアイドルモードで運転を行っている。そして、前述の図３のフローチャートに従って、タイミングｔ３１において、エンジンアイドルモードからモータアイドルモードに移行する。

このとき、統合コントローラ２０は、エンジン１の目標回転速度、目標エンジントルク及びモータジェネレータ２の目標モータジェネレータトルクを設定する。

統合コントローラ２０は、エンジン１の目標回転速度について、エンジンアイドルモードにおける目標回転速度からモータアイドルモードにおける目標回転速度まで、徐々に変動するように低下させる。

この目標回転速度の変動に基づいてエンジンコントローラ２１がエンジン１を制御して、エンジン１の実回転速度が変化する。このとき、エンジン１の実回転速度が急変することによって違和感を生じないように、エンジン１の回転速度が徐々に変動するように制御される。

同様に、統合コントローラ２０は、エンジン１の目標エンジントルクについて、エンジンアイドルモードにおける目標エンジントルクからモータアイドルモードにおける目標エンジントルクまで、徐々に変動するように低下させる。

この目標エンジントルクの変動に基づいてエンジンコントローラ２１がエンジン１を制御して、エンジン１の実エンジントルクが変化する。なお、実エンジントルクは、エンジン１の吸排気等による空気応答の遅れから、目標エンジントルクに対してやや遅れて変動する。

また、統合コントローラ２０は、このエンジントルクの変動に対応して、モータジェネレータ２の目標モータジェネレータトルクを変動させる。

この目標モータジェネレータトルクに基づいてモータジェネレータコントローラ２２がモータジェネレータ２を制御する。モータジェネレータ２は、エンジン１のエンジントルクの回転補償を行なうことによって、実モータジェネレータトルクが変動する。

次に、そして、前述の図３のフローチャートに従って、タイミングｔ３３において、モータアイドルモードからエンジンアイドルモードから移行する。

このとき、統合コントローラ２０は、エンジン１の目標回転速度及び目標エンジントルクを、直ちにエンジンアイドルモードに対応した目標回転速度及び目標エンジントルクに設定する。これは、モータアイドルモードからエンジンアイドルモードに移行する場合はモータジェネレータ２による回転補償が行えない状態にある場合である。そのため、エンジン１の耐エンスト性を向上させるために、エンジン回転速度をエンジンアイドルモードの回転速度に直ちに上昇させる。

また、モータジェネレータ２の目標モータジェネレータトルクは、エンジン１の実エンジントルクに対応して緩やかに変動させる。エンジン１の実エンジントルクが目標エンジントルクに追従した後は、モータジェネレータ２による回転補償が終了される。

このような制御によって、モータアイドルモードとエンジンアイドルモードとの移行が行われる。

以上のように本発明の実施形態のハイブリッド車両は、エンジン１とモータジェネレータ２とを備え、統合コントローラ２０は、アイドル運転を行う場合に、エンジンアイドルモードとモータアイドルモードとの二つのモードを備えている。

エンジンアイドルモードでは、モータジェネレータ２側をトルク制御とし、エンジン１自体によるスロットル開度の調整などにより、アイドル回転速度制御を行う。モータアイドルモードは、エンジン１側は目標トルクへ向けたトルク制御を行い、モータジェネレータ２による回転速度制御によってアイドル回転速度制御を行う。

このように構成されたハイブリッド車両において、モータアイドルモードにおける第２の回転速度が、エンジンアイドルモードにおける第１の回転速度よりも小さく設定されている。モータアイドルモードにおいては、モータジェネレータ２のトルク応答特性がエンジントルクに対して早いため、エンジン１の回転速度を低下させたとしても、エンジン１が負荷の変動により回転速度が変動したとしてもモータジェネレータ２により回転補償を行うことができて、耐エンスト性を確保できるためである。

従って、モータアイドルモードにおいてエンジン１の回転速度を低く抑えることができるので、エンジンの回転速度の上昇に伴って増加するエンジンの騒音や振動を抑制することができる。

また、モータジェネレータ２は、バッテリ９のＳＯＣやモータジェネレータ２の温度等の条件によって、モータジェネレータ２が発生可能なトルクの上限及び下限が制限トルクにより制限される。また、バッテリ９の容量やモータジェネレータ２の出力特性により、モータジェネレータ２が出力可能なシステム制限トルクが予め設定されている。モータジェネレータ２のトルクが、この制限トルクを超える状態であるトルク制限状態である場合、又は、システム制限トルクを超える場合は、エンジンアイドルモードを実行する。

これにより、モータジェネレータ２の出力が制限される状況においては、エンジンアイドルモードを実行することで、システム全体の効率を低下させないように制御できる。

また、エンジンアイドルモードからモータアイドルモードに移行する場合に、エンジン１の回転速度を、第１の回転速度から前記第２の回転速度まで徐々に変化させる。これにより、トルクを受け持つモードが変更してエンジンのアイドル回転速度が変更する場合にも、タコメータが急変しないなど、運転者に違和感を与えないように制御を行うことができる。

また、モータアイドルモードからエンジンアイドルモードに移行する場合に、エンジン１の回転速度を、第２の回転速度から第１の回転速度へと、ステップ状に変化させる。これにより、モータジェネレータ２による回転補償を行なわない場合に、エンジン１の回転速度を速やかに上昇させて、エンジン１の空気量を増加させることにより、耐エンスト性を向上することができる。

１ エンジン
２ モータジェネレータ
３ 自動変速機
４ 第１クラッチ
５ 第２クラッチ
２０ 統合コントローラ

Claims (3)

1. 駆動源として互いに連結されるエンジンとモータとを備え、アイドル運転時に、前記エンジンの回転速度を所定の回転速度に維持するアイドル回転速度制御を行う車両のアイドル制御装置であって、
   前記エンジン及び前記モータの状態に基づいて、
   前記エンジンの回転速度を制御して前記エンジンが第１の回転速度を維持する制御を行うエンジンアイドルモードと、
   前記モータの回転速度を制御して前記エンジンが第２の回転速度を維持する制御を行うモータアイドルモードと、
   のいずれかを実行し、
   前記モータアイドルモードにおける前記第２の回転速度が、前記エンジンアイドルモードにおける前記第１の回転速度よりも小さく設定され、
   前記エンジンアイドルモードから前記モータアイドルモードに移行する場合に、前記エンジンの回転速度を、前記第１の回転速度から前記第２の回転速度まで、徐々に変化させる
   ことを特徴とする車両のアイドル制御装置。
2. 前記モータの出力トルクが制限されるトルク制限状態である場合、又は、前記モータの出力トルクが、予め設定されたトルクの上限であるシステム制限トルクを超える場合、前記エンジンアイドルモードを実行することを特徴とする請求項１に記載の車両のアイドル制御装置。
3. 前記モータアイドルモードから前記エンジンアイドルモードに移行する場合に、前記エンジンの回転速度を、前記第２の回転速度から前記第１の回転速度へと、ステップ状に変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のアイドル制御装置。

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