JP6019784B2 - ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン、第1クラッチ、モータ/ジェネレータ、第2クラッチおよび駆動車輪を伝動経路の配列順とし、第1クラッチおよび第2クラッチの締結・解放制御により、モータ/ジェネレータのみによる電気走行を行うか、エンジンおよびモータ/ジェネレータの双方によるハイブリッド走行を行うかを選択可能なハイブリッド車両のエンジン停止制御装置に関するものである。
上記のようなハイブリッド車両としては、例えば特許文献1に記載のように、エンジンおよび駆動車輪間にモータ/ジェネレータを結合して介在させ、エンジンおよびモータ/ジェネレータ間を第1クラッチにより断接可能となし、モータ/ジェネレータおよび駆動車輪間を第2クラッチにより断接可能となした、所謂1モータ2クラッチ型パラレル式ハイブリッド車両が知られている。
このハイブリッド車両は、第1クラッチを解放し、第2クラッチを締結するとき、モータ/ジェネレータのみによる電気(EV)走行を行うEVモードを選択することができ、第1クラッチおよび第2クラッチの双方を締結することにより、モータ/ジェネレータおよびエンジンの協調によるハイブリッド(HEV)走行を行うHEVモードを選択することができる。
かかる1モータ2クラッチ型パラレル式ハイブリッド車両のエンジン停止制御技術としては従来、例えば特許文献2に記載のようなものが知られている。
このエンジン停止制御技術は、走行中に運転者がアクセルペダルを釈放したことによるエンジン停止に際し、第2クラッチを締結したまま第1クラッチを解放すると共に、エンジンの停止操作を行うというものである。
特開2006−117206号公報 特開2007−083796号公報
しかし当該エンジン停止制御技術では、第1クラッチの解放状態でエンジンが自己のフリクションにより回転速度を落として停止することとなり、
エンジン停止クランク角が成り行きによって決まるため、特定のクランク角でエンジンを停止させることができない。
ところで、モータ/ジェネレータのみでは動力不足になる場合(アクセルペダル踏み込み時)とか、バッテリを蓄電状態の低下で充電する必要が生じた場合に、エンジンを再始動させる時におけるエンジン始動の容易さ(エンジン始動性)は、エンジン停止時のクランク角(エンジン停止位置)によって大いに異なり、エンジン自立始動によって再始動が可能なエンジン停止位置であればエンジンの再始動が容易であってエンジン始動応答性が向上する。
しかし、特許文献2に記載のエンジン停止制御技術のように、エンジン停止クランク角が成り行きによって決まるのでは、
エンジン始動性の良い特定のクランク角でエンジンを停止させるという保証がなく、エンジンの始動性が安定しないという問題があった。
そこで、エンジン停止位置が成り行きで決まるようなエンジン停止技術に代え、エンジンを始動性の良い位置で停止させるエンジン停止技術、つまり第1クラッチの締結容量制御とモータ/ジェネレータのトルク制御とによりエンジンを所定回転位置で停止させるエンジン停止位置制御技術が提案されつつある。
しかし、このエンジン停止位置制御によっても、以下のような問題が懸念される。
1モータ2クラッチ型パラレル式ハイブリッド車両にあっては、エンジンが停止状態である間、当該停止状態のエンジンがモータ/ジェネレータの負荷となって電費の悪化を招くことのないよう、第1クラッチを解放して停止状態のエンジンをモータ/ジェネレータから切り離しておくのが常套である。
ところで、かかる第1クラッチの解放を上記したエンジン停止位置制御の終了時に直ちに行うと、エンジン停止位置で圧縮行程にある圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧よりも高圧であることがある。
この場合、圧縮行程気筒の高い内圧が対応するピストンに作用してエンジン停止位置を、制御後の始動性に優れた位置からずらしてしまい、エンジンの始動性を狙い通りに向上させ得ないという問題を生ずる。
本発明は、エンジンをモータ/ジェネレータから切り離すために行う第1クラッチの解放を、上記エンジン停止位置制御の終了時に無条件に行うのではなく、圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧に低下するまで待って行わせることにより、上記の問題を生ずることのないよう改良したハイブリッド車両のエンジン停止制御装置を提供することを目的とする。
この目的のため、本発明によるハイブリッド車両のエンジン停止制御装置は、これを以下のような構成とする。
先ず、前提となるハイブリッド車両のエンジン停止制御装置を説明するに、これは、
エンジン、第1クラッチ、モータ/ジェネレータ、第2クラッチおよび駆動車輪を伝動経路の配列順とするハイブリッド車両に用いられるエンジン停止制御装置であって、前記第1クラッチの締結容量制御と前記モータ/ジェネレータの制御とにより前記エンジンを所定回転位置で停止させるエンジン停止位置制御を行うエンジン停止位置制御手段を具えたものである。
本発明は、上記ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置に対し、
前記エンジンの停止位置で圧縮行程にある圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になったのを判定する圧縮行程気筒内圧判定手段を設け、また、
前記所定回転位置をエンジンの目標停止位置とする前記エンジン停止位置制御の終了後前記エンジン停止位置制御手段は、前記圧縮行程気筒内圧判定手段により圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になったと判定される時に、前記第1クラッチの締結容量制御を終了して第1クラッチを解放させると共に前記モータ/ジェネレータの制御を終了させるよう構成した点に特徴づけられる。
上記した本発明によるハイブリッド車両のエンジン停止制御装置では、
上記所定回転位置をエンジンの目標停止位置とする上記エンジン停止位置制御の終了後、電費の悪化防止用にエンジンをモータ/ジェネレータから切り離すために行うべき第1クラッチの解放を、圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧に低下するまで待って行わせることとなる。
このため上記エンジン停止位置制御が終了しても、圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧よりも高い間は第1クラッチの上記解放が行われない。
従って、圧縮行程気筒の内圧でエンジン停止位置が上記のエンジン停止位置制御により達成された始動性の良い位置からずれることがなく、エンジンの始動性を狙い通りに向上させることができる。
そして、圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧に低下し、上記エンジン停止位置制御後の始動性に優れたエンジン停止位置をずらすことがなくなったとき、第1クラッチの上記解放を行うことから、
停止状態のエンジンがモータ/ジェネレータから切り離されてモータ/ジェネレータの負荷になるのを防止することができ、モータ/ジェネレータの電費が悪化するのを回避することができる。
本発明の第1実施例になるエンジン停止制御装置を具えたハイブリッド車両のパワートレーンを、その制御系とともに示す概略システム図である。 図1に示したパワートレーン制御システムのハイブリッドコントローラが実行する参考例のエンジン停止制御プログラムを示すフローチャートである。 図2に示す参考例の制御プログラムによるエンジン停止制御動作を示すタイムチャートである。 図1に示したパワートレーン制御システムのハイブリッドコントローラが実行する第1実施例のエンジン停止制御プログラムにおけるエンジン停止位置制御部に係わるフローチャートである。 図4に示すエンジン停止位置制御を含む、第1実施例のエンジン停止制御プログラムによる動作を示すタイムチャートである。 本発明の第2実施例になるエンジン停止制御装置のエンジン停止位置制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第3実施例になるエンジン停止制御装置のエンジン停止位置制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第4実施例になるエンジン停止制御装置のエンジン停止制御動作を示すタイムチャートである。
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
<ハイブリッド車両のパワートレーン>
図1は、本発明の第1実施例になるエンジン停止制御装置を具えたハイブリッド車両10のパワートレーンを、その制御系とともに示す。
このハイブリッド車両は、フロントエンジン・フロントホイールドライブ車(前輪駆動車)をベース車両とし、これをハイブリッド化したものであり、
図1において、1は動力源としてのエンジン、2FL,2FRはそれぞれ左右前輪(左右駆動車輪)、3RL,3RRはそれぞれ左右後輪(左右従動車輪)を示す。
図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の前輪駆動車と同様に横置きしたエンジン1の後方にVベルト式無段変速機4をタンデムに配置し、エンジン1(詳しくはクランクシャフト1a)からの回転を自動変速機4の入力軸4aへ伝達する軸5に結合してモータ/ジェネレータ6(動力源)を設ける。
モータ/ジェネレータ6は、図示を省略したがハウジング内に固設した環状のステータと、このステータ内に所定のエアギャップを持たせて同心に配置したロータとよりなり、該ロータの中心に上記の軸5(モータ軸)を貫通して結着する。
そしてモータ/ジェネレータ6は、運転状態の要求に応じ、電動モータ(電動機)として作用したり、ジェネレータ(発電機)として作用するもので、エンジン1およびVベルト式無段変速機4間に配置する。
かかるモータ/ジェネレータ6およびエンジン1間、詳しくは、モータ/ジェネレータ軸5とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ7(CL1)を介挿し、この第1クラッチ7によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ6間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ7は、伝達トルク(クラッチ締結)容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク(クラッチ締結)容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
モータ/ジェネレータ6およびVベルト式無段変速機4間は、モータ/ジェネレータ軸5と変速機入力軸4aとの直接結合により相互に直結させる。
Vベルト式無段変速機4としては以下に概略説明する周知のものを用いるが、これからトルクコンバータを排除して、その代わりにモータ/ジェネレータ6を変速機入力軸4aに直接結合した型式のものとする。
Vベルト式無段変速機4を概略説明するに、これは、プライマリプーリ8と、セカンダリプーリ9と、これらプーリ8,9間に掛け渡したVベルト11とからなる無段変速機構CVTを主たる構成要素とする。
プライマリプーリ8は変速機入力軸4aと共に回転するもので、この変速機入力軸4aを介してモータ/ジェネレータ軸5に結合し、セカンダリプーリ9は第2クラッチ12(CL2)および図示せざるディファレンシャルギヤ装置を順次介して左右前輪2FL,2FRに駆動結合する。
かくして第2クラッチ12(CL2)の締結状態で、左右前輪2FL,2FRには以下のように駆動力が伝達される。
停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EVモード)が要求される場合、上記第2クラッチ12(CL2)の締結状態で、第1クラッチ7(CL1)を解放させる。
この場合、モータ/ジェネレータ6からの動力のみがプライマリプーリ6へ入力され、その後この動力がVベルト11、セカンダリプーリ7および第2クラッチ12を順次経て左右前輪2FL,2FRに達して、ハイブリッド車両10を電気走行(EV走行)させることができる。
この間、エンジン動力が不要であることからエンジン1は停止させておくが、上記第1クラッチ7(CL1)の解放は、当該停止状態のエンジン1をモータ/ジェネレータ6から切り離す用をなし、モータ/ジェネレータ6のみによる電気走行(EV走行)中に停止状態のエンジン1を連れ回すことがなく、EV走行中の電力消費を抑制することができる。
高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEVモード)が要求される場合、上記第2クラッチ12(CL2)の締結状態で、第1クラッチ7(CL1)をも締結させる。
この場合、エンジン1およびモータ/ジェネレータ6からの動力がプライマリプーリ6へ入力され、その後この動力がVベルト11、セカンダリプーリ7および第2クラッチ12を順次経て左右前輪2FL,2FRに達して、ハイブリッド車両10をハイブリッド走行(HEV走行)させることができる。
かかる動力伝達(走行)中、プライマリプーリ8のプーリV溝幅を小さくしつつ、セカンダリプーリ9のプーリV溝幅を大きくすることで、Vベルト11がプライマリプーリ8との巻き掛け円弧径を大きくされると同時にセカンダリプーリ9との巻き掛け円弧径を小さくされ、Vベルト式無段変速機4はハイ側プーリ比へのアップシフトを行う。
逆にプライマリプーリ8のプーリV溝幅を大きくしつつ、セカンダリプーリ9のプーリV溝幅を小さくすることで、Vベルト11がプライマリプーリ8との巻き掛け円弧径を小さくされると同時にセカンダリプーリ9との巻き掛け円弧径を大きくされ、Vベルト式無段変速機4はロー側プーリ比へのダウンシフトを行う。
従ってVベルト式無段変速機4は、入力軸4aからの回転を無段変速下に変速して左右前輪2FL,2FRへ向かわせ、ハイブリッド車両10の走行に供する。
但しVベルト式無段変速機4は、上記したような有段式の自動変速機であってもよいのは言うまでもない。
HEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ6を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ6のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。
以下、上記したハイブリッド車両10のパワートレーンを成すエンジン1、モータ/ジェネレータ6、第1クラッチ7(CL1)、および第2クラッチ12(CL2)の制御システムを、図1に基づき概略説明する。
モータ/ジェネレータ6は、強電バッテリ21からの電力によりインバータ22を介して駆動する。
インバータ22は、強電バッテリ21の直流電力を交流電力に変換してモータ/ジェネレータ6へ供給すると共にモータ/ジェネレータ6への供給電力を加減して、モータ/ジェネレータ6を駆動力制御および回転方向制御する。
なおモータ/ジェネレータ6は前記した通り、上記のモータ駆動のほかに発電機としても機能し、回生制動の用にも供する。
この回生制動時はインバータ22が、モータ/ジェネレータ6に回生制動力分の発電負荷をかけてこれを発電機として作用させ、モータ/ジェネレータ6の発電電力を強電バッテリ21に蓄電する。
強電バッテリ21にはDC/DCコンバータ23および電装系24を順次介して弱電バッテリ25を接続する。
この弱電バッテリ25は強電バッテリ21からの電力で充電され、スタータモータ26への電力供給を司り、エンジン1をスタータモータ26によって始動可能なものとする。
図1の制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御するハイブリッドコントローラ31を具え、該パワートレーンの動作点を、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と、第1クラッチ7の目標締結容量tTc1と、第2クラッチ12の目標締結容量tTc2とで規定する。
ハイブリッドコントローラ31は更に、本発明が狙いとする後述のエンジン停止制御用に目標モータ/ジェネレータ回転数tNmを生成する。
ハイブリッドコントローラ31には、上記パワートレーンの動作点を決定するため、およびエンジン停止制御信号を生成するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ32からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ回転センサ33からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ34からの信号と、
エンジン1の気筒内圧Pcを検出する筒内圧センサ35からの信号と、
エンジン1のクランク角(エンジン回転位置)αを検出するクランク角センサ36からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ31は、図示しなかったアクセル開度および変速機出力回転数(車速)から、運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード(EVモード、HEVモード)を選択すると共に、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、第1クラッチ目標締結容量tTc1、および第2クラッチ目標締結容量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37に供給され、このエンジンコントローラ37は、センサ32で検出したエンジン回転数Neと目標エンジントルクtTeとから、エンジン回転数Neのもとで目標エンジントルクtTeを実現するためのスロットル開度制御や燃料噴射量制御などにより、エンジントルクが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御する。
目標モータ/ジェネレータトルクtTmはインバータ2を介したモータ/ジェネレータ6の制御に直接用いられ、強電バッテリ21の電力をインバータ22により直流−交流変換して、またインバータ22による制御下でモータ/ジェネレータ6のステータに供給し、モータ/ジェネレータトルクが目標モータ/ジェネレータトルクtTmに一致するようモータ/ジェネレータ6を制御する。
なお目標モータ/ジェネレータトルクtTmが、モータ/ジェネレータ6に回生制動作用を要求するようなものである場合、ハイブリッドコントローラ31はインバータ22を介し、強電バッテリ21の蓄電状態との関連において強電バッテリ21が過充電とならないような発電負荷をモータ/ジェネレータ6に与え、
モータ/ジェネレータ6が回生制動により発電した電力をインバータ22により交流−直流変換して強電バッテリ21に蓄電する。
第1クラッチ目標締結容量tTc1は第1クラッチコントローラ38に供給され、この第1クラッチコントローラ38は、第1クラッチ目標締結容量tTc1に対応した第1クラッチ締結圧により第1クラッチ7を、その締結容量が目標値tTc1になるよう締結力制御する。
第2クラッチ目標締結容量tTc2は変速機コントローラ39に供給され、
この変速機コントローラ39は、第2クラッチ目標締結容量tTc2に対応した第2クラッチ締結圧により第2クラッチ12を、その締結容量が目標値tTc2になるよう締結力制御する。
なお変速機コントローラ39は基本的には、変速機出力回転数(車速)およびアクセル開度から予定の変速マップをもとに現在の運転状態に好適な目標プーリ比を求め、現在のプーリ比からこの目標プーリ比への無段変速を行うものであるのは言うまでもない。
<第1実施例のエンジン停止制御>
以上は、図1の制御システムが実行する通常制御の概要であるが、
本実施例においては図1におけるハイブリッドコントローラ31が、基本的には図2に示す参考例のエンジン停止制御プログラムを、図3のタイムチャートに示すごとくに実行するが、図2に示すエンジン停止制御プログラムのうち、特に破線Aで囲ったエンジン停止位置制御を図4のものに置き換えたエンジン停止制御プログラムを実行することで、図5のタイムチャートに基づき後述するごとくに本発明が狙いとするエンジン停止位置制御を遂行するものとする。
先ず、図2に示す参考例のエンジン停止制御と、その問題点を説明する。
先ずステップS11において、エンジン停止許可判定を行い、この判定に際しては、例えば図3の瞬時t0に示すようなアクセル開度APOの0近辺への低下により、エンジン停止を許可する条件が揃ったか否かをチェックして、瞬時t1に当該判定を行う。
ステップS12においては、ステップS11での判定結果から、エンジンの停止が許可されたか否かをチェックする。
ステップS12でエンジンの停止が許可されたと判定する図3の瞬時t1までの間は、制御をステップS11に戻して、ここでの上記判定を繰り返して、エンジン停止許可条件が揃うまで待機する。
ステップS12でエンジンの停止が許可されたと判定する図3の瞬時t1に、ステップS13で第1クラッチ7(CL1)の解放を指令し、ステップS14で第1クラッチ7(CL1)の解放が完了したと判定する前は、ステップS13を繰り返し実行することにより、第1クラッチ7(CL1)の解放を進行させて第1クラッチ7(CL1)の解放を完了させる。
第1クラッチ7(CL1)の解放が完了する時ステップS14は制御をステップS15に進め、ここでエンジン回転数Neが所定値未満か否かにより、エンジン1のフューエルカットF/C(図1の目標エンジントルクtTe=0)が可能か否かをチェックする。
エンジンフューエルカットF/Cが不能なエンジン回転数である間は制御をステップS15に戻して、上記第1クラッチ7(CL1)の解放によりエンジン回転数Neが所定値未満になるまで待機する。
エンジン回転数Neが所定値未満になる図3の瞬時t2にステップS15は制御をステップS16に進め、エンジン1のフューエルカットF/C(図1の目標エンジントルクtTe=0)を実行する。
このフューエルカットF/Cによりエンジン回転数Neは更に低下し、遂には図3の瞬時t3におけるごとくNe=0となり、この時ステップS17でエンジン1の停止を判定する。
次のステップS18においては、車速VSPが所定値未満に低下したか否かを、またステップS19においては、協調回生ブレーキ量が所定値未満に低下したか否かをチェックし、破線枠A内のエンジン停止位置制御が可能か否かを判定する。
エンジン停止位置制御が可能でなければ、これが可能になるまで、つまり車速VSPが所定値未満に低下し、且つ協調回生ブレーキ量が所定値未満に低下するまで待つ。
ステップS18で車速VSPが所定値未満に低下したと判定し、且つステップS19で協調回生ブレーキ量が所定値未満に低下したと判定するとき、エンジン停止位置制御が可能であるから、制御をステップS21およびステップS22に順次進めてエンジン停止位置制御のための準備を行う。
ステップS21では、第2クラッチ12(CL2)の締結容量tTc2を一定値まで低下させ、ステップS22では、モータ/ジェネレータ6の目標モータトルクtTmおよび目標モータ回転数tNmを低下させる。
これらステップS21による第2クラッチ締結容量(tTc2)の低下と、ステップS22による目標モータトルクtTmおよび目標モータ回転数tNmの低下とで、第2クラッチ12(CL2)が図3の瞬時t4よりスリップを生ずるようになる。
当該第2クラッチ12(CL2)のスリップをステップS23で判定する図3の瞬時t4より、ステップS24においてモータ/ジェネレータ6の目標モータ回転数tNmを図3に示すごとく低下させる制御を遂行する。
図3の瞬時t4よりステップS24で行う目標モータ回転数tNmの低下制御は、図3に示すtNm=0となる瞬時t5における第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)増大とにより、同図の瞬時t5〜t6間においてエンジン1を、そのクランク角αが始動性に優れた位置に対応したクランク角となる時に停止させるエンジン停止位置制御のためのものである。
次のステップS25で、上記のエンジン停止位置制御に際し発生していたエンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になったか否かをチェックし、エンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になる図3の瞬時t6に至ったとき、ステップS26においてエンジン1の停止判定を行う。
そしてステップS27およびステップS28において、第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)を図3の瞬時t6におけるごとく0にし、第1クラッチ7(CL1)を解放させる。
かかる第1クラッチ7(CL1)の解放が完了する時、ステップS28は制御をステップS29に進め、ここでモータ/ジェネレータ6の回転数tNmを図3の瞬時t6以降におけるごとく、所定の時間変化割合(速度)で変速機出力回転数Noまで上昇させるべく増大させて、このtNmに基づくモータ/ジェネレータ6の回転数制御を行う。
この制御によりモータ/ジェネレータ6の実回転数Nm=tNmが図3のごとく変速機出力回転数Noに接近し、両者の差回転(No−Nm)が設定値未満になったか否かをステップS31でチェックする。
ステップS31で差回転(No−Nm)が設定値未満(Nm≒No)になったと判定する前は、制御をステップS31に戻して、ステップS29で開始させたモータ/ジェネレータ6の回転上昇制御を継続する。
ステップS31で差回転(No−Nm)が設定値未満(Nm≒No)になったと判定する時以降は、ステップS31がステップS32を選択して第2クラッチ12(CL2)の目標締結容量tTc2を増加させる。
かくして、ステップS21〜ステップS23でスリップ締結状態にされていた第2クラッチ12(CL2)は、元の完全締結状態へと向かうこととなる。
ステップS33においては、第2クラッチ12(CL2)が締結完了により完全締結状態になったか否かをチェックし、第2クラッチ12(CL2)が完全締結状態になる前は、制御をステップS32へ戻すことにより第2クラッチ12(CL2)の締結を更に進行させる。
この締結進行により第2クラッチ12(CL2)が完全締結状態になった後は、ステップS33が制御をステップS34へ進めて図2のエンジン停止制御を終了する。
なお、ステップS24〜ステップS26でのエンジン停止位置制御が終了した後、ステップS27およびステップS28で第1クラッチ7(CL1)を解放する理由は、前記した通り、停止状態のエンジン1がモータ/ジェネレータ6の負荷となって電費の悪化を招くことのないよう、第1クラッチ7(CL1)の解放により停止状態のエンジン1をモータ/ジェネレータ6から切り離しておくためである。
しかし、かかる第1クラッチ7(CL1)の解放を図2,3の参考例につき前述したとおり、エンジン停止位置制御の終了瞬時t6に直ちに行うと、エンジン停止位置で圧縮行程にある圧縮行程気筒の筒内圧Pcが大気圧よりも高圧であることがある。
図3の最下段は、上記のエンジン停止制御中における圧縮行程気筒内圧Pcの時系列変化を示し、エンジン停止位置制御の終了瞬時t6には未だエンジン停止制御中に圧縮行程気筒内に発生した圧縮行程気筒内圧Pcが残存している。
この圧縮行程気筒内圧Pcはエンジン停止位置制御の終了瞬時t6以降、図3に示すごとく徐々に抜けて低下するものの、瞬時t6に直ちに第1クラッチ7(CL1)の解放を行うと、未だ残存している高い圧縮行程気筒内圧Pcが対応するピストンに作用してエンジン停止位置を、制御後の始動性に優れた位置からずらしてしまい、エンジン1の始動性を狙い通りに向上させ得ないという問題を生ずる。
この問題を解消するため本実施例においては、図2に示すエンジン停止制御プログラムのうち、破線Aで囲ったエンジン停止位置制御を図4のものに置き換えたエンジン停止制御プログラムを実行することとし、これにより図5のタイムチャートに示すようなエンジン停止制御を遂行するものとする。
図4のステップS24〜ステップS29は、図2における同符号で示すステップと同様な処理を行うもので、本発明におけるエンジン停止位置制御手段に相当し、
本実施例においてはステップS26およびステップS27間にステップS41およびステップS42を追加する。
なお、図4のステップS24〜ステップS29が図2における同符号で示すステップと同様なものであることから、図5の瞬時t6までは、図3におけると同様な動作タイムチャートになる。
図5の瞬時t4よりステップS24で行う目標モータ回転数tNmの低下制御(図5の最下段に当該制御中のモータトルクtTmを示す)は、図5に示すtNm=0となる瞬時t5における第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)増大とにより、同図の瞬時t5〜t6間においてエンジン1を、そのクランク角αが始動性に優れた位置に対応したクランク角となる時に停止させるエンジン停止位置制御のためのものである。
次のステップS25で、上記のエンジン停止位置制御に際し発生していたエンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になったか否かをチェックし、エンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になる図5の瞬時t6に至ったとき、ステップS26においてエンジン1の停止判定を行う。
ステップS24〜ステップS26での前記したエンジン停止位置制御が終了した後、停止状態にあるエンジン1の引き摺り防止用にステップS27およびステップS28で行うべき第1クラッチ7(CL1)の解放を、本実施例においてはステップS41およびステップS42での条件が揃った時とする。
ステップS41においては、第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を所定の時間変化割合で徐々に低下させる。
ステップS42においては、エンジン1の停止位置において圧縮行程にある圧縮行程気筒の筒内圧Pcが大気圧まで低下したか否かをチェックする。
圧縮行程気筒内圧Pcは、エンジン停止(ステップS26での判定)時(図5のt6)から自然に抜けて図示のごとく漸減するもので、ステップS42では、図1におけるセンサ35で検出した圧縮行程気筒内圧Pcのモニタによりこの圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したか否かをチェックする。
従ってセンサ35は、本発明における圧縮行程気筒内圧検知手段に相当し、ステップS42は、本発明における圧縮行程気筒内圧判定手段に相当する。
なお、ステップS41で第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を徐々に低下させるときにおける第1クラッチ7(CL1)の締結容量時間変化割合は、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した図5の瞬時t7に第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1が丁度0になるよう、圧縮行程気筒内圧Pcの低下に応じて定める。
ステップS42で圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したと判定する前は、制御をステップS41に戻して第1クラッチ7(CL1)の締結容量低下制御を継続させる。
ステップS42で圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したと判定するとき、制御をステップS27に進め、このステップS27および次のステップS28において、第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)を図5の瞬時t7におけるごとく0にし、第1クラッチ7(CL1)を解放させる。
このとき、図5の最下段に示すようにモータトルクtTmを0にして、ステップS24でのモータ回転制御を終了させる。
かかる第1クラッチ7(CL1)の解放が完了する図5の瞬時t7に、ステップS28は制御をステップS29に進め、ここでモータ/ジェネレータ6の回転数tNmを図5の瞬時t7以降におけるごとく、所定の時間変化割合(速度)で変速機出力回転数Noまで上昇させるべく増大させて、このtNmに基づくモータ/ジェネレータ6の回転数制御を行う。
この制御によりモータ/ジェネレータ6の実回転数Nm=tNmが図5のごとく変速機出力回転数Noに接近し、両者の差回転(No−Nm)が設定値未満になるとき、図2におけるステップS31が制御をステップS32およびステップS33に進め、ここで第2クラッチ12(CL2)を完全締結し、ステップS34でエンジン停止制御を終了する。
<第1実施例の効果>
図4,5につき上述した第1実施例のエンジン停止位置制御によれば、
エンジン1の停止位置制御(ステップS24〜ステップS26)後、電費の悪化防止用にエンジン1をモータ/ジェネレータ6から切り離すために行うべき第1クラッチ7(CL1)の解放(ステップS27およびステップS28)を、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧に低下した(ステップS42)ときに実行することから、
圧縮行程気筒の内圧Pcでエンジン停止位置が上記のエンジン停止位置制御により達成された始動性の良い位置からずれることがなく、エンジンの始動性を狙い通りに向上させることができる。
そして、圧縮行程気筒の筒内圧Pcが大気圧に低下し、制御後の始動性に優れたエンジン停止位置をずらすことがなくなった後は、第1クラッチ7(CL1)の上記解放により停止状態のエンジン1をモータ/ジェネレータ6から切り離すこととなり、停止状態のエンジン1がモータ/ジェネレータ6の負荷になるのを防止することができ、モータ/ジェネレータ6の電費が悪化するのを回避することができる。
しかも本実施例においては、上記第1クラッチ7(CL1)の解放に際しその締結容量tTc1を、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した図5の瞬時t7に丁度tTc1=0になるよう、圧縮行程気筒内圧Pcの低下に応じて徐々に低下させるため、
上記の作用効果を更に顕著にし得て、一層確実にエンジン停止位置を制御後の始動性に優れたエンジン停止位置に保持することができる。
初回に燃焼する膨張行程の空気量はピストン停止位置により決定されるため、エンジン停止位置のずれによる吸気量誤差から発生する空燃比のバラツキを抑制することができ、排気性能の悪化を防止することができる。
<第2実施例のエンジン停止制御>
図6は、本発明の第2実施例になるエンジン停止制御装置のエンジン停止位置制御プログラムを示す、図4と同様なフローチャートである。
本実施例においても、ハイブリッド車両1およびその制御システムは図1におけると同様なものとし、該制御システムにおけるハイブリッドコントローラ31が、図2に示すエンジン停止制御プログラムのうち、破線Aで囲ったエンジン停止位置制御を図6のものに置き換えたエンジン停止制御プログラムを実行し、結果として図5のタイムチャートに示すと同様なエンジン停止制御結果を達成するものである。
図6のステップS24〜ステップS29は、図2における同符号で示すステップと同様な処理を行うもので、本発明におけるエンジン停止位置制御手段に相当し、
本実施例においてはステップS26およびステップS27間にステップS51〜ステップS53を追加する。
図5の瞬時t4よりステップS24で行う目標モータ回転数tNmの低下制御(図5の最下段に当該制御中のモータトルクtTmを示す)は、図5に示すtNm=0となる瞬時t5における第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)増大とにより、同図の瞬時t5〜t6間においてエンジン1を、そのクランク角αが始動性に優れた位置に対応したクランク角となる時に停止させるエンジン停止位置制御のためのものである。
次のステップS25で、上記のエンジン停止位置制御に際し発生していたエンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になったか否かをチェックし、エンジン回転数Neが停止判定用の所定値未満になる図5の瞬時t6に至ったとき、ステップS26においてエンジン1の停止判定を行う。
ステップS24〜ステップS26での前記したエンジン停止位置制御が終了した後、停止状態にあるエンジン1の引き摺り防止用にステップS27およびステップS28で行うべき第1クラッチ7(CL1)の解放を、本実施例においてはステップS51〜ステップS53での条件が揃った時とする。
ステップS51においては、圧縮行程停止位置判定を行い、ステップS52においては、第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を所定の時間変化割合で徐々に低下させる。
ステップS53においては、ステップS26でのエンジン停止判定(図5の瞬時t6)からの経過時間、つまりエンジン停止時間が所定値以上であるか否かの判定により、圧縮行程気筒の筒内圧Pcが大気圧まで低下したか否かを推定する。
圧縮行程気筒内圧Pcは、エンジン停止(ステップS26での判定)時(図5のt6)から自然に抜けて図示のごとく漸減するもので、ステップS53では、図5の瞬時t6からのエンジン停止時間が所定値以上であるか否かの判定により、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したか否かを推定する。
従ってステップS53は、本発明における圧縮行程気筒内圧判定手段(圧縮行程気筒内圧検知手段)に相当する。
なお、ステップS52で第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を徐々に低下させるときにおける第1クラッチ7(CL1)の締結容量時間変化割合は、エンジン停止時間が所定値以上になった(圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した)図5の瞬時t7に第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1が丁度0になるよう、エンジン停止時間の経過に応じて定める。
ステップS53でエンジン停止時間が所定値以上になった(圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した)と判定する前は、制御をステップS52に戻して第1クラッチ7(CL1)の締結容量低下制御を継続させる。
ステップS53でエンジン停止時間が所定値以上になった(圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した)と判定するとき、制御をステップS27に進め、このステップS27および次のステップS28において、第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)を図5の瞬時t7におけるごとく0にし、第1クラッチ7(CL1)を解放させる。
このとき、図5の最下段に示すようにモータトルクtTmを0にして、ステップS24でのモータ回転制御を終了させる。
かかる第1クラッチ7(CL1)の解放が完了する図5の瞬時t7に、ステップS28は制御をステップS29に進め、ここでモータ/ジェネレータ6の回転数tNmを図5の瞬時t7以降におけるごとく、所定の時間変化割合(速度)で変速機出力回転数Noまで上昇させるべく増大させて、このtNmに基づくモータ/ジェネレータ6の回転数制御を行う。
この制御によりモータ/ジェネレータ6の実回転数Nm=tNmが図5のごとく変速機出力回転数Noに接近し、両者の差回転(No−Nm)が設定値未満になるとき、図2におけるステップS31が制御をステップS32およびステップS33に進め、ここで第2クラッチ12(CL2)を完全締結し、ステップS34でエンジン停止制御を終了する。
<第2実施例の効果>
図6,5につき上述した第2実施例のエンジン停止位置制御においても、
エンジン1の停止位置制御(ステップS24〜ステップS26)後、電費の悪化防止用にエンジン1をモータ/ジェネレータ6から切り離すために行うべき第1クラッチ7(CL1)の解放(ステップS27およびステップS28)を、エンジン停止時間が所定値以上になった(圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下した)とステップS53で判定したときに実行することから、第1実施例の前記した作用効果を同様に奏することができる。
しかも本実施例においては、エンジン停止時間から圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したか否かを推定するため、圧縮行程気筒内圧Pcを直接検出する図1の高価なセンサ35が不要となり、コスト的に有利である。
なおこの場合、エンジン停止時間だけでなく、圧縮行程気筒の停止位置と吸気バルブの閉タイミング位置とを考慮することで、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧まで低下したのを一層正確に推定することができる。
<第3実施例のエンジン停止制御>
図7は、本発明の第3実施例になるエンジン停止制御装置のエンジン停止位置制御プログラムを示す、図4と同様なフローチャートである。
本実施例においても、ハイブリッド車両1およびその制御システムは図1におけると同様なものとするが、エンジン1の停止中にVベルト式無段変速機4の作動油圧(CVT油圧)をモータ/ジェネレータ6により発生させるものとする。
なお図1におけるハイブリッドコントローラ31は、図2に示すエンジン停止制御プログラムのうち、破線Aで囲ったエンジン停止位置制御を図7のものに置き換えたエンジン停止制御プログラムを実行するものである。
図7のステップS24〜ステップS29は、図2における同符号で示すステップと同様な処理を行うもので、本発明におけるエンジン停止位置制御手段に相当し、
本実施例においては、ステップS24の直後にステップS61を追加し、ここでCVT油圧が所定値未満の不足気味か否かをチェックする。
CVT油圧に係わる上記の所定値は、車両発進時における運転性の悪化が問題とならない油圧値の下限値とする。
ステップS24では前記した通り、図5の瞬時t4以降における目標モータ回転数tNmの低下制御(図5の最下段に当該制御中のモータトルクtTmを示す)により、同図のtNm=0となる瞬時t5における第1クラッチ7(CL1)の締結容量(tTc1)増大とで、瞬時t5〜t6間においてエンジン1を、そのクランク角αが始動性に優れた目標エンジン停止位置に対応したクランク角となる時に停止させるエンジン停止位置制御を行う。
かようにステップS24でのエンジン停止位置制御が開始された直後のステップS61においてCVT油圧が所定値以上であると判定する場合、つまり車両発進時に運転性の悪化が問題とならない場合は、制御をステップS25に進める。
このステップS25を通ってステップS29に至るループは、ステップS26およびステップS27間にステップS41およびステップS42を追加した図4におけると同じもので、図5につき前述した第1実施例と同様なエンジン停止制御を遂行する。
しかしステップS61でCVT油圧が所定値未満であると判定する場合、つまり車両発進時に運転性の悪化が問題となる場合は、制御をステップS62〜ステップS67に進める。
ステップS62においては、エンジン停止位置制御に当たって目標とすべき目標エンジン停止位置を、エンジン停止位置制御が早期に終了するような位置に変更する。
なお当該変更させた目標エンジン停止位置は、現在の圧縮行程気筒内圧Pcによるエンジン停止位置変動分を考慮した位置とし、エンジン1が停止位置制御後に圧縮行程気筒内圧Pcによってエンジン停止位置を変動されたとき丁度、始動性に優れた位置となるよう決定する。
ステップS63〜ステップS67を通るループは、図7の右ループからステップS42を除去したものと同じで、ステップS63においてステップS25と同様な処理を行い、ステップS64においてステップS26と同様な処理を行い、ステップS65においてステップS41と同様な処理を行い、ステップS66においてステップS27と同様な処理を行い、ステップS67においてステップS28と同様な処理を行うことにより、図3につき前述したエンジン停止制御を遂行する。
<第3実施例の効果>
図7に示す第3実施例のエンジン停止位置制御においても、CVT油圧が所定値以上であって車両発進時の運転性が悪くない状況(ステップS61)のもとでは、図7の右ループが選択されることから、第1実施例と同様な図5に示すエンジン停止位置制御が遂行され、第1実施例の前記した作用効果を同様に奏することができる。
そして本実施例では、CVT油圧が所定値未満であって車両発進時の運転性が悪くなる場合(ステップS61)、ステップS62で目標エンジン停止位置を、エンジン停止位置制御が早期に終了するような位置に変更すると共に、当該変更させた目標エンジン停止位置に基づくエンジン停止位置制御を図3につき前述した要領で(圧縮行程気筒内圧Pcをモニタすることなく)行うため、
エンジン停止位置制御の早期終了によってCVT油圧を速やかに所定値まで高めることができ、車両発進時における運転性の悪化に関する問題を回避することができる。
また、目標エンジン停止位置の上記変更に際し、現在の圧縮行程気筒内圧Pcによるエンジン停止位置変動分を考慮して当該変更を行い、エンジン1が停止位置制御後に圧縮行程気筒内圧Pcによってエンジン停止位置を変動されたとき丁度、始動性に優れた位置となるよう、変更後の目標エンジン停止位置を決定するため、
エンジン停止位置制御の早期終了によっても、エンジン1の始動性が犠牲になることはない。
<第4実施例のエンジン停止制御>
図8は、本発明の第4実施例になるエンジン停止制御装置の動作タイムチャートを示す、図5と同様なタイムチャートである。
図8は、図5と同じ条件での動作タイムチャートで、瞬時t0〜t7は全て、図5における同符号で示すと同じタイミングを示す。
本実施例においては、制御プログラムを省略したが、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧に低下する瞬時t7までは第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1をエンジン停止位置制御用の値に保ち、瞬時t7に第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を一気に0にして、第1クラッチ7(CL1)を解放させる。
その代わりに、モータ/ジェネレータ6のモータトルクtTmを、エンジン停止位置制御終了時(エンジン停止判定時)t6以降、エンジン停止位置制御用の値から徐々に、圧縮行程気筒内圧Pcの大気圧への低下に応じて低下させ、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧となる瞬時t7にtTm=0となるようモータ/ジェネレータ6を制御する。
<第4実施例の効果>
かかる第4実施例によれば、第1実施例のように第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1を圧縮行程気筒内圧Pcの低下に応じて減ずる代わりに、モータ/ジェネレータ6のモータトルクtTmを圧縮行程気筒内圧Pcの低下に応じて漸減させ、圧縮行程気筒内圧Pcが大気圧となる瞬時t7にtTm=0となるようモータ/ジェネレータ6を制御するため、第1実施例と同様な効果を得ることができる。
ところでモータ/ジェネレータ6のトルク制御は、第1クラッチ7(CL1)の締結容量(油圧)制御に比べ、応答性および制御精度の何れにおいても格段に優れており、本実施例においては上記の効果を更に顕著なものにすることができる。
<他の実施例>
なお上記した実施例では、ハイブリッド車両が図1に示すように、左右前輪2FL,2FRを駆動するフロントエンジン・フロントホイールドライブ車である場合について説明したが、
本発明の上記したエンジン停止技術は、ハイブリッド車両が左右後輪3RL,3RRを駆動するフロントエンジン・リヤホイールドライブ車にも適用可能であり、この適用によっても上記の作用効果を同様に奏し得ること勿論である。
また図8において、第1クラッチ7(CL1)の締結容量tTc1をも、図5におけると同様、圧縮行程気筒内圧Pcの低下に応じて漸減させるように構成し、この締結容量漸減制御と、図8における上記モータトルクtTmの漸減制御との組み合わせも可能であるのは言うまでもない。
1 エンジン
2FL,2FR 左右前輪(駆動車輪)
3RL,3RR 左右後輪
4 Vベルト式無段変速機(自動変速機)
6 モータ/ジェネレータ
7 第1クラッチ
12 第2クラッチ
21 強電バッテリ
22 インバータ
25 弱電バッテリ
31 ハイブリッドコントローラ
32 エンジン回転センサ
33 モータ回転センサ
34 変速機出力回転センサ
35 筒内圧センサ
36 クランク角センサ
37 エンジンコントローラ
38 第1クラッチコントローラ
39 変速機コントローラ

Claims (7)

  1. エンジン、第1クラッチ、モータ/ジェネレータ、第2クラッチおよび駆動車輪を伝動経路の配列順とするハイブリッド車両に用いられるエンジン停止制御装置であって、前記第1クラッチの締結容量制御と前記モータ/ジェネレータの制御とにより前記エンジンを所定回転位置で停止させるためのエンジン停止位置制御を行うエンジン停止位置制御手段を具えたハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記エンジンの停止位置で圧縮行程にある圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になったのを判定する圧縮行程気筒内圧判定手段を設け、
    前記所定回転位置をエンジンの目標停止位置とする前記エンジン停止位置制御の終了後前記エンジン停止位置制御手段は、前記圧縮行程気筒内圧判定手段により圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になったと判定される時に、前記第1クラッチの締結容量制御を終了して第1クラッチを解放させると共に前記モータ/ジェネレータの制御を終了させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  2. 請求項1に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記圧縮行程気筒の筒内圧を検知する圧縮行程気筒内圧検知手段を具え、
    前記エンジン停止位置制御手段は、前記圧縮行程気筒内圧検知手段で検知した圧縮行程気筒内圧の低下に応じ前記第1クラッチの締結容量を低下させて、前記圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になるとき第1クラッチを解放させるものであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  3. 請求項1または2に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記圧縮行程気筒の筒内圧を検知する圧縮行程気筒内圧検知手段を具え、
    前記エンジン停止位置制御手段は、前記圧縮行程気筒内圧検知手段で検知した圧縮行程気筒内圧の低下に応じ前記モータ/ジェネレータのトルクを低下させて、前記圧縮行程気筒の筒内圧が大気圧になるとき前記モータ/ジェネレータの制御を終了させるものであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  4. 請求項2または3に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記圧縮行程気筒内圧検知手段は、前記圧縮行程気筒の筒内圧を検出する圧力センサであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  5. 請求項2または3に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記圧縮行程気筒内圧検知手段は、前記エンジンの停止からの経過時間を基に圧縮行程気筒の筒内圧を推定するものであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  6. 前記伝動経路中に自動変速機を具え、前記エンジンの停止中は該自動変速機の作動油圧を前記モータ/ジェネレータによって発生させるものである、請求項1に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記エンジン停止位置制御手段は、前記自動変速機の作動油圧が所定油圧未満である場合、前記所定回転位置をエンジンの目標停止位置として行う前記エンジン停止位置制御よりも早期にエンジン停止位置制御が終了するようエンジンの目標停止位置を前記所定回転位置から変更するものであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  7. 請求項6に記載された、ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、
    前記変更されたエンジンの目標停止位置は、前記圧縮行程気筒内圧検知手段で検知した圧縮行程気筒内圧に応じ、該圧縮行程気筒内圧によるエンジン回転位置の変動分を予め考慮して定めたものであることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
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