JP6879383B2 - 電動装置制御方法及び電動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動装置制御方法及び電動装置に関する。

特許文献１には、他から供給された回生電力で回転するモータを用いて、燃料供給が遮断されたエンジンを強制的に回転させることで回生電力を消費するモータリング制御と、エンジンへの燃料供給を行ってエンジンを回転させるファイアリング制御との間で、切替可能に制御される回生制御装置が開示されている。

特開２０１７−１１４２０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された例では、モータリング制御中に回生電力の消費のために増大したエンジンの回転数を、モータリング制御からファイアリング制御に遷移してモータのトルクによって所定回転数にまで低下させようとした場合に、エンジンの吸気系から異音がするという問題を有している。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータリング制御からファイアリング制御に遷移しモータのトルクによって所定回転数にまで低下させた際に生じるエンジンの吸気系からの異音を抑制する、電動装置制御方法及び電動装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動装置制御方法及び電動装置は、非燃焼モードから燃焼モードに遷移する内燃機関の回転数を第１電動機によって所定回転域の回転数まで低下させる期間内において、内燃機関が発生させるトルクを、燃焼モードにある内燃機関に対する所定回転域での要求トルクと比較して低くする。

本発明によれば、モータリング制御からファイアリング制御に遷移した際に生じるエンジンの吸気系からの異音を抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動装置を含むハイブリッドカーの構成を示すブロック図である。 図２は、車両コントローラが有する機能的な構成要素を示すブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるトルク制限の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるトルク制限の第１の例を示すタイミングチャートであり、（ａ）はエンジン回転数の変化、（ｂ）はアクセル開度の変化、（ｃ）はエンジン指令トルクの変化、（ｄ）は車両駆動力の変化の様子を示す。 図５は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるトルク制限の第２の例を示すタイミングチャートであり、（ａ）はエンジン指令トルクの変化、（ｂ）は車両駆動力の変化、（ｃ）は追加電力の変化の様子を示す。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。

［電動装置の構成］
図１を参照して、本実施形態に係る電動装置を含むハイブリッドカーの構成を説明する。本実施形態のハイブリッドカーは、エンジン１（内燃機関）と、発電機４（第１電動機）と、バッテリ５と、駆動モータ６（第２電動機）と、車輪７（駆動輪）と、を備える。ハイブリッドカーは、エンジン１で車輪７を駆動せず、バッテリ５からの電力で駆動モータ６が車輪７を駆動するもので、エンジン１、バッテリ５、駆動モータ６、車輪７が直列接続（シリーズ接続）されることから、シリーズハイブリッドカーと称される。

エンジン１は、発電機４に機械的に連結される。発電機４は、バッテリ５に対して送受電可能に接続されている。発電機４と駆動モータ６との間、及び、バッテリ５と駆動モータ６との間も、送受電可能に接続されている。駆動モータ６はギア１６を介して車軸に機械的に連結され、車軸は車輪７に機械的に連結される。

エンジン１の駆動力は発電機４に伝達され、発電機４はエンジン１の駆動力によって回転し発電する。発電機４で発生した電力がバッテリ５に流れる場合には、当該電力はバッテリ５の充電のために消費される。また、発電機４で発生した電力が駆動モータ６に流れる場合には、当該電力は駆動モータ６の駆動のために消費される。

駆動モータ６は、発電機４及びバッテリ５のいずれか一方、もしくは両方から電力の供給を受け、供給された電力を消費して駆動力を発生させる。駆動モータ６の駆動力は、ギア１６及び車軸を介して車輪７に伝達される。車輪７は駆動モータ６の駆動力によって回転することにより、シリーズハイブリッドカー（以下、車両と略す）は走行する。

また、車両の減速時や、車両が坂道を下る場合など、車輪７から車軸及びギア１６を介して駆動モータ６にトルクが入力され、入力されたトルクによって駆動モータ６が回転する場合には、駆動モータ６は発電機として動作し回生電力を発生させる。駆動モータ６において回生電力が発生する際、駆動モータ６に入力されるトルクの反作用によって、ギア１６及び車軸を介して車輪７には回生制動力が発生する。

駆動モータ６で発生した回生電力がバッテリ５に流れる場合には、回生電力はバッテリ５の充電のために消費される。また、駆動モータ６で発生した回生電力が発電機４に流れる場合には、回生電力は、エンジン１の抵抗（エンジンブレーキ）に抗してエンジン１および発電機４を駆動させるために消費される。

バッテリ５は、充電・放電する機能を有している。バッテリ５が充電される場合には、バッテリ５は発電機４あるいは駆動モータ６から供給された電力のエネルギーを貯蔵する。また、バッテリ５が放電する場合には、バッテリ５は貯蔵されたエネルギーを電力として駆動モータ６に対して供給する。

発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れは、バッテリ５及び駆動モータ６のそれぞれの状態や、車両の走行シーン、その他、車両に搭載された補機（エアコン、カーステレオ、ナビシステムなど）を含む車両全体の電力の需給状況などに基づいて変化しうる。発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れは、後述する車両コントローラ１４の制御によって定まる。

例えば、駆動モータ６が駆動力を発生させる必要がある場合には、バッテリ５から駆動モータ６に電力が供給されるものであってよい。バッテリ５から十分な電力を駆動モータ６に供給できない場合には、エンジン１を駆動させて発電機４で電力を生成し、バッテリ５からの電力に加えて発電機４からの電力が駆動モータ６に供給されるものであってもよい。

また、バッテリ５の充電が完了していない場合には、車両の減速時や車両が坂道を下る際に駆動モータ６によって発生した回生電力が、駆動モータ６からバッテリ５に供給されるものであってもよい。さらには、バッテリ５の充電が完了していない状態には、エンジン１を駆動させて発電機４で電力を生成し、発電機４からの電力がバッテリ５に供給されるものであってもよい。

また、バッテリ５の充電状態（ＳＯＣ）が高い場合などには、車両の減速時や車両が坂道を下る際に駆動モータ６によって発生した回生電力が、発電機４に供給されるものであってもよい。この場合、駆動モータ６から発電機４に供給された回生電力は、エンジン１によるエンジンブレーキに抗して仕事をするために発電機４にて消費され、その結果、駆動モータ６から発電機４に供給された回生電力は強制放電される。

車両は、複数の走行モードを択一的に選択するモードスイッチ１７（モードＳＷ）と、ドライバが操作するセレクトレバー１８と、ブレーキ力を検知するブレーキセンサ１９と、アクセル開度を検知するアクセルポジションセンサ２０（ＡＰＳ）と、エンジンの状態を検知するエンジン状態センサ２１と、ハイブリッドカー全体を制御する車両コントローラ１４を更に備える。車両コントローラ１４は、実施形態に係る電動装置を制御する制御回路として機能するものである。

車両コントローラ１４は、モードスイッチ１７、セレクトレバー１８、ブレーキセンサ１９、アクセルポジションセンサ２０、エンジン状態センサ２１の各々に電気的に接続されている。車両コントローラ１４は、選択されている走行モードを示す信号をモードスイッチ１７から受信し、選択されているレンジを示す信号をセレクトレバー１８から受信し、ブレーキ油圧を示す信号をブレーキセンサ１９から受信し、アクセルペダル（入力装置）のアクセル開度Ａｃを示す信号をアクセルポジションセンサ２０から受信する。

また、車両コントローラ１４は、エンジン１の状態を示す信号をエンジン状態センサ２１から受信する。ここで、エンジン１の状態を示す信号には、エンジン１に燃料が供給されているか否かを示す信号、および、エンジン回転数Ｎｒを示す信号が含まれる。

また、セレクトレバー１８により選択可能なレンジには、例えば、ドライブレンジ（Ｄ）、ブレーキレンジ（Ｂ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、パーキングレンジ（Ｐ）などが含まれる。

車両コントローラ１４は、エンジン１、発電機４、駆動モータ６と、信号線を介して電気的に接続されている。車両コントローラ１４は、アクセル開度Ａｃに応じた要求トルクＴｍ（車両駆動力ＦＤ）を駆動モータ６で生じさせるため、エンジン１、発電機４、駆動モータ６を制御する。特に、車両コントローラ１４は、エンジン１に対して指令トルクＴｃを送信する。

なお、「指令トルクＴｃを送信する」という表現には、エンジン１が出力するトルクが指令トルクＴｃとなるようにエンジン１を制御することを含む。例えば、エンジン１のスロットル開度を変更したり、空燃比を変更したり、エンジン１への燃料の供給量を変更したりすることで、エンジン１が出力するトルクが指令トルクＴｃとなるようにエンジン１を制御することを含む。

車両コントローラ１４によって、エンジン１、発電機４、駆動モータ６の駆動状態が制御され、その他、図示しない補機の状態が定まることにより、発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れが定まる。

車両コントローラ１４は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータにより実現可能である。マイクロコンピュータを車両コントローラ１４として機能させるためのコンピュータプログラム（制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、汎用のマイクロコンピュータは、車両コントローラ１４として機能する。

なお、本実施形態では、ソフトウェアによって車両コントローラ１４を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、車両コントローラ１４を構成することも可能である。また、車両コントローラ１４に含まれる複数のユニット（２３，２５，２７，３１，３３）を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、車両コントローラ１４は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。

図２を参照して、車両コントローラ１４が有する機能的な構成要素について説明する。車両コントローラ１４は、機能的な構成要素として、エンジン燃焼モード判定部２３と、トルク上限設定部２５と、回転数変化率設定部２７と、要求値決定部３１と、指令値決定部３３と、を備える。

エンジン燃焼モード判定部２３は、エンジン状態センサ２１から受信した、エンジン１の状態を示す信号（エンジン１に燃料が供給されているか否かを示す信号、および、エンジン回転数Ｎｒを示す信号）に基づいて、エンジン１のエンジンモードを判定する。エンジン１がとりうるエンジンモードとしては、「非燃焼モード」、「燃焼モード」の２種類が存在する。

「非燃焼モード」は、エンジン１に燃料および空気が供給されていないモードである。また、「燃焼モード」は、エンジン１に燃料および空気が供給され、エンジン回転数Ｎｒが所定回転域にあるモードである。ここで、「燃焼モード」の所定回転域は、エンジン１のファイアリング時の特性を考慮して定められる回転域である。例えば、エンジン１の燃費が良いエンジン回転数Ｎｒの範囲を所定回転域として定めている。

なお、エンジン１が「非燃焼モード」にある場合、エンジン１には燃料が供給されておらず、エンジン１の駆動力の出力軸を回転させるためには外部からトルクを加える必要がある。「非燃焼モード」にあるエンジン１の出力軸を、駆動モータ６で発生した回生電力が供給されて駆動している発電機４によって回転させることにより、駆動モータ６で発生した回生電力の強制放電が可能となる。

このように、エンジンの出力軸を電動機によって回転させることを「モータリング制御」と呼ぶ。一方、エンジン１に燃料を供給してエンジン１の出力軸からトルクを出力することを「ファイアリング制御」と呼ぶ。「非燃焼モード」の期間と「モータリング制御」の期間は必ずしも一致しない。また、「燃焼モード」の期間と「ファイアリング制御」の期間は、必ずしも一致しない。

要求値決定部３１は、アクセルポジションセンサ２０から受信したアクセル開度Ａｃに基づいて、駆動モータ６で発生させる要求トルクＴｍを決定する。

また、要求値決定部３１は、要求トルクＴｍを駆動モータ６で発生させるために必要な電力から、バッテリ５から駆動モータ６に供給可能な電力Ｐｂを差し引いた電力を、発電機４に対する要求電力Ｐｄとして決定する。ただし、要求トルクＴｍを駆動モータ６で発生させるために必要な電力よりも、バッテリ５から駆動モータ６に供給可能な電力Ｐｂのほうが大きい場合には、要求電力Ｐｄを０として決定する。よって、発電機４に対する要求電力Ｐｄは０以上の値となる。

さらに、要求値決定部３１は、要求電力Ｐｄを発電機４で発生させるために必要なトルクを、エンジン１に対する要求トルクＴｔｇ（所定トルク閾値）として決定する。

また、要求値決定部３１は、バッテリ５の充電や車両に搭載された補機（図示なし）の駆動のために必要な電力から、バッテリ５から補機に供給可能な電力を差し引いた電力を、補機不足電力Ｐｗとして決定する。ただし、車両に搭載された補機で必要な電力よりも、バッテリ５から補機に供給可能な電力のほうが大きい場合には、補機不足電力Ｐｗを０として決定する。よって、補機不足電力Ｐｗは０以上の値となる。が

さらに、要求値決定部３１は、要求電力Ｐｄと補機不足電力Ｐｗの合計電力を発電機４で発生させるために必要なトルクを、エンジン１に対する要求トルクＴａｐとして決定する。

また、要求値決定部３１は、「燃焼モード」におけるエンジン１の目標回転数Ｎｔｇを決定する。目標回転数Ｎｔｇは、「燃焼モード」の所定回転域に含まれる値である。

トルク上限設定部２５は、エンジン燃焼モード判定部２３によって判定されたエンジンモード、エンジン状態センサ２１から受信したエンジン回転数Ｎｒ、および、エンジン１の目標回転数Ｎｔｇに基づいて、エンジン１に対する指令トルクＴｃの上限値である、トルク制限値Ｔｍａｘ（通常値Ｔｎ、制限値Ｔｃｒ）を設定する。なお、通常値Ｔｎは、安全係数等を考慮して、エンジン１の安全な駆動のために設けられる制限値である。また、制限値Ｔｃｒは通常値Ｔｎよりも小さな値である。

回転数変化率設定部２７は、エンジン燃焼モード判定部２３によって判定されたエンジンモード、エンジン状態センサ２１から受信したエンジン回転数Ｎｒ、および、エンジン１の目標回転数Ｎｔｇに基づいて、エンジン回転数Ｎｒの回転数下降レートＲｄｏｗｎ（通常値Ｒｎ、制限値Ｒｃｒ）を設定する。なお、回転数下降レートＲｄｏｗｎに設定される制限値Ｒｃｒは、通常値Ｒｎとは異なる値である。必要に応じて、制限値Ｒｃｒは通常値Ｒｎより大きな値であってもよいし、また、制限値Ｒｃｒは通常値Ｒｎより小さな値であってもよい。

指令値決定部３３は、トルク上限設定部２５によって設定されたトルク制限値Ｔｍａｘと、要求値決定部３１で決定された要求トルクＴａｐとを比較して、小さいほうの値を、エンジン１に対する指令トルクＴｃとして決定する。よって、指令トルクＴｃは、トルク制限値Ｔｍａｘを超えない値として設定される。

さらに、指令値決定部３３は、エンジン状態センサ２１から受信したエンジン回転数Ｎｒ、要求値決定部３１で決定された目標回転数Ｎｔｇ、および、回転数変化率設定部２７で設定した回転数下降レートＲｄｏｗｎに基づいて、エンジン１に対する指令回転数Ｎｃを決定する。具体的には、エンジン回転数Ｎｒを目標回転数Ｎｔｇに向かって低下させる状況において、エンジン回転数Ｎｒの単位時間当たりの回転数下降の大きさが、回転数下降レートＲｄｏｗｎに等しくなるように、指令回転数Ｎｃを決定する。

上述のようにして決定された、エンジン１に対する指令トルクＴｃ、及び、指令回転数Ｎｃに基づいて、車両コントローラ１４はエンジン１を制御する。

［エンジン回転数を考慮したトルク制限］
次に、本実施形態に係る電動装置によるトルク制限の処理手順を、図３のフローチャートを参照して説明する。

図３に示すトルク制限の処理は、車両のイグニッションがオンされると開始され、イグニッションがオフにされるまでの間、繰り返し実行される。また、図３に示すトルク制限の処理が実行されるたびに、指令値決定部３３は、エンジン１に対する指令トルクＴｃ、及び、指令回転数Ｎｃを決定する。

図３に示すように、まずステップＳ１０１において、車両コントローラ１４は、エンジン１が燃焼中であるか否かを判定する。より具体的には、エンジン１のエンジンモードが「非燃焼モード」、「燃焼モード」のいずれであるのかを判定する。そして、エンジン１が「燃焼モード」である場合（ステップＳ１０１でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０３に進む。一方、エンジン１が「非燃焼モード」である場合（ステップＳ１０１でＮＯの場合）には、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、トルク制限を行わないため、トルク制限値Ｔｍａｘには、通常値Ｔｎが設定され、回転数下降レートＲｄｏｗｎには、通常値Ｒｎが設定される。

ステップＳ１０３において、車両コントローラ１４は、エンジン回転数Ｎｒが目標回転数Ｎｔｇに所定値ΔＮｅを足して得られる値以下であるかを判定する。ここで、所定値ΔＮｅは正の数である。「Ｎｒ≦Ｎｔｇ＋ΔＮｅ」である場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、ステップＳ１２１に進む。「Ｎｒ＞Ｎｔｇ＋ΔＮｅ」である場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、車両コントローラ１４は、エンジン回転数Ｎｒが目標回転数Ｎｔｇに所定値ΔＮｓを足して得られる値以上であるかを判定する。ここで、所定値ΔＮｓは正の数である。「Ｎｒ≧Ｎｔｇ＋ΔＮｓ」である場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、ステップＳ１０７に進む。「Ｎｒ＜Ｎｔｇ＋ΔＮｓ」である場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０７では、トルク制限を行うため、トルク制限値Ｔｍａｘには制限値Ｔｃｒが設定され、回転数下降レートＲｄｏｗｎには制限値Ｒｃｒが設定される。

ステップＳ１１１では、エンジン１に対する要求トルクＴｔｇが、前回トルク制限値Ｔｍｚよりも大きい値であるかを判定する。ここで、前回トルク制限値Ｔｍｚとは、図３に示すトルク制限の処理を繰り返し実行する場合における、前回のトルク制限値Ｔｍａｘの値を意味する。「Ｔｔｇ＞Ｔｍｚ」である場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、ステップＳ１１３に進む。「Ｔｔｇ≦Ｔｍｚ」である場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１１３では、前回トルク制限値Ｔｍｚに、所定値ΔＴｃｒを加算する。図３に示すトルク制限の処理が繰り返し実行されるたび、トルク制限値Ｔｍａｘが所定値ΔＴｃｒずつ増えることになる。すなわち、トルク制限値Ｔｍａｘは、単位ステップあたり所定値ΔＴｃｒずつ増加していく。

なお、ステップＳ１１１、および、ステップＳ１１３の処理は必須ではなく、ステップＳ１０５でＮＯである場合に、ステップＳ１２１に進むものであってもよい。

［トルク制限の第１の例］
次に、本実施形態に係る電動装置によるトルク制限の第１の例を、図４（ａ）〜（ｄ）のタイミングチャートを参照して説明する。図４（ａ）はエンジン回転数Ｎｒの変化、図４（ｂ）はアクセル開度Ａｃの変化、図４（ｃ）はエンジン１に対する指令トルクＴｃの変化、図４（ｄ）は車両駆動力ＦＤの変化の様子を示す。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すタイミングチャートでは、時刻ｔ１以前の期間において、エンジン１のモータリング制御を行い、時刻ｔ２においてエンジン１が始動し、時刻ｔ２以降の期間において、エンジン１のファイアリング制御を行う場合が示されている。図４（ｄ）に示されるように、時刻ｔ１以前の期間では、エンジン１のモータリング制御の結果、車両駆動力ＦＤは負の駆動力（制動力）となっている。なお、図４（ｂ）に示されるように、時刻ｔ０は、アクセルペダルを踏み込んでアクセル開度Ａｃが０から増加し始めたタイミングである。

モータリング制御中は、エンジン１に対して燃料の供給されないため、時刻ｔ１以前の期間においてエンジン１は「非燃焼モード」となっている。また、エンジン回転数Ｎｒが目標回転数Ｎｔｇになったタイミングである時刻ｔ４以降の期間において、エンジン１は「燃焼モード」となっている。

エンジン１に燃料が供給され、エンジン１が駆動を始めるタイミングを時刻ｔ２として、時刻ｔ２でエンジン１は「非燃焼モード」から「燃焼モード」に切り替わる。

なお、説明を簡略化するため、補機不足電力Ｐｗは０とする。

図４（ａ）に示されるように、モータリング制御中は、駆動モータ６から発電機４に供給される回生電力の強制放電を行うため、エンジン１のエンジン回転数Ｎｒは「燃焼モード」での目標回転数Ｎｔｇよりも大きな値となっている。時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間は、エンジン１のモータリング制御させていた状態からファイアリング制御の状態に遷移する間における、エンジン回転数Ｎｒを低下させる期間である。モータリング制御からファイアリング制御に遷移する際、発電機４による発電が行われながら、エンジン１のエンジン回転数Ｎｒは発電機４のトルクによって発電に適した所定回転域まで低下する。

時刻ｔ０において、アクセル開度Ａｃが０から増加し始めると、モータリング制御によって制動力であった車両駆動力ＦＤは、アクセル開度Ａｃに応じて増加し始める。時刻ｔ１において、車両駆動力ＦＤが０になると、制動力を生じさせる必要がなくなり、モータリング制御も終了する。車両駆動力ＦＤが０となるときのアクセル開度Ａｃは、中立点と呼ばれ、駆動モータ６が正の駆動力も負の駆動力も生じさせない状態に相当する。

時刻ｔ１からさらに時間が経過し、時刻ｔ２においてアクセル開度Ａｃがエンジン１を始動させる所定値に達すると、エンジン１の駆動が開始される。

エンジン１が駆動を始める時刻ｔ２から、トルク制限値Ｔｍａｘよりも大きな要求トルクＴｔｇを、指令トルクＴｃとして出力した場合、エンジン１から異音が生じてしまう。そのため、指令トルクＴｃを、通常のトルク出力よりも低く制限する、トルク制限を行う必要がある。

図４（ａ）に示すように、時刻ｔ２において、「Ｎｒ＞Ｎｔｇ＋ΔＮｅ」、および、「Ｎｒ≧Ｎｔｇ＋ΔＮｓ」が成立している。そのため、時刻ｔ２からトルク制限を開始するため、トルク制限値Ｔｍａｘには制限値Ｔｃｒが設定され、回転数下降レートＲｄｏｗｎには制限値Ｒｃｒが設定される。図４（ｃ）に示されるように、指令トルクＴｃがトルク制限値Ｔｍａｘによって制限される結果、時刻ｔ２から時刻ｔ３に至るまでの期間において、指令トルクＴｃは図３のステップＳ１０７で設定された制限値Ｔｃｒとなっている。

上述したように、エンジン１の駆動のタイミングにおけるトルク制限を行うか否かの判定は、エンジン回転数Ｎｒ、および、目標回転数Ｎｔｇの大きさによって定まる。「Ｎｒ＜Ｎｔｇ＋ΔＮｓ」の場合（すなわち、エンジン回転数Ｎｒが目標回転数Ｎｔｇと比べてそれほど大きな値でない場合や、エンジン回転数Ｎｒが目標回転数Ｎｔｇ以下である場合）には、トルク制限は実施されない。

時刻ｔ２から時間が経過してエンジン回転数Ｎｒが低下した結果、時刻ｔ３において「Ｎｒ＝Ｎｔｇ＋ΔＮｅ」が成立すると、時刻ｔ３以降、トルク制限値Ｔｍａｘは、制限値Ｔｃｒから増加していく。より具体的には、トルク制限値Ｔｍａｘは、単位ステップあたり所定値ΔＴｃｒずつ増加していく。図４（ｃ）に示されるように、指令トルクＴｃがトルク制限値Ｔｍａｘによって制限される結果、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、指令トルクＴｃは図３のステップＳ１１３で設定された制限値となっている。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、トルク制限値Ｔｍａｘを所定値ΔＴｃｒずつ増加させる理由は、エンジン１が発生させる駆動力の変化は、発電機４での発電量、及び、駆動モータ６での車両駆動力ＦＤを介して、車両の乗員が感じる加速感に影響を及ぼすからである。車両の乗員が感じる加速感が変動することを抑制するため、トルク制限値Ｔｍａｘが変化する速度を、所定値ΔＴｃｒで制限している。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に指令トルクＴｃがΔＴｓだけ増加し、時刻ｔ４において、「Ｔｔｇ≦Ｔｍｚ」が成立すると（「Ｔｃ＝Ｔｔｇ」が成立）、トルク制限値Ｔｍａｘには通常値Ｔｎが設定され、回転数下降レートＲｄｏｗｎには通常値Ｒｎが設定される。その結果、トルク制限が終了する。

［トルク制限の第２の例］
次に、本実施形態に係る電動装置によるトルク制限の第２の例を、図５（ａ）〜（ｃ）のタイミングチャートを参照して説明する。図５（ａ）はエンジン指令トルクの変化、図５（ｂ）は車両駆動力の変化、図５（ｃ）は追加電力の変化の様子を示す。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すタイミングチャートと異なり、図５（ａ）〜（ｃ）のタイミングチャートでは、補機不足電力Ｐｗが０はない場合を示している。図４（ｃ）に示すエンジン指令トルクの変化と比較して、図５（ａ）に示すエンジン指令トルクの変化は、時刻ｔ４までの様子は同じであるが、時刻ｔ４においてトルク制限が解除されたあとの様子が異なる。補機不足電力Ｐｗが０ではない場合、補機において不足する電力をエンジン１によって補うことが求められるため、エンジン１に対する指令トルクＴｃを、要求トルクＴｔｇよりもΔＴｐだけ大きな値である要求トルクＴａｐにまで増加させる必要がある。

指令トルクＴｃを制限値Ｔｃｒから要求トルクＴｔｇまで増加させる場合（ΔＴｃｒずつ増加させる場合）とは異なり、指令トルクＴｃを要求トルクＴｔｇから要求トルクＴａｐまで増加させる場合には、急激に増大させても問題が生じない。エンジン１が発生させる駆動力の変化が車両の乗員が感じる加速感に影響を及ぼしうる期間は、時刻ｔ４で終了しており、時刻ｔ４以降の指令トルクＴｃの変化は、駆動モータ６の車両駆動力ＦＤを変化させることはない（図５（ｂ））。時刻ｔ４以降の指令トルクＴｃの変化は、発電機４によって発電される電力から駆動モータ６に供給される電力を差し引いた、追加電力Ｐｓの変化に影響を与えるためである。

図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ４の直後、追加電力ＰｓはΔＰ１だけ増加している。その結果、発電機４は、要求電力Ｐｄに加えて、補機不足電力Ｐｗを補うことが可能となる。図５（ｃ）において、「ΔＰ１＝Ｐｗ」である。

［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、エンジン１（内燃機関）が「非燃焼モード」から「燃焼モード」に遷移させる期間中、エンジン１に接続された発電機４（第１電動機）によってエンジン１のエンジン回転数Ｎｒを所定回転域の回転数にある目標回転数Ｎｔｇにまで低下させる期間において、「燃焼モード」のエンジン１の所定回転域での要求トルクＴｔｇよりも、エンジン１が発生させるトルク（指令トルクＴｃ）を低くするトルク制限を行う。これにより、モータリング制御からファイアリング制御に遷移しモータのトルクによって所定回転数域にまで低下させた際に生じるエンジン１の吸気系からの異音を低減することができる。また異音の低減により、車両の乗員が感じる違和感を低減することができる。

またエンジン１（内燃機関）が「非燃焼モード」から「燃焼モード」に遷移させる期間中は、「燃焼モード」にあるエンジン１のエンジントルクが、所定回転域での要求トルクＴｔｇに増加するまでの期間である。つまり、当該遷移期間中に要求トルクＴｔｇよりもエンジン１が発生させるトルク（指令トルクＴｃ）を低くするトルク制限は、増加中のエンジントルクを制限するものであり、エンジントルクの減少を伴わない。これに対して、所定回転域での要求トルクＴｔｇに達した後に、エンジン１が発生させるトルクを低く制限する場合には、エンジントルクが大きく増減する。つまり当該遷移期間中のトルク制限はエンジントルクの減少を伴わないことで駆動力変化が少ないため、違和感なくエンジン１の吸気系からの異音を低減することができる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、「燃焼モード」のエンジン１の回転数下降レートＲｄｏｗｎ（回転数低下速度）よりも、トルク制限を実施する際のエンジン１の回転数下降レートＲｄｏｗｎを大きくするものであってもよい。これにより、エンジン回転数Ｎｒを所定回転域の回転数まで低下させる期間を短くすることができ、モータリング制御からファイアリング制御に遷移した際に生じるエンジン１の吸気系からの異音の継続時間を短くすることができる。その結果、エンジン１の吸気系からの異音を低減し、車両の乗員が感じる違和感を低減することができる。

さらに、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、「燃焼モード」のエンジン１の回転数下降レートＲｄｏｗｎ（回転数低下速度）よりも、トルク制限を実施する際のエンジン１の回転数下降レートＲｄｏｗｎを小さくするものであってもよい。これにより、エンジン回転数Ｎｒを所定回転域の回転数まで低下させる期間において、滑らかにエンジン回転数Ｎｒが変化することにより、エンジン１の吸気系からの異音の音量を下げることができる。その結果、エンジン１の吸気系からの異音を低減し、車両の乗員が感じる違和感を低減することができる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、エンジン回転数Ｎｒと目標回転数Ｎｔｇの差が所定値ΔＮｅを下回った場合に、トルク制限を解除し、エンジン１が発生させるトルクをエンジン１に対する要求トルクまで増加させるものであってもよい。これにより、異音を低減するためのトルク制限を開始した後にエンジン１の状態が変化して、エンジン１のトルク制限を行う必要がない状態に達したことを判定できる。その結果、トルク制限を解除して、エンジン１に対する要求トルクを出力するよう制御することができる。

さらに、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、トルク制限を解除した後、エンジン１が発生させるトルクが要求トルクＴｔｇ（所定トルク閾値）まで増加するまでの間、エンジン１が発生させるトルクの増加速度が所定値ΔＴｃｒ（所定制限値）を超えないように制限するものであってもよい。これにより、トルク制限を解除した後に、エンジン１が発生させるトルクが急激に増加することを防止できる。その結果、駆動モータ６が発生させる車両駆動力ＦＤの変動を介して、車両の乗員が感じる加速感が変動することを抑制できる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置において、所定トルク閾値として、車両の駆動のために必要な要求電力Ｐｄを発電機４で発生させるためにエンジン１が発生させるトルクを設定するものであってもよい。さらに、車両の駆動のために必要な要求電力Ｐｄとして、車両を駆動するために必要なトルクを駆動モータ６（第２電動機）で発生させるために必要な電力から、車両に搭載されたバッテリから供給可能な電力Ｐｂを差し引いた電力を設定するものであってもよい。これらの設定により、トルク制限を解除した後に、エンジン１が発生させるトルクが急激に増加することを防止する期間を、発電機４が発生させる電力が要求電力Ｐｄまで増加する期間に制限することができる。その結果、発電機４が発生させる電力が要求電力Ｐｄまで増加した後に、エンジン１が発生させるトルクを急増させることが可能となり、車両の乗員が感じる加速感の変動を抑制しつつ、ただちに、発電機４が補機不足電力Ｐｗ（バッテリ５の充電や車両に搭載された補機の駆動のために必要な電力から、バッテリ５から補機に供給可能な電力を差し引いた電力）を供給することができる。発電機４が補機不足電力Ｐｗを供給することで、バッテリの充電や、補機の駆動を、速やかに行うことができる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車両が減速から加速に遷移する場合に、トルク制限を実施するものであってもよい。車両の減速時に行われるモータリング制御から、加速時のファイアリング制御に遷移して、エンジン１が「非燃焼モード」から「燃焼モード」に移行するため、トルク制限を実行するタイミングをより正確に制御することが可能となる。その結果、モータリング制御からファイアリング制御に遷移した際に生じるエンジン１の吸気系からの異音を低減することができる。また異音の低減により、車両の乗員が感じる違和感を低減することができる。

以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

上述の各実施形態で示した各機能は、１又は複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理装置は、また、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。

１ エンジン
４ 発電機
５ バッテリ
６ 駆動モータ
７ 車輪
１４ 車両コントローラ
１６ ギア
１７ モードスイッチ
１８ セレクトレバー
１９ ブレーキセンサ
２０ アクセルポジションセンサ
２１ エンジン状態センサ
２３ エンジン燃焼モード判定部
２５ トルク上限設定部
２７ 回転数変化率設定部
３１ 要求値決定部
３３ 指令値決定部

Claims (9)

1. 内燃機関と、前記内燃機関に接続された第１電動機と、を備えた電動装置において、
   前記内燃機関を非燃焼モードから燃焼モードに遷移させ、前記第１電動機によって前記内燃機関の回転数を所定回転域の回転数まで低下させる期間において、
   前記燃焼モードの前記内燃機関に対する前記所定回転域での要求トルクよりも、前記内燃機関が発生させるトルクを低くするトルク制限を実施する電動装置制御方法。
2. 請求項１に記載の電動装置制御方法であって、
   前記燃焼モードの前記内燃機関の回転数低下速度よりも、前記トルク制限を実施する際の前記内燃機関の回転数低下速度を大きくすること
   を特徴とする電動装置制御方法。
3. 請求項１に記載の電動装置制御方法であって、
   前記燃焼モードの前記内燃機関の回転数低下速度よりも、前記トルク制限を実施する際の前記内燃機関の回転数低下速度を小さくすること
   を特徴とする電動装置制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動装置制御方法であって、
   前記内燃機関の回転数と前記所定回転域にある目標回転数の差が所定値を下回った場合に、前記トルク制限を解除し、前記内燃機関が発生させるトルクを前記要求トルクまで増加させること
   を特徴とする電動装置制御方法。
5. 請求項４に記載の電動装置制御方法であって、
   前記トルク制限を解除した後、前記内燃機関が発生させるトルクが所定トルク閾値まで増加するまでの間、前記内燃機関が発生させるトルクの増加速度が所定制限値を超えないように制限すること
   を特徴とする電動装置制御方法。
6. 請求項５に記載の電動装置制御方法であって、
   前記所定トルク閾値は、前記電動装置が搭載された車両の駆動のために必要な要求電力を前記第１電動機で発生させるために前記内燃機関が発生させるトルクであること
   を特徴とする電動装置制御方法。
7. 請求項６に記載の電動装置制御方法であって、
   前記要求電力は、前記車両を駆動するために必要なトルクを第２電動機で発生させるために必要な電力から、前記車両に搭載されたバッテリから供給可能な電力を差し引いた電力であること
   を特徴とする電動装置制御方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動装置制御方法であって、
   前記電動装置が搭載された車両が減速から加速に遷移する場合に、前記トルク制限を実施すること
   を特徴とする電動装置制御方法。
9. 内燃機関と、前記内燃機関に接続された第１電動機と、を備えた電動装置であって、
   前記内燃機関を非燃焼モードから燃焼モードに遷移させ、前記第１電動機によって前記内燃機関の回転数を所定回転域の回転数まで低下させる期間において、
   前記燃焼モードの前記内燃機関に対する前記所定回転域での要求トルクよりも、前記内燃機関が発生させるトルクを低くするトルク制限を実行する制御回路を備える電動装置。

Images