(57)【要約】【課題】内燃機関の出力トルクやモータジェネレータの出力トルクが急変する状況下においてモータジェネレータに過度に大きな電流が流れることを抑制しつつも、内燃機関の応答性の悪化を抑制する。【解決手段】電子制御装置は、内燃機関の角加速度αが正の値である場合には、内燃機関の機関回転数Ｎｅ、及びモータジェネレータの出力軸の単位時間あたりの回転数を機関回転数に相当する回転数に変換した回転数Ｎｍのうちの大きい方の値に基づいて、モータジェネレータの目標出力トルクＴｍを算出する。一方、電子制御装置は、内燃機関のクランクシャフトの角加速度αが負の値である場合には、内燃機関の機関回転数Ｎｅ及び変換したモータジェネレータの回転数Ｎｍのうちの小さい方の値に基づいて、モータジェネレータの目標出力トルクＴｍを算出する。【選択図】図２
2020128186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関に対してプーリ及び伝達ベルトを介して駆動連結されたモータジェネレータと、前記内燃機関の機関回転数を検出するための機関回転数センサと、前記モータジェネレータの出力軸の単位時間あたりの回転数を検出するためのモータ回転数センサとを備えるハイブリッドシステムに適用され、前記モータジェネレータが出力するべき目標出力トルクを算出する制御装置であって、
前記内燃機関の角加速度が正の値である場合には、前記機関回転数、及び前記出力軸の単位時間あたりの回転数を前記機関回転数に相当するように変換したモータジェネレータの回転数のうちの小さい方の値に依らずに大きい方の値に基づいて、前記目標出力トルクを算出し、
前記内燃機関の角加速度が負の値である場合には、前記機関回転数及び前記変換したモータジェネレータの回転数のうちの大きい方の値に依らずに小さい方の値に基づいて、前記目標出力トルクを算出する
ことを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のハイブリッドシステムは、内燃機関に対して、プーリ及び伝達ベルトを介してモータジェネレータが駆動連結されている。この種のハイブリッドシステムにおいては、モータジェネレータで内燃機関を再始動する場合などのように、内燃機関の出力トルクやモータジェネレータの出力トルクが急変する場合には、モータジェネレータに過度に大きな電流が流れることがある。そこで、特許文献１のハイブリッドシステムでは、モータジェネレータで内燃機関を再始動する際、内燃機関の燃料噴射を開始してから内燃機関の機関回転数が所定の回転数になるまで、モータジェネレータの出力トルクを制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のハイブリッドシステムのように、内燃機関の再始動時にモータジェネレータの出力トルクを制限すると、モータジェネレータから内燃機関に大きな出力トルクを入力できなくなるため、内燃機関の機関回転数が所定の回転数になるまでに時間を要する。また、このような問題は、内燃機関の再始動時に限らず、例えば、車両を加速させようとして内燃機関の出力トルクが急増するときにも発生する。すなわち、特許文献１のハイブリッドシステムのようにモータジェネレータの出力トルクを制限する技術では、モータジェネレータが内燃機関をアシストする力が制限されるため、内燃機関の応答性が悪くなるおそれがある。したがって、内燃機関の出力トルクやモータジェネレータの出力トルクが急変する状況下においてモータジェネレータに過度に大きな電流が流れることを抑制しつつも、内燃機関の応答性の悪化を抑制する技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関と、前記内燃機関に対してプーリ及び伝達ベルトを介して駆動連結されたモータジェネレータと、前記内燃機関の機関回転数を検出するための機関回転数センサと、前記モータジェネレータの出力軸の単位時間あたりの回転数を検出するためのモータ回転数センサとを備えるハイブリッドシステムに適用され、前記モータジェネレータが出力するべき目標出力トルクを算出する制御装置であって、前記内燃機関の角加速度が正の値である場合には、前記機関回転数、及び前記出力軸の単位時間あたりの回転数を前記機関回転数に相当するように変換したモータジェネレータの回転数のうちの小さい方の値に依らずに大きい方の値に基づいて、前記目標出力トルクを算出し、前記内燃機関の角加速度が負の値である場合には、前記機関回転数及び前記変換したモータジェネレータの回転数のうちの大きい方の値に依らずに小さい方の値に基づいて、前記目標出力トルクを算出する。
【０００６】
上記のように内燃機関とモータジェネレータとがプーリ及び伝達ベルトを介して駆動連結されている場合、プーリと伝達ベルトとの間ですべりが生じ得るため、内燃機関の機関回転数とモータジェネレータの回転数とが完全に対応しないことがある。仮に、モータジェネレータのプーリと伝達ベルトとの間にすべりが生じると、モータジェネレータの回転数が瞬間的に上昇する一方で、目標出力トルクは略一定のままである。このように目標出力トルクは略一定のままモータジェネレータの回転数が上昇するので、それに応じてモータジェネレータに過度に大きな電流が流れる。
【０００７】
そこで、上記発明では、機関回転数の角加速度が正の値である場合には、機関回転数及び変換したモータジェネレータの回転数のうちの大きい方の値に基づいて、モータジェネレータの目標出力トルクを算出する。すなわち、上述の例のように、プーリと伝達ベルトとの間にすべりが生じてモータジェネレータの回転数が瞬間的に上昇した場合には、その上昇したモータジェネレータの回転数に合わせて、モータジェネレータの目標出力トルクが小さくなる。したがって、モータジェネレータに過度に大きな電流が流れることは防げる。そして、プーリと伝達ベルトとの間のすべりが解消されれば、モータジェネレータの目標出力トルクは通常どおり算出されるので、内燃機関の応答性が悪くなることはない。
【０００８】
その一方で、機関回転数の角加速度が負の値である場合には、機関回転数及び変換したモータジェネレータの回転数のうちの小さい方の値に基づいて、目標出力トルクを算出する。すなわち、上述の例のように、プーリと伝達ベルトとの間にすべりが生じてモータジェネレータの回転数が瞬間的に上昇した場合には、内燃機関の機関回転数に合わせてモータジェネレータの目標出力トルクが算出される。したがって、モータジェネレータの目標出力トルクとして十分な出力トルクが確保され、機関回転数が過度に低下してしまうことは防げる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ハイブリッドシステムの概略構成図。
【図２】モータジェネレータの制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１に従って、車両のハイブリッドシステムの概略構成を説明する。
図１に示すように、ハイブリッドシステムは、駆動源として内燃機関１０を備えている。内燃機関１０のクランクシャフト１０ａは、トランスミッション１１等を介して駆動輪に駆動連結されている。また、内燃機関１０のクランクシャフト１０ａは、第１プーリ１２に駆動連結されている。第１プーリ１２には、伝達ベルト１３が掛け回されている。なお、図示は省略するが、内燃機関１０のクランクシャフト１０ａは、ベルト、プーリ、チェーン等を介して、油圧を発生するためのポンプやエアコンのコンプレッサ等にも駆動連結されている。
【００１１】
ハイブリッドシステムは、上記内燃機関１０とは別の駆動源として、モータジェネレータ２０を備えている。モータジェネレータ２０は、いわゆる三相交流電動機である。モータジェネレータ２０の出力軸２０ａは、第２プーリ１４に駆動連結されている。第２プーリ１４には、伝達ベルト１３が掛け回されている。すなわち、モータジェネレータ２０は、第２プーリ１４、伝達ベルト１３、及び第１プーリ１２を介して、内燃機関１０のクランクシャフト１０ａに駆動連結されている。
【００１２】
モータジェネレータ２０は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１４に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１３及び第１プーリ１２を介して内燃機関１０のクランクシャフト１０ａに入力される。すなわち、この場合には、モータジェネレータ２０は、内燃機関１０の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２０は、発電機として機能する場合には、内燃機関１０のクランクシャフト１０ａの回転トルクが、第１プーリ１２、伝達ベルト１３、及び第２プーリ１４を介して、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａに入力される。そして、出力軸２０ａの回転に応じて、モータジェネレータ２０が発電する。
【００１３】
内燃機関１０には、上述した伝達ベルト１３の張力を調整するためのベルトテンショナ３０が取り付けられている。ベルトテンショナ３０のアーム３１は、Ｃ字状に延びている。アーム３１の両端には、それぞれテンショナプーリ３２が取り付けられている。ベルトテンショナ３０のアーム３１は、第１プーリ１２の径方向外側を取り囲むように配置されている。また、ベルトテンショナ３０の２つのテンショナプーリ３２の間には、伝達ベルト１３が位置している。そして、各テンショナプーリ３２には、伝達ベルト１３が接触している。
【００１４】
上記のベルトテンショナ３０は、アーム３１の中心近傍を支点として揺動可能に内燃機関１０に取り付けられている。図示は省略するが、アーム３１の内部にはスプリングが内蔵されており、当該スプリングによって、ベルトテンショナ３０が所定の中立位置になるように付勢されている。
【００１５】
モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介して、高圧バッテリ２２が接続されている。インバータ２１は、いわゆる双方向インバータであり、モータジェネレータ２０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して高圧バッテリ２２に出力し、高圧バッテリ２２が出力した直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２０に出力する。なお、図１では、インバータ２１をモータジェネレータ２０とは別のものとして描いているが、インバータ２１がモータジェネレータ２０の筐体内に内蔵されていることもある。
【００１６】
高圧バッテリ２２は、リチウムイオン電池である。高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が電動モータとして機能するときには、当該モータジェネレータ２０に電力を供給する。また、高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が発電機として機能するときには、当該モータジェネレータ２０から電力の供給を受けて充電される。
【００１７】
モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２３が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、高圧バッテリ２２にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、インバータ２１や高圧バッテリ２２から出力される直流電圧を１２Ｖ〜１５Ｖに降圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３には、低圧バッテリ２４が接続されている。
【００１８】
低圧バッテリ２４は、高圧バッテリ２２よりも電圧の低い１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときやＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が１２Ｖであるときには、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受けて充電される。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３及び低圧バッテリ２４には、各種の補機２５が接続されている。補機２５の例としては、例えば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係や、カーナビゲーション装置やスピーカ等の車室内装備が挙げられる。補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときには、低圧バッテリ２４から電力の供給を受ける。補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受ける。
【００２０】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３及び低圧バッテリ２４には、上述した補機２５の１つとして、内燃機関１０を始動するためのスタータ２５Ａが接続されている。スタータ２５Ａは直流モータであり、当該スタータ２５Ａの出力軸が内燃機関１０のクランクシャフト１０ａに駆動連結されている。スタータ２５Ａは、低圧バッテリ２４やＤＣ／ＤＣコンバータ２３からの電力供給を受けて駆動する。
【００２１】
ハイブリッドシステムは、内燃機関１０やモータジェネレータ２０等を制御する電子制御装置４０を備えている。電子制御装置４０は、各種のプログラム（アプリケーション）を実行する演算部、プログラム等が記憶されている不揮発性の記憶部、及びプログラムの実行にあたってデータが一時的に記憶される揮発性メモリ等を備えた処理回路（コンピュータ）である。
【００２２】
電子制御装置４０には、車両に搭載されている各種のセンサ等から、内燃機関１０の状態を示す信号が入力される。具体的には、電子制御装置４０には、クランク角センサ４１からクランクシャフト１０ａの回転位置Ａ１を示す信号が入力される。クランク角センサ４１は、単位時間ごとに内燃機関１０におけるクランクシャフト１０ａの回転位置Ａ１を検出する。また、電子制御装置４０は、クランク角センサ４１が検出したクランクシャフト１０ａの回転位置Ａ１に基づいて、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅを算出する。すなわち、この実施形態では、クランク角センサ４１が、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅを検出するための機関回転数センサに相当する。
【００２３】
また、電子制御装置４０には、出力軸角センサ４２からモータジェネレータ２０における出力軸２０ａの回転位置Ａ２を示す信号が入力される。出力軸角センサ４２は、単位時間ごとにモータジェネレータ２０における出力軸２０ａの回転位置Ａ２を検出する。また、電子制御装置４０は、出力軸角センサ４２が検出したモータジェネレータ２０における出力軸２０ａの回転位置Ａ２に基づいて、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａの単位時間あたりの回転数を算出する。すなわち、この実施形態では、出力軸角センサ４２が、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａの回転数Ｎｍを検出するためのモータ回転数センサに相当する。
【００２４】
さらに、電子制御装置４０は、算出した出力軸２０ａの単位時間あたりの回転数に、第１プーリ１２の外径及び第２プーリ１４の外径で決められる減速比を乗算することにより、出力軸２０ａの単位時間あたりの回転数を、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅに相当する回転数Ｎｍに変換する。なお、以下では、この変換後の回転数Ｎｍを、単に「モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍ」と呼称する。
【００２５】
上記の電子制御装置４０は、入力される各種の信号に基づいて内燃機関１０におけるクランクシャフト１０ａが出力するべき出力トルクの目標値を算出する。そして、電子制御装置４０は、算出した出力トルクの目標値に応じた操作信号ＭＳｅｎを生成し、その操作信号ＭＳｅｎを内燃機関１０に出力する。すなわち、内燃機関１０は、電子制御装置４０によって、燃料噴射量や吸気量等が制御されている。
【００２６】
また、電子制御装置４０は、入力される各種の信号に基づいてモータジェネレータ２０が出力するべきトルクの目標値を、目標出力トルクＴｍとして算出する。そして、電子制御装置４０は、算出した目標出力トルクＴｍに応じた操作信号ＭＳｍｇを生成し、その操作信号ＭＳｍｇをインバータ２１に出力する。このようにインバータ２１が制御されることにより、モータジェネレータ２０が制御される。
【００２７】
電子制御装置４０は、車両の運転状況に応じて内燃機関１０の駆動を一時停止させる処理、いわゆるアイドリングストップを行う。具体的には、電子制御装置４０は、車両の車速が規定速以下、機関回転数Ｎｅが規定回転数以下、内燃機関１０の暖機が完了している、車両のブレーキペダルが踏み込まれているなどのエンジン停止条件がすべて満たされた場合に、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止することで、内燃機関１０の駆動を一時停止させる。また、電子制御装置４０は、上記エンジン停止条件が満たされなくなった場合に、内燃機関１０を再始動させる。なお、電子制御装置４０は、内燃機関１０の再始動時には、スタータ２５Ａではなくモータジェネレータ２０を駆動させることで、クランクシャフト１０ａをクランキングする。
【００２８】
次に、電子制御装置４０によるモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍの算出処理について説明する。なお、この目標出力トルクＴｍの算出処理は、電子制御装置４０が起動されている状態では、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。
【００２９】
図２に示すように、目標出力トルクＴｍの算出処理が開始されると、電子制御装置４０はステップＳ１の処理を実行する。ステップＳ１では、電子制御装置４０は、内燃機関１０の角加速度αを算出する。具体的には、電子制御装置４０は、クランク角センサ４１が検出したクランクシャフト１０ａの単位時間ごとの回転位置Ａ１の変化に基づいて、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅを算出する。そして、電子制御装置４０は、前回の目標出力トルクＴｍの算出処理において算出された機関回転数Ｎｅと今回算出された機関回転数Ｎｅとを比較して、内燃機関１０の角加速度αを算出する。角加速度αは、例えば、「ラジアン／時間／時間」や「ｒｐｍ／時間」を単位として算出される。その後、電子制御装置４０の処理は、ステップＳ２に移行する。
【００３０】
ステップＳ２では、電子制御装置４０は、ステップＳ１で算出した角加速度αがゼロ以上であるか否かを判定する。換言すると、電子制御装置４０は、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが一定又は上昇しているか否かを判定する。角加速度αがゼロ以上であると判定された場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、電子制御装置４０の処理は、ステップＳ３に移行する。
【００３１】
ステップＳ３では、電子制御装置４０は、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ以上であるか否かを判定する。具体的には、電子制御装置４０は、出力軸角センサ４２が検出した単位時間ごとのモータジェネレータ２０の回転位置Ａ２の変化に基づいて、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａの単位時間あたりの回転数を算出する。そして、その回転数を、第１プーリ１２の外径と第２プーリ１４の外径とで決定される減速比で乗算することで、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍを算出する。さらに、電子制御装置４０は、算出したモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍを、ステップＳ１で角加速度αの算出に伴って算出された機関回転数Ｎｅと比較する。モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ以上であると判定された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、電子制御装置４０の処理はステップＳ４に移行する。
【００３２】
ステップＳ４では、電子制御装置４０は、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍに基づいて、モータジェネレータ２０が出力するべき目標出力トルクＴｍを算出する。具体的には、電子制御装置４０は、車速、アクセルペダルの踏み込み量、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍなどに基づいて、機関回転数Ｎｅの目標値及び当該目標値を達成するために要する要求トルクを算出する。そして、高圧バッテリ２２の充電容量等に基づいて、要求トルクのうちのモータジェネレータ２０が受け持つトルク、すなわち目標出力トルクＴｍを算出する。
【００３３】
一方、ステップＳ３において、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ未満であると判定された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、すなわち、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅがモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍよりも大きい場合には、電子制御装置４０の処理は、ステップＳ６に移行する。
【００３４】
ステップＳ６では、電子制御装置４０は、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅに基づいて、モータジェネレータ２０が出力するべき目標出力トルクＴｍを算出する。具体的には、電子制御装置４０は、車速、アクセルペダルの踏み込み量、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅなどに基づいて、機関回転数Ｎｅの目標値及び当該目標値を達成するために要する要求トルクを算出する。そして、高圧バッテリ２２の充電容量等に基づいて、要求トルクのうちのモータジェネレータ２０が受け持つトルク、すなわち目標出力トルクＴｍを算出する。
【００３５】
このように、内燃機関１０の角加速度αがゼロ以上である場合には、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、小さい方の値には依らずに、大きい方の値に基づいてモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。
【００３６】
さて、ステップＳ２において、角加速度αがゼロ未満であると判定された場合（ステップＳ２においてＮＯ）、電子制御装置４０の処理は、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、電子制御装置４０は、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ以上であるか否かを判定する。ステップＳ５における具体的な処理内容は、ステップＳ３と同一である。ステップＳ５において、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ以上であると判定された場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、すなわち、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅがモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍ以下であると判定された場合、電子制御装置４０の処理はステップＳ６に移行する。そして、電子制御装置４０は、ステップＳ６において、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅに基づいて、モータジェネレータ２０が出力するべき目標出力トルクＴｍを算出する。
【００３７】
一方、ステップＳ５において、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ未満であると判定された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、電子制御装置４０の処理はステップＳ４に移行する。そして、電子制御装置４０は、ステップＳ４において、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍに基づいて、モータジェネレータ２０が出力するべき目標出力トルクＴｍを算出する。
【００３８】
このように、内燃機関１０の角加速度αがゼロ未満である場合には、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、大きい方の値には依らずに、小さい方の値に基づいてモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。
【００３９】
ステップＳ４又はステップＳ６でモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出されると、電子制御装置４０の処理は、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、電子制御装置４０は、目標出力トルクＴｍに応じた操作信号ＭＳｍｇを、インバータ２１に出力する。その結果、モータジェネレータ２０が出力するトルクが目標出力トルクＴｍに近くなり、機関回転数Ｎｅが目標値に近づく。その後、目標出力トルクＴｍの算出処理の１サイクルが終了する。
【００４０】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記のハイブリッドシステムが搭載された車両がアイドリングストップされて内燃機関１０が一時停止されている状態から、再始動されるものとする。このとき、モータジェネレータ２０が駆動され、その出力トルクが第２プーリ１４、伝達ベルト１３、及び第１プーリ１２を介して内燃機関１０のクランクシャフト１０ａに伝達され、クランクシャフト１０ａがクランキングされる。その結果、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅは、ゼロから徐々に増加していく。
【００４１】
内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが一定の値に達すると、内燃機関１０において燃料噴射が開始される。したがって、この燃料噴射の開始前後において、内燃機関１０が出力するトルクは急増する。それに伴って、第１プーリ１２と第２プーリ１４との間にかけ回されている伝達ベルト１３の張力が急減し、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との摩擦が小さくなる。その結果、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間ですべりが生じやすくなる。仮に、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間ですべりが生じると、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａが空回りしたようになり、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが瞬間的に上昇する。
【００４２】
ここで、仮に、モータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍを、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅに基づいて算出しているとする。この場合、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間ですべりが生じたとしても、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅにはほとんど影響がない。そのため、すべりの発生に起因して、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが瞬間的に上昇したとしても、目標出力トルクＴｍは、それに応じて変更されず、略一定である。このようにモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが上昇しているにも拘らず、目標出力トルクＴｍを維持しようとするので、モータジェネレータ２０には、多くの電流が流れることになる。
【００４３】
特に、内燃機関１０の再始動の際には、モータジェネレータ２０は大きなトルクを出力する必要があり、多くの電流が供給されている。そのような状況下で、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間にすべりが発生することに伴って、さらなる電流が流れると、モータジェネレータ２０に過度な電流が流れて故障の原因となり得る。
【００４４】
さらに、本実施形態では、伝達ベルト１３の張力がベルトテンショナ３０で調整されており、このベルトテンショナ３０は、中立位置になるように付勢されている。そのため、上述した例のように、伝達ベルト１３の張力が急減すると、ベルトテンショナ３０によってその張力が上昇され、その振れ戻しで張力が再び減少するといったように、伝達ベルト１３の張力が周期的に増減する。その結果、上述した第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間でのすべりが複数回にわたって発生し得る。
【００４５】
本実施形態では、内燃機関１０の角加速度αがゼロ以上であるか否かを判定している。このように角加速度αに基づくことで、上述した内燃機関１０の再始動時や車両の加速時などのように、内燃機関１０の出力トルクが急増して伝達ベルト１３の張力が急変する状況、かつモータジェネレータ２０に多くの電流を供給している状況を判定できる。
【００４６】
そして、本実施形態では、内燃機関１０の角加速度αがゼロ以上である場合には、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、大きい方の値に基づいてモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。例えば、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間でのすべりが生じて、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが増加した場合には、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍは、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅよりも大きくなる。したがって、このような状況下では、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍに従って、モータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。このとき、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍは高くなっているので、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍを低下させる又は回転数Ｎｍの上昇速度を低下させるために、目標出力トルクＴｍは、すべりが発生する前よりも小さく算出される。その結果、第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間ですべりが生じることに起因して、モータジェネレータ２０に過度に大きな電流が供給されることはない。
【００４７】
ところで、例えば、車両が減速している際に、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが過度に低下すると、内燃機関１０が失火してそのまま停止してしまうおそれがある。したがって、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅは、内燃機関１０が自立して運転可能な回転数以上となるように制御される。
【００４８】
ここで、上述したように第２プーリ１４と伝達ベルト１３との間にすべりが発生すると、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅよりも大きくなる。このとき、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが低下しても、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍがそれよりも高い。そのため、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍに基づいてモータジェネレータ２０の目標出力トルクを算出すると、比較的に小さな値として算出されてしまう。その結果、モータジェネレータ２０が内燃機関１０の駆動を十分にアシストすることができず、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが低下し続けて、そのまま失火してしまうおそれが捨てきれない。
【００４９】
本実施形態では、内燃機関１０の角加速度αがゼロ未満である場合、すなわち機関回転数Ｎｅが低下しているときには、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうち、小さい方の値に基づいてモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。すなわち、上述した例のように、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが低下している状況下でモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍがそれよりも高くなっても、機関回転数Ｎｅに従ってモータジェネレータ２０の目標出力トルクＴｍが算出される。そのため、一時的に高くなっているモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍに応じて目標出力トルクＴｍが低い値として算出されることはなく、十分なトルクをモータジェネレータ２０から内燃機関１０に伝達でき、機関回転数Ｎｅが減少しつつある内燃機関１０がそのまま停止してしまうことを防げる。
【００５０】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・伝達ベルト１３は、第１プーリ１２や第２プーリ１４以外の他のプーリにかけ回されていてもよい。また、複数の伝達ベルトを介して、内燃機関１０及びモータジェネレータ２０とが駆動されていてもよい。つまり、内燃機関１０とモータジェネレータ２０とがプーリ及び伝達ベルトを介して駆動連結されていれば、その駆動連結の態様は適宜変更できる。
【００５１】
・ベルトテンショナ３０の構成は問わない。例えば、テンショナプーリ３２が１つのみ設けられていて、そのベルトテンショナ３０が伝達ベルト１３の片側からのみ接触する構成であってもよい。また、複数のベルトテンショナが設けられていてもよい。
【００５２】
・ベルトテンショナ３０を省略することもできる。なお、ベルトテンショナ３０を省略したとしても、内燃機関１０の出力トルクが急変したときには各プーリと伝達ベルト１３との間にすべりが生じ得る。また、伝達ベルト１３自体が相応の弾性を有していれば、伝達ベルト１３の張力が周期的に増減する減少も起こり得る。
【００５３】
・モータジェネレータ２０に電力を供給するバッテリの電圧は、補機２５等に電力を供給する低圧バッテリ２４より高くなくてもよい。例えば、モータジェネレータ２０に電力を供給するバッテリは、低圧バッテリ２４と同一であってもよい。さらに、モータジェネレータ２０と各補機２５とが同一のバッテリから電力の供給を受けてもよい。
【００５４】
・目標出力トルクＴｍの算出処理のステップＳ３において、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍが内燃機関１０の機関回転数Ｎｅと等しい場合に、ステップＳ６に移行してもよい。なお、回転数Ｎｍが機関回転数Ｎｅに等しいため、回転数Ｎｍ及び機関回転数Ｎｅのどちらに基づいて算出されようとも、目標出力トルクＴｍは同じ値が算出される。この点、ステップＳ５においても同様である。
【００５５】
・目標出力トルクＴｍの算出処理のステップＳ２において、角加速度αがゼロである場合に、ステップＳ５に移行してもよい。角加速度αがゼロである場合、すなわち、内燃機関１０の機関回転数Ｎｅが一定である場合には、伝達ベルト１３と第２プーリ１４との間にすべりが生じても、モータジェネレータ２０に過度な電流は生じにくいし、内燃機関１０が停止してしまうおそれも低い。したがって、角加速度αがゼロである場合には、ステップＳ３及びステップＳ５のどちらの処理が行われても、差し支えはない。
【００５６】
・目標出力トルクＴｍの算出処理の各処理、特にステップＳ３〜Ｓ６は例示であり、適宜変更できる。角加速度αが正の値であるか負の値であるかに応じて、機関回転数Ｎｅ及びモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍのうちの大きい方及び小さい方のどちらを採用するのかを選択できるのであれば、そのような処理内容であっても構わない。
【符号の説明】
【００５７】
１０…内燃機関、１０ａ…クランクシャフト、１１…トランスミッション、１２…第１プーリ、１３…伝達ベルト、１４…第２プーリ、２０…モータジェネレータ、２０ａ…出力軸、２１…インバータ、２２…高圧バッテリ、２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４…低圧バッテリ、２５…補機、２５Ａ…スタータ、３０…ベルトテンショナ、３１…アーム、３２…テンショナプーリ、４０…電子制御装置、Ａ１…回転位置、Ａ２…回転位置、ＭＳｅｎ…操作信号、ＭＳｅｎ…操作信号、Ｎｅ…機関回転数、Ｎｍ…回転数、α…角加速度、Ｔｍ…目標出力トルク。
【図１】
2020128186.tif 000003
【図２】
2020128186.tif 000004