(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、シフトポジションがニュートラルポジションである場合のアイドル運転時の振動を抑制する。【解決手段】ＥＣＵは、エンジンと、回転電機と、回転電機の回転軸、エンジンの回転軸および車輪を駆動する駆動軸に接続される動力分割機構と、回転電機を駆動するためのインバータと、走行レンジを変更するためのシフトレバーとを備えた車両において、運転者により選択されたシフトレバーのシフトポジションを検出するステップ（Ｓ５００）と、シフトポジションを検出するステップにより検出されたシフトポジションがニュートラルポジションに変化したとき（Ｓ５１０にてＹＥＳ）に、エンジンを停止させるように制御するステップ（Ｓ５３０）と、シフトポジションがニュートラルポジションに変化し、かつエンジンが停止した（Ｓ５４０にてＹＥＳ）ことに応じて、回転電機による駆動力の発生を停止するようにインバータを制御するステップ（Ｓ５６０）とを含むプログラムを実行する。【選択図】図５
2010208541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記車両は、
エンジンと、
回転電機と、
前記回転電機の回転軸、前記エンジンの回転軸および車輪を駆動する駆動軸に接続される動力分割機構と、
前記回転電機を駆動するためのインバータと、
走行レンジを変更するためのシフトレバーとを備え、
前記制御装置は、
運転者により選択された前記シフトレバーのシフトポジションを検出するように構成されたシフト検出部と、
前記シフト検出部により検出された前記シフトポジションがニュートラルポジションに変化したときに、前記エンジンを停止させるように構成されたエンジン制御部（４１０）と、
前記シフトポジションが前記ニュートラルポジションに変化し、かつ前記エンジンが停止したことに応じて、前記回転電機による駆動力の発生を停止するように前記インバータを制御するためのインバータ制御部とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記インバータは、
ゲートの開閉指令によって、前記回転電機への電力の供給および遮断の切替が可能なスイッチング素子を含み、
前記インバータ制御部は、前記シフトポジションが前記ニュートラルポジションに変化し、かつ前記エンジンが停止したことに応じて、前記スイッチング素子の前記ゲートを遮断するように制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両は、
前記回転電機に電力を供給するとともに、前記回転電機により発生された電力を蓄電するための蓄電装置と、
前記蓄電装置および前記インバータに接続され、前記蓄電装置と前記インバータとの間の電力の入出力を遮断可能に構成された電力遮断装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子の前記ゲートが遮断されたことに応じて、前記蓄電装置と前記インバータとの間の電力の入出力を遮断するように前記電力遮断装置を制御する遮断制御部をさらに含む、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置を搭載する、ハイブリッド車両。
【請求項５】
ハイブリッド車両の制御方法であって、
前記車両は、
エンジンと、
回転電機と、
前記回転電機の回転軸、前記エンジンの回転軸および車輪を駆動する駆動軸に接続される動力分割機構と、
前記回転電機を駆動するためのインバータと、
走行レンジを変更するためのシフトレバーとを備え、
前記制御方法は、
運転者により選択された前記シフトレバーのシフトポジションを検出するステップと、
前記シフトポジションがニュートラルポジションに変化したときに、前記エンジンを停止させるように前記エンジンを制御するステップと、
前記シフトポジションが前記ニュートラルポジションに変化し、かつ前記エンジンが停止したことに応じて、前記回転電機による駆動力の発生を停止するように前記インバータを制御するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項６】
前記インバータは、
ゲートの開閉指令によって、前記回転電機への電力の供給および遮断の切替が可能なスイッチング素子を含み、
前記インバータを制御するステップは、前記シフトポジションが前記ニュートラルポジションに変化し、かつ前記エンジンが停止したことに応じて、前記スイッチング素子の前記ゲートを遮断するように制御する、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項７】
前記車両は、
前記回転電機に電力を供給するとともに、前記回転電機により発生された電力を蓄電するための蓄電装置と
前記回転電機と前記蓄電装置との間に設けられ、前記蓄電装置と前記回転電機との間の電力の入出力を遮断可能に構成された電力遮断装置とをさらに備え、
前記制御方法は、
前記スイッチング素子の前記ゲートが遮断されたことに応じて、前記電力遮断装置により電力の入出力を遮断するステップをさらに含む、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置、制御方法およびハイブリッド車両に関し、より特定的には、ハイブリッド車両のアイドル振動防止制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと回転電機（モータジェネレータ）とを動力源とするハイブリッド車両においては、たとえば、遊星歯車機構が搭載され、ピニオンギヤにエンジンの出力軸が、サンギヤに第１の回転電機の回転軸が、リングギヤに駆動軸を介して第２の回転電機の回転軸が、それぞれ結合される。この遊星歯車機構により、エンジンの出力は駆動軸と第１の回転電機とに分割して伝達される。停止状態の車両を発進させる際には、出力効率が悪いエンジンの駆動力を用いずに、第２の回転電機のみで駆動軸を回転させて車両を発進させる。
【０００３】
このようなハイブリッド車両において、シフトポジションをニュートラルポジションに設定した場合に、意図しない回転電機の駆動力が駆動輪に伝達されることを防止するために、回転電機を駆動するインバータの制御指令を遮断する場合がある。
【０００４】
特開２００８−００７０４５号公報（特許文献１）には、上記のようなハイブリッド車両において、シフトポジションが停止ポジション（Ｐポジション）でエンジンが駆動されている場合に、Ｐポジションから、後退ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）の順で操作される際に、Ｎポジションに切替られた時から所定時間経過後にエンジンの停止制御を開始する技術が開示されている。
【０００５】
この技術によれば、ＰまたはＲポジションからＮポジションを通過してＤポジションに切替えられる場合に、エンジンの停止制御が開始されてエンジンのトルクが低下している際に回転電機のトルクが略零に制御されることが抑制される。そのため、エンジンの出力軸が結合されるギヤと回転電機の出力軸が結合されるギヤとの押付力が低くなることによるギヤの振動を抑制することができるので、シフトポジション切替時に発生する異音を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−００７０４５号公報
【特許文献２】特開２００８−０９４１７８号公報
【特許文献３】特開平１０−１７４２０８号公報
【特許文献４】特開２００７−１９６７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１においては、ＰまたはＲポジションからＮポジションを通過してＤポジションに切替えられる場合のみを対象としており、シフトポジションがＰ、ＲまたはＤポジションからＮポジションに切替られる場合については考慮されていない。そして、ＰまたはＲポジションからＮポジションに切替えられた場合に、所定時間経過後にエンジンの停止が開始されたときには回転電機のトルクが略零となっているため、エンジンの出力軸が結合されるギヤと回転電機の出力軸が結合されるギヤとの押付力が低くなって異音が発生する可能性がある。
【０００８】
また、上述のようなハイブリッド車両では、Ｎポジションにおいて回転電機のトルクが略零に制御されるため、エンジンを停止すると回転電機によるクランキングができずエンジンの再駆動ができない。そのため、Ｎポジション切替時にエンジンが駆動されている場合には、エンジンを停止せずに駆動状態（いわゆるアイドル運転）を継続するように制御される場合がある。この場合、回転電機のトルクが略零であるので、回転電機によって発電することもできず無駄な燃料消費となるだけでなく、乗員に対してエンジンのアイドル運転による不要な振動を与えてしまうことになる。
【０００９】
一般的に、エンジンは低負荷の場合には、アイドル運転時の振動（アイドル振動）が相対的に大きくなることが知られている。そのため、上記のように回転電機のトルクが略零となってエンジンに対する負荷が低くなる状態においては、アイドル振動が相対的に大きくなってしまう。
【００１０】
また、特にエンジンから駆動軸の間にトルクコンバータを持たないシステムの場合には、トルクコンバータ内の流体によってエンジン回転変動を吸収することができないため、トルクコンバータを有するシステムに比べて相対的にアイドル振動が大きくなってしまう。
【００１１】
本発明は、このような問題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、ハイブリッド車両において、シフトポジションがニュートラルポジションである場合のアイドル振動を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、回転電機と、回転電機の回転軸、エンジンの回転軸および車輪を駆動する駆動軸に接続される動力分割機構と、回転電機を駆動するためのインバータと、走行レンジを変更するためのシフトレバーとを備えた車両において、シフト検出部と、エンジン制御部と、インバータ制御部とを含む。シフト検出部は、運転者により選択されたシフトレバーのシフトポジションを検出するように構成される。エンジン制御部は、シフト検出部により検出されたシフトポジションがニュートラルポジションに変化したときに、エンジンを停止させるように構成される。そして、インバータ制御部は、シフトポジションがニュートラルポジションに変化し、かつエンジンが停止したことに応じて、回転電機による駆動力の発生を停止するようにインバータを制御する。
【００１３】
また、本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、エンジンと、回転電機と、回転電機の回転軸、エンジンの回転軸および車輪を駆動する駆動軸に接続される動力分割機構と、回転電機を駆動するためのインバータと、走行レンジを変更するためのシフトレバーとを備えた車両において、シフトポジションを検出するステップと、エンジンを制御するステップと、インバータを制御するステップとを含む。シフトポジションを検出するステップは、運転者により選択されたシフトレバーのシフトポジションを検出する。エンジンを制御するステップは、シフトポジションを検出するステップにより検出されたシフトポジションがニュートラルポジションに変化したときに、エンジンを停止させるように制御する。そして、インバータを制御するステップは、シフトポジションがニュートラルポジションに変化し、かつエンジンが停止したことに応じて、回転電機による駆動力の発生を停止するようにインバータを制御する。
【００１４】
上記のハイブリッド車両の制御装置および制御方法によれば、シフトポジションがニュートラルポジションに変化した際に、エンジンを停止させることができるとともに、エンジン停止後に回転電機による駆動力が出力されなくなる。これにより、シフトポジションがニュートラルポジション時にエンジンのアイドル運転が停止される。さらに、エンジン停止までは回転電機の駆動力が出力されて、エンジン駆動トルクが低下している状態においても動力分割機構の各ギヤ間の押付力を持続させることができるので、押付力不足による動力分割機構のギヤの振動を抑制することができる。その結果、シフトポジションがニュートラルポジションに設定されている時に発生するアイドル振動および異音を抑制することができる。また、エンジン停止により燃料消費が削減されるため、燃費を改善することができる。
【００１５】
好ましくは、インバータは、ゲートの開閉指令によって、回転電機への電力の供給および遮断の切替が可能なスイッチング素子を含む。そして、ハイブリッド車両の制御装置におけるインバータ制御部は、シフトポジションがニュートラルポジションに変化し、かつエンジンが停止したことに応じて、スイッチング素子のゲートを遮断するように制御する。
【００１６】
また、ハイブリッド車両の制御方法におけるインバータを制御するステップは、シフトポジションがニュートラルポジションに変化し、かつエンジンが停止したことに応じて、スイッチング素子のゲートを遮断するように制御する。
【００１７】
このような構成とすることで、シフトポジションがニュートラルポジションとなり、かつエンジンが停止した場合に、インバータのスイッチング素子のゲートが遮断されるため、回転電機による駆動力の発生を停止することができる。
【００１８】
あるいは好ましくは、車両は、回転電機に電力を供給するとともに、回転電機により発生された電力を蓄電するための蓄電装置と、蓄電装置およびインバータに接続され、蓄電装置とインバータとの間の電力の入出力を遮断可能に構成された電力遮断装置とをさらに備える。そして、ハイブリッド車両の制御装置は、スイッチング素子のゲートが遮断されたことに応じて、蓄電装置とインバータとの間の電力の入出力を遮断するように電力遮断装置を制御するように構成された遮断制御部をさらに含む。
【００１９】
また、ハイブリッド車両の制御方法は、スイッチング素子のゲートが遮断されたことに応じて、電力遮断装置により電力の入出力を遮断するステップをさらに含む。
【００２０】
このような構成とすることにより、シフトポジションがニュートラルポジションとなり、かつエンジンが停止し、さらにインバータのスイッチング素子のゲートが遮断された場合に、インバータへの電力供給を遮断することができるので、確実に回転電機による駆動力の発生を停止することができる。
【００２１】
また、好ましくは、ハイブリッド車両は、上記に示される制御装置を搭載している。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、ハイブリッド車両において、シフトポジションがニュートラルポジションである場合のアイドル振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に従う制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。
【図２】本実施の形態１における、インバータおよびコンバータの回路構成の詳細を説明するための図である。
【図３】本実施の形態１における、動力分割機構の詳細について説明するための図である。
【図４】本実施の形態１における、エンジン停止制御を説明するための制御構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施の形態１における、エンジン停止制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図６】エンジン停止処理実行中の、エンジン回転速度とモータジェネレータＭＧ１のトルクとの関係を表わす図の例である。
【図７】本発明の実施の形態２に従う制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。
【図８】本実施の形態２における、エンジン停止制御を説明するための制御構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本実施の形態２における、エンジン停止制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２５】
[実施の形態１]
図１には、本発明の実施の形態１に従う制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図が示される。なお、本実施の形態１に従う制御装置を適用できる車両は、図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本実施の形態１に従う制御装置は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと記載する）の出力軸に結合されるギヤとモータジェネレータの回転軸に結合されるギヤとが噛み合う機構を有するハイブリッド車両であれば適用できる。
【００２６】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置であるバッテリ２２０と、コンバータ２４２と、インバータ２４０と、回転電機であるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン１２０と、動力分割機構２００と、出力部材１４０と、減速機１８０と、ドライブシャフト１７０と、駆動輪１６０と、制御装置（以下ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称する。）３００とシフトレバー５３０と、シフトポジションセンサ５４０と、回転センサ５００とを備える。また、ＥＣＵ３００は、、ＨＶ−ＥＣＵ３１０と、エンジンＥＣＵ３２０とを含む。
【００２７】
バッテリ２２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ２２０は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成される。バッテリ２２０は、コンバータ２４２に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ２４０に対し直流電力を供給するとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された電力を蓄電する。
【００２８】
また、バッテリ２２０は、いずれも図示しない電圧センサ、電流センサおよび温度センサにより検出されるバッテリ２２０の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度ＴｂをＨＶ−ＥＣＵ３１０に出力する。
【００２９】
コンバータ２４２は、バッテリ２２０から出力される直流電力を、ＨＶ−ＥＣＵ３１０から出力される駆動指令ＰＷＣに従って、インバータ２４０が必要とする電圧まで昇圧する。また、コンバータ２４２は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０から出力される駆動指令ＰＷＣに従って、インバータ２４０からの回生電力をバッテリ２２０が充電可能な電圧まで降圧する。
【００３０】
インバータ２４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ対応するインバータを包括的に同一ブロックで記載したものであり、コンバータ２４２により昇圧された直流電力を、ＨＶ−ＥＣＵ３１０から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０から出力される駆動指令ＰＷＩ２に従って交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。さらに、インバータ２４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力としてコンバータ２４２に出力する。
【００３１】
図２により、インバータ２４０およびコンバータ２４２の回路構成の詳細を説明する。
図２を参照して、ハイブリッド車両１００は、図１の構成に加えて、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ間に接続される平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検知してＥＣＵ３００に対して出力する電圧センサ２１と、コンバータ２４２によって昇圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ２と、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧ＶＨを検知してＥＣＵ３００に出力する電圧センサ１３とを含む。また、インバータ２４０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１４およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ２２を含む。
【００３２】
コンバータ２４２は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ間に直列に接続される電力用スイッチング素子であるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００３３】
リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００３４】
インバータ１４は、コンバータ２４２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン１２０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン１２０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ２４２に出力する。このときコンバータ２４２は、降圧回路として動作するようにＥＣＵ３００によって制御される。
【００３５】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。
【００３６】
Ｕ相アーム１５は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００３７】
Ｖ相アーム１６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００３８】
Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００３９】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
【００４０】
インバータ１４は、ＥＣＵ３００から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って上記ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート信号をオンまたはオフさせることによって、コンバータ２４２から供給される直流電力を所望の交流電力に変換する。このゲート信号をすべてオフ（遮断）することにより、モータジェネレータＭＧ１の駆動力の発生を停止することができる。
【００４１】
ハイブリッド車両１００は、さらに、コンバータ２４２に対してインバータ１４と並列的に接続されるインバータ２２を含む。
【００４２】
インバータ２２は駆動輪１６０を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ２４２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ２４２に出力する。このときコンバータ２４２は降圧回路として動作するようにＥＣＵ３００によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００４３】
再び図１を参照して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ２４０から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発生するとともに、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からの回生トルク指令によって回生制動力を車両に発生する。
【００４４】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２００を介してエンジン１２０にも連結される。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３１０によって、エンジン１２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン１２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪１６０を駆動する電動機として機能させるものとする。
【００４５】
動力分割機構２００には、エンジン１２０の動力を、出力部材１４０を介して駆動輪１６０とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００４６】
図３を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ２０２と、ピニオンギヤ２０４と、キャリア２０６と、リングギヤ２０８とを含む遊星歯車から構成される。
【００４７】
ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はモータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０の出力軸であるクランクシャフト（図示しない）に連結される。リングギヤ２０８はモータジェネレータＭＧ２の回転軸および減速機１８０に連結される。これにより、エンジン１２０、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２のうちのいずれか２つの回転方向および回転速度が決まると、残りの回転方向および回転速度も強制的に決まる。
【００４８】
そして、エンジン１２０およびモータジェネレータＭＧ２により発生された駆動力は、出力部材１４０、減速機１８０およびドライブシャフト１７０を介して、駆動輪１６０に伝達される。
【００４９】
再び図１を参照して、シフトポジションセンサ５４０は、シフトレバー５３０の位置を検知し、検知結果を表わす信号ＰＯＳをＨＶ−ＥＣＵ３１０に出力する。シフトレバー５３０は、停止ポジション（Ｐポジション）、後退ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）を含んでいる。
【００５０】
回転センサ５００は、エンジン１２０の出力軸であるクランクシャフトの回転速度を検知し、検知結果を表わす信号であるエンジン回転速度ＮＥをＨＶ−ＥＣＵ３１０に出力する。
【００５１】
ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、バッテリ２２０より電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂの入力を受け、バッテリの充電状態を示す状態量、たとえば残存容量（ＳＯＣ（State of Charge）とも称する。）および充電電力上限値Ｗｉｎなどを算出する。
【００５２】
ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、回転センサ５００により検知されるエンジン回転速度ＮＥ、およびシフトポジションセンサ５４０によって検知されるシフトレバー５３０の位置を表わすシフト位置信号ＰＯＳの入力を受ける。
【００５３】
また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、コンバータ２４２を制御するための信号ＰＷＣを生成し、コンバータ２４２へ出力する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、インバータ２４０を駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をインバータ２４０へ出力する。また、エンジン１２０を制御する信号をエンジンＥＣＵ３２０に送信する。
【００５４】
なお、ＨＶ−ＥＣＵ３１０およびエンジンＥＣＵ３２０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００５５】
また、図１においては、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とエンジンＥＣＵ３２０とを別個の制御装置とする構成としているが、ＥＣＵの構成はこれに限定されず、図１の破線で示すように、１つの制御装置として構成してもよい。また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０のうちの一部の機能を、さらに別個の制御装置に分割することとしてもよい。
【００５６】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、モータジェネレータのみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータＭＧ２およびエンジンＥＣＵ３２０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータＭＧ２のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時にバッテリ２２０を充電することができる）。
【００５７】
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータＭＧ１を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらにバッテリ２２０からの電力をモータジェネレータＭＧ２に供給してモータジェネレータＭＧ２の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。
【００５８】
一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータＭＧ２が発電機として機能して回生発電を行ない、回収した回生電力をバッテリ２２０に蓄える。なお、バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータＭＧ１による発電量を増やしてバッテリ２２０に対する充電量を増加する。
【００５９】
また、バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれても回生エネルギが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を８０％とし、下限値を３０％として設定され、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。
【００６０】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、エンジン１２０、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を、シフトレバー５３０の位置に応じて以下のように制御する。
【００６１】
シフトレバー５３０の位置がＰポジションである場合、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、通常はエンジン１２０、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ停止する。ただし、バッテリ２２０のＳＯＣが下限値より低い場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、Ｐポジションであってもエンジン１２０を駆動する。そして、動力分割機構２００を介してモータジェネレータＭＧ１に伝達されるエンジン１２０の動力により、モータジェネレータＭＧ１が発電を行なう。発生した電力はバッテリ２２０に充電される。
【００６２】
シフトレバー５３０の位置がＲポジションである場合、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、モータジェネレータＭＧ２の出力のみでハイブリッド車両を後退させるようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【００６３】
シフトレバー５３０の位置がＤポジションである場合、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ハイブリッド車両を前進走行させるため、エンジンまたは／およびモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【００６４】
シフトレバー５３０の位置がＮポジションである場合、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ハイブリッド車両の駆動力をニュートラル状態とするために、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による駆動力の発生が停止されるように制御する。
【００６５】
このような制御を行なうハイブリッド車両においては、シフトレバー５３０の位置がＮポジションである場合にエンジン１２０を停止してしまうとモータジェネレータＭＧ１からの駆動力の出力ができずクランキングによるエンジン１２０の再駆動ができないため、エンジン１２０が駆動状態でシフトレバー５３０の位置がＮポジションとなった場合には、エンジン１２０の駆動を継続させる制御が採用される場合があった。このような場合、停車中のエンジン１２０のアイドル運転による振動（アイドル振動）が発生してしまう。
【００６６】
また、エンジンのみを搭載した車両において、変速機構にオートマチックトランスミッションが採用される場合は、流体による動力伝達機構であるトルクコンバータが用いられているため、エンジンのアイドル振動はトルクコンバータ内の流体（作動油）によってある程度吸収されていた。しかし、図１に示すようなハイブリッド車両においては、変速機構としてギヤによる動力分割機構が採用されているため、アイドル振動を吸収する部分が少なく、トルクコンバータを有するオートマチックトランスミッションが採用される場合に比べてアイドル振動が伝達されやすい構造となっている。
【００６７】
なお、上記のようなハイブリッド車両において、モータジェネレータＭＧ１の駆動力の出力が可能なＰポジションのような場合であれば、たとえばアイドル振動を相殺するような逆位相トルクによりモータジェネレータＭＧ１を駆動する制振制御を行なうことで、アイドル振動の発生を抑制することが可能である。しかしながら、Ｎポジションにおいては、上述のようにモータジェネレータＭＧ１の駆動力が遮断されているために、このような制振制御を行なうことも困難であるので、アイドル振動が発生しやすい。
【００６８】
近年、高級車にもハイブリッドシステムが搭載されるようになっており、静粛性に対する要求がさらに高くなってきている。そのため、ハイブリッド車両におけるアイドル振動を一層抑制することが望ましい。
【００６９】
また、Ｎポジションでは、上記のようにモータジェネレータＭＧ１のトルクが遮断されているので、エンジン１２０が運転されてもモータジェネレータＭＧ１による発電ができず、燃料を無駄に消費してしまう。そのため、燃料消費削減による燃費向上および環境保護の観点からも、Ｎポジションでのアイドル運転を停止させることが望ましい。
【００７０】
そこで、本実施の形態１においては、シフトポジションがニュートラルポジションに切替えられた際に、エンジン１２０の停止を先行させるとともに、エンジン１２０の停止後に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の制御指令を遮断するエンジン停止制御を行なう。このエンジン停止制御によって、アイドル振動を抑制するとともに燃料消費削減を図る。
【００７１】
図４には、本実施の形態１におけるエンジン停止制御を説明するための、ＥＣＵ３００の制御構成を示す機能ブロック図である。図４および後述する図８で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００７２】
図４を参照して、ＥＣＵ３００のＨＶ−ＥＣＵ３１０は、シフト検出部４００と、エンジン制御部４１０と、インバータ制御部４２０とを含む。
【００７３】
シフト検出部４００は、シフトポジションセンサ５４０からシフトポジションを示すシフト位置信号ＰＯＳを受け、シフトポジションがＮポジションに切替えられたか否かを検出する。そして、Ｎポジションに切替えられたことが検出された場合には、Ｎポジションであることを表わすニュートラルポジションフラグＮＰＦＬＧをオンとして、エンジン制御部４１０およびインバータ制御部４２０に出力する。
【００７４】
このとき、Ｎポジションへ切替えられたか否かの判定においては、シフトレバー５３０がＮポジション位置に所定時間（たとえば１秒間）以上継続して設定されていることによって判定を行なう。これは、Ｎポジションを通過して他のシフトポジションに切替えられるような場合に、瞬間的にＮポジションを検出してしまうことによって、不必要なタイミングで本エンジン停止制御が実行されることを防止するためである。
【００７５】
エンジン制御部４１０は、シフト検出部４００からニュートラルポジションフラグＮＰＦＬＧの入力を受ける。そして、ニュートラルポジションフラグＮＰＦＬＧがオン、すなわちニュートラルポジションへ切替えられたことが検出された場合には、エンジン制御部４１０は、エンジン停止信号ＥＳＴＰをオンとしてエンジンＥＣＵ３２０に出力する。このエンジン停止信号ＥＳＴＰに応じて、エンジンＥＣＵ３２０は、燃料噴射の停止、シリンダ内への点火停止などのエンジン１２０の停止制御を行なう。
【００７６】
インバータ制御部４２０は、回転センサ５００によって検出されるエンジン回転速度ＮＥと、シフト検出部４００からのニュートラルポジションフラグＮＰＦＬＧの入力を受ける。そして、インバータ制御部４２０は、シフトポジションがＮポジションに切替えられ、かつエンジン１２０が停止されたことが検出されると、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力が遮断されるように（すなわちインバータ２４０のスイッチング素子のゲートが遮断されるように）インバータ２４０の駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、インバータ２４０に出力する。
【００７７】
このように制御することにより、Ｎポジションへの切替でエンジン１２０の停止をさせることで、エンジン１２０のアイドル振動を抑制することができる。また、エンジン１２０が停止するまでモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの出力を継続することで、エンジントルク低下時における動力分割機構２００内のギヤの押付力低下が防止できるので、ギヤの振動による異音の発生を抑制することができる。
【００７８】
図５には、ＥＣＵ３００によるエンジン停止制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートが示される。図５および以降に説明する図９に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００７９】
図５を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）５００にて、シフトポジションセンサ５４０からのシフト位置信号ＰＯＳにより、現在のシフトポジションを検出する。
【００８０】
次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ５１０にて、シフトポジションがＮポジション以外からＮポジションに変化したか否かを判定する。
【００８１】
シフトポジションがＮポジションに変化した場合（Ｓ５１０にてＹＥＳ）は、次にＳ５２０にて、エンジン１２０が運転中か否かが判定される。具体的には、回転センサ５００により検出されるエンジン回転速度ＮＥが、所定の基準回転速度よりも低いか否かによって判定される。
【００８２】
エンジン１２０が運転中である場合（Ｓ５２０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ５３０にてエンジン停止処理を実行する。具体的には、エンジン１２０への燃料噴射を停止させるとともに、すでに噴射された燃料への点火が完了した時点で点火制御を停止させる。そして、エンジン１２０が停止するまで（すなわちエンジン回転速度ＮＥが所定の基準値以下となるまで）、エンジン１２０が停止したか否かの判定が繰り返され（Ｓ５４０）、エンジン１２０が停止したことが検出された場合（Ｓ５４０にてＹＥＳ）には、次にＳ５５０に処理が進められる。
【００８３】
このとき、図６に示されるように、エンジン停止処理に伴って、モータジェネレータＭＧ１にはエンジン回転速度を低下させるようなトルクが付加される。これにより、エンジン回転速度ＮＥがエンジン１２０の機械的な共振回転速度を速やかに通過できるようにし、エンジン停止時間の短縮を図っている。
【００８４】
一方、Ｓ５２０において、エンジン１２０が運転中でない場合（Ｓ５２０にてＮＯ）は、Ｓ５３０からＳ５４０までのエンジン停止処理がスキップされ、５５０に処理が進められる。
【００８５】
Ｓ５５０では、ＥＣＵ３００は、シフトポジションがＮポジションに切替えられ、かつエンジン１２０が停止したことによって、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）を確定する。
【００８６】
そして、次にＳ５６０にて、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの駆動力の発生を停止（遮断）するように、駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。そして、この駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をインバータ２４０に出力して、インバータ２４０を停止させる。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【００８７】
また、シフトポジションがＮポジションに変化していない場合（Ｓ５１０にてＮＯ）は、上記のＳ５２０−Ｓ５６０までの処理は行なわれずメインルーチンに処理が戻される。
【００８８】
上記のようなフローチャートに従った処理を行なうことで、Ｎポジションにおいてのエンジン１２０によるアイドル振動を抑制することができる。さらに、エンジン停止により、燃料消費が削減できるので、燃費を改善することができる。
【００８９】
[実施の形態２]
実施の形態２においては、実施の形態１に加えて、バッテリ２２０とコンバータ２４２との間に、電力を遮断するための電力遮断装置を備えることにより、シフトポジションがＮポジションの場合に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの駆動力の発生を確実に停止する制御について説明する。
【００９０】
図７には、本発明の実施の形態２に従う制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図が示される。図７は、図１におけるバッテリ２２０とコンバータ２４２との間に、電力を遮断するための電力遮断装置であるシステムリレー（以下、ＳＭＲとも称する。）２２２が追加された構成となっている。以下の説明において、図１と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【００９１】
図７を参照して、ＳＭＲ２２２は、バッテリ２２０とコンバータ２４２との間に設けられ、バッテリ２２０およびコンバータ２４２に接続される。そして、ＳＭＲ２２２は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からの遮断信号ＳＤによって、電力の遮断または伝達を切替える。遮断信号ＳＤがオンの場合は、電力が遮断されるようにＳＭＲ２２２の接点が開放される。一方、遮断信号ＳＤがオフの場合は、電力の入出力が可能となるようにＳＭＲ２２２の接点が閉じられる。
【００９２】
図８は、本実施の形態２におけるエンジン停止制御を説明するための、ＥＣＵ３００の制御構成を示す機能ブロック図である。図８は、実施の形態１における図４の機能ブロック図に、遮断制御部４３０が追加されたものとなっている。以下の説明において、図４と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【００９３】
インバータ制御部４２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの駆動力の発生が停止されるように（すなわち、スイッチング素子のゲートを遮断するように）、インバータ２４０に対してＰＷＩ１，ＰＷＩ２を出力するとともに、ゲート遮断を行なったことを示すゲート遮断信号ＧＳを遮断制御部４３０に出力する。
【００９４】
遮断制御部４３０は、シフト検出部からのニュートラルポジションフラグＮＰＦＬＧ、インバータ制御部４２０からのゲート遮断信号ＧＳおよび回転センサ５００からのエンジン回転速度ＮＥの入力を受ける。そして、遮断制御部４３０は、シフトポジションがＮポジションへ切替えられ、かつエンジンが停止し、さらにインバータ２４０の制御指令が遮断されたことを検出すると、ＳＭＲ２２２を遮断するための遮断信号ＳＤをオンとしてＳＭＲ２２２に出力する。
【００９５】
図９には、実施の形態２における、ＥＣＵ３００によるエンジン停止制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートが示される。図９は、実施の形態１における図５のフローチャートに、ステップＳ５７０が追加されたものとなっている。以下の説明において、図５と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【００９６】
ＥＣＵ３００は、Ｓ５６０にて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの駆動力の発生を停止（遮断）するように、インバータ２４０の駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、インバータ２４０に駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を出力する。そして、処理がＳ５７０に進められ、ＥＣＵ３００は、バッテリ２２０からの放電を遮断するために、ＳＭＲ２２２に対して遮断指令ＳＤをオンとして出力する。
【００９７】
これにより、ＳＭＲ２２２の接点が開放され、バッテリ２２０からコンバータ２４２への電力の供給が停止する。
【００９８】
なお、図示しないが、シフトポジションがＮポジション以外へ切替えられた場合には、遮断信号ＳＤはオフとされ、ＳＭＲ２２２の接点が閉じられる。
【００９９】
上記のような処理に従った制御を行なうことによって、シフトポジションがＮポジション設定時に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの駆動力の発生を確実に遮断することが可能となる。
【０１００】
なお、上述した機能ブロック図およびフローチャートについては、記載したすべての機能ブロックおよびステップを備えることは必須ではなく、必要に応じて一部の機能ブロック、ステップを省略することが可能であることを、確認的に述べておく。
【０１０１】
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。
【符号の説明】
【０１０２】
１３，２１  電圧センサ、１４，２２，２４０  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、１００  ハイブリッド車両、１２０  エンジン、１４０  出力部材、１６０  駆動輪、１７０  ドライブシャフト、１８０  減速機、２００  動力分割機構、２０２  サンギヤ、２０４  ピニオンギヤ、２０６  キャリア、２０８  リングギヤ、２２０  バッテリ、２２２  システムリレー、２４２  コンバータ、３００  ＥＣＵ、３１０  ＨＶ−ＥＣＵ、３２０  エンジンＥＣＵ、４００  シフト検出部、４１０  エンジン制御部、４２０  インバータ制御部、４３０  遮断制御部、５００  回転センサ、５３０  シフトレバー、５４０  シフトポジションセンサ、Ｃ１，Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１−Ｄ８  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ２  電源ライン、ＳＬ  接地ライン。
【図１】
2010208541.tif 000003
【図２】
2010208541.tif 000004
【図３】
2010208541.tif 000005
【図４】
2010208541.tif 000006
【図５】
2010208541.tif 000007
【図６】
2010208541.tif 000008
【図７】
2010208541.tif 000009
【図８】
2010208541.tif 000010
【図９】
2010208541.tif 000011