(57)【要約】  モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するモータ制御手段とを備える。モータ制御手段は、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える。
2014038350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、
モータトルク指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
を備え、
前記モータ制御手段は、前記エンジン始動条件検出手段による検出結果に基づいて前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整するエンジン回転数上昇速度調整手段をさらに備える、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの始動時に、エンジン始動負荷が増大する状況であるか否かを判定する状況判定手段と、
前記エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、前記エンジン回転数上昇速度調整手段によって調整されたエンジン回転数の上昇速度となるように、前記モータトルク指令値を大きくするモータトルク指令値制御手段と、
をさらに備えるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、最初にトルク制御を行ってから回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値の上限値を、前記トルク制御時のモータトルク指令値に設定する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値に対して車体振動の周波数成分を除去する指令を加算し、加算結果であるトルク指令値と所定のトルク上限値のうち低い方の値に基づいて、前記モータの駆動を制御する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するハイブリッド車両の制御方法において、
エンジンの始動条件を検出するステップと、
前記エンジンの始動条件の検出結果に基づいて前記エンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加えるステップと、
を有する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および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００３−９５６６Ａには、電動モータとエンジンを動力源とするハイブリッド車両の制御装置において、電動モータを用いてエンジンを始動する場合のモータ制御について、振動トルクを抑制するようなトルク指令値に基づいてトルク制御を行った後、回転数制御に移行することで、乗員が不快と感じる振動を抑制する方法が開示されている。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、ＪＰ２００３−９５６６Ａに記載のハイブリッド車両の制御装置では、基本トルク値に、エンジンのクランク角度に応じて定まる振動抑制トルクを加えてトルク指令値を生成しているので、モータ制御ユニットにおいてエンジンのクランク角度を認識していないシステムでは、振動抑制トルクを設定することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、エンジンのクランク角度を必要とせずに、車体振動を抑制することを目的とする。
【０００５】
一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置は、モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置である。このハイブリッド車両の制御装置において、エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するモータ制御手段とを備える。モータ制御手段は、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える。
【０００６】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。
【図２】図２は、モータジェネレータの制御機能を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク−モータ回転数特性の概要図である。
【図４Ａ】図４Ａは、トルクフィルタを施さない場合の制御結果を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、トルクフィルタを施した場合の制御結果を示す図である。
【図５】図５は、エンジン回転数と、エンジン始動後に生ずるエンジントルク脈動の周波数と、フロア振動周波数（固定周波数）との関係を示す図である。
【図６】図６は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにした場合の図である。
【図７】図７は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるようにした場合の図である。
【図８Ａ】図８Ａは、位相調整が無い場合の結果を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、位相調整がある場合の結果を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態において、モータジェネレータの制御機能を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク−モータ回転数特性の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。このハイブリッド車両は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車（後輪駆動車）をベース車両としている。図中、符号１は、第１動力源としてのエンジンを示し、符号２は、駆動車輪（後輪）を示す。
【０００９】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、通常の後輪駆動車と同様に、エンジン１の後方、即ち車両前後方向の後方に、自動変速機３をタンデムに配置している。また、エンジン１（クランクシャフト１a）からの回転を自動変速機３の入力軸３ａへ伝達する軸４に結合してモータジェネレータ５を設け、このモータジェネレータ５を、第２動力源としている。
【００１０】
モータジェネレータ５は、駆動モータ（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。このモータジェネレータ５は、エンジン１および自動変速機３間に配置されている。モータジェネレータ５およびエンジン１間、より詳しくは、軸４とエンジンクランクシャフト１ａとの間に、第１クラッチ６を介挿し、この第１クラッチ６によって、エンジン１およびモータジェネレータ５間を切離し可能に結合する。第１クラッチ６は、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。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もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより、第１クラッチ６を構成する。
【００１１】
モータジェネレータ５および自動変速機３間、より詳しくは、軸４と変速機入力軸３ａとの間に第２クラッチ７を介挿し、この第２クラッチ７によって、モータジェネレータ５および自動変速機３間を切離し可能に結合する。第２クラッチ７も第１クラッチ６と同様、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。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もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより、第２クラッチ７を構成する。
【００１２】
自動変速機３は、周知の任意なものでよく、複数の変速摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結・解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放の組み合わせによって、伝動系路（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、選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置８によって左右後輪２へ分配して伝達され、車両の走行に供される。但し、自動変速機３は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。
【００１３】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、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、第１クラッチ６を解放し、第２クラッチ７の締結により、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５を駆動すると、当該モータジェネレータ５からの出力回転のみが変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じて変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をモータジェネレータ５のみによって、電気走行（ＥＶ走行）させることができる。
【００１４】
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走行）モードが要求される場合、第２クラッチ７の締結によって自動変速機３を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第１クラッチ６も締結させる。この状態では、第１クラッチ６の締結により始動されたエンジン１からの出力回転、または、エンジン１からの出力回転およびモータジェネレータ５からの出力回転の双方が変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をエンジン１およびモータジェネレータ５の双方によって、ハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）させることができる。
【００１５】
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ってモータジェネレータ５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する。この発電電力をモータジェネレータ５のモータ駆動に用いるために蓄電しておくことによって、エンジン１の燃費を向上させることができる。
【００１６】
以上が本発明を適用するハイブリッド車両の概要である。このようなハイブリッド車両において、車両の停車時にエンジンを自動停止するアイドルストップ機能が知られている。アイドルストップ機能付きのハイブリッド車両では、停車時間が長期化した場合や、補機類、エアコンなどによる消費電力によってバッテリの蓄電量が減少した場合などに、発電のためにエンジンを始動して充電動作を行うシーンがある。
【００１７】
しかし、停車中にドライバの意図によらずに行うエンジン始動では、エンジン始動に伴う車体の振動によってドライバに不快感を与えやすいという課題がある。このようなエンジン始動時に発生する不快な車体振動は、エンジンマウントなどの固有共振周波数で決まる周波数の車体振動であり、エンジン始動のために入力する入力トルクの反力による起振と、エンジン回転数に依存するエンジンのトルク脈動による励起の２つの要因により発生する。この車体振動を軽減するためには、エンジントルク脈動との共振回転数帯域の時間が短くなるよう、エンジンの回転数の上昇を早くするのが望ましい。しかし、一方で回転数の上昇を早くするために大きなトルクで始動を開始すると、その入力トルクの反力により車体振動を起振してしまうという課題があり、入力トルク反力による起振と、エンジントルク脈動による共振という２つの課題を両立させる必要がある。
【００１８】
一実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５を用いたエンジン１の始動時に、モータジェネレータ５へのトルク指令値から車体振動の周波数成分を除去し、車体振動の周波数成分を除去したトルク指令値に基づいて、モータジェネレータ５の駆動を行う。これにより、エンジン始動開始トルクの入力による不快な車体振動の発生を抑制することができる。
【００１９】
図２は、モータジェネレータ５の制御機能を示すブロック図である。
【００２０】
車両制御部２１は、ギアポジション、アクセル開度、モータジェネレータ５に対する発電要求、第１クラッチ６の締結状態などの車両情報や、エンジン回転数、モータ回転数に基づいて、エンジンの始動条件、すなわち、エンジン１の始動を行うか否かを判定するとともに、モータジェネレータ５をトルク制御で駆動する際のトルク指令値、トルク指令値に後述するトルクフィルタを施すか否かを指示するためのトルクフィルタ動作指令、モータジェネレータ５を回転数制御で駆動する際の回転数指令値、および、回転数制御を行う際のトルク上限値を求める。
【００２１】
図２の拡大図に示すように、トルク指令値演算部２２は、トルクフィルタ演算部２２Ａとスイッチ２２Ｂとを備える。トルクフィルタ演算部２２Ａは、車両制御部２１から入力されるトルクフィルタ動作指令に基づいて、トルクフィルタを施す指令が入力された場合に、乗員が不快と感じる車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタをトルク指令値に施す。乗員が不快と感じる車体振動の周波数は、実験等によって予め求めておく。スイッチ２２Ｂは、トルクフィルタを施す指令が入力されていない場合は、車両制御部２１から入力されるトルク指令値を選択し、トルクフィルタを施す指令が入力された場合には、トルクフィルタが施されたトルク指令値を選択して、トルク出力Ａとして出力する。
【００２２】
回転数制御部２３は、車両制御部２１から入力される回転数指令値とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値をトルク出力Ｂとして出力する。
【００２３】
スイッチ２４は、車両制御部２１からの指令に基づいて、トルク出力Ａおよびトルク出力Ｂのうちの一方を選択して、トルク要求値としてモータ制御部２５に出力する。
【００２４】
モータ制御部２５は、入力されたトルク要求値に基づいて、バッテリ（不図示）と接続されたインバータ（不図示）を制御して、モータ駆動電流をモータ５に供給する。
【００２５】
図３は、図２の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク−モータ回転数特性の概要図である。図３において、上図はモータトルクを、下図はモータ回転数をそれぞれ示している。本実施形態では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を最初にトルク制御で行い、その後回転数制御に切り換える。
【００２６】
第１クラッチ６が締結された後、車両制御部２１は、トルク制御を行うためのトルク指令値Ｔａをトルク指令演算部２２に出力する。トルク指令演算部２２は、入力されたトルク指令値Ｔａに対して、車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを施す。この場合、トルクフィルタが施されたトルク指令値がトルク要求値としてモータ制御部２５に入力される。モータ制御部２５は、トルク要求値に基づいてモータジェネレータ５を制御する。これにより、モータ回転数が上昇する。
【００２７】
モータ回転数が予め決められた回転数ωｂに到達すると、トルク制御から回転数制御に移行する。すなわち、車両制御部２１は、回転数制御を行うための回転数指令値ω*およびトルク上限値Ｔｃを回転数制御部２３に出力する。ここでは、トルク上限値Ｔｃを、トルク制御時のトルク指令値Ｔａとする。回転数制御部２３は、車両制御部２１から入力される回転数指令値ω*とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値Ｔｃ（＝Ｔａ）のうち低い方の値を出力する。モータ制御部２５は、回転数制御部２３の出力（トルク要求値）に基づいてモータジェネレータ５を制御する。
【００２８】
回転数制御により、モータ回転数が回転数指令値ω*に到達すると、回転数制御部２３の出力であるトルク要求値は小さくなり、モータ回転数が回転数指令値ω*に追従して定常状態となる。
【００２９】
トルク制御から回転数制御に移行すると、モータジェネレータ５の実回転数の変動により、トルク指令値も変動し、車体のフロア左右振動（フロア振動）を助長する可能性がある。しかし、回転数制御時のトルク上限値Ｔｃをトルク制御時のトルク指令値Ｔａに設定することにより、少なくとも増加側のトルク変動を回避して、フロア左右振動への影響を小さくすることができる。また、減少側のトルク変動は許容するので、モータジェネレータ５の回転数が回転数指令値ω*に収束するのに影響を与えることはない。
【００３０】
図４Ａおよび図４Ｂは、トルク指令値Ｔａに車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを施す効果について説明するための図である。図４Ａは、トルクフィルタを施さない場合の制御結果を示し、図４Ｂは、トルクフィルタを施した場合の制御結果を示している。図４Ａ、図４Ｂでは、上から順に、トルク指令値（トルク要求値）、車体のフロア左右振動、モータ回転数を示している。
【００３１】
トルクフィルタを施さない場合、図４Ａに示すように、エンジン始動のためのトルク入力によりフロア左右振動が始まる。これに対して、トルクフィルタを施す場合、図４Ｂに示すように、トルク入力後のフロア左右振動がほぼ抑制されている。このように、車体振動の周波数成分を除去するインバースフィルタをトルク指令値に施すことにより、入力トルクの反力による初期振動は抑制することができる。しかし、この場合でも、エンジン回転数の上昇とともに発達するエンジントルク脈動によりフロア振動が始まる。このフロア振動の開始タイミングは、同じトルク指令値による同等の回転数上昇速度での始動であれば、ほぼ一定の回転数で発生することが分かっている。
【００３２】
図５は、エンジン回転数と、エンジン始動後に生ずるエンジントルク脈動の周波数と、フロア振動周波数（固定周波数）との関係を示す図である。後述するように、本実施形態では、エンジントルク脈動の位相を調整する制御を行うが、図５では、エンジントルク脈動の位相を調整していない場合の制御結果例を示している。図５では、３０００（ｒｐｍ／ｓ）の回転上昇速度でエンジン始動を行ったときに、約１５０ｒｐｍから、約１５Ｈｚのトルク脈動による車体振動が発生する例を示している。
【００３３】
フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、図５に示す例では、５０ｍｓ時点においてフロア左右振動のマイナス側のピークと、エンジントルク脈動のマイナス側のピークとが一致している。すなわち、共振による振動の励起が発生しやすい状態にある。
【００３４】
従って、本実施形態では、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動とフロア左右振動とが共振しないようにする。より具体的には、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないように、エンジン回転数の上昇速度を設定する。
【００３５】
図６は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにした場合の図である。図６に示す例では、エンジン回転数の上昇速度を５０００（ｒｐｍ／ｓ）としている。
【００３６】
フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、図６に示す例でも、フロア左右振動は５０ｍｓ時点でマイナス側のピークとなるが、エンジントルク脈動のマイナス側のピークはエンジン回転数の上昇速度に比して早くなるので、５０ｍｓより早くなる。すなわち、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないので、共振による振動の増加を抑制することができる。
【００３７】
ここで、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにするだけでなく、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるように、エンジン回転数の上昇速度を設定すると、より効果的に振動を抑制することができる。
【００３８】
図７は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるようにした場合の図である。図７に示す例では、エンジン回転数の上昇速度を６０００（ｒｐｍ／ｓ）とし、約２００ｒｐｍで車体振動が発生している。
【００３９】
フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、５０ｍｓ時点でフロア左右振動はマイナスピークとなっているが、エンジントルク脈動はプラスピークとなっている。このように、エンジントルク脈動とフロア振動のピーク位相を逆位相とすることにより、エンジントルク脈動とフロア振動とを相殺させて振動の収束を早め、不快な車体振動を抑制することができる。
【００４０】
図５〜図７では、フロア左右振動の開始とエンジントルク脈動の開始が同期する場合を例に挙げて説明しているが、非同期に開始したとしても、フロア振動周期により決定するフロア振動のピーク位相発生時間において、エンジントルク脈動の位相量は変わらず、同様に設定することができる。また、上述した例では、フロア左右振動の最初のマイナスピークを例に挙げて説明しているが、出力可能なトルクの大きさやエンジン負荷によって制限される実現可能なエンジン回転上昇範囲内であれば、どのフロア振動ピークを目標にしても設定が可能であり、振動低減効果を得ることができる。また、上述した例では、エンジントルク脈動は正弦波として説明したが、正弦波でなくとも波形が周知であれば、その波形に合わせて設定位相を調整すれば対応は可能である。
【００４１】
図８Ａおよび図８Ｂは、エンジン回転数の上昇速度の調整による位相調整の効果を説明するための図である。図８Ａは、位相調整が無い場合の結果を示す図であり、図８Ｂは、位相調整がある場合の結果を示す図である。位相調整は、トルク指令値の大きさに基づいてエンジン回転数の上昇速度を変更することによって行っている。図８Ａと図８Ｂとを比較して分かるように、位相調整を行った場合には、フロア左右振動のマイナスピークが抑制されているのが分かる。
【００４２】
ここで、低外気温下に長期放置された後の初回エンジン始動時などのように、エンジン始動時の負荷トルクが増大する場合には、通常始動時と同じエンジン回転数の上昇速度が得られるように、トルク指令値を設定する。すなわち、通常始動時には、図３に示すトルク指令値Ｔａを、上述したエンジン回転数の上昇速度を達成するのに必要な値に設定するが、エンジン始動時の負荷が増加する状況下では、その状況下で通常始動時のエンジン回転数の上昇速度を達成するのに必要なトルク指令値に設定する。すなわち、エンジン始動時の負荷が増加する状況下では、トルク指令値Ｔａよりも大きいトルク指令値に設定する。
【００４３】
車両制御部２１は、例えば図示しない温度センサから入力されるエンジン１の温度に基づいて、エンジン始動時の負荷が増加する状況下であるか否かを判定し、負荷が増加する状況下であると判定すると、増加する負荷を考慮したトルク指令値を算出する。なお、エンジン始動時の負荷が増加する状況下であるか否かの判定は、エンジン１の温度以外の要素に基づいて行うこともできる。
【００４４】
以上、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジン１を始動するためにモータジェネレータ５の駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加えるので、エンジンのクランク角度を必要とせずに、エンジン始動時のトルク入力に起因する車体振動の発生を抑制することができる。
【００４５】
また、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整する。特に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、エンジン回転数の上昇速度を調整するので、車両のフロア振動とエンジントルク脈動とが共振するのを防いで、車体振動が増長するのを抑制することができる。
【００４６】
さらに、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、エンジン回転数の上昇速度を調整するので、車両のフロア振動とエンジントルク脈動とを相殺させて、車体振動をより効果的に抑制することができる。
【００４７】
また、エンジンの始動時に、エンジン始動負荷が増大する状況であるか否かを判定し、エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、調整したエンジン回転数の上昇速度となるように、モータトルク指令値を大きくする。これにより、エンジン始動負荷が増大する状況下でも、エンジン始動負荷が増大しない場合と同様の車体振動抑制効果を得ることができる。
【００４８】
第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、エンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、最初にトルク制御を行ってから回転数制御を行うものであって、回転数制御時のモータトルク指令値の上限値を、トルク制御時のモータトルク指令値に設定するので、トルク制御から回転数制御への切替時にトルク変動が生じるのを抑制して、車体振動の発生を抑制することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を最初にトルク制御で行い、その後回転数制御に切り換えた。第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を回転数制御にて行う。
【００５０】
図９は、第２の実施形態において、モータジェネレータ５の制御機能を示すブロック図である。
【００５１】
車両制御部２１Ａは、ギアポジション、アクセル開度、モータジェネレータ５に対する発電要求、第１クラッチ６の締結状態などの車両情報や、エンジン回転数、モータ回転数に基づいて、エンジンの始動条件、すなわち、エンジン１の始動を行うか否かを判定するとともに、モータジェネレータ５を回転数制御で駆動する際の回転数指令値、トルク上限値、および、トルク指令値にトルクフィルタを施すか否かを指示するためのトルクフィルタ動作指令を求める。
【００５２】
回転数制御部２３Ａは、車両制御部２１Ａから入力される回転数指令値とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値を出力する。
【００５３】
トルクフィルタ部９０は、車両制御部２１Ａから入力されるトルクフィルタ動作指令に基づいて、トルクフィルタを施す指令が入力された場合に、乗員が不快と感じる車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを回転数制御部２３Ａの出力に施す。スイッチ９１は、トルクフィルタを施す指令が入力されていない場合は、回転数制御部２３Ａから入力されるトルク指令値を選択し、トルクフィルタを施す指令が入力された場合には、トルクフィルタが施されたトルク指令値を選択してモータ制御部２５に出力する。
【００５４】
モータ制御部２５は、入力されたトルク要求値に基づいて、バッテリ（不図示）と接続されたインバータ（不図示）を制御して、モータ駆動電流をモータ５に供給する。
【００５５】
図１０は、図９の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク−モータ回転数特性の概要図である。図１０において、上図はモータトルクを、下図はモータ回転数をそれぞれ示している。
【００５６】
第１クラッチ６が締結された後、車両制御部２１Ａは、回転数指令値ω*、トルク上限値、および、トルクフィルタ動作指令を回転数制御部２３Ａに出力する。
【００５７】
上述したように、回転数制御部２３Ａは、車両制御部２１Ａから入力される回転数指令値ω*とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値を出力する。車両制御部２１Ａからトルクフィルタを施す動作指令が出力されている場合には、トルクフィルタ部９０において、車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタが回転数制御部２３Ａの出力に施される。
【００５８】
モータ回転数の上昇に伴い、回転数指令値ω*とモータ回転数との偏差が小さくなると、トルクフィルタ部９０の出力であるトルク要求値も小さくなり、最終的にモータ回転数は回転数指令値ω*に追従し、定常状態となる。
【００５９】
なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、特に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、エンジン回転数の上昇速度を調整する制御を行う。また、エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、調整したエンジン回転数の上昇速度となるように、モータトルク指令値を大きくする制御を行う。
【００６０】
以上、第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン１を始動するためにモータジェネレータ５の駆動を行う際に回転数制御を行うものであって、回転数制御時のモータトルク指令値に対して車体振動の周波数成分を除去する指令を加算し、加算結果であるトルク指令値と所定のトルク上限値のうち低い方の値に基づいて、モータジェネレータ５の駆動を制御する。これにより、エンジン始動時のトルク入力に起因する車体振動の発生を抑制することができる。
【００６１】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００６２】
本願は、２０１２年９月５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−１９４９２３に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2014038350.tif 000003
【図２】
2014038350.tif 000004
【図３】
2014038350.tif 000005
【図４Ａ】
2014038350.tif 000006
【図４Ｂ】
2014038350.tif 000007
【図５】
2014038350.tif 000008
【図６】
2014038350.tif 000009
【図７】
2014038350.tif 000010
【図８Ａ】
2014038350.tif 000011
【図８Ｂ】
2014038350.tif 000012
【図９】
2014038350.tif 000013
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月31日(2013.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、
モータトルク指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整するエンジン回転数上昇速度調整手段と、
を備え、
前記モータ制御手段は、前記エンジン始動条件検出手段による検出結果に基づいて前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加え、
前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの始動時に、エンジン始動負荷が増大する状況であるか否かを判定する状況判定手段と、
前記エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、前記エンジン回転数上昇速度調整手段によって調整されたエンジン回転数の上昇速度となるように、前記モータトルク指令値を大きくするモータトルク指令値制御手段と、
をさらに備えるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、最初にトルク制御を行ってから回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値の上限値を、前記トルク制御時のモータトルク指令値に設定する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値に対して車体振動の周波数成分を除去する指令を加算し、加算結果であるトルク指令値と所定のトルク上限値のうち低い方の値に基づいて、前記モータの駆動を制御する、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するハイブリッド車両の制御方法において、
エンジンの始動条件を検出するステップと、
前記エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整するステップと、
前記エンジンの始動条件の検出結果に基づいて前記エンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加えるステップと、
を有し、
前記エンジン回転数の上昇速度を調整するステップでは、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
ハイブリッド車両の制御方法。
【国際調査報告】
2014038350.tif 000015
2014038350.tif 000016
2014038350.tif 000017
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