(57)【要約】【課題】装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くことなく、始動時の内燃機関の吹け上がりを防止し、停止制御時の共振による不快な振動を防止する内燃機関の始動停止制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関と、モータジェネレータとを含み、上記モータジェネレータにより上記内燃機関の動作状態を制御可能なハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置であって、上記内燃機関に対する停止指示後における上記モータジェネレータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて上記内燃機関の動作抑制のために上記モータジェネレータを制御する制御手段を備えたものである。【選択図】        図１
2004190585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、モータジェネレータとを含み、上記モータジェネレータにより上記内燃機関の動作状態を制御可能なハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置であって、上記内燃機関に対する停止指示後における上記モータジェネレータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて上記内燃機関の動作抑制のために上記モータジェネレータを制御する制御手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項２】
制御手段は、検出された回転速度に基づいて回転速度指令を演算する回転速度指令演算部と、検出された回転速度および演算された回転速度指令に基づいてトルク指令量を演算する速度制御部とを備え、上記速度制御部により演算されたトルク指令量に基づいてモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項３】
制御手段は、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した正トルク用電流記憶部と、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した負トルク用電流記憶部を備え、演算されたトルク指令量が正の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御し、演算されたトルク指令量が負の値の場合には上記負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項４】
制御手段は、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した正トルク用電流記憶部と、演算されたトルク指令量が正の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御し、演算されたトルク指令量が負の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性を反転させた特性に基づいてモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項５】
正トルク用電流記憶部には少なくともトルクに寄与する電流指令が記憶されており、制御手段は、演算されたトルク指令量が負の値の場合には上記トルクに寄与する電流指令の符号を反転させた特性に基づいてモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項６】
制御手段は、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した正トルク用電流記憶部と、演算されたトルク指令量が正の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御し、演算されたトルク指令量が負の値の場合には、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項７】
制御手段は、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した正トルク用電流記憶部と、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した負トルク用電流記憶部を備え、演算されたトルク指令量が正の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御し、演算されたトルク指令量が負の値の場合には、上記負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択してモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項８】
制御手段は、検出したモータジェネレータの回転速度に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項７記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項９】
車両のバッテリ電圧を検出する手段を備え、制御手段は、検出したバッテリ電圧に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項７記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１０】
車両のバッテリの状態を検出する手段を備え、制御手段は、検出したバッテリ状態に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項７記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１１】
制御手段は、検出された回転速度とトルク指令量に応じてモータジェネレータに与える電流値の特性を記憶した正トルク用電流記憶部と、演算されたトルク指令量が正の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいてモータジェネレータを制御し、演算されたトルク指令量が負の値の場合には上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性を反転させた特性に基づいてモータジェネレータを制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択してモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１２】
制御手段は、検出したモータジェネレータの回転速度に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項１１記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１３】
車両のバッテリ電圧を検出する手段を備え、制御手段は、検出したバッテリ電圧に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項１１記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１４】
車両のバッテリの状態を検出する手段を備え、制御手段は、検出したバッテリ状態に応じて、負トルク用電流記憶部に記憶した特性に基づいて制御することと、モータジェネレータの電機子巻線端を短絡し、かつモータジェネレータの界磁巻線の電流を制御することを選択することを特徴とする請求項１１記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【請求項１５】
正トルク用電流記憶部には少なくともトルクに寄与する電流指令が記憶されており、制御手段は、上記正トルク用電流記憶部に記憶した特性を反転させた特性に基づいてモータジェネレータを制御を選択する場合には、上記トルクに寄与する電流指令の符号を反転させた特性に基づいてモータジェネレータを制御することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１に記載のハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の内燃機関の始動停止制御装置、特に、モータジェネレータのアシストにより始動停止制御を迅速に行う内燃機関において、始動時の内燃機関の吹け上がりを防止し、停止制御時の振動を低減することのできるハイブリッド車両の内燃機関の始動停止制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護や燃費向上を目的としてハイブリット（ＨＶ）システムを搭載する車両（以下、ＨＶ車両という）の開発、実用化が進んでいる。ＨＶシステムは、内燃機関と電気モータ（通常、モータジェネレータ；ＭＧ）のように２種類の動力源を組み合わせて使用するものであり、走行状況に応じて、内燃機関と電気モータの使い分けを行う。このような、ＨＶ車両の内燃機関は走行中においても間欠駆動が行われ、頻繁に停止制御が行われる。
【０００３】
このような停止制御において、内燃機関の共振帯に起因する振動が発生する。内燃機関は、構造上、特定の回転数に共振帯を有しており、例えば、停止制御により回転数が低下する際に、この回転数となると共振を生じ、運転者に不快な振動を生じる。
【０００４】
この振動を防止するものとして、停止制御時にＭＧを用いて負のトルクを内燃機関に与え、強制的に内燃機関の回転数を低下させることで、上述の共振帯を一気に通過させ、共振による振動の発生を防止することが行われており、さらに、この負のトルクを内燃機関の動作状態、例えば、内燃機関のクランク回転角度に応じて、調整することによって内燃機関の各ピストン位置によって変化するフリクションに対応させ、過不足無く負トルクを与えることが行われている。
【特許文献１】
特開２００１−２０７８８５号公報
【０００５】
また、始動制御時には、ＭＧを用いて正のトルクを内燃機関に与える制御を行うが、内燃機関が完爆回転数に達すると、内燃機関自身の回転トルクとＭＧが発生する正トルクが足し合わされ、内燃機関が吹け上がり、トルクショックや、車輌の飛び出しを生じるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のシステムでは、内燃機関の停止制御時には、共振による不快な振動を防止することはできるものの、各ピストン位置に応じた負トルクを発生させるために、内燃機関の動作状態を検出する検出手段が必要となるため、システムの構成が複雑となり、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くという問題があった。また、始動制御時の内燃機関の吹け上がりを防止する装置は提案されていなかった。
【０００７】
この発明は上記のような問題を解決するものであり、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くことなく、始動時の内燃機関の吹け上がりを防止し、停止制御時の共振による不快な振動を防止する内燃機関の始動停止制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置は、内燃機関と、モータジェネレータとを含み、上記モータジェネレータにより上記内燃機関の動作状態を制御可能なハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置であって、上記内燃機関に対する停止指示後における上記モータジェネレータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて上記内燃機関の動作抑制のために上記モータジェネレータを制御する制御手段を備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を説明する。図１はこの発明の一実施形態の全体の構成を示す図である。内燃機関１０１には、直接結合、あるいは、ベルトおよびプーリなどの結合手段１０９を介してモータジェネレータ（以下、ＭＧ）１０２が結合されている。このＭＧ１０２にはＭＧ１０２を制御するための電力制御部１０４が接続され、この電力制御部１０４は車両に搭載されるバッテリ１０３に接続されている。
【００１０】
電力制御部１０４には、ＭＧ１０２の回転速度を検出する回転検出手段１０５、バッテリ１０３の電圧を検出する電圧検出手段１０６、バッテリ１０３の充放電状態、バッテリ温度等を検出するバッテリ状態検出手段１０７、および、車両の運転状態から内燃機関の始動停止を判定する始動停止判定手段１０８が接続されており、電力制御部１０４は、始動停止判定手段１０８の判定に基づき、内燃機関の始動制御あるいは停止制御を判定し、回転検出手段１０５により検出されたＭＧ１０２の回転速度、電圧検出手段１０６により検出されたバッテリ電圧、バッテリ状態検出手段１０７により検出された充放電状態に基づいてＭＧ１０２の発生トルクの制御を行う。
【００１１】
ここで、始動停止判定手段１０８は、例えば（ａ）車速０ｋｍ／ｈの状態が所定時間継続した、（ｂ）内燃機関の冷却水温が所定値以上、（ｃ）ブレーキが踏まれている、（ｄ）方向指示器が出されていない、（ｅ）アクセルが踏まれていないなどの条件を満たせば停止判定し、その後、これらの条件が満たされなくなれば始動判定する。
【００１２】
次に電力制御部１０４の詳細について説明する。図２は電力制御部１０４の構成を示す図である。始動停止制御判定部１１０は始動停止判定手段１０８の判定結果に基づいて、図３に示すフローチャートに従って始動制御あるいは停止制御を判定する。すなわち、ステップＳ１０１において始動指令があるか否かを判定し、始動指令があれば始動制御を実行し（ステップＳ１０３）、始動指令がなければステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では停止指令があるか否かを判定し、停止指令があれば停止制御を実行し（ステップＳ１０４）、停止指令がなければ停止制御を実行せず（Ｓ１０５）の動作を終了する。なお、始動制御を実行する場合、始動停止判定手段からの信号がＯＦＦされたこと、あるいは、回転検出手段１０５により検出したＭＧ１０２の回転速度が所定値（例えば、内燃機関のアイドル回転数以上）となった状態が所定時間継続したことによって始動制御を終了する。また、停止制御を実行する場合、始動停止判定手段からの信号がＯＦＦされたこと、あるいは、回転検出手段１０５により検出したＭＧ１０２の回転速度が０ｒｐｍとなった状態が所定時間継続したことによって停止制御を終了する。
【００１３】
速度制御部１１１は、図４に示すように構成されている。回転検出手段１０５にて検出されたＭＧ１０２の回転速度を、回転速度制御部１２１および回転速度指令演算部１２２に入力する。回転速度指令演算部１２２には図５に示すような現在の回転速度に対する回転速度指令の特性が記憶されている。この特性は、共振が生じる回転域を瞬時に通過させるために、検出された回転速度が共振帯付近であれば略０ｒｐｍの回転速度指令を出力するものである。この回転速度指令演算部１２２は、現在の回転速度に対する回転速度指令の特性としたが、停止制御開始からの経過時間に応じた回転速度指令を記憶するものとしても良い。また、内燃機関から発生する振動は、内燃機関を保持するマウントなどの状態によっても変化するものであり、長期間使用したマウントでは、経年劣化が発生し余計な振動が発生する可能性がある。このような振動の発生を防止するために、車両に搭載された振動検出手段などにより常に最小の振動となるような回転速度指令を学習するような構成としても良い。回転速度制御部１２１では、回転検出手段１０５により検出された回転速度と、回転速度指令演算部１２２により出力された回転速度指令とに基づいてトルク指令量を演算する。この演算は一般的に知られたＰＩ制御等によって行なわれるものであり、その詳細説明は省略する。
【００１４】
トルク制御部１１２は図６に示すように構成されている。まず、トルク指令量正負判定部１３０において、速度制御部１１１にて求められたトルク指令量が正の値であるか、あるいは負の値であるかを判定する。ここで正の値であれば正トルク用電流参照ルーチン１３２へ移行する。この正トルク用電流参照ルーチン１３２は、始動制御時に一般的に知られたベクトル制御を行うべく、正トルク用界磁巻線電流量記憶部１３２１、正トルク用励磁電流量記憶部１３２２、正トルク用トルク電流量記憶部１３２３を備えており、回転速度およびトルク指令量に応じて求めた各電流指令を出力する。
【００１５】
一方、トルク指令量が負の値の場合は、負トルク用電流参照ルーチン１３３へ移行する。この負トルク用電流参照ルーチン１３３は、上述した正トルク用電流参照ルーチン１３２と同様に負トルク用界磁巻線電流量記憶部１３３１、負トルク用励磁電流量記憶部１３３２、負トルク用トルク電流量記憶部１３３３を備え、回転速度およびトルク指令量に応じて求めた各電流指令を出力する。
【００１６】
このように出力された各電流量は、図７に示すように構成されたＭＧ電流制御部１１３へ入力される。このＭＧ電流制御部１１３では、入力された各電流量に基づいて、ベクトル制御を行うものであり、界磁巻線電流指令は界磁巻線電流制御器１５０に、励磁電流指令は励磁電流制御器１５１に、トルク電流指令はトルク電流制御器１５２にそれぞれ入力され、界磁巻線電流制御器１５０では界磁巻線電圧指令を演算し出力する。励磁電流指令器１５１では励磁電圧指令を演算し、また、トルク電流制御器１５２ではトルク電圧指令を演算する。励磁電圧指令およびトルク電圧指令は２相／３相変換部１５３に入力され、各相電圧指令として出力される。
【００１７】
このように演算された界磁巻線電圧指令および各相電圧指令は、図８に示すように構成された電力変換部１１４に入力される。電力変換部１１４はいわゆる３相インバータであり、三相星型結線されたＭＧ１０２のステータ巻線２００の各相に接続された６個の電力変換用スイッチング素子２２０ａ〜２２０ｃ、２２１ａ〜２２１ｃと、これらのスイッチング素子を駆動する駆動回路２１１、平滑コンデンサ２１０、ＭＧ１０２の界磁巻線２０１に接続された界磁巻線電流用スイッチング素子２１２およびフライホイールダイオード２１３から構成される。駆動回路２１１では、入力された界磁巻線電圧指令および各相電圧指令に基づいて、電力変換用スイッチング素子２２０ａ〜２２０ｃ、２２１ａ〜２２１ｃおよび界磁巻線電流用スイッチング素子２１２を駆動し、ＭＧ１０２を駆動する。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態２における上述した実施の形態１では、トルク制御部１１２が正トルク用電流参照ルーチン１３２および負トルク用電流参照ルーチン１３３を備えるものであったが、このように構成すると、各電流指令を求めるための記憶部がそれぞれ２つずつ必要となり、必要となるＲＯＭ容量が増大してしまう。以下に説明する実施の形態２では、このようにＲＯＭ容量を増大させること無く、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００１９】
上述した実施の形態１との構成上の差異は、トルク制御部１１２の構成だけであるので、その他の部分についての詳細説明は省略する。トルク制御部１１２は図９に示すように構成されている。まず、トルク指令量正負判定部１３０において、速度制御部１１１にて求められたトルク指令量が正の値であるか、あるいは負の値であるかを判定する。ここで正の値であれば正トルク用電流参照ルーチン１３２へ移行する。この正トルク用電流参照ルーチン１３２は、一般的に知られたベクトル制御を行うべく、正トルク用界磁巻線電流量記憶部１３２１、正トルク用励磁電流量記憶部１３２２、正トルク用トルク電流量記憶部１３２３を備え、回転速度およびトルク指令量に応じて求めた各電流指令を出力する。
【００２０】
一方、トルク指令量が負の値の場合は、トルク電流反転指示ルーチン１３４へ移行する。このトルク電流反転指示ルーチン１３４は、正トルク用電流参照ルーチン１３２の正トルク用界磁巻線電流量記憶部１３２１、正トルク用励磁電流量記憶部１３２２、正トルク用トルク電流量記憶部１３２３を兼用しており、正トルク用電流参照ルーチン１３２と同様に、回転速度およびトルク指令量に応じて求めた各電流指令を出力する。このとき正トルク用電流参照ルーチン１３２の正トルク用界磁巻線電流量記憶部１３２１、正トルク用励磁電流量記憶部１３２２、正トルク用トルク電流量記憶部１３２３に入力されるトルク指令量は、トルク指令量符号反転部１３４１にて符号が反転される。さらに、これらの各電流指令のうち、トルク電流指令を入力して、その符号を反転して出力するトルク電流指令符号反転部１３４２を備えている。
【００２１】
すなわち、トルク指令量が負の値の場合には、トルク電流反転指示ルーチン１３４によって、正の値の場合と同様に、界磁巻線電流指令、励磁電流指令、符号が反転されたトルク電流指令が出力され、これらの出力に基づいてＭＧ電流制御部１１３及び電力変換部１１４が動作する。これらの動作は上述の実施の形態１と同様であるので詳細説明は省略する。
【００２２】
以上説明した実施の形態２では、各電流指令を求めるための記憶部を正側、負側で兼用するのでＲＯＭ容量を増大させること無く、停止制御時には検出された現在の回転速度に対応してＭＧ１０２を制御するによって、共振帯を瞬時に通過させ、共振による不快な振動の発生を抑制することができる。また、元々ＭＧ１０２を制御するために必要となる検出手段（回転検出手段、電圧検出手段、バッテリ状態検出手段）以外に、検出手段を特別に設ける必要が無く、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くこともない。
【００２３】
実施の形態３．
上述した実施の形態２では、各電流指令を求めるための記憶部を正側、負側で兼用するものであったが、このように構成すると、一般的に正トルクとして必要なトルクは、負トルクとして必要なトルクよりも大きく、停止制御時に発生される負トルクが大きすぎることとなり、オーバシュートおよびアンダーシュートが生じることとなる。以下説明する実施の形態３では、ＲＯＭ容量を増大させること無く、また、このようなオーバシュートおよびアンダーシュートを抑制しつつ、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
実施の形態３における上述した実施の形態１との構成上の差異は、トルク制御部１１２の構成だけであるので、その他の部分についての詳細説明は省略する。トルク制御部１１２は図１０に示すように構成されている。まず、トルク指令量正負判定部１３０において、速度制御部１１１にて求められたトルク指令量が正の値であるか、あるいは負の値であるかを判定する。ここで正の値であれば正トルク用電流参照ルーチン１３２へ移行する。この正トルク用電流参照ルーチン１３２は、一般的に知られたベクトル制御を行うべく、正トルク用界磁巻線電流量記憶部１３２１、正トルク用励磁電流量記憶部１３２２、正トルク用トルク電流量記憶部１３２３を備え、回転速度およびトルク指令量に応じて求めた各電流指令を出力する。
【００２５】
一方、トルク指令量が負の値の場合は、相短絡指示ルーチン１３５へ移行する。この相短絡指示ルーチン１３５は、相短絡司令部１３５１と界磁巻線電流制御部１３５２とから構成されている。
【００２６】
ここで相短絡、すなわちＭＧ１０２の三相星形結線されたステータ巻線を短絡（電力変換用スイッチング素子２２０ａ〜２２０ｃ、２２１ａ〜２２１ｃのうち、上アーム２２０ａ〜２２０ｃをＯＦＦし、下アーム２２１ａ〜２２１ｃをＯＮ）することによって負トルクを与えることの考え方について説明する。
【００２７】
相短絡させて外部から回転させた場合、ＭＧ１０２は発電機として動作する。しかし、このときステータ巻線は短絡されているため電気出力は０となり、この発電出力（ステータ電流）は損失として消費される。ここで損失は銅損、鉄損、機械損、漂遊損である。一方、このときの入力は、ＭＧを発電機として外部から回転駆動する機械入力であり、機械入力＝損失の関係が成立する。機械入力はトルク×回転速度であるから、トルク×回転速度＝銅損＋鉄損＋機械損＋漂遊損という関係が成立することになる。
【００２８】
一般的に、巻線界磁タイプのモータジェネレータを発電機として動作させた場合、図１１に示すように、回転速度と誘起電圧は比例関係を示し、同一回転速度では界磁巻線電流が大きいほど誘起電圧が高くなるという関係を示す。また、回転速度とステータ電流は、図１２に示すように、回転速度がある程度まで上昇する間は回転速度とほぼ比例関係を示し、その後、ステータ電流は飽和し、ほぼ一定値となる。この関係についても、同一回転速度では界磁巻線電流が大きいほどステータ電流は大きくなる。
【００２９】
ここで、ステータ電流ＩはＭＧ１０２の誘起電圧ＶとインピーダンスＺによって決まるものであり、下式で表される。
【００３０】
【数１】
2004190585.tif 000003
【００３１】
ところで、上述したようにステータ巻線が短絡されている場合、ステータ電流は損失として消費されるので、ステータ電流の増加させることは銅損の増加させることを意味する。また、上述したように回転速度が一定であっても界磁巻線電流が大きいほどステータ電流が大きることから、界磁電流を大きくすることで銅損を増加させ、ＭＧ１０２の損失を増加させることができる。このＭＧ１０２の損失は、上述したように機械入力（＝回転速度×トルク）と等しいものであるから、回転速度が一定と仮定すると、損失の増加はトルクの増加を意味する。このトルクは外部から与えるトルクであり、内燃機関１０１からＭＧ１０２に作用するトルク、すなわち、内燃機関１０１にとって負トルクとなる。
【００３２】
以上説明したように、ステータ巻線を短絡し、界磁巻線電流を制御することによって負トルクを制御することが可能となる。このときの回転速度と軸トルクの関係は図１２に示すようになり、同一回転速度では界磁巻線電流が大きいほど軸トルクは大きくなる。また、回転速度に対してステータ電流が飽和する領域では、軸トルクは減少することとなる。回転速度とステータ電流がほぼ比例関係をもつ領域では、回転速度が低下すると軸トルクも減少するというように、回転速度に応じた負トルクを与えることができるため、容易にオーバシュートを抑制できる。
【００３３】
この実施の形態３において、停止制御時、すなわちトルク指令量が負の値の場合は、相短絡指令部１３５１から相短絡指令を出力し、また界磁電流制御部１３５２にて入力されたトルク指令量に応じて界磁巻線電流指令を出力する。なお、この際、ＭＧ電流制御部１１３における励磁電圧及びトルク電圧の演算を停止すべく、相短絡指令部１３５１からリセット指令が出力される。ＭＧ電流制御部１１３は界磁巻線電流指令に従って界磁巻線電圧指令を演算し、電力変換部１１４に出力する。このときリセット指令に従って、励磁電圧指令、トルク電圧指令は演算しない。電流変換部は、界磁巻線電圧指令に従って界磁巻線電流用スイッチング素子２１２を駆動し、相短絡指令に従って電力変換用スイッチング素子２２０ａ〜２２０ｃ、２２１ａ〜２２１ｃのうち、上アーム（２２０ａ〜２２０ｃ）をオフし、下アーム（２２１ａ〜２２１ｃ）をオンする。なお、本実施の形態では、下アームをオン、上アームをオフし相短絡させたが、逆に上アームをオン、下アームをオフし相短絡させても良い。
【００３４】
以上説明した実施の形態３では、停止制御時にはステータ巻線を短絡し、ＭＧ１０２を発電機として動作させ、界磁巻線電流を制御することによって、その発電出力を制御し、その出力を損失として消費させることで負トルクを与えるもので、このように構成することによって、ＲＯＭ容量の増大、過大な負トルクによるオーバシュート等を招くことなく、共振帯を瞬時に通過させ、共振による不快な振動の発生を抑制することができる。また、元々ＭＧ１０２を制御するために必要となる検出手段（回転検出手段、電圧検出手段、バッテリ状態検出手段）以外に、検出手段を特別に設ける必要が無く、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くこともない。
【００３５】
この実施の形態３はさらに、負トルクを与えるために励磁電流、トルク電流が不要となるため、バッテリ状態によらず、すなわちバッテリが過放電あるいは過放電しているような状態であっても、適当に負トルクを与えることができるという効果を奏するものである。
【００３６】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３で説明した停止制御方法を組み合わせて用いることもできる。以下に、実施の形態１の停止制御方法と実施の形態３の停止制御方法を組み合わせた場合について説明する。
【００３７】
実施の形態４における上述した実施の形態１との構成上の差異は、トルク制御部１１２の構成だけであるので、その他の部分についての詳細説明は省略する。トルク制御部１１２は図１３に示すように構成されている。まず、トルク指令量正負判定部１３０において、速度制御部１１１にて求められたトルク指令量が正の値であるか、あるいは負の値であるかを判定する。ここで正の値であれば正トルク用電流参照ルーチン１３２へ移行し、上述の如く動作する。
【００３８】
一方、トルク指令量が負の値であれば、負トルク出力方法判定部１３１にて、図１４のフローチャートに従い、検出した回転速度、バッテリ電圧、バッテリ状態に基づいて、適当な負トルク出力方法を選択する。まず、ステップＳ２０１にてバッテリ電圧が所定範囲内か否か判定し、所定範囲内であればステップＳ２０２に進み、バッテリ状態が所定状態か、すなわち充放電量が所定範囲内か否か判定する。充放電量が所定範囲内であれば、ステップＳ２０３に進み、回転速度が所定値以上であるかを判定し、所定値以上であればステップＳ２０４に進み、負トルク用電流参照ルーチンを選択する。一方、ステップＳ２０１、Ｓ２０２およびＳ２０３の判定によって、バッテリ電圧が所定範囲外、充放電量が所定範囲外、あるいは、回転速度が所定値以下であると判定されると、ステップＳ２０５へ進み相短絡ルーチンを選択する。
【００３９】
すなわち、負トルク用電流参照ルーチンに従って制御する際に、バッテリ電圧が高い場合や、充電量が過多の場合は、発生させた負トルクによる誘起電圧がさらにバッテリ電圧を上昇させ、バッテリに接続される電気負荷に損傷を与えるおそれがあるのに対し、相短絡ルーチンに従って制御すれば、このような場合でも、発生する誘起電圧はステータ巻線内で消費するので、このような懸念はない。
【００４０】
逆に、負トルク用電流参照ルーチンに従って制御する際に、バッテリ電圧が低い場合や、放電量が過多の場合は、負トルク発生のための電力消費により再始動が不能となるおそれがあるのに対し、相短絡ルーチンに従って制御すれば、このような場合でも、負トルクを発生させるために必要な電力は界磁電流制御分だけと微量であり、このような懸念はない。
【００４１】
一方、バッテリ電圧や充放電量が所定範囲内の場合は、発生する負トルクを任意に設定できる負トルク用電流参照ルーチンに従って制御する方が有利である。また、回転速度がある程度低い場合には、オーバシュートを抑制するために、相短絡ルーチンに従って制御する方が有利である。
【００４２】
このように実施の形態４では、検出した回転速度、バッテリ電圧、バッテリ状態に基づいて、適当な負トルク出力方法を選択し、停止制御を行うことによって、時々刻々と変化する状況に最適な停止制御を行うことが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態４では、負トルク用電流参照ルーチンと相短絡ルーチンを組み合わせたものについて説明したが、同様に、正トルク用電流反転ルーチンと相短絡ルーチンを組み合わせることによっても同様の効果を奏することができる。
【００４４】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、いずれも内燃機関の停止制御時に、負トルクを発生させることについて述べたが、内燃機関の始動制御時に負トルクを発生させることにも適用できる。以下、始動制御時に適用する場合について説明する。装置の構成としては、実施の形態１と同様であり、詳細説明は省略する。
【００４５】
始動停止判定手段１０８は、例えば（ａ）車速０ｋｍ／ｈの状態が所定時間継続した、（ｂ）内燃機関の冷却水温が所定値以上、（ｃ）ブレーキが踏まれている、（ｄ）方向指示器が出されていない、（ｅ）アクセルが踏まれていないなどの条件を満たせば停止判定し、その後、これらの条件が満たされなくなれば始動判定する。
【００４６】
始動停止判定手段１１０にて、図３のフローチャートに従って始動指令がなされているか否かを判定し、始動指令がなされていれば始動制御を実行する。速度制御部１１１の構成は上記実施の形態１と同様であるが、回転速度指令演算部１２２には、図１５に示すように、現在の回転速度にかかわらず、回転速度指令は、例えば内燃機関のアイドル回転数に相当する一定値となる特性が記憶されている。この特性は、内燃機関の回転数がアイドル回転数に達するまでは、ＭＧ１０２より正トルクを与え、逆にアイドル回転数を上回れば、ＭＧ１０２より負トルクを与え、回転数の吹け上がりを防止するものである。回転速度制御部１２１では、回転検出手段１０５により検出された回転速度と、回転速度指令演算部１２２により出力された回転速度指令とに基づいてトルク指令量を演算する。この演算は一般的に知られたＰＩ制御等によって行なわれるものであり、その詳細説明は省略する。
【００４７】
この回転速度指令演算部１１１からの回転速度指令を受け、トルク制御部１１２、ＭＧ電流制御部１１３、電力変換部１１４が動作する。この動作については、上述した実施の形態１〜４と同様であり詳細説明は省略するが、特にトルク制御部１１２については、実施の形態１〜３で述べた負トルク用電流参照ルーチン、トルク電流反転指示ルーチン、相短絡指示ルーチン、あるいは実施の形態４で述べたこれらの組み合わせのいずれによるものでも良い。
【００４８】
このように構成した内燃機関始動停止制御装置は、始動制御時に、内燃機関に対して、ＭＧ１０２から発生する正トルクを与えるだけでなく、ＭＧ１０２の回転速度に応じて負トルクをも与えることができ、内燃機関の吹け上がりを防止することができる。
【００４９】
以上説明したように、本件発明に係る内燃機関の始動停止制御装置は、始動制御時あるいは停止制御時には検出された現在の回転速度に対応してＭＧ１０２を制御するによって、従来、図１６の破線に示すように共振による不快な振動が発生していた領域においても、図１６の実線に示すように、共振帯を瞬時に通過させ、共振による不快な振動の発生を抑制することができる。また、元々ＭＧ１０２を制御するために必要となる検出手段（回転検出手段、電圧検出手段、バッテリ状態検出手段）以外に、検出手段を特別に設ける必要が無く、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くこともない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置は、内燃機関と、モータジェネレータとを含み、上記モータジェネレータにより上記内燃機関の動作状態を制御可能なハイブリッド車両の内燃機関始動停止制御装置であって、上記内燃機関に対する停止指示後における上記モータジェネレータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて上記内燃機関の動作抑制のために上記モータジェネレータを制御する制御手段を備え、始動停止制御時には検出された回転速度に対応してモータジェネレータを制御するによって、モータジェネレータを制御するために必要となる検出手段以外には検出手段を特別に設ける必要がなく、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くことなく、瞬時に共振帯を通過させ、共振による不快な振動の発生を抑制することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電力制御部を示す図である。
【図３】実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における速度制御部を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における速度指令演算部の特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるトルク制御部を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１におけるＭＧ電流制御部を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１における電力変換部を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるトルク制御部を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３におけるトルク制御部を示す図である。
【図１１】一般的なモータジェネレータの回転速度と誘起電圧の関係を示す図である。
【図１２】一般的なモータジェネレータの回転速度とステータ電流の関係および回転速度と軸トルクの関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４におけるトルク制御部を示す図である。
【図１４】実施の形態４における動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態５における速度制御部を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１〜５における動作を示す図である。
【符号の説明】
１０１  内燃機関、１０２  モータジェネレータ（ＭＧ）、１０３  バッテリ、１０４  電力制御部、１０５  回転検出手段、１０６  電圧検出手段、１０７  バッテリ状態検出手段、１０８  始動停止判定手段、１０９  結合手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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