(57)【要約】【課題】エンジンの負荷運転中にブレーキオンされて自立運転に切り換えられたとき、そうした切り換えに伴うエンジン回転速度の急な変化によって運転者が違和感を覚えることを抑制できるハイブリッド車両のエンジン制御装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両のエンジン回転速度制御では、通常、第１モータジェネレータ４を駆動するための負荷を受けるエンジン１の負荷運転時には、エンジン回転速度が同負荷運転に対応した値に制御される。一方、上記第１モータジェネレータ４を駆動するための負荷を受けないエンジン１の自立運転時には、エンジン回転速度が同自立運転に対応した値に制御される。ただし、エンジンの負荷運転中でのブレーキ１２のオフ状態からオン状態への変化に基づき、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられたときには、エンジン回転速度がエンジン１の負荷運転に対応した値に制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動するための負荷を受けるエンジンの負荷運転時にエンジン回転速度を同負荷運転に対応した値に制御する一方、前記発電機を駆動するための負荷を受けないエンジンの自立運転時にはエンジン回転速度を同自立運転に対応した値に制御するハイブリッド車両のエンジン制御装置において、
エンジンの負荷運転中でのブレーキオンに基づき、エンジン運転が前記負荷運転から前記自立運転に切り換えられたとき、エンジン回転速度をエンジンの負荷運転に対応した値に制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両のエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、モータとエンジンとを動力源とするハイブリッド車両では、モータやエンジンから出力される動力が同車両の駆動軸に伝達される。同車両のエンジンから出力された動力は、遊星歯車等からなる動力分割機構により、上記駆動軸に伝達される動力と発電機に伝達される動力とに分割される。上記発電機は、モータ等への電力供給を行うバッテリの充電を行うべく発電したり、バッテリに対する過充電防止のために上記発電を停止したりすることが可能となっている。
【０００３】
こうしたハイブリッド車両においては、エンジンの動力を発電機に伝達して同発電機での発電を行っているとき、エンジンが上記発電機の駆動（発電）に伴う負荷を受けた状態での運転（以下、負荷運転という）を行う。また、ハイブリッド車両では、エンジンが上記発電機の駆動（発電）を行わない状態で運転され、それによって同エンジンが上記発電機の駆動（発電）に伴う負荷を受けていない運転（以下、自立運転という）を行うこともある。なお、エンジンの自立運転中には、発電機での発電停止、及びそれに伴う動力分割機構の作用により、エンジンの動力が駆動軸に伝達されない状態になる。
【０００４】
ところで、ハイブリッド車両では、エンジンの吸入空気量及び燃料噴射量といったエンジン固有のパラメータの変更によりエンジン回転速度が制御される他、発電機の駆動（発電）に伴うエンジンの負荷の調節や、駆動軸に動力を伝達する上記モータの出力トルクの調節などによってもエンジン回転速度が制御される。そして、ハイブリッド車両のエンジン回転速度は、エンジンに負荷運転時にはアクセル操作量及び車速から求められる車両要求パワーに基づいて同負荷運転に対応した値、具体的にはエンジンの燃費改善や動力分割機構（遊星歯車）での歯打音抑制を考慮した値に制御される。一方、エンジンの自立運転時には、エンジン回転速度がアクセル操作量及び車速から求められる車両要求パワーに基づいて同自立運転に対応した値、具体的にはエンジンの安定回転を実現し得る最低限の値に制御される。
【０００５】
ちなみに、上述したようにエンジン回転速度を制御した場合、アクセル操作量及び車速を同一にした条件のもとでは、エンジンの負荷運転時のエンジン回転速度がエンジンの自立運転時のエンジン回転速度よりも高い値になる傾向がある。これは、エンジンの自立運転時にはエンジン回転速度を上記最低限の値に制御することを目的としているのに対し、エンジン負荷運転時にはエンジン回転速度をエンジンの燃費改善や動力分割機構での歯打音抑制を実現可能な値に制御することを目的としており、そうした目的が自立運転と負荷運転とで異なっているためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６５３０５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記ハイブリッド車両においては、エンジンの負荷運転時、ブレーキのオン操作によって同ブレーキがオフ状態からオン状態になると、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられる。ここで、仮にブレーキオン時にエンジンの負荷運転が続いたとすると、以下の［１］及び［２］に示す問題が生じる。
【０００８】
［１］エンジンと駆動軸との間での動力伝達が可能な状態が続くことから、エンジン側の振動が駆動軸を介してブレーキに伝達されてしまい、ブレーキを操作する運転者にエンジン側の振動が伝わって運転者が不快感を覚える。
【０００９】
［２］ブレーキオン時には、回生ブレーキを働かせるべくモータを発電用の機器として機能させ、そのときのモータでの発電によりバッテリ充電が行われる。このとき、エンジンの負荷運転に伴う発電機での発電が続くと、上記モータでの発電だけでなく上記発電機での発電によってもバッテリ充電が行われ、それによってバッテリの過充電が生じるおそれがある。
【００１０】
これら［１］及び［２］に示す問題を回避するため、エンジンの負荷運転中にブレーキがオン状態になると、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられる。このようにエンジン運転が自立運転に切り換えられると、エンジンと駆動軸との間での動力伝達が不可能な状態となるため、エンジン側の振動が駆動軸を介してブレーキに伝達されることはなくなり、ひいては上記振動がブレーキを操作する運転者に伝達されることはなくなる。また、エンジンの負荷運転に伴う発電機での発電が停止されるため、その発電に起因するバッテリの過充電も抑制される。
【００１１】
しかし、上述したようにエンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられると、それに伴いエンジン回転速度が負荷運転に対応した値から自立運転に対応した値へと急激に変化するため、そうしたエンジン回転速度の急な変化が運転者に違和感を生じさせる原因となることは避けられない。
【００１２】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの負荷運転中にブレーキオンされて自立運転に切り換えられたとき、そうした切り換えに伴うエンジン回転速度の急な変化によって運転者が違和感を覚えることを抑制できるハイブリッド車両のエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ハイブリッド車両のエンジン回転速度制御では、通常、発電機を駆動するための負荷を受けるエンジンの負荷運転時にはエンジン回転速度が同負荷運転に対応した値に制御される一方、上記発電機を駆動するための負荷を受けないエンジンの自立運転時にはエンジン回転速度が同自立運転に対応した値に制御される。請求項１記載の発明では、エンジンの負荷運転中でのブレーキオンに基づき、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられたときには、エンジン回転速度がエンジンの負荷運転に対応した値に制御される。このため、エンジンの負荷運転中にブレーキオンされて自立運転に切り換えられたとき、そうした切り換えに伴ってエンジン回転速度が急激に変化することを抑制でき、同エンジン回転速度の急な変化によって運転者が違和感を覚えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のエンジン制御装置が適用されるハイブリッド車両の構造を示す略図。
【図２】ブレーキオンに伴うエンジンの負荷運転から自立運転への切り換え時におけるエンジン回転速度の推移を示すタイムチャート。
【図３】上記エンジン制御装置によるエンジン回転速度制御の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明をエンジンとモータとを動力源とするハイブリッド車両のエンジン制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜図３に従って説明する。
図１に示すハイブリッド車両において、エンジン１から出力された動力は、遊星歯車等からなる動力分割機構２により、同車両の駆動軸３に伝達される動力と第１モータジェネレータ４に伝達される動力とに分割される。また、ハイブリッド車両の駆動軸３には、第２モータジェネレータ５から出力される動力も伝達される。そして、駆動軸３への動力の伝達により同駆動軸３に繋がる車輪１１が回転すると、ハイブリッド車両が走行するようになる。また、ハイブリッド車両には、同車両の減速時等に車輪１１の回転に対し制動をかけるブレーキ１２が搭載されている。
【００１６】
上記第１モータジェネレータ４は、主に発電機として機能するが、ハイブリッド車両の運転状態によってはモータとしても機能する。また、上記第２モータジェネレータ５は、主にモータとして機能するが、ハイブリッド車両の運転状態によっては発電機としても機能する。そして、ハイブリッド車両には、バッテリ６と第１及び第２モータジェネレータ４，５との間での電力の入出力を制御するインバータ７が設けられている。このインバータ７は、例えば、主に発電機として機能する第１モータジェネレータ４での発電により得られる電力をバッテリ６に供給して同バッテリ６の充電を行うとともに、主にモータとして機能する第２モータジェネレータ５に対しバッテリ６からの電力供給を行う。
【００１７】
ハイブリッド車両には、同車両に搭載された各種機器の制御を行う電子制御装置１５が設けられている。この電子制御装置１５は、上記各種機器の制御に係る演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
【００１８】
電子制御装置１５の入力ポートには、以下に示す各種のセンサ等からの信号が入力される。
・ハイブリッド車両の運転者によって操作されるアクセルペダル８の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ９。
【００１９】
・ハイブリッド車両の車速を検出する車速センサ１０。
・ブレーキ１２を駆動するための運転者によるブレーキペダル１３のオン操作及びオフ操作を検出するブレーキセンサ１４。
【００２０】
電子制御装置１５の出力ポートには、エンジン１を運転するための各種機器の駆動回路、第１モータジェネレータ４の駆動回路、第２モータジェネレータ５の駆動回路、及びインバータ７の駆動回路等が接続されている。
【００２１】
電子制御装置１５は、車速及びアクセル操作量といった運転状態に基づきハイブリッド車両での車両要求パワーを求め、その求められた車両要求パワーが得られるようエンジン１から出力される動力や第２モータジェネレータ５から出力される動力を制御する。こうしたエンジン１及び第２モータジェネレータ５の制御は、それらの駆動に伴うエネルギ消費を可能な限り抑えることを考慮して行われる。また、電子制御装置１５は、第１モータジェネレータ４での発電量を制御したり、バッテリ６の充電量に基づいて同バッテリ６に対する過充電防止のために上記発電を停止させたりする。
【００２２】
ハイブリッド車両では、エンジン１の動力を動力分割機構２により第１モータジェネレータ４に伝達している状態のもとで、同第１モータジェネレータ４での発電が行われる。このときのエンジン１は、第１モータジェネレータ４の駆動（発電）に伴う負荷を受けた状態で運転を行う。なお、こうした状態でのエンジン１の運転を以下では「負荷運転」と言う。また、ハイブリッド車両では、エンジン１が上記第１モータジェネレータ４の駆動（発電）を行わない状態で運転され、それによって同エンジン１が上記第１モータジェネレータ４の駆動（発電）に伴う負荷を受けていない状態で運転を行うこともある。なお、こうした状態でのエンジン１の運転を以下では「自立運転」という。ちなみに、エンジン１の自立運転中には、第１モータジェネレータ４での発電停止、及びそれに伴う動力分割機構２の作用により、エンジン１の動力が駆動軸３に伝達されない状態になる。
【００２３】
次に、電子制御装置１５を通じて行われるエンジン回転速度制御について説明する。
ハイブリッド車両では、エンジン１の吸入空気量及び燃料噴射量等の変更によりエンジン回転速度が制御される他、第１モータジェネレータ４の駆動（発電）に伴うエンジン１の負荷の調節や、第２モータジェネレータ５の出力トルクの調節などによってもエンジン回転速度が制御される。そして、ハイブリッド車両のエンジン回転速度は、エンジン１の負荷運転時にはアクセル操作量及び車速から求められる車両要求パワーに基づいて同負荷運転に対応した値、具体的にはエンジン１の燃費改善や動力分割機構２（遊星歯車）での歯打音抑制を考慮した値に制御される。一方、エンジン１の自立運転時には、エンジン回転速度が上記車両要求パワーに基づいて同自立運転に対応した値、具体的にはエンジン１の安定回転を実現し得る最低限の値に制御される。
【００２４】
上述したようにエンジン回転速度を制御した場合、アクセル操作量及び車速を同一にした条件のもとでは、エンジン１の負荷運転時のエンジン回転速度がエンジン１の自立運転時のエンジン回転速度よりも高い値になる傾向がある。これは、エンジンの自立運転時にはエンジン回転速度を上記最低限の値に制御することを目的としているのに対し、エンジン負荷運転時にはエンジン回転速度をエンジン１の燃費改善や動力分割機構２での歯打音抑制を実現可能な値に制御することを目的としており、そうした目的が自立運転と負荷運転とで異なっているためである。
【００２５】
ところで、ハイブリッド車両においては、エンジン１の負荷運転時、運転者によるブレーキペダル１３のオン操作によって同ブレーキ１２がオフ状態からオン状態になると、［発明が解決しようとする課題］の欄に記載した［１］及び［２］に示す問題を回避するため、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられる。しかし、このようにエンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられると、それに伴いエンジン回転速度が負荷運転に対応した値から自立運転に対応した値へと急激に変化する。ここで、仮に図２のタイミングＴ１にてブレーキ１２がオフ状態からオン状態になったとすると、それに伴うエンジン運転の負荷運転から自立運転への切り換えにより、エンジン回転速度が例えば図中の実線で示すように急激に変化するようになる。こうしたエンジン運転の負荷運転から自立運転への切り換えに伴うエンジン回転速度の急な変化が運転者に違和感を生じさせる原因となることは避けられない。
【００２６】
以下、こうした違和感を運転者が覚えることを抑制するための本実施形態のエンジン回転速度の制御について、同制御を実行するためのエンジン回転速度制御ルーチンを示す図３のフローチャートを参照して説明する。このエンジン回転速度制御ルーチンは、電子制御装置１５を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００２７】
同ルーチンにおいては、まずエンジン１がハイブリッド車両の運転状態に応じて自動的に停止したり再始動したりするエンジン１の間欠運転が禁止中であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。こうしたエンジン１の間欠運転の禁止は、エンジン１の暖機中や、バッテリ６の充電を意図してエンジン１で第１モータジェネレータ４を駆動（発電）しているときなどに行われる。そして、エンジン１の間欠運転が禁止されていないときには、通常のエンジン回転速度制御が実行される（Ｓ１０６）。具体的には、エンジン１の負荷運転時にはエンジン回転速度が負荷運転に対応した値に制御される一方、エンジン１の自立運転時にはエンジン回転速度が自立運転に対応した値に制御される。
【００２８】
Ｓ１０１でエンジン１の間欠運転の禁止中である旨判断されると、エンジン１の負荷運転中であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。ここでエンジン１の負荷運転中である旨判断されると、エンジン回転速度が負荷運転に対応した値に制御される（Ｓ１０３）。一方、エンジン１の負荷運転中でない旨判断される場合、すなわちエンジン１の自立運転中である旨判断される場合には、ブレーキセンサ１４からの検出信号に基づきブレーキ１２がオン状態であるか否かが判断される（Ｓ１０４）。そして、ブレーキ１２がオン状態である旨判断されると、エンジン１の自立運転中であってもエンジン回転速度が負荷運転に対応した値に制御される（Ｓ１０３）。一方、ブレーキ１２がオン状態でない場合、すなわちオフ状態である場合には、エンジン回転速度が自立運転に対応した値に制御される（Ｓ１０５）
上述したエンジン回転速度制御を実行することにより、図２のタイミングＴ１にてブレーキ１２がオフ状態からオン状態に変化してエンジン運転が負荷運転から自立運転へと切り換えられたとき、エンジン回転速度が負荷運転時に対応した値に制御されるため、エンジン回転速度が例えば図中の破線で示すように緩やかに推移する。このため、エンジン１の負荷運転から自立運転に切り換えられることに伴ってエンジン回転速度が実線で示すように急激に変化することを抑制でき、ひいては同変化により運転者が違和感を覚えることを抑制できるようになる。
【００２９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）エンジン１の間欠運転の禁止中、ブレーキ１２のオフ状態からオン状態への切り換えに伴い、エンジン運転が負荷運転から自立運転に切り換えられたとき、その切り換えに伴ってエンジン回転速度が急激に変化することを抑制でき、そうしたエンジン回転速度の急な変化によって運転者が違和感を覚えることを抑制できる。
【符号の説明】
【００３０】
１…エンジン、２…動力分割機構、３…駆動軸、４…第１モータジェネレータ、５…第２モータジェネレータ、６…バッテリ、７…インバータ、８…アクセルペダル、９…アクセルポジションセンサ、１０…車速センサ、１１…車輪、１２…ブレーキ、１３…ブレーキペダル、１４…ブレーキセンサ、１５…電子制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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