(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンから走行駆動力を得る状態を有するアイドルストップ車両の制御装置において、
少なくとも前記エンジンを始動するために用いられるエンジン始動用モータと、
補機を駆動する補機駆動用モータと、
前記エンジン始動用モータ駆動後のエンジン始動時に、前記エンジンに発生するエンジントルクが前記エンジン始動用モータを回生運転させることができる限界トルク以上の場合には、前記限界トルクを越えるトルクに基づいて、前記補機駆動用モータを回生運転させる制御装置とを備えることを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
【請求項２】
少なくともエンジンから走行駆動力を得る状態を有するアイドルストップ車両の制御装置において、
少なくとも前記エンジンを始動するために用いられるエンジン始動用モータと、
補機を駆動する補機駆動用モータと、
前記エンジン始動用モータを制御するためのトルク指令値を算出するトルク指令値算出装置と、
前記エンジン始動用モータ駆動後のエンジン始動時に前記トルク指令値算出装置により算出されたトルク指令値が所定値未満の場合に、前記トルク指令値と前記所定値との差分を前記補機駆動用モータに対するトルク指令値に設定する設定装置とを備え、
前記補機駆動用モータは、前記設定装置により設定されたトルク指令値に基づいて回生運転することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
前記所定値は、前記補機駆動用モータを回生運転させることができる限界トルク指令値であることを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
前記エンジン動作中は前記エンジンによって駆動され、前記エンジンがアイドルストップした時は前記補機駆動用モータによって駆動される補機をさらに備え、
前記設定装置は、前記トルク指令値算出装置により算出されたトルク指令値と前記所定値との差分に対して、前記補機を駆動するためのトルク指令値を用いて補正した値を、前記補機駆動用モータに対するトルク指令値に設定することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくともエンジンを走行駆動源とするアイドルストップ車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号待ちなどで一時停車するときにエンジンを停止させ、発進時にエンジンを始動させて車両を駆動するアイドルストップ車両の制御装置が知られている（例えば特開平１１−１８７５０２号公報参照）。この装置では、エンジンが停止している状態からエンジンを始動させるために、エンジン始動用モータによりエンジンを回転させ、エンジンが所定の回転速度以上になった時に点火を行う。この点火によりエンジンが完爆し、発生したエンジントルクにより逆にエンジン始動用モータが回転される。すなわち、エンジン始動用モータは、エンジン始動時に発生したエンジントルクを吸収しつつ、目標回転速度に一致するような制御が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、寒気時における始動時には、発生するエンジントルクが大きくなるため、発生したエンジントルクがエンジン始動用モータの最大発生トルクを越えるような場合には、エンジントルクを吸収しきれずに、モータの回転速度が目標回転速度に対してオーバーシュートする場合がある。このオーバーシュートにより、乗り心地が悪化する場合がある。
【０００４】
上述したモータの回転速度のオーバーシュートを避けるために、最大発生トルクの大きいモータを用いることが考えられるが、エンジントルクがモータの最大発生トルクを越えることは希であるため、このために最大発生トルクの大きいモータを用いるのは、重量や消費電力が増大することを考慮すると効率が良くない。
【０００５】
本発明の目的は、最大発生トルクの大きいモータを用いることなく、エンジン始動時におけるエンジン始動用モータの回転速度のオーバーシュートを低減するアイドルストップ車両の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、少なくともエンジンENGから走行駆動力を得る状態を有するアイドルストップ車両の制御装置において、少なくともエンジンENGを始動するために用いられるエンジン始動用モータMG1と、補機HMを駆動する補機駆動用モータMG2と、エンジン始動用モータ駆動後のエンジン始動時に、エンジンENGに発生するエンジントルクがエンジン始動用モータMG1を回生運転させることができる限界トルク以上の場合には、限界トルクを越えるトルクに基づいて、補機駆動用モータMG2を回生運転させる制御装置HCM，M/C1，M/C2とを備えることにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、少なくともエンジンENGから走行駆動力を得る状態を有するアイドルストップ車両の制御装置において、少なくともエンジンENGを始動するために用いられるエンジン始動用モータMG1と、補機HMを駆動する補機駆動用モータMG2と、エンジン始動用モータMG1を制御するためのトルク指令値を算出するトルク指令値算出装置M/C1と、エンジン始動用モータ駆動後のエンジン始動時にトルク指令値算出装置M/C1により算出されたトルク指令値が所定値未満の場合に、トルク指令値と所定値との差分を補機駆動用モータMG2に対するトルク指令値に設定する設定装置M/C1とを備え、補機駆動用モータMG2は、設定装置M/C1により設定されたトルク指令値に基づいて、回生運転することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２のアイドルストップ車両の制御装置において、所定値は、補機駆動用モータMG2を回生運転させることができる限界トルク指令値であることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項２または３のアイドルストップ車両の制御装置において、エンジン動作中はエンジンENGによって駆動され、エンジンENGがアイドルストップした時は補機駆動用モータMG2によって駆動される補機HMをさらに備え、設定装置M/C1は、トルク指令値算出装置M/C1により算出されたトルク指令値と所定値との差分に対して、補機HMを駆動するためのトルク指令値を用いて補正した値を、補機駆動用モータMG2に対するトルク指令値に設定することを特徴とする。
【０００７】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１の発明によれば、エンジン始動時に、エンジンに発生するエンジントルクがエンジン始動用モータを回生運転させることができる限界トルク以上の場合には、限界トルクを越えるトルクに基づいて、補機駆動用モータを回生運転させるので、エンジン始動用モータに発生する回転速度オーバーシュートを抑制することができる。
（２）請求項２〜４の発明によれば、エンジン始動時にエンジン始動用モータを制御するために算出されたトルク指令値が所定値未満の場合に、トルク指令値と所定値との差分を補機駆動用モータに対するトルク指令値として補機駆動用モータを回生運転させるので、エンジン始動用モータに発生する回転速度オーバーシュートを抑制することができる。
（３）請求項３の発明によれば、所定値は補機駆動用モータを回生運転することができる限界値であるので、効果的にエンジン始動用モータに発生する回転速度オーバーシュートを抑制することができる。
（４）請求項４の発明によれば、補機駆動用モータに対するトルク指令値は、エンジン始動用モータを制御するために算出されたトルク指令値と所定値との差分に対して、補機を駆動するためのトルク指令値を用いて補正した値であるので、エンジンの始動時間を短くすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による制御装置を適用した一実施の形態のハイブリッド車両の主要部の構成を示す。一実施の形態のハイブリッド車両は、エンジンENGとモータジェネレータMG1とを備え、エンジンENGとモータジェネレータMG1の両方またはいずれか一方の駆動力により走行する。なお、ハイブリッド車両の構成はこの一実施の形態の構成に限定されず、エンジンとモーターの両方またはいずれか一方の駆動力により走行するハイブリッド車両であればどのような構成のものでも本発明を適用することができる。また、ハイブリッド車両でなくても、信号待ちなどの停止時にエンジンが停止し、発進に伴ってエンジンが始動するアイドルストップ車両にも適用することができる。
【００１０】
一般に、電動機（モータ）は、電力を駆動力に変換して力行運転するものであるが、そのままの構造で駆動力を電力に逆変換して回生運転することが可能である。また、発電機（ジェネレータ）は、駆動力を電力に変換して発電運転（回生運転と同等）するものであるが、そのままの構造で電力を駆動力に逆変換して力行運転することが可能である。つまり、電動機（モータ）と発電機（ジェネレータ）とは基本的に同一構造であり、どちらも駆動（力行）と発電（回生）とが可能である。したがって、本明細書では、電気エネルギー（電力）を回転エネルギー（駆動力）に変換する電動機（モータ）の機能と、回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機（ジェネレータ）の機能を合わせ持つ回転電機を、モータジェネレータまたは単にモータと呼ぶ。一方、内燃機関はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃やしたときに発生する燃焼エネルギーを回転エネルギー（駆動力）に変換するものであり、この明細書ではこれらの内燃機関をエンジンと総称する。
【００１１】
エンジンENGの出力軸はモータジェネレータMG1の出力軸と連結されており、さらにモータジェネレータMG1の出力軸は自動変速機T/Mの入力軸と連結されている。自動変速機T/Mの出力軸は、減速機（不図示）および駆動軸（不図示）を介して駆動輪DWに連結されており、エンジンENGとモータジェネレータMG1の駆動力が駆動輪DWに伝達される。
【００１２】
エンジンENGの出力軸はまた、プーリー＆ベルト動力伝達機構P/B1とワンウェイクラッチCLを介してモータジェネレータMG2の出力軸と連結される。さらに、モータジェネレータMG2の出力軸は、プーリー＆ベルト動力伝達機構P/B2を介して補機HMと連結される。ワンウェイクラッチCLは、一方向のみに駆動力を伝達するクラッチであり、本実施の形態では、エンジンENGとモータジェネレータMG1からモータジェネレータMG2と補機HMへ駆動力を伝達する。補機HMとしては、例えば、エアコンのコンプレッサーやパワーステアリング、自動変速機オイルポンプ等がある。
【００１３】
エンジンENGの駆動時には、エンジンENGの駆動力がプーリー＆ベルト動力伝達機構P/B1とワンウェイクラッチCLを介してモータジェネレータMG2へ伝達され、モータジェネレータMG2がエンジンENGの回転と共に連れ回るとともに、エンジンENGの駆動力により補機HMが駆動される。一方、信号待ちなどでエンジンENGがアイドルストップすると、モータジェネレータMG2により補機HMが駆動される。このとき、モータジェネレータMG2の駆動力は、ワンウェイクラッチCLの作用によりエンジンENGおよびモータジェネレータMG1には伝達されない。
【００１４】
車両コントローラHCMは、エンジンENGの始動指令、停止指令およびトルク指令値Ｔe＊をエンジンコントローラECUへ出力し、エンジンENGを制御する。車両コントローラHCMはまた、モータジェネレータMG1の駆動（力行）指令および回生制動（発電制動）指令と、回転速度指令をモータコントローラM/C1へ出力し、モータジェネレータMG1を制御する。車両コントローラHCMはさらに、モータジェネレータMG2の駆動（力行）指令および発電指令と、回転速度指令をモータコントローラM/C2へ出力し、モータジェネレータMG2を制御する。
【００１５】
エンジンコントローラECUは、車両コントローラHCMから送信されるエンジンの始動／停止信号に基づいて、エンジンENGの始動および停止制御を行うと共に、エンジントルクがトルク指令値Ｔe＊に一致するように不図示のスロットルバルブ開閉装置、燃料噴射装置および点火時期制御装置を制御する。
【００１６】
インバータINV1は、バッテリBattの直流電力を３相交流電力に変換してモータジェネレータMG1へ供給し、モータジェネレータMG1を駆動（力行）運転するとともに、モータジェネレータMG1が回生（発電）運転することにより発電する３相交流電力を直流電力に逆変換してバッテリBattへ供給する。モータコントローラM/C1は、車両コントローラHCMからの駆動（力行）指令および回生制動（発電制動）指令と、回転速度指令に基づいてインバータINV1を制御し、モータジェネレータMG1を駆動する。また、モータコントローラM/C1は、エンジンENGの始動完了信号または始動未了信号を車両コントローラHCMに出力する。
【００１７】
インバータINV2は、バッテリBattの直流電力を３相交流電力に変換してモータジェネレータMG2へ供給し、モータジェネレータMG2を駆動（力行）運転するとともに、モータジェネレータMG2が回生運転することにより発電する３相交流電力を直流電力に逆変換してバッテリBattへ供給する。モータコントローラM/C2は、車両コントローラHCMから送信される駆動（力行）指令、発電指令および回転速度指令と、モータコントローラM/C1から送信される補正トルク値ΔT1に基づいてインバータINV2を制御し、モータジェネレータMG2を駆動する。
【００１８】
なお、車両コントローラHCM、エンジンコントローラECU、モータコントローラM/C1およびM/C2はそれぞれ、マイクロコンピュータとメモリやインタフェースなどの周辺部品から構成され、通信線を介して相互に種々の情報の授受を行う。
【００１９】
図２は、モータコントローラM/C1およびモータコントローラM/C2の詳細な構成を示す制御ブロック図である。初めに、モータコントローラM/C1を構成する各部について説明する。回転速度制御部１０は、車両コントローラHCMから送信されるエンジンの始動／停止信号、アイドルストップ作動／解除信号に基づいて、モータジェネレータMG1の回転速度制御および停止制御を行う。
【００２０】
車両コントローラHCMからアイドルストップ作動信号およびエンジンの停止信号が入力された時は、モータジェネレータMG1の停止制御を行い、エンジン始動未了信号を車両コントローラHCMに出力する。車両コントローラHCMからアイドルストップ解除信号、またはアイドルストップ時にエンジンの始動信号が入力されると、モータジェネレータMG1の回転速度制御を行う。すなわち、回転速度制御部１０は、車両コントローラHCMから入力される目標回転速度Ｎmtr1と、回転速度検出部１５により検出されたモータジェネレータMG1の回転速度Ｎ1とに基づいて、回転速度フィードバック制御を行うことにより、モータジェネレータMG1を制御するためのトルク指令値Ｔ1＊を算出する。
【００２１】
モータジェネレータMG1の回転速度フィードバック制御は、次のようにして実現される。モータジェネレータMG1の出力軸に連結された回転速度検出部１５によりモータジェネレータMG1の回転速度Ｎ1を検出し、目標回転速度Nmtr1との偏差（Nmtr1−Ｎ1）に比例・積分制御（ＰＩ制御）を施す。そして、モータジェネレータMG1の回転速度Ｎ1を目標回転速度Nmtr1に一致させるためのトルク指令値Ｔ1＊を、次式（１）により演算する。
Ｔ1＊＝Ｋp1・（Nmtr1−Ｎ1）＋Ｋi1・∫（Nmtr1−Ｎ1）dt    …（１）
ここで、Ｋp1、Ｋi1はそれぞれ、モータジェネレータMG1の回転速度フィードバック制御における比例ゲインと積分ゲインである。演算したトルク指令値Ｔ1＊は、リミット処理部１１に送られる。また、車両コントローラHCMからエンジンの始動信号が入力されている時には、トルク指令値Ｔ1＊は補正トルク演算部１２にも送られる。
【００２２】
なお、式（１）により算出されるトルク指令値Ｔ1＊が正の値の場合には、モータジェネレータMG1は力行運転が行われ、負の値の場合には回生（発電）運転が行われる。
【００２３】
リミット処理部１１は、回転速度制御部１０で演算したトルク指令値Ｔ1＊が、モータジェネレータMG1の出力可能トルク（最大発生トルク）の範囲内に収まるようにリミッタ処理を行う。モータジェネレータMG1の出力可能トルクが−Ｔlim1以上＋Ｔlim1以下の範囲であるとすると、リミッタ処理後のトルク指令値Ｔref1は、次式（２ａ）〜（２ｃ）のようになる。
Ｔref1＝Ｔ1＊  （−Ｔlim1≦Ｔ1＊≦Ｔlim1の時）      …（２ａ）
Ｔref1＝＋Ｔlim1  （Ｔ1＊＞＋Ｔlim1の時）          …（２ｂ）
Ｔref1＝−Ｔlim1  （Ｔ1＊＜−Ｔlim1の時）          …（２ｃ）
ただし、＋Ｔlim1は、モータジェネレータMG1を力行運転することができる最大トルクであり、−Ｔlim1は、モータジェネレータMG1を回生運転することができる限界値（指令トルク下限値）である。リミッタ処理後のトルク指令値Ｔref1は、電流指令演算部１３に送られる。
【００２４】
電流指令演算部１３は、リミット処理部１１にてリミッタ処理が施されたトルク指令値Ｔref1と、回転速度検出部１５にて検出されたモータジェネレータMG1の回転速度Ｎ1に基づいて、モータジェネレータMG1を制御するための電流指令値Ｉ1＊を演算する。電流指令値Ｉ1＊の演算は、トルク指令値Ｔref1とモータジェネレータMG1の回転速度Ｎ1と電流指令値Ｉ1＊との関係を予め実験等により求めたマップを用いる。演算した電流指令値Ｉ1＊は、電流制御部１４に送られる。
【００２５】
電流制御部１４は、電流指令演算部で演算された電流指令値Ｉ1＊と、電流センサIS1で検出された、モータジェネレータMG1に流れる実電流Ｉ1とに基づいて、電流制御を行い、インバータINV1に対する電圧指令値Ｖ1＊を算出する。インバータINV1は、この電圧指令値Ｖ1＊に基づいて制御され、モータジェネレータMG1に電力を供給することにより、モータジェネレータMG1を駆動する。
【００２６】
補正トルク演算部１２は、回転速度演算部１０にて算出されたトルク指令値Ｔ1＊と、リミッタ処理部１１でリミッタ処理が行われたトルク指令値Ｔref1とに基づいて、モータコントローラM/C2に出力するトルク補正値ΔＴ1を演算する。具体的には、回転速度制御部１０にて演算したトルク指令値Ｔ1＊がリミット上限値＋Ｔlim1以上の場合（式（２ｂ））、およびトルク指令値Ｔ1＊をそのままトルク指令値Ｔref1として出力した場合（式（２ａ））には、トルク補正値ΔＴ1を０として（次式（３ａ））、モータコントローラM/C2の切替スイッチ選択部２１に出力する。回転速度制御部１０にて演算したトルク指令値Ｔ1＊がリミット下限値−Ｔlim1より小さかった場合には（式（２ｃ））、トルク補正値ΔＴ1を次式（３ｂ）により算出して、切替スイッチ選択部２１に出力する。
ΔＴ1＝０  （Ｔ1＊≧Ｔref1の時）    …（３ａ）
ΔＴ1＝Ｔ1＊−Ｔref1  （Ｔ1＊＜Ｔref1の時）    …（３ｂ）
【００２７】
トルク補正値ΔＴ1を式（３ａ），（３ｂ）により算出する理由について説明しておく。エンジン始動時に発生するエンジントルクが大きい場合には、モータコントローラM/C1の回転速度制御部１０が負のトルク指令値Ｔ1＊を出力することにより、モータジェネレータMG1にてエンジントルクを吸収する制御を行う。ここで、トルク指令値Ｔ1＊がモータジェネレータMG1の出力可能トルクの下限値−Ｔlim1未満の場合には、リミット処理部１１でトルク指令値Ｔ1＊のリミット処理が行われる（式（２ｃ））。補正トルク演算部１２は、リミット処理部１１でリミットされたトルク分（負の値）をトルク補正値ΔＴ1として、モータコントローラM/C2に出力する（式（３ｂ））。モータジェネレータMG2は、後述するように、このトルク補正値ΔＴ1に基づいた制御が行われるが、ΔＴ1が負の値であるため、回生（発電）制御が行われる。すなわち、エンジン始動時に発生するエンジントルクのうち、モータジェネレータMG1で吸収できないトルクによってモータジェネレータMG2が回転される発電運転が行われる。
【００２８】
これに対して、例えばエンジンがアイドルストップした状態から始動させる場合には、エンジンを回転させるためにモータジェネレータMG1を回転させる必要がある。従って、回転速度制御部１０は正のトルク指令値Ｔ1＊を出力する。ここで、例えば今まで回転していなかったモータジェネレータMG1を回転させるような場合には、モータジェネレータMG1の実回転速度と回転速度指令値との差異が大きいため、トルク指令値Ｔ1＊が大きくなり、車両の乗員に違和感を与えることが起こりうる。従って、リミット処理部１１にてトルク指令値Ｔ1＊にリミット処理を施し（式（２ｂ））、乗員への影響を抑制するようにしている。この場合には、リミットされたトルクをモータジェネレータMG2に分担させる必要はないので、補正トルク演算部１２はトルク補正値ΔＴ1を０として、モータコントローラM/C２に出力している。
【００２９】
次に、モータコントローラM/C2の各部について説明する。回転速度制御部２０は、車両コントローラHCMから送信される回転速度指令値Ｎmtr2と、回転速度検出部２４により検出されたモータジェネレータMG2の実回転速度Ｎ2とに基づいて、回転速度フィードバック制御を行うことにより、トルク指令値Ｔ2＊を算出する。すなわち、目標回転速度Nmtr2との偏差（Nmtr2−Ｎ2）に比例・積分制御（ＰＩ制御）を施し、モータジェネレータMG2の回転速度Ｎ2を目標回転速度Nmtr2に一致させるためのトルク指令値Ｔ2＊を、次式（４）により演算する。
Ｔ2＊＝Ｋp2・（Nmtr2−Ｎ2）＋Ｋi2・∫（Nmtr2−Ｎ2）dt    …（４）
ここで、Ｋp2、Ｋi2はそれぞれ、モータジェネレータMG2の回転速度フィードバック制御における比例ゲインと積分ゲインである。演算したトルク指令値Ｔ2＊は、切替スイッチ選択部２１に送られる。
【００３０】
また、回転速度制御部２０は、実回転速度Ｎmtr2が目標回転速度Ｎ2と一致して安定している状態、すなわち、｜Ｎmtr2−Ｎ2｜≒０の関係が成り立っている時のトルク指令値Ｔ2＊を、補機を駆動するための負荷トルクＴfに設定する。
【００３１】
切替スイッチ選択部２１は、後述するように、車両コントローラHCMから送信されるエンジン始動／停止信号およびアイドルストップ作動／解除信号に基づいて、切替スイッチ▲１▼，▲２▼，▲３▼の選択を行い、トルク指令値Ｔ2＊を電流指令演算部２２に送信する。
【００３２】
車両コントローラHCMからアイドルストップ作動信号およびエンジン停止信号が送信されてきた場合、または、アイドルストップ作動信号およびエンジン始動信号が送信され、かつ、モータコントローラM/C1の補正トルク演算部１２から送信されてきたトルク補正値ΔＴ1が負の値ではない（ΔＴ1＝０）場合には、切替スイッチ選択部２１は、▲１▼の切替スイッチを選択する。この場合、電流指令演算部２２には、式（４）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊が入力される。
【００３３】
車両コントローラHCMからアイドルストップ解除信号が送信されてきた場合には、切替スイッチ選択部２１は、▲２▼の切替スイッチを選択する。この場合、電流指令演算部２２には、トルク指令値Ｔ2＊＝０が入力される。これにより、モータジェネレータMG2は、エンジンENGの回転と共に連れ回る制御が行われる。
【００３４】
車両コントローラHCMからアイドルストップ作動信号およびエンジン始動信号が送信され、かつ、モータコントローラM/C1の補正トルク演算部１２から送信されてきたトルク補正値ΔＴ1が負の値である場合には、切替スイッチ選択部２１は、▲３▼の切替スイッチを選択する。この場合、次式（５）に示すように、補正トルク演算部１２から送信されるトルク補正値ΔＴ1をトルク指令値Ｔ2＊に設定して、電流指令演算部２２に入力すれば、モータジェネレータMG1で吸収できないエンジントルクをモータジェネレータMG2にて吸収することができる。
Ｔ2＊＝ΔＴ1    …（５）
【００３５】
ただし、この場合、補機HMを駆動するための負荷トルクＴfもモータジェネレータMG1に対する負荷となるため、補機HMの負荷トルクＴfを考慮したトルク指令値Ｔ2＊を電流指令演算部２２に入力すれば、エンジンENGの始動時間を短縮することができる。すなわち、エンジンENGで発生するエンジントルクのうち、モータジェネレータMG1を回生運転することができる限界トルク値（−Ｔlim1）を越えるトルク分であるΔＴ1を、補機HMとモータジェネレータMG2の双方で分担させれば、エンジンENGの始動時間を短縮することができる。従って、次式（６）に示すように、負の値であるトルク補正値ΔＴ1に補機HMの負荷トルクＴfを足した値をトルク指令値Ｔ2＊とする。
Ｔ2＊＝ΔＴ1＋Ｔf    …（６）
【００３６】
本実施の形態では、モータを力行運転するためのトルク指令値の値を正、回生運転するためのトルク指令値を負としているが、回生運転するためのトルク指令値を正として考えると、回転速度制御部１０にて算出したトルク指令値のうち、回生運転可能な限界トルク値を越えるトルク分であるΔＴ1から補機HMの負荷トルクＴfを減じた値をトルク指令値Ｔ2＊に設定して、モータジェネレータMG2を回生運転させるものである。
【００３７】
このように、アイドルストップ状態からエンジンENGを始動させる時に、発生するエンジントルクがモータジェネレータMG1で吸収できない場合には、モータジェネレータMG2の制御を回転速度制御から、式（６）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊を用いたトルク指令制御に切り替えることにより、回転速度制御の応答時定数に依存することなく、モータジェネレータMG1で吸収できないエンジントルクをモータジェネレータMG2で吸収することができる。また、式（６）に示すように、補機HMの負荷トルクＴfを用いて補正したトルク指令値Ｔ2＊を用いることにより、式（５）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊を用いる場合に比べて、エンジンENGの始動時間を短縮することができる。
【００３８】
電流指令演算部２２は、切替スイッチ選択部２１を介して入力されるトルク指令値Ｔ2＊と、回転速度検出部２４にて検出されたモータジェネレータMG2の回転速度Ｎ2とに基づいて、モータジェネレータMG2を制御するための電流指令値Ｉ2＊を演算する。電流指令値Ｉ2＊の演算は、トルク指令値Ｔ2＊とモータジェネレータMG2の回転速度Ｎ2と電流指令値Ｉ2＊との関係を予め実験等により求めたマップを用いる。演算した電流指令値Ｉ2＊は、電流制御部２３に送られる。
【００３９】
電流制御部２３は、電流指令演算部２２で演算された電流指令値Ｉ2＊と、電流センサIS2で検出された、モータジェネレータMG2に流れる実電流Ｉ2とに基づいて、電流制御を行い、インバータINV2に対する電圧指令値Ｖ2＊を算出する。インバータINV2は、この電圧指令値Ｖ2＊に基づいて制御され、モータジェネレータMG2に電力を供給することにより、モータジェネレータMG2を駆動する。
【００４０】
図３は、モータコントローラM/C1で行われる制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、アイドルストップ時のモータジェネレータMG1の動作を説明する。モータコントローラM/C1は、ハイブリッド車両のメインスイッチがオンされると、この制御プログラム（ステップＳ１０〜ステップＳ７０）を繰り返し実行する。
【００４１】
ステップＳ１０では、車両コントローラHCMから送信されるアイドルストップ作動／解除信号に基づいて、エンジンがアイドルストップ作動中であるか否かを判定する。アイドルストップ作動中であると判定するとステップＳ２０に進み、アイドルストップ作動中ではないと判定するとステップＳ７０に進む。ステップＳ２０では、車両コントローラHCMから送信されるエンジン始動／停止信号に基づいて、エンジンENGが始動中であるか否かを判定する。エンジンENGが始動中であると判定するとステップＳ４０に進み、停止中であると判定するとステップＳ３０に進む。
【００４２】
ステップＳ３０では、エンジンENGがアイドルストップ状態であり、かつ、始動中でもないので、モータジェネレータMG1を停止する制御を行うとともに、エンジン始動未了信号を車両コントローラHCMに出力する。エンジン始動未了信号を出力すると、本制御プログラムを終了する。
【００４３】
ステップＳ４０では、エンジンENGがアイドルストップしている状態から始動する場合であるので、車両コントローラHCMから送信される目標回転速度Ｎmtr1に基づいた回転速度制御を行う。すなわち、上述したように、回転速度制御部１０は、式（１）に基づいてトルク指令値Ｔ1＊を演算し、リミッタ処理部１１にて、式（２ａ）〜（２ｃ）に基づいてリミッタ処理を施す。補正トルク演算部１２は、リミッタ処理前のトルク指令値Ｔ1＊と、リミッタ処理後のトルク指令値Ｔref1とを用いて式（３ａ），（３ｂ）により、トルク補正値ΔＴ1を算出する。算出したトルク補正値ΔＴ1は、モータコントローラM/C2の切替スイッチ選択部２１に送信される。
【００４４】
この場合、モータジェネレータMG1は、トルク指令値Ｔref1に基づいて駆動される。すなわち、トルク指令値Ｔref1が正の値の場合には、エンジンENGを回転させるためにモータジェネレータMG1は回転駆動（力行運転）され、トルク指令値Ｔref1が負の値の場合には、エンジン始動時に発生するエンジントルクにより回転される発電運転が行われる。ステップＳ４０でトルク補正値ΔＴ1を切替スイッチ選択部２１に送信すると、ステップＳ５０に進む。
【００４５】
ステップＳ５０では、エンジンENGが始動したか否かを判定する。この判定は、モータジェネレータMG1の実回転速度Ｎ1が目標回転速度Ｎmtr1と略一致したか否かにより行う。｜Ｎmtr1−Ｎ1｜≒０の関係が成り立ち、エンジンENGが始動したと判定するとステップＳ６０に進み、エンジンENGがまだ始動していないと判定すると本制御プログラムを終了する。ステップＳ６０では、エンジン始動完了信号を車両コントローラHCMに出力して本制御を終了する。このエンジン始動完了信号を受信した車両コントローラHCMは、アイドルストップ解除信号をモータコントローラM/C1およびモータコントローラM/C2に出力する。
【００４６】
ステップＳ１０にてアイドルストップ作動中ではないと判定してステップＳ７０に進むと、車両コントローラHCMから送信される目標回転速度Ｎmtr1に基づいた回転速度制御を行う。すなわち、回転速度制御部１０が式（１）に基づいてトルク指令値Ｔ1＊を演算し、リミッタ処理部１１にて、式（２ａ）〜（２ｃ）に基づいたリミッタ処理が施される。リミッタ処理が施された後のトルク指令値Ｔref1は、電流指令演算部１３に入力される。その後、上述したように、電流指令演算部１３、電流制御部１４によりインバータINV1が制御されて、回転速度が目標回転速度と一致するようにモータジェネレータMG1は駆動される。
【００４７】
図４は、モータコントローラM/C2で行われる制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、アイドルストップ時のモータジェネレータMG2の動作を説明する。モータコントローラM/C2は、ハイブリッド車両のメインスイッチがオンされると、この制御プログラム（ステップＳ１００〜ステップＳ１７０）を繰り返し実行する。
【００４８】
ステップＳ１００では、車両コントローラHCMから送信されるアイドルストップ作動／解除信号に基づいて、エンジンがアイドルストップ作動中であるか否かを判定する。アイドルストップ作動中であると判定するとステップＳ１１０に進み、アイドルストップ作動中ではないと判定するとステップＳ１７０に進む。ステップＳ１１０では、車両コントローラHCMから送信されるエンジン始動／停止信号に基づいて、エンジンENGが始動中であるか否かを判定する。エンジンENGが始動中であると判定するとステップＳ１２０に進み、停止中であると判定するとステップＳ１４０に進む。
【００４９】
ステップＳ１２０では、モータコントローラM/C1の補正トルク演算部１２から送信されるトルク補正値ΔＴ1が負の値であるか否かを判定する。トルク補正値ΔＴ1が負の値であると判定するとステップＳ１３０に進み、負の値ではないと判定するとステップＳ１４０に進む。ステップＳ１３０では、切替スイッチ選択部２１にて、▲３▼の切替スイッチが選択される。この場合、モータジェネレータMG2は、式（６）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊を用いたトルク指令制御により発電運転が行われる。これにより、エンジンENGで発生したエンジントルクのうちモータジェネレータMG1で吸収できないトルク分をモータジェネレータMG2で吸収することができる。▲３▼の切替スイッチが選択されてトルク指令制御が行われると、本制御プログラムを終了する。
【００５０】
ステップＳ１４０では、切替スイッチ選択部２１にて、▲１▼の切替スイッチが選択される。この場合、モータジェネレータMG2は、式（４）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊を用いた回転速度制御が行われる。▲１▼の切替スイッチが選択されて回転速度制御が行われると、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、補機HMの負荷トルクを算出するために、モータジェネレータMG2の回転速度が目標回転速度と近づいて安定したか否かを判定する。｜Ｎmtr2−Ｎ2｜≒０の関係が成り立ち、安定した状態であると判定するとステップＳ１６０に進み、｜Ｎmtr2−Ｎ2｜≒０の関係が成り立っていないと判定すると本制御プログラムを終了する。
【００５１】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で安定した状態であると判定されたときのモータジェネレータMG2のトルク指令値Ｔ2＊を補機HMの負荷トルクＴfに設定して本制御プログラムを終了する。また、ステップＳ１００でアイドルストップが作動中ではないと判定してステップＳ１７０に進んだときは、切替スイッチ選択部２１にて、▲２▼のスイッチが選択される。この場合、トルク指令値Ｔ2＊は０に設定され、モータジェネレータMG2は、エンジンENGの回転と共に連れ回る制御が行われる。▲２▼の切替スイッチが選択されると、本制御プログラムを終了する。以後、上述したステップＳ１００以後の処理が繰り返し行われる。
【００５２】
本実施の形態によれば、アイドルストップしている状態からエンジンENGを始動する時に発生するエンジントルクが、モータジェネレータMG1が回生運転できる最大トルクを越える場合に、最大トルクを越えるトルク分を用いて、補機を駆動するためのモータジェネレータMG2を回転駆動することにより、モータジェネレータMG1の回転速度がオーバーシュートするのを抑制することができ、車両の乗員の乗り心地が悪化するのを防ぐことができる。これにより、モータジェネレータMG1を駆動可能な最大トルクを大きくする必要がなくなり、最大トルクの大きいモータを用いることによる重量および消費電力の増大を防ぐことができる。
【００５３】
また、モータジェネレータMG1で吸収することができないトルクを用いてモータジェネレータMG2を回生運転させる場合に、回転速度制御からトルク指令制御に切り替えるので、回転速度制御の応答時定数に依存することなく、モータジェネレータMG1で吸収できないトルクをモータジェネレータMG2で効果的に吸収することができる。さらに、式（６）に示すように、補機HMの負荷トルクＴfを考慮したトルク指令値Ｔ2＊を用いることにより、式（５）により算出されるトルク指令値Ｔ2＊を用いる場合に比べて、エンジンENGの始動時間を短縮することができる。
【００５４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されることはない。上述した一実施の形態では、本発明による制御装置をハイブリッド車両に適用した例について説明したが、信号待ちなどの停止時にエンジンが停止し、発進に伴ってエンジンが始動するアイドルストップ車両にも適用することができる。
【００５５】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、モータジェネレータMG1がエンジン始動用モータを、モータジェネレータMG2が補機駆動用モータを、モータコントローラM/C1がトルク指令値算出装置および設定装置を、車両コントローラHCMとモータコントローラM/C1とモータコントローラM/C2が制御装置をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御装置が適用されるハイブリッド車両の一実施の形態の主要構成を示す図
【図２】モータコントローラM/C1およびモータコントローラM/C2の詳細な構成を示す制御ブロック図
【図３】モータコントローラM/C1で行われる制御プログラムを示す一実施の形態のフローチャート
【図４】モータコントローラM/C2で行われる制御プログラムを示す一実施の形態のフローチャート
【符号の説明】
ＥＮＧ  エンジン
ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ
ＤＷ  駆動輪
ＨＣＭ  車両コントローラ
ＥＣＵ  エンジンコントローラ
Ｍ／Ｃ１，Ｍ／Ｃ２  モータコントローラ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２  インバータ
ＨＭ  補機
ＣＬ  ワンウェイクラッチ
Ｂａｔｔ  バッテリ
ＩＳ１，ＩＳ２  電流検出センサ
１０，２０  回転速度制御部
１１  リミット処理部
１２  補正トルク演算部
１３，２２  電流指令演算部
１４，２３  電流制御部
１５，２４  回転速度検出部
２１  切替スイッチ選択部
【図１】
0003891003.tif 000002
【図２】
0003891003.tif 000003
【図３】
0003891003.tif 000004
【図４】
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