(57)【要約】【課題】エンジンの停止時におけるエンジンの振動を抑制することができるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジン１０の動力を伝達する出力軸１３に接続されたモータージェネレーター３１を有するハイブリッドシステム３０と、制御装置８０と、を備えたハイブリッド車両において、制御装置は、エンジンを停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、エンジンのピストンが上死点以外の位置で停止するようにエンジンのクランク角に基づいてエンジンの出力軸に接続されたモータージェネレーターのトルクを制御することを特徴とする。【選択図】図２
2017121896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記制御装置は、前記エンジンを停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、前記エンジンのピストンが上死点以外の位置で停止するように前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御するにあたり、前記モータージェネレーターの回転数に基づいて前記エンジンのクランク角を推定し、推定された前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御する請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
前記エンジンを停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、前記エンジンのピストンが上死点以外の位置で停止するように前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項４】
前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御するにあたり、前記モータージェネレーターの回転数に基づいて前記エンジンのクランク角を推定し、推定された前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御する請求項３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、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時においてはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば特許文献１参照）。また、近年では、モータージェネレーターがエンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたＨＥＶも開発されてきている。
【０００３】
ところで、エンジンの停止時において、ピストンの停止位置（クランク角）によって、エンジンの停止時のエンジンの振動が大きくなることがある。具体的には、ピストンが上死点の位置で停止した場合に、エンジンの振動が大きくなる。これは、ピストンが上死点の位置で停止した場合、ピストンが上死点の位置から反動で下死点側に戻されることに起因して、大きな振動が発生するものと考えられる。なお、このエンジン停止時における振動は、一般的に、ガソリンエンジンよりもディーゼルエンジンの方が大きい傾向がある。しかしながら、このエンジン停止時における振動を抑制するための技術は開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの停止時におけるエンジンの振動を抑制することができるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記エンジンを停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、前記エンジンのピストンが上死点以外の位置で停止するように前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御する。
【０００７】
本発明によれば、エンジン停止要求を受信した場合に上記のようにモータージェネレーターのトルクを制御することで、エンジンのピストンを上死点以外の位置で停止させることができるので、エンジンの停止時におけるエンジンの振動を抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記制御装置は、前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御するにあたり、
前記モータージェネレーターの回転数に基づいて前記エンジンのクランク角を推定し、推定された前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御してもよい。
【０００９】
ここで、一般に、クランク角センサによってクランク角を精度良く検出することは容易ではない。一方、モータージェネレーターの回転数を検出するモーター回転数センサによって、モータージェネレーターの回転数を精度良く検出することは比較的容易である。そのため、モータージェネレーターの回転数に基づいてエンジンのクランク角を推定する方が、クランク角センサによってクランク角を精度よく直接検出するよりも、容易に精度良く行える。したがって、上記構成によれば、クランク角センサによって直接検出されたクランク角に基づいてモータージェネレーターのトルクを制御するよりも、容易にクランク角を精度良く推定して、容易にモータージェネレーターのトルクを精度良く制御することができる。その結果、ピストンを上死点以外の位置で精度良く停止させることが容易にできる。
【００１０】
また上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、前記エンジンを停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、前記エンジンのピストンが上死点以外の位置で停止するように前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、エンジン停止要求を受信した場合に上記のようにモータージェネレーターのトルクを制御することで、エンジンのピストンを上死点以外の位置で停止させることができるので、エンジンの停止時におけるエンジンの振動を抑制することができる。
【００１２】
上記方法において、前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御するにあたり、前記モータージェネレーターの回転数に基づいて前記エンジンのクランク角を推定し、推定された前記エンジンのクランク角に基づいて前記エンジンの前記出力軸に接続された前記モータージェネレーターのトルクを制御してもよい。
【００１３】
上記方法によれば、クランク角センサによって直接的に検出されたクランク角に基づいてモータージェネレーターのトルクを制御する場合よりも、容易にクランク角を精度良く推定して、容易にモータージェネレーターのトルクを精度良く制御することができる。その結果、ピストンを上死点以外の位置で精度良く停止させることが容易にできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジン停止要求を受信した場合にエンジンのピストンを上死点以外の位置で停止させることができ、エンジンの停止時におけるエンジンの振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】制御装置による停止時制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という）は、普通乗用車のみならず、バスやトラックなどを含む車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン１０及びモータージェネレーター３１を有するハイブリッドシステム３０を備えている。
【００１７】
エンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の回転動力は、クランクシャフト１３の一端部に接続するクラッチ１４（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じてトランスミッション２０に伝達される。
【００１８】
トランスミッション２０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ、変速用アクチュエーター２１を用いて自動的に変速するＡＭＴ又はＡＴが用いられている。なお、トランスミッション２０は、ＡＭＴのような自動変速式に限るものではなく、ドライバーが手動で変速するマニュアル式であってもよい。
【００１９】
トランスミッション２０で変速された回転動力は、プロペラシャフト２２を通じてデファレンシャル２３に伝達され、一対の駆動輪２４にそれぞれ駆動力として分配される。
【００２０】
ハイブリッドシステム３０は、モータージェネレーター３１と、このモータージェネレーター３１に順に電気的に接続するインバーター３５、高電圧バッテリー３２、ＤＣ／ＤＣコンバーター３３及び低電圧バッテリー３４とを有している。
【００２１】
高電圧バッテリー３２としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー３４には鉛バッテリーが用いられる。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバーター３３は、高電圧バッテリー３２と低電圧バッテリー３４との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー３４は、各種の車両電装品３６に電力を供給する。
【００２３】
このハイブリッドシステム３０における種々のパラメータ、例えば、電流値、電圧値やＳＯＣなどは、ＢＭＳ３９（バッテリーマネージメントシステム）により検出される。ＢＭＳ３９は検出結果を制御装置８０に伝える。
【００２４】
モータージェネレーター３１は、回転軸３７に取り付けられた第１プーリー１５とエンジン本体１１の出力軸であるクランクシャフト１３の他端部に取り付けられた第２プーリー１６との間に掛け回された金属製のチェーン１７を介して、エンジン１０との間で動力を伝達する。すなわち、第１プーリー１５、第２プーリー１６及びチェーン１７は、エンジン１０の動力を伝達する出力軸とモータージェネレーター３１の回転軸３７との間の動力を伝達する動力伝達機構としての機能を有している。
【００２５】
但し、この動力伝達機構の構成は、これに限定されるものではなく、例えば動力伝達機構は、第１プーリー１５、第２プーリー１６及びチェーン１７の代わりに、複数のギアを介して動力を伝達する機構を用いることもできる。なお、このように、動力伝達機構として、チェーン１７や複数のギアを用いることで、エンジン１０とモータージェネレーター３１との間の動力伝達を、滑りを生じずに行うことができる。
【００２６】
また、モータージェネレーター３１に接続するエンジン本体１１の出力軸は、クランクシャフト１３に限定されるものではなく、例えばエンジン本体１１とトランスミッション
２０との間の伝達軸やプロペラシャフト２２であってもよい。
【００２７】
このモータージェネレーター３１は、エンジン本体１１を始動するスターターモーター（図示せず）の代わりに、クランキングを行う機能も有している。
【００２８】
またＨＥＶは、モータージェネレーター３１の回転数（具体的には回転軸３７の回転数）を検出するためのセンサとして、モーター回転数センサ１０２を備えている。モーター回転数センサ１０２は、その検出結果を制御装置８０に伝える。
【００２９】
上述したハイブリッドシステム３０は制御装置８０によって制御される。具体的にはハイブリッドシステム３０は、制御装置８０に制御されることで、ＨＥＶの発進時や加速時には、高電圧バッテリー３２から電力を供給されたモータージェネレーター３１により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３１による回生発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー３２を充電する。
【００３０】
また制御装置８０は、ハイブリッドシステム３０の他に、クラッチ１４の切断及び接続を制御するとともに、変速用アクチュエーター２１を制御することでトランスミッション２０のギア段も制御する。この制御装置８０は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するＣＰＵと、ＣＰＵの動作に用いられる各種データやプログラム等を記憶する記憶部としての機能を有するＲＯＭ、ＲＡＭ等とを有するマイクロコンピュータを備えている。
【００３１】
また本実施形態に係る制御装置８０は、エンジン１０を停止させるとの要求であるエンジン停止要求を受信した場合に、エンジン１０のピストン（図示せず）が上死点以外の位置で停止するようにエンジン１０のクランク角に基づいてエンジン１０の出力軸（本実施形態ではクランクシャフト１３）に接続されたモータージェネレーター３１のトルクを制御する（以下、この制御処理を停止時制御処理と称する）。
【００３２】
また制御装置８０は、上記停止時制御処理において、上述したようにエンジン１０のクランク角に基づいてモータージェネレーター３１のトルクを制御するにあたり、モータージェネレーター３１の回転数に基づいてエンジン１０のクランク角を推定し、この推定されたクランク角に基づいてモータージェネレーター３１のトルクを制御する。この停止時制御処理の詳細についてフローチャートを用いて説明すると次のようになる。
【００３３】
図２は制御装置８０による停止時制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置８０の制御部は図２のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。ステップＳ１０において制御部は、エンジン停止要求を受信したか否かを判定する。エンジン停止要求の具体的な内容は特に限定されるものではないが、例えば、エンジン１０をアイドルストップさせる際に制御装置８０が発信するエンジン停止要求であってもよく、ドライバーがエンジン１０を停止させるためにエンジン停止スイッチを押した場合のように、ドライバーからのエンジン停止指令であってもよい。
【００３４】
ステップＳ１０でＮＯと判定された場合、制御部はフローチャートのスタートに戻る（リターン）。
【００３５】
一方、ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合（停止要求を受信した場合）、制御部は、モータージェネレーター３１の回転数に基づいてクランク角を推定し、推定されたクランク角に基づいて、ピストンが上死点以外の位置で停止するように、推定されたクランク角に基づいてエンジン１０の出力軸に接続されたモータージェネレーター３１のトルク
を制御する（ステップＳ２０）。なお、ピストンが停止する位置は、上死点以外の位置であれば特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、上死点と下死点との間の所定位置、具体的には、上死点と下死点との中間位置を用いる。
【００３６】
また制御部は、ステップＳ２０においてクランク角を推定するにあたり、具体的には以下の手法によってこれを実行している。まず、制御装置８０の記憶部（例えばＲＯＭ）には、モータージェネレーター３１の回転数からエンジン１０の回転数を算出する第１演算式が予め記憶されているとともに、エンジン１０の回転数からエンジン１０のクランク角を演算する第２演算式も予め記憶されている。
【００３７】
そこで、ステップＳ２０において制御部は、モーター回転数センサ１０２が検出したモータージェネレーター３１の回転数（ｒｐｍ）を取得し、この取得されたモータージェネレーター３１の回転数に基づいて第１演算式を用いてエンジン１０の回転数を算出し、算出されたエンジン１０の回転数に基づいて第２演算式を用いてクランク角を演算する。そして制御部は、この演算されたクランク角をステップＳ２０のクランク角（推定されたクランク角）として取得する。但し、制御部によるクランク角の具体的な推定手法は、モータージェネレーター３１の回転数に基づいてクランク角を推定可能な手法であればよく、これに限定されるものではない。
【００３８】
また制御部は、ステップＳ２０においてピストンを上死点以外の位置で停止させるにあたり、具体的には、ピストンを上死点と下死点との間の位置（本実施形態では一例として中間位置）で停止させる。
【００３９】
この具体例を挙げると次のとおりである。ステップＳ１０でエンジン停止要求があり、これにより、エンジン１０の燃料噴射が停止された場合、主としてエンジンフリクションによってエンジン１０の回転数は減少していく（すなわち、エンジン１０は停止する方向に向かう）。そして、本実施形態では、このエンジンフリクションによるエンジン１０の回転数の減少に、ステップＳ２０におけるモータージェネレーター３１のトルク制御が加わることで、本来ならランダムに停止するはずのピストン位置を、上死点以外の位置（一例として中間位置）に素早く停止させている。
【００４０】
以上説明した本実施形態によれば、エンジン停止要求を受信した場合に、ピストンが上死点以外の位置で停止するようにクランク角に基づいてエンジン１０の出力軸に接続されたモータージェネレーター３１のトルクを制御することにより、ピストンを上死点以外の位置で停止させることができる。これにより、ピストンが上死点で停止する場合に比較して、エンジン１０の停止時におけるエンジン１０の振動を抑制することができる。
【００４１】
なお、本実施形態に係る制御装置８０は、ステップＳ２０においてクランク角に基づいてモータージェネレーター３１のトルクを制御するにあたり、モータージェネレーター３１の回転数に基づいてクランク角を推定し、この推定されたクランク角に基づいてモータージェネレーター３１のトルクを制御しているが、クランク角に基づくトルク制御の具体的内容はこれに限定されるものではない。例えば制御装置８０は、クランク角センサを用いてクランク角を直接検出し、この直接検出されたクランク角に基づいてトルク制御を行ってもよい。
【００４２】
しかしながら、一般に、クランク角センサによってクランク角を精度良く検出することは容易ではない。一方、モータージェネレーター３１の回転数を検出するモーター回転数センサ１０２によって、モータージェネレーター３１の回転数を精度良く検出することは比較的容易である。そのため、本実施形態のように、モータージェネレーター３１の回転数に基づいてエンジン１０のクランク角を推定する方が、クランク角センサによってクラ
ンク角を精度よく直接検出するよりも、容易に精度良く行える。したがって、上記構成によれば、クランク角センサによって直接検出されたクランク角に基づいてモータージェネレーター３１のトルクを制御するよりも、容易にクランク角を精度良く推定して、容易にモータージェネレーター３１のトルクを精度良く制御することができる。その結果、ピストンを上死点以外の位置で精度良く停止させることが容易にできる。
【００４３】
また制御装置８０は、本実施形態のようにエンジン１０が複数の気筒１２を有している場合、全ての気筒１２のピストンの位置を上死点以外の位置で停止させてもよく、あるいは一部の気筒１２のみのピストンの位置を上死点以外の位置で停止させてもよい。但し、全ての気筒１２のピストンの位置を上死点以外の位置で停止させる場合の方が、エンジン１０の停止時におけるエンジン１０の振動をより効果的に抑制することができる点で好ましい。
【００４４】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エンジン
１３  クランクシャフト（出力軸）
３０  ハイブリッドシステム
３１  モータージェネレーター
８０  制御装置
【図１】
2017121896.tif 000003
【図２】
2017121896.tif 000004