(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補機を連結した第１回転電機をクラッチを介して内燃機関に連結するとともに、内燃機関から駆動輪までの動力伝達機構に第２回転電機を連結した車両用複合駆動システムの制御装置であって、
燃料供給停止条件が成立すると内燃機関への燃料供給を停止し、機関回転速度が所定値より低くなると第１回転電機によりクラッチを介して内燃機関を駆動し、燃料供給停止状態を含む機関停止条件が成立すると、第１回転電機により補機を駆動したままクラッチの伝達トルクを減少させながら第２回転電機の駆動トルクを増加していき、内燃機関が停止したらクラッチを開放して第１回転電機による内燃機関の駆動を停止することを特徴とする車両用複合駆動システムの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用複合駆動システムの制御装置において、
前記燃料供給停止条件を、アクセルペダル開放、且つ機関回転速度が所定値以上とし、
前記機関停止条件を、車速が略０、且つアクセルペダル開放、且つブレーキペダル踏み込みとしたことを特徴とする車両用複合駆動システムの制御装置。
【請求項３】
補機を連結した第１回転電機をクラッチを介して内燃機関に連結するとともに、内燃機関から駆動輪までの動力伝達機構に第２回転電機を連結した車両用複合駆動システムの制御装置であって、
減速時の燃料供給停止状態において、機関回転速度が所定値よりも低くなると第１回転電機によりクラッチを介して内燃機関を駆動し、燃料供給停止状態、且つ車速が略０、且つアクセルペダル開放、且つブレーキペダル踏み込みが成立すると、第１回転電機により補機を駆動したままクラッチの伝達トルクを減少させながら第２回転電機の駆動トルクを増加していき、内燃機関が停止したらクラッチを開放して第１回転電機による内燃機関の駆動を停止することを特徴とする車両用複合駆動システムの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の車両用複合駆動システムの制御装置において、
再始動条件が成立するとクラッチを接続して第１回転電機により内燃機関を駆動するとともに燃料供給を開始することを特徴とする車両用複合駆動システムの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用複合駆動システムの制御装置において、
前記再始動条件を、アクセルペダル踏み込み、またはブレーキペダル開放、または車速が所定値以上としたことを特徴とする車両用複合駆動システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関と回転電機の車両用複合駆動システムの制御装置に関し、特に、内燃機関の自動停止と自動始動方法を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
信号待ちなどで車両が停止した場合に、所定の条件（車速０、且つアイドルスイッチＯＮなど）で燃料供給を停止して内燃機関を停止させるとともに、発進時に内燃機関を再始動することによって、燃料消費と排気ガスの低減を図る車両用内燃機関の自動停止始動装置が知られている（例えば、特開昭６０−１２５７３８号公報参照）。
また、減速時に内燃機関への燃料供給を停止し、機関回転速度が所定値以下になると燃料供給を再開して内燃機関が停止しないようにする技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動停止始動装置では、渋滞や車庫入れなどで発進停止を繰り返すと、内燃機関の停止条件が頻繁に成立して煩わしいという問題がある。
また、上記自動停止始動装置に減速時の燃料供給停止技術を応用すると、減速時に燃料供給が停止された後に停車する場合、内燃機関の停止条件成立前に内燃機関の回転速度が所定値以下に低下して燃料供給が再開されてしまうという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、減速から停車の過程で燃料供給停止状態を継続的に維持するとともに、機関停止が頻繁に行われるのを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）  請求項１の発明は、補機を連結した第１回転電機をクラッチを介して内燃機関に連結するとともに、内燃機関から駆動輪までの動力伝達機構に第２回転電機を連結した車両用複合駆動システムの制御装置であって、燃料供給停止条件が成立すると内燃機関への燃料供給を停止し、機関回転速度が所定値より低くなると第１回転電機によりクラッチを介して内燃機関を駆動し、燃料供給停止状態を含む機関停止条件が成立すると第１回転電機により補機を駆動したままクラッチの伝達トルクを減少させながら第２回転電機の駆動トルクを増加していき、内燃機関が停止したらクラッチを開放して第１回転電機による内燃機関の駆動を停止する。
（２）  請求項２の車両用複合駆動システムの制御装置は、燃料供給停止条件を、アクセルペダル開放、且つ機関回転速度が所定値以上とし、機関停止条件を、車速が略０、且つアクセルペダル開放、且つブレーキペダル踏み込みとしたものである。
（３）  請求項３の発明は、補機を連結した第１回転電機をクラッチを介して内燃機関に連結するとともに、内燃機関から駆動輪までの動力伝達機構に第２回転電機を連結した車両用複合駆動システムの制御装置であって、減速時の燃料供給停止状態において、機関回転速度が所定値よりも低くなると第１回転電機によりクラッチを介して内燃機関を駆動し、燃料供給停止状態、且つ車速が略０、且つアクセルペダル開放、且つブレーキペダル踏み込みが成立すると、第１回転電機により補機を駆動したままクラッチの伝達トルクを減少させながら第２回転電機の駆動トルクを増加していき、内燃機関が停止したらクラッチを開放して第１回転電機による内燃機関の駆動を停止する。
（４）  請求項４の車両用複合駆動システムの制御装置は、再始動条件が成立するとクラッチを接続して第１回転電機により内燃機関を駆動するとともに燃料供給を開始するようにしたものである。
（５）  請求項５の車両用複合駆動システムの制御装置は、再始動条件を、アクセルペダル踏み込み、またはブレーキペダル開放、または車速が所定値以上としたものである。
【０００６】
【発明の効果】
（１）  請求項１の発明によれば、減速時の燃料供給停止と、機関停止時の燃料供給停止とが継続的に行われ、従来のように減速から停止に至る途中で一次的に燃料供給が再開されるようなことがなく、無駄な燃料消費が避けられる。また、停車時に補機機能を確保することができる。さらに、請求項１の発明を従来の自動停止始動装置に適用する場合にプログラムの変更が少なく、従来装置を容易に改善することができる。
（２）  請求項２の発明によれば、アクセルペダル開放、且つ機関回転速度が所定値以上にならないと燃料供給停止条件が成立しないので、請求項１の効果に加え、渋滞や車庫入れで頻繁に燃料供給停止が発生するようなことがなく、運転しやすくなる。
（３）  請求項３の発明によれば、減速時の燃料供給停止と、機関停止時の燃料供給停止とが継続的に行われ、従来のように減速から停止に至る途中で一次的に燃料供給が再開されるようなことがなく、無駄な燃料消費が避けられる。また、いったん減速時の燃料供給停止状態になるまで機関停止が行われないので、渋滞や車庫入れで頻繁に機関停止が発生するようなことが避けられ、運転しやすくなる。さらに、停車時に補機機能を確保することができる。さらにまた、請求項３の発明を従来の自動停止始動装置に適用する場合にプログラムの変更が少なく、従来装置を容易に改善することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の車両用内燃機関の自動停止始動装置を、内燃機関と回転電機の車両用複合駆動システムに適用した一実施の形態を説明する。
−動力伝達機構の概要−
図１は一実施の形態の動力伝達機構の概要を示す。
内燃機関１の動力は、トルクコンバーター３またはトルクコンバーター３と並列に接続されるロックアップクラッチ４に伝達され、さらにトランスアクスル自動変速装置５およびトランスアクスル減速装置・差動装置６を介して駆動輪７ａ、７ｂに伝達される。
【０００８】
トルクコンバーター３から駆動輪７ａ、７ｂまでの間の動力伝達機構には回転電機Ａ１０が連結され、その連結点において内燃機関１の動力と回転電機Ａ１０の動力とが合流して駆動輪７ａ、７ｂに伝達される。一方、内燃機関１はクラッチ９を介して回転電機Ｂ８と補機２と連結され、クラッチ９が締結状態にある時は内燃機関１と回転電機Ｂ８の回転速度比が一定となる。
【０００９】
−動力伝達機構の詳細−
図２は、図１に示す動力伝達機構の詳細を示す。なお、図１と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
内燃機関１のブロックはトランスアクスル１１のケースと結合され、回転電機Ａ１０、回転電機Ｂ８、補機２を支持する。なお、トランスアクスル１１にはトルクコンバーター３、ロックアップクラッチ４、自動変速装置５、減速装置・差動装置６が含まれる。また、補機２には、車両用空調装置（以下、エアコンと呼ぶ）のコンプレッサ、オルターネーター、パワーステアリング用ポンプ、内燃機関冷却用ウオーターポンプなどが含まれる。トランスアクスル１１からは左右にドライブシャフト（車軸）１１ａ、１１ｂが出ており、各ドライブシャフト１１ａ、１１ｂに駆動輪７ａ、７ｂが取り付けられている。
【００１０】
回転電機Ａ１０はトランスアクスル１１の第３軸１１ｃに連結され、内燃機関１の動力と回転電機Ａ１０の動力が第３軸１１ｃで合流して駆動輪７ａ、７ｂに伝達される。
【００１１】
回転電機Ｂ８は、クラッチ９とベルトドライブ９ａを介して内燃機関１のクランクシャフトに接続されるとともに、ベルトドライブ９ｂを介して補機２に接続される。油圧回路１２はオイルポンプとその駆動用モーターを内蔵しており、自動変速装置５のライン圧を生成する。
【００１２】
図３に油圧回路１２の詳細を示す。
油圧回路１２には、内燃機関１により駆動されるオイルポンプ２０と、専用のモーター２５により駆動されるオイルポンプ２１とを備えており、オイルポンプ２０は逆止弁２２ａを介して自動変速装置５のライン圧２３に接続され、オイルポンプ２１は逆止弁２２ｂを介してライン圧２３に接続される。これにより、オイルポンプ２０と２１の内の油圧の高い方からライン圧２３に送油され、内燃機関１が停止しても自動変速装置５に油圧を供給し続けることができ、自動変速装置５のクラッチを締結して動力伝達を可能にしている。なお、２４はオイルパンである。
【００１３】
−一実施の形態の制御装置の構成−
図４は一実施の形態の制御装置の構成を示す。
コントロールユニット１３は内燃機関１を制御する内燃機関コントロールユニットであり、コントロールユニット１４は自動変速装置５を制御する自動変速装置コントロールユニットである。また、コントロールユニット１５は回転電機Ａ１０の駆動回路３１、回転電機Ｂ８の駆動回路３２、クラッチ９の駆動回路３４およびオイルポンプモーター２５の駆動回路３５を制御するハイブリッドシステムコントロールユニットである。
【００１４】
ハイブリッドシステムコントロールユニット１５には、アイドルスイッチ３７、ブレーキスイッチ３８、車速センサー３９、回転センサー４０，４２、開度センサー４１，４３が接続される。アイドルスイッチ３７はアクセルペダルを開放した時にオンするスイッチであり、ブレーキスイッチ３８はブレーキペダルが踏み込まれた時にオンするスイッチである。車速センサー３９はドライブシャフト１１ａ，１１ｂに接続され、所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。車速センサー３９の出力パルス信号に基づいて車両の走行速度Ｖを検出することができる。また、回転センサー４０は内燃機関１のクランクシャフトに接続され、所定のクランク角ごとにパルス信号を発生する。この回転センサー４０の出力パルス信号に基づいて、内燃機関１のクランク角と回転速度Ｎｅを検出することができる。開度センサー４１はアクセル開度を検出する。さらにまた、回転センサー４２は回転電機Ｂ８の出力軸に接続され、回転電機Ｂ８の所定の回転角ごとにパルス信号を発生する。この回転センサー４２の出力パルス信号に基づいて、回転電機Ｂ８の回転速度を検出することができる。開度センサー４３は不図示のスロットルアクチュエータに接続され、スロットル開度を検出する。
【００１５】
コントロールユニット１３、１４、１５はそれぞれマイクロコンピュータとその周辺部品を内蔵しており、互いにインタフェースを介して通信を行う。ハイブリッドシステムコントロールユニット１５から内燃機関コントロールユニット１３および自動変速装置コントロールユニット１４へは、アイドルスイッチ３７およびブレーキスイッチ３８のオン、オフ信号、機関回転速度信号Ｎｅなどが送られ、自動変速装置コントロールユニット１４からハイブリッドシステムコントロールユニット１５へは変速比信号、ロックアップ（Ｌ／Ｕ）信号などが送られる。なお、コントロールユニット１３、１４、１５へは低圧バッテリー３６から電力が供給される。
【００１６】
なお、回転電機Ａ１０、Ｂ８にはそれぞれ交流電動機（誘導機、同期機など）や直流電動機を用いることができる。インバーターやＤＣ−ＤＣコンバーターなどの駆動回路３１、３２へは、高圧バッテリー３３から高圧直流電力が供給される。回転電機Ａ１０、Ｂ８に交流電動機を用いる場合は、駆動回路３１、３２にそれぞれベクトル制御インバーターを用いる。また、クラッチ９には電磁クラッチなどを用いることができ、低圧バッテリー３６から駆動回路３４を介して直流電力が供給される。さらに、オイルポンプモーター２５には直流電動機を用いることができ、低圧バッテリー３６から駆動回路３５を介して直流電力が供給される。
【００１７】
−一実施の形態の動作−
図５〜図７は車両各部の動作を示すタイムチャート、図８〜図１３は一実施の形態の動作を示すフローチャート、図１４〜図１８は各種制御パラメータのマップである。これらの図により、一実施の形態の動作を説明する。
ここでは、車両の走行パターンを（１）燃料噴射モード、（２）ロックアップ（Ｌ／Ｕ）減速モード、（３）モータリング減速モード、（４）移行モード、（５）アイドルストップモード、（６）発進モードに分けて説明する。なお、移行モードが終了すると移行終了フラグがセットされ、発進モードの動作開始時に発進モードフラグがセットされる。
【００１８】
一実施の形態の内燃機関と回転電機の複合駆動システムでは、ハイブリッドシステムコントロールユニット１５が中心となってその動作を制御する。
−モード判別動作−
図８は車両がどのモードで走行しているかを判別する処理を示す。ステップ１において、移行終了フラグと発進モードフラグをリセットしてステップ２へ進み、通常走行時の燃料噴射モード制御を行う。この通常走行時の燃料噴射モード制御についてはすでに公知であり、説明を省略する。
【００１９】
ステップ３において、燃料供給停止条件が成立しているかどうかを確認する。この燃料供給停止条件は、アイドルスイッチ３７がオン状態にあり、且つ車速Ｖが所定値Ｖcut以上であり、且つ機関回転速度Ｎｅが所定値Ｎcut以上である。燃料供給停止条件が成立していればステップ４へ進み、そうでなければステップ１５へ進む。燃料供給停止条件が成立していない場合は、ステップ１５で発進モードフラグがセットされているかどうかを確認し、発進モードフラグがセットされていればステップ７１へ進んで発進モード動作を行う。一方、発進モードフラグがセットされていなければステップ１へ戻る。
【００２０】
燃料供給停止条件が成立した場合は、ステップ４で燃料噴射を停止する。ステップ５で、自動変速装置コントロールユニット１４からのロックアップ信号に基づいて、ロックアップクラッチ４が締結されているかどうかを確認し、締結されていればステップ６へ進み、締結されていなければステップ７へ進む。燃料供給が停止され、ロックアップクラッチ４が締結されている時は、ステップ６で高速からの減速モード、すなわちＬ／Ｕ減速モードと判定し、ステップ２１へ進む。
【００２１】
一方、ロックアップクラッチ４が締結されていない時は、ステップ７で機関回転速度Ｎｅが所定値１より低いかどうかを確認する。機関回転速度Ｎｅが所定値１より低下したらステップ８へ進み、高圧バッテリー３３の充電量がしきい値Ｔｈ以上か否かを確認する。高圧バッテリー３３の充電量は、バッテリー温度、電圧、電流などに基づいて演算する。また、充電量しきい値Ｔｈは内燃機関１の始動に要する電力量とする。なお、内燃機関１の始動に要する電力量に加えて、補機２を駆動するための電力量を考慮してもよい。高圧バッテリー３３の充電量がしきい値Ｔｈ未満の時は、ステップ１へ戻って燃料噴射を再開し、内燃機関１を停止させない。
【００２２】
高圧バッテリー３３の充電量がしきい値Ｔｈ以上の場合は、ステップ９で車両が停止したかどうかを確認する。車速Ｖが所定値Ｖstp以下に低下して車両の停止が確認されるとステップ１１へ進み、そうでなければステップ１０へ進む。車両が停止したときは、ステップ１１でブレーキスイッチ３８のオン状態を確認する。ブレーキペダルが踏み込まれていればステップ１２へ進み、そうでなければステップ１０へ進む。車両が停止していない時、またはブレーキペダルが踏み込まれていない時は、ステップ１０でモータリング減速モードと判定し、ステップ３１へ進む。
【００２３】
ステップ１２では移行終了フラグがリセットされているかどうかを確認し、リセットされていればステップ１３へ進み、移行モードと判定してステップ４１へ進む。一方、移行終了フラグがリセットされていない時はステップ１４へ進み、アイドルストップモードと判定してステップ６１へ進む。
【００２４】
−Ｌ／Ｕ減速モードの動作−
図５に示すタイムチャートを参照しながら、図９に示すＬ／Ｕ減速モードの動作を説明する。
このＬ／Ｕ減速モードではロックアップクラッチ４とクラッチ９が締結状態にあり、駆動輪７ａ、７ｂにより燃料供給停止状態にある内燃機関１が駆動されて内燃機関１が回転を続け、補機２が内燃機関１に連れ回る。したがって、補機機能が確保されるとともに、内燃機関１により油圧回路１２が駆動されて自動変速装置５のライン圧２３が確保される。また、内燃機関１が回転しているので再加速時のためのクランキングが不要となり、燃料供給を再開すれば駆動トルクが遅れなく立ち上がる。このＬ／Ｕ減速モードにおいて、回転電機Ａ１０を回生駆動して車両の減速エネルギーを回収し、高圧バッテリー３３を充電する。
【００２５】
ステップ２１において、まず、図１４に示す目標車軸トルクマップから車速に対応する目標車軸トルクを求める。次にステップ２２で、図１５に示す内燃機関フリクショントルクマップから内燃機関１の回転速度Ｎｅに対応する内燃機関フリクショントルクを求め、変速比を考慮して車軸トルクに換算し、内燃機関フリクション車軸トルクを算出する。さらにステップ２３で、図１６に示す変速機フリクショントルクマップから機関回転速度Ｎｅに対応する変速機フリクショントルクを求め、変速比を考慮して車軸トルクに換算し、変速機フリクション車軸トルクを算出する。
【００２６】
目標車軸トルクは、内燃機関フリクション車軸トルクと、変速機フリクション車軸トルクと、回生車軸トルクとの合計値で与えられる。ステップ２４で、目標車軸トルクから内燃機関フリクション車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクを減じて回生車軸トルクを求める。さらに、回生車軸トルクを回転電機Ａ１０が連結される第３軸１１ｃのトルクに換算し、回転電機Ａ１０の目標回生トルクを求める。ステップ２５で、ブレーキスイッチ３９によりブレーキの作動が検出されると、回転電機Ａ１０の回生トルクが目標回生トルクとなるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。
【００２７】
このように、ロックアップクラッチ４を締結したままで減速するＬ／Ｕ減速モードでは、内燃機関１への燃料供給を停止して回転電機Ａ１０により回生制動をかけることによって、図５に示すように、車速Ｖが徐々に低下し、それにともなって機関回転速度Ｎｅも低下する。なおこの時、クラッチ９が締結されているので回転電機Ｂ８と補機２が内燃機関１と連れ回り、補機機能が確保される。
【００２８】
−モータリング減速モードの動作−
図５に示すタイムチャートを参照しながら、図１０に示すモータリング減速モードの動作を説明する。
減速時に回転電機Ａ１０による回生制動と内燃機関１および自動変速装置５のフリクションとによって車速が低下すると、自動変速装置コントロールユニット１４により予め設定された変速線図にしたがって変速制御が行なわれる。しかし、変速比は有限であり、最大変速比に達した後はロックアップクラッチ４を解除しないと、車速の低下にともなって内燃機関１がアイドル回転速度以下になり、停止してしまう。そこで、変速比が大きくなったらロックアップクラッチ４の締結を解除し、滑りを許容できるトルクコンバーター３により動力の伝達を行なう。自動変速装置コントロールユニット１４は機関回転速度Ｎｅ、車速Ｖなどに基づいてロックアップクラッチ４の締結と解除を制御し、ハイブリッドシステムコントロールユニット１５へ制御結果のロックアップ信号を送る。
【００２９】
ロックアップクラッチ４の締結解除にともなって、内燃機関１は自身のフリクションにより急速に回転速度Ｎｅが低下する。燃料消費を節約するためにモータリング減速モードでも燃料供給を再開しないことにすると、駆動輪７ａ、７ｂがトルクコンバーター３を介して内燃機関１を駆動するものの、特に低速では駆動力が不足して内燃機関１が停止してしまう。
【００３０】
そこで、この実施の形態では、減速時にロックアップクラッチ４が非締結状態になったら、クラッチ９を締結したまま回転電機Ｂ８により内燃機関１を駆動し、内燃機関１の停止を防止する。この時の回転電機Ｂ８の所要動力は、駆動輪７ａ、７ｂによりトルクコンバーター３を介して内燃機関１が駆動されているので、その不足分を補うだけのわずかな動力で十分である。
【００３１】
図１０のステップ３１で目標機関回転速度に所定値２を設定する。なお、この所定値２は所定値１よりも低い回転速度であり、車速に対するマップとして予め設定される。続くステップ３２〜３４において、機関回転速度Ｎｅが所定値２となるように回転電機Ｂ８を制御する。すなわち、ステップ３２で機関回転速度Ｎｅの検出値と目標値との差分を計算し、ステップ３３で差分にゲインをかけて回転電機Ｂ８の目標トルクを求める。そして、ステップ３４で回転電機Ｂ８の出力トルクが目標トルクとなるように回転電機Ｂ８をトルク制御する。
【００３２】
一方、このモータリング減速モードにおいても、Ｌ／Ｕ減速モードに引き続いて回転電機Ａ１０による減速エネルギーの回収が行なわれる。モータリング減速モードにおける回転電機Ａ１０の目標回生トルクは次のようにして決定する。
【００３３】
ステップ３５において、図１４に示す目標車軸トルクマップから車速に対応する目標車軸トルクを求める。次にステップ３６で、機関回転速度Ｎｅ、車速Ｖおよび変速比に基づいてトルクコンバーター３の入力軸と出力軸の回転速度を求め、その速度比を計算する。そして、図１７に示すトルクコンバーター３の入力容量係数マップから、トルクコンバーター３が伝達しているトルク（＝τ＊Ｎｅ2、τ；入力トルク容量係数）を演算し、変速比を考慮して車軸トルクに換算し、トルコン伝達車軸トルクを求める。
【００３４】
ステップ３７で、図１６に示す変速機フリクショントルクマップから機関回転速度Ｎｅに対応する変速機フリクショントルクを求め、変速比を考慮して車軸トルクに換算し、変速機フリクション車軸トルクを演算する。
【００３５】
目標車軸トルクは、トルコン伝達車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸トルクとの合計値で与えられる。ステップ３８で、目標車軸トルクからトルコン伝達車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクを減じて回生車軸トルクを求める。さらに、回生車軸トルクを回転電機Ａ１０が連結される第３軸１１ｃのトルクに換算し、回転電機Ａ１０の目標回生トルクを求める。ステップ３９で、回転電機Ａ１０の回生トルクが目標回生トルクとなるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。
【００３６】
このように、内燃機関１のクランクシャフトと補機２との間にクラッチ９を設けるとともに、補機２と連れ回る回転電機Ｂ８を設け、さらにトルクコンバーター３と駆動輪７ａ、７ｂとの間の動力伝達機構と連れ回る回転電機Ａ１０を設ける。そして、減速時にロックアップクラッチ４が締結されている時には、回生車軸トルクが目標値になるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。さらに、減速中にロックアップクラッチ４の締結が解除されると、内燃機関１が目標回転速度となるように回転電機Ｂを速度制御し、その状態において回生車軸トルクがその目標値となるように回転電機Ａをトルク制御する。
これにより、減速時の補機機能の喪失、自動変速装置の動力伝達機能の喪失、再加速時の駆動力の立ち上がり遅れを解決でき、その上、エネルギー回生を適切に行なうことができる。
【００３７】
−移行モードの動作−
図６に示すタイムチャートを参照しながら、図１１に示す移行モードの動作を説明する。
上述したモータリング減速モードから車両停止に至った場合には、回転電機Ｂ８により内燃機関１が所定値２の回転速度になるように駆動制御されているため、車両にクリープ力が発生する。この状態でも上述した車両停止時の第２の問題を解決できているが、補機駆動とクリープ力発生のための動力の他に、内燃機関１を駆動する動力が必要になる。減速時は駆動輪７ａ、７ｂからの回生動力と回転電機Ｂ８の動力とにより内燃機関１と補機２を駆動していたが、停止時は回転電機Ｂ８だけで内燃機関１と補機２を駆動し、さらにクリープ力を発生させなければならないので、回転電機Ｂ８の動力損失が大きくなる。
【００３８】
そこで、この実施の形態では、車両停止時には内燃機関１を停止して動力損失を低減する方法を選択する。つまり、クラッチ９を開放して内燃機関１を停止させるとともに、車両停止時の補機機能を確保するために回転電機Ｂ８により補機２を駆動するとともに、車両停止時のクリープ力を確保するために回転電機Ａ１０によりクリープ力を発生させる。
【００３９】
図１１のステップ４１において、図１４に示すマップから車速０における目標車軸トルクを求め、目標クリープトルクとする。続くステップ４２で、クラッチ９の動力伝達容量を所定値まで下げる。これにより、図６に示すように、内燃機関１はフリクションにより回転速度Ｎｅが低下していく。ステップ４３で回転電機Ｂ８の回転速度を所定値２に保持する。
【００４０】
機関回転速度Ｎｅが低下するにつれてトルクコンバーター３の伝達トルク（トルコン伝達トルク）が減少する。ステップ４４で、トルコン伝達トルクを求める。トルコン伝達トルクは、入力トルク容量係数をτ、トルクコンバーター３のトルク比をｔとすると、（τ＊Ｎｅ2＊ｔ）で表わされる。ステップ４５で目標クリープトルクからトルコン伝達トルクによるクリープトルク分を差し引いて、回転電機Ａ１０によるクリープトルクを算出する。そして、ステップ４７で回転電機Ａ１０によるクリープトルクを第３軸１１ｃのトルクに換算し、回転電機Ａ１０の目標トルクを計算する。ステップ４８で回転電機Ａ１０の出力トルクが目標トルクとなるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。
【００４１】
ステップ４９で、アイドルスイッチ３７がオンしているかどうかを確認し、オンしていればステップ５０へ進み、オンしていなければステップ７１（発進モード処理）へ進む。ステップ５０では、車速Ｖが０かどうかを確認し、０であればステップ５１へ進み、０でなければステップ７１へ進む。ステップ５１では内燃機関回転速度Ｎｅが０かどうかを確認し、０であればステップ５２へ進み、０でなければステップ３へ戻る。
【００４２】
ステップ５２において、クラッチ９を完全に開放してトルコン伝達トルクを０にする。さらにステップ５３で移行終了フラグをセットしてステップ３へ戻る。
【００４３】
−アイドルストップモードの動作−
次に、図６に示すタイムチャートを参照しながら、図１２に示すアイドルストップモードの動作を説明する。
ステップ６１において、移行モードに引き続いて回転電機Ｂ８の回転速度が所定値２になるように回転電機Ｂ８を速度制御し、補機２を駆動する。続くステップ６２で、車軸トルクが目標クリープトルクとなるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。ステップ６３でアイドルスイッチ３７がオンしているかどうかを確認し、オンしていればステップ６４へ進み、オンしていなければステップ７１（発進モード処理）へ進む。アイドルスイッチ３７がオンしている時は、ステップ６４で車速Ｖが０かどうかを確認し、０であればステップ６１へ戻ってアイドルストップモードの動作を続ける。一方、車速が０でなければステップ７１（発進モード処理）へ進む。
【００４４】
このように、内燃機関１のクランクシャフトと補機２との間にクラッチ９を設けるとともに、補機２と連れ回る回転電機Ｂ８を設け、さらにトルクコンバーター３と駆動輪７ａ、７ｂとの間の動力伝達機構と連れ回る回転電機Ａ１０を設ける。そして、車両停止後はクラッチ９の伝達トルクを下げて内燃機関１の回転速度を低下させ、トルコン伝達トルクが低下した分だけ回転電機Ａ１０の駆動トルクを増加してクリープトルクを確保するとともに、回転電機Ｂ８を所定回転速度で駆動して補機２の駆動を継続する。また、内燃機関停止後はクラッチ９を完全に開放し、回転電機Ａ１０のみによりクリープトルクを発生させるとともに、回転電機Ｂ８により補機２を駆動し続ける。
これにより、車両停止時の補機機能とクリープ力喪失の問題を解決できる。
【００４５】
−発進モードの動作−
図７に示すタイムチャートを参照しながら、図１３に示す発進モードの動作を説明する。
停車時にアクセルペダルが踏込まれて発進加速する場合には、内燃機関１を始動してから加速し始めるため、従来の駆動システムに比べてクランキング時間が余分にかかり、トルクの立ち上がりが遅くなる。この結果、運転性能が低下する。そこで、この実施の形態では、内燃機関１の始動遅れを補償するために、回転電機Ａ１０により発進トルクを発生させる。
【００４６】
ステップ７１で発進モードフラグがセットされているとステップ７２へ進み、クラッチ９を締結する。これにより、停止状態にある内燃機関１が回転電機Ｂ８により始動される。クラッチ締結直後には、内燃機関１を停止状態から始動するために回転電機Ｂ８の負荷が急激に増加し、回転電機Ｂ８の回転速度が低下する。ステップ７３で回転電機Ｂ８の回転速度を検出し、続くステップ７４で回転電機Ｂ８の回転速度が上記所定値２となるように回転電機Ｂ８を速度制御する。なお、発進モードでは所定値２と異なる目標回転速度を設定してもよい。
【００４７】
ステップ７５で、図１８に示すマップを参照して、開度センサー４１により検出されたアクセル開度に応じた目標車軸トルクを決定する。発進モード動作を開始した直後は内燃機関１によるトルコン車軸トルクが０であるから、この目標車軸トルクを回転電機Ａ１０による目標車軸トルクとする。内燃機関１が始動して内燃機関１によるトルコン車軸トルクが立上がると、アクセル開度に応じた目標車軸トルクから内燃機関１によるトルコン車軸トルクを減じて回転電機Ａ１０による目標車軸トルクを求める。続くステップ７６で、回転電機Ａ１０による目標車軸トルクを回転電機Ａ１０が接続される第３軸１１ｃのトルクに換算し、回転電機Ａ１０の目標トルクを計算する。ステップ７７で、回転電機Ａ１０の出力トルクが目標トルクとなるように回転電機Ａ１０をトルク制御する。
【００４８】
ステップ７８で内燃機関１へ燃料供給を再開して始動制御を行い、続くステップ７９で内燃機関１が燃焼を始めたかどうかを調べる。例えば内燃機関１の回転速度変化が所定値を超えた時、あるいは、回転電機Ｂ８の負荷トルクが正から負に反転した時に内燃機関１が完爆したと判断する。内燃機関１が完爆したらステップ８０へ進み、そうでなければステップ７１へ戻る。内燃機関始動後は、ステップ８０で回転電機Ｂ８の出力トルクを０にする。以後、回転電機Ｂ８は内燃機関１からクラッチ９を介して連れ回り、補機２も内燃機関１により駆動される。
【００４９】
ステップ８１で、回転電機Ａ１０の電流が力行側かどうかを確認する。図７に示すように、内燃機関１の始動が完了してトルコン車軸トルクが立上がると、相対的に回転電機Ａ１０の駆動トルクが減少する。そして、遂には内燃機関１によるトルコン車軸トルクのみにより車両が駆動されるようになり、その時から回転電機Ａ１０の駆動トルク、すなわち力行側電流が０になる。回転電機Ａ１０に力行側電流が流れていればステップ７１へ戻って発進モード動作を続け、そうでなければ発進完了と判断してステップ８２へ進む。ステップ８２では発進モードフラグをリセットしてステップ３へ戻る。
【００５０】
このように、内燃機関１のクランクシャフトと補機２との間にクラッチ９を設けるとともに、補機２と連れ回る回転電機Ｂ８を設け、さらにトルクコンバーター３と駆動輪７ａ、７ｂとの間の動力伝達機構と連れ回る回転電機Ａ１０を設ける。そして、発進時にはクラッチ９を締結して回転電機Ｂ８により内燃機関１を始動するとともに、回転電機Ａ１０によりアクセル開度に応じた目標車軸トルクを発生させ、車両を発進させる。内燃機関１の始動後は回転電機Ｂ８を空転させるとともに、内燃機関１の出力トルクの立ち上がりに応じて回転電機Ａ１０の出力トルクを減少させる。
これにより、車両発進時の内燃機関１のトルクの立ち上がり遅れを解決できる。
【００５１】
次に、停止時における自動変速装置５の油圧の確保について説明する。
上述したように、発進時に内燃機関１の始動遅れがあっても、回転電機Ａ１０のアシストによって車両の駆動力の遅れを防止できる。しかし、回転電機Ａ１０とバッテリーの能力を極力小さくするためには、できる限り内燃機関１の始動遅れを小さくする必要がある。
この実施の形態では、内燃機関停止時にもモーター２５を内蔵した油圧回路１２から自動変速装置５のライン圧２３を維持しているので、内燃機関１の停止時にも自動変速装置５のクラッチが締結可能である。したがって、内燃機関１の動力のみによりオイルポンプを駆動する従来のシステムに比べてクラッチの締結遅れがなく、その分だけ回転電機Ａ１０とバッテリーの能力を小さくできる上に、発進時のトルクの立ち上がり遅れを小さくできる。
【００５２】
−動力伝達機構の変形例−
図１９は変形例の内燃機関１と回転電機Ｂ８の構成を示す。
この変形例では、内燃機関１と補機２がベルトドライブ５１でつながれ、回転電機Ｂ８と補機２とがベルトドライブ５２でつながれる。そして、クラッチ９がベルトドライブ５１の補機２側のプーリー５１ａとベルトドライブ５２の補機２側のプーリー５２ａとの間に設置される。
この変形例の動作は上述した実施の形態の動作と同様である。
【００５３】
−動力伝達機構の他の変形例−
上述した実施の形態では、停車状態において内燃機関１を完全に停止するとともに燃料供給を停止する例を示したが、停車時に内燃機関１を回転電機Ｂ８により回転駆動し、燃料供給のみを停止するようにしてもよい。この方法でも上述した第３の問題を解決することができる。
ただし、この方法によれば、減速時に加え停車時にも回転電機Ｂ８をモータリングするため、回転電機Ｂ８の電力消費が増加する。しかし、発進時には内燃機関１が回転しているので燃料噴射を再開すればただちに駆動力が立ち上がり、発進時の応答性が改善される。
【００５４】
図２０は、自動停止時のアイドルスイッチ３７、ブレーキスイッチ３８、燃料供給状態、車速Ｖおよび機関回転速度Ｎｅの変化を示す。
この実施形態では、減速時の燃料供給停止条件（アイドルスイッチＯＮ、且つＶ≧Ｖcut、且つＮｅ≧Ｎcut）が成立して燃料供給が停止され、車速Ｖが低下してロックアップクラッチ４の締結が解除されると、機関回転速度Ｎｅはフリクションにより急激に低下する。そして、機関回転速度Ｎｅが所定値１よりも低くなると、回転電機Ｂ８によるモータリングが開始され、内燃機関１が駆動される。さらに、機関停止条件（燃料供給停止状態にあって、且つ車速Ｖ≦Ｖstp、且つアイドルスイッチＯＮ、且つブレーキスイッチＯＮ）が成立すると、クラッチ９が開放されて回転電機Ｂ８によるモータリングが終了し、内燃機関１が停止する。
【００５５】
従来の自動停止始動装置では、機関停止条件が、車速Ｖ≦Ｖstp、且つアイドルスイッチＯＮ、且つブレーキスイッチＯＮであったが、この実施形態では、機関停止条件として燃料供給停止状態にあることを加えている。
これにより、減速時の燃料供給停止と、機関停止時の燃料供給停止とが継続的に行われ、従来のように減速から停止に至る途中で一次的に燃料供給が再開されるようなことがなく、無駄な燃料消費が避けられる。また、いったん減速時の燃料供給停止条件が成立して燃料供給停止状態になるまで機関停止が行われないので、渋滞や車庫入れで頻繁に機関停止が発生するようなことが避けられ、運転しやすくなる。
【００５６】
上述した実施形態では、図１１に示す移行モードのステップ４９，５０と、図１２に示すアイドルストップモードのステップ６３，６４において、アイドルスイッチ３７がオンでない場合すなわちアクセルペダル踏み込み、または車速が０でない場合に発進モードへ進み、内燃機関１の始動制御を行う例を示したが、アクセルペダル踏み込み、車速が０でない場合、ブレーキペダル開放の内のいずれかが検知されたら内燃機関１を始動するようにしてもよい。
【００５７】
なお、上述した実施形態とその変形例では、内燃機関と回転電機の車両用複合駆動システムを例に上げて説明したが、本発明の車両用内燃機関の自動停止始動制御は、車両用複合駆動システムに限定されず、例えば従来の内燃機関のみの駆動システムに対しても適用できる。
【００５８】
以上の一実施形態とその変形例の構成において、回転電機Ｂ８が回転電機を、クラッチ９がクラッチをそれぞれ構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態の車両の動力伝達機構の概要を示す図である。
【図２】  図１に示す動力伝達機構の詳細を示す図である。
【図３】  一実施の形態の油圧回路を示す図である。
【図４】  一実施の形態の制御装置の構成を示す図である。
【図５】  ロックアップ減速モード時およびモータリング減速モード時の車両各部の動作を示すタイムチャートである。
【図６】  移行モード減速時およびアイドルストップモード時の車両各部の動作を示すタイムチャートである。
【図７】  発進モード時の車両各部の動作を示すタイムチャートである。
【図８】  モード判別処理を示すフローチャートである。
【図９】  ロックアップ減速モードの動作を示すフローチャートである。
【図１０】  モータリング減速モードの動作を示すフローチャートである。
【図１１】  移行モードの動作を示すフローチャートである。
【図１２】  アイドルストップモードの動作を示すフローチャートである。
【図１３】  発進モードの動作を示すフローチャートである。
【図１４】  目標車軸トルクマップを示す図である。
【図１５】  内燃機関フリクショントルクマップを示す図である。
【図１６】  自動変速装置フリクショントルクマップを示す図である。
【図１７】  トルクコンバーターの入力トルク容量係数マップを示す図である。
【図１８】  目標車軸トルクマップを示す図である。
【図１９】  発明の一実施の形態の変形例の複合駆動システムを示す図である。
【図２０】  自動停止時の車両各部の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  補機
３  トルクコンバーター
４  ロックアップクラッチ
５  トランスアクスル自動変速装置
６  トランスアクスル減速装置・差動装置
７ａ，７ｂ  駆動輪
８  回転電機Ｂ
９  クラッチ
９ａ，９ｂ  ベルトドライブ
１０  回転電機Ａ
１１  トランスアクスル
１１ａ，１１ｂ  ドライブシャフト（車軸）
１２  油圧回路
１３  内燃機関コントロールユニット
１４  自動変速装置コントロールユニット
１５  ハイブリッドシステムコントロールユニット
２０，２１  オイルポンプ
２２ａ，２２ｂ  逆止弁
２３  ライン圧
２４  オイルパン
３１，３２  駆動回路
３３  高圧バッテリー
３４，３５  駆動回路
３６  低圧バッテリー
３７  アイドルスイッチ
３８  ブレーキスイッチ
３９  車速センサー
４０，４２  回転センサー
４１，４３  開度センサー
５１，５２  ベルトドライブ
５１ａ，５２ａ  プーリー
【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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【図１７】
0003807024.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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