WO2015037043A1

WO2015037043A1 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: WO2015037043A1
Application number: PCT/JP2013/074304
Authority: WO
Inventors: 祐也小暮; 晴久土川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-10

Abstract

エンジン発電モード時のエンジンアイドル回転数制御中におけるエンジン回転数の安定性向上を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。駆動源にエンジン（２）とモータジェネレータ（４）を備え、エンジン（２）とモータジェネレータ（４）を連結して発電するエンジン発電モード時、目標発電量に応じてモータジェネレータ（４）の目標発電トルク（発電制限トルク）を設定する発電制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記発電制御手段（図２）は、モータジェネレータ（４）の目標発電トルクが所定の範囲に維持できない場合には、エンジン（２）によるアイドル回転数制御を行い、前記アイドル回転数制御中、目標発電トルクが発電量を増加するように変化する際、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる目標発電トルクレート処理部（ステップＳ３,ステップＳ４）を有する構成とした。

Description

ハイブリッド車両の制御装置

　本発明は、エンジンとモータジェネレータを連結して発電するエンジン発電モード時、エンジンによるアイドル回転数制御を行うハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

　従来、エンジンとモータジェネレータを駆動源に有し、エンジンとモータジェネレータを連結して発電するエンジン発電モード時、モータジェネレータの目標発電トルクが所定の範囲に維持できなければ、エンジンによるアイドル回転数制御を行うハイブリッド車両の制御装置知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2012-91626号公報

　しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジンによるアイドル回転数制御を行っているときに、例えば選択レンジの変更等によりエンジン負荷トルクに変動が生じると、エンジン回転数が目標回転数（目標アイドル回転数）に対して変動する。
　ここで、エンジン負荷トルクとエンジン回転数とは、一方が上昇すれば他方が低下し、一方が低下すれば他方が上昇するという相関関係を持って変動する。このため、エンジン負荷トルクに応じてエンジン回転数が変動し、アイドル回転ハンチングが発生してしまうという問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジン発電モード時のエンジンによるアイドル回転数制御中におけるエンジン回転数の安定性を向上することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、駆動源にエンジンとモータジェネレータを備え、前記エンジンと前記モータジェネレータを連結して発電するエンジン発電モード時、目標発電量に応じて前記モータジェネレータの目標発電トルクを設定する発電制御手段を備えている。
　そして、前記発電制御手段は、前記モータジェネレータの目標発電トルクが所定の範囲に維持できない場合には、前記エンジンによるアイドル回転数制御を行い、前記アイドル回転数制御中、前記目標発電トルクが発電量を増加するように変化する際、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる目標発電トルクレート処理部を有している。

　よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、目標発電トルクレート処理部によって、エンジンによるアイドル回転数制御中に、発電量を増加するように目標発電トルクが変化するときには、単位時間当たりの目標発電トルクの変化が遅らされる。
　ここで、エンジン回転数とエンジン負荷トルクは相関関係を持って変動するが、このエンジン負荷トルクは、発電量を増加するように目標発電トルクが変化すると、発電量と同様に上昇する。
　そのため、発電量を増加するように目標発電トルクが変化するときに、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる（トルク変化を制限する）ことで、エンジン負荷トルクの上昇を抑制することができ、エンジン回転数の変動を抑えることができる。これにより、エンジン発電モード時のエンジンによるアイドル回転数制御中におけるエンジン回転数の安定性を向上することができる。

実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。ハイブリッドコントロールモジュールにて実行される発電トルク制御処理（発電制御手段）の流れを示すフローチャートである。バッテリSOCに対するトルク変化の遅れの大きさを表すマップの一例を示す図である。エンジン回転数制御からモータ回転数制御への遷移時間に対する制御遷移係数の大きさを表すマップの一例を示す図である。モータジェネレータにおける発電トルクとモータ回転数の関係を示す特性線図である。実施例１の制御装置において、エンジンアイドル回転数中のMG回転数と、目標発電トルクと、エンジン負荷トルクと、エンジン出力トルクの各特性を示すタイムチャートである。

　以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

　（実施例１）
　まず、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の構成を、「ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成」、「発電トルク制御処理の詳細構成」に分けて説明する。

　［ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成］
　図１は、実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

　ＦＦハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）の駆動系としては、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータジェネレータ４と、第２クラッチ５（略称「CL2」）と、ベルト式無段変速機６（略称「CVT」）と、を備えている。ベルト式無段変速機６の出力軸は、終減速ギヤトレイン７と差動ギヤ８と左右のドライブシャフト９Ｌ,９Ｒを介し、左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒに駆動連結される。なお、左右の後輪１１Ｌ,１１Ｒは、従動輪としている。

　前記スタータモータ１は、横置きエンジン２のクランク軸に設けられたエンジン始動用ギヤに噛み合うギヤを持ち、エンジン始動時にクランク軸を回転駆動するクランキングモータである。

　前記横置きエンジン２は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、ＦＦハイブリッド車両の駆動源となる。この横置きエンジン２は、電動ウォータポンプ１２と、横置きエンジン２の逆転を検知するクランク軸回転センサ１３と、を有する。

　前記第１クラッチ３は、横置きエンジン２とモータジェネレータ４との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第１クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。

　前記モータジェネレータ４は、第１クラッチ３を介して横置きエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータであり、ＦＦハイブリッド車両の駆動源となる。このモータジェネレータ４は、モータコントローラ８３からインバータ２６に対し正のトルク（駆動トルク）指令が出力されている時には、強電バッテリ２１からの放電電力を使って駆動トルクを発生する駆動動作をし、左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒを駆動する（力行）。一方、モータコントローラ８３からインバータ２６に対し負のトルク（発電トルク）指令が出力されている時には、左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒからの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電動作をし、発電した電力を強電バッテリ２１の充電電力とする（回生）。
なお、このモータジェネレータ４とインバータ２６は、ＡＣハーネス２７を介して接続される。

　前記第２クラッチ５は、モータジェネレータ４と駆動輪である左右の前輪１０Ｌ,１０Ｒとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第２クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例１の第２クラッチ５は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機６の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ５ａと後退ブレーキ５ｂを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ５ａが第２クラッチ５とされ、後退走行時には、後退ブレーキ５ｂが第２クラッチ５とされる。

　前記ベルト式無段変速機６は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機６には、メインオイルポンプ１４（メカ駆動）と、サブオイルポンプ１５（モータ駆動）と、メインオイルポンプ１４からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。なお、メインオイルポンプ１４は、モータジェネレータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により回転駆動される。サブオイルポンプ１５は、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。

　前記第１クラッチ３とモータジェネレータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な走行モード（駆動態様）として、「EVモード」と「HEVモード」と「WSCモード」を有する。
前記「EVモード」は、第１クラッチ３を開放し、第２クラッチ５を締結してモータジェネレータ４のみを駆動源とする電気自動車走行モードであり、この「EVモード」による走行を「EV走行」という。
前記「HEVモード」は、第１,第２クラッチ３,５を締結して横置きエンジン２とモータジェネレータ４を駆動源とするハイブリッド車走行モードであり、この「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。この「HEVモード」を、モータジェネレータ４の使い方によって細分化すると、エンジン車モード（モータジェネレータ４にゼロトルク指令）・モータアシストモード（モータジェネレータ４に正トルク指令）・エンジン発電モード（モータジェネレータ４に負トルク指令）を有する。
前記「WSCモード」は、横置きエンジン２を作動させた状態で、第１クラッチ３を締結すると共に第２クラッチ５を要求駆動力に応じた伝達トルク容量でスリップ締結し、横置きエンジン２を動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モードである。なお、この「WSCモード」も、モータジェネレータ４に負トルク指令を出力して発電させるエンジン発電モードを有する。

　なお、図１の回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット１６には、ブレーキペダルと、横置きエンジン２の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。

　ＦＦハイブリッド車両の電源システムとしては、図１に示すように、モータジェネレータ電源としての強電バッテリ２１と、１２Ｖ系負荷電源としての１２Ｖバッテリ２２と、を備えている。

　前記強電バッテリ２１は、モータジェネレータ４の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ２１には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット２４と、バッテリ充電容量（バッテリSOC）やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ８６と、が付設される。

　前記強電バッテリ２１とモータジェネレータ４は、ＤＣハーネス２５とインバータ２６とＡＣハーネス２７を介して接続される。インバータ２６には、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３が付設される。つまり、インバータ２６は、強電バッテリ２１の放電によりモータジェネレータ４を駆動する力行時、ＤＣハーネス２５からの直流をＡＣハーネス２７への三相交流に変換する。また、モータジェネレータ４での発電により強電バッテリ２１を充電する回生時、ＡＣハーネス２７からの三相交流をＤＣハーネス２５への直流に変換する。

　前記１２Ｖバッテリ２２は、補機類である１２Ｖ系負荷の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられる。強電バッテリ２１と１２Ｖバッテリ２２は、ＤＣ分岐ハーネス２５ａとDC/DCコンバータ３７とバッテリハーネス３８を介して接続される。前記DC/DCコンバータ３７は、強電バッテリ２１からの数百ボルト電圧を１２Ｖに変換するものであり、このDC/DCコンバータ３７を、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御することで、１２Ｖバッテリ２２の充電量を管理する構成としている。

　ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、図１に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１（略称：「HCM」）を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール８１に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール８２（略称：「ECM」）と、モータコントローラ８３（略称：「MC」）と、CVTコントロールユニット８４（略称：「CVTCU」）と、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、CAN通信線９０（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続される。

　前記ハイブリッドコントロールモジュール８１は、各制御手段、イグニッションスイッチ９１、アクセル開度センサ９２、車速センサ９３等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。エンジンコントロールモジュール８２は、横置きエンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ８３は、インバータ２６によるモータジェネレータ４の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット８４は、第１クラッチ３の締結油圧制御、第２クラッチ５の締結油圧制御、ベルト式無段変速機６の変速油圧制御等を行う。リチウムバッテリコントローラ８６は、強電バッテリ２１のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。

　［発電トルク制御処理の詳細構成］
　図２は、ハイブリッドコントロールモジュールにて実行される発電トルク制御処理（発電制御手段）の流れを示すフローチャートである。以下、発電トルク制御処理の詳細構成を表す図２の各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、横置きエンジン２を作動させた状態で第１クラッチ３を締結し、モータジェネレータ４で発電するエンジン発電モードになったら実行される。

　ステップＳ１では、モータジェネレータ４における発電制限トルクを設定し、ステップＳ２へ進む。
ここで、「発電制限トルク」とは、モータジェネレータ４が出力可能な負のトルク（以下、「ＭＧ下限トルク」という）に、所定のマージントルクを加算した値であり、目標発電トルクである。ＭＧ下限トルクは、モータジェネレータ４ごとに予め設定されている。

　ステップＳ２では、ステップＳ１での発電制限トルクの設定に続き、このステップＳ１で設定した発電制限トルクの単位時間当たりの変化が、発電量を増加する方向に変化しているか否かを判断する。YES（発電量増加）の場合は、ステップＳ３へ進む。NO（発電量非増加）の場合は、ステップＳ５へ進む。
ここで、発電制限トルクは、モータジェネレータ４の回転数（以下、「モータ回転数」という）に応じて変化する。すなわち、モータ回転数が上昇すると発電制限トルクは発電量を低下させる方向に変化し、モータ回転数が低減すると発電制限トルクは発電量を増加させる方向に変化する。そして、予め設定した単位時間におけるモータ回転数変化を検出し、この検出したモータ回転数変化に基づいて、発電制限トルクの変化方向を判断する。
なお、「発電量が増加方向に変化していない状態」には、発電量が低減する方向に変化する状態と、発電量を維持する（変化しない）状態と、を含む。

　ステップＳ３では、ステップＳ２での発電制限トルクが発電量増加方向に変化との判断に続き、強電バッテリ２１のバッテリ充電容量（バッテリSOC）を検出すると共に、検出したバッテリSOCと図３に示すマップに基づいて設定される「トルク変化の遅れ度合」を演算し、ステップＳ４へ進む。
この「トルク変化の遅れ度合」とは、バッテリSOCに応じた発電制限トルクの単位時間当たりの変化の遅れ量であり、バッテリSOCが少ないときには、バッテリSOCが多いときよりも、単位時間当たりの発電制限トルクの変化の遅れ度合を小さくする。つまり、バッテリSOCが多ければ、発電制限トルクはモータ回転数の変化にあまり遅れることなく変化し、バッテリSOCが少なければ、発電制限トルクはモータ回転数の変化に対して比較的大きく遅れることとなる。

　ステップＳ４では、ステップＳ３での発電制限トルクの遅れ度合の演算に続き、横置きエンジン２がアイドル回転数を維持するように制御するエンジンアイドル回転数制御（以下、「ENGISC」という）中の発電制限トルクを設定し、ステップＳ６へ進む。
このステップＳ４におけるENGISC中発電制限トルクは、ステップＳ３で演算した発電制限トルクの遅れ度合に応じて、ＭＧ下限トルクの変化を遅らせる（変化を制限する）レート処理を行い、このレート処理を行ったＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値とする。
なお、このステップＳ３及びステップＳ４は、横置きエンジン２によるアイドル回転数制御中、目標発電トルク（＝発電制限トルク）が発電量を増加するように変化する際、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる目標発電トルクレート処理部に相当する。

　ステップＳ５では、ステップＳ２での発電制限トルクが発電量増加方向に変化していないとの判断に続き、ENGISC中発電制限トルクを設定し、ステップＳ６へ進む、
このステップＳ５におけるENGISC中発電制限トルクは、レート処理を行うことなく設定されるＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値とする。

　ステップＳ６では、ステップＳ４又はステップＳ５でのENGISC中発電制限トルクの設定に続き、横置きエンジン２がアイドル回転数制御を行っているか否かを判断する。YES（ENGISC中）の場合は、ステップＳ７へ進む。NO（非ENGISC中）の場合は、ステップＳ８へ進む。
ここで、横置きエンジン２がアイドル回転数制御を行う条件は、「WSCモード」であって、アクセル開度がゼロ（アクセル足離し状態）のとき、以下に列挙するいずれかのENGISC条件が成立するときである。
　・　バッテリSOCが所定値以上のとき。
　　バッテリSOCが所定値以上の時には、バッテリ要求によりＭＧ下限トルクが制限され、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御を行うことができないため。
　・　強電バッテリ２１の温度が所定値以下のとき。
　　バッテリ温度が低温の時には、バッテリ要求によりＭＧ上限トルク及びＭＧ下限トルクが制限され、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御を行うことができないため。
　・　モータジェネレータ４に割り当てられるトルクと、ＭＧ上限トルク又はＭＧ下限トルクのポテンシャル差分が所定値以下のとき。
　　ポテンシャル差分が所定値以下では、エンジン吹け上がりに対して、エンジン回転数を抑制するモータトルクを出力できない。これにより、モータトルクがＭＧ下限トルクに設定され続けてしまい、エンジン吹け上がりが発生しやすくなるため。
　・　実際のモータトルクが、意図せずにＭＧ上限トルク又はＭＧ下限トルクに設定され続けてしまうとき。
　　モータトルクが、ＭＧ上限トルク又はＭＧ下限トルクに設定され続けてしまうと、モータジェネレータによるアイドル回転数制御を維持することが難しいため。

　ステップＳ７では、ステップＳ６でのエンジンアイドル回転数制御中との判断に続き、モータジェネレータ４における発電制限トルクを、ステップＳ４又はステップＳ５で設定したENGISC中発電制限トルクに設定し、ステップＳ２へ戻る。
これにより、発電制限トルクが発電量を増加方向に変化するときには、発電制限トルクは、下限ＭＧトルクに対して単位時間当たりの変化が遅らされた値にマージントルクを加算した値となる。また、発電制限トルクが発電量を増加する方向に変化しないときには、この発電制限トルクは、下限ＭＧトルクにマージントルクを加算した値となる。

　ステップＳ８では、ステップＳ６でのエンジンアイドル回転数制御中ではないとの判断に続き、モータジェネレータ４がアイドル回転数を維持するように制御するモータアイドル回転数制御（以下、「MGISC」という）中の発電制限トルクを設定し、ステップＳ９へ進む。
このMGISC中発電制限トルクは、ＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値とする。

　ステップＳ９では、ステップＳ８でのMGISC中発電制限トルクの設定に続き、エンジンアイドル回転数制御から、モータアイドル回転数制御への制御遷移中であるか否かを判断する。YES（ENGISC→MGISC）の場合は、ステップＳ10へ進む。NO（MGISC）の場合は、ステップＳ14へ進む。
ここで、エンジンアイドル回転数制御から、モータアイドル回転数制御への遷移する条件は、以下の通りである。
　・　バッテリSOC所定値に対して、ヒステリシスを持って切替閾値を設定し、バッテリSOCがこの切替閾値未満になったとき。
　・　バッテリ温度所定値に対して、ヒステリシスを持って切替閾値を設定し、バッテリ温度がこの切替閾値を上回ったとき。
　・　ポテンシャル差分が切替判定閾値＋ヒステリシスを超えたとき。
　・　実際のモータトルクがＭＧ上限トルクに対して差を持ち、エンジン回転数がある回転数以下で目標回転数より所定回転数以上高くなったとき。

　ステップＳ10では、ステップＳ９でのENGISC→MGISCとの判断に続き、制御遷移時間をカウントし、ステップＳ11へ進む。
この「制御遷移時間」とは、エンジンアイドル回転数制御からモータアイドル回転数制御への遷移する条件が成立してから、現時点までの経過時間である。

　ステップＳ11では、ステップＳ10での制御遷移時間のカウントに続き、このステップＳ10でカウントした制御遷移時間と図４に示すマップに基づいて、制御遷移係数αを演算し、ステップＳ12へ進む。
ここで、「制御遷移係数α」とは、制御遷移中の発電制限トルクにおける、ENGISC中発電制限トルクとMGISC中発電制限トルクの割合を決める係数である。この制御遷移係数αは、図４に示すように、制御切り替え時に発電制限トルクが急変しないように、時間とともにENGISC中発電制限トルクからMGISC中発電制限トルクへ変化させるよう、徐々に値を大きくする。つまり、制御遷移開始（tα）時点ではゼロとし、制御遷移完了時点（時刻tβ）時点で１になるようにする。

　ステップＳ12では、ステップＳ11での制御遷移係数αの演算に続き、モータジェネレータ４における発電制限トルクを、ステップＳ４又はステップＳ５で設定したENGISC中発電制限トルクと、ステップＳ８で設定したMGISC中発電制限トルクと、ステップＳ11で求めた制御遷移係数αに基づき、下記式（１）から設定し、ステップＳ13へ進む。
　　発電制限トルク＝ENGISC中発電制限トルク×（１－α）
　　　　　　　　　　　　　　＋MGISC中発電制限トルク×α　…（１）

　ステップＳ13では、ステップＳ12での制御遷移中の発電制限トルクの設定に続き、横置きエンジン２が再びアイドル回転数制御を行っているか否かを判断する。YES（ENGISC中）の場合は、ステップＳ２へ戻る。NO（非ENGISC中）の場合は、ステップＳ８へ戻る。

　ステップＳ14では、ステップＳ９での制御遷移中でないとの判断に続き、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御中であるとし、モータジェネレータ４における発電制限トルクを、ステップＳ８で設定したMGISC中発電制限トルクに設定し、リターンへ進む。

　次に、作用を説明する。
　まず、「エンジンアイドル回転数制御中の回転ハンチングの発生メカニズム」の説明を行い、続いて、実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置における作用を、「エンジン回転数安定性向上作用」と、「回転数制御切り替え作用」に分けて説明する。

　［エンジンアイドル回転数制御中の回転ハンチングの発生メカニズム］
　図５は、モータジェネレータにおける発電トルクとモータ回転数の関係を示す特性線図である。以下、図５に基づき、エンジンアイドル回転数制御中の回転ハンチングの発生メカニズムを説明する。

　駆動源に横置きエンジン２とモータジェネレータ４を有するＦＦハイブリッド車両は、第１クラッチ３を締結して横置きエンジン２とモータジェネレータ４を連結すると共に、モータジェネレータ４で発電するエンジン発電モードを有している。
このとき、モータジェネレータ４から出力される負のトルク（発電トルク）は、バッテリSOCやバッテリ温度等のバッテリ要求により、図５に実線で示すＭＧ下限トルクによって制限される。さらに、実際の制御においては、このＭＧ下限トルクにマージントルクを上乗せした値を限界発電トルク（発電制限トルク；図５において一点鎖線で示す）としている。

　このようなＦＦハイブリッド車両におけるエンジン発電モード時に第２クラッチ５をスリップ締結する「WSCモード」では、エンストを防止するために横置きエンジン２をアイドル回転数に維持するアイドル回転数制御を行う。そして、このとき、アクセル開度がゼロであって、上述したENGISC条件が成立する場合には、横置きエンジン２によるアイドル回転数制御（ENGISC）になる。

　このENGISCでは、発電制限トルクが比較的低い値になるため、発電トルク（目標モータトルク）は、発電制限トルクに一致する。つまり、ENGISC中の発電トルクは、図５に一点鎖線で示す特性線図上に設定される。

　このような状況において、例えば選択レンジの変更等の何らかのきっかけによってエンジン負荷トルクに変化が生じると、エンジン回転数が目標回転数（目標アイドル回転数）に対して変化する。このとき、横置きエンジン２とモータジェネレータ４は連結されているので、モータ回転数も図５において矢印Ｘで示すように、目標アイドル回転数に対して変化する。

　ここで、ENGISC中の発電トルクは、図５に一点鎖線で示す特性線図上に設定されるので、モータ回転数が目標アイドル回転数に対して変化すれば、図５において矢印Ｙの範囲で、発電トルクも変化することとなる。

　一方、エンジン負荷トルクは、駆動トルク（エンジントルク）と、発電トルクの合算値である。そのため、エンジン負荷トルクが変動している間は、駆動トルクと発電トルクが変動し、これに伴ってモータ回転数（＝エンジン回転数）が変動し続ける。この結果、アイドル回転数ハンチングが生じてしまう。

　［エンジン回転数安定性向上作用］
　図６は、エンジン発電モード時のエンジンアイドル回転数中におけるモータ回転数と、発電制限トルクと、エンジン負荷トルクと、エンジントルクの各特性を示すタイムチャートである。以下、図６に基づき、実施例１のエンジン回転数安定性向上作用を説明する。

　実施例１のＦＦハイブリッド車両において、エンジン発電モード時、「WSCモード」のときアクセル開度がゼロになり、さらに例えばバッテリ温度が低温下のときには、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御を行うことができず、横置きエンジン２によってアイドル回転数制御を実行する。

　これにより、図２に示すフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、発電制限トルクの変化方向が判断される。ここで、図６に示す時刻t₁時点では、エンジン回転数は目標アイドル回転数に一致するように制御され、横置きエンジン２に連結されたモータジェネレータ４の回転数（モータ回転数）も目標アイドル回転数に一致している。そのため、発電制限トルクは一定状態を維持し、発電量を増加する方向に変化しない。これにより、ステップＳ５へと進んで、ENGISC中発電制限トルクが、レート処理を行うことなく設定されるＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値に設定される。
そして、ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、発電制限トルクは、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行なわない値に、マージントルクを加算した値に設定される。

　時刻t₂時点で、例えば選択レンジの変更等の何らかのきっかけが生じると、エンジン負荷トルクが低下する。そして、横置きエンジン２に作用する負荷が低下することで、エンジン回転数が増加し、この横置きエンジン２に連結されているモータジェネレータ４の回転数（モータ回転数）も増加する。

　ここで、エンジンアイドル回転数制御のときには、発電制限トルクが比較的低い値になるため、モータ回転数の変化に伴って発電制限トルクも変化する。すなわち、時刻t₂時点でモータ回転数が上昇すると、発電制限トルクは、発電量を低下させる方向に変化する。

　このときには、図２に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、発電制限トルクは、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行なわない値に、マージントルクを加算した値に設定される。

　このように、目標アイドル回転数に対してエンジン回転数（＝モータ回転数）が高くなると、エンジン負荷トルクを増大することでエンジン回転数の上昇を抑制する必要が生じる。このため、時刻t₃時点で、発電制限トルクを発電量を増加させる方向に変化する。これにより、エンジン負荷トルクが増大し、モータ回転数が低減し始め、エンジン回転数も目標アイドル回転数に向かって減少する。
このとき、図２に示すフローチャートのステップＳ２ではYES（発電制限トルクが発電量を増加する方向に変化）と判断され、ステップＳ３→ステップＳ４へと進み、ENGISC中発電制限トルクが、レート処理を行って設定されたＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値に設定される。
そして、ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、発電制限トルクは、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行った値に、マージントルクを加算した値に設定される。

　これにより、図６に一点鎖線で示すように、発電制限トルクの特性線図の傾きが緩やかになり、図６において実線で示すレート処理をしない場合と比較すると、単位時間当たりの変化量が小さくなる。このため、エンジン負荷トルクは緩やかに増加することになり、モータ回転数（＝エンジン回転数）の変化も緩やかになる。

　これに対し、発電制限トルクとして、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行わない値にマージントルクを加算した値を設定した場合では、図６において実線で示すように、エンジン負荷トルクが急激に増加する。このため、モータ回転数が急速に低減してしまい、時刻t₄時点で目標アイドル回転数よりも低くなる。そのため、エンジン負荷トルクの増加を抑制してモータ回転数を上昇させるために、時刻t₅時点で、発電量を低下させる方向に発電制限トルクを変化させることとなる。この結果、短時間の間にモータ回転数は上昇に転じ、目標アイドル回転数に対してエンジン回転数がハンチングすることとなる。

　しかしながら、実施例１では、モータ回転数の変化を緩やかにすることで、モータ回転数（＝エンジン回転数）が目標アイドル回転数以下になると予測される時間を、時刻t₄よりも遅いタイミングに遅らせることができる。しかもここでは、下限ＭＧトルクの制限により、モータ回転数が目標アイドル回転数以下になる前に、時刻t₆時点で発電量を減少させる方向に発電制限トルクを変化させる。
つまり、この時刻t₆時点で、図２に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、発電制限トルクが、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行なわない値に、マージントルクを加算した値に設定される。

　この結果、モータ回転数（＝エンジン回転数）が増加する方向に変化するタイミング（時刻t₆）を、レート処理を行わない場合よりも遅らせることができ、エンジン回転数の安定性を向上することができる。
さらに、実施例１では、発電制限トルクの変化を遅らせる（制限する）ことで、モータ回転数の低下量（時刻t₃時点から時刻t₆時点までの回転数変化量）を、レート処理を行わない場合のモータ回転数の低下量（時刻t₃時点から時刻t₅時点までの回転数変化量）よりも抑えることができる。このため、エンジン回転数の変化がより安定したものとなる。

　さらに、この実施例１では、図３に示すように、バッテリSOCに応じて、レート処理を行う際の遅れ度合いを設定している。すなわち、バッテリSOCが多くて、比較的充電の必要性が低い場合には、発電制限トルクの変化を、下限ＭＧトルクに対して大きく遅らせる。これにより、モータ回転数（＝エンジン回転数）の変化をより緩やかにすることができて、アイドル回転数の安定性を向上することができる。
また、バッテリSOCが少なくて、比較的充電の必要性が高い場合には、発電制限トルクの変化を、下限ＭＧトルクに対してあまり遅らせない。これにより、発電量をある程度確保することができ、バッテリSOCの増大を図ることができる。
つまり、バッテリSOCに応じてレート処理を行う際の遅れ度合いを決めることで、バッテリSOC管理と、回転数安定性の両立を図ることができる。

　なお、エンジントルク推定値は、エンジン負荷トルクの変動に対して応答遅れを持って変化する。そして、図６に一点鎖線で示すように、発電制限トルクにレート処理を行った場合では、エンジントルク推定値においても、発電制限トルクにレート処理を行わない場合（実線で示す）と比較して、変動が抑制される。

　［回転数制御切り替え作用］
　実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置では、例えば、バッテリ温度が上昇することでＭＧ上限トルク及びＭＧ下限トルクとしてモータジェネレータ４によるアイドル回転数制御が実行できるようになると、図２に示すフローチャートのステップＳ６においてNOと判断される。そして、ステップＳ８へと進んで、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御（MGISC）中の発電制限トルクが設定される。このMGISC中発電制限トルクは、レート処理を行うことなく設定されるＭＧ下限トルクに、所定のマージントルクを加算した値に設定される。

　そして、ステップＳ９へと進み、エンジンアイドル回転数制御からモータアイドル回転数制御への遷移中であるか否かが判断され、NOの場合には、すでに制御遷移処理が終了してモータアイドル回転数制御であるとして、ステップＳ14へ進み、発電制限トルクは、MGISC中発電制限トルク、つまり、ＭＧ下限トルクに対してレート処理を行なわない値に、マージントルクを加算した値に設定される。
これにより、モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御中では、発電制限トルクは、レート処理を行っていないＭＧ下限トルクにマージントルクを加算した値になり、必要発電量に合わせて発電制限トルクを変化させることとなる。

　また、エンジンアイドル回転数制御からモータアイドル回転数制御への遷移途中であれば、ステップＳ９においてYESと判断され、ステップＳ10→ステップＳ11→ステップＳ12へと進む。これにより、遷移制御時間に応じて、発電制限トルクにおけるENGISC中発電制限トルクと、MGISC中発電制限トルクのとの割合が設定される。この結果、発電制限トルクは、ENGISC中発電制限トルクから、MGISC中発電制限トルクに向かって徐々に変化する。

　このため、エンジンアイドル回転数制御中の発電制限トルクが、ＭＧ下限トルクに対して大幅に遅れていた場合であっても、発電制限トルクが急激に変化することを防止することができる。この結果、エンジン回転数の急変を抑制して、回転数の安定性を確保することができる。

　次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) 駆動源にエンジン（横置きエンジン）２とモータジェネレータ４を備え、
　前記エンジン２と前記モータジェネレータ４を連結して発電するエンジン発電モード時、目標発電量に応じて前記モータジェネレータ４の目標発電トルク（発電制限トルク）を設定する発電制御手段（図２）を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
　前記発電制御手段（図２）は、前記エンジン２によるアイドル回転数制御中、前記目標発電トルクが発電量を増加するように変化する際、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる目標発電トルクレート処理部（ステップＳ３,ステップＳ４）を有する構成とした。すなわち、目標発電トルクが発電量を増加するように変化する場合は、エンジントルクを吸収しきれなくなるような目標発電トルクが発電量を増加しないように変化しない場合に比べ目標発電トルク変化に制限を大きくかけるようにした。
　これにより、エンジン発電モード時のエンジンによるアイドル回転数制御中において、エンジン回転数の吹け上がりを防止しつつ安定性を向上することができる。

　(2) 前記目標発電トルクレート処理部（ステップＳ３,ステップＳ４）は、前記モータジェネレータ４が発電した電力を蓄積するバッテリ（強電バッテリ）２１の充電容量が少ないときには、前記バッテリ２１の充電容量が多いときよりも、前記単位時間当たりの目標発電トルク変化の遅れを小さくする構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、バッテリSOC管理と、回転数安定性の両立を図ることができる。

　(3) 前記発電制御手段（図２）は、前記エンジン（横置きエンジン）２によるアイドル回転数制御から前記モータジェネレータ４によるアイドル回転数制御への制御遷移中、目標発電トルク（発電制限トルク）を、エンジン回転数制御時の目標発電トルクから、モータジェネレータ回転数制御時の目標発電トルクに向かって徐々に変化させる構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、エンジンアイドル回転数制御からモータアイドル回転数制御への遷移途中での目標発電トルク（発電制限トルク）の急変を抑制し、エンジン回転数の安定性を確保することができる。

　以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１では、本発明のハイブリッド車両の制御装置をＦＦハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、ＦＦハイブリッド車両に限らず、ＦＲハイブリッド車両や４ＷＤハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両に対しても適用することができる。要するに、ハイブリッド車両であれば適用できる。
さらに、実施例１では、横置きエンジン２とモータジェネレータ４の間に第１クラッチ３を介装し、この第１クラッチ３によって横置きエンジン２とモータジェネレータ４の間を断接可能とする例を示したが、これに限らない。例えば、エンジンとモータが常時直結している駆動源や、エンジンとモータとジェネレータを、作動歯車を介して連結した駆動源であってもよい。

　また、自動変速機としてベルト式無段変速機とする例を示したが、これに限らず、有段の自動変速機であってもよい。このときには、第２クラッチとして変速機の内部に有するクラッチやブレーキを用いてもよい。

Claims

　駆動源にエンジンとモータジェネレータを備え、
　前記エンジンと前記モータジェネレータを連結して発電するエンジン発電モード時、目標発電量に応じて前記モータジェネレータの目標発電トルクを設定する発電制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
　前記発電制御手段は、前記モータジェネレータの目標発電トルクが所定の範囲に維持できない場合には、前記エンジンによるアイドル回転数制御を行い、前記アイドル回転数制御中、前記目標発電トルクが発電量を増加するように変化する際、単位時間当たりの目標発電トルク変化を遅らせる目標発電トルクレート処理部を有する
　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
　前記目標発電トルクレート処理部は、前記モータジェネレータが発電した電力を蓄積するバッテリの充電容量が少ないときには、前記バッテリの充電容量が多いときよりも、前記単位時間当たりの目標発電トルク変化の遅れを小さくする
　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
　前記発電制御手段は、前記エンジンによるアイドル回転数制御から前記モータジェネレータによるアイドル回転数制御への制御遷移中、目標発電トルクを、エンジン回転数制御時の目標発電トルクから、モータジェネレータ回転数制御時の目標発電トルクに向かって徐々に変化させる
　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。