JP2002364407A - 車両用制御装置 - Google Patents

車両用制御装置

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JP2002364407A
JP2002364407A JP2001166925A JP2001166925A JP2002364407A JP 2002364407 A JP2002364407 A JP 2002364407A JP 2001166925 A JP2001166925 A JP 2001166925A JP 2001166925 A JP2001166925 A JP 2001166925A JP 2002364407 A JP2002364407 A JP 2002364407A
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torque
engine
motor
vehicle
control
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JP2001166925A
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Nobuhide Seo
宣英 瀬尾
Akinobu Aoki
彰伸 青木
Kenji Morimoto
賢治 森本
Seiichi Nakabayashi
精一 中林
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンと電動機とが搭載された車両におい
て、その電動機によって該エンジンの回転変動を抑制し
ている際に、モータトルクの極性変化に伴って発生する
騒音を無くする。 【解決手段】 例えば、エンジンの動作状態が不安定な
冷間状態におけるアイドリング運転中に、エンジントル
クの変動（エンジンの回転変動）を抑制すべく、電動機
のモータトルクＭＴを制御するに際して、その電動機の
駆動トルクが負のトルク極性に維持されるように制御す
ると共に、その制御の実行中に、算出したモータトルク
ＭＴが正のトルク極性方向に大きく変化し、０近傍の負
の値であるしきい値ＭＴＩより大きくなった期間にわた
って、モータトルクＭＴとしてしきい値ＭＴＩによって
電動機を制御することにより、トルク特性の変化を防止
すると共に、当該電動機を発電機として確実に動作させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用制御装置に
関し、例えば、エンジンと電動機とが搭載された車両を
制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、代表的な車両である自動車の
分野においては、エンジンと電動機（電動モータ：以下
モータと略称する）とが搭載された所謂ハイブリッド車
両が提案されており、このような車両においては、エン
ジンとモータとを適宜使い分ける、或いは同時に併用す
ることにより、燃費の節約を図っている。
【０００３】図１６は、一般的なハイブリッド車両にお
けるエンジン廻りの駆動系を、車両前方から見た状態を
示すレイアウト図であり、同図に示すハイブリッド車両
は、駆動輪（不図示）に接続されたクランク軸１４を有
するエンジン２と、エンジン２の前後方向に対して平行
に配置されると共に、クランク軸１４に対して連結部材
１３を介して連結されるモータ１とを備える。
【０００４】即ち、モータ１には、ロータ軸１５を中心
として回転部材（ギヤ）１２が設けられており、エンジ
ン２には、クランク軸１４を中心として回転部材（ギ
ヤ）１１が設けられている。そして、回転部材１１と回
転部材１２には、無端巻掛部材の一例として、連結部材
（チェーン）１３が巻き掛けられている。また、テンシ
ョナ６は、所定のタイミングで連結部材１３への当接力
が高められることにより、回転部材１１及び回転部材１
２に伴う連結部材１３の回転（移動）によって生じる連
結部材１３の張力（テンション）を調整する。
【０００５】また、図１７は、一般的なハイブリッド車
両におけるエンジンとモータとを結ぶ駆動系においてプ
ーリと、無端巻掛部材としてのベルトとを採用する場合
を例示する図であり、この場合は、回転部材１１として
のプーリ１１Ａと回転部材１２としてのプーリ１２Ａに
ベルト１３Ａを巻き掛け、アイドルプーリ９によってベ
ルト１３Ａの張力を調整することができる。
【０００６】また、近年、駆動系にエンジンとモータと
を備えるハイブリッド車両においては、エンジンの回転
に伴う回転変動を、モータを駆動する駆動トルクを調整
することによって抑制する技術が提案されている。
【０００７】図１９は、一般的なハイブリッド車両にお
けるエンジンの回転変動を、モータの駆動トルクによっ
て調整する場合の、エンジン及びモータトルクのトレン
ドを例示するタイムチャートであり、エンジン回転数が
比較的少ないアイドリング状態のときに、エンジンの回
転変動に伴うエンジントルクの変動とは逆位相の負のト
ルク極性のモータトルクＭＴによってモータを制御する
ことにより、モータによる発電機能と、エンジンの回転
変動の抑制機能とを実現している、エンジントルクに
は、同図に示すように回転変動があり、この変動量は、
一般にエンジン回転数が小さいほど顕著になる。そこ
で、モータの出力指令値としてのモータトルクＭＴ（駆
動トルク）を決定するに際して、係るエンジンの回転変
動（エンジントルクの変動）を抑制するために、その回
転変動の特性とは逆位相の特性を付与する。このような
制御を行なえば、エンジントルクの変動をモータトルク
ＭＴによって吸収することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンは、本来であれば略規則的な回転変動であるところ、
エンジン本体や水温等が低い等の理由によって燃焼状態
が安定しない始動時（以下、冷間時と称する）、或いは
経年劣化等の理由により、図１９に示すエンジントルク
曲線に破線で例示するように、一時的に失火に近い状態
が発生することにより、その回転変動が顕著になる場合
がある。
【０００９】この場合、上記従来の技術においては、エ
ンジン側に発生した回転変動量を打ち消すようなモータ
トルクＭＴが算出されるため、図１９に示すモータトル
ク曲線に破線で例示するように、係るエンジン側の変動
とは時間軸に対して線対称の指令値によってモータが駆
動されることになる。
【００１０】このため、本来は負のトルク極性のモータ
トルクＭＴによって、モータが発電機として機能してい
たところ、エンジントルクの変動が最も大きな期間にお
いては、その大きな変動を打ち消すべく、モータトルク
ＭＴのトルク極性が正のトルク極性となるため、その結
果として、正のトルク極性が継続する期間にわたってモ
ータが電動機として機能することが判る。即ち、本来は
バッテリを充電していたにも関らずに、図１９に示すモ
ータトルク曲線の破線と時間軸とに囲まれた斜線部分
は、そのバッテリに蓄積されている電気エネルギを消費
していることを表わす。
【００１１】また、上記のモータトルクＭＴのトルク極
性の変化を、図１６を参照して説明すると、モータ１の
回転部材１２（ロータ軸１５）の回転状態は、トルク極
性の変化に伴って、図１６に破線で示す矢印の如く負の
トルク極性（半時計廻り方向のトルク）から、同図に実
線で示す矢印の如く正のトルク極性（時計廻り方向のト
ルク）に切り替わることになり、このトルク極性の切り
替えは、電気的なものであるため瞬時に行われる。
【００１２】ここで、エンジン２の回転部材１１（クラ
ンク軸１４）の回転方向は常に時計廻り方向である。こ
のため、モータ１が発電機として機能すべく負のトルク
極性に設定されている場合における連結部材１３の張力
は、テンショナ６が有る側と比較して無い側の方が張力
が小さい。反対に、モータ１が電動機として正のトルク
極性に設定されている場合における連結部材１３の張力
は、テンショナ６が有る側と比較して無い側の方が張力
が大きい。
【００１３】従って、上記の如くモータトルクＭＴのト
ルク極性が変化する際には、連結部材１３の張力も大き
く変化することになるが、この場合、モータ１のトルク
極性が瞬間的に切り替わるのに伴って、連結部材１３か
ら乗員にとって不快な騒音が生じる。この騒音は、機械
的な遊びが必要なチェーンを連結部材１３として採用す
る場合に特に問題になる。
【００１４】更に、図１８は、一般的なハイブリッド車
両におけるエンジンとモータとを結ぶ駆動系において無
端巻掛部材の代わりに複数のギヤを採用する場合を例示
する図である。この場合は、チェーンやベルト等の無端
巻掛部材の代わりに、連結部材１３として複数のギヤを
採用するので、無端巻掛部材（チェーンまたはベルト）
を利用する場合のように張力変化によるたわみは生じな
いが、同図に示すように、ギヤとギヤとの間に遊びが有
るので、上述した如くモータ１のトルク極性が変化する
際には、係る遊びが原因となる機械的なショック（バッ
クラッシュ）が発生するので、やはり乗員にとって不快
な騒音が発生する。
【００１５】そこで本発明は、エンジンと電動機とが搭
載された車両において、その電動機によって該エンジン
の回転変動を抑制している際に、モータトルクの極性変
化に伴って発生する騒音を無くすことが可能な車両用制
御装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両用制御装置は、以下の構成を特徴
とする。
【００１７】即ち、駆動輪に接続されたクランク軸を有
するエンジンと、そのエンジンの前後方向に対して平行
に配置されると共に、該クランク軸に対して連結部材を
介して連結される電動機とを備える車両において、その
車両が所定の動作状態である場合に、前記エンジンの回
転変動を抑制すべく前記電動機の駆動トルクを制御する
制御手段を備える車両用制御装置であって、前記所定の
動作状態である場合における前記電動機の駆動トルク
（平均の駆動トルク）が、正または負のトルク極性の何
れか一方に維持されるように制御すると共に、その制御
の実行中に、前記何れか一方のトルク極性である駆動ト
ルク（平均の駆動トルク）が他方のトルク極性方向に移
行する度合が所定の度合より大きくなった場合には、該
駆動トルクが前記他方のトルク極性にならないように抑
制する抑制手段を備えることを特徴とする。
【００１８】好適な実施形態において、前記所定の動作
状態は、前記車両のアイドリング運転状態であって、前
記抑制手段は、前記アイドリング運転状態のときに、前
記電動機の駆動トルク（平均の駆動トルク）が負のトル
ク極性に維持されるように制御すると共に、その制御の
実行中に、該駆動トルクが所定の負の値より大きくなっ
たときには、その負の値になるように駆動トルクを抑制
すると良い。 この場合、好ましくは、前記抑制手段に
より、前記クランク軸に対して所定の負の値の範囲内の
駆動トルクが付与されるように制御すると良い。
【００１９】また、好適な他の実施形態において、前記
所定の動作状態は、前記車両の加速運転状態であって、
前記抑制手段は、前記加速運転状態のときに、前記電動
機の駆動トルク（平均の駆動トルク）が正のトルク極性
に維持されるように制御すると共に、その制御の実行中
に、該駆動トルクが所定の正の値より小さくなったとき
には、その正の値になるように駆動トルクを抑制すると
良い。 この場合、好ましくは、前記抑制手段により、
前記クランク軸に対して所定の正の値の範囲内の駆動ト
ルクが付与されるように制御すると良い。
【００２０】また、上述の各装置構成において、好まし
くは、前記エンジンの回転変動を検出する検出手段を更
に備え、前記抑制手段は、前記検出手段によって検出さ
れた回転変動に基づいて、その回転変動が収束するよう
に、前記電動機を制御すると良い。
【００２１】或いは、上記の同目的を達成するため、本
発明に係る他の構成を備える車両用制御装置は、以下の
構成を特徴とする。
【００２２】即ち、駆動輪に接続されたクランク軸を有
するエンジンと、そのエンジンの前後方向に対して平行
に配置されると共に、該クランク軸に対して連結部材を
介して連結される電動機とを備える車両において、その
車両が所定の動作状態である場合に、前記エンジンの回
転変動を抑制すべく前記電動機の駆動トルクを制御する
制御手段を備える車両用制御装置であって、前記所定の
動作状態である場合における前記電動機の駆動トルク
（平均の駆動トルク）が、正または負のトルク極性の何
れか一方に維持されるように制御すると共に、その制御
の実行中に前記エンジン及び前記電動機の動作に伴って
生じるところの、前記連結部材の回転変動に関するモデ
ルに基づいて、その回転変動を抑制するように制御する
抑制手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の効果】上記の本発明によれば、エンジンと電動
機とが搭載された車両において、その電動機によって該
エンジンの回転変動を抑制している際に、モータトルク
の極性変化に伴って発生する騒音を無くすことが可能な
車両用制御装置の提供が実現する。
【００２４】即ち、請求項１、請求項７の発明によれ
ば、電動機によってエンジンの回転変動を抑制している
場合におけるモータトルクの極性変化が無くなるので、
従来はトルク極性の変化に伴って発生していた騒音を無
くすことができる。
【００２５】また、請求項２の発明によれば、エンジン
の動作状態が不安定なアイドリング運転中に、例えばク
ランク軸に対して所定の負の値の範囲内の駆動トルク
（平均の駆動トルク）が付与されるので（請求項３）、
エンジンの回転変動を抑制すると共に、電動機による発
電を確実に行なうことができる。
【００２６】また、請求項４の発明によれば、車両の加
速運転中に、例えばクランク軸に対して所定の正の値の
範囲内の駆動トルク（平均の駆動トルク）が付与される
ので（請求項５）、エンジンの回転変動を抑制すると共
に、バッテリの過大な放電を抑制しながら、電動機によ
る加速アシストを行なうことができる。
【００２７】また、請求項６の発明によれば、検出され
た回転変動に基づいて電動機が制御されるので、制御性
の確度を向上することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両用制御装
置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】図１は、本実施形態に係る車両用制御装置
を適用可能な一般的なハイブリッド車両の駆動系を示す
ブロック構成図であり、図１６に示した駆動系の全体構
成を示す（尚、図１６に示すエンジン廻りの駆動系につ
いての重複する説明は省略する）。
【００３０】図１に示すハイブリッド車両は、図１６を
参照して上述したように、サイドマウントタイプの駆動
系を有する車両であり、駆動輪５に接続されたクランク
軸１４を有するエンジン２と、そのエンジンの前後方向
に対して平行に配置されると共に、クランク軸１４に対
して連結部材（チェーン）１３を介して連結されるモー
タ１とを備える。
【００３１】モータ１及びエンジン２による駆動力は、
エンジン２の後方に登載されたトランスミッション３に
伝達される。そして、トランスミッション３は、入力さ
れる駆動力に応じて、クランクシャフトを介して駆動輪
５を駆動する。また、電力回生を行なう際には、駆動輪
５（クランク軸１４）の回転エネルギを利用して、連結
部材１３を介して、モータ１が発電機として機能するこ
とにより、バッテリ（不図示）に回生電力が充電され
る。
【００３２】車両制御装置としての電子制御ユニット
（ＥＣＵ）４には、マイクロコンピュータ８が搭載され
ており、予め記憶された制御プログラムをマイクロコン
ピュータ８が実行することにより、モータ１、エンジン
２、トランスミッション３、並びにテンショナ６等の動
作制御が行われる。
【００３３】ここで、「発明が解決しようとする課題」
にて上述したトルク極性の切り替えに伴う騒音の発生を
解消するための具体的な手順を説明するのに先立って、
上述した駆動系を備えるハイブリッド車両が走行する際
の一般的な動作について概説する。
【００３４】図５は、本実施形態におけるハイブリッド
車両の運転操作に応じた基本的な動作状態を決定するた
めのテーブルを示す図であり、このテーブルは、ＥＣＵ
４内の記憶媒体（メモリ等）に予め格納されている。
【００３５】同図において、アクセル開度αが所定開度
α０以上であって、車速Ｖが所定車速Ｖ０（Ｖ１＜Ｖ２
＜Ｖ０）のときに、ＥＣＵ４は、エンジン２を駆動状
態、モータ１を加速アシストを行なうべく駆動状態、そ
して変速機をドライブレンジに設定する。
【００３６】また、アクセル開度αが所定開度α０より
小さく、車速Ｖが所定車速Ｖ０以上のときに、ＥＣＵ４
は、エンジン２を駆動状態、モータ１を無負荷状態、そ
して変速機をドライブレンジに設定する。
【００３７】また、アクセル開度αが全閉状態であっ
て、車速Ｖが０（停車状態）、そして、エンジン２の水
温ＴＷが所定値ＴＷ０より高いときに、ＥＣＵ４は、エ
ンジン２を燃焼停止状態（燃料カット）、モータ１を無
負荷状態、そして変速機をニュートラル（またはスリッ
プ制御）に設定する。ここで、所定値ＴＷ０は、エンジ
ン２が安定して動作可能なことを示す水温であり、この
状態を温間状態と称する。
【００３８】また、アクセル開度αが全閉状態であっ
て、車速Ｖが０（停車状態）、そして、エンジン２の水
温ＴＷが所定値ＴＷ０以下であるときには、エンジン本
体や水温等が低い等の理由によってエンジン２の燃焼状
態が安定しない冷間状態であると判断できるので、ＥＣ
Ｕ４は、エンジン２を、エンジン回転数が６００ｒｐｍ
程度のアイドリング運転状態、モータ１を発電状態、そ
して変速機をニュートラル（またはスリップ制御）に設
定する。この場合において、ＥＣＵ４がモータ１を発電
状態に設定するのは、本実施形態ではエンジンの回転変
動を抑制すべくモータ１の駆動トルク（モータトルクＭ
Ｔ）を調整するが、冷間時のアイドリング運転状態にお
いては、モータ１を電動機として機能させるよりは発電
機として機能させた方が、バッテリの保護（過放電の防
止）という観点からは好ましいからである。
【００３９】また、アクセル開度αが０より大きく、車
速Ｖが所定車速Ｖ１（≒０）より小さいときに（始動ま
たは走行開始時）、ＥＣＵ４は、エンジン２を駆動状
態、モータ１を加速アシストを行なうべく駆動状態、そ
して変速機をドライブレンジに設定する。
【００４０】そして、アクセル開度αが全閉状態であっ
て、車速Ｖが所定車速Ｖ２より大きいときに、ＥＣＵ４
は、エンジン２を燃焼停止状態（燃料カット）、モータ
１を電力回生状態、そして変速機をドライブレンジ（エ
ンジンブレーキ）に設定する。
【００４１】次に、図１及び図１６に示す駆動系を備え
るハイブリッド車両においてエンジン２の回転変動を抑
制すべく行われる動作制御について説明する。
【００４２】本実施形態では、エンジントルクの変動を
モータトルクＭＴによって抑制する制御を行なうに際し
て、テンショナ６や連結部材（チェーンまたはベルト）
１３の剛性に起因して生じる位相遅れを考慮する。
【００４３】図２は、図１６に示す駆動系の静的モデル
を示す図である。また、図３は、図２に示す静的モデル
が有する位相遅れ特性を示す図である。
【００４４】この静的モデルは、Fe(s)/Fm(s) ＝ k ／
(ms2+cs+k) なる伝達関数によって表わすことができ、
エンジン２とモータ１との間に巻き掛けられる連結部材
１３（及びテンショナ６）の剛性は、図２に示すよう
に、バネｋ、抵抗ｃ、質量ｍによって表わすことができ
る。また、エンジン２とモータ１とが同方向に回転する
際には、モータ側がエンジン側に引っ張られることによ
って力ｆｅ＞力ｆｍなる関係があり、この関係は、図３
に示すような位相遅れθｄとして表現することができ
る。
【００４５】従って、エンジントルクの変動をモータト
ルクＭＴによって抑制する制御を行なうに際して、より
制御性を向上するには、上述した位相遅れ成分を補償す
る必要があるが、位相遅れ成分の検出結果に基づくフィ
ードバック制御では、制御が間に合わないために、モー
タ１に対して設定する指令値（制御量）としてのモータ
トルクＭＴがハンチングを起こしてしまい、安定した制
御を実現することができない。
【００４６】そこで、本実施形態では、以下に説明する
制御ブロック図に基づく制御処理を行なう。
【００４７】図４は、本実施形態におけるモータ制御の
ための制御ブロック図である。
【００４８】クランク角センサ（不図示）によって検出
されたクランク角信号は、エンジン２の回転変動（エン
ジントルクの変動）を検出すべく時系列に入力される。
【００４９】次に、時系列に入力されたクランク角信号
に基づいて生成されたエンジンの回転変動波形は、エン
ジントルクの変動を抑制するための波形の基準となる制
振波形ＭＴＣＢに変換される（図１１参照）。
【００５０】また、時系列に入力されたクランク角信号
と、エンジン回転数Ｎｅは、図３に示す位相遅れ特性を
補償すべく予め設定された位相進みテーブル（図１２参
照）に入力される。位相進みテーブルは、図３に示す位
相遅れθｄに対応する位相進みθｐなる位相進み特性を
有している。
【００５１】次に、制振波形ＭＴＣＢと、位相遅れθｄ
とに基づいて位相補正が行われ、適宜ゲイン調整がなさ
れることにより、エンジン２の回転変動量ΔＮｅに基づ
く位相進み補償値ＭＴＣが算出される。
【００５２】モータトルク標準指令値ＭＴＢは、エンジ
ントルクの変動を抑制しない場合における車両の運転状
態に応じたモータトルクの基本的な制御指令値であっ
て、アクセル開度α等の車両の状態量に基づいて予め設
定されたマップ（テーブル）を参照することによって求
められる。
【００５３】モータトルク指令値ＭＴ（モータトルク指
令値ＭＴ）は、今回の制御周期においてモータ１に実際
に設定される制御指令値であって、位相進み補償値ＭＴ
Ｃと、モータトルク標準指令値ＭＴＢとを加算すること
によって求められる。
【００５４】尚、後述するより具体的な制御処理では、
車両が所定の動作状態（冷間状態におけるアイドリング
運転中、加速アシスト中）のときには、モータトルク標
準指令値ＭＴＢのモータ１への設定に先立って、その指
令値ＭＴＢを、前回の制御周期においてモータ１に設定
したモータトルク標準指令値ＭＴＢの値と比較し、トル
ク特性が変化している場合には、今回の制御周期におけ
るモータトルク標準指令値ＭＴＢとして、所定値（所定
のしきい値ＭＴＩ，ＭＴＡ）が設定される。
【００５５】次に、上述した本実施形態の特徴的な動作
を実現する具体的な制御処理について説明する。ＥＣＵ
４のマイクロコンピュータ８は、以下に説明するエンジ
ン制御処理（図６）、アイドリング・スピード制御（Ｉ
ＳＣ）処理（図７）、位相進み補償値ＭＴＣの算出処理
（図９）、モータ制御処理（図１３）を、それぞれ並行
して、或いは擬似的に並行して実行する。
【００５６】＜エンジン制御処理＞図６は、本実施形態
においてＥＣＵ４が行なうエンジン制御処理を示すフロ
ーチャートであり、例えばイグニッションキー（不図
示）がオン状態に操作されることによって開始される。
【００５７】同図において、ステップＳ１，ステップＳ
２：車両の状態量として、アクセル開度α、吸入空気量
Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖを取得し（ステップＳ
１）、取得した状態量に基づいて図５に示すテーブルを
参照することにより、現時点における車両の動作状態
（運転状態、走行モード）を判定する（ステップＳ
２）。
【００５８】ステップＳ３，ステップＳ４：今回の制御
周期においてエンジン２に設定すべき制御量として、ス
テップＳ１で取得した状態量に基づいて、一般的な手法
によって燃料噴射量Ｐ及び噴射時期θを決定し（ステッ
プＳ３）、決定した制御量を実行し（ステップＳ４）、
ステップＳ１にリターンする。但し、ステップＳ３にて
燃料噴射量Ｐを決定するに際して、車両が減速中、即ち
エンジン回転数Ｎｅが所定の回転領域内（１０００ｒｐ
ｍ〜３０００ｒｐｍ）の場合であって、アクセル開度が
ゼロの全閉状態のときには、燃料噴射量Ｐをゼロに設定
する。
【００５９】＜ＩＳＣ処理＞図７は、本実施形態におい
てＥＣＵ４が行なうアイドリング・スピード制御処理を
示すフローチャートであり、例えばイグニッションキー
（不図示）がオン状態に操作されることによって開始さ
れる。
【００６０】同図において、ステップＳ１１，ステップ
Ｓ１２：上述したエンジン制御処理におけるステップＳ
１及びステップＳ２と同様に、車両の状態量を取得する
（ステップＳ１１）と共に、取得した状態量に基づいて
図５に示すテーブルを参照することにより、現時点にお
ける車両の運転状態（走行モード）を判定する（ステッ
プＳ１２）。
【００６１】ステップＳ１３：燃料の充填効率とエンジ
ン回転数Ｎｅとに基づいて予め設定したテーブル（不図
示）を参照することにより、ステップＳ１１にて取得し
た現時点におけるエンジン回転数Ｎｅに応じたアイドリ
ング標準指令値ＩＳＣＢを決定する。
【００６２】ステップＳ１４，ステップＳ１５：ステッ
プＳ１２にて判定した現時点における車両の運転状態が
アイドリング運転状態であるかを判断し（ステップＳ１
４）、アイドリング運転状態である場合にはステップＳ
１６に進み、アイドリング運転状態以外の運転状態であ
る場合には、ステップＳ１３で決定したアイドリング標
準指令値ＩＳＣＢを、アイドリング出力指令値ＩＳＣＴ
に設定し（ステップＳ１５）、ステップＳ１９に進む。
ここで、アイドリング出力指令値ＩＳＣＴは、今回の制
御周期において不図示のＩＳＣ弁（アイドリング・スピ
ード・コントロール・バルブ）に実際に設定される制御
指令値である。
【００６３】ステップＳ１６，ステップＳ１７：エンジ
ン２の目標回転数Ｎｅ０と、ステップＳ１１にて取得し
た現時点におけるエンジン回転数Ｎｅとの差分ｄＮｅを
算出し（ステップＳ１６）、予め設定した図８に示すテ
ーブルを、算出した差分ｄＮｅに基づいて参照すること
により、ＩＳＣ弁の開度をフィードバック制御するため
のＩＳＣフィードバック値ＩＳＣＦＢを決定する（ステ
ップＳ１７）。
【００６４】図８は、ＩＳＣフィードバック値を決定す
るためのテーブル特性を示す図であり、同図に示すよう
に、基本的な特性としては、エンジン回転数の差分ｄＮ
ｅが大きくなるのに従ってＩＳＣフィードバック値ＩＳ
ＣＦＢが大きくなる特性を有する。ここで、差分ｄＮｅ
が比較的小さい領域でＩＳＣフィードバック値ＩＳＣＦ
Ｂがゼロに設定されているのは、係るフィードバック制
御に安定性を与えるためである。
【００６５】ステップＳ１８：ステップＳ１３にて決定
したアイドリング標準指令値ＩＳＣＢと、ステップＳ１
７にて決定したＩＳＣフィードバック値ＩＳＣＦＢとを
加算することにより、今回の制御周期においてＩＳＣ弁
（不図示）に実際に設定すべきアイドリング出力指令値
ＩＳＣＴを算出する。
【００６６】ステップＳ１９：ステップＳ１５またはス
テップＳ１８にて決定したアイドリング出力指令値ＩＳ
ＣＴに応じて、ＩＳＣ弁を駆動し、ステップＳ１１にリ
ターンする。
【００６７】＜位相進み補償値ＭＴＣの算出処理＞図９
は、本実施形態においてＥＣＵ４が行なう位相進み補償
値ＭＴＣの算出処理を示すフローチャートであり、例え
ばイグニッションキー（不図示）がオン状態に操作され
ることによって開始される。算出された位相進み補償値
ＭＴＣは、後述するモータ制御処理（図１３のステップ
Ｓ３６及びステップＳ４１）において参照される。
【００６８】図９において、ステップＳ２１，ステップ
Ｓ２２：エンジン２の回転変動量ΔＮｅを算出し（ステ
ップＳ２１）、算出した回転変動量ΔＮｅに基づいて、
予め設定した図１１に示すテーブルを参照することによ
り、制振波形ＭＴＣＢを算出する（ステップＳ２２）。
【００６９】図１０は、回転変動量ΔＮｅに基づいて制
振波形ＭＴＣＢを決定する方法を説明する図である。ま
た、図１１は、回転変動量ΔＮｅに基づいて制振波形Ｍ
ＴＣＢを決定するためのテーブルの特性を例示する図で
ある。
【００７０】回転変動量ΔＮｅは、例えば前回の制御周
期と今回の制御周期とにおいてそれぞれ検出したエンジ
ン回転数Ｎｅの差分であり、この差分（即ち、エンジン
トルクの変動）を打ち消すような波形形状は、図１０に
示すように、幾何学的には時間軸に対して線対称、即
ち、係る回転変動量ΔＮｅの時系列なトレンド曲線とは
位相差の無く且つ振幅が逆の形状であれば良い。そこ
で、図１１に示すように、回転変動量ΔＮｅが大きい
程、大きな値の制振波形値ＭＴＣＢが得られるような特
性を有するテーブルを予め設定しておく。ここで、回転
変動量ΔＮｅが比較的小さい領域で制振波形値ＭＴＣＢ
がゼロに設定されているのは、制御性を安定化するため
である。
【００７１】ステップＳ２３：図１２に示す位相進み特
性テーブルを参照することにより、制振波形値ＭＴＣＢ
に対して、エンジン回転数Ｎｅに応じた位相進み成分を
付与することにより、位相進み補償値ＭＴＣを算出す
る。ここで、位相進み特性テーブルは、連結部材１３
（及びテンショナ６）の剛性に起因する位相遅れ成分
（位相遅れθｄ：図３）を補償するための位相進みθｐ
なる特性を有する。位相進み補償値ＭＴＣが設定される
ことにより、制振波形ＭＴＣＢに対して、位相遅れθｄ
を補償可能な位相進み成分が付与されたことになる。
【００７２】＜モータ制御処理＞図１３は、本実施形態
においてＥＣＵ４が行なうモータ制御処理を示すフロー
チャートであり、例えばイグニッションキー（不図示）
がオン状態に操作されることによって開始される。
【００７３】同図において、ステップＳ３１，ステップ
Ｓ３２：上述したエンジン制御処理におけるステップＳ
１及びステップＳ２と同様に、車両の状態量を取得する
（ステップＳ３１）と共に、取得した状態量に基づいて
図５に示すテーブルを参照することにより、現時点にお
ける車両の運転状態（走行モード）を判定する（ステッ
プＳ３２）。
【００７４】ステップＳ３３：アクセル開度αと車速Ｖ
とに応じて予め設定されたマップ（不図示）を参照する
ことにより、モータトルク標準指令値ＭＴＢを設定し
（ステップＳ３３）、ステップＳ２１と同様に回転変動
量ΔＮｅを算出する（ステップＳ３４）。
【００７５】ステップＳ３５，ステップＳ４０：ステッ
プＳ３２にて判定した現時点における車両の運転状態が
アイドリング運転状態であるかを判断し（ステップＳ３
５）、アイドリング運転状態である場合にはステップＳ
３６に進み、アイドリング運転状態以外の運転状態であ
る場合には、ステップＳ４０において加速アシスト中で
あるかを判断する。そして、加速アシスト状態である場
合にはステップＳ４１に進み、アイドリング運転状態及
び加速アシスト状態以外の運転状態である場合にはステ
ップＳ４５に進む。
【００７６】ステップＳ３６，ステップＳ３７：上述し
た図９のステップＳ２３にて算出した位相進み補償値Ｍ
ＴＣを取得し（ステップＳ３６）、位相進み補償値ＭＴ
Ｃと、ステップＳ３３にて決定したモータトルク標準指
令値ＭＴＢとを加算することにより、今回の制御周期に
おけるモータトルク指令値ＭＴを算出する（ステップＳ
３７）。
【００７７】図１４は、アイドリング運転状態における
エンジントルクとモータトルク指令値ＭＴとの関係を示
す図であり、現在の運転状態がステップＳ３５において
冷間時におけるアイドリング運転状態と判断されている
ので、ステップＳ３７にて算出されるモータトルク指令
値ＭＴのトルク極性は、モータ１による発電を行なうと
共にエンジン２の回転変動を抑制すべく、負の値（平均
値として負の値）である。そして、この場合のモータト
ルク指令値ＭＴのトレンド曲線は、エンジントルクのト
レンド曲線の逆位相の波形を、位相進み補償値ＭＴＣ
（即ち、位相進みθｐ）だけ位相を進ませた波形であ
る。
【００７８】ステップＳ３８，ステップＳ３９：ステッ
プＳ３７にて算出したモータトルク指令値ＭＴが、予め
設定した所定のしきい値（トルク制限値）ＭＴＩより大
きいかを判断し（ステップＳ３８）、モータトルク指令
値ＭＴがしきい値ＭＴＩより大きい場合には、トルク特
性（平均値としてのトルク特性）が負の値から正の値に
変化することを防止すべく、モータトルク指令値ＭＴ
に、しきい値ＭＴＩを設定する（ステップＳ３９）。こ
こで、しきい値ＭＴＩは、ゼロ近傍の負の値である。こ
れにより、図１４に破線で示す曲線のように、冷間時の
アイドリング運転状態においてエンジントルクが−方向
に大きく変動するのに応じて、その変動を抑制すべくモ
ータトルク指令値ＭＴが＋方向に変化した場合には、モ
ータトルク指令値ＭＴとしてしきい値ＭＴＩが選択され
ることにより、トルク特性（平均値としてのトルク特
性）が負の値に維持され、正の値に切り替わることが防
止される。
【００７９】ステップＳ４１，ステップＳ４２：上述し
たステップＳ３６及びステップＳ３７と同様に、位相進
み補償値ＭＴＣと、モータトルク指令値ＭＴを算出す
る。
【００８０】図１５は、加速アシスト状態におけるエン
ジントルクとモータトルク指令値ＭＴとの関係を示す図
であり、現在の運転状態がステップＳ４０において加速
アシスト状態と判断されているので、ステップＳ４２に
て算出されるモータトルク指令値ＭＴのトルク極性は、
モータ１によってエンジン２による加速をアシストする
と共にエンジン２の回転変動を抑制すべく、正の値であ
る。そして、この場合のモータトルク指令値ＭＴのトレ
ンド曲線は、エンジントルクのトレンド曲線の逆位相の
波形を、位相進み補償値ＭＴＣ（即ち、位相進みθｐ）
だけ位相を進ませた波形である。
【００８１】ステップＳ４３，ステップＳ４４：ステッ
プＳ４２にて算出したモータトルク指令値ＭＴが、予め
設定した所定のしきい値（トルク制限値）ＭＴＡより小
さいかを判断し（ステップＳ４３）、モータトルク指令
値ＭＴがしきい値ＭＴＡより小さい場合には、トルク特
性が正の値から負の値に変化することを防止すべく、モ
ータトルク指令値ＭＴに、しきい値ＭＴＡを設定する
（ステップＳ４４）。ここで、しきい値ＭＴＡは、ゼロ
近傍の正の値である。これにより、図１５に破線で示す
曲線のように、車両の加速中にエンジントルクが＋方向
に大きく変動するのに応じて、その変動を抑制すべくモ
ータトルク指令値ＭＴが＋方向に変化した場合には、モ
ータトルク指令値ＭＴとしてしきい値ＭＴＡが選択され
ることにより、トルク特性（平均値としてのトルク特
性）が正の値に維持され、負の値に切り替わることが防
止される。
【００８２】ステップＳ４５：ステップＳ３５及びステ
ップＳ４０の判断において、現在の車両の運転状態が、
アイドリング運転状態及び加速アシスト状態以外の状態
であると判断されているので、この場合は、今回の制御
周期におけるモータトルク指令値ＭＴとして、ステップ
Ｓ３３にて決定したモータトルク標準指令値ＭＴＢを設
定する。
【００８３】ステップＳ３６：上記の如く各運転状態に
応じて決定したモータトルク標準指令値ＭＴＢをモータ
１に設定し、ステップＳ３１にリターンする。
【００８４】上述したモータ制御処理によれば、アイド
リング運転状態の場合には、モータトルク標準指令値Ｍ
ＴＢが負のトルク極性に維持され、加速アシスト状態の
場合には、モータトルク標準指令値ＭＴＢが正のトルク
極性に維持されると共に、係る正または負の何れかに維
持された状態のトルク極性が他方のトルク極性に変化し
ようとする場合には、しきい値ＭＴＩまたはしきい値Ｍ
ＴＡが選択される。
【００８５】これにより、バッテリを充電すべき冷間時
のアイドリング運転状態においてモータ１が電動機とし
て動作することによって蓄電されている電気エネルギが
消費されてしまうことを確実に防止することができると
共に、トルク極性の変化に伴って連結部材１３に発生す
る騒音を無くすることができる。この効果は、連結部材
１３にチェーンを採用する場合に特に顕著である。
【００８６】尚、上述した実施形態において、更に、エ
ンジンの回転変動に基づいてモータトルクＭＴをフィー
ドバック制御すると共に、そのフィードバック制御中の
エンジン２、連結部材１３、或いはモータ１の所定の回
転変動の検出値を記憶しておき、その記憶している値に
基づいて、エンジン回転に伴うクランク角の変動が最小
となるように、図２に示した静的モデルのダイナミクス
を変更する学習制御を行なっても良い。その場合、学習
制御のブロックは、図４に示す制御ブロック図に示す点
Ｘの位置に挿入すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両用制御装置を適用可能な
一般的なハイブリッド車両の駆動系を示すブロック構成
図である。
【図２】図１６に示す駆動系の静的モデルを示す図であ
る。
【図３】図２に示す静的モデルが有する位相遅れ特性を
示す図である。
【図４】本実施形態におけるモータ制御のための制御ブ
ロック図である。
【図５】本実施形態におけるハイブリッド車両の運転操
作に応じた基本的な動作状態を決定するためのテーブル
を示す図である。
【図６】本実施形態においてＥＣＵ４が行なうエンジン
制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態においてＥＣＵ４が行なうアイドリ
ング・スピード制御処理を示すフローチャートである。
【図８】ＩＳＣフィードバック値を決定するためのテー
ブル特性を示す図である。
【図９】本実施形態においてＥＣＵ４が行なう位相進み
補償値ＭＴＣの算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】回転変動量ΔＮｅに基づいて制振波形ＭＴＣ
Ｂを決定する方法を説明する図である。
【図１１】回転変動量ΔＮｅに基づいて制振波形ＭＴＣ
Ｂを決定するためのテーブルの特性を例示する図であ
る。
【図１２】位相遅れを解消するための位相進み特性を示
す図である。
【図１３】本実施形態においてＥＣＵ４が行なうモータ
制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】アイドリング運転状態におけるエンジントル
クとモータトルク指令値ＭＴとの関係を示す図である。
【図１５】加速アシスト状態におけるエンジントルクと
モータトルク指令値ＭＴとの関係を示す図である。
【図１６】一般的なハイブリッド車両におけるエンジン
廻りの駆動系を、車両前方から見た状態を示すレイアウ
ト図である。
【図１７】一般的なハイブリッド車両におけるエンジン
とモータとを結ぶ駆動系においてプーリと、無端巻掛部
材としてのベルトとを採用する場合を例示する図であ
る。
【図１８】一般的なハイブリッド車両におけるエンジン
とモータとを結ぶ駆動系において無端巻掛部材の代わり
に複数のギヤを採用する場合を例示する図である。
【図１９】一般的なハイブリッド車両におけるエンジン
の回転変動を、モータの駆動トルクによって調整する場
合の、エンジン及びモータトルクのトレンドを例示する
タイムチャートである。
【符号の説明】
１：モータ（電動機）， ２：エンジン， ３：トランスミッション， ４：ＥＣＵ（電子制御ユニット）， ５：駆動輪， ６：テンショナ， ８：マイクロコンピュータ， ９：アイドルプーリ， １１，１２：回転部材， １１Ａ，１２Ａ：プーリ， １３：連結部材， １３Ａ：ベルト， １４：クランク軸， １５：ロータ軸，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６０Ｋ 6/02 ＺＨＶ Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ (72)発明者 森本 賢治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 中林 精一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA34 CA03 CA04 DA15 EB11 EC02 FA34 3G093 AA07 BA02 CA04 CA07 CB06 DA01 DA06 DA09 DB05 DB11 DB26 EA07 EB09 EC01 FA04 FB01 FB02 5H115 PA01 PC06 PG04 PI13 PU25 QI04 QN02 QN06 QN11 RE03 RE05 SE03 SE05 TO04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動輪に接続されたクランク軸を有する
    エンジンと、そのエンジンの前後方向に対して平行に配
    置されると共に、該クランク軸に対して連結部材を介し
    て連結される電動機とを備える車両において、その車両
    が所定の動作状態である場合に、前記エンジンの回転変
    動を抑制すべく前記電動機の駆動トルクを制御する制御
    手段を備える車両用制御装置であって、 前記所定の動作状態である場合における前記電動機の駆
    動トルクが、正または負のトルク極性の何れか一方に維
    持されるように制御すると共に、その制御の実行中に、
    前記何れか一方のトルク極性である駆動トルクが他方の
    トルク極性方向に移行する度合が所定の度合より大きく
    なった場合には、該駆動トルクが前記他方のトルク極性
    にならないように抑制する抑制手段を備えることを特徴
    とする車両用制御装置。
  2. 【請求項２】 前記所定の動作状態は、前記車両のアイ
    ドリング運転状態であって、 前記抑制手段は、前記アイドリング運転状態のときに、
    前記電動機の駆動トルクが負のトルク極性に維持される
    ように制御すると共に、その制御の実行中に、該駆動ト
    ルクが所定の負の値より大きくなったときには、その負
    の値になるように駆動トルクを抑制することを特徴とす
    る請求項１記載の車両用制御装置。
  3. 【請求項３】 前記抑制手段は、前記クランク軸に対し
    て所定の負の値の範囲内の駆動トルクが付与されるよう
    に制御することを特徴とする請求項２記載の車両用制御
    装置。
  4. 【請求項４】 前記所定の動作状態は、前記車両の加速
    運転状態であって、 前記抑制手段は、前記加速運転状態のときに、前記電動
    機の駆動トルクが正のトルク極性に維持されるように制
    御すると共に、その制御の実行中に、該駆動トルクが所
    定の正の値より小さくなったときには、その正の値にな
    るように駆動トルクを抑制することを特徴とする請求項
    １記載の車両用制御装置。
  5. 【請求項５】 前記抑制手段は、前記クランク軸に対し
    て所定の正の値の範囲内の駆動トルクが付与されるよう
    に制御することを特徴とする請求項４記載の車両用制御
    装置。
  6. 【請求項６】 前記エンジンの回転変動を検出する検出
    手段を備え、前記抑制手段は、前記検出手段によって検
    出された回転変動に基づいて、その回転変動が収束する
    ように、前記電動機を制御することを特徴とする請求項
    １記載の車両用制御装置。
  7. 【請求項７】 駆動輪に接続されたクランク軸を有する
    エンジンと、そのエンジンの前後方向に対して平行に配
    置されると共に、該クランク軸に対して連結部材を介し
    て連結される電動機とを備える車両において、その車両
    が所定の動作状態である場合に、前記エンジンの回転変
    動を抑制すべく前記電動機の駆動トルクを制御する制御
    手段を備える車両用制御装置であって、 前記所定の動作状態である場合における前記電動機の駆
    動トルクが、正または負のトルク極性の何れか一方に維
    持されるように制御すると共に、その制御の実行中に前
    記エンジン及び前記電動機の動作に伴って生じるところ
    の、前記連結部材の回転変動に関するモデルに基づい
    て、その回転変動を抑制するように制御する抑制手段を
    備えることを特徴とする車両用制御装置。
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