JP4798154B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源に内燃機関と電動機を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

ハイブリッド車両の制御装置として特許文献１の技術が開示されている（以下、従来例という）。この従来例は、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）との間に介装され内燃機関と電動機とを断接する締結要素と、電動機と駆動輪との間に介装された変速機とを備え、走行モードとして、電動機のみを動力源として走行する電動機使用走行モードと、内燃機関を動力源に含みながら走行する内燃機関使用走行モードとを有し、走行状態に応じて走行モードを切り替えることで、燃費の向上を図っている。
特開平１１−８２２６１号公報

上記従来例では、上記締結要素を締結し、かつ内燃機関を作動させた状態で、内燃機関の停止要求があった場合、上記締結要素を一旦切り離してから内燃機関を停止させるのではなく、上記締結要素を完全締結させたまま内燃機関を停止させる場面を想定可能である。

しかし、上記締結要素を完全締結させたまま内燃機関を停止させると、内燃機関の回転数がゼロへ向かって低下する間の所定の回転数領域で、内燃機関を含む動力伝達系に共振が発生し、内燃機関の回転数の変動が大きくなる場合がある。このように共振が発生する回転数領域を、以下、共振帯という。内燃機関の回転数が共振帯を通過する際、内燃機関の上記回転変動を起振力とする振動が、例えば変速機に伝達されると、変速機内のギア同士の歯打ちによる騒音（ガラ音）が発生する。このように共振に起因するガラ音その他の振動・騒音が発生すると、運転者に違和感を与えるおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、内燃機関と電動機とを断接する締結要素を締結した状態で内燃機関を停止させる際、共振に起因する振動・騒音の発生を抑制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、非走行レンジで締結要素を締結した状態で内燃機関の作動中に、内燃機関の停止要求があったとき、内燃機関を停止させるとともに、上記締結要素をスリップ制御させる。

よって、内燃機関と電動機とを断接する締結要素を締結した状態で内燃機関を停止させる際、共振に起因する振動・騒音の発生を抑制できる。

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、図面に示す実施例に基づいて説明する。

まず、実施例１におけるハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。ハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンEと、第１クラッチCL1と、モータMと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。

エンジンEは、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。

第１クラッチCL1は、エンジンEとモータMとの間に介装された締結要素であり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。第１クラッチCL1は、制御油流量及び油圧によりクラッチピストンストローク量及び伝達トルク容量（締結トルク容量）を連続的に制御できる乾式単板クラッチであり、制御油流量ないし制御油圧がゼロのときは、戻しバネの付勢力により完全締結される常閉式のものである。

モータMは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータMは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータMのロータは、図外のダンパを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。

第２クラッチCL2は、モータMと左右後輪RL,RRとの間に介装された締結要素であり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。第２クラッチCL2は、例えば、比例ソレノイドで油流量及び油圧（伝達トルク容量）を連続的に制御できる湿式多板クラッチである。

自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。

そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

このハイブリッド駆動系は、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータMの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータMのトルクを用いてエンジン始動を行う。

第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンE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（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。また、車両停止時（VSP＝０）でWSC走行モードが選択され、かつバッテリSOCに基づき発電要求が出力されている場合には、エンジンEの動力を利用してモータMを発電機として動作させる。

上記「HEV走行モード」は、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。

「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪RR,RLを動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータMの２つを動力源として駆動輪RR,RLを動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータMを発電機として機能させる。定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータMを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータMにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。尚、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いの情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報の入力を受ける。そして、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジン出力トルク）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

モータコントローラ２は、モータMのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報の入力を受ける。そして、統合コントローラ１０からの目標モータトルク指令等に応じ、モータMのモータ動作点（Nm：モータ回転数,Tm：モータ出力トルク）を制御する指令をインバータ３へ出力する。尚、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視しており、バッテリSOC情報は、モータMの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報の入力を受ける。そして、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８と運転者の操作するセレクトレバーの位置に応じた信号（ATのレンジ位置信号）を出力するインヒビタスイッチ７ａからのセンサ情報の入力を受ける。そして、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。尚、アクセル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチ７ａのセンサ情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報の入力を受ける。そして例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（摩擦ブレーキによる制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。

統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、エンジン水温を検知するエンジン水温センサ２４からの情報及びＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報の入力を受ける。

また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータMの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。

以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。この演算は、例えば制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。

目標駆動力演算部100では、所定の目標駆動力マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

モード選択部200では、所定のモードマップを用いて目標モードを演算する。モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。APOが小さくVSPが所定値以下である所定の領域では、EV走行モードが選択される。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」もしくは「WSC走行モード」を目標モードとする。WSC走行モードは、エンジンアイドル回転時で自動変速機ATが１速段のときの変速機出力回転数に相当する下限車速VSP1よりも低い車速領域に設定されている。尚、車両発進時に、バッテリSOCが低いためEV走行モードを達成できないときや、エンジン水温が低いためエンジン停止を許可できないときには、WSC走行モードを選択するように構成されている。

目標充放電演算部300では、所定の目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

動作点指令部400では、アクセル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、動作点到達目標として、過渡的な目標エンジン出力トルクTe*と目標モータ出力トルクTm*と目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。

変速制御部500では、シフトマップのシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。

また、動作点指令部400には、エンジン停止制御処理部410が設けられている。エンジン停止制御処理部410は、非走行レンジ（ドライブDレンジやリバースRレンジ以外の、パーキングPレンジやニュートラルNレンジ）であり、かつ第1クラッチCL1締結状態でエンジン作動中、エンジン停止要求があったとき、エンジンE、モータM、及び第1クラッチCL1の制御により、エンジン停止制御を実行する。

（エンジン停止制御）
以下、エンジン停止制御処理部410によるエンジン停止制御の内容を、図３のフローチャートに基づき説明する。

ステップS1では、エンジンEが作動中であり、第1クラッチCL1を締結した状態であり、かつ非走行レンジが選択されているか否かを判断する。これらの条件が満たされていればS2へ移行し、満たされていなければ本制御フローを終了する。

S2では、動作点指令部400でエンジン停止要求信号が出力されたか否かを判断する。エンジン停止要求があればS3へ移行し、なければ本制御フローを終了する。

S1,S2の条件が満たされる場面としては、例えば、Pレンジで停車中、第1クラッチCL1を締結したままエンジンEをアイドル回転させた状態で、運転者がイグニッションスイッチIGN-SWをオンからオフに切り替えること（以下、IGN-SWオフという）により、エンジン停止要求が出される場合がある。他に、以下のような場面がある。

すなわち、Pレンジで停車中、バッテリSOCが低下していることを（例えばインストルメントパネルのSOC表示から）運転者が認識し、積極的にバッテリ４の充電を促進する意図を持ってアクセルペダルを踏み込む。これにより、第1クラッチCL1を締結してエンジンEを作動させ、モータMにより発電する。充電が完了したことを運転者が認識すると、運転者がアクセルペダルの踏み込みを終了してペダルから足を離す。アクセルペダル操作量（アクセル開度APO）及び車速VSPがゼロとなり、（バッテリSOCが十分なため）EV走行モードへの遷移条件が成立する。しかし、Pレンジであるため、エンジンE及びモータMをともに停止させるべく、第1クラッチCL1を締結したままエンジン停止要求が出される。

S3では、エンジンコントローラ１へ指令を出力し、燃料噴射制御を停止させ（以下、燃料カットF/Cという）、また点火制御を停止させる。燃料カットF/Cの指令を出力したらS4へ移行し、出力していなければS2に戻る。

S4では、第1クラッチCL1のスリップ制御、すなわち伝達トルク容量TCL1の制御を開始する。その後、S5へ移行する。上記S2〜S4により、エンジン停止要求があった後、燃料カットF/Cがされてから、スリップ制御を行うこととなる。

本制御フローにおける第1クラッチCL1の制御では、まず、燃料カットF/C後すぐに、目標伝達トルク容量TCL1*を、完全締結時の値TCL1maxから所定値TCL1α（＜TCL1max）まで一旦大きく低下させた後、所定の勾配及びタイマでTCL1*を所定値TCL1β（TCL1α＜TCL1β＜TCL1max）まで上昇させる。その後、スリップ制御終了の指令（S11）があるまで、TCL1*＝TCL1βに維持する。このように一旦TCL1*をTCL1αまで大きく低下させるのは、モータ回転数Nmを大きく引き下げること（S5）を容易にするためである。尚、上記勾配及びタイマは、第1クラッチCL1の制御バラツキを考慮した値に設定する。

S5では、第１クラッチ油圧センサ１４の検出値等に基づき、第1クラッチCL1が実際にスリップを開始したことを確認してから、モータMの制御１を開始する。その後、S6へ移行する。

本制御フローにおけるモータMの制御１〜３では、目標モータ回転数Nm*を設定し、検出されるモータ回転数NmがNm*と一致するようにNmをフィードバック制御する。S5のモータ制御１では、目標モータ回転数Nm*を、最初はステップで急低下させ、その後ランプで徐々に低下させる。具体的には、まず、共振帯の上限Ne2よりも僅かに高い回転数Ne3にNm*を設定する。その後、一定の減少勾配ΔNm*（負値）でNe3から共振帯の下限Ne1まで所定周期で低下させるように、Nm*を設定する。共振帯の上限Ne2及び下限Ne1は、車両の仕様や実験等により予め算出しておく。

本実施例１では、燃料カットF/Cが行われる直前に検出されるNe0' から共振帯の下限Ne1まで、Neを所定の減少勾配ΔNe（負値）で低下させることを目標とする。ΔNeの大きさは、燃料カットF/C後、第1クラッチCL1を完全開放させたままエンジンEを自然停止させたときのNeの減少勾配よりも大きい値（より急な減少勾配）に設定する。このとき、Ne0'からNe1までNeが低下するのに要する時間T0は、T0＝（Ne1−Ne0'）／ΔNeにより算出される。

Nm*をNe3からNe1まで、Neと同じ時間T0で低下させようとした場合（尚、Nm*をNe0' からNe3まで低下させる時間は略ゼロに等しいとする）、上記減少勾配ΔNm*は、ΔNm*＝（Ne1−Ne3）／T0により算出される。モータ制御１の開始時にはNeとNm*との差が大きくなるが、徐々に差が縮まり、時間T0経過後にNeとNm*は一致する。ここでNm≒Nm*とすると、モータ制御１の間、常にNm＜Neとなる。

このようにモータ制御１により、NmはNeよりも低い値に制御されるため、第1クラッチCL1では、Neを引き下げる方向にトルクが発生する。このトルクの大きさは、伝達トルク容量TCL1に等しい。すなわち、TCL1によってNeは勾配ΔNeで低下する。よって上記S4でのTCL1βは、勾配ΔNeでNeを低下させるような大きさに設定されている。

S6では、低下するエンジン回転数Neが共振帯を下回ったか否かを判断する。具体的には、検出されるNeが共振帯の下限Ne1を下回ると、共振帯を通過したと判断して、S7へ移行する。NeがNe1以上のときは、共振帯を通過していないと判断し、S5へ戻る。このように、Neが共振帯を通過するまでは、モータ回転数NmがNeよりも低くなるように、モータMを制御する。

S7では、モータMの制御を制御１から制御２へ切り替えて、S8へ移行する。S7のモータ制御２では、目標モータ回転数Nm*を共振帯の下限Ne1に設定し、モータ回転数Nmをフィードバック制御する。言い換えると、エンジン回転数Neが共振帯を下回りこれを通過した後は、NmがNeよりも高くなるように、モータMを制御する。尚、NmがNeよりも高くなれば十分であるため、Nm*をNe1以外の任意の値に（Nm*＞Neとなるように）設定してもよい。

S8では、検出されるNeの減少勾配の大きさが所定値を下回ったか否かを判断する。所定値を下回ったら、S9へ移行する。下回っていなければ、S7に戻る。すなわち、モータ制御２により、NmはNeよりも高い値に制御されるため、第1クラッチCL1では、Neを引き上げる方向にトルクが発生する。このトルクの大きさは伝達トルク容量TCL1に等しい。すなわち、TCL1によってNeの減少勾配の大きさはΔNeよりも小さくなるように制御され、より緩やかにNeが低下することになる。Neの減少勾配の大きさが所定値を下回って十分に緩やかになると、S9へ移行する。

S9では、モータMの制御を制御２から制御３へ切り替えて、S10へ移行する。S9のモータ制御３では、目標モータ回転数Nm*を、検出されるエンジン回転数Neと同じ値に設定する。

S10では、検出されるモータ回転数Nmとエンジン回転数Neが一致したか否かを判断する。一致したらS11へ移行し、一致していなければS9に戻る。尚、検出されるNmとNeとの差が所定量βを下回ったか否かを判断することとしてもよい。この場合、所定量βは、第1クラッチCL1を完全締結させたときの摩擦エネルギ（TCL1×差回転β）が、クラッチ摩耗の観点から許容範囲内となるような値に設定する。

S11では、第１クラッチCL1のスリップ制御を終了し、第1クラッチCL1を完全締結させる。その後、S12へ移行する。具体的には、第1クラッチCL1は常閉式であるため、第1クラッチCL1への制御指令の出力を停止すると、伝達トルク容量TCL1は完全締結時の値TCL1maxに戻る。尚、第1クラッチCL1として常開式のものを用いた場合、TCL1*をTCL1maxに再設定する（例えばPレンジでアクセルオフによりエンジン停止した場合）。このように、Neが共振帯を下回りこれを通過した後、NmとNeとの差が所定回転数以下（ゼロ）になると、第1クラッチCL1を完全締結させる。

S12では、Neがゼロになったことを確認してからモータ制御３を終了する。その後、本制御フローを終了する。

（タイムチャート）
図４は、本実施例１のエンジン停止制御を実行したときのエンジン回転数Ne、モータ回転数Nm、及び第1クラッチ伝達トルク容量TCL1の時間変化を示す。

時刻t1以前、非走行レンジ（Pレンジ）で停車しており、エンジンEをアイドル回転させ、かつ第1クラッチCL1を完全締結した状態であるものとする。Ne＝Nm＝Ne0（エンジンアイドル回転数）に維持されており、Ne0は、エンジンEとモータMを含む動力伝達系の共振帯、及びエンジンE単独（エンジンマウント系）の共振帯よりも、高い回転数であるものとする。t1以前、TCL1＝TCL1maxである。

時刻t1で、運転者がIGN-SWをオフに切り替えることでエンジン停止要求が出力される。
時刻t2で、燃料カットF/Cが行われる。その直後に、TCL1*をTCL1maxからTCL1αまで一気に引き下げるとともに、Nm*をそのときのNe＝Ne0' からNe3まで一気に引き下げる。

時刻t2〜t3で、TCL1*をTCL1αからTCL1βまで徐々に引き上げ、その後、t7までTCL1*をTCL1βに維持する。TCL1*に追従してTCL1（実値）が変化する。また、時刻t2〜t5でモータ制御１を実行し、時間T0の間、Nm*をNe3からNe1まで減少勾配ΔNm*で徐々に低下させる。Nm*に追従してNm（実値）が変化する。

このモータ制御１により、NmがNeよりも低い値に制御され、第1クラッチCL1においてNeを引き下げる方向に大きさTCL1のトルクが作用する。このため、時刻t2〜t5で、NeがNe0'からNe1まで勾配ΔNeで低下する。Neは、時刻t4でエンジンマウント系の共振帯（Ne2〜Ne1）の上限Ne2に達し、その後、この共振帯を通過して、時刻t5で下限Ne1まで低下する。

時刻t5で、Ne,Nm*,NmがNe1となる。時刻t5以後、NeがNe1を下回るため、Nm*をNe1に設定してモータ制御２を実行する。このモータ制御２により、NmがNeよりも高い値に制御され、第1クラッチCL1においてNeを引き上げる方向に大きさTCL1のトルクが作用する。このため、時刻t5以後、Neの減少勾配がΔNeよりも緩やかになる。

時刻t6で、Neの減少勾配の大きさが所定値を下回って十分に緩やかになる。よって、Nm*をNeに設定してモータ制御３を実行する。このモータ制御３により、Neと一致するようにNmが制御され、Neに徐々に近づく。

時刻t7で、NmがNeと一致する。よって、TCL1*をTCL1βからTCL1maxへ一気に引き上げ、その後、TCL1maxに維持する。TCL1*に追従してTCL1（実値）が変化する。

時刻t8で、Ne＝Nmがゼロまで低下すると、モータ制御３を終了する。

（比較例との対比における作用効果）
以下、比較例１，２との対比において、本実施例１の作用効果を説明する。比較例１は、第1クラッチCL1を完全締結させたまま（NeとNmの間に差がない状態で）エンジンEを停止させた場合である。図４下段の一点鎖線で、比較例１のTCL1を示す。また、比較例２は、燃料カット後、第1クラッチCL1を完全開放させたままエンジンEを自然停止させた場合である。図４上段の二点鎖線で、比較例２のNeを示す。本実施例１は、エンジン停止時に第1クラッチCL1をスリップ制御する点で、比較例１，２と相違する。

EVモードへの遷移条件が成立すると、通常、第1クラッチCL1を完全開放してエンジンEを停止する。しかし、第1クラッチCL1を開放せずにエンジンEを停止してもよい場面として、例えば上記のように、非走行レンジでのIGN-SWオフやアクセルオフがある。Pレンジでは、AT出力軸の回転が固定されており、動力源（エンジンE及びモータM）側のトルク変動や回転変動がATの出力側（駆動輪側）に影響せず、問題が少ないからである。また、Nレンジでは、第２クラッチCL2等のAT内の締結要素が開放状態なので、Pレンジと同様に問題が少ないからである。

また、バッテリSOCが十分であっても、次回の発進時にEVモードで発進するとは限らない。エンジン低水温時にはエンジンEを始動して暖機する必要があるからである。また、アクセル開度APOが大きいときはWSC走行モードで発進することになる。これらの場合、再発進時にエンジンEを始動することが想定される。また、第１クラッチCL1が常閉式である場合、IGN-SWオフ後のセルフシャット後は第１クラッチCL1を完全締結状態にせざるを得ない。これらのように、予め第1クラッチCL1を締結したままエンジンEを停止したほうが有利な場面がある。

しかし、比較例１のように第１クラッチCL1を完全締結した状態でエンジンEを停止させると、Neが低下して（エンジンEとモータMとを含む）動力伝達系の固有振動数付近に存在する共振帯を下回る際、共振に起因する変速機AT内での歯打ち音、その他の振動・騒音が発生する。この課題を解決するための手段として、第1に、共振帯それ自体を変化させること、第2に、Neの減少勾配を大きくして（より急速に減少させて）共振帯を早く通過させること、の２つが考えられる。

本実施例１では、まず、エンジン停止時に第１クラッチCL1をスリップ制御することとした。第1クラッチCL1をスリップさせると、動力伝達系のマス（イナーシャ）がE＋MからE＋α（α≪M）となって小さくなり、共振帯が変化する。例えば、共振帯全体が高回転側に遷移すると考えられる。第１クラッチCL1のスリップにより変化した後の共振帯は、動力伝達系ではなくエンジンE単独（エンジンマウント系）の共振帯である。

エンジン停止要求が出される直前のNe（例えばアイドル回転数Ne0）よりも高い回転領域まで共振帯（の下限）が移行すれば、エンジンEを停止させている間に低下するNeが共振帯を通過することがなくなり、振動・騒音の原因がなくなるため、これらの抑制という観点からは、最も望ましい。

しかし、エンジン停止直前のNeは必ずしも一定していない。例えばNe0はエンジン水温や補機類の作動状態等により変動する。このため、CL1スリップにより変化した後の共振帯（の下限）が、エンジン停止を開始するときのNeよりも必ず高回転側になるとは言えない。エンジン停止を開始した後に、Neがエンジンマウント系の共振帯を通過する場合もありうる。

但し、第１クラッチCL1をスリップさせていれば、Neがエンジンマウント系の共振帯を通過したとしても、Neの回転変動はクラッチスリップにより吸収され、モータM及び変速機ATへの回転変動の伝達が抑制されるため、変速機AT内での歯打ち音（ガラ音）の発生は抑制される。第１クラッチCL1が完全開放されていれば、Ne変動が第１クラッチCL1を介してモータM及び変速機ATへ伝達されることは略完全に防止されると考えられる。

しかし、第１クラッチCL1を完全開放してしまうと、燃料噴射停止後のNeは自然に（エンジン回転自体の摩擦等により）低下するのみであるので、Neの減少勾配を増加させる（急速に低下させる）ことができなくなる。ここで、第１クラッチCL1を完全開放してもNeがエンジンマウント系の共振帯を通過するような場合には、Neがこの共振帯に長く滞留すると、（たとえ変速機AT内の歯打ち音が解消されたとしても、）エンジンマウント系の共振による振動等は長時間持続するため、好ましくない。

よって、本実施例１では、速やかにNeを低下させることで、この共振帯をできるだけ早く通過させ、上記振動等のより確実な抑制を図ることとした。具体的には、CL1を完全開放させるのではなく、スリップ制御することにより、Neを引き下げる方向のトルクTCL1をエンジンEに入力する。このようなトルクを発生させるためには、例えばモータ回転数NmをNeよりも小さく制御してやればよい。これにより、第１クラッチCL1の締結トルクTCL1はNeを引き下げる方向に働くこととなる。Neの減少勾配は、TCL1を制御することで調節できる。

図４に示すように、本実施例１の減少勾配ΔNeの大きさは、Neを引き下げるトルクが作用しない比較例２の勾配ΔNe' よりも大きい（比較例２よりも急勾配である）。よって、Neがエンジンマウント系の共振帯を通過するのに要する時間は、比較例２ではT2であるのに対し、本実施例１ではT1（＜T2）となって短くなる。

以上のように、本実施例１における第１クラッチCL1のスリップ制御には、（i）動力伝達系のイナーシャを変えて共振帯自体を変化させること、（ii）スリップによりエンジンEの回転変動を吸収すること、さらに、（iii）適当なTCL1を与えてNeが動力伝達系やエンジン（マウント）系の共振帯を速やかに通過するようにさせること、の３つの作用がある。これらの作用により、エンジンEとモータMとを断接する第１クラッチCL1を有するハイブリッド車両において、共振に起因する歯打ち音その他の振動・騒音の発生を効果的に抑制することができる。

［実施例１の効果］
本実施例１のハイブリッド車両の制御装置は、下記に列挙する効果を得ることができる。

（１）動力源としての内燃機関（エンジンE）及び電動機（モータ）Mと、エンジンEとモータMとの間に介装されエンジンEとモータMとを断接する締結要素（第1クラッチCL1）と、モータMと駆動輪RL,RRとの間に介装された変速機（自動変速機AT）と、第1クラッチCL1の締結状態を制御する締結制御手段（第1クラッチコントローラ５）と、エンジンEの作動状態を制御する内燃機関制御手段（エンジンコントローラ１）と、運転者により選択された変速機（自動変速機AT）のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段（インヒビタスイッチ７a）と、非走行レンジ（Pレンジ又はNレンジ）で第1クラッチCL1を締結した状態でエンジン作動中に、エンジン停止要求があったとき、エンジンEを停止させるとともに、第1クラッチCL1をスリップ制御させる内燃機関停止制御手段（エンジン停止制御処理部410）と、を有することとした。

よって、第1クラッチCL1をスリップさせることで、共振帯が移動するため、エンジンEを停止させる際、エンジン回転数Neが共振帯を通過しなくなれば、振動・騒音を防止できる。また、エンジン停止を開始した後、Neが共振帯を通過する場合でも、通過する際のエンジン回転数Neの変動を第1クラッチCL1のスリップにより吸収して自動変速機AT内に伝達されることを防止し、少なくとも変速機AT内での歯打ち音（ガラ音）の発生を抑制できる、という効果を有する。

（２）エンジン停止制御処理部410は、エンジン停止要求があった後、エンジンEへの燃料供給が停止された後に第1クラッチCL1をスリップ制御させることとした（図３のS2〜S4）。

すなわち、エンジン停止直前にモータMが発電しているような場合、エンジン停止要求後、燃料カットF/C前に第1クラッチCL1をスリップさせると、モータMからエンジンEへ伝達される（負の）トルクが小さくなり、エンジンEが出力するトルクが過剰になってエンジン回転数Neが急上昇する（エンジンEが吹け上がる）おそれがある。よって、エンジン停止要求後ではなく、燃料カットF/C後に第1クラッチCL1をスリップさせることで、スリップ制御に伴うエンジンEの吹け上がりを抑制して、運転者の違和感を防止しつつ本エンジン停止制御を安定して実行できる、という効果を有する。

（３）モータMの作動状態を制御する電動機制御手段（モータコントローラ２）を備え、エンジン停止制御処理部410は、エンジン回転数Neが低下して少なくとも所定の共振帯（下限Ne1）を下回るまで、モータ回転数Nmがエンジン回転数Neよりも低くなるようにモータMを制御させることとした（図３のS5,S6）。

このようにNmがNeよりも低くなるように制御させることで、Neを引き下げる方向のトルクTCL1がエンジンEに入力され、速やかにNeを低下させることができる。よって、Neの低下を促進し（減少勾配ΔNeの大きさを増大し）、エンジン停止要求から実際に停止するまでに要する時間を短縮できる。また、共振帯を速く通過させることができるため、共振による振動等が長時間持続することを防止できる、という効果を有する。

（４）具体的には、モータコントローラ２は、モータ回転数Nmが目標値Nm*となるようにモータMを制御し、エンジン停止制御処理部410は、伝達トルク容量TCL1を低下させた後、目標モータ回転数Nm*を急低下させ、その後は徐々に低下させることとした（図３のS4,S5）。

よって、TCL1を低下させた後にNm*を低下させることで、第1クラッチCL1にスリップ（NeとNmの間の差回転）を発生させることが容易になる。NmをNm*に応じて急低下させるためには、TCL1を一旦大きく低下させておけばよい（図４のt2参照）。Nm*をステップで急低下させ、その後はランプで徐々に低下させることで、NmをNeよりも低い値に制御でき、かつ（検出されるNeに基づきNm*を設定する場合よりも）制御構成を簡素化できる、という効果を有する。

（５）エンジン停止制御処理部410は、エンジン回転数Neが低下して所定の共振帯（下限Ne1）を下回った後、モータ回転数Nmがエンジン回転数Neよりも高くなるようにモータMを制御させることとした（図３のS6,S7）。

よって、第1クラッチCL1でNeを引き上げる方向のトルクが発生し、Neの減少勾配を共振帯通過時よりも緩やかにすることができる。したがって、上記（３）の効果を得ることができると同時に、Neがゼロとなる際の回転運動エネルギの変化をより小さくして、エンジン停止の際の衝撃を緩和しつつ、エンジン回転の逆転を予防できる。尚、Nm*をNe1に設定することで、NmをNeよりも高い値に制御でき、かつ（検出されるNeに基づきNm*を設定する場合よりも）制御構成を簡素化できる、という効果を有する。

（６）エンジン回転数Neを検出する内燃機関回転数検出手段（エンジン回転数センサ１２）と、モータ回転数Nmを検出する電動機回転数検出手段（モータ回転数センサ２１）と、を備え、エンジン停止制御処理部410は、Neが低下して所定の共振帯（下限Ne1）を下回った後、NmとNeとの差が所定回転数以下になると、第1クラッチCL1を完全締結させることとした（図３のS10,S11）。

このようにエンジンEが停止する際、第1クラッチCL1を完全締結させておくことで、次回にIGN-SWをオンし、アクセルペダルを踏み込んだ等のとき、素早くエンジンEを始動させることができる。また、モータ回転とエンジン回転の差回転を完全締結のトリガとすることで、第1クラッチCL1の完全締結時のショックを低減でき、クラッチ摩耗を防止できる、という効果を有する。

（７）締結要素（第1クラッチCL1）は、常閉式であることとした。よって、上記（６）の効果をより効果的に得ることができるとともに、非走行レンジでIGN-SWオフによりエンジン停止する場面にも本実施例１の制御を適用することができる、という効果を有する。

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、実施例１に限られるものではなく、特許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。

例えば、実施例１では第1クラッチCL1として乾式単板クラッチを用いたが、湿式又は／及び多板のクラッチを用いてもよい。

実施例１では、変速機として自動変速機ATを用いたが、変速機は、複数のギアやチェーン等の騒音発生源を有し、かつトルクコンバータ等の流体継手を持たない変速機であれば良く、手動変速機であってもよい。

実施例１ではNm*を設定してモータMを回転数制御することとしたが、目標モータトルクTm*を設定してトルク制御することとしてもよい。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにて演算される制御のブロック図である。 実施例１のエンジン停止制御の流れを示すフローチャートである。 実施例１のエンジン停止制御を実行したときのタイムチャートである。

符号の説明

E エンジン（内燃機関）
M モータ（電動機）
AT 自動変速機（変速機）
RL,RR 駆動輪
CL1 第1クラッチ（締結要素）
１ エンジンコントローラ（内燃機関制御手段）
５ 第1クラッチコントローラ（締結制御手段）
７a インヒビタスイッチ（レンジ位置検出手段）
410 エンジン停止制御処理部（内燃機関停止制御手段）

Claims (8)

1. 動力源としての内燃機関及び電動機と、
   前記内燃機関と前記電動機との間に介装され前記内燃機関と前記電動機とを断接する締結要素と、
   前記電動機と駆動輪との間に介装された変速機と、
   前記締結要素の締結状態を制御する締結制御手段と、
   前記内燃機関の作動状態を制御する内燃機関制御手段と、
   運転者により選択された前記変速機のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、
   非走行レンジで前記締結要素を締結した状態で前記内燃機関の作動中に、前記内燃機関の停止要求があったとき、前記内燃機関を停止させるとともに、前記締結要素をスリップ制御させる内燃機関停止制御手段と、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。
2. 前記内燃機関停止制御手段は、前記内燃機関の停止要求があった後、前記内燃機関への燃料供給が停止された後に前記締結要素をスリップ制御させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記電動機の作動状態を制御する電動機制御手段を備え、前記内燃機関停止制御手段は、前記内燃機関の回転数が低下して少なくとも所定の共振帯を下回るまで、前記電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも低くなるように前記電動機を制御させることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記電動機制御手段は、前記電動機の回転数が目標値となるように前記電動機を制御し、前記内燃機関停止制御手段は、前記締結要素の伝達トルク容量を低下させた後、前記電動機の回転数目標値を急低下させ、その後は徐々に低下させることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記内燃機関停止制御手段は、前記内燃機関の回転数が低下して所定の共振帯を下回った後、前記電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高くなるように前記電動機を制御させることを特徴とする請求項３又は４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記内燃機関の回転数を検出する内燃機関回転数検出手段と、前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段と、を備え、前記内燃機関停止制御手段は、前記電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高くなるように前記電動機を制御させた後、前記電動機の回転数が前記内燃機関の回転数と一致するように前記電動機を制御させ、前記電動機の回転数と前記内燃機関の回転数との差が所定回転数以下になると、前記締結要素を完全締結させることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   
   
   
7. 前記締結要素は、常閉式であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 動力源としての内燃機関及び電動機と、前記内燃機関と前記電動機とを断接する締結要素と、前記電動機と駆動輪との間に介装された変速機と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
   非走行レンジで前記締結要素を締結した状態で前記内燃機関の作動中に、前記内燃機関の停止要求があったとき、前記内燃機関の作動状態を制御する内燃機関制御手段へ指令を出力し、前記内燃機関への燃料供給を停止させる第１行程と、
   前記燃料供給が停止された後に、前記締結要素の締結状態を制御する締結制御手段へ指令を出力し、前記締結要素の伝達トルク容量を低下させて前記締結要素をスリップ制御させる第２行程と、
   前記伝達トルク容量を低下させた後、前記電動機の作動状態を制御する電動機制御手段へ指令を出力し、前記内燃機関の回転数が低下して少なくとも所定の共振帯を下回るまで、前記電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも低くなるように前記電動機を制御させる第３行程と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
   

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