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【発明の名称】 ハイブリッド車両の制御装置
【発明者】 【氏名】森本 一彦

【氏名】小俣 美昭
【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンとこのエンジンに直結された駆動機能及び発電機能を有する電動発電機とを搭載したハイブリッド車両を設け、前記電動発電機の駆動状態及び発電状態を前記ハイブリッド車両の運転状態及びエンジンの運転状態に基づき制御するとともに前記エンジンを自動始動条件及び自動停止条件により自動始動及び自動停止するよう制御するハイブリッド車両の制御装置において、前記自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止する際に前記電動発電機を発電運転するよう制御する制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】 前記制御手段は、前記自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止する際にエンジン回転数が略零になった場合に前記電動発電機の発電運転を停止するよう制御す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。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、自動停止の際に未燃焼ガスの排出を防止し得て、乗車フィーリングを向上し得て、始動性を向上し得るハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両には、動力源としてエンジンと電動発電機を搭載した、いわゆるハイブリッド車両がある。ハイブリッド車両には、搭載するエンジンに駆動機能及び発電機能を有する電動発電機を直結して設け、この電動発電機の駆動状態及び発電状態をハイブリッド車両の運転状態及びエンジンの運転状態に基づき制御する制御装置を設けているものがある。
【０００３】また、ハイブリッド車両の制御装置には、エンジンの運転中にエンジンを自動始動及び自動停止するよう制御するものがある。このハイブリッド車両の制御装置は、停車中のアクセルペダルの踏込み無し等の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、自動停止中の発進操作等による自動始動条件の成立によりエンジンを自動始動するよう制御する。
【０００４】このようなハイブリッド車両の制御装置としては、特開平９−７１１３８号公報に開示されるものがある。
【０００５】この公報に開示されるものは、内燃機関から車輪に至る動力伝達系に変速手段を設けるとともに発電・電動手段を設け、車両停止時に所定の条件を満足した際に内燃機関を停止し、再発進時に内燃機関を再始動する自動始動停止制御手段を備えた車両において、再発進時において、内燃機関の回転数の上昇を抑制すべく発電・電動手段を制御する機関回転数抑制制御手段を設けたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッド車両のエンジンを自動停止する場合には、エンジンへの燃料の供給を停止することにより停止処理を行っている。
【０００７】ところが、エンジンは、燃料の供給を停止されても直ちに停止せず、慣性にしたがって空転を伴いながら停止するため、この停止に向かって空転している間に、吸気ポートの内壁に付着している燃料をシリンダに吸い込むことになる。エンジンは、この空転している間にシリンダに吸い込んだ燃料の空燃比が不適切になることから、不完全燃焼状態、あるいは未燃焼の生ガスの状態で排出することになる。
【０００８】このため、エンジンは、自動停止する際に、未燃焼ガスを排出して排ガス性能を悪化させる不都合があり、また、迅速に停止せずに空転していることによりエンジンが停止するまでの時間が長くなり、乗車フィーリングを悪化させる不都合があり、さらに、空転によって吸気ポート内に残量する燃料が減少することにより再始動時の初爆が遅くなり、始動性を悪化させる不都合がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンとこのエンジンに直結された駆動機能及び発電機能を有する電動発電機とを搭載したハイブリッド車両を設け、前記電動発電機の駆動状態及び発電状態を前記ハイブリッド車両の運転状態及びエンジンの運転状態に基づき制御するとともに前記エンジンを自動始動条件及び自動停止条件により自動始動及び自動停止するよう制御するハイブリッド車両の制御装置において、前記自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止する際に前記電動発電機を発電運転するよう制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明のハイブリッド車両の制御装置は、制御手段によって、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止する際に電動発電機を発電運転するよう制御することにより、エンジンの自動停止時に電動発電機の発電運転によってエンジンに負荷を与えて慣性による空転を無くすことができ、吸気ポート内に付着する燃料の空転によるシリンダ内への引き込みを減少させ得て、吸気ポート内に燃料を残留させることができる。
【００１１】
【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図４において、２は図示しないハイブリッド車両に搭載されたエンジン、４はクラッチ、６はマニュアル式のトランスミッションである。エンジン２には、クラッチ４を介してトランスミッション６を連結して設けている。トランスミッション６は、複数段の、例えば５速の変速ギヤ（図示せず）を内蔵している。
【００１２】前記エンジン２には、駆動機能及び発電機能を有する電動発電機８（以下「モータ」と記す）を直結して設けている。モータ８は、エンジン２の図示しないクランク軸のフライホイール側に直結して設けている。なお、モータ８は、クランク軸のクランクスプロケット側に直結して設けることもできる。このモータ８は、ロータとステータコイルとを有している。
【００１３】また、エンジン２には、発電用のオルタネータ１０とエアコン用のエアコンコンプレッサ１２と始動用のスタータモータ１４とモータ８冷却用のサブラジエータ１６のサブラジエータファン１８と電動水ポンプ２０とを設けている。前記オルタネータ１０とエアコンコンプレッサ１２とは、図示しないプーリ及びベルトによりクランク軸に連絡して設けている。前記スタータモータ１４は、図示しない係脱可能なピニオンとリングギヤとによりフライホイールに連絡して設けている。
【００１４】前記ハイブリッド車両に搭載されたエンジン２及びモータ８は、制御装置２２の制御手段２４により制御される。エンジン２は、制御手段２４を構成するエンジン制御手段２６により運転状態を制御され、エンジン制御手段２６に内蔵される自動始動停止制御部２８により自動始動及び自動停止を制御される。また、モータ８は、制御手段２４を構成するモータ制御手段３０により駆動状態及び発電状態を制御される。
【００１５】エンジン２は、エンジン制御用信号線３２によりにエンジン制御手段２６に接続されている。エンジン制御手段２６は、エンジン制御手段用電力線３４により副電池３６に接続されている。副電池３６は、前記オルタネータ１０に副電池充電用電力線３８により接続され、前記スタータモータ１４とサブラジエータファン１８と電動水ポンプ２０とに副電池駆動用電力線４０により接続されている。副電池３６は、オルタネータ１０により充電されるとともに、スタータモータ１４とサブラジエータファン１８と電動水ポンプ２０とに駆動電力を供給する。
【００１６】前記モータ８は、モータ制御用信号線４２により前記モータ制御手段３０に接続されている。モータ制御手段３０は、モータ制御手段用副動力線４４により前記副電池３６に接続され、また、モータ制御手段用主動力線４６により主電池４８に接続されている。主電池４８は、モータ８に駆動電力を供給するとともに、モータ８の発電電力により充電される。
【００１７】前記エンジン２を制御するエンジン制御手段２６は、燃料噴射制御部、点火時期制御部、ＩＳＣ（アイドルスピード）制御部（図示せず）等を有し、後述するエンジン回転数センサ５４、水温センサ５６等から入力する信号によりインジェクタ７０、イグニションコイル／イグナイタ７２等を駆動し、エンジン２の燃料噴射量、点火時期等を運転状態に応じて制御する。
【００１８】また、エンジン制御手段２６に内蔵される自動始動停止制御部２８は、図５に示す如く、入力側にイグニションスイッチ５０、エコランスイッチ５２、エンジン回転数センサ５４、水温センサ５６、車速センサ５８、電気負荷６０、アイドルスイッチ６２、副電池電圧検出器６４、第１クラッチスイッチ６６、第２クラッチスイッチ６８を接続して設け、出力側にインジェクタ７０、イグニションコイル／イグナイタ７２、ＩＳＣバルブ７４、前記スタータモータ１４を接続して設けている。
【００１９】前記第１クラッチスイッチ６６は、クラッチペダル（図示せず）が開放されていることによりクラッチ４が完全結合している状態でオフとなり、クラッチペダルが開放から踏み込まれることによりクラッチ４が完全結合状態から次第に解放されて半結合状態となる直前にオンとなり、以後クラッチペダルが全て踏み込まれてクラッチ４が完全解放状態になるまでオンとなっている。
【００２０】前記第２クラッチスイッチ６８は、クラッチペダルが全て踏み込まれていることによりクラッチ４が完全解放している状態でオフとなり、クラッチペダルが全踏み込みから戻されることによりクラッチ４が完全解放状態から次第に結合されて半結合状態になる直前にオンとなり、以後クラッチペダルが全て戻されてクラッチ４が完全結合状態になるまでオンとなっている。
【００２１】自動始動停止制御部２８は、イグニションスイッチ５０、エコランスイッチ５２等から入力する信号により自動始動条件及び自動停止条件を判断し、自動始動条件及び自動停止条件の成立・不成立によりインジェクタ７０、イグニションコイル／イグナイタ７２、ＩＳＣバルブ７４、スタータモータ１４を夫々駆動・停止し、エンジン２を自動始動及び自動停止するよう制御する。
【００２２】前記モータ８を制御するモータ制御手段３０は、図６に示す如く、モータ制御部７６、モータ駆動部７８、入出力処理部（インターフェイス）８０、主電池状態管理部８２、フェイルセイフ部８４を有している。
【００２３】モータ制御手段３０は、入力側にイグニションスイッチ５０、吸気圧センサ８６、水温センサ５６、車速センサ５８、ブレーキスイッチ８８、アクセルスイッチ９０、第１クラッチスイッチ６６、第２クラッチスイッチ６８、スタータスイッチ９２、主電池電圧検出器９４、エンジン回転数センサ５４、アイドルスイッチ６２、補助入力（ＡＵＸ）９６を接続して設け、出力側にモータ８を接続して設けている。
【００２４】モータ制御手段３０は、モータ８の駆動状態及び発電状態をエンジン２の運転状態とハイブリッド車両の運転状態とに基づき制御する。モータ制御手段３０によるモータ８の制御状態としては、図７に示す如く、■、共通マップ制御：加速アシスト、減速回生発電制御（弱回生）…モード５■、減速回生発電制御（強回生）…モード８■、モータ運転停止制御（各移行条件成立待ち状態）
■、アイドリング発電制御…モード６（Ａ：停車中）、モード７（Ａ：走行中）
■、特例制御１（発進アシスト）…モード１■、特例制御２（始動アシスト）…モード２（待ち）、モード３（実行）
■、特例制御３（アイドル回転数安定化アシスト）…モード４■、中回生発電制御…モード９■、エンジン強制停止制御…モード１０の９種類を有している。
【００２５】これらの制御状態は、車両の運転状態に基づき、以下のように遷移する。
１．制御状態■、■、■、■の実施中に、制御状態■、■、■、■への移行条件が成立した場合は、前記制御状態■、■、■、■を強制解除し、制御状態■のモータ運転停止を経て制御状態■、■、■、■に移行する。
２．特例制御１、２（■、■）は、他の特例制御３（■）に直接移行しない。
３．制御状態■、■、■、■は、移行後、解除条件が成立するまで他の制御条件に移行しない。但し、特例制御３（■）に限っては、解除条件が成立する前に特例制御１（■）への移行条件が成立した場合に、特例制御１（■）へ移行する。
【００２６】モータ制御手段３０は、イグニションスイッチ５０、吸気圧センサ８４等から入力する信号により、図７に示す如く、モータ８の駆動状態及び発電状態をエンジン２の運転状態とハイブリッド車両の運転状態とに基づき、前記各種制御状態により制御する。
【００２７】このように、ハイブリッド車両の制御装置２２は、制御手段２４によって、モータ８の駆動状態及び発電状態をハイブリッド車両の運転状態及びエンジン２の運転状態に基づき制御するとともに、エンジン２を自動始動条件及び自動停止条件により自動始動及び自動停止するよう制御する。
【００２８】制御手段２４を構成するモータ制御手段３０は、エンジン制御手段２６によるエンジン２の制御から独立して、モータ８の駆動状態及び発電状態を制御するとともに、自動始動停止制御部２８を内蔵するエンジン制御手段２６から自動始動条件及び自動停止条件の成立・不成立を通知する自動始動指令信号及び自動停止指令信号（アイドルストップ信号：ＩＳ−ＳＷのＯＮ・ＯＦＦ）のみを受け取り、自動停止条件の成立によりエンジン２を自動停止する際に、モータ８を発電運転するよう制御する。また、モータ制御手段３０は、自動停止条件の成立によりエンジン２を自動停止する際に、エンジン回転数が略零になった場合に、モータ８の発電運転を停止するよう制御する。
【００２９】次に、この実施例の作用を説明する。
【００３０】ハイブリッド車両の制御装置２２は、モータ制御手段３０によって、制御がスタートすると（２００）、エンジン制御手段２６から自動停止条件の成立を通知する自動停止指令信号が発令（アイドルストップ信号：ＩＳ−ＳＷがＯＮ）されたか否かを判断する（２０２）。
【００３１】この判断（２０２）がＮＯの場合は、リターン（２０４）してこの判断（２０２）を繰り返す。
【００３２】この判断（２０２）がＹＥＳの場合は、自動停止条件の成立によりエンジン２の自動停止を実施しているので、図２・図３に示す如く、エンジン強制停止制御（モード１０）に移行させるとともにエンジン回転数に応じたトルク指定値をトルクテーブルにより検索し（２０６）、この検索したトルク指定値によりモータ８を発電運転し（２０８）てエンジン２に負荷を与え、エンジン強制停止制御禁止フラグをＯＮし（２１０）、エンジン回転数が略零（エンジン回転数≒０）になったか否かを判断する（２１２）。
【００３３】この判断（２１２）がＮＯの場合は、処理（２０６）にリターンする。この判断（２１２）がＹＥＳの場合、例えばエンジン回転数が３００ｒｐｍ以下の場合は、エンジン強制停止制御（モード１０）を解除してモータ８の発電運転を停止し（２１４）、エンジン２を自動停止する（２１６）。
【００３４】このエンジン２の自動停止中に、エンジン制御手段２６から自動始動条件の成立を通知する自動始動指令信号が発令（アイドルストップ信号：ＩＳ−ＳＷがＯＦＦ）されたか否かを判断する（２１８）。
【００３５】この判断（２１８）がＮＯの場合は、処理（２１６）にリターンする。この判断（２１８）がＹＥＳの場合は、自動始動条件の成立によりエンジン２の自動始動を実施しているので、エンジン２を再始動する際の特例制御２（モード２・３）とし（２２０）、エンジン回転数が設定回転数以上（エンジン回転数≧＃Ｎｅ）であるか否かを判断する（２２２）。
【００３６】この判断（２２２）がＮＯの場合は、この判断（２２２）を繰り返す。この判断（２２２）がＹＥＳの場合は、エンジン強制停止制御禁止フラグをクリアし（２２４）し、リターンする（２２６）。
【００３７】このように、このハイブリッド車両の制御装置２２は、自動停止条件の成立によりエンジン２を自動停止する際に、エンジン回転数に応じたトルク指定値によりモータ８を発電運転するよう制御することにより、エンジン２の自動停止時にモータ８の発電運転によってエンジン２にエンジン回転数に応じた負荷を与えてエンジン回転数を急速に降下させ、慣性による空転を無くすことができ、この空転を無くしたことによりエンジン２の吸気ポート（図示せず）内に付着する燃料のシリンダ内への引き込みを減少させることができ、吸気ポート内に燃料を残留させることができる。
【００３８】このため、このハイブリッド車両の制御装置２２は、エンジン２の自動停止時にエンジン２の空転を無くし得ることにより迅速に停止させることができ、エンジン２が停止するまでの時間を短縮し得て、乗車フィーリングを向上することができ、また、吸気ポート内に付着する燃料の空転による吸い込みを減少させ得ることにより未燃焼ガスの排出を防止することができ、さらに、吸気ポート内に燃料を残留させ得ることにより自動停止後の自動始動時の初爆を早めることができ、始動性を向上することができる。
【００３９】また、このハイブリッド車両の制御装置２２は、エンジン回転数が略零になった場合に、モータ８の発電運転を停止するよう制御することにより、エンジン２の停止直前にモータ８による負荷が無くすことができ、エンジン２をスムーズに停止させることができ、停止フィーリングを向上することができる。
【００４０】なお、この発明は、上述実施例に限定されるものではなく、種々応用改変が可能である。例えば、上述実施例においては、エンジン２に与える負荷としてモータ８を発電運転したが、エアコンコンプレッサ１２を駆動させることにより、コンプレッサ駆動力をエンジン２に負荷として与えることもできる。
【００４１】
【発明の効果】このように、この発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンを自動停止する際に慣性による空転を無くすことができ、吸気ポート内に付着する燃料の空転によるシリンダ内への引き込みを減少させ得て、吸気ポート内に燃料を残留させることができる。
【００４２】このため、このハイブリッド車両の性御装置は、エンジンの自動停止時にエンジンの空転を無くし得ることにより迅速に停止させることができ、エンジンが停止するまでの時間を短縮し得て、乗車フィーリングを向上し得て、吸気ポート内に付着する燃料の空転による吸い込みを減少させ得ることにより未燃焼ガスの排出を防止し得て、吸気ポート内に燃料を残留させ得ることにより自動停止後の自動始動時の初爆を早め得て、始動性を向上することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００２０８２
【氏名又は名称】スズキ株式会社
【出願日】 平成１２年４月５日（２０００．４．５）
【代理人】 【識別番号】１０００８００５６
【弁理士】
【氏名又は名称】西郷 義美
【公開番号】 特開２００１−２９２５０４（Ｐ２００１−２９２５０４Ａ）
【公開日】 平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９）
【出願番号】 特願２０００−１０３０１６（Ｐ２０００−１０３０１６）