WO2007126037A1 - 内燃機関の停止制御装置および停止制御方法 - Google Patents

内燃機関の停止制御装置および停止制御方法 Download PDF

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WO2007126037A1
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internal combustion
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Hideaki Yaguchi
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a stop control device and a stop control method for an internal combustion engine.
  • the present invention relates to a stop control device and a stop control method for an internal combustion engine, and more particularly to stop control for an internal combustion engine in a vehicle configured to generate a stop force of the internal combustion engine by a power generation operation of a rotating electrical machine.
  • a vehicle equipped with a power train called a hybrid system that combines an internal combustion engine (for example, a gasoline engine or a diesel engine) and a rotating electrical machine (motor generator, etc.) has been developed.
  • the output sharing between the operation by the internal combustion engine (hereinafter also referred to as the engine) and the operation by the rotating electric machine is automatically switched regardless of the amount of accelerator operation by the driver, and the most efficient. It is controlled to improve.
  • the engine is operated in a steady state and is operated to rotate a generator that charges a power storage device such as a secondary battery, or intermittently during running depending on the amount of charge of the secondary battery, etc.
  • the engine is repeatedly started and stopped regardless of the amount of accelerator operation by the driver. In other words, by operating the engine and the electric motor individually or in cooperation, it becomes possible to improve fuel consumption and significantly reduce exhaust gas.
  • the engine of the hybrid vehicle is intermittently driven even during traveling, and the stop control is frequently performed.
  • engine rotational energy kinetic energy
  • the electric power generated at this time is used to charge the secondary battery.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-0 30 7 9 (hereinafter referred to as Patent Document 1) is a power output device composed of a prime mover (corresponding to an engine), a three-axis power input / output means, and two electric motors. Disclosed a power output device that quickly sets the motor speed to ⁇ when stopped To do.
  • This power output device is a power output device that outputs power to a drive shaft, and includes a prime mover having an output shaft, a first motor that has a rotary shaft and inputs and outputs power to the rotary shaft, and a drive shaft.
  • a second motor that inputs and outputs power to the drive shaft, and three shafts that are coupled to the drive shaft, output shaft, and rotary shaft, respectively.
  • the power output device when the conditions for stopping the operation of the prime mover are satisfied, the power output device instructs to stop the fuel supply to the prime mover and executes the control at the time of stop.
  • This stop-time control applies torque in the direction opposite to the rotational direction to the output shaft of the prime mover, and stops the prime mover by limiting the deceleration of the output shaft to a predetermined range.
  • the deceleration of the output shaft is limited to a predetermined range, and for example, it is possible to perform control such as passing through the torsional resonance region quickly. At the same time, it is possible to avoid unnecessary power consumption in the motor.
  • the rotational energy of the engine is converted into electric energy by the power generation operation by the rotating electrical machine (first electric motor) and recovered by the engine stop control.
  • This electrician energy is usually used to charge the battery.
  • An object of the present invention is to stop an internal combustion engine that generates a stopping force by a power generation operation of a rotating electrical machine.
  • An object of the present invention is to provide a stop control device and a stop control method for an internal combustion engine capable of preventing the occurrence of overcharge due to excessive input power to the power storage device during the stop control.
  • An internal combustion engine stop control device includes an internal combustion engine that operates by fuel combustion, a first rotating electrical machine configured to generate a stop force of the internal combustion engine by a power generation operation when the internal combustion engine stops, and a power storage device And a stop control device for an internal combustion engine in a vehicle comprising a power transfer circuit for transferring power between the first rotating electrical machine, an input restriction setting means, a power generation estimation means, an input power estimation means, Loss control means.
  • the input restriction setting means sets the allowable input power of the power storage device.
  • the power generation estimation means estimates the power generated by the first rotating electrical machine when the internal combustion engine is stopped.
  • the input power estimating means estimates the power consumption in the power transfer circuit when the internal combustion engine is stopped, and estimates the input power to the power storage device based on the estimated power consumption and the generated power estimated by the power generation estimating means.
  • the loss control means controls the operation of the power transfer circuit so that the power consumption in the power transfer circuit increases when the input power estimated by the input power estimation means exceeds the allowable input power.
  • An internal combustion engine stop control method includes: an internal combustion engine that operates by fuel combustion; a first rotating electrical machine configured to generate a stop force of the internal combustion engine by a power generation operation when the internal combustion engine is stopped;
  • a stop control method for an internal combustion engine in a vehicle comprising a power transfer circuit for transferring power between a power storage device and a first rotating electrical machine, the method comprising: setting an allowable input power of the power storage device; Estimating the power generated by the first rotating electric machine at the time of stoppage, estimating the power consumption at the power transfer circuit when the internal combustion engine is stopped, and supplying the power storage device based on the estimated power consumption and the estimated power generation Estimating the input power and controlling the operation of the power transfer circuit so that the power consumption in the power transfer circuit increases when the estimated input power exceeds the allowable input power And a step of performing.
  • the stop control device and stop control method for an internal combustion engine when controlling the stop of the internal combustion engine, the input power to the power storage device is estimated, and when the estimated input power exceeds the allowable input power of the power storage device,
  • the operation of the power transfer circuit can be controlled to increase power consumption. Therefore, it is possible to accurately detect the possibility that the input power to the power storage device will be excessive due to the stop control of the internal combustion engine. By increasing power consumption on the road, overcharging of the power storage device can be prevented.
  • the power transfer circuit increases the power consumption only when the input power to the power storage device exceeds the allowable input power. Electricity energy can be recovered more effectively by minimizing the opportunity for increased power consumption in the transfer circuit.
  • the internal combustion engine stop control device further includes a voltage determination unit and a power generation stop unit.
  • the voltage determination unit compares the output voltage of the power storage device with the management upper limit voltage.
  • the power generation stop means stops the power generation operation of the first rotating electrical machine when the internal combustion engine is stopped when the voltage determination means determines that the output voltage of the power storage device exceeds the control upper limit voltage.
  • the internal combustion engine stop control method includes a step of comparing the output voltage of the power storage device with a management upper limit voltage, and when the comparison step determines that the output voltage of the power storage device has exceeded the management upper limit voltage. And a step of stopping the power generation operation of the first rotating electrical machine when the engine is stopped.
  • the internal combustion engine stop control device further includes input power prediction means and power generation suppression means.
  • the input power prediction means predicts the input power to the power storage device when the power consumption in the power transfer circuit is increased to the upper limit by the loss control means.
  • the power generation suppression means outputs an output torque command for the first rotating electrical machine so that the power generated by the first rotating electrical machine decreases when the input power to the power storage device predicted by the input power prediction means exceeds the allowable input power.
  • the internal combustion engine stop control method predicts the input power to the power storage device when the power consumption in the power transfer circuit is increased to the upper limit by the controlling step and the prediction step. And correcting the output torque command of the first rotating electrical machine so that the power generated by the first rotating electrical machine decreases when the input power to the stored power storage device exceeds the allowable input power.
  • the deceleration of the internal combustion engine is increased by restricting the power storage device to a range where it is possible to reliably avoid overcharging and protect the equipment. Stop control can be realized.
  • the power transfer circuit is configured to perform power conversion between the DC power input / output to / from the power storage device and the AC power input / output to / from the first rotating electrical machine by a switching operation of a plurality of switching elements.
  • the loss control means raises the switching frequency of each switching element of the first inverter when the input power estimated by the input power estimation means exceeds the allowable input power.
  • the controlling step increases the switching frequency of each switching element of the first inverter when the estimated input power exceeds the allowable input power.
  • the vehicle further includes a second rotating electrical machine provided in parallel with the internal combustion engine so as to be able to generate a vehicle driving force, and the power transfer circuit enters the power storage device by a switching operation of a plurality of switching elements.
  • a second inverter configured to perform power conversion between the output DC power and the AC power input / output to / from the second rotating electrical machine.
  • the loss control means increases the switching frequency of each switching element of the second inverter when the input power estimated by the input power estimation means exceeds the allowable input power.
  • the controlling step increases the switching frequency of each switching element of the second inverter when the estimated input power exceeds the allowable input power.
  • an inverter (first driving control for the second rotating electrical machine) By increasing the switching loss in the inverter (2), it is possible to increase the power consumption in the power transfer circuit and prevent overcharging of the power storage device without providing a new mechanism for surplus power consumption.
  • the power transfer circuit includes the converter and the first inverter. Including barter.
  • the converter is provided between the power storage device and the DC power supply wiring, and is configured to transfer DC power between the power storage device and the DC power supply wiring by a switching operation of the switching element.
  • the first inverter is configured to perform power conversion between the DC power on the DC power supply wiring and the AC power input / output to / from the first rotating electrical machine by switching operations of a plurality of switching elements. Inverter.
  • the switching operation in the converter is controlled so as to control the voltage of the DC power supply wiring according to the voltage command value.
  • the loss control means increases the switching frequency of the converter switching element when the input power estimated by the input power estimation means exceeds the allowable input power.
  • the controlling step increases the switching frequency of the switching element of the converter when the estimated input power exceeds the allowable input power.
  • the switching loss in the converter that converts the input / output voltage of the power storage device to power is increased, thereby increasing the power consumption in the power transfer circuit without providing a new mechanism for surplus power consumption.
  • overcharging of the power storage device can be prevented.
  • the power transfer circuit includes a converter and first and second inverters.
  • the converter is provided between the power storage device and the DC power supply wiring, and is configured to transfer DC power between the power storage device and the DC power supply wiring by a switching operation of the switching element.
  • the first inverter is configured to perform power conversion between the DC power on the DC power supply wiring and the AC power input to and output from the first rotating electrical machine by the switching operation of the plurality of switching elements.
  • the second inverter is configured to perform power conversion between the DC power on the DC power supply wiring and the AC power input to and output from the second rotating electrical machine by the switching operation of a plurality of switching elements.
  • the switching operation in the converter is controlled so as to control the voltage of the DC power supply wiring according to the voltage command value.
  • the loss control means increases the voltage command value of the comparator when the input power estimated by the input power estimation means exceeds the allowable input power.
  • the controlling step increases the voltage command value of the converter when the estimated input power exceeds the allowable input power.
  • Switching loss can be increased by increasing the DC voltage switched by one inverter. Therefore, without providing a new mechanism for consuming surplus power, it is possible to increase power consumption in the power transfer circuit and prevent overcharging of the power storage device. Note that in the configuration in which the smoothing capacitor is provided in the DC power supply wiring, the input power to the power storage device can be reduced by increasing the stored power of the capacitor, and overcharging of the power storage device can be more effectively prevented.
  • the vehicle further includes a second rotating electric machine provided in parallel with the internal combustion engine so as to generate a vehicle driving force
  • the power transfer circuit includes a converter and first and second inverters.
  • the converter is provided between the power storage device and the DC power supply wiring, and is configured to exchange DC power between the power storage device and the DC power supply wiring by a switching operation of the switching element.
  • the first inverter is configured to perform power conversion between the DC power on the DC power supply wiring and the AC power input / output to / from the first rotating electrical machine by the switching operation of the plurality of switching elements.
  • the second inverter is configured to perform power conversion between the DC power on the DC power supply wiring and the AC power input / output to / from the second rotating electrical machine by switching operations of the plurality of switching elements.
  • the switching operation in the converter is controlled so that the voltage of the DC power supply wiring matches the voltage command value.
  • the loss control means (1) increases the switching frequency of the switching element of the converter, (2) each switching of the first inverter Increase in switching frequency of the element,
  • the controlling step executes at least one of the above (1) to (4) when the estimated input power exceeds the allowable input power.
  • the switching loss is increased in at least one of the converter for converting the input / output voltage of the power storage device to power and the first and second inverters for driving and controlling the first and second rotating electric machines.
  • the power storage device is configured by a lithium ion secondary battery. Therefore, the main advantage of the present invention is to prevent the occurrence of overcharge due to excessive input power to the power storage device during the stop control of the internal combustion engine that generates the stop force of the internal combustion engine by the power generation operation of the rotating electrical machine.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a hybrid vehicle shown as an example of mounting a stop control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a collinear diagram illustrating the operation of the equipment during engine stop control in the hybrid vehicle shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining a series of control processes in the engine stop control according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating power estimation in engine stop control according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the power loss generated in each switching element of the inverter.
  • FIG. 6 is a first conceptual diagram illustrating overcharge avoidance due to increased power consumption.
  • FIG. 7 is a second conceptual diagram illustrating overcharge avoidance due to increased power consumption.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a series of control processing in engine stop control according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a series of control processing in engine stop control according to the second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle 100 shown as an example of mounting an internal combustion engine stop control device according to an embodiment of the present invention.
  • hybrid vehicle 1 0 0 includes engine 1 1 0, power split mechanism 1 2 0, motor generators MG 1 and MG 2, reducer 1 3 0, and drive shaft 1 4 0 And wheels (drive wheels) 1 5 0.
  • the hybrid vehicle 1 0 0 further includes a DC voltage generator 1 0 #, a smoothing capacitor CO, inverters 2 0 and 30, and a control device 5 0 for driving and controlling the motor generators MG 1 and MG 2. Equipped.
  • the engine 110 is composed of an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.
  • the engine 110 is provided with a cooling water temperature sensor 1 1 2 that detects the temperature of the cooling water.
  • the output of the cooling water temperature sensor 1 1 2 is sent to the control device 50.
  • Power split device 1 2 0 is configured to be able to split the power generated by engine 1 1 0 into a + route to drive shaft 1 4 0 and a route to motor generator MG 1.
  • a planetary gear mechanism having three rotating shafts of a sun gear, a planetary gear, and a ring gear can be used.
  • the rotor of motor generator MG 1 is hollow and the crank shaft of engine 110 is passed through the center of the rotor, so that engine 1 10 and motor generators MG 1 and MG 2 are mechanically connected to power split mechanism 1 2 0. Can be connected.
  • the rotor of motor generator MG 1 is connected to the sun gear
  • the output shaft of engine 110 is connected to the planetary gear
  • output shaft 1 25 is connected to the ring gear
  • Output shaft 1 2 5 connected to the rotation shaft of motor generator MG 2 is connected to drive shaft 1 4 0 for rotationally driving drive wheels 1 5 0 via reduction gear 1 3 0.
  • a reduction gear for the rotation shaft of motor generator MG 2 may be further incorporated.
  • Motor generator MG 1 operates as a generator driven by engine 110, and operates as a motor that starts engine 110, and is configured to have both the functions of a motor and a generator. Is done.
  • motor generator MG 2 is incorporated into hybrid vehicle 1 0 0 for generating vehicle driving force whose output is transmitted to drive shaft 1 4 0 via output shaft 1 2 5 and reducer 1 3 0. It is. Furthermore, motor generator MG 2 generates regenerative power by generating an output torque in the direction opposite to the rotation direction of wheels 1 5 0. It is configured to have functions for both the electric motor and the generator.
  • DC voltage generation unit 10 # includes a traveling battery B, a smoothing capacitor C 1, and a step-up / down converter 15.
  • the traveling battery B corresponds to the “power storage device” in the present invention
  • the step-up / down converter 15 corresponds to the “converter” in the present invention.
  • a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion can be applied.
  • the traveling battery B configured by the secondary battery is an “power storage device”, but an electric double layer capacitor or the like is applied instead of the traveling battery B. It is also possible.
  • the battery voltage V b output from the traveling battery B is detected by the voltage sensor 10, and the battery current I b input to and output from the traveling battery B is detected by the current sensor 11. Furthermore, a temperature sensor 12 is provided in the traveling battery B. Note that the temperature sensor 12 may be provided at a plurality of locations of the traveling battery B because the temperature of the traveling battery B may be locally different. Battery voltage V b, battery current I b, and battery temperature T b detected by voltage sensor 10, current sensor 1 1, and temperature sensor 1 2 are output to control device 50.
  • the smoothing capacitor C 1 is connected between the ground line 5 and the power supply line 6. Note that a relay (between the positive terminal of the traveling battery B and the power line 6 and between the negative terminal of the traveling battery B and the ground line 5 is turned on when the vehicle is operating and is turned off when the vehicle is stopped. (Not shown).
  • the step-up / down converter 15 (hereinafter also simply referred to as a converter) includes a rear tuttle L 1 and switching-controlled power semiconductor elements (hereinafter referred to as “switching elements J”) Q l and Q 2.
  • Switching elements J switching-controlled power semiconductor elements
  • Reactor L 1 Is connected between the connection node of switching elements Q 1 and Q 2 and power supply line 6.
  • Smoothing capacitor C 0 is connected between power supply line 7 and ground line 5.
  • the power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 are connected in series between the power line 7 and the ground line 5.
  • the power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 are turned on and off by switching control signals S 1 and S 2 from the control device 50. Controlled.
  • an IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • a power MOS Metal Oxide Semiconductor
  • a power bipolar transistor or the like
  • Anti-parallel diodes D 1 and D 2 are arranged for switching elements Q l and Q 2.
  • the arrangement of the step-up / down converter 15 allows variable control of the DC voltage on the power supply line 7 without fixing it to the output voltage of the power storage device (traveling battery B).
  • the amplitude of the AC voltage applied to the motor generators MG 1 and MG 2 can be variably controlled to enable highly efficient motor control.
  • the DC voltage side of the inverters 20 and 30 is connected to the buck-boost converter 15 via the common ground line 5 and the power line 7. That is, the power supply line 7 corresponds to the “DC power supply wiring” in the present invention.
  • Motor generator MG 1 corresponds to “first rotating electrical machine” in the present invention
  • motor generator MG 2 corresponds to “second rotating electrical machine” in the present invention.
  • the inverter 20 corresponds to the “first inverter” in the present invention
  • the inverter 30 corresponds to the “second inverter” in the present invention
  • the “power transfer circuit” in the present invention is configured by the step-up / down converter 15, the smoothing capacitor C 0, and the inverters 20, 30.
  • Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24 and a W-phase arm 26 provided in parallel between power supply line 7 and ground line 5.
  • Each phase arm is composed of switching elements connected in series between the power line 7 and the ground line 5.
  • U-phase arm 2 2 consists of switching elements Q ll and Q 1 2
  • V-phase arm 2 4 consists of switching elements Q 1 3 and Q 1 4 forces
  • W-phase arm 2 6 consists of switching element Q It consists of 1 5, Q 1 6 forces.
  • anti-parallel diodes Dl 1 to D 16 are connected to the switching elements Q l 1 to Q 16, respectively.
  • the on / off states of the switching elements Q 1 1 to Q 16 are controlled by switching control signals S 11 to S 16 from the control device 50.
  • Motor generator MG 1 consists of U-phase coil wire U 1 and V-phase provided on the stator. Includes coil wire V 1 and W-phase coil wire W 1 and a rotor (not shown). One end of U-phase coil wire U 1, V-phase coil wire V 1 and W-phase coil wire W 1 are connected to each other at neutral point N 1 and the other end is connected to U-phase arm 2 2 of inverter 20 , V phase arm 2 4 and W phase arm 2 6 are connected.
  • the inverter 20 is connected to the DC voltage generator 1 0 # by on / off control (switching control) of the switching elements Q 1 1 to Q 16 in response to the switching control signals S 11 to S 16 from the control device 50. And bidirectional power conversion between motor generator MG1.
  • inverter 20 converts the DC voltage received from power supply line 7 into a three-phase AC voltage according to switching control by control device 50, and converts the converted three-phase AC voltage to motor generator MG 1 Can be output. Thus, motor generator MG 1 is driven to generate a designated torque.
  • Inverter 20 receives the output of engine 110 and converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG 1 into a DC voltage in accordance with switching control by controller 50, and converts the converted DC voltage to a power source. It can also be output to line 7.
  • the inverter 30 is configured in the same manner as the inverter 20, and switching elements Q 2 1 to Q 2 6 that are on / off controlled by switching control signals S 21 to S 26 and anti-parallel diodes D 21 to D Consists of 2-6.
  • Motor generator MG 2 is configured in the same manner as motor generator MG 1, and includes U-phase coil wire U 2, V-phase coil wire V 2 and W-phase coil wire W 2 provided on the stator, not shown. Including a rotor. As with motor generator MG 1, one end of U-phase coil winding U 2, V-phase coil winding V 2 and Wffi coil winding W 2 are connected to each other at neutral point N 2 and the other end is connected to inverter 3 It is connected to U phase arm 3 2, 0 phase arm 3 4 and W phase arm 3 6 of 0 respectively.
  • Inverter 30 has a DC voltage generator 1 0 # by ON / OFF control (switching control) of switching elements Q 2 1 to Q 2 6 in response to switching control signals S 2 1 to S 2 6 from control device 50.
  • the inverter 30 converts the DC voltage received from the power supply line 7 into a three-phase AC voltage according to switching control by the control device 50, and converts the converted voltage 3
  • the phase AC voltage can be output to the motor generator MG2.
  • motor generator MG 2 is driven to generate a specified torque.
  • the inverter 30 converts the three-phase AC voltage generated by the motor generator MG 2 by receiving the rotational force from the wheel 150 during regenerative braking of the vehicle into the DC voltage according to the switching control by the control device 50, and the converted DC voltage can be output to power line 7.
  • regenerative braking means braking with regenerative power generation when the driver operating the hybrid vehicle performs foot braking, or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
  • Each of motor generators MG 1 and MG 2 is provided with a current sensor 27 and a rotation angle sensor (resolver) 28. Since the sum of the instantaneous values of the three-phase currents iu, iv, iw is zero, the current sensor 27 has two phases of motor current (for example, V-phase current i V and W-phase current iw) as shown in Fig. 1. It is sufficient to arrange it so as to detect.
  • Rotation angle sensor 28 detects a rotation angle ⁇ of a rotor (not shown) of motor generators MG 1 and MG 2 and sends the detected rotation angle ⁇ to control device 50.
  • Control device 50 can calculate rotation speed Nmt (rotational angular velocity ⁇ ) of motor generators MG 1 and MG 2 based on rotation angle 0.
  • Nmt rotational angular velocity ⁇
  • number of revolutions refers to the number of revolutions per unit time (typically per minute) unless otherwise specified.
  • the motor current MCRT (1) and the rotor rotation angle 0 (1) of the motor generator MG 1 and the motor current MCRT (2) and the rotor rotation angle 0 (2) of the motor generator MG 2 detected by these sensors are Input to controller 50. Further, the control device 50 uses the torque command value T qc om (1) of the motor generator MG 1 as the motor command, the control signal RGE (1) indicating the regenerative operation, and the torque command value T qc of the motor generator MG 2. Receives om (2) and control signal RGE (2) indicating regenerative operation.
  • the control device 50 composed of an electronic control unit (ECU) includes a microcomputer (not shown), a RAM (Random Access Memory) 51, and a ROM (Read Step-up / down converter 15 so that the motor generators MG 1 and MG 2 operate according to the motor command input from the host electronic control unit (ECU) according to the predetermined program processing.
  • ECU electronice control unit
  • ROM Read Step-up / down converter 15
  • Switching control signals S 1 and S 2 step-up / down converter 15
  • S 11 to S 16 inverter 20
  • S 21 to S 2 for 20 and 30 switching control
  • control device 50 is input with information on the battery B for traveling, such as input possible power Pin, Pout, and the like indicating charging / discharging limitation (SOC: State of Charge).
  • SOC charging / discharging limitation
  • the control device 50 limits the power consumption and generated power (regenerative power) of the motor generators MG 1 and MG 2 as necessary so that the overcharge or overdischarge of the traveling battery B does not occur. It has the function to do.
  • the mechanism for switching the switching frequency in the inverter control by the single control unit (ECU) 50 has been described.
  • the same control configuration is realized by the cooperative operation of the plurality of control units (ECU). It is also possible.
  • the control device 50 determines the DC voltage VH (this DC voltage corresponding to the direct current side voltage of the inverters 20 and 30) according to the operating state of the motor generators MG1 and MG2.
  • Set the voltage command value VHr ef (hereinafter also referred to as “system voltage VH”) (hereinafter also referred to as system voltage command value VHr ef), and based on the detected value of system voltage command value VHr ef and voltage sensor 13.
  • the switching control signals S 1 and S 2 are generated so that the output voltage of the voltage converter 15 is equal to the system voltage command straight VHr ef.
  • the DC / DC voltage (battery voltage) Vb supplied from the running battery B is boosted to the inverter 20
  • the step-up / step-down converter 15 steps down the DC voltage (system voltage) supplied from the inverters 20 and 30 via the smoothing capacitor CO and charges the running battery B. More specifically, in response to the switching control signals S 1 and S 2 from the control device 50, there are a period in which only the switching element Q 1 is turned on and a period in which both the switching elements Q 1 and Q 2 are turned off. Alternatingly provided, the step-down ratio corresponds to the duty ratio in the ON period.
  • Smoothing capacitor C O smoothes the DC voltage (system voltage) from buck-boost converter 15 and supplies the smoothed DC voltage to inverters 20 and 30.
  • the voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C 0, that is, the system voltage VH, and outputs the detected value to the control device 50.
  • the power line 7 supplies power to other loads 170 such as auxiliary machines.
  • loads 170 such as auxiliary machines.
  • the load 170 includes, for example, a heater for heating hot water, a temperature control device (air conditioner), a blower motor, a heater for a defroster, and the like.
  • the power consumption by the load 170 varies depending on the operating state of these loads (ON / OFF setting, operating condition setting), and so on.
  • the inverter 30 follows the torque command value Tq c om (2) by the on / off operation (switching operation) of the switching elements Q 2 1 to Q 26 in response to the switching control signals S 21 to S 26 from the controller 50.
  • Motor generator MG 2 is driven so that torque is output.
  • the torque command value of motor generator MG 2 is set to a negative value (T qc om (2) ⁇ 0).
  • the inverter 30 converts the AC voltage generated by the motor generator MG 2 into a DC voltage by a switching operation in response to the switching control signals S 21 to S 26, and converts the converted DC voltage (system Voltage) through a smoothing capacitor CO 1 to 5.
  • the inverter 20 controls the motor generator MG 1 by on / off control of the switching elements Q 11 to Q 16 according to the switching control signals S 11 to S 16 from the control device 50. Performs power conversion so that operates according to the command value.
  • the control device 50 controls the motor generators MG 1 and MG 2 according to the torque command values T qc om (1) and T qc om (2), so that in the hybrid vehicle 100, the motor generator MG 2 Due to generation of vehicle driving force due to power consumption, generation of charging power of battery B for driving or generation of power consumption of motor generator MG 2 due to power generation by motor generator MG 1, and regenerative braking operation (power generation) by motor generator MG 2 Generation of charging power for the battery B for traveling can be appropriately performed according to the driving state of the vehicle.
  • the operation and stop of the engine 110 are controlled independently of the amount of accelerator operation by the driver.
  • the engine 110 can be operated intermittently according to the vehicle running state (load, vehicle speed, etc.) and the state of charge of the power storage device (running battery B).
  • the engine 110 and the electric motor (motor generator MG2) are operated individually or in cooperation as the vehicle driving force source, respectively, thereby making it possible to significantly improve fuel consumption and significantly reduce exhaust gas.
  • the engine 110 is intermittently driven even during traveling, and the stop control is frequently performed.
  • engine stop control in the hybrid vehicle 100 will be described.
  • the generation of negative torque by the motor generator MG 1 generates electric power generated according to the torque X rotation speed.
  • This generated power is converted into DC power by the inverter 20 and supplied to the power line 7.
  • power consumption is indicated by a positive value, and generated power is indicated by a negative value.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining a series of control processes in the engine stop control according to the embodiment of the present invention.
  • the control process shown in FIG. 3 is realized by executing a predetermined program stored in advance at a predetermined cycle by the control unit (ECU) 50 during the engine stop process.
  • ECU control unit
  • control device 50 obtains allowable input power Pin of travel battery B (power storage device) in step S100.
  • the allowable input power P i n varies according to the battery state (SOC and / or battery temperature, etc.). In particular, when the battery temperature is low, the allowable input power Pin decreases due to an increase in internal resistance.
  • the allowable input power Pin may be input from a separately provided control device (ECU) for battery control.
  • ECU control device
  • a map with the battery temperature Tb, SOC, etc. as arguments is stored in the control device 50, and this map is stored.
  • the allowable input power Pin may be obtained by referring to
  • control device 50 estimates generated power Pg of motor generator MG 1 by engine stop control. For example, using the current rotation speed Nmt1 of the motor generator MG1 and the MG1 torque command value Tqcom (1), the generated power Pg is expressed by the following equation (1).
  • Equation (1) since the torque command value T q c om (1) ⁇ 0 during engine stop control, the generated power P g is a negative value (P g ⁇ 0).
  • control device 50 estimates the total power consumption P tt 1 (P tt 1> 0) in the current operation state in step S120.
  • the total power consumption is It means the power consumption in the path where the power generated by motor generator MG 1 is input to the power storage device (traveling battery B).
  • the total power consumption P tt 1 is the power loss Lmg 1 in the motor generator MG 1, the power Pmg 2 and the power loss Lmg 2 in the motor generator MG 2, and the inverters 20 and 30.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating power estimation in engine stop control according to the embodiment of the present invention.
  • MG 1 power consumption estimation unit 200 refers to estimation map 205 to execute power Pmg 1 (corresponding to generated power P g during engine stop control) and motor generator MG 1.
  • MG 2 power consumption estimation section 210 estimates execution power Pmg 2 by motor generator MG 2 and loss power Lmg 2 by motor generator MG 2 by referring to estimation map 215.
  • the execution power in the motor generator is given by the product of the motor generator speed and output torque. As mentioned above, the effective power becomes negative during power generation.
  • the power loss in each motor generator is the sum of the copper loss caused by the current flowing in each phase coil winding and the iron loss caused by the change in the magnetic flux in the iron core. For this reason, the smaller the current flowing through each phase coil winding, the smaller the power loss. Basically, the value of the current flowing through the coil winding is in accordance with the output torque.
  • the map 205 uses the rotation speed and torque (torque command value T qc om (1)) of the motor generator MG 1 as arguments and obtains the estimated values of the execution power P mg 1 and the loss power Lmg 1 in advance. Composed.
  • map 215 uses the number of revolutions and torque of motor generator MG 2 (torque command value T qc om (2)) as arguments to determine the estimated power of execution power Pmg 2 and power loss Lmg 2. Pre-configured.
  • each inverter 20, 30 is mainly the switching element Q 1 1 to Q 1 6, Power loss in Q 2 1 to Q 2 6.
  • the power loss in the switching element mainly includes the on-resistance and the switching operation.
  • the switching operation in each switching element of inverters 20 and 30 is basically set according to pulse width modulation control (P WM control). Specifically, as shown in FIG. 5 (a), in the PWM control, each of the inverters 20 and 30 is based on a voltage comparison between a predetermined carrier wave 3 0 0 and a voltage command wave 3 1 0. The on / off of the switching element in the phase arm is controlled.
  • the carrier wave 3 0 0 is generally a triangular wave or a sawtooth wave having a predetermined frequency
  • the voltage command wave 3 1 0 is used to operate the motor generator MG in accordance with the torque command value T qcom. Indicates the voltage (AC voltage) applied to the motor generator to generate the required phase current.
  • FIG. 5 shows a switching waveform of a switching element that is turned on when the voltage command wave is higher than the carrier wave and turned off when the voltage is opposite.
  • the amplitude of the collector-emitter voltage vce corresponds to the system voltage VH
  • Collector-emitter current ice is a current corresponding to the current supplied to motor generator MG. Therefore, at the same torque output, that is, under the same torque command value, the switching loss P 1 oss increases as the system voltage VH increases. The more the number of switching operations per unit time is, that is, the higher the carrier wave 300 frequency is set and the higher the switching frequency, the greater the power loss associated with the switching operation. Therefore, the power loss due to switching operation depends on the torque or output of the motor generator, the DC voltage to be switched (system voltage VH), and the switching frequency determined by the carrier frequency.
  • the inverter power consumption estimation unit 220 refers to the map 225 and outputs the motor generator MG 1 output (speed X torque) or torque (torque command value T qc om (1)) and Based on the system voltage VH and the carrier frequency fivl used in the inverter 20, the loss power L i V 1 in the inverter 20 can be estimated.
  • Map 225 uses the number of revolutions of motor generator MG 1, torque (torque command value Tq c om (1)), system voltage VH, and carrier frequency fiv 1 as arguments to find an estimate of power loss L i V 1 Pre-configured.
  • the inverter power consumption estimation unit 230 refers to the map 235, and outputs the motor generator MG 2 output (rotation speed X torque) or torque (torque command value T qc om (2)) as well as the system voltage VH and Based on the carrier frequency fiv 2 used in the inverter 30, the power loss L i V 2 in the inverter 30 can be estimated.
  • Map 235 uses the number of revolutions of motor generator MG 2, torque (torque command value Tq c om (2)), system voltage VH and carrier frequency fiv 2 as arguments to calculate the estimated power loss L i V 2 Pre-configured.
  • the power consumption in the buck-boost converter 15 is mainly due to the switching elements Q1, It is the sum of the power loss at Q2 and the power loss at reactor L1.
  • the power loss in switching elements Ql and Q2 increases in proportion to the number of switchings per unit time, that is, the increase in carrier frequency fcV.
  • the converter power consumption estimation unit 240 determines the power loss L in the buck-boost converter 15 based on the system voltage VH, the battery current I b and the carrier frequency fc V used in the buck-boost converter 15 by referring to the map 245. c V can be estimated.
  • the map 245 is configured in advance so as to obtain an estimated value of the loss power Lc V using the system voltage VH :, the battery current I b and the carrier frequency f c V as arguments.
  • the voltage difference AVH between the current system voltage VH and the voltage command value VH r e f affects the input power to the power storage device (running battery ⁇ ). That is, when VH r e f> VH, the electric power according to this voltage difference is accumulated in the smoothing capacitor CO among the electric power generated by the motor generator MG 1. On the other hand, when VH> VHref, the power according to this voltage difference is released from the smoothing capacitor and added to the input power to the power storage device.
  • the capacitor power estimation unit 250 can estimate the accumulated power change ⁇ Pc in the smoothing capacitor CO based on the system voltage VH and the voltage command value VH reference by referring to the map 255.
  • the map 255 is configured in advance so as to obtain the stored power change ⁇ c using the system voltage VH and the voltage command value VHr ef as arguments.
  • auxiliary machine power consumption estimation unit 260 can estimate the auxiliary machine power consumption Pa based on the operation state (on / off setting, operating condition setting) of the load (auxiliary machine) 170 by referring to the map 265.
  • Map 265 uses the operating state of auxiliary loads (for example, heaters for heating hot water, temperature control devices (air conditioners), blower motors, heaters for defrosters, etc.) as an argument to obtain an estimated value of auxiliary power consumption Pa. Pre-configured.
  • the control device 50 performs step S by step S130. 1 Based on the sum of the generated power P g estimated at 10 and the total power consumption P tt 1 estimated at step S 120, the input power to the traveling battery B (power storage device) is estimated. That is, the estimated input power Pb is expressed by the following equation (2).
  • control device 50 determines the magnitude of estimated input power Pb and allowable input power P in obtained in step S130. Since the allowable input power P i n is a negative value, when Pb is P i n,
  • the margin power k (k> 0) is set, and the input power depends on whether or not Pb ⁇ P in + k is satisfied. It is preferable to determine whether or not is excessive.
  • step S 140 At the time of NO determination in step S 140, that is, when the estimated input power P b reflecting the total power consumption P tt 1 in the current operating state is within the allowable range, the control device 50 remains in the current operating state.
  • the motor generator MG 1 outputs a predetermined negative torque, and the engine stop control is executed so as to obtain a desired deceleration (step S 150).
  • step S140 determines whether the estimated input power Pb reflecting the total power consumption Ptt1 in the current operating state exceeds the allowable range.
  • the control device 50 performs step S160.
  • the operation state is changed in at least one of the buck-boost converter 15 and the inverters 20 and 30 so that the total power consumption P tt 1 is increased. It is also possible to change the operating state of load 1 70 (auxiliary machine).
  • this change in operating state includes: (a) switching frequency increase in at least one of buck-boost converter 15, inverter 20 and inverter 30 (carrier frequency increase), (b) voltage command Value VHr ef rises, (c) At least one of auxiliary load operating state changes is executed.
  • the power loss L cv in the buck-boost converter 15, the power loss L i V 1 in the inverter 20, the voltage L i V 2 in the inverter 30, the power consumed by the load (catcher) 1 70 Pa and the smoothing capacitor At least 1 of the stored power change ⁇ P c of C 0
  • the total power consumption P tt 1 is increased to P tt 1 #.
  • the switching frequency increase due to (a) above is not necessarily executed for all of the buck-boost converter 15, the inverter 20, and the inverter 30, but may be individually determined whether or not it is necessary to execute each of them. Good.
  • the change target of the operation state by the process in step S 1 60 in FIG. 3 is determined according to the required increase amount ⁇ ⁇ t t 1 (FIG. 6) of the total power consumption P t t 1.
  • the relationship between the required increase amount AP tt 1 and the operating state change target is determined in advance by obtaining the predicted value of the total power consumption increase amount associated with the execution of (a) to (c) above. Can be kept.
  • control device 50 changes the operating state so as to increase the overall power consumption in accordance with step S 1 60 at step S 1 70, and then uses motor generator MG 1 to perform a predetermined operation.
  • the engine stop control is executed so that the desired deceleration can be obtained.
  • step S 1 0 0 corresponds to the “input limit acquisition means” of the present invention
  • step S 1 1 0 corresponds to the “generated power estimation means” of the present invention
  • 1 2 0 and S 1 3 0 correspond to “input power estimation means” in the present invention
  • Step S 1 60 corresponds to “loss control means” in the present invention.
  • the power consumption in the power transfer circuit is increased only when the input power to the power storage device exceeds the allowable range based on the estimation of power consumption in the power consumption circuit according to the current operating state. It is possible to effectively recover the electric energy generated by the engine stop control while suppressing a significant increase in power consumption.
  • the amount of power consumption increase due to the change of the operation state of the buck-boost converter 15 and the inverters 20 and 30. For this reason, as shown in FIG. 7, even if the total power consumption is increased to the upper limit, the input power to the power storage device (traveling battery B) may exceed the allowable range. In this case, in order to avoid overcharging of the power storage device, it is necessary to reduce the amount of power generated by motor generator MG 1 or stop power generation.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a series of control processes in engine stop control according to the first modification of the embodiment of the present invention to deal with such a case.
  • steps S200 to S220 are executed in addition to the processing in the flowchart shown in FIG.
  • control device 50 obtains the voltage of battery B (power storage device) for traveling, that is, battery voltage Vb, based on the output of voltage sensor 10. Further, the control device 50 compares the acquired battery voltage Vb with the management upper limit voltage V bma X in step S210.
  • This control upper limit voltage V b ma a X is preferably set so as to have a margin with respect to a limit voltage that leads to a failure of the battery B (driving device) or a decrease in the service life.
  • step S210 the control device 50 uses the same processing in steps S1 00 to S170 as in FIG.
  • the engine stop control that prevents overcharging of battery B (power storage device) is executed.
  • step S 210 corresponds to “voltage determining means” of the present invention
  • step S 220 corresponds to “power generation stopping means” of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a series of control processes in the engine stop control according to the second modification of the embodiment of the present invention.
  • steps S 250 to S 270 are executed in addition to the processing in the flowchart shown in FIG.
  • step S140 determines whether the estimated input power Pb reflecting the total power consumption P tt 1 in the current operation state exceeds the allowable range.
  • the control device 50 changes the operation state in step S250.
  • the upper limit value P tt 1 ma X of the total power consumption that can be increased by the above is estimated, and the estimated input power P b # to the power storage device (traveling battery B) at this time is obtained.
  • control device 50 determines whether or not estimated input power Pb # in step S250 exceeds an allowable range. That is, in step S 260, it is determined whether P b #> P i n + k is satisfied.
  • step S260 that is, if the estimated input power P b # is within the allowable range (l P b #
  • the motor generator MG 1 outputs a predetermined negative torque, and executes engine stop control so as to obtain a desired deceleration.
  • step S 270 the control device 50 performs the surplus according to step S 270.
  • Generated power AP g
  • the absolute value of the torque command value T qcom (1) which is a negative value, is decreased.
  • the amount of decrease in the torque command value (absolute # :) at this time can be set based on the surplus generated power AP g and MG 1 rotation speed.
  • step S 2 50 corresponds to “input power prediction means” of the present invention
  • step S 2 70 corresponds to “power generation suppression means” of the present invention.
  • electric power is exchanged between the generator (motor generator MG 1) and the power storage device (traveling battery B) used for engine stop control via the step-up / down converter 15.
  • the application of the present invention is not limited to such a configuration. That is, even in a configuration in which the arrangement of the step-up / down converter 15 is omitted, the present invention can be applied by increasing power consumption by changing the operating state of the inverters 20 and 30 (increasing the switching frequency).
  • the engine stop control in the hybrid vehicle is exemplified.
  • any vehicle having an engine 110 (internal combustion engine) and an electric motor capable of executing the engine stop control with a power generation operation may be used.
  • the present invention can be applied without limiting other configurations.

Abstract

ＥＣＵは、エンジン停止制御の際の発電機（ＭＧ１）による発電電力推定（Ｓ１１０）および、現在の動作状態での発電機から蓄電装置までの回路における全体消費電力推定（Ｓ１２０）に基づき、蓄電装置への入力電力を推定する（Ｓ１３０）。さらに、ＥＣＵは、推定入力電力と蓄電装置への許容入力電力とを比較する（Ｓ１４０）。発電電力が過剰である場合（Ｓ１４０のＹＥＳ時）には、上記回路での全体消費電力が増大するように当該回路の動作状態を変更させる制御を行なった上で（Ｓ１６０）、エンジン停止の際に所望の減速度を得るための発電機のトルク出力が許可される（Ｓ１７０）。これにより、回転電機の発電動作により停止力を発生するエンジン停止制御の際に、蓄電装置への過剰な入力電力による過充電発生を防止できる。

Description

明細書 内燃機関の停止制御装置および停止制御方法 技術分野
この発明は、 内燃機関の停止制御装置および停止制御方法に関し、 より特定的 には、 回転電機の発電動作により内燃機関の停止力を発生可能に構成された車両 における内燃機関の停止制御に関する。 背景技術
内燃機関 （たとえば、 ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機 関を用いることが考えられる。 ） と回転電機 （モータジェネレータ等） とを組合 せたパイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、 実用化されている。 このような車両においては、 運転者のアクセル操作量に関係 なく、 内燃機関 （以下、 エンジンとも称する) による運転と回転電機とによる運 転との出力分担が自動的に切換えられて、 最も効率が良くなるように制御される。 たとえば、 エンジンが、 定常状態で運転されて二次電池等の蓄電装置を充電する 発電機を回すために運転される場合、 あるいは二次電池の充電量などに応じて走 行中に間欠的に運転される場合などは、 運転者によるァクセルの操作量とは無関 係にエンジンの運転および停止を繰返す。 つまりエンジンと電気モータとをそれ ぞれ単独、 または協同して動作させることにより、 燃料消費向上や排気ガスを大 幅に抑制することが可能になる。
このように、 ハイブリッド車両のエンジンは、 走行中においても間欠駆動が行 なわれることになり、 頻繁に停止制御が行なわれるようになる。 エンジンの停止 制御を行なう場合、 エンジンの回転エネルギ （運動エネルギ） をジェネレータに 与えて、 ジェネレータにより電気工ネルギに変換して、 車両を停止させることが ある。 このときに発電された電力は二次電池を充電するために用いられる。
特開平 1 0— 3 0 6 7 3 9号公報 （以下、 特許文献 1 ) は、 原動機 （エンジン に相当） と 3軸式動力入出力手段と 2つの電動機からなる動力出力装置において、 原動機の運転停止の際に原動機の回転数を素早く値◦とする動力出力装置を開示 する。 この動力出力装置は、 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、 出 力軸を有する原動機と、 回転軸を有し、 回転軸に動力を入出力する第 1の電動機 と、 駆動軸に動力を入出力する第 2の電動機と、 駆動軸と出力軸と回転軸とに 各々結合される 3軸を有し、 3軸のうちいずれか 2軸へ動力が入出力されたとき、 入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の 1軸へ入出力する 3軸式動力入 出力手段と、 原動機の運転を停止すべき条件が整った時、 原動機への燃料供給を 停止するよう指示する燃料停止指示手段と、 原動機への燃料供給の停止の指示に 伴って、 出力軸にトルクを付加し、 出力軸の回転減速度を所定範囲に制御して原 動機を停止する停止時制御を実行する停止時制御実行手段とを備える。
この動力出力装置によると、 原動機の運転を停止すべき条件が整うと、 動力出 力装置は、 原動機への燃料供給を停止するよう指示するとともに、 停止時制御を 実行する。 この停止時制御は、 原動機の出力軸に回転方向とは逆向きのトルクを 付加し、 この出力軸の減速度を所定範囲に制限して原動機を停止するものである。 この結果、 出力軸の減速度は、 所定範囲に制限され、 たとえば、 ねじり共振領域 を素早く通り抜けるといった制御が可能となる。 同時に、 電動機における無用な 電力消費を避けることも可能となる。
特許文献 1に記載された装置では、 エンジン停止制御により、 エンジンの回転 エネルギは回転電機 （第 1の電動機） による発電動作により電気工ネルギに変換 されて回収される。 この電気工ネルギは、 通常バッテリを充電するために用いら れる。
しかしながら、 バッテリの充電状態 （S O C ： State of Charge) が満充電状 態に近い場合や、 ノ ッテリが低温である場合のように、 バッテリへの許容入力電 力が制限される場合には、 ェンジン停止制御に伴う発電電力が過剰となってしま レ、、 バッテリの過充電を招く可能性がある。 そのような状態で、 回転電機による 発電動作を伴うエンジン停止制御を実行すれば、 過充電の発生によりバッテリの 寿命低下や機器損傷を招く可能性がある。 発明の開示
この発明の目的は、 回転電機の発電動作により停止力を発生する内燃機関の停 止制御の際に、 蓄電装置への過剰な入力電力による過充電発生を防止することが 可能な内燃機関の停止制御装置およぴ停止制御方法を提供することである。 この発明による内燃機関の停止制御装置は、 燃料燃焼により作動する内燃機関 と、 内燃機関の停止時に発電動作により内燃機関の停止力を発生するように構成 された第 1の回転電機と、 蓄電装置および第 1の回転電機の間で電力を授受する ための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停止制御装置であって、 入力制限設定手段と、 発電推定手段と、 入力電力推定手段と、 損失制御手段とを 備える。 入力制限設定手段は、 蓄電装置の許容入力電力を設定する。 発電推定手 段は、 内燃機関の停止時に第 1の回転電機による発電電力を推定する。 入力電力 推定手段は、 内燃機関の停止時に、 電力授受回路での消費電力を推定して、 推定 した消費電力および発電推定手段により推定された発電電力に基づき蓄電装置へ の入力電力を推定する。 損失制御手段は、 入力電力推定手段により推定された入 力電力が許容入力電力を超えるときに、 電力授受回路での消費電力が増大するよ うに電力授受回路の動作を制御する。
この発明による内燃機関の停止制御方法は、 燃料燃焼により作動する内燃機関 と、 内燃機関の停止時に発電動作により内燃機関の停止力を発生す.るように構成 された第 1の回転電機と、 蓄電装置および第 1の回転電機の間で電力を授受する ための電力授受回路とを備える車両における内燃機関の停止制御方法であって、 蓄電装置の許容入力電力を設定するステップと、 内燃機関の停止時に第 1の回転 電機による発電電力を推定するステップと、 内燃機関の停止時に、 電力授受回路 での消費電力を推定して、 推定した消費電力および推定された発電電力に基づき 蓄電装置への入力電力を推定するステップと、 推定された入力電力が許容入力電 力を超えるときに、 電力授受回路での消費電力が増大するように電力授受回路の 動作を制御するステップとを備える。
上記内燃機関の停止制御装置および停止制御方法によれば、 内燃機関の停止制 御時において、 蓄電装置への入力電力を推定するとともに、 推定した入力電力が 蓄電装置の許容入力電力を超えるときには、 電力授受回路の動作を消費電力が増 大するように制御できる。 したがって、 内燃機関の停止制御により蓄電装置への 入力電力が過剰となる可能性を正確に検知して、 このような場合には電力授受回 路での消費電力増大により、 蓄電装置の過充電を防止することができる。 特に、 内燃機関の停止制御による発電電力および電力授受回路における消費電力の推定 に基づき、 蓄電装置への入力電力が許容入力電力を超えるときに限つて電力授受 回路の消費電力を増大させるので、 電力授受回路における消費電力増大の機会を 必要最小限に抑えて電気工ネルギをより有効に回収することも可能となる。
好ましくは、 内燃機関の停止制御装置は、 電圧判定手段と、 発電停止手段とを さらに備える。 電圧判定手段は、 蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較する。 発電停止手段は、 電圧判定手段により蓄電装置の出力電圧が管理上限電圧を超え たと判定されたときに、 内燃機関の停止時における第 1の回転電機の発電動作を 停止する。 あるいは、 内燃機関の停止制御方法は、 蓄電装置の出力電圧を管理上 限電圧と比較するステップと、 比較するステップにより蓄電装置の出力電圧が管 理上限電圧を超えたと判定されたときに、 内燃機関の停止時における第 1の回転 電機の発電動作を停止するステップとをさらに備える。
このような構成とすることにより、 過充電の発生により蓄電装置の電圧が上昇 した場合には、 第 1の回転電機による内燃機関の停止制御を中止して、 蓄積装置 の過充電発生を確実に防止することができる。
また好ましくは、 内燃機関の停止制御装置は、 入力電力予測手段と、 発電抑制 手段とをさらに備える。 入力電力予測手段は、 損失制御手段により電力授受回路 での消費電力を上限まで増大させた場合における、 蓄電装置への入力電力を予測 する。 発電抑制手段は、 入力電力予測手段によって予測された蓄電装置への入力 電力が許容入力電力を超えるときに、 第 1の回転電機による発電電力が減少する ように第 1の回転電機の出力トルク指令を修正する。 あるいは、 内燃機関の停止 制御方法は、 制御するステップにより電力授受回路での消費電力を上限まで増大 させた場合における、 蓄電装置への入力電力を予測するステップと、 予測するス テップによつて予測された蓄電装置への入力電力が許容入力電力を超えるときに、 第 1の回転電機による発電電力が減少するように第 1の回転電機の出力トルク指 令を修正するステップとをさらに備える。
このような構成とすることにより、 蓄電装置の継続的な過充電を確実に回避し て機器保護を図ることが可能な範囲に制限して、 内燃機関の減速度を上昇させる 停止制御を実現することができる。
さらに好ましくは、 電力授受回路は、 複数のスイッチング素子のスイッチング 動作により、 蓄電装置に入出力される直流電力および第 1の回転電機に入出力さ れる交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第 1のィンバータを含む。 そして、 損失制御手段は、 入力電力推定手段により推定された入力電力が許容入 力電力を超えるときに、 第 1のインバータの各スィツチング素子のスィツチング 周波数を上昇させる。 あるいは、 上記制御するステップは、 推定された入力電力 が許容入力電力を超えるときに、 第 1のインバータの各スィツチング素子のスィ ツチング周波数を上昇させる。
このような構成とすることにより、 蓄電装置および第 1の回転電機の間で電力 変換を行なうインバータ （第 1のインバータ） におけるスイッチング損失を増大 させることによって、 余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、 電力 授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができる。 また、 さらに好ましくは、 車両は、 内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に 設けられた第 2の回転電機をさらに備え、 電力授受回路は、 複数のスイッチング 素子のスィツチング動作によって蓄電装置に入出力される直流電力および第 2の 回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第 2 のインバータを含む。 そして、 損失制御手段は、 入力電力推定手段により推定さ れた入力電力が許容入力電力を超えるときに、 第 2のインバータの各スィッチン グ素子のスイッチング周波数を上昇させる。 あるいは、 上記制御するステップは、 推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、 第 2のィンバータの各スィ ツチング素子のスィツチング周波数を上昇させる。
このような構成では、 内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第 2の回転電機が搭載されたハイプリッド車両において、 当該第 2の回転電機を駆 動制御するためのインバータ （第 2のインバータ） におけるスイッチング損失を 増大させることにより、 余剰電力消費のための新たな機構を設けることなく、 電 力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電を防止することができ る。
あるいは、 さらに好ましくは、 電力授受回路は、 コンバータおよび第 1のイン バータとを含む。 コンバータは、 蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィツチング素子のスィツチング動作により蓄電装置および直流電源配線の間で 直流電力を授受するように構成される。 第 1のインバータは、 複数のスィッチン グ素子のスィツチング動作により、 直流電源配線上の直流電力および第 1の回転 電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成された第 1のィ ンバータとを含む。 コンバータにおけるスイッチング動作は、 直流電源配線の電 圧を電圧指令値に従って制御するように制御される。 そして、 損失制御手段は、 入力電力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、 コ ンバータのスイッチング素子のスイッチング周波数を上昇させる。 あるいは、 上 記制御するステップは、 推定された入力電力が許容入力電力を超えるときに、 コ ンバータのスィツチング素子のスィツチング周波数を上昇させる。
このような構成では、 蓄電装置の入出力電圧を電力変換するコンバータにおけ るスィツチング損失を増大させることにより、 余剰電力消費のための新たな機構 を設けることなく、 電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過充電 を防止することができる。
好ましくは、 電力授受回路は、 コンバータと第 1および第 2のインバータとを 含む。 コンバータは、 蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィッチン グ素子のスィッチング動作により蓄電装置および直流電源配線の間で直流電力を 授受するように構成される。 第 1のインバータは、 複数のスイッチング素子のス ィツチング動作により、 直流電源配線上の直流電力および第 1の回転電機に入出 力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成される。 第 2のィンバータ は、.複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 直流電源配線上の直流 電力および第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうよう に構成される。 コンバータにおけるスイッチング動作は、 直流電源配線の電圧を 電圧指令値に従って制御するように制御される。 そして、 損失制御手段は、 入力 電力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えるときにコンパ一 タの電圧指令値を上昇させる。 あるいは、 上記制御するステップは、 推定された 入力電力が許容入力電力を超えるときにコンバータの電圧指令値を上昇させる。 このような構成では、 コンバータへの電圧指令値を上昇させることにより、 第 1のインバータでスィツチングされる直流電圧を上昇させることによってスィッ チング損失を増大することができる。 したがって、 余剰電力消費のための新たな 機構を設けることなく、 電力授受回路における消費電力を増大して蓄電装置の過 充電を防止することができる。 なお、 直流電源配線に平滑コンデンサが設けられ た構成では、 コンデンサの蓄積電力の増大により蓄電装置への入力電力を減少し て、 蓄電装置の過充電をより効果的に防止できる。
好ましくは、 車両は、 内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第 2の回転電機をさらに備え、 電力授受回路は、 コンバータならびに第 1および第 2のインバータを含む。 コンバータは、 蓄電装置および直流電源配線の間に設け られ、 スィツチング素子のスィツチング動作により蓄電装置および直流電源配線 の間で直流電力を授受するように構成される。 第 1のインバータは、 複数のスィ ツチング素子のスィツチング動作により、 直流電源配線上の直流電力および第 1 の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行なうように構成される。 第 2のインバータは、 複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、 直流 電源配線上の直流電力および第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力 変換を行なうように構成される。 コンバータにおけるスイッチング動作は、 直流 電源配線の電圧を電圧指令値と一致させるように制御される。 そして、 損失制御 手段は、 入力電力推定手段により推定された入力電力が許容入力電力を超えると きに、 （1 ) コンバータのスイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、 ( 2 ) 第 1のインバータの各スイッチング素子のスイッチング周波数の上昇、
( 3 ) 第2のインバータの各スィツチング素子のスィツチング周波数の上昇、
( 4 ) コンバータの電圧指令値の上昇、 のうちの少なくとも 1つを実行する。 あ るいは、 上記制御するステップは、 推定された入力電力が許容入力電力を超える ときに、 上記 （1 ) 〜 （4 ) のうちの少なくとも 1つを実行する。
このような構成では、 蓄電装置の入出力電圧を電力変換するコンバータ、 第 1 および第 2の回転電機を駆動制御するための第 1および第 2ィンバータのうちの 少なくとも 1つにおいてスィツチング損失を増大させることにより、 余剩電力消 費のための新たな機構を設けることなく、 電力授受回路における消費電力を増大 して蓄電装置の過充電を防止することができる。 なお、 好ましくは、 蓄電装置は、 リチウムイオン二次電池により構成される。 したがって、 この発明の主たる利点は、 回転電機の発電動作により内燃機関の 停止力を発生する内燃機関の停止制御の際に、 蓄電装置への過剰な入力電力によ る過充電発生を防止することができる点にある。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態による内燃機関の停止制御装置の搭載例として示 されるハイプリッド車両の構成を説明するプロック図である。
図 2は、 図 1に示したハイブリッド車両でのエンジン停止制御時の機器動作を 説明する共線図である。
図 3は、 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における一連の制御処理 を説明するフローチャートである。
図 4は、 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における電力推定を説明 する機能プロック図である。
図 5は、 ィンバータの各スィツチング素子で発生する電力損失を説明する波形 図である。
図 6は、 消費電力増大による過充電回避を説明する第 1の概念図である。 図 7は、 消費電力増大による過充電回避を説明する第 2の概念図である。 図 8は、 本発明の実施の形態の変形例 1によるエンジン停止制御における一連 の制御処理を説明するフローチャートである。
図 9は、 本発明の実施の形態の変形例 2によるエンジン停止制御における一連 の制御処理を説明するフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態
以下において、 本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 なお、 以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則 的に繰返さないものとする。 .
図 1は、 本発明の実施の形態による内燃機関の停止制御装置の搭載例として示 されるハイブリッド車両 1 0 0の構成を説明するブロック図である。 図 1を参照して、 ハイプリッド車両 1 0 0は、 エンジン 1 1 0と、 動力分割機 構 1 2 0と、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2と、 減速機 1 3 0と、 駆動軸 1 4 0および車輪 （駆動輪） 1 5 0を備える。 ハイプリッド車両 1 0 0は、 さらに、 モータジェネレータ MG 1， MG 2を駆動制御するための、 直流電圧発生部 1 0 #と、 平滑コンデンサ C Oと、 インバータ 2 0， 3 0と、 制御装置 5 0とを備え る。
エンジン 1 1 0は、 たとえば、 ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内 燃機関により構成される。 エンジン 1 1 0には、 冷却水の温度を検知する冷却水 温センサ 1 1 2が設けられる。 冷却水温センサ 1 1 2の出力は、 制御装置 5 0へ 送出される。
動力分割機構 1 2 0は、 エンジン 1 1 0の発生する動力を、 駆動軸 1 4 0への + 経路とモータジェネレータ MG 1への経路とに分割可能に構成される。 動力分割 機構 1 2 0としては、 サンギヤ、 プラネタリギヤおよびリングギヤの 3つの回転 軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。 たとえば、 モータジェネレータ MG 1のロータを中空としてその中心にエンジン 1 1 0のクランク軸を通すこと で、 動力分割機構 1 2 0にエンジン 1 1 0とモータジェネレータ MG 1 , MG 2 とを機械的に接続することができる。 具体的には、 モータジェネレータ MG 1の ロータをサンギヤに接続し、 エンジン 1 1 0の出力軸をプラネタリギヤに接続し、 かつ、 出力軸 1 2 5をリングギヤに接続する。 モータジェネレータ MG 2の回転 軸とも接続された出力軸 1 2 5は、 減速機 1 3 0を介して駆動輪 1 5 0を回転駆 動するための駆動軸 1 4 0に接続される。 なお、 モータジェネレータ MG 2の回 転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。
モータジェネレータ MG 1は、 エンジン 1 1 0によって駆動される発電機とし て動作し、 かつ、 エンジン 1 1 0の始動を行なう電動機として動作するものとし て、 電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。
同様に、 モータジェネレータ MG 2は、 出力軸 1 2 5および減速機 1 3 0を介 して、 駆動軸 1 4 0へ出力が伝達される車両駆動力発生用としてハイプリッド車 両 1 0 0に組込まれる。 さらに、 モータジェネレータ MG 2は、 車輪 1 5 0の回 転方向と反対方向の出力トルクを発生することによって回生発電を行なうように 電動機および発電機への機能を併せ持つように構成される。
次に、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2を駆動制御するための構成について 説明する。
直流電圧発生部 1 0 #は、 走行用バッテリ Bと、 平滑コンデンサ C 1と、 昇降 圧コンバータ 1 5とを含む。 走行用バッテリ Bは本発明における 「蓄電装置」 に 対応し、 昇降圧コンバータ 1 5は、 本発明での 「コンバータ」 に対応する。
走行用バッテリ Bとしては、 ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池 を適用可能である。 なお、 以下、 本実施の形態では、 二次電池で構成された走行 用バッテリ Bを 「蓄電装置」 とする構成について説明するが、 走行用バッテリ B に代えて、 電気二重層キャパシタ等を適用することも可能である。
走行用バッテリ Bが出力するバッテリ電圧 V bは電圧センサ 1 0によって検知 され、 走行用バッテリ Bに入出力されるバッテリ電流 I bは電流センサ 1 1によ つて検知される。 さらに、 走行用バッテリ Bには、 温度センサ 1 2が設けられる。 なお、 走行用バッテリ Bの温度が局所的に異なる可能性があるため、 温度センサ 1 2は、 走行用バッテリ Bの複数箇所に設けてもよい。 電圧センサ 1 0、 電流セ ンサ 1 1および温度センサ 1 2によって検出された、 バッテリ電圧 V b、 バッテ リ電流 I bおよびバッテリ温度 T bは、 制御装置 5 0へ出力される。
平滑コンデンサ C 1は、 接地ライン 5および電源ライン 6の間に接続される。 なお、 走行用バッテリ Bの正極端子および電源ライン 6の間、 ならびに、 走行用 バッテリ Bの負極端子および接地ライン 5の間には、 車両運転時にオンされ、 車 両運転停止時にオフされるリレー （図示せず） が設けられる。
昇降圧コンバータ 1 5 (以下、 単にコンバータとも称する） は、 リアタトル L 1と、 スイッチング制御される電力用半導体素子 （以下、 「スイッチング素子 J と称する） Q l ， Q 2とを含む。 リアクトル L 1は、 スイッチング素子 Q 1およ び Q 2の接続ノードと電源ライン 6の間に接続される。 また、 平滑コンデンサ C 0は、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に接続される。
電力用半導体スィツチング素子 Q 1および Q 2は、 電源ライン 7および接地ラ イン 5の間に直列に接続される。 電力用半導体スィツチング素子 Q 1および Q 2 のオンオフは、 制御装置 5 0からのスイッチング制御信号 S 1および S 2によつ て制御される。
この発明の実施の形態において、 スイッチング素子としては、 I G B T ( Insulated Gate Bipolar Transistor ) 、 電力用 M O S ( Metal Oxide Semiconductor) トランジスタあるいは、 電力用バイポーラトランジスタ等を用 いることができる。 スイッチング素子 Q l , Q 2に対しては、 逆並列ダイオード D 1， D 2が配置されている。
以下に説明するように、 昇降圧コンバータ 1 5の配置により、 電源ライン 7上 の直流電圧を、 蓄電装置 （走行用バッテリ B ) の出力電圧に固定することなく可 変制御することができる。 これにより、 モータジェネレータ MG 1， MG 2に印 加される交流電圧の振幅を可変制御して、 高効率のモータ制御が可能となる。 ィンバータ 2 0および 3 0の直流電圧側は、 共通の接地ライン 5および電源ラ イン 7を介して、 昇降圧コンバータ 1 5と接続される。 すなわち、 電源ライン 7 は、 本発明での 「直流電源配線」 に対応する。 また、 モータジェネレータ MG 1 は本発明における 「第 1の回転電機」 に対応し、 モータジェネレータ MG 2は本 発明における 「第 2の回転電機」 に対応する。 すなわち、 インバータ 2 0は本 明での 「第 1のインバータ」 に対応し、 インバータ 3 0は本発明での 「第 2のィ ンバータ」 に対応する。 さらに、 昇降圧コンバータ 1 5， 平滑コンデンサ C 0、 およびインバータ 2 0， 3 0により、 本発明における 「電力授受回路」 が構成さ れる。
インバータ 2 0は、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に並列に設けられる、 U相アーム 2 2と、 V相アーム 2 4と、 W相アーム 2 6とから成る。 各相アーム は、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に直列接続されたスィッチング素子か ら構成される。 たとえば、 U相アーム 2 2は、 スイッチング素子 Q l l， Q 1 2 から成り、 V相アーム 2 4は、 スイッチング素子 Q 1 3 , Q 1 4力 ら成り、 W相 アーム 2 6は、 スイッチング素子 Q 1 5， Q 1 6力 ら成る。 また、 スイッチング 素子 Q l 1〜Q 1 6に対して、 逆並列ダイオード D l 1〜D 1 6がそれぞれ接続 されている。 スイッチング素子 Q 1 1〜Q 1 6のオンオフは、 制御装置 5 0から のスィツチング制御信号 S 1 1〜S 1 6によって制御される。
モータジェネレータ MG 1は、 固定子に設けられた U相コイル卷線 U 1、 V相 コィル卷線 V 1および W相コィル卷線 W 1と、 図示しない回転子とを含む。 U相 コィル卷線 U 1、 V相コィル卷線 V 1および W相コィル卷線 W 1の一端は、 中性 点 N 1で互いに接続され、 その他端は、 インバータ 2 0の U相アーム 2 2、 V相 アーム 2 4および W相アーム 2 6とそれぞれ接続される。 インバータ 2 0は、 制 御装置 5 0からのスイッチング制御信号 S 1 1〜S 1 6に応答したスイッチング 素子 Q 1 1〜Q 1 6のオンオフ制御 （スィツチング制御） により、 直流電圧発生 部 1 0 #およびモータジェネレータ MG 1の間での双方向の電力変換を行なう。 具体的には、 ィンバータ 2 0は、 制御装置 5 0によるスィツチング制御に従つ て、 電源ライン 7から受ける直流電圧を 3相交流電圧に変換し、 その変換した 3 相交流電圧をモータジェネレータ MG 1へ出力することができる。 これにより、 モータジェネレータ MG 1は、 指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 2 0は、 エンジン 1 1 0の出力を受けてモータジェネレータ M G 1が発電した 3相交流電圧を制御装置 5 0によるスイツチング制御に従って直 流電圧に変換し、 その変換した直流電圧を電源ライン 7へ出力することもできる。 インバータ 3 0は、 インバータ 2 0と同様に構成されて、 スイッチング制御信 号 S 2 1〜S 2 6によってオンオフ制御されるスィツチング素子 Q 2 1〜Q 2 6 および、 逆並列ダイォード D 2 1〜D 2 6を含んで構成される。
モータジェネレータ MG 2は、 モータジェネレータ MG 1と同様に構成されて、 固定子に設けられた U相コィル卷線 U 2、 V相コィル卷線 V 2および W相コイル 卷線 W 2と、 図示しない回転子とを含む。 モータジェネレータ MG 1と同様に、 U相コィル巻線 U 2、 V相コィル巻線 V 2および Wffiコィル巻線 W 2の一端は、 中性点 N 2で互いに接続され、 その他端は、 インバータ 3 0の U相アーム 3 2、 V相アーム 3 4および W相アーム 3 6とそれぞれ接続される。
インバータ 3 0は、 制御装置 5 0からのスィツチング制御信号 S 2 1〜S 2 6 に応答したスイッチング素子 Q 2 1 ~ Q 2 6のオンオフ制御 （スイッチング制 御） により、 直流電圧発生部 1 0 #ぉよびモータジェネレータ MG 2の間での双. 方向の電力変換を行なう。
具体的には、 ィンバータ 3 0は、 制御装置 5 0によるスィツチング制御に従つ て、 電源ライン 7から受ける直流電圧を 3相交流電圧に変換し、 その変換した 3 相交流電圧をモータジエネレータ MG 2へ出力することができる。 これにより、 モータジェネレータ MG 2は、 指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 30は、 車両の回生制動時、 車輪 150からの回転力を受けて モータジェネレータ MG 2が発電した 3相交流電圧を制御装置 50によるスィッ チング制御に従って直流電圧に変換し、 その変換した直流電圧を電源ライン 7へ 出力することができる。
なお、 ここで言う回生制動とは、 ハイブリッド車両を運転するドライバーによ るフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、 フットブレーキを 操作しないものの、 走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせな がら車両を減速 （または加速の中止） させることを含む。
モータジェネレータ MG 1， MG 2の各々には電流センサ 27および回転角セ ンサ （レゾルバ） 28が設けられる。 三相電流 i u， i v, i wの瞬時値の和は 零であるので、 図 1に示すように電流センサ 27は 2相分のモータ電流 （たとえ ば、 V相電流 i Vおよび W相電流 i w) を検出するように配置すれば足りる。 回 転角センサ 28は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2の図示しない回転子の回 転角 Θを検出し、 その検出した回転角 Θを制御装置 50へ送出する。 制御装置 5 0では、 回転角 0に基づきモータジェネレータ MG 1， MG2の回転数 Nm t (回転角速度 ω) を算出することができる。 なお、 本発明の実施の形態では、 「回転数」 との文言は、 特に説明がない限り単位時間当たり （代表的には毎分当 たり） の回転数をいうものとする。
これらのセンサによって検出された、 モータジェネレータ MG 1のモータ電流 MCRT (1) およびロータ回転角 0 (1) ならびに、 モータジェネレータ MG 2のモータ電流 MCRT (2) およびロータ回転角 0 (2) は、 制御装置 50へ 入力される。 さらに、 制御装置 50は、 モータ指令としての、 モータジエネレー タ MG 1のトルク指令値 T q c om (1) および回生動作を示す制御信号 R G E (1) 、 ならびに、 モータジェネレータ MG 2のトルク指令値 T q c om (2) および回生動作を示す制御信号 RGE (2) の入力を受ける。
電子制御ユニット （ECU) で構成される制御装置 50は、 マイクロコンピュ ータ （図示せず） 、 RAM (Random Access Memory) 5 1および ROM (Read Only Memory) 52を含んで構成され、 所定のプログラム処理に従って、 上位の 電子制御ユニッ ト （ECU) から入力されたモータ指令に従ってモータジエネレ ータ MG 1， MG 2が動作するように、 昇降圧コンバータ 15およびインバータ
20， 30のスィツチング制御のためのスィツチング制御信号 S 1 , S 2 (昇降 圧コンバータ 1 5) 、 S 1 1 ~S 16 (ィンバータ 20) 、 および S 21〜S 2
6 (インバータ 30) を生成する。
さらに、 制御装置 50には、 走行用バッテリ Bに関する、 充電率 （SOC： State of Charge) ゃ充放電制限を示す入力可能電力 P i n, P o u t等の情報 が入力される。 これにより、 制御装置 50は、 走行用バッテリ Bの過充電あるい は過放電が発生しないように、 モータジェネレータ MG 1， MG 2での消費電力 および発電電力 （回生電力） を必要に応じて制限する機能を有する。
また、 本実施の形態では、 単一の制御装置 （ECU) 50によってインバータ 制御におけるスィツチング周波数を切換える機構について説明したが、 複数の制 御装置 （ECU) の協調動作によって同様の制御構成を実現することも可能であ る。
次に、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動制御における昇降圧コンバー タ 15およびィンバータ 20， 30の動作について説明する。
昇降圧コンバータ 15の昇圧動作時には、 制御装置 50は、 モータジ-ネレー タ MG 1, MG 2の動作状態に応じて直流電圧 VH (インバータ 20, 30の直 流側電圧に相当するこの直流電圧を、 以下 「システム電圧 VH」 とも称する） の 電圧指令値 VHr e f (以下、 システム電圧指令値 VHr e f とも称する） を設 定し、 システム電圧指令値 VHr e f および電圧センサ 13の検出値に基づいて. 昇降圧コンバータ 15の出力電圧がシステム電圧指令ィ直 VHr e f と等しくなる ようにスィツチング制御信号 S 1 , S 2を生成する。
昇降圧コンバータ 1 5は、 昇圧動作時には、 走行用バッテリ Bから供給された 直流電圧 （バッテリ電圧） Vbを昇圧したシステム電圧 VHをインバータ 20，
30へ共通に供給する。 より具体的には、 制御装置 5◦からのスイッチング制御 信号 S l， S 2に応答して、 スイッチング素子 Q l， Q 2のデューティ比 （オン 期間比率） が設定され、 昇圧比は、 デューティ比に応じたものとなる。 また、 昇降圧コンバータ 1 5は、 降圧動作時には、 平滑コンデンサ COを介し てインバータ 20, 30から供給された直流電圧 （システム電圧） を降圧して走 行用バッテリ Bを充電する。 より具体的には、 制御装置 50からのスイッチング 制御信号 S l， S 2に応答して、 スイッチング素子 Q 1のみがオンする期間と、 スイッチング素子 Q l， Q 2の両方がオフする期間とが交互に設けられ、 降圧比 は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。
平滑コンデンサ C Oは、 昇降圧コンバータ 1 5からの直流電圧 （システム電 圧） を平滑化し、 その平滑化した直流電圧をインバータ 20, 30へ供給する。 電圧センサ 13は、 平滑コンデンサ C 0の両端の電圧、 すなわち、 システム電圧 VHを検出し、 その検出値を制御装置 50へ出力する。
電源ライン 7からは、 補機等の他の負荷 1 70に対しても電力が供給される。 たとえば、 接地ライン 5および電源ライン 7と負荷 170との間に、 システム電 圧 VHを補機動作電圧 V aに電圧変換するための DCZDCコンバータ 160を 設けることにより、 電源ライン 7上の電力を負荷 1 70により消費できる。 負荷 1 70は、 たとえば、 温水加熱用ヒータ、 調温装置 （エアコン） 、 ブロワモータ、 デフロスタ用ヒータ等を含む。 これらの負荷の動作状態 (オンオフ設定, 運転条 件設定） 等により、 負荷 170による消費電力は変化する。
インバータ 30は、 制御装置 50からのスィツチング制御信号 S 21〜S 26 に応答したスィツチング素子 Q 2 1〜Q 26のオンオフ動作 （スィツチング動 作） により、 トルク指令値 Tq c om (2) に従ったトルクが出力されるように、 モータジェネレータ MG 2を駆動する。 トルク指令値 Tq c om (2) は、 運転 状況に応.じたモータジェネレータ MG 2への出力 （トノレク X回転数） 要求に従つ て、 正値 （Tq c om (2) > 0) 、 零 （Tq c om (2) =0) 、 または負値 (T q c om (2) < 0) に適宜設定される。
特にハイプリッド車両の回生制動時には、 モータジェネレータ MG 2のトルク 指令値は負に設定される （T q c om (2) < 0) 。 この場合には、 インバータ 30は、 スィツチング制御信号 S 21〜S 26に応答したスィツチング動作によ り、 モータジェネレータ MG 2が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、 その変 換した直流電圧 （システム電圧） を平滑コンデンサ COを介して昇降圧コンパ一 タ 1 5へ供給する。
また、 インバータ 20は、 上記のインバータ 30の動作と同様に、 制御装置 5 0からのスイッチング制御信号 S 11〜S 16に従ったスイッチング素子 Q 1 1 〜Q 16のオンオフ制御により、 モータジェネレータ MG 1が指令値に従って動 作するように電力変換を行なう。
このように、 制御装置 50がトルク指令値 T q c om (1) ， T q c om (2) に従ってモータジェネレータ MG 1 , MG 2を駆動制御することにより、 ハイブリッド車両 100では、 モータジェネレータ MG 2での電力消費による車 両駆動力の発生、 モータジェネレータ MG 1での発電による走行用バッテリ Bの 充電電力またはモータジェネレータ MG 2の消費電力の発生、 およびモータジェ ネレータ MG 2での回生制動動作 （発電） による走行用バッテリ Bの充電電力の 発生を、 車両の運転状態に応じて適宜に実行できる。
すなわち、 ハイプリッド車両 100では、 エンジン 1 10は、 運転者によるァ クセルの操作量とは直接的には無関係に、 その運転および停止が制御される。 具 体的には、 エンジン 1 10は、 車両走行状態 （負荷、 車速等） や蓄電装置 （走行 用バッテリ B) の充電状態に応じて、 間欠的に運転され得る。 これにより、 車両 駆動力源として、 エンジン 1 10および電動機 （モータジェネレータ MG 2) を, それぞれ単独または協同して動作させることによって、 燃料消費向上や排気ガス を大幅に抑制することが可能になる。
このように、 エンジン 1 10は、 走行中においても間欠,駆動が行なわれること になり、 頻繁に停止制御が行なわれるようになる。 ここで、 ハイブリッド車両 1 00におけるエンジン停止制御について説明する。
図 2に示すように、 ハイブリッド車両 100では、 エンジン 1 10の停止時に は、 エンジン 1 10における燃料噴射が停止されるとともに、 特許文献 1 (特開 平 10— 306739号公報） と同様に、 モータジェネレータ MG 1によりェン ジン 1 10の回転方向 （正回転） とは逆方向のトルクを印加するエンジン停止制 御が実行される。 これにより、 エンジン停止時に、 エンジン回転数を速やかに低 下させて共振領域を素早く通過させることができるので、 ねじり共振の発生を防 止することができる。 この際における、 モータジェネレータ MG 1のトルク指令 値 Tq c om (1) は、 予め実験的に求められた所望の減速度が得られる所定値 (負値） に設定される。 このときのトルク指令値は、 固定値として設定されても よく、 そのときのエンジン回転数に応じて可変設定されてもよい。
このようなエンジン停止制御では、 モータジェネレータ MG 1による負トルク の発生により、 トルク X回転数に応じた発電電力が発生する。 この発電電力は、 インバータ 20により直流電力に変換されて、 電源ライン 7に供給される。 なお、 以下、 本実施の形態では、 消費電力を正値で示し、 発電電力を負値で示すことと する。
図 3は、 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における一連の制御処理 を説明するフローチャートである。 図 3に示した制御処理は、 エンジン停止処理 時に、 制御装置 （ECU) 50が、 予め格納された所定プログラムを所定周期で 実行することにより実現される。
図 3を参照して、 制御装置 50は、 ステップ S 100により、 走行用バッテリ B (蓄電装置） の許容入力電力 P i nを取得する。 許容入力電力 P i nは、 電池 状態 （SOCおよび/または電池温度等） に従って変化する。 特に、 バッテリ低 温時には、 内部抵抗の増大などにより、 許容入力電力 P i nは低下する。
許容入力電力 P i nは、 別途設けられたバッテリ制御用の制御装置 （ECU) から入力されてもよく、 バッテリ温度 Tb、 SOC等を引数とするマップを制御 装置 50内に格納して、 このマップの参照によって許容入力電力 P i nを求めて あよい。
続いて制御装置 50は、 ステップ S 1 10により、 エンジン停止制御によるモ ータジェネレータ MG 1の発電電力 P gを推定する。 たとえば、 モータジエネレ ータ MG 1の現在の回転数 Nm t 1および MG 1 トルク指令値 Tq c om (1) を用いて、 発電電力 P gは下記 （1) 式で示される。
P g =Nm t l - Tq c om (l) ·'· (1)
式 （ 1 ) において、 エンジン停止制御時のトルク指令値 T q c om ( 1 ) < 0 であるため、 発電電力 P gは負値 （P g<0) である。
さらに、 制御装置 50は、 ステップ S 120により、 現在の動作状態における 全体消費電力 P t t 1 (P t t 1 >0) を推定する。 ここで、 全体消費電力とは、 モータジェネレータ MG 1による発電電力が、 蓄電装置 （走行用バッテリ B) へ 入力される経路における消費電力を意味する。
たとえば、 図 4に示すように、 全体消費電力 P t t 1は、 モータジェネレータ MG 1での損失電力 Lmg 1、 モータジェネレータ MG 2での実行電力 Pmg 2 および損失電力 Lmg 2、 インバータ 20, 30での損失電力 L i v 1 , L i v 2、 昇降圧コンバータ 15での損失電力 L c v、 平滑コンデンサ C 0での蓄積電 力変化 Δ P c、 および負荷 1 70での補機消費電力 P aの和として求められる。 図 4は、 本発明の実施の形態によるエンジン停止制御における電力推定を説明 する機能プロック図である。
図 4を参照して、 MG 1消費電力推定部 200は、 推定マップ 205の参照に より、 モータジェネレータ MG 1による実行電力 Pmg 1 (エンジン停止制御時 には発電電力 P gに相当） と、 モータジェネレータ MG 1での損失電力 Lmg 1 を推定する。 すなわち、 図 3のステップ S 1 10による発電電力 P gの推定は、 MG 1消費電力推定部 200により実行できる。 同様に、 MG 2消費電力推定部 210は、 推定マップ 215の参照により、 モータジェネレータ MG 2による実 行電力 Pmg 2と、 モータジェネレータ MG 2での損失電力 Lmg 2を推定する。 モータジェネレータでの実行電力は、 モータジェネレータの回転数および出力 トルクの積で与えられる。 なお、 上記のように、 実行電力は発電時には負値とな る。 また、 各モータジェネレータでの損失電力は、 各相コイル卷線に流れる電流 によって発生する銅損と、 鉄心部の磁束変化によって発生する鉄損の和となる。 このため、 各相コイル巻線を流れる電流が小さいほど損失電力も小さくなる。 基 本的には、 コイル巻線を流れる電流値は、 出力トルクに従ったものとなる。
したがって、 マップ 205は、 モータジェネレータ MG 1の回転数およびトル ク （トルク指令値 T q c om (1) ) を引数として、 実行電力 P m g 1および損 失電力 Lmg 1の推定値を求めるように予め構成される。 同様に、 マップ 21 5 は、 モータジェネレータ MG 2の回転数およびトルク （トルク指令値 T q c om (2) ) を引数として、 実行電力 Pmg 2および損失電力 Lmg 2の推定^ ίを求 めるように予め構成される。
各ィンバータ 20, 30での電力消費は、 主にスィツチング素子 Q 1 1〜Q 1 6， Q 2 1〜Q 2 6での電力損失である。 スイッチング素子での電力損失は、 主 に、 オン抵抗によるものと、 スイッチング動作に伴うものとを含む。
ここで、 図 5を用いてインバータ 2 0， 3 0の各スイッチング素子で発生する 電力損失について説明する。
図 5を参照して、 インバータ 2 0， 3 0の各スイッチング素子におけるスイツ チング動作は、 基本的にパルス幅変調制御 （P WM制御） に従って設定される。 具体的には、 図 5 ( a ) に示されるように、 P WM制御では、 所定のキャリア波 3 0 0と電圧指令波 3 1 0との電圧比較に基づき、 インバータ 2 0， 3 0の各相 アームでのスイッチング素子のオンオフが制御される。 ここで、 キャリア波 3 0 0は、 所定周波数の三角波やのこぎり波とされることが一般的であり、 電圧指令 波 3 1 0は、 モータジェネレータ MGをトルク指令値 T q c o mに従って作動さ せるために必要な各相電流を発生させるための、 モータジェネレータへの印加電 圧 （交流電圧） を示す。 そして、 キャリア波が電圧指令波よりも高電圧のときと、 その反対のときとで、 同一アームを構成するスィツチング素子のオンオフが切換 えられる。 図 5には、 一例として、 電圧指令波がキャリア波よりも高電圧のとき にオンされ、 その反対のときにオフされるスィツチング素子のスィツチング波形 が示されている。
図 5 ( b ) に示されるように、 スイッチング素子のオン時には、 コレクタ -ェ ミッタ間電圧 V c e = 0となる一方で、 コレクタ 'ェミッタ間電流 i c eが発生 する。 これに対して、 スイッチング素子のオフ時には、 コレクタ 'ェミッタ間電 流 i c e = 0となる一方で、 コレクタ ·ェミッタ間電圧 V c e 二 V Hとなる。 こ こで、 スイッチング素子のオンオフ時には、 完全にオンまたはオフされるまでの 期間、 すなわち、 コレクタ ·エミッタ間電圧 V c e = 0またはコレクタ ·ェミツ タ間電流 i c e = 0に変化するまでの期間において、 図 5 ( c ) に示すように、 コレクタ 'エミッタ間電圧 V c eおよびコレクタ ·エミッタ間電流 i c eの積に 相当するスィツチング損失 P l o s s ( P 1 o s s = V c e · i c e ) が発生す る。 このスイッチング損失 P 1 o s sの発生により、 スイッチング素子が発熱し てその温度が上昇する。
ここで、 コレクタ ，ェミッタ間電圧 v c eの振幅はシステム電圧 V Hに相当し、 コレクタ 'ェミッタ間電流 i c eは、 モータジェネレータ MGへの供給電流に応 じた電流となる。 したがって、 同一トルク出力時、 すなわちトルク指令値が同一 の下では、 システム電圧 VHが高くなるほどスイッチング損失 P 1 o s sが大き くなる。 そして、 単位時間当たりのスイッチング動作回数が多いほど、 すなわち、 キャリア波 300の周波数が高く設定されスイッチング周波数が高いほど、 スィ ツチング動作に伴う損失電力は大きくなる。 したがつ.て、 スイッチング動作に伴 う損失電力は、 モータジェネレータのトルクあるいは出力、 ならびにスィッチン グする直流電圧 （システム電圧 VH) および、 キャリア周波数によって決まるス イツチング周波数に依存した値となる。
なお、 スイッチング素子のオン期間中にも、 スイッチング損失 P 1 o s sと比 較すると小さいものの、 スイッチング素子のオン抵抗と電流 i c eの二乗との積 に従う損失電力が発生する。 このオン抵抗による損失電力は、 モータジヱネレー タ MGへの供給電流を決めるトルク指令値に基づき推定可能である。
再ぴ図 4を参照して、 インバータ消費電力推定部 220は、 マップ 225の参 照により、 モータジェネレータ MG 1の出力 （回転数 Xトルク） またはトルク (トルク指令値 T q c om (1) ) ならびに、 システム電圧 VHおよびインバー タ 20で用いられるキャリア周波数 f i v lに基づき、 インバータ 20での損失 電力 L i V 1を推定できる。 マップ 225は、 モータジェネレータ MG 1の回転 数、 トルク （トルク指令値 Tq c om (1) ) 、 システム電圧 VHおよびキヤリ ァ周波数 f i v 1を引数として、 損失電力 L i V 1の推定値を求めるように予め 構成される。
同様に、 インバータ消費電力推定部 230は、 マップ 235の参照により、 モ —タジェネレータ MG 2の出力 （回転数 Xトルク） またはトルク （トルク指令値 T q c om (2) ) ならびに、 システム電圧 VHおよびインバータ 30で用いら れるキャリア周波数 f i v 2に基づき、 インバータ 30での損失電力 L i V 2を 推定できる。 マップ 235は、 モータジェネレータ MG 2の回転数、 トルク （ト ルク指令値 Tq c om (2) ) 、 システム電圧 VHおよびキャリア周波数 f i v 2を引数として、 損失電力 L i V 2の推定値を求めるように予め構成される。 次に、 昇降圧コンバータ 1 5での電力消費は、 主に、 スイッチング素子 Q1, Q 2での電力損失と、 リアク トル L 1での電力損失との和となる。 これらは、 コ ンバータ通過電流 （すなわちバッテリ電流 I b) が小さいほど、 かつシステム電 圧 VHが低いほど損失電力が小さくなる。 また、 スイッチング素子 Ql， Q2で の損失電力は、 単位時間当たりのスィツチング回数、 すなわちキヤリァ周波数 f c Vの上昇に比例して大きくなる。
したがって、 コンバータ消費電力推定部 240は、 マツ.プ 245の参照により、 システム電圧 VH、 バッテリ電流 I bおよび昇降圧コンバータ 15で用いられる キャリア周波数 f c Vに基づき、 昇降圧コンバータ 15での損失電力 L c Vを推 定できる。 マップ 245は、 システム電圧 VH：、 バッテリ電流 I bおよびキヤリ ァ周波数 f c Vを引数として、 損失電力 Lc Vの推定値を求めるように予め構成 さ る。
平滑コンデンサ COでは、 現在のシステム電圧 VHと電圧指令値 VH r e f と の電圧差 AVHが、 蓄電装置 （走行用バッテリ Β) への入力電力に影響を及ぼす。 すなわち、 VH r e f >VHのときには、 モータジェネレータ MG 1による発電 電力のうち、 この電圧差に従った電力が平滑コンデンサ COに蓄積される。 一方、 VH>VHr e f のときには、 この電圧差に従った電力が平滑コンデンサから放 出されて、 蓄電装置への入力電力に上乗せされることになる。
したがって、 コンデンサ電力推定部 250は、 マップ 255の参照により、 シ ステム電圧 VHおよび電圧指令値 VH r e ίに基づき、 平滑コンデンサ COでの 蓄積電力変化 Δ P cを推定できる。 マップ 255は、 システム電圧 VHおよび電 圧指令値 VHr e f を引数として、 蓄積電力変化 ΔΡ cを求めるように予め構成 される。 ここで、 蓄積電力変化 Δ P cは、 Δ P c =C 0 ■ Δ VH2/2で求めら れる （ただし、 AVH = VHr e f -VH) 。
さらに、 補機消費電力推定部 260は、 マップ 265の参照により、 負荷 （補 機） 170の動作状態 （オンオフ設定， 運転条件設定） に基づき、 補機消費電力 P aを推定できる。 マップ 265は、 補機負荷 （たとえば、 温水加熱用ヒータ、 調温装置 （エアコン） 、 ブロワモータ、 デフロスタ用ヒータ等） の動作状態を引 数として、 補機消費電力 P aの推定値を求めるように予め構成される。
再び図 3を参照して、 制御装置 50は、 ステップ S 130により、 ステップ S 1 10で推定した発電電力 P gおよびステップ S 1 20で推定した全体消費電力 P t t 1の和により、 走行用バッテリ B (蓄電装置） への入力電力を推定する。 すなわち、 推定入力電力 P bは、 下記 （2) 式で示される。
P b = P g + P t t 1 ··· (2)
制御装置 50は、 続いてステップ S 140により、 ステップ S 130で求めた 推定入力電力 Pbおよび許容入力電力 P i nの大小を判定する。 許容入力電力 P i nは負値であるため、 Pbく P i nのときに、 | P b | > | P i n | となって、 蓄電装置への入力電力が許容値を超えて過大となる。 なお、 ステップ S 140で は、 蓄電装置の過充電発生をより安定的に回避するために、 マージン電力 k (k > 0) を設定して、 Pb<P i n + kの成立可否により、 入力電力が過大である か否かを判定することが好ましい。
ステップ S 140の NO判定時、 すなわち現在の動作状態における全体消費電 力 P t t 1を反映した推定入力電力 P bが許容範囲内である場合には、 制御装置 50は、 現在の動作状態のままで、 モータジェネレータ MG 1により所定の負ト ルクを出力させて、 所望の減速度が得られるようにエンジン停止制御を実行する (ステップ S 150) 。
一方、 ステップ S 140の YE S判定時、 すなわち現在の動作状態における全 体消費電力 P t t 1を反映した推定入力電力 P bが許容範囲を超える場合には、 制御装置 50は、 ステップ S 160により、 全体消費電力 P t t 1が増大するよ うに、 昇降圧コンバータ 15およびインバータ 20, 30のうちの少なくとも 1 つにおいて動作状態を変更する。 また、 負荷 1 70 (補機） の動作状態について も変更することができる。
図 6に示すように、 この動作状態の変更として、 （a) 昇降圧コンバータ 1 5、 インバータ 20およびィンバータ 30のうちの少なくとも 1つにおけるスィツチ ング周波数上昇 （キャリア周波数上昇） 、 （b) 電圧指令値 VHr e f 上昇、 (c) 補機負荷の動作状態変更のうちの少なくとも 1つが実行される。 これによ り、 昇降圧コンバータ 15での損失電力 L c v、 インバータ 20における損失電 力 L i V 1、 インバータ 30における L i V 2、 負荷 （捕機） 1 70による消費 電力 P aおよび平滑コンデンサ C 0の蓄積電力変化 Δ P cのうちの少なくとも 1 つが増大されて、 全体消費電力 P t t 1は P t t 1 #に増加される。 なお、 上記 ( a ) によるスイッチング周波数上昇については、 必ずしも昇降圧コンバータ 1 5、 ィンバータ 2 0およぴィンバータ 3 0の全てについて実行するのではなく、 それぞれにおける実行要否を個別に判断してもよい。
ここで、 図 3のステップ S 1 6 0での処理による動作状態の変更対象は、 全体 消費電力 P t t 1の必要増加量 Δ Ρ t t 1 (図 6 ) に応じて決定される。 たとえ ば、 上記 （a ) 〜 （c ) の実行に伴う全体消費電力増加量の予測値を予め求めて おくことにより、 必要増加量 A P t t 1 と動作状態の変更対象との関係を予め決 定しておくことができる。
再び図 3を参照して、 制御装置 5 0は、 ステップ S 1 7 0により、 ステップ S 1 6 0に従って全体消費電力を増大させるように動作状態を変更した上で、 モー タジェネレータ MG 1により所定の負トルクを出力させて、 所望の減速度が得ら れるようにエンジン停止制御を実行する。
なお、 図 3のフローチャートにおいて、 ステップ S 1 0 0は本発明の 「入力制 限取得手段」 に対応し、 ステップ S 1 1 0は本発明での 「発電電力推定手段」 に 対応し、 ステップ S 1 2 0、 S 1 3 0は本発明における 「入力電力推定手段」 に 対応する。 また、 ステップ S 1 6 0は本発明における 「損失制御手段」 に対応す る。
このような制御構成とすることにより、 所望の減速度を得るためのエンジン停 止制御の際に、 走行用バッテリ B (蓄電装置） への入力電力が許容範囲を超える ことが推定される場合には、 昇降圧コンバータ 1 5 , 平滑コンデンサ C O、 およ びインバータ 2 0， 3 0により構成される 「電力授受回路」 での消費電力を増大 させることにより、 蓄電装置の過充電を防止することができる。
特に、 現在の動作状態による上記電力消費回路での消費電力の推定に基づき、 蓄電装置への入力電力が許容範囲を超えるときに限って上記電力授受回路におけ る消費電力を増大させるので、 無用な消費電力増大を抑えてエンジン停止制御に より発生する電気工ネルギを有効に回収することが可能となる。
また、 昇降圧コンバータ 1 5およびインバータ 2 0， 3 0の動作状態の変更に よって消費電力を増大させるので、 余剰電力消費のための新たな機構を設けるこ W となく、 蓄電装置の過充電を防止することができる。
(変形例 1 )
本発明の実施の形態における、 昇降圧コンバータ 15、 インバータ 20， 30 等の動作状態変更による消費電力増大量には上限が存在する。 このため、 図 7に 示すように、 全体消費電力を上限まで高めても、 蓄電装置 （走行用バッテリ B) への入力電力が許容範囲を超える可能性が存在する。 この場合には、 蓄電装置の 過充電を回避するために、 モータジェネレータ MG 1による発電量の減少あるい は発電中止が必要となる。
図 8は、 このようなケースに対処するための、 本発明の実施の形態の変形例 1 によるエンジン停止制御における一連の制御処理を説明するフローチヤ一トであ る。
図 8を参照して、 実施の形態の変形例 1によるエンジン停止制御では、 図 3に 示したフローチャートでの処理に加えて、 ステップ S 200〜S 220が実行さ れる。
制御装置 50は、 ステップ S 200では、 電圧センサ 10の出力に基づき、 走 行用バッテリ B (蓄電装置） の電圧、 すなわちバッテリ電圧 Vbを取得する。 さ らに、 制御装置 50は、 ステップ S 210により、 取得したバッテリ電圧 Vbを 管理上限電圧 V bma Xと比較する。 この管理上限電圧 V b m a Xは、 走行用バ ッテリ B (蓄電装置） の故障や寿命低下に至るような限界電圧に対してマージン を有するように設定することが好ましい。
制御装置 50は、 ステップ S 210の NO判定時、 すなわちバッテリ電圧 Vb が管理上限電圧 V bma Xに達していない場合には、 図 3と同様のステップ S 1 00〜S 170の処理により、 走行用バッテリ B (蓄電装置） の過充電を防止し たェンジン停止制御を実行とする。
一方、 制御装置 50は、 ステップ S 210の YES判定時、 すなわち蓄電装置 の過充電によりバッテリ電圧 Vbが管理上限電圧 V bma X以上となった場合に は、 ステップ S 220により、 モータジェネレータ MG 1による発電を停止する, 具体的には、 モータジェネレータ MG 1によるトルク発生を禁止 （T q c om (1) =0に設定） して、 エンジン停止制御を非実行とする。 このような制御構成とすることにより、 走行用バッテリ B (蓄電装置） の継続 的な過充電を確実に回避して、 機器保護を図ることができる。 なお、 図 7のフロ 一チャートにおいて、 ステップ S 210は本発明の 「電圧判定手段」 に対応し、 ステップ S 220は本発明での 「発電停止手段」 に対応する。
(変形例 2)
図 9は、 本発明の実施の形態の変形例 2によるエンジン停止制御における一連 の制御処理を説明するフローチヤ一トである。
図 9を参照して、 実施の形態の変形例 2によるエンジン停止制御では、 図 7に 示したフローチヤ一トでの処理に加えて、 ステップ S 250〜S 270が実行さ れる。
制御装置 50は、 ステップ S 140の Y E S判定時、 すなわち現在の動作状態 における全体消費電力 P t t 1を反映した推定入力電力 P bが許容範囲を超える 場合には、 ステップ S 250により、 動作状態変更により増大可能な全体消費電 力の上限値 P t t 1 ma Xを推定し、 このときの蓄電装置 （走行用バッテリ B) への推定入力電力 P b #を求める。
さらに、 制御装置 50は、 ステップ S 260により、 ステップ S 250での推 定入力電力 P b #が許容範囲を超えるか否かを判定する。 すなわち、 ステップ S 260では、 P b #>P i n + kが成立するか否かが判定される。
ステップ S 260の YES判定時、 すなわち、 推定入力電力 P b #が許容範囲 内である （ l P b # | ≤ l P i n | +k) 場合には、 制御装置 50は、 ステップ S 160および S 1 70を実行して、 図 6に示したように、 必要増加量 Δ Ρ t t 1 (図 6) に従って全体消費電力が P t t 1 #に増大されるように動作状態変更 を変更した上で、 モータジェネレータ MG 1により所定の負トルクを出力させて、 所望の減速度が得られるようにエンジン停止制御を実行する。
一方、 ステップ S 260の NO判定時、 すなわち、 推定入力電力 Pb #が許容 範囲を超える U P b # I > I P i n I + k) 場合には、 制御装置 50は、 ステ ップ S 270により、 余剰発電電力 A P g= | P b # | — | P i n | +kに対応 させてモータジェネレータ MG 1の発電電力 （絶対値） が減少するように、 モー タジェネレータ MG 1による発生トルク （負トルク） の絶対値を減少させる。 す なわち、 負値であるトルク指令値 T q c o m ( 1 ) の絶対値を減少させる。 この 際のトルク指令値 （絶対 #：) の減少分は、 上記余剰発電電力 A P gおよび MG 1 回転数に基づいて設定できる。
このような制御構成とすることにより、 走行用バッテリ B (蓄電装置） の継続 的な過充電を確実に回避して機器保護を図ることが可能な範囲に制限して、 ェン ジン停止時の減速度を上昇させるェンジン停止制御を実現することができる。 な お、 図 8のフローチャートにおいて、 ステップ S 2 5 0は本発明の 「入力電力予 測手段」 に対応し、 ステップ S 2 7 0は本発明での 「発電抑制手段」 に対応する。 なお、 本実施の形態では、 昇降圧コンバータ 1 5を介して、 エンジン停止制御 の際に使用される発電機 （モータジェネレータ MG 1 ) および蓄電装置 （走行用 バッテリ B ) の間で電力が授受される構成を例示したが、 本発明の適用はこのよ うな構成に限定されるものではない。 すなわち、 昇降圧コンバータ 1 5の配置が 省略される構成においても、 インバータ 2 0 , 3 0の動作状態変更 （スィッチン グ周波数上昇） による消費電力增大等により、 本発明の適用が可能である。
また、 本実施の形態では、 ハイブリッド車両におけるエンジン停止制御を例示 したが、 エンジン 1 1 0 (内燃機関） および発電動作を伴ってエンジン停止制御 を実行可能な電動機を備えた構成の車両であれば、 その他の構成を限定すること なく、 本 明を適用することが可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつて制限的なものではない と考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲に よって示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすベての変更が含まれ ることが意図される。

Claims

請求の範囲
1 . 燃料燃焼により作動する内燃機関と、 前記内燃機関の停止時に発電動作に より前記内燃機関の停止力を発生するように構成された第 1の回転電機と、 蓄電 装置および前記第 1の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを備 える車両における内燃機関の停止制御装置であつて、
前記蓄電装置の許容入力電力を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関の停止時に前記第 1の回転電機による発電電力を推定する発電推 定手段と、
前記内燃機関の停止時に、 前記電力授受回路での消費電力を推定して、 推定し た消費電力およぴ前記発電推定手段により推定された発電電力に基づき前記蓄電 装置への入力電力を推定する入力電力推定手段と、
前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記許容入力電力を超える ときに、 前記電力授受回路での消費電力が増大するように前記電力授受回路の動 作を制御する損失制御手段とを備える、 内燃機関の停止制御装置。
2 . 前記蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較する電圧判定手段と、 ' 前記電圧判定手段により前記蓄電装置の出力電圧が前記管理上限電圧を超えた と判定されたときに、 前記内燃機関の停止時における前記第 1の回転電機の発電 動作を停止する発電停止手段とをさらに備える、 請求の範囲第 1項に記載の内燃 機関の停止制御装置。
3 . 前記損失制御手段により前記電力授受回路での消費電力を上限まで増大さ せた場合における、 前記蓄電装置への入力電力を予測する入力電力予測手段と、 前記入力電力予測手段によつて予測された前記蓄電装置への入力電力が前記許 容入力電力を超えるときに、 前記第 1の回転電機による発電電力が減少するよう に前記第 1の回転電機の出力トルク指令を修正する発電抑制手段とをさらに備え る、 請求の範囲第 1項に記載の内燃機関の停止制御装置。
4 . 前記電力授受回路は、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記蓄電装置に入出力さ れる直流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換 を行なうように構成された第 1のインバータを含み、
前記損失制御手段は、 前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記 許容入力電力を超えるときに、 前記第 1のィンバータの各前記スィツチング素子 のスィツチング周波数を上昇させる、 請求の範囲第 1〜 3項のいずれか 1項に記 載の内燃機関の停止制御装置。
5 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記蓄電装置に入出力さ れる直流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換 を行なうように構成された第 2のインバータを含み、
前記損失制御手段は、 前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記 許容入力電力を超えるときに、 前記第 2のインバータの各前記スィツチング素子 のスィツチング周波数を上昇させる、 請求の範囲第 1〜 3項のいずれか 1項に記 載の内燃機関の停止制御装置。
6 . 前記電力授受回路は、
前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィツチング素子のスィッ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 1のィンバータとを含み、
前記コンバータにおける前記スィツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を 電圧指令値に従って制御するように制御され、
前記損失制御手段は、 前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記 許容入力電力を超えるときに、 前記コンバータの前記スィツチング素子のスィッ チング周波数を上昇させる、 請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の内燃機関の停 止制御装置。
7 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィツチング素子のスィッ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 1のィンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 2のィンバータとを含み、
前記コンバータにおける前記スイツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を 電圧指令ィ直と一致させるように制御され、
前記損失制御手段は、 前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記 許容入力電力を超えるときに前記コンバータの電圧指令値を上昇させる、 請求の 範囲第 1〜 3項のいずれか 1項に記載の内燃機関の停止制御装置。
8 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィツチング素子のスィッ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 1のィンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 2のィンバータとを含み、
前記コンバータにおける前記スィツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を 電圧指令値と一致させるように制御され、
前記損失制御手段は、 前記入力電力推定手段により推定された入力電力が前記 許容入力電力を超えるときに、 （1 ) 前記コンバータの前記スイッチング素子の スイッチング周波数の上昇、 （2 ) 前記第 1のインバータの各前記スイッチング 素子のスイッチング周波数の上昇、 （3 ) 前記第 2のインバータの各前記スイツ チング素子のスイッチング周波数の上昇、 （4 ) 前記コンバータの電圧指令値の 上昇、 のうちの少なくとも 1つを実行する、 請求の範囲第 1〜 3項のいずれか 1 項に記載の内燃機関の停止制御装置。
9 . 前記蓄電装置は、 リチウムイオン二次電池により構成される、 請求の範囲 第 1項に記載の内燃機関の停止制御装置。
1 0 . 燃料燃焼により作動する内燃機関と、 前記内燃機関の停止時に発電動作 により前記内燃機関の停止力を発生するように構成された第 1の回転電機と、 蓄 電装置および前記第 1の回転電機の間で電力を授受するための電力授受回路とを 備える車両における内燃機関の停止制御方法であつて、
前記蓄電装置の許容入力電力を設定するステツプと、
前記内燃機関の停止時に前記第 1の回転電機による発電電力を推定するステツ プと、
前記内燃機関の停止時に、 前記電力授受回路での消費電力を推定して、 推定し た消費電力および前記推定された発電電力に基づき前記蓄電装置への入力電力を 推定するステップと、
前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超えるときに、 前記電力授受回 路での消費電力が増大するように前記電力授受回路の動作を制御するステップと を備える、 内燃機関の停止制御方法。
1 1 . 前記蓄電装置の出力電圧を管理上限電圧と比較するステップと、 前記比較するステップにより前記蓄電装置の出力電圧が前記管理上限電圧を超 えたと判定されたときに、 前記内燃機関の停止時における前記第 1の回転電機の 発電動作を停止するステップとをさらに備える、 請求の範囲第 1 0項に記載の内 燃機関の停止制御方法。
1 2 . 前記制御するステップにより前記電力授受回路での消費電力を上限まで 増大させた場合における、 前記蓄電装置への入力電力を予測するステップと、 前記予測するステップによつて予測された前記蓄電装置への入力電力が前記許 容入力電力を超えるときに、 前記第 1の回転電機による発電電力が減少するよう に前記第 1の回転電機の出力トルク指令を修正するステツプとをさらに備える、 請求の範囲第 1 0項に記載の内燃機関の停止制御方法。
1 3 . 前記電力授受回路は、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記蓄電装置に入出力さ れる直流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換 を行なうように構成された第 1のィンバータを含み、
前記制御するステップは、 前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超え るときに、 前記第 1のィンバータの各前記スィツチング素子のスィツチング周波 数を上昇させる、 請求の範囲第 1 0〜1 2項のいずれか 1項に記載の内燃機関の 停止制御装置。
1 4 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた 第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記蓄電装置に入出力さ れる直流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換 を行なうように構成された第 2のィンバータを含み、
前記制御するステップは、 前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超え るときに、 前記第 2のインバータの各前記スィツチング素子のスィツチング周波 数を上昇させる、 請求の範囲第 1 0〜1 2項のいずれか 1項に記載の内燃機関の 停止制御装置。
1 5 . 前記電力授受回路は、
前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィツチング素子のスィッ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 1のィンバ^"タとを含み、
前記コンバータにおける前記スィツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を 電圧指令値に従って制御するように制御され、
前記制御するステップは、 前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超え
5 るときに、 前記コンバータの前記スイッチング素子のスイッチング周波数を上昇 させる、 請求項 1 0〜1 2のいずれか 1項に記載の内燃機関の停止制御装置。
1 6 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた 第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
10 前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スイッチング素子のスイツ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、
複数のスィッチング素子のスイツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な 15 うように構成された第 1のィンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 2のィンバータとを含み、
前記コンバータにおける前記スィツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を I 20 電圧指令値と一致させるように制御され、
前記制御するステップは、 前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超え るときに前記コンバータの電圧指令値を上昇させる、 請求の範囲第 1 0〜1 2項 のいずれか 1項に記載の内燃機関の停止制御装置。
1 . 前記車両は、 前記内燃機関と並列に車両駆動力を発生可能に設けられた 25 第 2の回転電機をさらに備え、
前記電力授受回路は、
前記蓄電装置および直流電源配線の間に設けられ、 スィッチング素子のスイツ チング動作により前記蓄電装置および前記直流電源配線の間で直流電力を授受す るように構成されたコンバータと、 複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 1の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 1のィンバータと、
複数のスィツチング素子のスィツチング動作により、 前記直流電源配線上の直 流電力および前記第 2の回転電機に入出力される交流電力の間の電力変換を行な うように構成された第 2のィンバータとを含み、
前記コンバータにおける前記スイツチング動作は、 前記直流電源配線の電圧を 電圧指令値と一致させるように制御され、
前記制御するステツプは、 前記推定された入力電力が前記許容入力電力を超え るときに、 （1 ) 前記コンバータの前記スイッチング素子のスイッチング周波数 の上昇、 （2 ) 前記第 1のインバータの各前記スイッチング素子のスイッチング 周波数の上昇、 （3 ) 前記第 2のインバータの各前記スイッチング素子のスイツ チング周波数の上昇、 （4 ) 前記コンバータの電圧指令値の上昇、 のうちの少な くとも 1つを実行する、 請求の範囲第 1 0〜1 2項のいずれか 1項に記載の内燃 機関の停止制御方法。
1 8 . 前記蓄電装置は、 リチウムイオン二次電池により構成される、 請求の範 囲第 1 0項に記載の内燃機関の停止制御方法。
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