JP2019099026A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの始動可能な領域を狭めることなく、歯打ち音を低減するハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１２と、エンジン１２に動力伝達可能に連結された第１電動機ＭＧ１と、出力歯車３０に動力伝達可能に連結された第２電動機ＭＧ２と、を有するハイブリッド車両１０の、電子制御装置８０であって、第１電動機ＭＧ１によるクランキングに基づくエンジン１２の始動時に、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内、すなわち零乃至零近傍の所定範囲内であると推測される場合には、その推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外となるように、第１電動機ＭＧ１によるクランキングの目標トルク値Ｔｍｇ１を変更する。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、歯打ち音を低減する技術に関する。

エンジンと、そのエンジンに動力伝達可能に連結された第１電動機と、出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機と、を有するハイブリッド車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のハイブリッド車両の制御装置がそれである。エンジンの始動時に第１電動機から出力されるトルクの大きさによっては第２電動機の出力トルクの大きさが零近傍となり、第２電動機のロータシャフトに噛み合うギヤにおいて歯打ち音が発生することがある。特許文献１に記載のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動閾値が変更されることによって、第２電動機の出力トルクが零近傍になることが推測される第１電動機のトルクの大きさではエンジンの始動が行われないようにされている。

特開２０１１−２０７３３６号公報

上記ハイブリッド車両の制御装置では、エンジン始動閾値が変更されることによりエンジンの始動可能な領域が狭まってしまうため、例えば蓄電装置の残量が低減したときにエンジンの始動による蓄電装置の充電が遅れてしまうおそれがある。

本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの始動可能な領域を狭めることなく、歯打ち音を低減するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、エンジンと、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第１電動機と、出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機と、を有するハイブリッド車両の、制御装置であって、前記第１電動機によるクランキングに基づく前記エンジンの始動時に、前記第２電動機の出力トルク値が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内であると推測される場合には、前記推測される前記第２電動機の出力トルク値が前記歯打ちトルク領域の範囲外となるように、前記第１電動機によるクランキングの目標トルク値を変更することにある。

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、前記第１電動機によるクランキングに基づく前記エンジンの始動時に、前記第２電動機の出力トルク値が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内であると推測される場合には、前記推測される前記第２電動機の出力トルク値が前記歯打ちトルク領域の範囲外となるように、前記第１電動機によるクランキングの目標トルク値が変更される。このように、エンジン始動時における第１電動機によるクランキングの目標トルク値が変更されることで第２電動機の出力トルク値が歯打ちトルク領域の範囲外とされて歯打ち音が低減される。このように、第１電動機の目標トルク値が変更されるだけであるため、エンジンの始動可能な領域が狭められることなく、第２電動機に噛み合う出力回転部材であるギヤにおける歯打ち音が低減される。

本発明の一実施例である電子制御装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を説明する図であるとともに、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図１の電子制御装置の制御機能の要部を例示する機能ブロック線図である。 図１の電子制御装置によってエンジンを始動する場合のタイムチャートの例示である。 電子制御装置の制御作動の要部、すなわちエンジンを始動する場合の歯打ち音の発生を低減乃至回避する為の制御作動を説明するフローチャートの一例である。

本発明の一実施形態において、前記エンジンの始動時の前記第１電動機によるクランキングの前記目標トルク値は、クランキングトルクプロフィールに基づいており、前記クランキングトルクプロフィールは、前記目標トルク値が一定値となる複数の期間を含んでおり、前記複数の期間のそれぞれにおいて、前記第２電動機の出力トルク値が前記歯打ちトルク領域の範囲外となるように、前記クランキングトルクプロフィールの前記目標トルク値を変更する。このように、第１電動機に付与されるクランキングトルクプロフィールにおいて、目標トルク値が一定値となる期間については、第２電動機の出力トルク値が歯打ちトルク領域の範囲外とされる。したがって、第２電動機の出力トルク値が一定の期間にわたって歯打ちトルク領域の範囲内でとどまることは無いため、歯打ち音の発生が低減される。

本発明の一実施形態において、前記歯打ちトルク領域の範囲は、零乃至零近傍の上限値未満および下限値超で規定された所定範囲であって、前記目標トルク値を変更するにあたっては、前記推測される前記第２電動機の出力トルク値が前記上限値または前記下限値となるような前記目標トルク値の変更のうち、前記目標トルク値の変更量が少ない方の変更とする。このように目標トルク値の変更量が少ない方の変更が行われるため、クランキングトルクプロフィールの変更は最小限に抑制される。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である電子制御装置８０を搭載したハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）の概略構成を説明する図であるとともに、車両１０に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。

車両１０は、走行用駆動力源としてのエンジン１２およびトランスアクスル（Ｔ／Ａ）としての動力伝達装置１４を備えている。動力伝達装置１４は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース１６内において、エンジン１２側から順に、ダンパー１８、入力軸２０、変速部２２、カウンタギヤ対２４、ファイナルギヤ対２６、差動歯車装置２８（終減速機）などを備えている。変速部２２は、第１電動機ＭＧ１と、エンジン１２から出力される動力を第１電動機ＭＧ１および出力歯車３０へ分配する動力分配機構３２と、出力回転部材である出力歯車３０に連結される歯車機構３４と、出力歯車３０に歯車機構３４を介して動力伝達可能に連結された第２電動機ＭＧ２と、を有している。カウンタギヤ対２４は、出力歯車３０とカウンタドリブンギヤ３６とで構成されている。入力軸２０は、その一端がダンパー１８を介してエンジン１２に連結されることでエンジン１２により回転駆動させられる。また、入力軸２０の他端にはオイルポンプ３８が連結されており、入力軸２０が回転駆動されることによりオイルポンプ３８が回転駆動させられて、動力伝達装置１４の各部、例えば動力分配機構３２、歯車機構３４、不図示のボールベアリング等に潤滑油が供給される。このような動力伝達装置１４では、ダンパー１８および入力軸２０を介して入力されるエンジン１２の動力や第２電動機ＭＧ２の動力が出力回転部材である出力歯車３０へ伝達され、出力歯車３０からカウンタギヤ対２４、ファイナルギヤ対２６、差動歯車装置２８、一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪４０へ伝達される。

動力分配機構３２は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンＰ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素として備える公知のシングルピニオン型遊星歯車装置であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。第１キャリヤＣＡ１は入力軸２０を介してエンジン１２に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機ＭＧ１に連結され、第１リングギヤＲ１は出力歯車３０に連結されている。これにより、動力分配機構３２において、エンジン１２から出力された動力が第１電動機ＭＧ１および出力歯車３０に分配される。第１電動機ＭＧ１に分配されたエンジン１２の動力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電気エネルギがインバータ５０を介して蓄電装置５２に蓄電されたりその電気エネルギで第２電動機ＭＧ２が回転駆動されたりする。また、エンジン１２が運転停止中においては、動力分配機構３２によって第１電動機ＭＧ１から出力された動力でエンジン１２が回転駆動（クランキング）されて運転停止中のエンジン１２の始動が行われる。

歯車機構３４は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンＰ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を回転要素として備える公知のシングルピニオン型遊星歯車装置である。第２キャリヤＣＡ２は非回転部材であるケース１６に連結されることで回転が阻止され、第２サンギヤＳ２は第２電動機ＭＧ２に連結され、第２リングギヤＲ２は出力歯車３０に連結されている。歯車機構３４は、例えば減速機として機能するように遊星歯車装置自体のギヤ比が構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルクを出力する力行時には第２電動機ＭＧ２の回転が減速させられて出力歯車３０に伝達され、そのトルクが増大させられて出力歯車３０へ伝達される。出力歯車３０は、動力分配機構３２の第１リングギヤＲ１および歯車機構３４の第２リングギヤＲ２としての機能、およびカウンタドリブンギヤ３６と噛み合ってカウンタギヤ対２４を構成するカウンタドライブギヤとしての機能が１つのギヤに一体化された複合歯車となっている。

第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、電気エネルギから機械的な動力を発生する発動機機能を備え、好適には発動機機能と共に機械的な動力から電気エネルギを発生する発電機機能を備えた、例えば同期電動機である。例えば、第１電動機ＭＧ１は、運転停止中のエンジン１２を回転駆動する発動機機能およびエンジン１２の反力を受け持つ為の発電機機能を備える。第２電動機ＭＧ２は、走行用駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能する為の発動機機能および駆動輪４０側からの逆駆動力から回生により電気エネルギを発生する発電機機能を備える。

車両１０は、車両１０の各部を制御する制御装置としての電子制御装置８０を備える。電子制御装置８０は、例えば所謂マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を含んで構成されており、予め記憶されたプログラムに従って入力信号の処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置８０は、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行する。電子制御装置８０には、車両１０に設けられたエンジン回転速度センサ６０、出力軸回転速度センサ６２、車速センサ６４、ＭＧ１回転速度センサ６６、ＭＧ２回転速度センサ６８、アクセル開度センサ７０、およびバッテリセンサ７２によってそれぞれ検出された、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、出力歯車３０の回転速度である出力軸回転速度Ｎｏｕｔ（ｒｐｍ）、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、第１電動機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１（ｒｐｍ）、第２電動機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２（ｒｐｍ）、アクセルペダルの踏込操作量に対応したアクセル開度θａｃｃ（％）、および蓄電装置５２のバッテリ温度ＴＨｂａｔ（℃）やバッテリ充放電電流Ｉｂａｔ（Ａ）やバッテリ電圧Ｖｂａｔ（Ｖ）が入力される。電子制御装置８０からは、ハイブリッド制御信号Ｓｈｖがエンジン１２およびインバータ５０に出力され、エンジン１２の運転制御やインバータ５０を介して第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の運転制御がなされる。なお、電子制御装置８０は、例えば前述のバッテリ温度ＴＨｂａｔ、バッテリ充放電電流Ｉｂａｔ、およびバッテリ電圧Ｖｂａｔなどに基づいて蓄電装置５２の充電状態（充電容量）ＳＯＣ（％）を逐次算出する。

図２は、図１の電子制御装置８０の制御機能の要部を例示する機能ブロック線図である。電子制御装置８０は、ハイブリッド制御部８２、トルク算出部８４、トルク推測部８６、およびトルクプロフィール設定部８８を備えている。

ハイブリッド制御部８２は、例えばアクセル開度θａｃｃや車速Ｖに基づいて運転者による車両１０に対する駆動要求量、例えば駆動輪４０に対して要求されるトルクの大きさである要求駆動トルク値Ｔｒｅｑ（Ｎｍ）から、出力歯車３０に要求される出力トルクの大きさである出力駆動トルク値Ｔｏｕｔを算出する。ハイブリッド制御部８２は、蓄電装置５２の充電要求値等を考慮して、その出力駆動トルク値Ｔｏｕｔが得られるように駆動力源（エンジン１２および第２電動機ＭＧ２）を運転制御するハイブリッド制御信号Ｓｈｖを出力する。ハイブリッド制御部８２は、例えばエンジン１２の運転を停止させると共に第２電動機ＭＧ２のみを走行用駆動源として走行するモータ走行（ＥＶ走行）を実行する為のモータ走行モード、エンジン１２の動力に対する反力を第１電動機ＭＧ１の発電により受け持つことで出力歯車３０を介して駆動輪４０にエンジン１２の直達トルクを伝達すると共に第１電動機ＭＧ１の発電電力により第２電動機ＭＧ２を駆動することで出力歯車３０にトルクを伝達して少なくともエンジン１２を走行用駆動源として走行するエンジン走行を実行する為のエンジン走行モード（定常走行モード）、このエンジン走行モードにおいて蓄電装置５２からの電力を用いた第２電動機ＭＧ２の動力を更に付加して走行する為のアシスト走行モード（加速走行モード）等を、車両状態に応じて選択的に成立させる。

ハイブリッド制御部８２は、実際の車速Ｖおよび駆動要求量（アクセル開度θａｃｃ、要求駆動トルク値Ｔｒｅｑ等）で示される車両状態が、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された、すなわち予め定められたモータ走行領域にある場合には、モータ走行モードを成立させる。ハイブリッド制御部８２は、車両状態が予め定められたエンジン走行領域にある場合には、エンジン走行モード乃至アシスト走行モードを成立させる。モータ走行領域は、エンジン走行領域よりも低出力域側に設定されている。ハイブリッド制御部８２は、車両状態がモータ走行領域にある場合であっても、例えば蓄電装置５２の充電容量ＳＯＣおよび／又は蓄電装置温度に応じた放電可能な電力、すなわち出力制限Ｗｏｕｔに基づいて放電が制限された為にＥＶ走行できない場合、蓄電装置５２の充電が要求された場合、或いはエンジン１２やエンジン１２に関連する機器の暖機が必要な場合等には、エンジン１２を作動させて走行する。

ハイブリッド制御部８２は、ＥＶ走行中に、例えば車速Ｖあるいは駆動要求量の上昇、蓄電装置５２の充電不足、或いはエンジン１２の暖機要求などに基づいて、エンジン１２の始動が要求されたか否かを判断する。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の始動が要求されたと判断した場合には、エンジン１２を始動するエンジン始動制御を実行する。エンジン始動制御では、ハイブリッド制御部８２は、第１電動機ＭＧ１の動力によりエンジン１２をクランキングすることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させてエンジン１２を始動する。つまり、ハイブリッド制御部８２は、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１の上昇によってエンジン回転速度Ｎｅを引き上げる為のクランキングトルクとして第１電動機ＭＧ１から目標トルク値Ｔｍｇ１の大きさのトルクを出力させる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２が自立運転可能乃至完爆可能な所定回転速度Ｎｅｉ以上にエンジン回転速度Ｎｅが上昇したら、エンジン１２への燃料噴射を行うと共にエンジン１２の点火を行ってエンジン１２を始動する。

図３は、図１の電子制御装置８０によってエンジン１２を始動する場合のタイムチャートの例示である。図３において、ＥＶ走行中で惰性走行しているときに例えば暖機の必要性からエンジン１２の始動が要求されたと判断されると（時刻ｔ１）、基本的には、実線で示した目標トルク値Ｔｍｇ１の時間推移が予め設定されたクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏに基づいて第１電動機ＭＧ１からトルクが出力され、エンジン１２が回転駆動されてエンジン回転速度Ｎｅが上昇させられる（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間）。クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏには、エンジン１２を回転駆動する初期期間に目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である第１目標トルク値Ｔｍｇ１１（Ｎｍ）となる第１期間Ｔ１と、第１期間Ｔ１の後に目標トルク値Ｔｍｇ１が第１目標トルク値Ｔｍｇ１１よりも小さい一定値である第２目標トルク値Ｔｍｇ１２（Ｎｍ）となる第２期間Ｔ２と、第２期間Ｔ２の後に目標トルク値Ｔｍｇ１が第２目標トルク値Ｔｍｇ１２から零に向かって時間の経過と共に次第に減少していく第３期間Ｔ３と、を有する。これら第１期間Ｔ１乃至第３期間Ｔ３を含む時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間を通じて、第１電動機ＭＧ１から目標トルク値Ｔｍｇ１の大きさのトルクが出力されてエンジン１２が回転駆動されることでエンジン回転速度Ｎｅが上昇する。そして、前述したようにエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｅｉ以上に上昇した時点で、エンジン１２への燃料噴射が行われると共にエンジン１２の点火が行われてエンジン１２が始動されエンジン始動処理が終了する（時刻ｔ３）。

図２に戻り説明すると、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の始動が要求されたと判断した場合、第１電動機ＭＧ１のトルクによってエンジン１２のクランキングを開始するのに先立ち、第２電動機ＭＧ２から出力するトルクの大きさ（以下、出力トルク値Ｔｍｇ２という）の算出を指示する指令信号をトルク算出部８４に出力する。

トルク算出部８４は、ハイブリッド制御部８２から指令信号が入力されると、前述のクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏに基づいて第１電動機ＭＧ１が目標トルク値Ｔｍｇ１の大きさのトルクを出力する場合の第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２を算出する。エンジン１２をクランキングするために第１電動機ＭＧ１が出力するトルクの大きさは、前述したクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏで規定された目標トルク値Ｔｍｇ１である。したがって、出力歯車３０に対して第１電動機ＭＧ１が反力として伝達するトルクの大きさは、目標トルク値Ｔｍｇ１と第１サンギヤＳ１の歯数Ｚｓ１および第１リングギヤＲ１の歯数Ｚｒ１によって決まる所定ギヤ比ρ１（＝Ｚｓ１／Ｚｒ１）とに応じて決められる。すなわち、第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１に所定ギヤ比ρ１の逆数を乗じたものが反力として出力歯車３０に伝達される。第２電動機ＭＧ２が出力するトルクの大きさは、出力トルク値Ｔｍｇ２である。したがって、出力歯車３０に対して第２電動機ＭＧ２が伝達するトルクの大きさは、出力トルク値Ｔｍｇ２と第２サンギヤＳ２の歯数Ｚｓ２および第２リングギヤＲ２の歯数Ｚｒ２によって決まる所定ギヤ比ρ２（＝Ｚｓ２／Ｚｒ２）とに応じて決められる。すなわち、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２に所定ギヤ比ρ２の逆数を乗じたものが出力歯車３０に伝達される。エンジン１２の始動処理中に駆動輪４０に対して出力歯車３０が伝達するトルクの大きさである出力駆動トルク値Ｔｏｕｔが変化すると運転者に違和感を生じさせるため、出力駆動トルク値Ｔｏｕｔは変化しない方が良い。出力駆動トルク値Ｔｏｕｔは、第１電動機ＭＧ１から反力として伝達されたトルクの大きさと第２電動機ＭＧ２から伝達されたトルクの大きさとの合計であるため、下式（１）が成り立つ。なお、出力歯車３０に対して第１電動機ＭＧ１が伝達するトルクは反力であるので符号は負となる。
Ｔｏｕｔ＝Ｔｍｇ２×（１/ρ２）−Ｔｍｇ１×（１/ρ１） ・・・(1)

上式（１）から第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２は、下式（２）によって算出される。
Ｔｍｇ２＝｛Ｔｏｕｔ＋Ｔｍｇ１×（１/ρ１）｝×ρ２ ・・・(2)

図３に示すように、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの目標トルク値Ｔｍｇ１は、一定値である第１目標トルク値Ｔｍｇ１１となる第１期間Ｔ１や一定値である第２目標トルク値Ｔｍｇ１２となる第２期間Ｔ２のような期間を複数含んでいる。このような場合、好適にはそれぞれの期間において第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が算出される。例えば、図３の例では、実線で示すように第１期間Ｔ１では、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２は第１出力トルク値Ｔｍｇ２１（Ｎｍ）と算出され、第２期間Ｔ２では、出力トルク値Ｔｍｇ２は第２出力トルク値Ｔｍｇ２２（Ｎｍ）と算出される。トルク算出部８４は、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かの推測を指示する指令信号をトルク推測部８６に出力する。

トルク推測部８６は、トルク算出部８４から指令信号が入力されると、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かを推測する。具体的には、トルク推測部８６は、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が零乃至零近傍の所定範囲内、例えば上限値α（＞０）よりも小さく且つ下限値−αよりも大きい所定範囲内であるか否かの判定によって推測する。第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が零乃至零近傍の所定範囲内である場合には、第２電動機ＭＧ２から出力されたトルクが作用する噛み合わせ部分において各歯車同士の押し付け合う力が比較的弱い状態となり、噛合歯の歯面同士が相互に衝突と離間を繰り返して互いに打ち合い、歯打ち音が発生し易い。零乃至零近傍の上限値αおよび下限値−αで規定される歯打ちトルク領域の範囲は、歯打ち音が発生しやすい第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２のトルク範囲として予め実験的に或いは設計的に求められる。トルク推測部８６は、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であると推測する場合には、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの修正を指示する修正指令信号をトルクプロフィール設定部８８に出力する。一方、トルク推測部８６は、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外であると推測する場合には、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏを無修正とする無修正指令信号をトルクプロフィール設定部８８に出力する。

トルクプロフィール設定部８８は、トルク推測部８６から修正指令信号が入力された場合には、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が前述の零乃至零近傍の所定範囲内である期間におけるクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの目標トルク値Ｔｍｇ１のトルク値を変更し、出力トルク値Ｔｍｇ２が前述の零乃至零近傍の所定範囲外となるようにする。例えば、図３の例では、第１期間Ｔ１における第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２である第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が零乃至零近傍の所定範囲内であるため、トルクプロフィール設定部８８は第１期間Ｔ１における第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を変更する。

すなわち、第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が上限値α以上となるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を変更するか、または第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が下限値−α以下となるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を変更する。好適には、推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が上限値αまたは下限値−αとなるような第１目標トルク値Ｔｍｇ１１の変更のうち、第１目標トルク値Ｔｍｇ１１の変更量が少ない方の変更を行う。

ここから、第１目標トルク値Ｔｍｇ１１の具体的な変更方法を説明する。第１期間Ｔ１に関しては、Ｔｍｇ１＝Ｔｍｇ１１であり、Ｔｍｇ２＝Ｔｍｇ２１であるから、上式（１）より下式（３）が成立する。
Ｔｏｕｔ＝Ｔｍｇ２１×（１/ρ２）−Ｔｍｇ１１×（１/ρ１）・・・(3)

例えば、推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が正の値または零であるとき、出力トルク値Ｔｍｇ２が上限値αとなるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を目標トルク値Ｔｍｇ１１ｐ（Ｎｍ）に変更する場合、上式（１）に代入すると、下式（４）が成立する。
Ｔｏｕｔ＝α×（１/ρ２）−Ｔｍｇ１１ｐ×（１/ρ１） ・・・(4)

上式（３）、上式（４）からＴｏｕｔを消去すると、α＞Ｔｍｇ２１≧０の場合において推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が上限値αとなる場合の第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１１ｐは、下式（５）のように算出される。したがって、第１期間Ｔ１の目標トルク値Ｔｍｇ１は、第１目標トルク値Ｔｍｇ１１から第１目標トルク値Ｔｍｇ１１に変更量｛（α−Ｔｍｇ２１）×ρ１／ρ２｝だけ加算された目標トルク値Ｔｍｇ１１ｐへ変更される。
Ｔｍｇ１１ｐ＝Ｔｍｇ１１＋（α−Ｔｍｇ２１）×ρ１/ρ２ ・・・(5)

例えば、推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が負の値であるとき、出力トルク値Ｔｍｇ２が下限値−αとなるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を目標トルク値Ｔｍｇ１１ｍ（Ｎｍ）に変更する場合、上式（１）に代入すると、下式（６）が成立する。
Ｔｏｕｔ＝−α×（１/ρ２）−Ｔｍｇ１１ｍ×（１/ρ１） ・・・(6)

上式（３）、上式（６）からＴｏｕｔを消去すると、０＞Ｔｍｇ２１＞−αの場合において推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が下限値−αとなる場合の第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１１ｍは、下式（７）のように算出される。したがって、第１期間Ｔ１の目標トルク値Ｔｍｇ１は、第１目標トルク値Ｔｍｇ１１から第１目標トルク値Ｔｍｇ１１に変更量｛（Ｔｍｇ２１＋α）×ρ１／ρ２｝だけ減算された目標トルク値Ｔｍｇ１１ｍへ変更される。
Ｔｍｇ１１ｍ＝Ｔｍｇ１１−（α＋Ｔｍｇ２１）×ρ１/ρ２ ・・・(7)

例えば、図３の例のように、推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が下限値−αに近い場合、すなわち負の値である場合には、上式（５）で算出される変更量よりも上式（７）で算出される変更量の方が小さいため、トルクプロフィール設定部８８は、図３の破線で示すようにクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第１期間Ｔ１における目標トルク値Ｔｍｇ１を第１目標トルク値Ｔｍｇ１１から目標トルク値Ｔｍｇ１１ｍに変更する。このとき、第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１は下限値−αに変更される。

例えば、図３の例とは異なり、推測される第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が上限値αに近い場合、すなわち正の値である場合には、上式（７）で算出される変更量よりも上式（５）で算出される変更量の方が小さいため、トルクプロフィール設定部８８は、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第１期間Ｔ１における目標トルク値Ｔｍｇ１を第１目標トルク値Ｔｍｇ１１から目標トルク値Ｔｍｇ１１ｐに変更する。このとき、第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１は上限値αに変更される。

図３の例のように、第２期間Ｔ２において第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が歯打ちトルク領域の範囲外となっている場合には、トルクプロフィール設定部８８は、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第２期間Ｔ２における第２目標トルク値Ｔｍｇ１２を変更しない。しかし、図３の例とは異なり、第２期間Ｔ２において第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が歯打ちトルク領域の範囲内である場合には、トルクプロフィール設定部８８は、前述の第１期間Ｔ１における第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１を零乃至零近傍の所定範囲外となるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１を変更したのと同様に、第２期間Ｔ２における第２出力トルク値Ｔｍｇ２２を零乃至零近傍の所定範囲外となるように第２目標トルク値Ｔｍｇ１２を変更する。

トルクプロフィール設定部８８は、トルク推測部８６から無修正指令信号が入力された場合には、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの修正を行わない。

トルクプロフィール設定部８８は、トルク推測部８６から入力された修正指令信号に基づいて目標トルク値Ｔｍｇ１が変更されたクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏまたは無修正指令信号に基づいて目標トルク値Ｔｍｇ１が変更されなかったクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏをハイブリッド制御部８２に出力する。

ハイブリッド制御部８２は、トルクプロフィール設定部８８から入力されたクランキングトルクプロフィールＴｐｒｏに基づいて、第１電動機ＭＧ１から目標トルク値Ｔｍｇ１の大きさのトルクが出力されるようにハイブリッド制御信号Ｓｈｖをインバータ５０に出力する。また、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｅｉ以上に上昇した時点で、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２への燃料噴射を行うと共にエンジン１２の点火を行ってエンジン１２を始動させるハイブリッド制御信号Ｓｈｖをエンジン１２に出力する。

図４は、電子制御装置８０の制御作動の要部、すなわちエンジン１２を始動する場合の歯打ち音の発生を低減乃至回避する為の制御作動を説明するフローチャートの一例である。

図４のフローチャートは、例えばＥＶ走行中に、車速Ｖあるいは駆動要求量の上昇、蓄電装置５２の充電不足、或いはエンジン１２の暖機要求などに基づいて、ハイブリッド制御部８２がエンジン１２の始動が要求されたと判断した場合にスタートされる。

トルク算出部８４に対応するステップＳ１０において、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏに基づいて第１電動機ＭＧ１から目標トルク値Ｔｍｇ１の大きさのトルクが出力される場合の第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が算出される。このとき、目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である第１目標トルク値Ｔｍｇ１１となる第１期間Ｔ１における第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１と、目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である第２目標トルク値Ｔｍｇ１２となる第２期間Ｔ２における第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２と、が算出される。そしてステップＳ２０が実行される。

トルク推測部８６に対応するステップＳ２０において、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第１期間Ｔ１での第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が零乃至零近傍の所定範囲内、例えば上限値α（＞０）よりも小さく且つ下限値−αよりも大きい所定範囲内であるか否かが判定される。ステップＳ２０の判定が肯定される場合は第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が歯打ちトルク領域の範囲内であると推測し、ステップＳ３０が実行される。ステップＳ２０の判定が否定される場合は第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が歯打ちトルク領域の範囲外であると推測し、ステップＳ４０が実行される。

トルクプロフィール設定部８８に対応するステップＳ３０において、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第１期間Ｔ１の第１目標トルク値Ｔｍｇ１１が変更される。すなわち、第１期間Ｔ１の第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１がα＞Ｔｍｇ２１≧０の関係にある場合、例えば第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が下限値−αよりも上限値αに近い場合には、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値が上限値αになるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１が目標トルク値Ｔｍｇ１１ｐに変更される。一方、第１期間Ｔ１の第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が０＞Ｔｍｇ２１＞−αの関係にある場合、すなわち第１出力トルク値Ｔｍｇ２１が上限値αよりも下限値−αに近い場合には、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値が下限値−αになるように第１目標トルク値Ｔｍｇ１１が目標トルク値Ｔｍｇ１１ｍに変更される。そして終了となる。

トルク推測部８６に対応するステップＳ４０において、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第２期間Ｔ２での第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が零乃至零近傍の所定範囲内、例えば上限値α（＞０）よりも小さく且つ下限値−αよりも大きい所定範囲内であるか否かが判定される。ステップＳ４０の判定が肯定される場合は第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が歯打ちトルク領域の範囲内であると推測し、ステップＳ５０が実行される。ステップＳ４０の判定が否定される場合は第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が歯打ちトルク領域の範囲外であると推測し、終了となる。

トルクプロフィール設定部８８に対応するステップＳ５０において、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの第２期間Ｔ２の第２目標トルク値Ｔｍｇ１２が変更される。すなわち、第２期間Ｔ２の第２電動機ＭＧ２の第２出力トルク値Ｔｍｇ２２がα＞Ｔｍｇ２２≧０の関係にある場合、例えば第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が下限値−αよりも上限値αに近い場合には、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値が上限値αになるように第２目標トルク値Ｔｍｇ１２が目標トルク値Ｔｍｇ１２ｐに変更される。一方、第２期間Ｔ２の第２電動機ＭＧ２の第１出力トルク値Ｔｍｇ２２が０＞Ｔｍｇ２２＞−αの関係にある場合、すなわち第２出力トルク値Ｔｍｇ２２が上限値αよりも下限値−αに近い場合には、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値が下限値−αになるように第２目標トルク値Ｔｍｇ１２が目標トルク値Ｔｍｇ１２ｍに変更される。そして終了となる。

本実施例の電子制御装置８０によれば、第１電動機ＭＧ１によるクランキングに基づくエンジン１２の始動時に、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内であると推測される場合には、その推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外となるように、第１電動機ＭＧ１によるクランキングの目標トルク値Ｔｍｇ１が変更される。このように、エンジン１２の始動時における第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１が変更されることで第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外、すなわち零乃至零近傍の所定範囲外とされて歯打ち音が低減される。また、エンジン１２の始動可能な領域が狭められる必要がないため、エンジン１２の始動が遅くなることによって蓄電装置５２の充電が遅れてしまうことが抑制される。

本実施例の電子制御装置８０によれば、エンジン１２の始動時の第１電動機ＭＧ１によるクランキングは、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏに基づいて行われ、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏは、目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である第１目標トルク値Ｔｍｇ１１となる第１期間Ｔ１と、目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である第２目標トルク値Ｔｍｇ１２となる第２期間Ｔ２と、を含んでいる。この第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２において、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外となるように、第１電動機ＭＧ１によるクランキングの目標トルク値Ｔｍｇ１が変更される。このように、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏにおいて目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値となる第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２について、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外となる。したがって、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内で一定の期間にわたってとどまることは無いため、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの変更箇所を最小限に抑えながら、歯打ち音の発生を低減することができる。

本実施例の電子制御装置８０によれば、歯打ちトルク領域の範囲は、零乃至零近傍の上限値α（＞０）よりも小さく且つ下限値−αよりも大きい所定範囲である。第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２がその所定範囲内であると推測される場合において目標トルク値Ｔｍｇ１を変更するにあたっては、その推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が、上限値αまたは下限値−αとなるような目標トルク値Ｔｍｇ１の変更のうち、目標トルク値Ｔｍｇ１の変更量が少ない方の変更がなされる。このように目標トルク値Ｔｍｇ１のトルク値の変更量が少ない方の変更が行われるため、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏの変更は最小限に抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述の実施例では、駆動要求量としては駆動輪４０に対して要求されるトルクの大きさである要求駆動トルク値Ｔｒｅｑ（Ｎｍ）を用いていたが、これに限らない。例えば、駆動輪４０における要求駆動力（Ｎ）、駆動輪４０における要求駆動パワー（Ｗ）、および駆動力源の目標トルク値等を用いることもできる。また、駆動要求量として、単にアクセル開度θａｃｃ（％）やスロットル弁開度（％）やエンジン１２の吸入空気量（ｇ／ｓｅｃ）等が用いられても良い。

前述の実施例では、第２電動機ＭＧ２が歯車機構３４を介して間接的に出力歯車３０に連結される車両１０であったが、これに限らない。例えば、第２電動機ＭＧ２が直接的に出力歯車３０に連結される車両、第２電動機ＭＧ２が出力歯車３０よりも駆動輪４０側の回転部材に連結されて間接的に出力歯車３０に動力伝達可能に連結される車両などであっても、本発明は適用可能である。

前述の実施例では、動力分配機構３２は、シングルピニオン型遊星歯車装置であるが、ダブルピニオン型遊星歯車装置であっても良い。また、動力分配機構３２は、例えばエンジン１２によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機ＭＧ１および出力歯車３０に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。

前述の実施例では、動力分配機構３２は、１つの遊星歯車装置を備えて、３つの回転要素を有する差動機構であったが、これに限らない。例えば、２つの遊星歯車装置が連結されることによって全体として差動機構を構成する動力分配機構であっても良い。

前述の実施例では、クランキングトルクプロフィールＴｐｒｏには、第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値となる期間は、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２の２つであったが、これに限らない。例えば、第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値となる期間が３つ以上であっても良い。この場合には、この３つの期間それぞれについて、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲外となるように第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１の変更が行われる。

前述の実施例では、第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かの推測は、第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値である期間についてのみ実行されていたが、これに限らない。例えば、図３に示す第３期間Ｔ３のように目標トルク値Ｔｍｇ１が変化しており一定値ではない期間についても第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かの推測が実行され、それに基づいて第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１の変更が行われても良い。

前述の実施例では、第１期間Ｔ１において第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であると推測した場合には、第２期間Ｔ２において第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かの推測はスキップされていたが、これに限らない。例えば、第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値となる期間は、必ず第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が歯打ちトルク領域の範囲内であるか否かの推測が実行され、それに基づいて第１電動機ＭＧ１の目標トルク値Ｔｍｇ１の変更が行われても良い。

前述の実施例では、歯打ちトルク領域の範囲は、零乃至零近傍の上限値α（＞０）よりも小さく且つ下限値−αよりも大きい所定範囲としたように、上限値αと下限値−αの絶対値は同じであったが、これに限らない。例えば、β＞γ＞０の場合において、歯打ちトルク領域の範囲を上限値βよりも小さく且つ下限値−γよりも大きい所定範囲としたり、上限値γよりも小さく且つ下限値−βよりも大きい所定範囲としたりしても良い。

前述の実施例では、ステップＳ３０およびステップＳ５０において目標トルク値Ｔｍｇ１の変更にあたっては、推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が上限値αまたは下限値−αとなるような目標トルク値Ｔｍｇ１の変更のうち、目標トルク値Ｔｍｇ１の変更量が少ない方の変更とされていたが、これに限らない。目標トルク値Ｔｍｇ１の変更量が多い方の変更とされても良い。また、目標トルク値Ｔｍｇ１が一定値となる複数の期間毎に、目標トルク値Ｔｍｇ１の変更について変更量の少ない方の変更がなされたり、変更量の多い方の変更がなされたりしても良い。さらには、推測される第２電動機ＭＧ２の出力トルク値Ｔｍｇ２が所定範囲の上限値超または所定範囲の下限値未満となるように目標トルク値Ｔｍｇ１の変更がなされても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両
１２：エンジン
３０：出力歯車（出力回転部材）
３２：動力分配機構（差動機構）
８０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
Ｔ１：第１期間（複数の期間）
Ｔ２：第２期間（複数の期間）
Ｔｍｇ１：目標トルク値
Ｔｍｇ２：出力トルク値
Ｔｐｒｏ：クランキングトルクプロフィール

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第１電動機と、出力回転部材に動力伝達可能に連結された第２電動機と、を有するハイブリッド車両の、制御装置であって、
   前記第１電動機によるクランキングに基づく前記エンジンの始動時に、前記第２電動機の出力トルク値が予め定められた歯打ちトルク領域の範囲内であると推測される場合には、
   前記推測される前記第２電動機の出力トルク値が前記歯打ちトルク領域の範囲外となるように、前記第１電動機によるクランキングの目標トルク値を変更する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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