JP5869385B2 - ハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両ならびにハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両ならびにハイブリッド車両の制御方法に関し、特に、内燃機関および走行用の電動機が機械的に接続されるギヤを備えるハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両ならびにハイブリッド車両の制御方法に関する。

内燃機関および走行用の電動機からの駆動力により走行するハイブリッド車両がある。このようなハイブリッド車両には、内燃機関および走行用の電動機を機械的に接続するギヤが設けられる。ハイブリッド車両の走行状態によっては、上記ギヤにおいて歯打ち音が発生する場合がある。特に、走行用の電動機から出力されるトルクが零付近であって内燃機関が低回転高トルクで動作する場合に、歯打ち音の発生が顕著となる。

特開２００９−１４９１５４号公報（特許文献１）は、電動機に接続されたギヤ機構における歯打ち音の発生を抑制するハイブリッド車両を開示している。このハイブリッド車両では、シフトポジションと車両に要求される要求駆動力と内燃機関の効率とに基づいて内燃機関の目標動作点が設定される。このとき、電動機から出力されるトルクが零を含む所定範囲内となる場合に、設定された目標動作点が歯打ち音を抑制する動作点に再設定される。これにより、ギヤ機構における歯打ち音の発生を抑制することができる（特許文献１参照）。

特開２００９−１４９１５４号公報 特開２００６−２６２５８５号公報 特開２０１０−２８４９９１号公報

しかしながら、上記のようなハイブリッド車両では、設定された目標動作点が歯打ち音を抑制する動作点に再設定されることにより、内燃機関が効率の良い最適な動作点から大きくずれて運転される。そのため、ハイブリッド車両の燃費が悪化する可能性がある。

一方、内燃機関を効率の良い最適な動作点で運転して歯打ち音の発生を抑制する場合には、電動機のトルクを零から離間した値に設定する必要がある。この場合、車両の駆動力に大きな変動が生じる。そのため、ハイブリッド車両のドライバビリティが悪化する可能性がある。

それゆえに、この発明の目的は、歯打ち音の発生を抑制する際の燃費およびドライバビリティの悪化を抑制するハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、歯打ち音の発生を抑制する際の燃費およびドライバビリティの悪化を抑制するハイブリッド車両の制御方法を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関および走行用の電動機が機械的に接続されるギヤを備える。ハイブリッド車両の制御装置は、第１の変更制御部と、第２の変更制御部とを備える。第１の変更制御部は、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、内燃機関の動作点を低トルク側に変更する。第２の変更制御部は、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、第１領域の外側に電動機のトルクを変更する。第１領域は、電動機のトルクの絶対値の低下を示す。

好ましくは、第２の変更制御部は、第１の変更制御部が内燃機関の動作点を変更した後に電動機のトルクが第１領域に含まれるときに、電動機のトルクを変更する。

好ましくは、第１の変更制御部は、電動機のトルクが第２領域に含まれるときに、内燃機関の動作点を変更する。第２領域は、第１領域よりも広い。

さらに好ましくは、第１の変更制御部は、予め定められた第１動作線に基づいて内燃機関の動作点を設定する。第１動作線は、内燃機関のトルクと回転数との関係を規定する。第１の変更制御部は、電動機のトルクが第２領域に含まれるときに、第２動作線に基づいて内燃機関の動作点を変更する。第２動作線は、第１動作線により設定される動作点よりも内燃機関のトルクが小さくなるように内燃機関の動作点を設定するための動作線である。

好ましくは、第２の変更制御部は、負方向に電動機のトルクが変化することによって電動機のトルクの絶対値が低下したときに、電動機のトルクを第１領域の外側の正のトルクに変更する。第２の変更制御部は、正方向に電動機のトルクが変化することによって電動機のトルクの絶対値が低下したときに、電動機のトルクを第１領域の外側の負のトルクに変更する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両は、上述したいずれかの制御装置を備える。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関および走行用の電動機が機械的に接続されるギヤを備えるハイブリッド車両の制御方法である。制御方法は、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、内燃機関の動作点を低トルク側に変更するステップと、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、第１領域の外側に電動機のトルクを変更するステップとを含む。第１領域は、電動機のトルクの絶対値の低下を示す。

好ましくは、電動機のトルクを変更するステップは、内燃機関の動作点が変更された後に電動機のトルクが第１領域に含まれるときに、電動機のトルクを変更するステップを含む。

好ましくは、内燃機関の動作点を変更するステップは、電動機のトルクが第２領域に含まれるときに、内燃機関の動作点を変更するステップを含む。第２領域は、第１領域よりも広い。

さらに好ましくは、内燃機関の動作点を変更するステップは、予め定められた第１動作線に基づいて内燃機関の動作点を設定するステップと、電動機のトルクが第２領域に含まれるときに、第２動作線に基づいて内燃機関の動作点を変更するステップとを含む。第１動作線は、内燃機関のトルクと回転数との関係を規定する。第２動作線は、第１動作線により設定される動作点よりも内燃機関のトルクが小さくなるように内燃機関の動作点を設定するための動作線である。

好ましくは、電動機のトルクを変更するステップは、負方向に電動機のトルクが変化することによって電動機のトルクの絶対値が低下したときに、電動機のトルクを第１領域の外側の正のトルクに変更するステップと、正方向に電動機のトルクが変化することによって電動機のトルクの絶対値が低下したときに、電動機のトルクを第１領域の外側の負のトルクに変更するステップとを含む。

この発明においては、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、内燃機関の動作点を低トルク側に変更する第１の変更制御部と、電動機のトルクの絶対値が低下したときに、電動機のトルクの絶対値の低下を示す第１領域の外側に電動機のトルクを変更する第２の変更制御部とが設けられる。これにより、内燃機関の動作点が変更されることによる内燃機関の効率の低下と、電動機のトルクを変更することによる駆動力の変動の発生とのバランスを図ることができる。したがって、この発明によれば、歯打ち音の発生を抑制する際の燃費およびドライバビリティの悪化を抑制することができる。

この発明の実施の形態による制御装置が適用されるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。 エンジンの動作線を示す図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 第２ＭＧのトルク指令値の変化の一例を示すタイムチャートである。 図１に示す制御装置が実行する歯打ち音回避制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による制御装置が適用されるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両４０は、エンジン２と、発電およびエンジン始動用の第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧとも称する。）４と、走行用の第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧとも称する。）６と、駆動輪１２と、インバータ１６と、コンバータ１７と、蓄電装置１８と、動力分割装置１００と、制御装置（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」とも称する。）３０とを含む。

本実施の形態において、ハイブリッド車両４０は、少なくともエンジン２と走行用の第２ＭＧ６とを搭載した車両であって、エンジン２および走行用の第２ＭＧ６が動力分割装置１００を経由して駆動輪１２に連結されるハイブリッド車両である。

エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とするＥＣＵ３０によって行なわれる。なお、その制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

第１ＭＧ４および第２ＭＧ６の各々は、例えば、三相交流同期電動発電機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを有する。

第１ＭＧ４および第２ＭＧ６の各々は、インバータ１６およびコンバータ１７を経由してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置１８に接続されている。ＥＣＵ３０は、インバータ１６を制御することによって、エンジン２の始動時およびエンジン２を動力源とした発電時に第１ＭＧ４の出力トルクＴａを制御する。さらに、ＥＣＵ３０は、インバータ１６を制御することによって、ハイブリッド車両４０の力行走行時または回生制動時に第２ＭＧ６の出力トルクＴｂを制御する。

動力分割装置１００は、エンジン２と第１ＭＧ４との間に設けられるプラネタリギヤである。動力分割装置１００は、例えば、エンジン２から入力された動力を、第１ＭＧ４への動力と駆動輪１２への動力とに分割する。

動力分割装置１００は、リングギヤ１０２と、ピニオンギヤ１０４と、キャリア１０６と、サンギヤ１０８とを含む。サンギヤ１０８は、第１ＭＧ４の出力軸に連結された外歯歯車である。リングギヤ１０２は、サンギヤ１０８に対して同心円上に配置された内歯歯車である。ピニオンギヤ１０４は、リングギヤ１０２およびサンギヤ１０８のそれぞれに噛合う。キャリア１０６は、ピニオンギヤ１０４を自転かつ公転自在に保持し、エンジン２の出力軸に連結される。すなわち、キャリア１０６が入力要素であって、サンギヤ１０８が反力要素であって、リングギヤ１０２が出力要素である。

エンジン２の作動中においては、キャリア１０６に入力されるエンジン２が出力するトルクに対して、第１ＭＧ４による反力トルクをサンギヤ１０８に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素であるリングギヤ１０２に現れる。この場合、第１ＭＧ４は発電機として機能する。また、リングギヤ１０２の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１ＭＧ４の回転数を制御することにより、エンジン２の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、ＥＣＵ３０が第１ＭＧ４の回転数を制御することによって、エンジン２の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に制御することができる。

ハイブリッド車両４０の走行中にエンジン２を停止させている場合には、第１ＭＧ４が逆回転している。このとき、第１ＭＧ４が電動機として機能して正回転方向にトルクを出力すると、キャリア１０６に連結されているエンジン２にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、第１ＭＧ４によってエンジン２を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。このようなハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

なお、動力分割装置１００と第２ＭＧ６との間にリダクションギアが設けられていてもよい。リダクションギアは、例えば、第２ＭＧ６の回転速度を１段階あるいは複数の段階で変速するプラネタリギアである。

ＥＣＵ３０は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量あるいは車速等に基づいてハイブリッド車両４０に要求される車両要求駆動力Ｐｒｅｑを算出する。ＥＣＵ３０は、算出された車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づいて第１ＭＧ４に対するトルク指令値Ｔｇ、第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍおよびエンジン２に要求されるエンジン要求パワーＰｅを生成する。

ＥＣＵ３０は、生成したトルク指令値ＴｇおよびＴｍが実現されるようにインバータ１６を制御することによって、出力トルクＴａおよび出力トルクＴｂの各々を制御する。

また、ＥＣＵ３０は、コンバータ１７を制御することによって、蓄電装置１８の直流電圧を昇圧してインバータ１６に供給させたり、インバータ１６からの直流電圧を降圧して蓄電装置１８に供給させたりする。

さらに、ＥＣＵ３０は、エンジン要求パワーＰｅに基づいて、予め定められた動作線Ｌ１に沿ってエンジン２が動作するようにエンジン２を制御する。

図２に示すように、予め定められた動作線Ｌ１は、エンジン２のトルクＴｅを縦軸とし、エンジン２の回転数Ｎｅを横軸とした座標平面上に設定された動作線（図２の実線）である。予め定められた動作線Ｌ１は、エンジン２のトルクＴｅの目標値（以下、目標トルクとも称する。）と、エンジン２の回転数Ｎｅの目標値（以下、目標回転数とも称する。）との関係を示し、エンジン２を他の動作線で動作させた場合よりも燃費特性が良くなるように設定される。

以下に予め定められた動作線Ｌ１を用いたエンジン２の制御について説明する。ＥＣＵ３０は、エンジン２に対するエンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４（図２の一点鎖線）と、予め定められた動作線Ｌ１との交点Ａを特定する。ＥＣＵ３０は、交点Ａに対応するトルクＴｅ（０）を目標トルクとして決定し、交点Ａに対応する回転数Ｎｅ（０）を目標回転数として決定する。ＥＣＵ３０は、エンジン２の実トルクおよび実回転数のそれぞれが決定された目標トルクおよび目標回転数になるようにエンジン２を制御する。

なお、ＥＣＵ３０は、決定された目標トルクおよび目標回転数が実現するように、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期のうちの少なくともいずれか一つを調整してエンジン２を制御するようにしてもよいし、エンジン２の制御に加えてまたは代えて第１ＭＧ４の出力トルクＴａを制御することによって、決定された目標トルクおよび目標回転数が実現するようにエンジン２を制御するようにしてもよい。

しかしながら、このようなハイブリッド車両４０において、第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍが零付近（すなわち、トルク指令値Ｔｍ＝０を中心とした予め定められた範囲内）になる場合に、エンジン２、第１ＭＧ４および第２ＭＧ６を連結する動力分割装置１００において連続的に歯部同士が衝突することによって発生する歯打ち音等の異音が発生する場合がある。特に、トルク指令値Ｔｍが零付近であってエンジン２が低回転高トルクで動作する場合に、歯打ち音の発生が顕著となる。

そこで、ＥＣＵ３０は、このような歯打ち音の発生を抑制するために、トルク指令値Ｔｍの絶対値が低下したときに、歯打ち音抑制制御を行う。歯打ち音抑制制御は、トルク指令値Ｔｍの絶対値の低下を示す第１領域の外側にトルク指令値Ｔｍを変更する制御と、トルク指令値Ｔｍが第１領域よりも広い第２領域に含まれるときに、エンジン２の動作点を変更する制御とを含む。

本実施の形態の歯打ち音抑制制御は、トルク指令値Ｔｍの絶対値が低下したときに、図２の一点鎖線に示す歯打ち音回避動作線Ｌ２に沿ってエンジン２が動作するようにエンジン２を制御する。

図２の一点鎖線に示す歯打ち音回避動作線Ｌ２は、予め定められた動作線Ｌ１に沿ってエンジン２を動作させる場合よりも歯打ち音の発生が抑制されるように設定された動作線である。歯打ち音回避動作線Ｌ２は、予め定められた動作線Ｌ１と比較して、エンジン２の回転数がＮｅ（３）以上となる領域においては、エンジン２の回転数の変化に対するエンジン２のトルクの変化が同様になるように設定され、エンジンの回転数がＮｅ（３）よりも小さい領域においては、同一の回転数に対してトルクが小さくなるように設定される。なお、図２に示す各動作線は一例であって、その形状に限定されない。

ＥＣＵ３０は、トルク指令値Ｔｍの絶対値の低下を示す第２領域にトルク指令値Ｔｍが含まれるときに、エンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４（図２の一点鎖線）と、歯打ち音回避動作線Ｌ２との交点Ｂを特定する。ＥＣＵ３０は、交点Ｂに対応するトルクＴｅ（１）を目標トルクとして決定し、交点Ｂに対応する回転数を目標回転数Ｎｅ（１）として決定する。これにより、エンジン２の出力トルクが低くなるため、歯打ち音の発生の程度が抑えられる。

また、ＥＣＵ３０は、トルク指令値Ｔｍの絶対値の低下を示す第１領域にトルク指令値Ｔｍが含まれるときに、第１領域の外側にトルク指令値Ｔｍが位置するようにトルク指令値Ｔｍを設定する。これにより、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが零から離間した値に設定されるため、第２ＭＧ６からのトルクにより動力分割装置１００の歯部同士に力が加わる。このため、動力分割装置１００の歯部同士が連続的に衝突することを抑制することができる。これにより、歯打ち音の発生を抑制することができる。

このように、エンジン２の動作点の変更と第２ＭＧ６のトルク指令Ｔｍの変更の双方を用いることで、エンジン２の動作点が変更されることによるエンジン２の効率の低下と、第２ＭＧ６のトルクを変更することによる駆動力の変動の発生とのバランスを図ることができる。

すなわち、本実施の形態の歯打ち音回避動作線Ｌ２（図２の一点鎖線）を従来の歯打ち音回避動作線Ｌ３（図２の破線）よりも予め定められた動作線Ｌ１（図２の実線）に近づけることができる。このため、歯打ち音抑制制御を行う際に、従来に比べて効率の良い動作点でエンジン２を運転できるため、ハイブリッド車両４０の燃費の悪化を抑制することができる。

また、エンジン２の動作点を変更することにより歯打ち音の発生の程度が抑えられるため、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍの変更による駆動力の変動を抑えることができる。このため、ハイブリッド車両４０のドライバビリティの悪化を抑制することができる。

図３は、図１に示す制御装置の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ３０は、要求駆動力算出部３０２と、ＭＧトルク設定部３０４と、ＭＧトルク変更部３０６と、インバータ制御部３０８と、エンジン要求パワー算出部３１０と、動作点設定部３１２と、動作点変更部３１４と、エンジン制御部３１６とを含む。

要求駆動力算出部３０２は、ハイブリッド車両４０に要求される車両要求駆動力Ｐｒｅｑを算出する。例えば、要求駆動力算出部３０２は、アクセルペダルの踏み込み量および車速等に基づいて車両要求駆動力Ｐｒｅｑを算出する。

エンジン要求パワー算出部３１０は、要求駆動力算出部３０２から受けた車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づいて、エンジン２に要求されるエンジン要求パワーＰｅを算出する。

動作点設定部３１２は、エンジン要求パワー算出部３１０から受けたエンジン要求パワーＰｅに基づいて、エンジン２の動作点を設定する。具体的には、図２を参照して、動作点設定部３１２は、エンジン２に対するエンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４と、予め定められた動作線Ｌ１との交点Ａを特定する。動作点設定部３１２は、交点Ａに対応するトルクＴｅ（０）を目標トルクとして設定し、交点Ａに対応する回転数Ｎｅ（０）を目標回転数として設定する。

再び図３を参照して、ＭＧトルク設定部３０４は、要求駆動力算出部３０２から受けた車両要求駆動力Ｐｒｅｑと動作点設定部３１２から受けたエンジン２の目標トルクおよび目標回転数とに基づいて、第１ＭＧ４に対するトルク指令値Ｔｇおよび第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍを設定する。

動作点変更部３１４は、動作点設定部３１２から受けたエンジン２の目標トルクおよび目標回転数と、ＭＧトルク設定部３０４から受けた第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍとに基づいて、エンジン２の動作点を変更するか否かを判定する。例えば、動作点変更部３１４は、トルク指令値Ｔｍが第２領域内のときに、エンジン２の動作点を変更する。ここで、第２領域は、第２ＭＧ６のトルクの絶対値の低下を示す領域であり、歯打ち音が発生する可能性が高いことを示す領域である。図２を参照して、このとき、動作点変更部３１４は、エンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４と、歯打ち音回避動作線Ｌ２との交点Ｂを特定する。動作点変更部３１４は、交点Ｂに対応するトルクＴｅ（１）を目標トルクと交点Ｂに対応する回転数を回転数Ｎｅ（１）とを算出する。動作点変更部３１４は、動作点設定部３１２が設定した目標トルクおよび目標回転数をトルクＴｅ（１）および回転数Ｎｅ（１）に変更する。

再び図３を参照して、エンジン制御部３１６は、エンジン２の実トルクおよび実回転数がそれぞれ動作点変更部３１４から受けたエンジン２の目標トルクおよび目標回転数になるようにエンジン２を制御する。例えば、エンジン制御部３１６は、目標トルクおよび目標回転数が実現するように、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期のうちの少なくともいずれか一つを調整してエンジン２を制御する。エンジン制御部３１６は、エンジン２を制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をエンジン２へ出力する。

ＭＧトルク変更部３０６は、動作点変更部３１４から受けたエンジン２の目標トルクおよび目標回転数と、ＭＧトルク設定部３０４から受けた第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍとに基づいて、トルク指令値Ｔｍを変更するか否かを判定する。例えば、ＭＧトルク変更部３０６は、トルク指令値Ｔｍが第１領域内のときに、トルク指令値Ｔｍを変更する。ここで、第１領域は、第２ＭＧ６のトルクの絶対値の低下を示す領域であり、歯打ち音が発生する可能性が高いことを示す領域である。なお、第１領域は、第２領域よりも狭く、零を含む領域である。このとき、ＭＧトルク変更部３０６は、第１領域の外側にトルク指令値Ｔｍが位置するようにトルク指令値Ｔｍを変更する。

インバータ制御部３０８は、第２ＭＧ６の実トルクがＭＧトルク変更部３０６から受けたトルク指令値Ｔｍになるように、インバータ１６を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ１６へ出力する。

図４は、第２ＭＧ６のトルク指令値の変化の一例を示すタイムチャートである。図４においては、横軸には時間が示され、縦軸には第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが示される。なお、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクは破線で示され、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍは実線で示される。なお、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍは、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクに対して歯打ち音抑制制御を適用することにより得られる値である。

図４を参照して、時刻ｔ０において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクが第２領域内にあるため、エンジン２の動作点を歯打ち音回避動作線Ｌ２に基づいて設定する。ここで、第２領域は、−Ｘよりも大きくＸよりも小さい領域である。これにより、エンジン２の動作点は、予め定められた動作線Ｌ１に基づいて設定される動作点よりも低トルク側に設定される。

時刻ｔ１において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクが第１領域内に入ると、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値ＴｍをＹに設定する。ここで、第１領域は、−Ｙよりも大きくＹよりも小さい領域である。また、Ｙは、Ｘよりも小さい。これにより、ＥＣＵ３０は、第１領域の外側に歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍを変更する。

時刻ｔ２において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクが第１領域の外側になると、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍを車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクに設定する。

時刻ｔ３において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクが第１領域内に再び入ると、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍを−Ｙに変更する。これにより、ＥＣＵ３０は、第１領域の外側に歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍを変更する。

時刻ｔ４において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクが第１領域の外側になると、歯打ち音抑制制御によるトルク指令値Ｔｍを車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づく要求トルクに設定する。

図５は、ＥＣＵ３０が実行する歯打ち音回避制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。以下に説明する処理は、ソフトウェア、ハードウェアまたはソフトウェアとハードウェアとの協働により実行される。

図５を参照して、まず処理が開始されると、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０にて、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両４０に要求される車両要求駆動力Ｐｒｅｑを算出する。例えば、ＥＣＵ３０は、アクセルペダルの踏み込み量および車速等に基づいて車両要求駆動力Ｐｒｅｑを算出する。

続いてＳ２０において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑに基づいて、エンジン２に要求されるエンジン要求パワーＰｅを算出する。

続いてＳ３０において、ＥＣＵ３０は、エンジン要求パワーＰｅに基づいて、エンジン２の動作点を設定する。具体的には、図２を参照して、ＥＣＵ３０は、エンジン２に対するエンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４と、予め定められた動作線Ｌ１との交点Ａを特定する。ＥＣＵ３０は、交点Ａに対応するトルクＴｅ（０）を目標トルクとして設定し、交点Ａに対応する回転数Ｎｅ（０）を目標回転数として設定する。

再び図５を参照して、続いてＳ４０において、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力Ｐｒｅｑとエンジン２の目標トルクおよび目標回転数とに基づいて、第１ＭＧ４に対するトルク指令値Ｔｇおよび第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍを設定する。

続いてＳ５０において、ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍの絶対値がＸより小さいか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが第２領域内にあるか否かを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ５０にてＹＥＳ）、処理がＳ６０に進められる。一方、Ｓ５０にて否定的な判断がなされると（Ｓ５０にてＮＯ）、処理がＳ７０に進められる。

Ｓ６０にて、ＥＣＵ３０は、エンジン２の動作点を変更する。図２を参照して、ＥＣＵ３０は、エンジン要求パワーＰｅの等パワー線Ｌ４と、歯打ち音回避動作線Ｌ２との交点Ｂを特定する。ＥＣＵ３０は、交点Ｂに対応するトルクＴｅ（１）を目標トルクと交点Ｂに対応する回転数を回転数Ｎｅ（１）とを算出する。ＥＣＵ３０は、目標トルクおよび目標回転数をトルクＴｅ（１）および回転数Ｎｅ（１）に変更する。

再び図５を参照して、Ｓ７０にて、ＥＣＵ３０は、エンジン制御を実行する。ＥＣＵ３０は、エンジン２の実トルクおよび実回転数がそれぞれエンジン２の目標トルクおよび目標回転数になるようにエンジン２を制御する。例えば、ＥＣＵ３０は、目標トルクおよび目標回転数が実現するように、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期のうちの少なくともいずれか一つを調整してエンジン２を制御する。ＥＣＵ３０は、エンジン２を制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をエンジン２へ出力する。

続いてＳ８０において、ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍの絶対値がＹより小さいか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが第１領域内にあるか否かを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ８０にてＹＥＳ）、処理がＳ９０に進められる。一方、Ｓ８０にて否定的な判断がなされると（Ｓ８０にてＮＯ）、処理がＳ１２０に進められる。

Ｓ９０において、ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが正方向から減少しているのか否かを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ９０にてＹＥＳ）、処理がＳ１００に進められて、ＥＣＵ３０は、トルク指令値ＴｍをＹに設定する。一方、Ｓ９０にて否定的な判断がなされると（Ｓ９０にてＮＯ）、処理がＳ１１０に進められて、ＥＣＵ３０は、トルク指令値Ｔｍを−Ｙに設定する。なお、トルク指令値Ｔｍの正方向は、ハイブリッド車両４０が前進するときに第２ＭＧ６が回転する方向である。

すなわち、ＥＣＵ３０は、負方向にトルク指令値Ｔｍが変化することによってトルク指令値Ｔｍの絶対値が低下したときは、トルク指令値Ｔｍを第１領域の外側の正のトルクに変更し、正方向にトルク指令値Ｔｍが変化することによってトルク指令値Ｔｍの絶対値が低下したときは、トルク指令値Ｔｍを第１領域の外側の負のトルクに変更する。

続いてＳ１２０にて、ＥＣＵ３０は、インバータ制御を実行する。ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ６の実トルクがトルク指令値Ｔｍになるように、インバータ１６を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ１６へ出力し、処理はメインルーチンに戻る。

以上のように、この実施の形態においては、第２ＭＧ６のトルクの絶対値が低下したときに、エンジン２の動作点を低トルク側に変更する動作点変更部３１４と、第２ＭＧ６のトルクの絶対値の低下を示す第１領域の外側に第２ＭＧ６のトルクを変更するＭＧトルク変更部３０６とが設けられる。これにより、エンジン２の動作点が変更されることによるエンジン２の効率の低下と、第２ＭＧ６のトルクを変更することによる駆動力の変動の発生とのバランスを図ることができる。したがって、この実施の形態によれば、歯打ち音の発生を抑制する際の燃費およびドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、この実施の形態においては、エンジン２の動作点が変更された後に第２ＭＧ６のトルクが第１領域に含まれるときに、第２ＭＧ６のトルクが変更される。これにより、エンジン２の動作点の変更により、第２ＭＧ６のトルクが変化した場合であっても、第１領域の外側に第２ＭＧ６のトルクが位置するように第２ＭＧ６のトルクを変更することができる。したがって、確実に歯打ち音の発生を抑制することができる。

また、この実施の形態においては、第２ＭＧ６のトルクが第１領域よりも広い第２領域に含まれるときに、エンジン２の動作点が変更される。これにより、エンジン２の動作点の低トルク側への変更と、第１領域の外側に第２ＭＧ６のトルクが位置するような第２ＭＧ６のトルクの変更とを段階的に行うことができる。したがって、歯打ち音を抑制するために不要な第２ＭＧ６のトルクの変更を防止できる。

また、この実施の形態においては、第２ＭＧ６のトルクが第２領域の外側にあるときに、エンジン２のトルクと回転数との関係を規定する予め定められた動作線Ｌ１に基づいてエンジン２の動作点が設定され、第２ＭＧのトルクが第２領域に含まれるときに、予め定められた動作線Ｌ１により設定される動作点よりもエンジン２のトルクが小さくなるようにエンジン２の動作点を設定するための歯打ち音回避動作線Ｌ２に基づいてエンジン２の動作点が設定される。これにより、エンジン２のトルクを低トルク側に変更することで、歯打ち音の発生を抑制することができる。

また、この実施の形態においては、負方向に第２ＭＧ６のトルクが変化することによって第２ＭＧ６のトルクの絶対値が低下したときは、第２ＭＧ６のトルクが第１領域の外側の正のトルクに変更され、正方向に第２ＭＧ６のトルクが変化することによって第２ＭＧ６のトルクの絶対値が低下したときは、第２ＭＧ６のトルクが第１領域の外側の負のトルクに変更される。これにより、第２ＭＧ６のトルクの不要な正負の切り替えを抑えることができる。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、第２ＭＧ６は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、動力分割装置１００は、この発明における「ギヤ」の一実施例に対応する。また、動作点変更部３１４は、この発明における「第１の変更制御部」の一実施例に対応し、ＭＧトルク変更部３０６は、この発明における「第２の変更制御部」の一実施例に対応する。また、予め定められた動作線Ｌ１は、この発明における「第１動作線」の一実施例に対応し、歯打ち音回避動作線Ｌ２は、この発明における「第２動作線」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であっ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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、１２ 駆動輪、１６ インバータ、１７ コンバータ、１８ 蓄電装置、４０ ハイブリッド車両、１００ 動力分割装置、１０２ リングギヤ、１０４ ピニオンギヤ、１０６ キャリア、１０８ サンギヤ、３０２ 要求駆動力算出部、３０４ ＭＧトルク設定部、３０６ ＭＧトルク変更部、３０８ インバータ制御部、３１０ エンジン要求パワー算出部、３１２ 動作点設定部、３１４ 動作点変更部、３１６ エンジン制御部。

Claims (9)

1. 内燃機関および走行用の電動機が機械的に接続されるギヤを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記電動機のトルクの絶対値が低下したときに、前記内燃機関の動作点を低トルク側に変更する第１の変更制御部と、
   前記電動機のトルクの絶対値が低下したときに、前記電動機のトルクの絶対値の低下を示す第１領域の外側に前記電動機のトルクを変更する第２の変更制御部とを備え、
   前記第１の変更制御部は、前記電動機のトルクが前記第１領域よりも広い第２領域に含まれるときに、前記内燃機関の動作点を変更する、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記第２の変更制御部は、前記第１の変更制御部が前記内燃機関の動作点を変更した後に前記電動機のトルクが前記第１領域に含まれるときに、前記電動機のトルクを変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記第１の変更制御部は、前記内燃機関のトルクと回転数との関係を規定する予め定められた第１動作線に基づいて前記内燃機関の動作点を設定し、前記電動機のトルクが前記第２領域に含まれるときに、前記第１動作線により設定される動作点よりも前記内燃機関のトルクが小さくなるように前記内燃機関の動作点を設定するための第２動作線に基づいて前記内燃機関の動作点を変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記第２の変更制御部は、負方向に前記電動機のトルクが変化することによって前記電動機のトルクの絶対値が低下したときは、前記電動機のトルクを前記第１領域の外側の正のトルクに変更し、正方向に前記電動機のトルクが変化することによって前記電動機のトルクの絶対値が低下したときは、前記電動機のトルクを前記第１領域の外側の負のトルクに変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置を備えるハイブリッド車両。
6. 内燃機関および走行用の電動機が機械的に接続されるギヤを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記電動機のトルクの絶対値が低下したときに、前記内燃機関の動作点を低トルク側に変更するステップと、
   前記電動機のトルクの絶対値が低下したときに、前記電動機のトルクの絶対値の低下を示す第１領域の外側に前記電動機のトルクを変更するステップとを含み、
   前記内燃機関の動作点を変更するステップは、前記電動機のトルクが前記第１領域よりも広い第２領域に含まれるときに、前記内燃機関の動作点を変更するステップを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
7. 前記電動機のトルクを変更するステップは、前記内燃機関の動作点が変更された後に前記電動機のトルクが前記第１領域に含まれるときに、前記電動機のトルクを変更するステップを含む、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
8. 前記内燃機関の動作点を変更するステップは、
   前記内燃機関のトルクと回転数との関係を規定する予め定められた第１動作線に基づいて前記内燃機関の動作点を設定するステップと、
   前記電動機のトルクが前記第２領域に含まれるときに、前記第１動作線により設定される動作点よりも前記内燃機関のトルクが小さくなるように前記内燃機関の動作点を設定するための第２動作線に基づいて前記内燃機関の動作点を変更するステップとを含む、請求項６記載のハイブリッド車両の制御方法。
9. 前記電動機のトルクを変更するステップは、
   負方向に前記電動機のトルクが変化することによって前記電動機のトルクの絶対値が低下したときは、前記電動機のトルクを前記第１領域の外側の正のトルクに変更するステップと、
   正方向に前記電動機のトルクが変化することによって前記電動機のトルクの絶対値が低下したときは、前記電動機のトルクを前記第１領域の外側の負のトルクに変更するステップとを含む、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。

Images