JP6881160B2

JP6881160B2 - ハイブリッド自動車

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Publication number: JP6881160B2
Application number: JP2017163421A
Authority: JP
Inventors: 啓介森崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: JP2019038463A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、遊星歯車装置のキャリヤとサンギヤとリングギヤとにエンジンと第１電動機と出力歯車とが接続され、出力歯車と噛合する大径歯車が設けられた中間出力軸が駆動輪に連結され、大径歯車と噛合する第２出力歯車が第２電動機に接続されたハイブリッド自動車において、減速中に低車速域となった場合に、第１電動機からのトルクにより遊星歯車装置周りの構成におけるガタ詰めを行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、こうした制御を行なうことにより、遊星歯車装置の周りでの歯打ち音の発生を抑制している。

特開２０１６−１１２９０６号公報

こうしたハイブリッド自動車では、上述の制御に加えて、駐車中にエンジンをアイドル運転する際に、遊星歯車装置のガタ詰めや出力歯車と大径歯車とのガタ詰めなどを行なうための押し当てトルクを第１電動機から出力することも考えられている。エンジンのアイドル運転を行なう際には、スロットル開度が小さく、吸入空気量が少ないことから、エンジンのアイドル運転を開始してから燃焼が安定するまでに時間を要し、この間に第１モータから押し当てトルクを出力すると、エンジンの回転変動が大きくなりやすく、エンジンのストールが生じるなどの懸念がある。

本発明のハイブリッド自動車は、駐車中にエンジンをアイドル運転する際にエンジンの回転変動が大きくなるのを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
第１モータと、
共線図において順に並ぶ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素に前記第１モータ、前記エンジン、第１軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記第１軸に固定された第１ギヤと、
駆動輪に連結された第２軸に固定されると共に前記第１ギヤと噛合する第２ギヤと、
前記第２軸に動力を入出力可能な第２モータと、
シフトポジションが駐車ポジションのときに、パーキングポールが、前記第１ギヤと噛合することにより、または、前記第１軸または前記第３回転要素に固定されたパーキングギヤと噛合することにより前記駆動輪をロックするパーキング装置と、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータと前記パーキング装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記シフトポジションが前記駐車ポジションで前記エンジンのアイドル運転を開始した際において、前記アイドル運転を開始してから所定時間が経過するまでは、前記プラネタリギヤのガタ詰めおよび前記第１ギヤと前記第２ギヤとのガタ詰めおよび前記第１ギヤまたは前記パーキングギヤと前記パーキングポールとのガタ詰めを行なうための押し当てトルクが前記第１モータから出力されないように前記第１モータを制御し、前記アイドル運転を開始してから前記所定時間が経過した後は、前記押し当てトルクが前記第１モータから出力されるように前記第１モータを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、シフトポジションが駐車ポジションで（駐車中に）エンジンのアイドル運転を開始した際において、アイドル運転を開始してから所定時間が経過するまでは、プラネタリギヤのガタ詰めおよび第１ギヤと第２ギヤとのガタ詰めおよび第１ギヤまたはパーキングギヤとパーキングポールとのガタ詰めを行なうための押し当てトルクが第１モータから出力されないように第１モータを制御し、アイドル運転を開始してから所定時間が経過した後は、押し当てトルクが第１モータから出力されるように第１モータを制御する。ここで、「所定時間」は、例えば、エンジンのアイドル運転を開始してからエンジンの燃焼が安定するまでに要する時間を用いることができる。このハイブリッド自動車では、駐車中において、エンジンのアイドル運転を開始してから所定時間が経過するまでは、第１モータから押し当てトルクを出力しないことにより、エンジンの回転変動が大きくなる（例えば、エンジンのストールが生じる）のを抑制することができる。また、エンジンのアイドル運転を開始してから所定時間が経過した後は、第１モータから押し当てトルクを出力することにより、プラネタリギヤでのガタ打ちや第１ギヤと第２ギヤとのガタ打ち、第１ギヤまたはパーキングギヤとパーキングポールとのガタ打ちによる歯打ち音の発生を抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記押し当てトルクは、前記エンジンの水温が低いときに高いときよりも大きくなるように定められるものとしてもよい。また、前記押し当てトルクは、前記エンジンの吸気温が低いときに高いときよりも大きくなるように定められるものとしてもよい。エンジンの水温や吸気温が低いときには、エンジンのトルク変動が大きくなりやすいから、押し当てトルクを大きくすることにより、上述の歯打ち音の発生をより確実に抑制することができる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記シフトポジションが前記駐車ポジションで前記エンジンのアイドル運転を開始した際には、少なくとも前記第１ギヤと前記第２ギヤとのガタ詰めを行なうための第２押し当てトルクが前記第２モータから出力されるように前記第２モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、上述の歯打ち音の発生をより確実に抑制することができる。

この場合、前記第２押し当てトルクは、前記蓄電装置の許容入力電力が所定電力未満のときに、前記許容入力電力が前記所定電力以上のときよりも、大きくなるように定められるものとしてもよい。上述の第１押し当てトルクは、第１モータの発電を伴って生じるトルクであり、第２押し当てトルクは、第２モータの電力消費を伴って生じるトルクである。したがって、蓄電装置の許容入力電力が小さいときに、第２押し当てトルクを大きくすることにより、第１押し当てトルクを第１モータからより確実に出力できるようにすることができる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記エンジンは、３気筒エンジンであるものとしてもよい。３気筒エンジンの場合、４気筒エンジンや６気筒エンジンよりもエンジンのトルク変動が大きくなりやすく、プラネタリギヤでのガタ打ちや第１ギヤと第２ギヤとのガタ打ち、第１ギヤまたはパーキングギヤとパーキングポールとのガタ打ちを生じやすい。このため、第１モータから押し当てトルクを出力することの意義がより大きい。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行されるアイドル運転時モータ制御ルーチンの一例を示す説明図である。エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎと押し当てトルクＴａｄ１との関係の一例を示す説明図である。変形例のアイドル運転時モータ制御ルーチンの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、パーキング装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する３気筒の内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ、スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨを挙げることができる。また、エンジン２２の吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑｉｎ、吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔｉｎも挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号や、燃料噴射弁への駆動制御信号、点火プラグへの駆動制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギヤ３０ｓと、サンギヤ３０ｓと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３０ｒと、それぞれサンギヤ３０ｓおよびリングギヤ３０ｒに噛合する複数のピニオンギヤ３０ｐと、複数のピニオンギヤ３０ｐを自転（回転）かつ公転自在に支持するキャリヤ３０ｃと、を有する。サンギヤ３０ｓには、モータＭＧ１の回転子が接続されており、リングギヤ３０ｒには、中間軸（第１軸）３２が接続されており、キャリヤ３０ｃには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

中間軸３２に出力された動力（トルク）は、ギヤ機構６０やデファレンシャルギヤＤＦ、ドライブシャフトＤＳを介して左右の駆動輪ＤＷに伝達される。ギヤ機構６０は、中間軸３２に固定されたカウンタドライブギヤ（第１ギヤ）６１と、中間軸３２と平行に延在するカウンタシャフト（第２軸）６２に固定されると共にカウンタドライブギヤ６１に噛合するカウンタドリブンギヤ（第２ギヤ）６３と、カウンタシャフト６２に固定されたドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）６４と、ドライブピニオンギヤ６４に噛合すると共にデファレンシャルギヤＤＦに連結されたデフリングギヤ６５と、を備える。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤ３０ｓに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が回転軸６７に接続されている。この回転軸６７には、回転ギヤ６８が取り付けられており、回転ギヤ６８は、カウンタドリブンギヤ６３に噛合している。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられ、電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからのバッテリ５０の電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサからのバッテリ５０の温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容充放電電力である。

パーキング装置９０は、カウンタドライブギヤ６１との噛合によりカウンタドライブギヤ６１をロックするパーキングポール９２を備える。このパーキングポール９２は、ＨＶＥＣＵ７０によって図示しないアクチュエータが駆動制御されることにより、カウンタドライブギヤ６１と噛合可能に作動する。パーキング装置９０は、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）およびそれ以外のポジションのときの、パーキングポール９２によるカウンタドライブギヤ６１との噛合および噛合の解除により、カウンタドライブギヤ６１ひいては駆動輪ＤＷのロックおよびロックの解除を行なう。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、パーキング装置９０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてドライブシャフトＤＳの要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力がドライブシャフトＤＳに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との運転モードとしては、以下の（１）〜（３）のモードがある。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力がドライブシャフトＤＳに出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力がドライブシャフトＤＳに出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力がドライブシャフトＤＳに出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、シフトポジションＳＰが駐車ポジションで（駐車中に）エンジン２２をアイドル運転する際のモータＭＧ１，ＭＧ２の制御について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるアイドル運転時モータ制御ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、駐車中にエンジン２２をアイドル運転する際に繰り返し実行される。なお、駐車中にエンジン２２をアイドル運転する際としては、エンジン２２の暖機要求が行なわれたときや、エンジン２２を熱源とする空調装置（図示省略）の作動要求が行なわれたときなどを挙げることができる。また、エンジン２２をアイドル運転する際には、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉｄ（例えば、１０００ｒｐｍや１１００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍなど）となるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などを行なう。

アイドル運転時モータ制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎ、エンジン２２のアイドル運転を開始してからの時間であるアイドル運転時間ｔｉｄなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎは、水温センサや温度センサにより検出された値をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。アイドル運転時間ｔｉｄは、エンジン２２のアイドル運転を開始したときに計時が開示されたタイマの計時値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアイドル運転時間ｔｉｄを所定時間ｔ１と比較する（ステップＳ１１０）。ここで、所定時間ｔ１は、エンジン２２のアイドル運転での燃焼が安定しているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、エンジン２２のアイドル運転を開始してからエンジンの燃焼が安定するまでに要する時間として予め実験や解析により定められ、例えば、１秒や２秒、３秒などを用いることができる。エンジン２２をアイドル運転する際には、スロットル開度が小さく、吸入空気量が少ないことから、アイドル運転を開始してから燃焼が安定するまでに時間を要する。ステップＳ１００の処理は、これを考慮して行なわれる処理である。

ステップＳ１１０でアイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１未満のときには、エンジン２２の燃焼が安定していないと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１２０）、少なくともカウンタシャフト６２とカウンタドライブギヤ６１とのガタ詰めを行なうための押し当てトルクＴａｄ２をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１３０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。押し当てトルクＴａｄ２の設定方法については後述する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１１０でアイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以上のときには、エンジン２２の燃焼が安定していると判断し、プラネタリギヤ３０（サンギヤ３０ｓ−ピニオンギヤ３０ｐ間、ピニオンギヤ３０ｐ−リングギヤ３０ｒ間）のガタ詰めおよびカウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ詰めおよびカウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２とのガタ詰めを行なうための押し当てトルクＴａｄ１をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ１４０）、上述のステップＳ１３０の処理と同一の処理としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。

ここで、押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２の設定方法について説明する。駐車中のエンジン２２のアイドル運転時には、モータＭＧ１はエンジン２２と同一側に回転し、モータＭＧ２は略回転停止している。これを踏まえて、押し当てトルクＴａｄ１は、エンジン２２を押さえ込む方向のトルク、即ち、モータＭＧ１の発電を伴って生じるトルクとして定められる。また、押し当てトルクＴａｄ２は、モータＭＧ１からプラネタリギヤ３０、中間軸３２、カウンタドライブギヤ６１を介してカウンタドリブンギヤ６３に作用するトルクと、モータＭＧ２から回転軸６７、回転ギヤ６８を介してカウンタドリブンギヤ６３に作用するトルクと、が同一の向きとなり、且つ、モータＭＧ２の電力消費を伴って生じるトルクとして定められる。

実施例では、押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎと押し当てトルクＴａｄ１または押し当てトルクＴａｄ２との関係をそれぞれ予め定めて各マップとして記憶しておき、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎとが与えられると、各マップから対応する押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２を導出して設定するものとした。エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎと押し当てトルクＴａｄ１との関係の一例を図３に示す。図３に示すように、押し当てトルクＴａｄ１は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いときには高いときよりも絶対値が大きくなるように定められ、且つ、エンジン２２の吸気温Ｔｉｎが低いときには高いときよりも絶対値が大きくなるように定められる。これは、エンジン２２の冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎが低いときには高いときよりもエンジン２２のトルク変動が大きくなりやすいためである。エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎと押し当てトルクＴａｄ２との関係は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと吸気温Ｔｉｎと押し当てトルクＴａｄ１との関係と同様に定めることができる。

したがって、エンジン２２のアイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以上のときには（アイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過した後は）、モータＭＧ１，ＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２を出力するから、プラネタリギヤ３０のガタ詰めおよびカウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ詰めおよびカウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２とのガタ詰めを行なうことができ、プラネタリギヤ３０でのガタ打ちやカウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ打ち、カウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２とのガタ打ちによる歯打ち音の発生を抑制することができる。しかも、押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２をエンジン２２の冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎが低いときに高いときよりも絶対値が大きくなるように設定するから、冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎが低く、エンジン２２のトルク変動が大きくなりやすいときでも、上述のガタ詰めをより確実に行なうことができ、歯打ち音の発生をより確実に抑制することができる。さらに、モータＭＧ１，ＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２（カウンタドリブンギヤ６３に作用するときに互いに同一の方向となるトルク）を出力するから、モータＭＧ１からだけ押し当てトルクを出力する（モータＭＧ２からは押し当てトルクを出力しない）ものに比して、上述のガタ詰めをより確実に行なうことができ、歯打ち音の発生をより確実に抑制することができる。なお、実施例では、エンジン２２として３気筒エンジンを用いるから、４気筒エンジンや６気筒エンジンを用いる場合に比して、エンジン２２のトルク変動が大きくなりやすく、プラネタリギヤ３０でのガタ打ちや、カウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ打ち、カウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２とのガタ打ちを生じやすい。このため、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力することの意義がより大きい。

エンジン２２のアイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１未満のときには（アイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過するまでは）、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１（エンジン２２を押さえ込む方向のトルク）を出力しないから、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きく変動する（例えば、エンジン２２のストールが生じる）のを抑制することができる。しかも、このときでも、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力するから、カウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ詰めを行なうことができ、カウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ打ちによる歯打ち音が生じるのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のアイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過するまでは、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１（エンジン２２を押さえ込む方向のトルク）を出力しない。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きく変動する（例えば、エンジン２２のストールが生じる）のを抑制することができる。また、エンジン２２のアイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過した後は、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力する。これにより、プラネタリギヤ３０でのガタ打ちやカウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ打ち、カウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２とのガタ打ちによる歯打ち音の発生を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０は、図２のアイドル運転時モータ制御ルーチンを実行するものとしたが、これに代えて、図４のアイドル運転時モータ制御ルーチンを実行するものとしてもよい。図４のアイドル運転時モータ制御ルーチンは、ステップＳ１００の処理に代えてステップＳ２００の処理を実行する点、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理を追加した点を除いて、図２のアイドル運転時モータ制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４のアイドル運転時モータ制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、図２のアイドル運転時モータ制御ルーチンのステップＳ１００の処理と同様のエンジン２２の冷却水温Ｔｗおよび吸気温Ｔｉｎやアイドル運転時間ｔｉｄに加えて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎも入力する（ステップＳ２００）。ここで、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリＥＣＵ５０により演算された値を通信により入力するものとした。

そして、ステップＳ１１０でアイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以上で、ステップＳ１４０，Ｓ１５０でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値を閾値Ｗｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値Ｗｒｅｆは、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力するときにモータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力することができるか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２からそれぞれ押し当てトルクＴａｄ１，Ｔａｄ２を出力するときのモータＭＧ１，ＭＧ２のトータル電力Ｐｓｕｍの絶対値を用いることができる。なお、上述したように、押し当てトルクＴａｄ１は、モータＭＧ１の発電を伴って生じるトルクであり、押し当てトルクＴａｄ２は、モータＭＧ２の電力消費を伴って生じるトルクであるから、モータＭＧ１の電力は発電側の値（負の値）となり、モータＭＧ２の電力は消費側の値（正の値）となる。

ステップＳ２１０でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力するときにモータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力することができる（上述のトータル電力Ｐｓｕｍがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内になる）と判断し、ステップＳ１４０，Ｓ１５０で設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力するだけではモータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力することができない（上述のトータル電力Ｐｓｕｍがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超過する）と判断し、ステップＳ１５０で設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔａｄ２）に補正量ΔＴを加えた値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に再設定し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ここで、補正量ΔＴは、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと上述のトータル電力Ｐｓｕｍとの差分の電力に相当する値やそれよりも若干大きい値などを設定することができる。こうすれば、モータＭＧ２の消費電力を増加させることにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいときでも、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１をより確実に出力することができる。

この変形例では、アイドル運転時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以上のときにおいて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ２からのトルクを押し当てトルクＴａｄ２よりも補正量ΔＴだけ大きいトルク（Ｔａｄ２＋ΔＴ）とすることにより、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力できるようにするものとした。しかし、モータＭＧ２からのトルクを押し当てトルクＴａｄ２よりも大きいトルクとするのに代えてまたは加えて、電力ライン５４に接続された図示しない空調装置を作動させたり、電力ライン５４におけるインバータ４１，４２とバッテリ５０との間に設けられた昇圧コンバータによる消費電力を増加させたり、電力ライン（高圧側電力ライン）５４と補機バッテリが接続された低圧側電力ラインとの間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力を増加させたり、低圧側電力ラインに接続された補機の消費電力を増加させたりすることにより、車両のトータル消費電力を増加させて、モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力できるようにするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、押し当てトルクＴａｄ１は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗおよび吸気温Ｔｉｎに基づいて設定するものとした。しかし、エンジン２２の冷却水温Ｔｗだけに基づいて設定するものとしてもよいし、エンジン２２の吸気温Ｔｉｎだけに基づいて設定するものとしてもよい。また、エンジン２２の冷却水温Ｔｗや吸気温Ｔｉｎに拘わらずに一律の値を用いるものとしてもよい。押し当てトルクＴａｄ２についても同様である。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のアイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過するまでと経過した後とで、押し当てトルクＴａｄ２を同一とするものとした。しかし、エンジン２２のアイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過した後は（モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力するときには）、エンジン２２のアイドル運転の開始から所定時間ｔ１が経過するまで（モータＭＧ１から押し当てトルクＴａｄ１を出力しないとき）よりも、押し当てトルクＴａｄ２の絶対値を小さくするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転する際には、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力するものとしたが、モータＭＧ２から押し当てトルクＴａｄ２を出力しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２として、３気筒エンジンを用いるものとした。しかし、４気筒エンジンや６気筒エンジンなどを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、パーキング装置９０は、ギヤ機構６０のカウンタドライブギヤ６１との噛合によりカウンタドライブギヤ６１をロックするパーキングポール９２を備え、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのときに、カウンタドライブギヤ６１とパーキングポール９２との噛合によりカウンタドライブギヤ６１ひいては駆動輪ＤＷをロックするものとした。しかし、パーキング装置９０は、中間軸３２またはプラネタリギヤ３０のリングギヤ３０ｒに固定されたパーキングギヤと、このパーキングギヤと噛合可能なパーキングポールとを備え、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのときに、パーキングギヤとパーキングポールとの噛合により中間軸３２またはリングギヤ３０ｒひいては駆動輪ＤＷをロックするものとしてもよい。この場合、押し当てトルクＴａｄ１は、プラネタリギヤ３０のガタ詰めおよびカウンタドライブギヤ６１とカウンタシャフト６２とのガタ詰めおよびパーキングギヤとパーキングポールとのガタ詰めを行なうためのトルクとして定められる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転軸６７に回転ギヤ６８が取り付けられ、回転ギヤ６８とカウンタシャフト６２に固定されたカウンタドリブンギヤ６３とが噛合するものとした。しかし、モータＭＧ２の回転軸６７とカウンタシャフト６２とが直結されるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、カウンタドライブギヤ６１が「第１ギヤ」に相当し、カウンタシャフト６２が「第２ギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、パーキング装置９０が「パーキング装置」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３０ｃキャリヤ、３０ｐピニオンギヤ、３０ｒリングギヤ、３０ｓサンギヤ、３２中間軸、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４電力ライン、６０ギヤ機構、６１カウンタドライブギヤ、６２カウンタシャフト、６３カウンタドリブンギヤ、６４ドライブピニオンギヤ、６５デフリングギヤ、６７回転軸、６８回転ギヤ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０パーキング装置、９２パーキングポール、ＤＦデファレンシャルギヤ、ＤＳドライブシャフト、ＤＷ駆動輪、ＭＧ１, ＭＧ２モータ。

Claims

エンジンと、
第１モータと、
共線図において順に並ぶ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素に前記第１モータ、前記エンジン、第１軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記第１軸に固定された第１ギヤと、
駆動輪に連結された第２軸に固定されると共に前記第１ギヤと噛合する第２ギヤと、
前記第２軸に動力を入出力可能な第２モータと、
シフトポジションが駐車ポジションのときに、パーキングポールが、前記第１ギヤと噛合することにより、または、前記第１軸または前記第３回転要素に固定されたパーキングギヤと噛合することにより前記駆動輪をロックするパーキング装置と、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータと前記パーキング装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記シフトポジションが前記駐車ポジションで前記エンジンのアイドル運転を開始した際において、前記アイドル運転を開始してから所定時間が経過するまでは、前記プラネタリギヤのガタ詰めおよび前記第１ギヤと前記第２ギヤとのガタ詰めおよび前記第１ギヤまたは前記パーキングギヤと前記パーキングポールとのガタ詰めを行なうための押し当てトルクが前記第１モータから出力されないように前記第１モータを制御し、前記アイドル運転を開始してから前記所定時間が経過した後は、前記押し当てトルクが前記第１モータから出力されるように前記第１モータを制御し、
前記押し当てトルクは、前記エンジンの水温が低いときに高いときよりも大きくなるように、且つ、前記エンジンの吸気温が低いときに高いときよりも大きくなるように定められる、
ハイブリッド自動車。