JP2008007045A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両においてシフトポジションが切り替えられる際に発生する異音を抑制する。
【解決手段】ＨＶ＿ＥＣＵは、エンジンが駆動中であり（Ｓ１００にてＹＥＳ）、シフトレバー１２００の位置がＰポジションであると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｒポジションに切り替えられたか否かを判断するステップ（Ｓ１２０）と、Ｒポジションに切り替えられると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵに送信することを確定するステップ（Ｓ１３０）と、Ｎポジションに切り替えられると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、Ｎポジションに切り替えられてから予め定められた時間Ｔ（１）経過後に、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２８０に送信するステップ（Ｓ１６０）とを含むプログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、ハイブリッド車両に搭載されるエンジンの制御に関する。

エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両には、発電機の機能を兼ね備えた電動機（モータジェネレータ）を用いたものがある。ハイブリッド車両においては、たとえば、遊星歯車機構が搭載され、ピニオンギヤにエンジンの出力軸が、サンギヤに第１の電動機の回転軸が、リングギヤに駆動軸を介して第２の電動機の回転軸が、それぞれ結合される。この遊星歯車機構により、エンジンの出力は駆動軸と第１の電動機とに分割して伝達される。停止状態の車両を発進させる際には、出力効率が悪いエンジンの駆動力を用いずに、第２の電動機のみで駆動軸を回転させて車両を発進させる。したがって、車両停止時には、エンジンは通常停止している。しかし、バッテリの残容量が少ない場合には、車両停止時であってもエンジンを駆動させて第１の電動機で発電した電力をバッテリに充電する必要がある。

このような車両停止時であってもエンジンを駆動させて発電した電力をバッテリに充電する技術に関して、特開２００５−１０５９５０号公報（特許文献１）に開示された技術がある。

特許文献１に開示された自動車は、内燃機関（エンジン）を備える自動車であって、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電するための発電手段と、発電手段からの発電電力を蓄電するための蓄電手段（バッテリ）と、内燃機関が所定の負荷運転可能状態にあるか否かを推定するための推定手段と、蓄電手段への充電が要求されたとき、充電の要求に拘わらず推定手段により内燃機関が所定の負荷運転可能状態にあると推定されるまで蓄電手段への充電が制限されるよう内燃機関と発電手段とを制御するための制御手段とを含む。

この公報に開示された自動車によると、たとえば、シフトポジションが停止ポジションである場合に、蓄電手段の残容量が少なくなって蓄電手段への充電が要求されると、内燃機関が所定の負荷運転可能状態にあると推定されるまでは、蓄電手段への充電が制限される。内燃機関が所定の負荷運転可能状態にあると推定されると、内燃機関からの動力の一部を用いて発電手段が発電した電力が蓄電手段に充電される。これにより、エンジンの負荷が高い場合に内燃機関の負荷が増加することを抑制しつつ、車両停止時に内燃機関を駆動させて発電した電力をバッテリに充電することができる。
特開２００５−１０５９５０号公報

ところで、ハイブリッド車両においては、上述のように停止ポジションであってエンジンが駆動している場合であっても、シフトポジションが後退ポジションに切り替えられた場合には、エンジンを停止して電動機の駆動力のみで車両を後退させる。そのため、従来は、シフトポジションが後退ポジションに切り替えられたときに、エンジンを停止する制御信号が出力されていた。また、シフトポジションがニュートラルポジションになると、駆動力を発生させないようにするため、電動機を制御する信号が遮断され、電動機のトルクが略零に制御される。

シフトポジションは、運転者により操作されるシフトレバーによって切り替えられる。シフトレバーは、停止ポジション（Ｐポジション）、後退ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、および前進ポジション（Ｄポジション）の順に移動するように構成される場合が多い。そのため、運転者が停止中の車両を走行させるために、シフトレバーをＰポジションからＤポジションに移動する操作を行なう際、シフトレバーは一時的にＲポジション、Ｎポジションを通過する。このようなシフトレバーの操作がＰポジションにおいてエンジンが駆動していた場合に行なわれると、Ｒポジションでエンジンの停止が開始され、エンジントルクが低下し始める。さらに、エンジンが完全に停止する前に、Ｎポジションに切り替えられると、エンジントルク低下途中に電動機のトルクが略零に制御される。このため、遊星歯車機構を構成するギヤ同士の押付け力が低くなってギヤが振動し、異音が生じるという問題が発生し得る。

しかしながら、特許文献１に開示された自動車においては、このような異音の発生を抑制する技術については考慮されていない。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハイブリッド車両においてシフトポジションが切り替えられる際に発生する異音を抑制する制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、シフトポジションが停止ポジションであるときに内燃機関を駆動する場合があり、シフトポジションがニュートラルポジションであると電動機のトルクが略零に制御されるハイブリッド車両の制御装置である。車両は、第１のギヤに内燃機関の出力軸が、第２のギヤに電動機の回転軸が、第３のギヤに駆動軸が、それぞれ結合されるギヤ機構を備える。制御装置は、シフトポジションが後退ポジションであると、内燃機関を停止すると判定するための手段と、後退ポジションおよびニュートラルポジションに関するシフトポジションの推移に基づいて、内燃機関を停止し始める開始時間を設定するための設定手段とを含む。

第１の発明によると、シフトポジションが後退ポジションに切り替えられると、内燃機関を停止すると判定される。後退ポジションおよびニュートラルポジションに関するシフトポジションの推移に基づいて、内燃機関を停止し始める開始時間が設定される。たとえば、シフトポジションが後退ポジションからニュートラルポジションに切り替えられた場合に、ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間（この時間は、ニュートラルポジションからニュートラルポジション以外に切り替えられるのに十分に長い時間である）が経過した時が開始時間として設定される。そのため、内燃機関を停止し始める開始時間においてシフトポジションがニュートラルポジション以外のポジションであると、内燃機関はニュートラルポジション以外のポジションで停止し始める。そのため、内燃機関のトルクが低下している際に電動機のトルクが略零に制御されることが抑制される。これにより、内燃機関の出力軸が結合される第１のギヤと電動機の回転軸が結合される第２のギヤとの押付け力が低くなることによるギヤの振動を抑制することができる。その結果、ハイブリッド車両においてシフトポジションが切り替えられる際に発生する異音を抑制することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、シフトポジションが後退ポジションからニュートラルポジションに切り替えられた場合に、ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時を、開始時間として設定するための手段を含む。

第２の発明によると、シフトポジションが後退ポジションからニュートラルポジションに切り替えられた場合に、ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時が、開始時間として設定される。そのため、予め定められた時間を経過する前にニュートラルポジションからニュートラルポジション以外に切り替えられるように時間を設定すると、内燃機関はニュートラルポジション以外のポジションで停止し始める。これにより内燃機関のトルクが低下している際に電動機のトルクが略零に制御されることを抑制することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、内燃機関の駆動中にシフトポジションが停止ポジションから後退ポジションに切り替えられ、かつ後退ポジションからニュートラルポジションに切り替えられた場合に、ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時を、開始時間として設定するための手段を含む。

第３の発明によると、内燃機関の駆動中にシフトポジションが停止ポジションから後退ポジションに切り替えられ、かつ後退ポジションからニュートラルポジションに切り替えられた場合に、ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時が、開始時間として設定される。たとえば、シフトポジションが一時的に後退ポジション、ニュートラルポジションを経由して前進ポジションに切り替えられる場合を想定する。この場合、予め定められた時間を経過する前にニュートラルポジションを既に経由し終えているように時間を設定すると、内燃機関は前進ポジションにおいて停止し始める。これにより、内燃機関のトルクが低下している際に電動機のトルクが略零に制御されることを抑制することができる。そのため、シフトポジションが停止ポジション、後退ポジション、ニュートラルポジションの順に切り替えられた場合に発生する異音を抑制することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第２または第３の発明の構成に加えて、予め定められた時間は、第１の時間である。設定手段は、シフトポジションが後退ポジションに切り替えられてから予め定められた第２の時間が経過するまでにニュートラルポジションに切り替えられない場合は、後退ポジションに切り替えられてから第２の時間が経過した時を、開始時間として設定するための手段を含む。

第４の発明によると、シフトポジションが後退ポジションに第２の時間を超えて保持される場合は、ニュートラルポジションを経由して前進ポジションに切り替えられるのではなく、そのまま後退ポジションに保持されるものとして、第２の時間を超えた時に内燃機関の停止が開始される。そのため、必要以上に内燃機関を駆動することを抑制して燃費を向上させるとともに、電動機により速やかに車両を後退させることができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、シフトポジションはシフトレバーによって切り替えられる。シフトレバーは、停止ポジション、後退ポジション、ニュートラルポジション、前進ポジションの順に移動するように構成される。第１の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際に、後退ポジションを通過する時間に基づいて定められる。第２の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際に、ニュートラルポジションを通過する時間に基づいて定められる。

第５の発明によると、シフトレバーは、停止ポジション、後退ポジション、ニュートラルポジション、前進ポジションの順に移動するように構成される。そのため、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される場合、必ず一時的に後退ポジション、ニュートラルポジションを通過する。第１の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際に、ニュートラルポジションを通過する時間に基づいて定められる。たとえば、第１の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際のニュートラルポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間に設定される。そのため、ニュートラルポジションを通過し終えた後に、内燃機関の停止を開始することができる。第２の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際に、ニュートラルポジションを通過する時間に基づいて定められる。たとえば、第２の時間は、シフトレバーが停止ポジションから前進ポジションに移動される際の後退ポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間に設定される。そのため、シフトポジションが後退ポジションを経由しているだけであるのか、それとも後退ポジションに保持されているのかを適切に判断して、内燃機関の停止を開始することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第１〜第５のいずれかの発明の構成に加えて、ギヤ機構は、遊星歯車機構である。第１のギヤはピニオンギヤであり、第２のギヤはサンギヤであり、第３のギヤはリングギヤである。電動機は、第１の電動機であり、リングギヤには、駆動軸を介して第２の電動機の回転軸が結合される。

第６の発明によると、ギヤ機構は、遊星歯車機構である。内燃機関の出力軸がプラネタリギヤに、第１の電動機の回転軸がサンギヤに、第２の電動機の回転軸がリングギヤに、それぞれ結合される。そのため、ピニオンギヤとサンギヤとの押付け力、ピニオンギヤとリングギヤとの押付け力が低くなることによるギヤの振動を抑制することができる。

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を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を含むハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明に係る制御装置を適用できる車両は、図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明に係る制御装置は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと記載する）の出力軸に結合されるギヤとモータジェネレータの回転軸に結合されるギヤとが噛み合う機構を有するハイブリッド車両であれば適用できる。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

さらに、ハイブリッド車両は、車速センサ１１００と、シフトレバー１２００のシフトポジションセンサ１３００と、エンジン回転数センサ１４００とを含む。車速センサ１１００、シフトポジションセンサ１３００およびエンジン回転数センサ１４００は、ハーネスなどを介してＨＶ＿ＥＣＵ３２０に接続されている。

車速センサ１１００は、ドライブシャフトの回転数から車両の速度を算出し、算出結果を表わす信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。

シフトポジションセンサ１３００は、シフトレバー１２００の位置を検知し、検知結果を表わす信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。シフトレバー１２００は、停止ポジション（Ｐポジション）、後退ポジション（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）の順に移動するように構成されている。

エンジン回転数センサ１４００は、エンジン１２０の出力軸であるクランクシャフトの回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検知し、検知結果を表わす信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。

ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車速センサ１１００、シフトポジションセンサ１３００、エンジン回転数センサ１４００、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０を制御する信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０、バッテリＥＣＵ２６０、およびインバータ２４０等を制御する信号を、ＭＧ＿ＥＣＵ３００に送信する。なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０の出力軸であるクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充電することができる）。

また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。

一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。

また、走行用バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、走行用バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を８０％とし、下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ２８０やＭＧ＿ＥＣＵ３００に制御信号を送信して、エンジン１２０、モータジェネレータ１４０を、シフトレバー１２００の位置に応じて以下のように制御する。

シフトレバー１２００の位置がＰポジションである場合、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、通常はエンジン１２０、モータジェネレータ１４０をそれぞれ停止する。走行用バッテリ２２０の充電量が下限値より低い場合には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｐポジションであってもエンジン１２０を駆動する。動力分割機構２００を介してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に伝達されるエンジン１２０の動力により、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に発電させる。発生した電力は走行用バッテリ２２０に充電される。

シフトレバー１２００の位置がＲポジションである場合、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力のみでハイブリッド車両を後退させるようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動する。この際に行なわれるエンジン１２０停止処理の詳細については後述する。

シフトレバー１２００の位置がＮポジションである場合、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ハイブリッド車両の駆動力をニュートラル状態とするために、モータジェネレータ１４０のトルクを略零に制御する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００からインバータ２４０に送信されるモータ制御信号を遮断するように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００へ指令信号を送信する。

シフトレバー１２００の位置がＤポジションである場合、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ハイブリッド車両を前進走行させるため、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動する。

以上のような制御がＨＶ＿ＥＣＵ３２０により行なわれるハイブリッド車両において、エンジン１２０の駆動中にＰポジションにおいて停止している車両を前進させるために、運転者がシフトレバー１２００をＤポジションに移動する操作を行なう際、シフトレバーは一時的にＲポジション、Ｎポジションを通過する。従来においては、Ｒポジションに切り替えられた時点でエンジン１２０の停止が開始されていた。さらに、エンジン１２０が完全に停止する前に、Ｎポジションに切り替えられるため、エンジン１２０のトルクが低下している際に、モータジェネレータ１４０のトルクが略零に制御される。そのため、ピニオンギヤ２０４とサンギヤ２０２との押付け力、およびピニオンギヤ２０４とリングギヤ２０８との押付け力が低くなって各ギヤが振動し、動力分割機構２００で異音が生じる場合があった。

このような不具合を解消するために、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置においては、以下に述べる制御を実行することにより、シフトレバー１２００が切り替えられる際に発生する異音を抑制する。

図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン回転数センサ１４００から送信されるエンジン回転数ＮＥに基づいて、エンジン１２０が駆動中であるか否かを判断する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、たとえば、エンジン回転数ＮＥが予め定められた値以上であるときに、エンジンが駆動中であると判断する。エンジンが駆動中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、シフトポジションセンサ１３００から送信される信号に基づいて、シフトレバー１２００の位置がＰポジションであるか否かを判断する。Ｐポジションであると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１２０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、シフトポジションセンサ１３００から送信される信号に基づいて、シフトレバー１２００の位置がＲポジションに切り替えられたか否かを判断する。Ｒポジションに切り替えられると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０に移される。そうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１２０に戻される。

Ｓ１３０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０を停止する指令（エンジン停止指令）をエンジンＥＣＵ２８０に送信することを確定する。

Ｓ１４０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、シフトレバー１２００の位置がＲポジション切り替え後の経過時間Ｔを検知する。

Ｓ１５０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、シフトレバー１２００の位置がＮポジションに切り替えられたか否かを判断する。なお、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、シフトレバー１２００の位置がＲポジション以外の位置に切り替えられたか否かを判断してもよい。Ｎポジションに切り替えられると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０に移される。そうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１７０に移される。

Ｓ１６０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｎポジションに切り替えられてから予め定められた時間Ｔ（１）（第１の時間）経過後に、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。時間Ｔ（１）は、シフトレバー１２００がＰポジションからＤポジションに移動される際のＮポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間に設定される。なお、時間Ｔ（１）の設定方法はこれに限定されない。たとえば、時間Ｔ（１）を、サンプリングした時間の中央値に標準偏差を定数倍した値を加算した時間に設定してもよい。

Ｓ１７０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、経過時間Ｔが予め定められた時間Ｔ（０）（第２の時間）より長いか否かを判断する。時間Ｔ（０）は、シフトレバー１２００がＰポジションからＤポジションに移動される際のＲポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間に設定される。なお、時間Ｔ（０）の設定方法はこれに限定されない。たとえば、時間Ｔ（０）を、サンプリングした時間の中央値に標準偏差を定数倍した値を加算した時間に設定してもよい。予め定められた時間Ｔ（０）より長いと（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０に移される。そうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ１４０に戻される。

Ｓ１８０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。

エンジン１２０の駆動中（Ｓ１００にてＹＥＳ）に、シフトレバー１２００の位置がＰポジションであると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｒポジションに切り替えられたか否かが判断される（Ｓ１２０）。

ここで、まず、図４に示すように、運転者が車両を前進させるために、時刻ＴＲでＲポジションに、時刻ＴＮでＮポジションに、時刻ＴＤでＤポジションに、シフトレバー１２００の位置を切り替えた場合の動作について説明する。

従来においては、Ｒポジションに切り替わった時刻ＴＲでエンジン１２０の停止が開始され、エンジントルクが低下し始める（図４の一点鎖線）。運転者はＤポジションに切り替えようとしているため、シフトレバー１２００の位置は、Ｒポジションで停滞せず、すぐにＮポジションに切り替えられる。そのため、エンジン１２０が完全に停止しておらず、エンジン１２０のトルクが低下している時刻ＴＮでＮポジションに切り替えられて、モータジェネレータ１４０へのモータ制御信号が遮断される。これにより、ギヤ同士の押付け力が低くなり、ギヤの振動による異音が生じるおそれがあった。

そこで、本実施の形態に係る制御装置においては、時刻ＴＲでＲポジションに切り替えられると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２８０に送信することが確定される（Ｓ１３０）。Ｒポジション切り替え後の経過時間Ｔが検知される（Ｓ１４０）。経過時間Ｔが予め定められた時間Ｔ（０）を経過するまでは（Ｓ１７０にてＮＯ）、経過時間Ｔが継続して検知され（Ｓ１４０）、Ｎポジションに切り替えられたか否かが判断される（Ｓ１５０）。時刻ＴＮでＮポジションに切り替えられると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）。時刻ＴＮから予め定められた時間Ｔ（１）経過後の時刻ＴＥ（１）に、エンジン停止指令がエンジンＥＣＵ２８０に送信されて（Ｓ１６０）、エンジン１２０が停止し始める。すなわち、時刻ＴＲでエンジン停止指令が確定してから時刻ＴＥ（１）までの区間は、エンジン停止指令が送信されることが禁止される。

時間Ｔ（１）は、シフトレバー１２００がＰポジションからＤポジションに移動される際のＮポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間である。そのため、エンジン１２０が停止し始める時刻ＴＥ（１）においては、既にＤポジションに切り替えられている。これにより、モータジェネレータ１４０への制御信号が遮断される時刻ＴＮから時刻ＴＤまでの間に、エンジン１２０の出力トルクが低下することを抑制できる。これにより、エンジン１２０が連結されるピニオンギヤ２０４とＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸が連結されるサンギヤ２０２との押付け力、ピニオンギヤ２０４とＭＧ（２）１４０Ａの回転軸が連結されるリングギヤ２０８との押付け力が低くなることによるギヤの振動を抑制することができる。そのため、シフトレバー１２００の位置が切り替えられる際に発生する異音を抑制することができる。

次に、図５に示すように、運転者が車両を後退させるために、時刻ＴＲでＲポジションに切り替えたまま、Ｒポジションに保持される場合の動作について説明する。

時刻ＴＲでＲポジションに切り替えられると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２８０に送信することが確定される（Ｓ１３０）。Ｒポジション切り替え後の経過時間Ｔが検知される（Ｓ１４０）。時刻ＴＲから時間Ｔ（０）を経過するまでは（Ｓ１７０にてＮＯ）、経過時間Ｔが継続して検知され（Ｓ１４０）、Ｎポジションに切り替えられたか否かが判断される（Ｓ１５０）。Ｎポジションに切り替えられないまま（Ｓ１５０にてＮＯ）、時刻ＴＲから時間Ｔ（０）を経過したため（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、時刻ＴＲから時間Ｔ（０）を経過した時刻ＴＥ（２）に、エンジン停止指令がエンジンＥＣＵ２８０に送信されて（Ｓ１８０）、エンジン１２０が停止し始める。すなわち、時刻ＴＲでエンジン停止指令が確定してから時刻ＴＥ（２）までの区間は、エンジン停止指令が送信されることが禁止される。

時間Ｔ（０）は、シフトレバー１２００がＰポジションからＤポジションに移動される際のＲポジションの通過時間をサンプリングし、サンプリングした時間のうちの最長時間である。これにより、Ｎポジションに切り替えられないまま（Ｓ１５０にてＮＯ）、時刻ＴＲから時間Ｔ（０）を経過した場合、シフトレバー１２００はＲポジションに保持されているものと考えることができる。そのため、時刻ＴＲから時間Ｔ（０）を経過した時刻ＴＥ（２）でエンジン停止指令を送信することにより、必要以上にエンジン１２０が駆動することを抑制して燃費を向上させるとともに、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）により速やかに車両を後退させることができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、Ｐポジションでのエンジン駆動中に、Ｒポジションに切り替えられて、かつＮポジションに切り替えられた場合、Ｎポジションに切り替えられてから予め定められた時間が経過した後に、エンジンが停止し始める。そのため、モータジェネレータが略零に制御されるタイミングにエンジントルクが低下することが抑制される。これにより、動力分割機構を構成するギヤ同士の押付け力が低くなることを抑制し、ギヤの振動による異音が生じることを抑制することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載する車両に含まれる動力分割機構を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ＿ＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両において、シフトレバーの位置が切り替えられた場合のエンジン回転数のタイミングチャート（その１）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両において、シフトレバーの位置が切り替えられた場合のエンジン回転数のタイミングチャート（その２）である。

符号の説明

１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２０２ サンギヤ、２０４ ピニオンギヤ、２０６ キャリア、２０８ リングギヤ、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、１１００ 車速センサ、１２００ シフトレバー、１３００ シフトポジションセンサ、１４００ エンジン回転数センサ。

Claims (6)

1. シフトポジションが停止ポジションであるときに内燃機関を駆動する場合があり、前記シフトポジションがニュートラルポジションであると電動機のトルクが略零に制御されるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記車両は、第１のギヤに前記内燃機関の出力軸が、第２のギヤに前記電動機の回転軸が、第３のギヤに駆動軸が、それぞれ結合されるギヤ機構を備え、
   前記制御装置は、
   前記シフトポジションが後退ポジションであると、前記内燃機関を停止すると判定するための手段と、
   前記後退ポジションおよび前記ニュートラルポジションに関するシフトポジションの推移に基づいて、前記内燃機関を停止し始める開始時間を設定するための設定手段とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記設定手段は、前記シフトポジションが前記後退ポジションから前記ニュートラルポジションに切り替えられた場合に、前記ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時を、前記開始時間として設定するための手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記設定手段は、前記内燃機関の駆動中に前記シフトポジションが前記停止ポジションから前記後退ポジションに切り替えられ、かつ前記後退ポジションから前記ニュートラルポジションに切り替えられた場合に、前記ニュートラルポジションに切り替えられた時から予め定められた時間が経過した時を、前記開始時間として設定するための手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記予め定められた時間は、第１の時間であり、
   前記設定手段は、前記シフトポジションが前記後退ポジションに切り替えられてから予め定められた第２の時間が経過するまでに前記ニュートラルポジションに切り替えられない場合は、前記後退ポジションに切り替えられてから前記第２の時間が経過した時を、前記開始時間として設定するための手段を含む、請求項２または３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記シフトポジションはシフトレバーによって切り替えられ、前記シフトレバーは、前記停止ポジション、前記後退ポジション、前記ニュートラルポジション、前進ポジションの順に移動するように構成され、
   前記第１の時間は、前記シフトレバーが前記停止ポジションから前記前進ポジションに移動される際に、前記ニュートラルポジションを通過する時間に基づいて定められ、
   前記第２の時間は、前記シフトレバーが前記停止ポジションから前記前進ポジションに移動される際に、前記後退ポジションを通過する時間に基づいて定められる、請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記ギヤ機構は、遊星歯車機構であり、
   前記第１のギヤはピニオンギヤであり、前記第２のギヤはサンギヤであり、前記第３のギヤはリングギヤであり、
   前記電動機は、第１の電動機であり、
   前記リングギヤには、前記駆動軸を介して第２の電動機の回転軸が結合される、請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images