JP2008155791A - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費優先を指示するエコスイッチがオンであるときに、運転者にエンジンのこもり音による違和感を感じさせるのを抑制する。
【解決手段】エコスイッチ８９がオンであると共にエンジン２２の運転ポイントがこもり音領域内にあるときには、エンジン２２を効率よく運転する運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると共にこもり音と略同振幅，同波長，逆位相のこもり音低減音を乗員室内のスピーカ９０から出力するから、こもり音低減音とこもり音との干渉により運転者に聞こえるこもり音に起因する音を低減させ、運転者にこもり音による違和感を与えるのを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。

従来、エンジンからの動力をロックアップ機構付きのトルクコンバータと変速機とを介して車軸に出力して走行する車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、トルクコンバータをロックアップして走行しているときにエンジンのこもり音が発生しているときには、エンジンのトルクを下げると共に変速機における変速比を高くすることにより、こもり音の発生を抑制している。
特開２００２−２０５５７６号公報

ところで、一般に、エンジンからの動力と電動機からの動力とを用いて走行可能なハイブリッド車では、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチがオンであるときにこうしたこもり音の発生を抑制する制御を行なわないことで燃費の向上っている。この場合には、こもり音が発生するため、運転者に違和感を与えてしまう。したがって、燃費優先指示スイッチがオンであるときに、燃費の向上を図ると共に運転者にこもり音による違和感を与えるのを抑制することが望ましい。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、燃費優先スイッチがオンであるときに、運転者に内燃機関のこもり音による違和感を与えるのを抑制することを目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の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車は、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であると共に車軸に接続された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記回転調整手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
乗員室に音声を出力する音声出力手段と、
前記燃費優先指示スイッチがオフであるときには前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音が抑制される運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンであるときには前記内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
前記燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも前記内燃機関が前記こもり音が生じる運転領域で運転されているときには、前記こもり音に関連する所定の音声が前記乗員室に出力されるよう前記音声出力手段を制御する音声出力制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、燃費優先指示スイッチがオンであるときには内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と回転調整手段と電動機とを制御し、燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも内燃機関がこもり音が生じる運転領域で運転されているときには、こもり音に関連する所定の音声が乗員室に出力されるよう音声出力手段を制御する。この結果、燃費優先指示スイッチがオンであるときには、所定の音声によりこもり音を目立たなくすることができ、運転者にこもり音による違和感を与えるの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車において、前記音声出力制御手段は、前記所定の音声として前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音と振幅および波長が略同一で逆位相の音が出力されるよう前記音声出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、音声出力手段から出力された音とこもり音とが干渉して運転者に聞こえる音のうちこもり音に起因する音を低減することができ、運転者にこもり音による違和感を感じさせるのを抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、前記第１の回転子と前記第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であると共に車軸に接続された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記回転調整手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、乗員室に音声を出力する音声出力手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記燃費優先指示スイッチがオフであるときには前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音が抑制される運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンであるときには前記内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、
前記燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも前記内燃機関が前記こもり音が生じる運転領域で運転されているときには、前記こもり音に関連する所定の音声が前記乗員室に出力されるよう前記音声出力手段を制御する
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、燃費優先指示スイッチがオンであるときには内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と回転調整手段と電動機とを制御し、燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも内燃機関がこもり音が生じる運転領域で運転されているときには、こもり音に関連する所定の音声が乗員室に出力されるよう音声出力手段を制御する。この結果、燃費優先指示スイッチがオンであるときには、所定の音声によりこもり音を目立たなくすることができ、運転者にこもり音による違和感を与えるのを抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１，ＭＧ２は、周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。図２に、インバータ４１，４２の構成の概略を示す構成図を示す。インバータ４１は、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６と６個のダイオードＤ１〜Ｄ６とにより構成されている。６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６は、電力ライン５４の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。この６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６には、それぞれ６個のダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。したがって、電力ライン５４の正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１を回転駆動することができる。インバータ４２は、６個のトランジスタＴ７〜Ｔ１２と６個のダイオードＤ７〜Ｄ１２とにより構成されている。６個のトランジスタＴ７〜Ｔ１２は、インバータ回路４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。この６個のトランジスタＴ７〜Ｔ１２には、それぞれ６個のダイオードＤ７〜Ｄ１２が逆並列接続されている。したがって、電力ライン５４の正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ７〜Ｔ１２のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ２を回転駆動することができる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、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４３，４４からの信号や、モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルの各相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４５Ｗ，４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，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，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，運転席付近に取り付けられて車両の燃費を優先する旨を指示するエコスイッチ８９からのエコスイッチ信号ＥＣＳＷなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、乗員室内に設置されたスピーカ９０への音声出力信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力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すべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや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バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエコスイッチ８９がオンであるときの動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，エコスイッチ８９かのエコスイッチ信号ＥＣＳＷなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、エコスイッチ信号ＥＣＳＷに基づいてエコスイッチ８９の状態を調べ（ステップＳ１２０）、エコスイッチ８９がオフであるときには、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定は、エンジン２２を運転したときに生じるこもり音領域を避けてエンジン２２を運転する動作ライン（動作ライン１）と要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ライン１の一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子の一例を図５に示す。なお、図５には、予め実験などで求めたエンジンを運転するとこもり音が生じるこもり音領域の一例およびエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン（動作ライン２）の一例も図示している。図示するように、動作ライン１は、動作ライン２上の運転ポイントのうちこもり音領域に含まれる運転ポイントを避けるよう設定されている。ステップＳ１３０の処理では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ライン１と要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより、エンジン２２をこもり音を抑制する運転制約に基づいて運転することができる。

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したら、続いて、後述するこもり音低減音が出力されていたらこのこもり音低減音の出力を停止して（ステップＳ１４０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２２０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、エコスイッチ８９がオフであるときには、こもり音を抑制する運転制約に基づいてエンジン２２を運転することができるから、こもり音の発生を抑制することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。

一方、エコスイッチ８９がオンであるときには、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１５０）。ここでは、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定は、図５に例示するようにエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン２と要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ライン２と要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより、エンジン２２を効率よく運転する運転制約に基づいて運転することができる。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したら、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなるエンジン２２の目標運転ポイントがエンジン２２を運転したときにこもり音が生じる領域であるこもり音領域内にあるか否かを調べる（ステップＳ１６０）。エンジン２２の運転ポイントがこもり音領域内にあるか否かの判定は、エンジン２２の目標運転ポイントが図５に例示したこもり音領域内にあるか否かを調べることにより行なうことができる。

エンジン２２の目標運転ポイントがこもり音領域外のポイントであるときには（ステップＳ１６０）、こもり音低減音の出力を停止する（ステップＳ１４０）と共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を計算し（ステップＳ１８０〜ステップＳ２１０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。このように、エコスイッチ８９がオンであるときにエンジン２２の目標運転ポイントがこもり音領域外のポイントであるときには、エンジン２２を効率よく運転する運転制約に基づいてエンジン２２を運転するから、燃費の向上を図ることができる。

一方、エンジン２２の目標運転ポイントがこもり音領域内であるときには（ステップＳ１６０）、予め設定されたこもり音低減音がスピーカ９０から乗員室内に出力されるようスピーカ９０へ音声出力信号を出力する（ステップＳ１７０）。ここで、こもり音低減音は、こもり音と略同一振幅，略同一波長，逆位相の音として設定される。こうしたこもり音低減音をスピーカ９０から出力すれば、理想的には、こもり音低減音によりこもり音を打ち消して運転者にこもり音が聞こえなくなる。実施例では、エンジン２２においてこもり音が発生する位置とスピーカ９０の設置位置と運転者の平均的な乗車位置との相対的な位置関係に基づいてこもり音低減音を予め設定しておき、設定されたこもり音低減音をスピーカ９０から出力するものとする。こもり音が発生する位置とスピーカ９０の設置位置と運転者の平均的な乗車位置との相対的な位置関係を精密に求めるのが困難であるため、こうしたこもり音低減音をスピーカ９０から出力してもこもり音を完全に打ち消すことはできないが、こもり音とこもり音低減音との干渉により運転者に聞こえるこもり音を低減することができる。したがって、運転者にこもり音による違和感を与えるのを抑制することができる。

こうしてこもり音低減音を出力したら、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を計算して（ステップＳ１８０〜ステップＳ２１０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。このように、エコスイッチ８９がオンであるときにエンジン２２の目標運転ポイントがこもり音領域内の運転ポイントであるときには、スピーカ９０からこもり音低減音を出力するから、運転者に聞こえるこもり音を低減することができる。したがって、運転者にこもり音による違和感を与えるのを抑制することができる。もとより、エンジン２２を効率よく運転する運転制約に基づいてエンジン２２を運転するから燃費の向上を図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド車によれば、エコスイッチ８９がオンであるときにエンジン２２がこもり音が生じる運転領域で運転されているときには、スピーカ９０からこもり音低減音を出力するから、運転者にこもり音による違和感を与えるの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、こもり音低減音をエンジン２２のこもり音の発生箇所とスピーカ９０の位置と乗員の平均的な乗車位置との相対的な位置関係に予め実験などにより定めておくものとしたが、乗員室内の音圧を検出する受音器を設置して、受音器で検出した音圧に基づいて逐次こもり音低減音を演算してスピーカ９０から出力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、エコスイッチ８９がオンであると共にエンジン２２の運転ポイントがこもり音領域にあるときにこもり音低減音をスピーカ９０から出力するものとしたが、こもり音が目立たなくなればよいから、他の音声，例えば、音楽等をスピーカ９０から出力するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転ポイントがこもり音領域にあるか否かに拘わらずエコスイッチ８９がオンであるときにスピーカ９０から音声が出力され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、エコスイッチ８９がオンであると共にエンジン２２の運転ポイントがこもり音領域にあるときにスピーカ９０からこもり音低減音を出力するものとしたが、乗員室内に音声を出力できるものであれば如何なるものから音声を出力してもよく、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ１２のスイッチング周波数を低くしてインバータ４１，４２の動作音を発生させ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の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

ここで、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「内燃機関」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２３と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続され、電力の入出力とクランクシャフト２３およびリングギヤ軸３２ａへの動力の入出力を伴ってリングギヤ軸３２ａに対するクランクシャフト２３の回転数を調整可能な動力分配統合機構３０やモータＭＧ１が「回転数調整手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとちが可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、燃費優先を指示するエコスイッチ８９が「燃費優先指示スイッチ」に相当し、乗員室内に音声を出力するスピーカ９０が「音声出力手段」に相当し、エコスイッチ８９がオフであるときに動作ライン１に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するステップＳ１００〜Ｓ１３０，Ｓ１８０〜Ｓ２２０の処理やエコスイッチ８９がオンであるときにはエンジン２２を効率よく運転する運転ポイントで運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するステップＳ１００〜Ｓ１２０，Ｓ１５０，Ｓ１８０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信された目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０が「駆動制御手段」に相当し、エコスイッチ８９がオンであると共にエンジン２２の運転ポイントがこもり音領域にあるときにはスピーカ９０からこもり音低減音が出力されるよう音声信号を出力するステップＳ１２０，Ｓ１５０〜Ｓ１７０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「音声出力制御手段」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最良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。

また、こうしたハイブリッド車に適用するものに限定されるものではなく、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良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、車両の製造業等に利用可能である。

本発明の一実施例である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。 インバータ４１，４２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用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子とこもり音領域の一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ 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 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５Ｕ，４５Ｖ，４５Ｗ，４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、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、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、８９ エコスイッチ、９０ スピーカ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１〜Ｔ１２ トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ１２ ダイオード。

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であると共に車軸に接続された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記回転調整手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
   乗員室に音声を出力する音声出力手段と、
   前記燃費優先指示スイッチがオフであるときには前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音が抑制される運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンであるときには前記内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
   前記燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも前記内燃機関が前記こもり音が生じる運転領域で運転されているときには、前記こもり音に関連する所定の音声が前記乗員室に出力されるよう前記音声出力手段を制御する音声出力制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記音声出力制御手段は、前記所定の音声として前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音と振幅および波長が略同一で逆位相の音が出力されるよう前記音声出力手段を制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
3. 前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１または２記載のハイブリッド車。
4. 前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、前記第１の回転子と前記第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１または２記載のハイブリッド車。
5. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であると共に車軸に接続された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記回転調整手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、乗員室に音声を出力する音声出力手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
   前記燃費優先指示スイッチがオフであるときには前記内燃機関を運転したときに生じるこもり音が抑制される運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンであるときには前記内燃機関を効率よく運転する運転制約に基づいて前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機とを制御し、
   前記燃費優先指示スイッチがオンであるときに少なくとも前記内燃機関が前記こもり音が生じる運転領域で運転されているときには、前記こもり音に関連する所定の音声が前記乗員室に出力されるよう前記音声出力手段を制御する
   ハイブリッド車の制御方法。

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