JP2010132094A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジントルクを精度良く推定することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】ハイブリッド車両１００は、エンジン１０と、エンジン１０と連結されるモータジェネレータ３０，４０との間に配置され、かつエンジン１０からのエンジントルクが伝達されるダンパ機構２０を備える。ハイブリッド車両の制御装置（ハイブリッドＥＣＵ１、エンジンＥＣＵ２、モータＥＣＵ３、バッテリＥＣＵ４、ブレーキＥＣＵ５）は、エンジン１０の回転角速度と、ダンパ機構２０に連結される入力軸（クランクシャフト１１）の入力回転角度θｉｎおよび出力軸（インプットシャフト５１）の出力回転角度θｏｕｔに基づいたダンパ捩れ角度Δθとに基づいて算出されるエンジントルクＴｅに基づいて制動力制御を変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、ダンパ装置を備えるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

近年、エンジンと、モータジェネレータとを動力源とし、エンジンが発生するエンジントルク、モータジェネレータが発生するモータトルクを駆動輪に伝達されるハイブリッド車両が提案されている。従来のハイブリッド車両としては、例えば、エンジンおよび１つ目のモータジェネレータ（ＭＧ１）が動力分配機構（例えば、遊星歯車機構など）に連結され、動力分配機構が駆動輪に連結され、２つ目のモータジェネレータ（ＭＧ２）が動力分配機構および駆動輪に連結されるハイブリッドシステムを搭載したものがある。

上記従来のハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両においては、ＭＧ１がエンジンのエンジントルクにより電力を発電する。この際、ＭＧ１に対する回生制御を行うことでのＭＧ１が発生するトルク反力を制御して動力分配機構を無段変速機として用いることができる。

ここで、ハイブリッド車両の制御、例えば制駆動力制御や挙動制御を行う場合に、エンジンが発生するエンジントルクを用いる場合がある。従来のハイブリッド車両では、例えば特許文献１に示すように、ＭＧ１のトルク反力および動力分配機構のギヤ比に基づいてエンジントルクを推定することが提案されている。

特開２００５−３４３４５８号公報

ところで、従来のハイブリッド車両においては、エンジンとＭＧ１およびＭＧ２との間にダンパ機構が備えられている。ダンパ機構は、エンジンと動力分配機構との間に配置され、エンジンが発生したエンジントルクの変動を抑制するものである。上記特許文献１に示すようなハイブリッド車両では、ダンパ機構を介して動力分配機構に伝達されたエンジントルクに対してＭＧ１のトルク反力が制御される。

ここで、エンジンが発生するエンジントルクは、ダンパ機構により変動が抑制されるので、ダンパ機構に入力される前と、ダンパ機構を介した後とで変化する。従って、上記従来のハイブリッド車両において推定されたエンジントルクが実際にエンジンが発生しているエンジントルクとずれる虞があった。つまり、ダンパ機構を備えるハイブリッド車両においては、モータジェネレータのトルク反力に基づいてエンジントルクを推定する場合、推定されたエンジントルクの精度が低下する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジントルクを精度良く推定することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンと連結される少なくとも１以上のモータジェネレータとの間に配置され、かつ当該エンジンからのエンジントルクが伝達されるダンパ機構を備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンの運転状態と、前記ダンパ機構に連結される入力軸の入力回転角度および出力軸の出力回転角度に基づいたダンパ捩れ角度とに基づいて算出されるエンジントルクに基づいて制御を変更することを特徴とする。

また、上記ハイブリッド車両の制御装置において、前記制御が運転者のブレーキ操作に基づいて算出された要求制動力に応じた制駆動力制御である場合に、前記要求制動力と、前記算出されたエンジントルクに基づいて算出されたエンジン制動力との差分に基づいて前記モータジェネレータによる回生制動あるいは油圧装置による油圧制動の少なくともいずれか一方を行うことが好ましい。

また、上記ハイブリッド車両の制御装置において、前記ダンパ捩れ角度は、予め設定された前記入力軸および前記出力軸の基準角度差に基づいて算出されるものであり、前記基準角度差を補正することが好ましい。

また、上記ハイブリッド車両の制御装置において、前記モータジェネレータは、前記エンジンのエンジントルクにより電力を発電するものであり、前記入力軸および前記出力軸の回転角度差と、前記モータジェネレータが発生するトルク反力に基づいて算出されたエンジン推定トルクに基づいて算出されたダンパ推定捩れ角度とに基づいて前記基準角度差を補正することが好ましい。

また、上記ハイブリッド車両の制御装置において、前記ダンパ機構による前記入力軸および前記出力軸の捩れが発生していない状態における前記入力軸および前記出力軸の回転角度差に基づいて前記基準角度差を補正することが好ましい。

本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、エンジンが発生するエンジントルクの変動を抑制するダンパ機構の状態であるダンパ捩れ角度を基準としてエンジントルクを算出する。従って、エンジンが実際に発生したエンジントルクがダンパ機構により変動しても、ダンパ機構の状態に拘わらずエンジンが実際に発生しているエンジントルクを算出することができる。つまり、エンジンが実際に発生しているエンジントルクを精度良く推定することができる。これにより、算出されたエンジントルクを用いた制御の精度が向上し、信頼性の向上、燃費の向上などを実現することができるという効果を奏する。

また、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、ダンパ捩れ角度を算出する基準となる基準角度差を補正することができる。従って、ダンパ機構の状態が大きく変化しても、精度良くダンパ捩れ角度を算出することができる。これにより、エンジンが実際に発生しているエンジントルクをさらに精度良く推定することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

下記の実施形態では、エンジンと２つのモータジェネレータからなるハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両について説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、エンジンと、駆動輪と連結される少なくとも１以上のモータジェネレータと、エンジントルクが直接伝達されるダンパ機構とを備えるハブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両であれば良い。例えば、エンジンと、１つのモータジェネレータと、エンジンとモータジェネレータとの間に配置されるダンパ機構とを備えるハブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両であっても良い。

また、下記の実施形態では、算出されたエンジントルクにより制駆動力制御、特に制動力制御を変更する場合について説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、ハイブリッド車両の挙動制御（姿勢制御、制振制御）などを変更するために用いられても良い。

図１は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制駆動力制御のフローを示す図である。図３は、基準角度差の補正方法のフローを示す図である。図４は、各シャフトの角度と時間の関係を示す図である。図５は、各シャフトの角度と時間の関係を示す図である。

図１に示すように、本実施形態にかかるハイブリッド車両１００は、エンジン１０と、ダンパ機構２０と、モータジェネレータ３０と、モータジェネレータ４０と、動力分配機構５０とにより構成されている。なお、７０はバッテリであり、８０はインバータであり、９０は油圧ブレーキ装置である。

エンジン１０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１０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）２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が行われる。エンジン１０には、エンジン１０の回転角度、実施形態では、クランクシャフト１１の回転角度であるクランクシャフト回転角度θａを検出するクランクシャフト回転センサ６が設けられている。クランクシャフト回転センサ６により検出されたクランクシャフト回転角度θａは、エンジンＥＣＵ２に出力される。エンジンＥＣＵ２は、クランクシャフト回転角度θａを取得し、取得したクランクシャフト回転角度θａに基づいてエンジン１０のエンジン回転数を算出する。また、エンジンＥＣＵ２は、ハイブリッド車両１００の制御装置の一部を構成するものであり、ハイブリッドＥＣＵ１と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ１からの制御信号によりエンジン１０を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１０の運転状態に関するデータ、特に取得したエンジン回転数をハイブリッドＥＣＵ１に出力する。

ダンパ機構２０は、エンジン１０からのエンジントルクが直接伝達されるものである。ダンパ機構２０は、例えば公知のトーションダンパであり、図示は省略するが入力部材と、出力部材と、弾性部材とにより構成されている。ダンパ機構２０は、入力部材と出力部材との間に弾性部材が配置されており、入力部材がエンジン１０のエンジントルクを動力伝達経路に伝達するクランクシャフト１１と連結されており、出力部材が動力分配機構５０のインプットシャフト５１と連結されている。ダンパ機構２０は、弾性部材の弾性変形により、入力部材と出力部材との間に相対回転が発生し捩れることで、入力部材に伝達されたエンジン１０からのエンジントルクの変動を抑制して、出力部材を介してインプットシャフト５１に伝達するとともに、発生する振動を抑制する。上述のように、ダンパ機構２０の入力部材にクランクシャフト１１が連結されているので、ダンパ機構２０に連結される入力軸がクランクシャフト１１となり、エンジンＥＣＵ２により取得されたクランクシャフト回転角度θａがダンパ機構２０に連結されている入力軸の入力回転角度θｉｎとなる。

モータジェネレータ３０，４０は、いずれも電動機として駆動することができると共に発電機として駆動できる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８０を介してバッテリ７０と電力の授受を行う。ここで、モータジェネレータ３０は、主として電動機として機能し、モータトルクを出力するのに対し、モータジェネレータ４０は主としてエンジン１０からのエンジントルク（ダンパ機構２０を介して、動力分配機構５０に伝達されたエンジントルク）により電力を発電するものである。また、インバータ８０は、基本的に、バッテリ７０に蓄えられた電力を直流から交流に変換してモータジェネレータ３０に供給すると共に、モータジェネレータ４０によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ７０に蓄えるためのものである。なお、インバータ８０は、モータジェネレータ３０，４０のいずれか一方で発電される電力を他方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７０は、モータジェネレータ３０，４０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。なお、モータジェネレータ３０，４０により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ７０は充放電されない。

モータジェネレータ３０，４０は、図示しないハウジングに固定されるステータ３１，４１と、ステータ３１,４１に対して相対回転可能なロータ３２，４２と、回転自在に支持され、ロータ３２，４２が固定されたモータ回転軸３３，４３とにより構成されている。また、モータジェネレータ３０，４０には、モータジェネレータ３０，４０の回転角度、実施形態では、ロータ３２，４２の回転角度であるモータ回転角度θｍ１，θｍ２を検出するモータ回転センサ７，８がそれぞれ設けられている。モータ回転センサ７，８によりそれぞれ検出されたモータ回転角度θｍ１，θｍ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３に出力される。モータＥＣＵ３は、モータ回転角度θｍ１，θｍ２を取得し、取得したモータ回転角度θｍ１，θｍ２に基づいてモータジェネレータ３０，４０のモータ回転数を算出する。

モータジェネレータ３０，４０は、いずれもモータＥＣＵ３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３は、ハイブリッド車両１００の制御装置の一部を構成するものであり、モータジェネレータ３０，４０に電動機として駆動制御する力行制御あるいは発電機として駆動制御する回生制御のいずれかを行わせる。ここで、モータジェネレータ３０は、力行制御を行うことでエンジン１０とともにハイブリッド車両１００の駆動源となり、回生制御を行うことで、回生制動力をハイブリッド車両１００の一対の駆動輪６３に作用させることができる。つまり、実施形態におけるハイブリッド車両１００では、モータジェネレータ３０により回生制動を行うことができる。モータＥＣＵ３には、モータ回転センサ７，８からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータ３０，４０に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３からは、インバータ８０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３は、ハイブリッドＥＣＵ１と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ１からの制御信号によってモータジェネレータ３０，４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータジェネレータ３０，４０の駆動状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１に出力する。

動力分配機構５０は、インプットシャフト５１と、サンギヤ５２と、ピニオンギヤ５３と、キャリア５４と、リングギヤ５５とにより構成されている。インプットシャフト５１は、キャリア５４を介してピニオンギヤ５３と連結されている。サンギヤ５２は、外歯歯車であり、同心円上に内歯歯車のリングギヤ５５が配置されている。ピニオンギヤ５３は、サンギヤ５２に噛合すると共にリングギヤ５５に噛合し、自転かつ公転可能にキャリア５４に対して複数支持されている。つまり、動力分配機構５０は、サンギヤ５２とリングギヤ５５とキャリア５４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。

動力分配機構５０は、キャリア５４にはインプットシャフト５１が、サンギヤ５２にモータジェネレータ４０が、リングギヤ５５には減速機構６０を介してモータジェネレータ３０および一対の駆動輪６３がそれぞれ連結されている。つまり、モータジェネレータ３０は減速機構６０を介して一対の駆動輪６３と連結され、モータジェネレータ４０は動力分配機構５０および減速機構６０を介して一対の駆動輪６３と連結され、ダンパ機構２０はエンジン１０と２つのモータジェネレータ３０，４０との間に配置されている。モータジェネレータ４０が発電機として機能するときにはキャリア５４から入力されるエンジン１０からのエンジントルクをサンギヤ５２側とリングギヤ５５側にそのギヤ比に応じて分配される。モータジェネレータ４０は、サンギヤ５２側に分配されたエンジントルクにより電力を発電する。リングギヤ５５側に分配されたエンジントルクは、減速機構６０およびデファレンシャルギヤ６１を介して、一対の駆動軸６２に伝達され、最終的にはハイブリッド車両１００の一対の駆動輪６３に出力される。また、動力分配機構５０は、モータジェネレータ４０を発電機として機能させ回生制御することにより、無段変速機として用いられる。即ち、エンジン１０またはモータジェネレータ３０の出力は、動力分配機構５０によって変速された後に一対の駆動輪６３に出力される。なお、モータジェネレータ４０の駆動制御、あるいはモータジェネレータ３０，４０の回転数の制御を行うことにより、エンジン１０のエンジン回転数の制御を行うことができる。

バッテリ７０は、モータジェネレータ３０，４０との間で電力の授受を行うものであり、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）４によって制御されている。バッテリＥＣＵ４は、ハイブリッド車両１００の制御装置の一部を構成するものである。バッテリＥＣＵ４は、バッテリ７０に電力を蓄電する蓄電制御とバッテリ７０が電力を放電する放電制御を行う。バッテリＥＣＵ４は、バッテリ７０を制御するのに必要な信号、例えば、バッテリ７０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７０の出力端子に接続された図示しない電力ライン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７０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、バッテリ７０の蓄電量、本実施形態ではバッテリ残量（ＳＯＣ）などを推定している。バッテリＥＣＵ４は、必要に応じて上記バッテリ残量（ＳＯＣ）などのバッテリ７０の充放電状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ１に出力する。

油圧ブレーキ装置９０は、運転者がブレーキ操作を行うことで油圧制動を行うものである。ここで、運転者によるブレーキ操作には、運転者が図示しないアクセルペダルの踏み込みを終了すること、すなわちアクセルペダルをアクセルＯＦＦ状態とすること、運転者が図示しないブレーキペダルを踏み込むことが含まれる。油圧ブレーキ装置９０は、ブレーキオイルが運転者によるブレーキ操作に基づいて、ブレーキペダルの踏み込み量に応じてブレーキオイルを加圧するマスタシリンダや加圧ポンプにより加圧され、ブレーキオイルの加圧により、図示しないブレーキパッドと各車輪と一体回転するディスクロータとが摩擦接触し、油圧制動力をハイブリッド車両１００の各車輪に作用させるものである。ブレーキＥＣＵ５は、ブレーキペダルの操作に基づいたブレーキオイルの加圧などの油圧制動制御などを行う。ブレーキＥＣＵ５は、ハイブリッドＥＣＵ１と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ１からの制御信号により油圧ブレーキ装置９０を油圧制動制御すると共に必要に応じて油圧ブレーキ装置９０の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１に出力する。

ハイブリッドＥＣＵ１は、ハイブリッド車両１００の制御装置の一部を構成するものである。ハイブリッドＥＣＵ１は、ＣＰＵ（図示せず）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（図示せず）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（図示せず）と、入出力ポートおよび通信ポート（図示せず）とを備える。ハイブリッドＥＣＵ１には、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１０１からのアクセル開度ＰＡ、ハイブリッド車両１００の車速を検出する車速センサ１０２からの車速Ｖ、図示しないブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ１０３からのブレーキ踏み込み量ＢＬ、図示しないイグニッションスイッチからのイグニッション信号、図示しないシフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッドＥＣＵ１は、前述したように、エンジンＥＣＵ２、モータＥＣＵ３、バッテリＥＣＵ４、ブレーキＥＣＵ５と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２、モータＥＣＵ３、バッテリＥＣＵ４、ブレーキＥＣＵ５と各種制御信号やデータの授受を行っている。

ここで、ハイブリッド車両１００の制御装置は、本実施形態ではハイブリッドＥＣＵ１と、エンジンＥＣＵ２と、モータＥＣＵ３と、バッテリＥＣＵ４と、ブレーキＥＣＵ５とにより構成される。従って、ハイブリッド車両１００の制御装置は、エンジン１０の運転制御、モータジェネレータ３０，４０の力行制御および回生制御、バッテリ７０の蓄電制御および放電制御、インバータ８０の制御、油圧ブレーキ装置９０による油圧制動制御を行うことができる。

上述のように、ダンパ機構２０の出力部材に動力分配機構５０のインプットシャフト５１が連結されているので、ダンパ機構２０に連結される出力軸がインプットシャフト５１となる。ここで、インプットシャフト５１は、動力分配機構５０を介してモータジェネレータ３０，４０のモータ回転軸３３，４３に連結されている。従って、ハイブリッドＥＣＵ１は、モータＥＣＵ３により取得され、ハイブリッドＥＣＵ１に出力されたモータ回転角度θｍ１，θｍ２と、ハイブリッドＥＣＵ１に予め設定されている動力分配機構５０のギヤ比Ｇとに基づいて、ダンパ機構２０に連結されている出力軸（インプットシャフト５１）の出力回転角度θｏｕｔを算出することができる。なお、ダンパ機構２０に連結されている出力軸（インプットシャフト５１）の出力回転角度θｏｕｔは、インプットシャフト５１のインプットシャフト回転角度を検出するインプット回転センサを設け、インプット回転センサにより検出されたインプットシャフト回転角度を用いても良い。

ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者のアクセル操作やブレーキ操作に基づいて、ハイブリッド車両１００に作用する力である制駆動力を制御する制駆動力制御、すなわち駆動力制御、制動力制御を行うものである。ハイブリッドＥＣＵ１は、駆動力制御を行う場合、運転者による図示しないアクセルペダルの操作に基づいて算出された要求駆動力をエンジン１０、モータジェネレータ３０，４０により発生できるように、エンジンＥＣＵ２によるエンジン１０の運転制御、モータＥＣＵ３によるモータジェネレータ３０，４０の駆動制御を行わせる。

このようなハイブリッド車両１００の駆動力制御では、エンジン１０とモータジェネレータ３０，４０の運転制御としては、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。

例えば、トルク変換運転モードは、要求パワーに見合うパワーがエンジン１０から出力されるようにこのエンジン１０を運転制御すると共に、エンジン１０から出力されるパワーのすべてが動力分配機構５０とモータジェネレータ３０，４０とによってトルク変換されて一対の駆動輪６３に出力されるようにモータジェネレータ３０，４０を駆動制御する運転モードである。

充放電運転モードは、要求パワーとバッテリ７０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン１０から出力されるようにこのエンジン１０を運転制御すると共に、バッテリ７０の充放電を伴ってエンジン１０から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配機構５０とモータジェネレータ３０，４０とによるトルク変換を伴って要求パワーが一対の駆動輪６３に出力されるようにモータジェネレータ３０，４０を駆動制御する運転モードである。

モータ運転モードは、エンジン１０の運転を停止してモータジェネレータ３０からの要求パワーに見合うパワーを一対の駆動輪６３に出力するよう運転制御する運転モードである。

また、ハイブリッドＥＣＵ１は、制動力制御を行う場合、運転者による図示しないアクセルペダルの操作（アクセルＯＦＦ）あるいは運転者による図示しないブレーキペダルの操作に基づいて算出された要求制動力をエンジン１０、モータジェネレータ３０，４０、油圧ブレーキ装置９０により発生できるように、エンジンＥＣＵ２によるエンジン１０の運転制御、モータＥＣＵ３によるモータジェネレータ３０，４０の駆動制御（特に、モータジェネレータ３０の回生制御）、油圧ブレーキ装置９０の油圧制動制御を行わせる。

ハイブリッドＥＣＵ１は、本実施形態では、エンジン１０の運転状態に対応するパラメータの１つであるエンジン１０のエンジン回転角速度ωと、ダンパ機構２０に連結される入力軸および出力軸の回転角度に基づいたダンパ捩れ角度Δθとに基づいてエンジントルクＴｅを算出することで、エンジントルクＴｅを推定する。また、ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者のブレーキ操作に基づいて要求制動力ＢＦを算出し、算出された要求制動力ＢＦと上記推定されたエンジントルクＴｅに基づいたエンジン制動力ＢＦｅとの差分に基づいて、モータジェネレータ３０の回生制動あるいは油圧ブレーキ装置９０の油圧制動の少なくともいずれか一方を行う。

次に、本実施形態にかかるハイブリッド車両１００の制御装置の動作、特にエンジントルクの推定方法およびダンパ捩れ角度の補正方法について説明する。ここで、ハイブリッド車両１００の制御装置の動作は、制御周期ごとに繰り返し実行される。

まず、図２に示すように、ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者による減速要求があるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者による図示しないアクセルペダルの操作が行われなくなったか否か、すなわちアクセルＯＦＦ状態となったか否か、あるいは運転者により図示しないブレーキペダルの操作が行われたか否かを、例えばアクセルペダルセンサ１０１からハイブリッドＥＣＵ１に出力されたアクセル開度ＰＡあるいはブレーキペダルセンサ１０３からハイブリッドＥＣＵ１に出力されたブレーキ踏み込み量ＢＬに基づいて判定する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者による減速要求があると判定する（ステップＳＴ１０１肯定）と、要求制動力ＢＦを算出する（ステップＳＴ１０２）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、例えば、アクセルＯＦＦ状態におけるハイブリッド車両１００の走行状態に対応するパラメータ（車速センサ１０２からハイブリッドＥＣＵ１に出力された車速Ｖなど）に基づいて、あるいはブレーキペダルセンサ１０３からハイブリッドＥＣＵ１に出力されたブレーキ踏み込み量ＢＬおよび車速センサ１０２からハイブリッドＥＣＵ１に出力された車速Ｖに基づいて要求制動力ＢＦを算出する。なお、ハイブリッドＥＣＵ１は、運転者による減速要求がないと判定する（ステップＳＴ１０１否定）と、運転者による減速要求があると判定されるまで、ステップＳＴ１０１を繰り返す。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、ダンパ捩れ角度Δθを算出する（ステップＳＴ１０３）。ここでは、まずハイブリッドＥＣＵ１は、ダンパ機構２０に連結される入力軸の入力回転角度θｉｎおよび出力軸の出力回転角度θｏｕｔに基づいてダンパ捩れ角度Δθを算出する。ハイブリッドＥＣＵ１は、モータＥＣＵ３により取得され、ハイブリッドＥＣＵ１に出力されたモータ回転角度θｍ１，θｍ２と、予め設定されている動力分配機構５０のギヤ比Ｇとに基づいて、ダンパ機構２０に連結されている出力軸（インプットシャフト５１）の出力回転角度θｏｕｔを算出する。次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、エンジンＥＣＵ２により取得され、ハイブリッドＥＣＵ１に出力されたクランクシャフト回転角度θａであるダンパ機構２０に連結される入力軸の入力回転角度θｉｎと、算出されたダンパ機構２０に連結される出力軸の出力回転角度θｏｕｔとの差分を回転角度差Δθｒとして算出する（Δθｒ＝θｉｎ−θｏｕｔ）。そして、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出した回転角度差ΔθｒとハイブリッドＥＣＵ１に予め設定されている入力軸であるクランクシャフト１１および出力軸であるインプットシャフト５１の基準角度差Δθｂとの差分をダンパ捩れ角度Δθとして算出する。なお、基準角度差Δθｂは、入力軸の入力回転角度θｉｎの基準位置（０ｄｅｇ）と出力軸の出力回転角度θｏｕｔの基準位置（０ｄｅｇ）のずれ量である。基準角度差Δθｂは、ハイブリッド車両１００の動力伝達経路の構成によって予め設定されるものであり、基本的には一定である。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、エンジントルクＴｅを算出する（ステップＳＴ１０４）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、エンジンＥＣＵ２により取得され、ハイブリッドＥＣＵ１に出力されたクランクシャフト回転角度θａに基づいてエンジン１０のエンジン回転角速度ωを算出し、算出されたエンジン回転角速度ωおよび上記算出したダンパ捩れ角度Δθに基づいてエンジントルクＴｅを例えば下記の式（１）により算出することで、エンジントルクＴｅを推定する。ここで、Ｉはエンジン１０の慣性モーメント、Ｋはダンパ機構２０の図示しない弾性部材のバネ定数であり、ハイブリッドＥＣＵ１に予め設定されている。なお、Ｋは、ダンパ機構２０に複数の弾性部材が設けられている場合は、各弾性部材のバネ定数のばらつきや、経時変化を考慮して設定されることが好ましい。また、Ｔｆは、エンジンフリクションであり、ハイブリッドＥＣＵ１に予め設定されているフリクションマップ（エンジン油温とエンジン回転数と負荷とエンジンフリクションとの関係のマップ）と、公知の技術により検出され、ハイブリッドＥＣＵ１に取得されたエンジン油温とエンジン回転数と負荷とに基づいて算出されるものである。

Ｔｅ＝Ｉ・ｄω／ｄｔ＋ＫΔθ＋Ｔｆ …（１）

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、エンジン制動力ＢＦｅを算出する（ステップＳＴ１０５）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、上記推定されたエンジントルクＴｅに基づいてエンジン制動力ＢＦｅを算出する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘを算出する（ステップＳＴ１０６）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、バッテリＥＣＵ４からのバッテリ７０の充放電状態に関するデータ（温度、ＳＯＣなど）に基づいてモータジェネレータ３０による回生制動により発生することができる最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘを算出する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出されたエンジン制動力ＢＦｅと算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘとの合計が算出された要求制動力ＢＦ未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０７）。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出されたエンジン制動力ＢＦｅと算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘとの合計が算出された要求制動力ＢＦ未満であると判定する（ステップＳＴ１０７肯定）と、油圧制動力ＢＦｏを算出する（ステップＳＴ１０８）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出された要求制動力ＢＦから算出されたエンジン制動力ＢＦｅおよび算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘを減算した値を油圧制動力ＢＦｏとして算出する（ＢＦｏ＝ＢＦ−ＢＦｅ−ＢＦｍ_ｍａｘ）。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、モータＥＣＵ３に算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘを出力し、ブレーキＥＣＵ５に算出された油圧制動力ＢＦｏを出力する。そして、モータＥＣＵ３は、算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘに基づいてモータジェネレータ３０に対する回生制御を行う。また、ブレーキＥＣＵ５は、算出された油圧制動力ＢＦｏに基づいて油圧ブレーキ装置９０に対する油圧制動制御を行う。これにより、算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘに基づいてモータジェネレータ３０による回生制動および算出された油圧制動力ＢＦｏに基づいて油圧ブレーキ装置９０による油圧制動が実行される（ステップＳＴ１０９）。

また、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出されたエンジン制動力ＢＦｅと算出された最大回生制動力ＢＦｍ_ｍａｘとの合計が算出された要求制動力ＢＦ未満でないと判定する（ステップＳＴ１０７否定）と、回生制動力ＢＦｍを算出する（ステップＳＴ１１０）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出された要求制動力ＢＦから算出されたエンジン制動力ＢＦｅを減算した値を回生制動力ＢＦｍとして算出する（ＢＦｍ＝ＢＦ−ＢＦｅ）。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、モータＥＣＵ３に算出された回生制動力ＢＦｍを出力する。そして、モータＥＣＵ３は、算出された回生制動力ＢＦｍに基づいてモータジェネレータ３０に対する回生制御を行う。これにより、算出された回生制動力ＢＦｍに基づいてモータジェネレータ３０による回生制動が実行される（ステップＳＴ１１１）。なお、バッテリＥＣＵ４からのバッテリ７０の充放電状態に関するデータ（温度、ＳＯＣなど）に基づいてモータジェネレータ３０に対する回生制御が行えない場合、ハイブリッドＥＣＵ１により算出された要求制動力ＢＦから算出されたエンジン制動力ＢＦｅを減算した値を油圧制動力ＢＦｏとして算出され（ＢＦｏ＝ＢＦ−ＢＦｅ）、算出された油圧制動力ＢＦｏに基づいて油圧ブレーキ装置９０による油圧制動が実行される。

以上のように、本実施形態にかかるハイブリッド車両１００の制御装置では、エンジン１０が発生するエンジントルクの変動を抑制するダンパ機構２０の状態であるダンパ捩れ角度Δθを基準としてエンジントルクＴｅを算出することで推定し、推定されたエンジントルクＴｅに基づいてエンジン制動力ＢＦｅを算出する。そして、算出された要求制動力ＢＦおよび算出されたエンジン制動力ＢＦｅに基づいて、モータジェネレータ３０の回生制御や油圧ブレーキ装置９０の油圧制動制御が行われる。つまり、本実施形態にかかるハイブリッド車両１００の制御装置では、推定されたエンジントルクＴｅに基づいて制御、ここでは、制動力制御を変更する。従って、本実施形態にかかるハイブリッド車両１００の制御装置では、エンジン１０が実際に発生したエンジントルクがダンパ機構２０により変動して、インプットシャフト５１に伝達されても、ダンパ機構２０の状態に拘わらずエンジン１０が実際に発生しているエンジントルクを算出することができる。つまり、エンジン１０が実際に発生しているエンジントルクを精度良く推定することができる。これにより、算出されたエンジントルクを用いた制動力制御の精度が向上し、ハイブリッド車両１００の制動時におけるフィーリングを向上することができる。または、エンジン１０が実際に発生しているエンジントルクを精度良く推定することで、算出される回生制動力ＢＦｍの精度が向上するので、回生制動を最適化でき、回生効率を向上することができ、バッテリ７０の劣化を抑制することができる。このように、ハイブリッド車両１００の信頼性の向上、燃費の向上などを実現することができる。

なお、本実施形態では、ダンパ捩れ角度Δθを算出する際に用いられる基準角度差Δθｂを一定としたが本発明はこれに限定されるものではなく、回転角度差Δθｒに基づいて補正しても良い。ダンパ機構２０には、トルクリミッターが備えられている場合がある。トルクリミッターは、ダンパ機構２０で許容されている許容トルクよりも大きなトルクが入力部材あるいは出力部材のいずれか一方に入力された際に、他方に伝達するトルクを許容トルク以下とするものである。トルクリミッターとしては、例えば摩擦係合するクラッチなどがあり、完全係合の状態から滑り係合となることで、入力部材あるいは出力部材のいずれか一方から他方に伝達されるトルクを減少する。従って、トルクリミッターが作動した場合、基準角度差Δθｂが変化することとなる。

基準角度差Δθｂの補正は、例えば回転角度差Δθｒと、モータジェネレータ４０が発生するトルク反力に基づいて算出されたエンジン推定トルクＴｅｅに基づいて算出されたダンパ推定捩れ角度Δθｅとに基づき行っても良い。

この場合は、図３に示すように、まずハイブリッドＥＣＵ１は、回転角度差Δθｒが所定値θｃ未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。ここで、所定値θｃは、エンジン１０の運転状態やモータジェネレータ３０，４０の駆動状態が大きく変動した場合に超える値に予め設定されている。つまり、ハイブリッドＥＣＵ１は、回転角度差Δθｒに基づいて、エンジン１０の運転状態やモータジェネレータ３０，４０の駆動状態が定常であるか否かを判定する。なお、クランクシャフト回転角度θａは、エンジン１０の燃焼変動により変動するため、所定値θｃは、エンジン１０の燃焼変動による入力回転角度θｉｎの変動を考慮した値とすることが好ましい。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、回転角度差Δθｒが所定値θｃ未満であると判定する（ステップＳＴ２０１肯定）と、エンジン推定トルクＴｅｅを算出する（ステップＳＴ２０２）。ここでは、まず、ハイブリッドＥＣＵ１は、モータＥＣＵ３により取得され、ハイブリッドＥＣＵ１に出力されたモータジェネレータ４０の駆動状態に関するデータに基づいてモータジェネレータ４０がエンジントルクに対して発生するトルク反力であるモータジェネレータ４０のモータトルクＴｍ２を算出する。次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、算出されたモータトルクＴｍ２に予め設定されている動力分配機構５０のギヤ比Ｇを乗算した値をエンジン推定トルクＴｅｅとして算出する。なお、ハイブリッドＥＣＵ１は、回転角度差Δθｒが所定値θｃ以上であると判定する（ステップＳＴ２０１否定）と、回転角度差Δθｒが所定値θｃ未満であると判定されるまで、ステップＳＴ２０１を繰り返す。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、ダンパ推定捩れ角度Δθｅを算出する（ステップＳＴ２０３）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、上記算出されたエンジン推定トルクＴｅｅおよびダンパ機構２０の図示しない弾性部材のバネ定数Ｋに基づいてダンパ推定捩れ角度Δθｅを算出する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、基準角度差Δθｂを算出する（ステップＳＴ２０４）。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１は、図４に示すように、回転角度差Δθｒからダンパ推定捩れ角度Δθｅを減算した値を基準角度差Δθｂとして算出し、既にハイブリッドＥＣＵ１に設定されている基準角度差Δθｂを更新する。これにより、基準角度差Δθｂを補正する。

以上のように、ダンパ機構２０の状態が大きく変化しても、予め設定されている基準角度差Δθｂを実際の基準角度差に補正することができる。従って、ダンパ捩れ角度Δθを算出する基準となる基準角度差Δθｂを補正するので、精度良くダンパ捩れ角度Δθを算出することができる。これにより、エンジン１０が実際に発生しているエンジントルクをさらに精度良く推定することができる。

なお、基準角度差Δθｂの補正は、上記に限定されるものではない。例えば、ダンパ機構２０によるクランクシャフト１１およびインプットシャフト５１の捩れが発生していない状態における回転角度差Δθｒに基づいて基準角度差Δθｂを補正しても良い。この場合は、ハイブリッドＥＣＵ１は、ダンパ機構２０によるクランクシャフト１１およびインプットシャフト５１の捩れが発生していない状態であるか否か、例えばエンジン１０が無負荷での運転状態（アイドル運転状態）であるか否かを判定する。次に、ハイブリッドＥＣＵ１は、ダンパ機構２０によるクランクシャフト１１およびインプットシャフト５１の捩れが発生していない状態であると判定すると、回転角度差Δθｒを基準角度差Δθｂとして算出し、既にハイブリッドＥＣＵ１に設定されている基準角度差Δθｂを更新する。これにより、基準角度差Δθｂを補正する。これは、ダンパ機構２０によるクランクシャフト１１およびインプットシャフト５１の捩れが発生していない状態では、ダンパ捩れ角度Δθは０ｄｅｇであり、回転角度差Δθｒが基準角度差Δθｂとなるためである。

また、上記基準角度差Δθｂの補正は、算出されるダンパ捩れ角度Δθが所定範囲を超える場合に行っても良い。ダンパ捩れ角度Δθは、基準角度差Δθｂが実際の基準角度差とずれていなければ所定範囲内で変化し、基準角度差Δθｂが実際の基準角度差とずれている場合は所定範囲を超えて変化する場合があるからである。

また、上記基準角度差Δθｂの補正は、エンジン１０が失火したと推定される場合や、回転角度差Δθｒが所定領域を超える場合に行っても良い。エンジン１０が失火した場合や、回転角度差Δθｒが大きく変動した場合は、ダンパ機構２０のトルクリミッターが作動する可能性が高いためである。

以上のように、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、ダンパ装置を備えるハイブリッド車両の制御装置に有用であり、特に、エンジントルクを精度良く推定するのに適している。

本実施形態にかかるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態にかかるハイブリッド車両の制駆動力制御のフローを示す図である。 基準角度差の補正方法のフローを示す図である。 各シャフトの角度と時間の関係を示す図である。 各シャフトの角度と時間の関係を示す図である。

符号の説明

１ ハイブリッドＥＣＵ
２ エンジンＥＣＵ
３ モータＥＣＵ
４ バッテリＥＣＵ
５ ブレーキＥＣＵ
６ クランクシャフト回転センサ
７，８ モータ回転センサ
１０ エンジン
１１ クランクシャフト
２０ ダンパ機構
３０，４０ モータジェネレータ
３１，４１ ステータ
３２，４２ ロータ
３３，４３ モータ回転軸
５０ 動力分配機構
５１ インプットシャフト
５２ サンギヤ
５３ ピニオンギヤ
５４ キャリア
５５ リングギヤ
６０ 減速機構
６１ デファレンシャルギヤ
６２ 駆動軸
６３ 駆動輪
７０ バッテリ
８０ インバータ
９０ 油圧ブレーキ装置
１００ ハイブリッド車両

Claims (5)

1. エンジンと、前記エンジンと連結される少なくとも１以上のモータジェネレータとの間に配置され、かつ当該エンジンからのエンジントルクが伝達されるダンパ機構を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンの運転状態と、前記ダンパ機構に連結される入力軸の入力回転角度および出力軸の出力回転角度に基づいたダンパ捩れ角度とに基づいて算出されるエンジントルクに基づいて制御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。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記制御が運転者のブレーキ操作に基づいて算出された要求制動力に応じた制駆動力制御である場合に、
   前記要求制動力と、前記算出されたエンジントルクに基づいて算出されたエンジン制動力との差分に基づいて前記モータジェネレータによる回生制動あるいは油圧ブレーキ装置による油圧制動の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ダンパ捩れ角度は、予め設定された前記入力軸および前記出力軸の基準角度差に基づいて算出されるものであり、
   前記基準角度差を補正することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モータジェネレータは、前記エンジンのエンジントルクにより電力を発電するものであり、
   前記入力軸および前記出力軸の回転角度差と、前記モータジェネレータが発生するトルク反力に基づいて算出されたエンジン推定トルクに基づいて算出されたダンパ推定捩れ角度とに基づいて前記基準角度差を補正することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ダンパ機構による前記入力軸および前記出力軸の捩れが発生していない状態における前記入力軸および前記出力軸の回転角度差に基づいて前記基準角度差を補正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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