JP2010236563A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力源のギヤを解した回転数を算出する際において、ギヤ間のバックラッシの影響を排除して正確な回転数を算出することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の制御装置は、動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に適用される。車両の制御装置は、例えばＥＣＵであり、回転数算出手段及び変動抑制手段として機能する。回転数算出手段は、動力源の回転数を基に、動力源のギヤを介したギヤ回転数を算出する。変動抑制手段は、回転数算出手段により算出されたギヤ回転数を基に、ギヤ回転数の変動抑制された値を算出し、ギヤ間のバックラッシによるギヤ回転数の変動が発生する場合には、変動抑制の度合いを大きくする。このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数の変動が発生した場合であっても、当該バックラッシによる影響を排除してギヤ回転数を正確に求めることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、動力源から少なくとも１つ以上のギヤを介して動力を出力する車両の制御装置に関する。

この種の技術が特許文献１に記載されている。特許文献１には、電動機と遊星歯車機構との間に減速機を有するハイブリッド車両が記載されている。特許文献２には、エンジンの定常作動時では、エンジン側から伝達されるトルク変動はダンパ機構の正方向捩れにおけるヒステリシストルクにより減衰され、エンジン始動時、停止時に発生する急激なトルク変動は負方向捩れにおける大ヒステリシストルクにより減衰される技術が記載されている。特許文献３乃至６にも本発明と関連のある技術が記載されている。

特開２００２−２７４２０１号公報 特開２００６−２９３６３号公報 特開２０００−１２８４４５号公報 特開２００８−１７２９３５号公報 特開２００８−３８９６６号公報 特開平７−３２２６６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド車両において、ギヤのバックラッシが有る場合には、電動機の回転数から遊星歯車機構のリングギヤの回転数の算出や、当該回転数を基に車速の算出を行う際に、バックラッシの影響により正確な回転数や車速を算出できず、ドライバビリティが悪化する恐れがある。この点について、特許文献２〜５にも何ら記載されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、動力源のギヤを解した回転数を算出する際において、ギヤ間のバックラッシの影響を排除して正確な回転数を算出することが可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に適用される車両の制御装置であって、前記動力源の回転数を基に、前記動力源の前記ギヤを介したギヤ回転数を算出する回転数算出手段と、前記回転数算出手段により算出された前記ギヤ回転数を基に、前記ギヤ回転数の変動抑制された値を算出する変動抑制手段と、を有し、前記変動抑制手段は、前記ギヤ間のバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記変動抑制の度合いを大きくする。

上記の車両の制御装置は、動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に適用される。車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、回転数算出手段及び変動抑制手段として機能する。回転数算出手段は、動力源の回転数を基に、動力源のギヤを介したギヤ回転数を算出する。変動抑制手段は、回転数算出手段により算出されたギヤ回転数を基に、ギヤ回転数の変動抑制された値を算出し、ギヤ間のバックラッシによるギヤ回転数の変動が発生する場合には、変動抑制の度合いを大きくする。このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数の変動が発生した場合であっても、当該バックラッシによる影響を排除してギヤ回転数を正確に求めることができる。

上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記変動抑制手段は、前記算出手段により算出された前記ギヤ回転数に対し、ローパスフィルタによるフィルタ処理を行い、前記ギヤのバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記フィルタ処理における時定数を大きくする。これにより、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制されたギヤ回転数を算出することができる。

上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記変動抑制手段は、一次遅れのローパスフィルタを用いて前記フィルタ処理を行う。これにより、計算を簡単にすることができ、処理時間の短縮を図ることができる。

上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記変動抑制手段は、ヒステリシス処理を行い、前記ギヤのバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、ヒステリシス幅を大きくする。これによっても、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制されたギヤ回転数を算出することができる。

上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記車両は、遊星歯車機構の所定のギヤに連結された電動機を前記動力源として有し、前記遊星歯車機構における前記所定のギヤ以外のギヤのうち、いずれかのギヤがバックラッシを有してケースに固定され、前記回転数算出手段は、前記電動機の回転数を基に、前記電動機の前記遊星歯車機構を介したギヤ回転数を算出する。これにより、ギヤとケースとの間のバックラッシによる影響を排除して、電動機の遊星歯車機構を介した回転数を正確に求めることができる。

動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に適用される車両の制御装置であって、前記動力源の回転数を基に、前記動力源の前記ギヤを介したギヤ回転数を算出する回転数算出手段と、前記回転数算出手段により算出された前記ギヤ回転数を基に、前記ギヤ回転数の変動抑制された値を算出する変動抑制手段と、を有し、前記変動抑制手段は、前記ギヤ間のバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記変動抑制の度合いを大きくする。このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数の変動が発生した場合であっても、当該バックラッシによる影響を排除してギヤ回転数を正確に求めることができる。

本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示している。 ギヤ間のバックラッシの一例を示す模式図である。 ハイブリッド車両における動作状態を表した共線図を示している。 出力ギヤのトルク、第２のモータジェネレータのトルク、車速、第１のモータジェネレータの目標回転数、エンジン直達トルクのそれぞれについて時間に対する変化を示すグラフである。 エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフである。 フィルタ処理を行ったグラフの一例である。 フィルタ処理を用いた変動抑制御処理を示すフローチャートである。 ヒステリシス処理を行ったグラフの一例である。 ヒステリシス処理を用いた変動抑制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［装置構成］
図１は本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示している。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の動力源として備えるとともに、モータジェネレータを他の走行用の動力源として備えた車両である。本実施形態に係るハイブリッド車両は、駆動輪と内燃機関とが車両前部に位置するＦＦレイアウトの車両として構成されている。

ハイブリッド車両は、内燃機関（エンジン）３と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、エンジン３及び第１のモータジェネレータＭＧ１がそれぞれ連結された動力分配機構５と、差動装置１１を介してドライブシャフト１２に動力を出力するための出力ギヤ６とを備えている。また、ハイブリッド車両には減速機構７を介して出力ギヤ６に連結された第２のモータジェネレータＭＧ２が設けられている。出力ギヤ６の動力は、差動装置１１を介してドライブシャフト１２に伝達され、ドライブシャフト１２に取り付けられた左右の駆動輪１０に伝達される。差動装置１１は、ドリブンギヤ１１ａ、１１ｃ、ドライブギヤ１１ｂより構成される。出力ギヤ６の動力は、ドリブンギヤ１１ａに伝達され、ドリブンギヤ１１ａと連結されたドライブギヤ１１ｂに伝達される。ドライブギヤ１１ｂに伝達された動力は、ドリブンギヤ１１ｃを介してドライブシャフト１２に伝達され、ドライブシャフト１２を介して左右の駆動輪１０に伝達される。

エンジン３は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸１５を介して動力分配機構５に伝達される。なお、エンジン３としては、ディーゼルエンジンでも良い。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは同様の構成を持っている。第１のモータジェネレータＭＧ１は、主に発電機として機能し、固定部材であるケース１７に固定されたステータ４ａと、そのステータ４ａの内周側に同軸に配置されたロータ４ｂとを備えている。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主に電動機として機能し、ケース１７に固定されたステータ８ａと、そのステータ８ａの内周側に同軸に配置されたロータ８ｂとを備えている。

動力分配機構５は、相互に差動回転可能な３つの要素を持つシングルピニオン型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Ｓ１と、そのサンギヤＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ１と、これらのギヤＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンＰ１を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ１とを備えている。この形態では、入力軸１５がキャリアＣ１に、第１のモータジェネレータＭＧ１が回転部材としての連結部材２１を介してサンギヤＳ１に、出力ギヤ６がリングギヤＲ１にそれぞれ連結されている。

図１に示すように、減速機構７は、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力ギヤ６に伝達するための機構であり、相互に差動回転可能な３つの要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。減速機構７は外歯歯車であるサンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ２と、これらのギヤＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンＰ２を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ２とを備えている。この形態では、サンギヤＳ２が第２のモータジェネレータＭＧ２に、リングギヤＲ２が出力ギヤ６にそれぞれ連結されており、キャリアＣ２はケース１７に固定されている。これにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転が減速されて出力ギヤ６に伝達されるとともに、第２のモータジェネレータＭＧ２の動力が増幅されて出力ギヤ６に伝達される。

電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３を備える。第１のモータジェネレータＭＧ１は電源線３７によりインバータ３１に接続されており、第２のモータジェネレータＭＧ２は電源線３８によりインバータ３１に接続されている。また、インバータ３１はコンバータ３２に接続され、コンバータ３２はＨＶバッテリ３３に接続されている。

インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間で電力の授受を行う。モータジェネレータの回生時には、インバータ３１はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が回生により発電した電力を直流に変換し、コンバータ３２へ供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換し、ＨＶバッテリ３３を充電する。一方、モータジェネレータの力行時には、ＨＶバッテリ３３から出力される直流電力はコンバータ３２により昇圧されてインバータ３１へ供給され、電源線３８を介してモータジェネレータＭＧ２へ供給される。

インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４の動作はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０により制御されている。ＥＣＵ４０は、制御信号Ｓｉｇ４を送信することにより、電源ユニット３０内の各要素の動作を制御する。また、電源ユニット３０内の各要素の状態などを示す必要な信号は制御信号Ｓｉｇ４としてＥＣＵ４０に供給される。

ＥＣＵ４０は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２１、及び、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２２からの検出信号に基づいて、ドライバの要求トルクを算出する。また、ＥＣＵ４０は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を送受信することにより、それらを制御する。

ここで、図１に示したハイブリッド車両では、各ギヤ間にバックラッシが存在する。

図２は、ギヤ間のバックラッシの一例を示す模式図であり、図１における部分Ａｒの拡大図である。キャリアＣ２はケース１７に固定されているが、実際には、図２に示すように、キャリアＣ２がケース１７に嵌め込まれた構造となっている。そのため、キャリアＣ２とケース１７との間には、両端矢印で示すように比較的大きなバックラッシが存在する。図１に示すハイブリッド車両において、バックラッシの比較的大きな場所としては、図２に示したキャリアＣ２とケース１７との間の他、差動装置１１におけるギヤ間、具体的には、出力ギヤ６とドリブンギヤ１１ａとの間、ドライブギヤ１１ｂとドリブンギヤ１１ｃとの間などが挙げられる。

［制御処理］
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御処理について説明する。上述したように、図１に示したハイブリッド車両では、ギヤ間に比較的大きなバックラッシが存在する。このようなバックラッシによる影響を考慮せずに出力ギヤの回転数を算出した場合、正確な値を算出することができず、車速などを正確に求めることができなくなる恐れがある。以下、具体的に説明する。

まず、出力ギヤの回転数及び車速の算出方法についてハイブリッド車両の共線図を用いて説明する。

図３は、ハイブリッド車両における動作状態を表した共線図を示している。図３において、上下方向は回転数に対応しており、上方向が正回転に対応する。ここでは、左から順に、サンギヤＳ１、キャリアＣ１、リングギヤＲ１、Ｒ２、キャリアＣ２、サンギヤＳ２の回転数を示している。なお、ここで、リングギヤＲ１、Ｒ２は両方とも出力ギヤ６に連結されているため、リングギヤＲ１の回転数とリングギヤＲ２の回転数とは等しくなっている。

図３において、サンギヤＳ１の回転数は、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数（ＭＧ１回転数）と等しく回転数Ｎｍｇ１となっている。キャリアＣ１の回転数は、エンジン３の回転数と等しく回転数Ｎｅとなっている。リングギヤＲ１、Ｒ２の回転数は、出力ギヤ６の回転数と等しく回転数Ｎｒとなっている。キャリアＣ２の回転数は回転数Ｎｃ２となっている。サンギヤＳ２の回転数は、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数（ＭＧ２回転数）と等しく回転数Ｎｍｇ２となっている。

図３に示すように、共線図上において、動力分配機構５におけるサンギヤＳ１、キャリアＣ１、リングギヤＲ１の回転数は直線で結ばれるため、これら３つの回転数のうち、いずれか２つの回転数が決まれば、残りの１つの回転数が決まる。また、共線図上において、減速機構７におけるサンギヤＳ２、キャリアＣ２、リングギヤＲ２の回転数も直線で結ばれるため、これら３つの回転数のうち、いずれか２つの回転数が決まれば、残りの１つの回転数が決まる。

従って、リングギヤＲ１、Ｒ２の回転数（出力ギヤ６の回転数）Ｎｒは、サンギヤＳ２の回転数（ＭＧ２回転数）Ｎｍｇ２と、キャリアＣ２の回転数Ｎｃ２とより決まる。ここで、キャリアＣ２がケース１７に完全に固定されている場合には、キャリアＣ２の回転数Ｎｃ２は「０」となるため、リングギヤＲ１、Ｒ２の回転数（出力ギヤ６の回転数）Ｎｒは、ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２より決まる。具体的には、ＥＣＵ４０は、例えばレゾルバなどを用いてＭＧ２回転数Ｎｍｇ２を検出し、検出されたＭＧ２回転数Ｎｍｇ２に対し、減速機構７のギヤ比より決まる減速比を掛けることにより、出力ギヤ６の回転数を算出する。 出力ギヤ６は、一定のギヤ比を有する差動装置１１を介してドライブシャフト１２に動力を伝達するので、出力ギヤ６の回転数Ｎｒより車速は決まる。つまり、ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２が分かれば、出力ギヤ６の回転数Ｎｒを算出することができ、車速を算出することができる。

しかしながら、先に述べたように、実際には、キャリアＣ２とケース１７との間や、差動装置１１におけるギヤ間には、比較的大きなバックラッシが存在する。そのため、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクが「０」付近にあるときには、バックラッシ分だけギヤが揺動自在となることにより、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクの正負が変動してＭＧ２回転数も変動する。そのため、このとき、実際の出力ギヤ６の回転数は変動していないにもかかわらず、ＭＧ２回転数を基に算出された出力ギヤ６の回転数は変動してしまい、ＥＣＵ４０は、車速を正確に算出することが難しくなる。

図４は、出力ギヤ６のトルク（出力ギヤトルク）、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルク（ＭＧ２トルク）、車速、第１のモータジェネレータＭＧ１の目標回転数（ＭＧ１目標回転数）、エンジン３のエンジントルクにおける出力ギヤ６の伝達されるトルク分（エンジン直達トルク）のそれぞれについて時間に対する変化を示すグラフである。図４において、破線ＬＬを挟んで左側は、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクの正負が変動する場合のグラフを示し、破線ＬＬを挟んで右側は、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクの正負が変動しない場合のグラフを示している。つまり、図４において、破線ＬＬを挟んで左側の出力ギヤトルク、車速、エンジン直達トルクのグラフは、ギヤ間のバックラッシによる影響を受けた状態で求められたグラフであり、破線ＬＬを挟んで右側の出力ギヤトルク、車速、エンジン直達トルクのグラフは、ギヤ間のバックラッシによる影響を受けない状態で求められたグラフ、即ち、実際の状態を示すグラフである。

ギヤ間のバックラッシの影響により、時間の経過に対し、ＭＧ２トルクの正負が変動すると、それに伴い、出力ギヤトルク、ＭＧ２回転数も上下に変動する。そのため、ＭＧ２回転数を基に算出される出力ギヤ６の回転数も上下に変動し、出力ギヤ６の回転数（図４ではリング回転数と称している）を基に算出される車速も上下に変動する。つまり、図４に示すように、ギヤ間のバックラッシの影響によりＭＧ２トルクの正負が変動した場合には、実際の車速の変動は殆ど無いのにもかかわらず、出力ギヤ６の回転数を基に算出された車速は上下に変動してしまい、正確な車速を反映した値とはならなくなる。

上述の例では、ＭＧ２回転数を基に算出された出力ギヤ６の回転数を用いて車速を算出する例について述べた。しかしながら、ＭＧ２回転数を基に算出される出力ギヤ６の回転数は、車速だけでなく、ドライバからの要求トルクやＭＧ１目標回転数を算出する場合にも用いられる。

ドライバからの要求トルクは、出力ギヤ６の回転数、シフトポジション、アクセル開度を基に算出される。ＥＣＵ４０は、ドライバからの要求トルクに応じて、モータジェネレータやエンジン３の制御を行うことにより、駆動トルク（出力ギヤ６のトルク）の制御を行う。ギヤ間のバックラッシの影響により出力ギヤ６の回転数が変動すると、アクセル開度が一定の状態にもかかわらず、ＥＣＵ４０は、ドライバからの要求トルクが変化したと誤認識して、駆動トルクを変化させる制御を行う。そのため、ドライバビリティが悪化する。

ＭＧ１目標回転数は、図３に示した共線図より、エンジン目標回転数と出力ギヤ６の回転数とを基に算出される。ここで、エンジン目標回転数は、出力ギヤ６の回転数を基に算出されたエンジン最大／最小回転数、及び、ドライバからの要求トルクを基に算出されたエンジン要求パワーより算出される。図５は、エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフである。具体的には、図５に示すように、エンジン要求パワー線とエンジン最適動作線との交点にくるエンジン回転数Ｎｅｔａｇ（ただし、エンジン最小回転数≦Ｎｅｔａｇ≦エンジン最大回転数）がエンジン目標回転数として算出される。

ギヤ間のバックラッシの影響により出力ギヤ６の回転数が変動すると、図４に示すように、実際のＭＧ１目標回転数の変動は比較的小さいのにもかかわらず、出力ギヤ６の回転数を基に算出されるＭＧ１目標回転数は、実際よりも大きく上下に変動して算出される。ＥＣＵ４０は、ＭＧ１目標回転数が実現されるようにＭＧ１トルクを変化させ、エンジントルクを変化させる。そのため、エンジン直達トルクは、大きく上下に変動してしまい、ドライバビリティが悪化する。

そこで、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置では、ＥＣＵ４０は、出力ギヤ６の回転数を算出する際において、例えば、フィルタ処理又はヒステリシス処理を行うことにより、出力ギヤ６の回転数変動を抑制することとする。そして、ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生する場合には、変動抑制の度合いを大きくすることとする。

まず、フィルタ処理を行う場合の変動抑制方法について図６を用いて説明する。図６はフィルタ処理を行ったときのグラフの一例である。図６において、破線は入力値を示し、実線は入力値をフィルタ処理した出力値を示している。図６は、１次遅れのローパスフィルタ処理の例である。

図６に示す例では、破線で示すように、時刻ｔ＝０で「１」が入力されている。入力値に対し１次遅れのローパスフィルタ処理を行ったときの出力値は以下の式（１）で算出される。

出力値 ＝ 前回の出力値＋（入力値−前回の出力値）／なまし率・・・（１）
なお、上記の式（１）において、なまし率＝時定数／制御周期である。図６において、式（１）により算出された出力値が実線で示されている。図６に示すように、入力値が時刻ｔ＝０で「０」から「１」に変動した場合であっても、出力値は時刻ｔ＝０で「１」とはならずに、なだらかに変化して、時刻ｔ＝０より一定時間経過後に「１」となる。つまり、ローパスフィルタ処理を行うことにより、前回出力値と入力値との間の変動を抑制するように出力値は算出される。また、実線で示す２つのグラフを見るとわかるように、時定数が大きくなるほど、変動抑制の度合いが大きくされた出力値が算出される。

フィルタ処理を用いた変動抑制方法では、ＥＣＵ４０は、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて算出された出力ギヤ６の回転数の値を入力値として式（１）に代入し、その結果として算出された出力値を変動抑制がされた出力ギヤ６の回転数とする。ＥＣＵ４０は、この変動抑制がされた出力ギヤ６の回転数を用いて車速やＭＧ１目標回転数を算出する。ここで、ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数の変動が発生する場合には、時定数を大きくすることにより、変動抑制の度合いを大きくして出力値を算出することとする。

このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制された出力ギヤ６の回転数を算出することができる。なお、ここで、他のローパスフィルタを用いることとしても良いのは言うまでもないが、このような１次遅れのローパスフィルタを用いることにより、他のローパスフィルタを用いるよりも、計算を簡単にすることができ、処理時間の短縮を図ることができる。

上述のフィルタ処理を用いた変動抑制制御処理について図７のフローチャートを用いて説明する。図７は、フィルタ処理を用いた変動抑制御処理を示すフローチャートである。
なお、以下のフローチャートにおいて、時定数ＴＡ＞時定数ＴＢであるとする。

まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生するか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、ＭＧ２トルクが「０」付近（例えば−５〜＋５［Ｎｍ］の範囲内）にあるか否かについて判定し、ＭＧ２トルクが「０」付近にある場合には、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生すると判定する。一方、ＥＣＵ４０は、ＭＧ２トルクが「０」付近にない場合には、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生しないと判定する。

ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生すると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて求められた出力ギヤ６の回転数に対し、時定数ＴＡのフィルタでフィルタ処理を行う（ステップＳ１０２）。この後、ＥＣＵ４０は本制御処理を終了する。

ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生しないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて求められた出力ギヤ６の回転数に対し、時定数ＴＢのフィルタでフィルタ処理を行う（ステップＳ１０３）。この後、ＥＣＵ４０は本制御処理を終了する。

なお、ステップＳ１０２、Ｓ１０３で用いられる時定数ＴＡ、ＴＢはそれぞれ、ギヤ間のバックラッシの大きさなどを基に適合値として求められる。

上述したように、フィルタ処理を用いた変動抑制方法によれば、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数の変動が発生する場合には、時定数を大きくすることにより、変動抑制の度合いを大きくして出力値を算出することとする。このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制された出力ギヤ６の回転数を算出することができるので、車速や、ドライバからの要求トルク、ＭＧ１目標回転数を正確に算出することができる。これにより、ドライバビリティを向上させることができる。

次に、ヒステリシス処理を用いた変動抑制方法について図８を用いて説明する。図８は、ヒステリシス処理を行ったグラフの一例である。図８において、破線は入力値を示し、実線は入力値をフィルタ処理した結果の出力値を示している。

入力値をヒステリシス処理したときの出力値は、前回出力値と入力値との関係に応じて、以下の式（２）〜（４）で算出される。

前回出力値＜入力値−ヒステリシス幅の場合
出力値＝入力値−ヒステリシス幅 ・・・（２）
前回出力値＞入力値＋ヒステリシス幅の場合
出力値＝入力値＋ヒステリシス幅 ・・・（３）
それ以外の場合
出力値＝前回処理値 ・・・（４）
ここで、ヒステリシス幅は、ギヤ間のバックラッシなどを基に適合値として求められる。式（２）〜（４）より分かるように、ヒステリシス処理を行うことにより、前回出力値と入力値との間の変動をヒステリシス幅分だけ抑制するように出力値は算出される。

ヒステリシス処理を用いた変動抑制方法では、ＥＣＵ４０は、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて算出された出力ギヤ６の回転数の値を入力値として式（２）から（４）のいずれかに代入し、その結果として算出された出力値を変動抑制がされた出力ギヤ６の回転数とする。ＥＣＵ４０は、この変動抑制がされた出力ギヤ６の回転数を用いて車速やＭＧ１目標回転数を算出する。ここで、ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数の変動が発生する場合には、ヒステリシス幅を大きくすることにより、変動抑制の度合いを大きくして出力値を算出することとする。

このようにしても、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制された出力ギヤ６の回転数を算出することができる。

上述のヒステリシス処理を用いた変動抑制制御処理について図９のフローチャートを用いて説明する。図９は、ヒステリシス処理を用いた変動抑制御処理を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートにおいて、ヒステリシス幅ＨＡ＞ヒステリシス幅ＨＢであるとする。

まず、ステップＳ２０１において、ＥＣＵ４０は、図８のステップＳ１０１と同様、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生するか否かについて判定する。

ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生すると判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて求められた出力ギヤ６の回転数に対し、ヒステリシス幅ＨＡでヒステリシス処理を行う（ステップＳ２０２）。この後、ＥＣＵ４０は本制御処理を終了する。

ＥＣＵ４０は、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数変動が発生しないと判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＭＧ２回転数に減速比を掛けて求められた出力ギヤ６の回転数に対し、ヒステリシス幅ＨＢでヒステリシス処理を行う（ステップＳ２０３）。この後、ＥＣＵ４０は本制御処理を終了する。

ここで、ステップＳ２０２、Ｓ２０３で用いられるヒステリシス幅ＨＡ、ＨＢはそれぞれ、ギヤ間のバックラッシの大きさなどを基に適合値として求められる。

上述したように、ヒステリシス処理を用いた変動抑制方法によれば、ギヤ間のバックラッシによる出力ギヤ６の回転数の変動が発生する場合には、ヒステリシス幅を大きくすることにより、変動抑制の度合いを大きくして出力値を算出することとする。このようにすることで、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が抑制された出力ギヤ６の回転数を算出することができ、車速や、ドライバからの要求トルク、ＭＧ１目標回転数を正確に算出することができる。これにより、ドライバビリティを向上させることができる。

以上に述べたように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置では、ＥＣＵ４０は、出力ギヤ６の回転数を算出する際に、出力ギヤ６の変動抑制された値を算出することとし、ギヤ間のバックラッシによる回転数変動が発生する場合には、変動抑制の度合いを大きくすることとする。このようにすることで、バックラッシによる影響を排除して出力ギヤ６の回転数を正確に求めることができる。これにより、車速や、ドライバからの要求トルク、ＭＧ１目標回転数を正確に算出することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う実施形態もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば、本発明の制御装置が適用可能な車両は、ハイブリッド車両に適用することに限定されるものではない。動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両であれば、本発明の制御装置を適用可能である。

本発明は、動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に利用することができる。

３ 内燃機関
４ 第１のモータジェネレータ
５ 動力分配機構
７ 減速機構
１１ 差動装置
１２ ドライブシャフト
４０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 動力源より少なくとも１つ以上のギヤを介して動力が出力される車両に適用される車両の制御装置であって、
   前記動力源の回転数を基に、前記動力源の前記ギヤを介したギヤ回転数を算出する回転数算出手段と、
   前記回転数算出手段により算出された前記ギヤ回転数を基に、前記ギヤ回転数の変動抑制された値を算出する変動抑制手段と、を有し、
   前記変動抑制手段は、前記ギヤ間のバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記変動抑制の度合いを大きくすることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記変動抑制手段は、前記算出手段により算出された前記ギヤ回転数に対し、ローパスフィルタによるフィルタ処理を行い、前記ギヤのバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記フィルタ処理における時定数を大きくする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記変動抑制手段は、一次遅れのローパスフィルタを用いて前記フィルタ処理を行う請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記変動抑制手段は、ヒステリシス処理を行い、前記ギヤのバックラッシによる前記ギヤ回転数の変動が発生する場合には、前記ヒステリシス処理におけるヒステリシス幅を大きくする請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記車両は、遊星歯車機構の所定のギヤに連結された電動機を前記動力源として有し、
   前記遊星歯車機構における前記所定のギヤ以外のギヤのうち、いずれかのギヤがバックラッシを有してケースに固定され、
   前記回転数算出手段は、前記電動機の回転数を基に、前記電動機の前記遊星歯車機構を介したギヤ回転数を算出する請求項１乃至４に記載の車両の制御装置。

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