JP2011235810A - 車両用制御装置および車両用制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生および燃費の悪化を抑制する。
【解決手段】エンジンＥＣＵは、第２ＭＧに対するトルク指令値Ｔｍ＝０であると判定した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇを算出するステップ（Ｓ１０２）と、エンジンの目標エンジン回転数および目標トルクを決定するステップ（Ｓ１０４）と、第２ＭＧに対するトルク指令値Ｔｍ≠０であると判定した場合（Ｓ１００にてＮＯ）、予め定められた動作線を用いてエンジンの目標エンジン回転数および目標トルクを決定するステップ（Ｓ１０８）と、決定された目標エンジン回転数および目標トルクに基づいてエンジンを制御するステップ（Ｓ１０６）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図８

Description

本発明は、内燃機関と回転電機を含むトランスミッションとを搭載した車両の制御に関し、特に、トランスミッション内に設けられる複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生の程度に応じて内燃機関の出力を制御する技術に関する。

近年、環境問題対策の１つとして、内燃機関および駆動用電動機からの駆動力により走行するハイブリッド車などが注目されている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態によっては、駆動用電動機を含むトランスミッションに設けられるギヤの歯打ち音等の異音が発生する場合がある。

このような問題に鑑みて、特開２００８−２０１３５１号公報（特許文献１）は、モータに接続された減速ギヤの歯打ちによる違和感を運転者に与えないようにするとともに燃費の向上を図る車両を開示する。この車両は、第２電動機から入出力される駆動力が所定駆動力範囲内にないと判定されたときには設定された要求パワーと内燃機関に対して課した所定の制約とに基づいて内燃機関から出力すべきトルクおよび回転数からなる目標運転ポイントを設定し設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されるとともに設定された要求駆動力に基づく駆動力が前駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御する制御手段を含む。制御手段は、第２電動機から入出力される駆動力が所定駆動力範囲内にあると判定されたときには設定された要求パワーと内燃機関に対して課した所定の制約とに基づいて設定される運転ポイントからギヤ式動力伝達手段の異音が抑制される方向に移動させた目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されるとともに設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と前記第２電動機とを制御する。

上述した公報に開示された車両によると、ギヤ式動力伝達手段の異音によって運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

特開２００８−２０１３５１号公報

しかしながら、内燃機関およびトランスミッションのあらゆる作動のばらつきを考慮して異音の発生を抑制するように内燃機関の目標運転ポイントを設定する場合には、実際には異音の発生の程度が小さいにも関わらず、不必要に内燃機関の目標運転ポイントを燃費特性の良い最適なポイントからずれた位置に設定されるという問題がある。そのため、燃費が悪化する可能性がある。

上述した公報に開示された車両においては、このような問題について何ら考慮されておらず、解決することができない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、異音の発生および燃費の悪化を抑制する車両用制御装置および車両用制御方法を提供することである。

この発明のある局面に係る車両用制御装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を用いて発電するための第１回転電機と、車輪に駆動力を発生させるための第２回転電機と、内燃機関と第１回転電機と第２回転電機とを連結する複数のギヤとを含む車両の車両用制御装置である。この車両用制御装置は、複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生に関連した内燃機関の作動状態、第１回転電機の作動状態および複数のギヤの振動状態のうちのいずれかを示す物理量を検出するための検出部と、物理量に基づいて内燃機関の目標回転数を決定して、目標回転数と内燃機関に対する要求パワーとに基づいて内燃機関の目標トルクを決定するための決定部と、内燃機関の実回転数および実トルクのそれぞれが目標回転数および目標トルクになるように内燃機関を制御するための制御部とを含む。

好ましくは、決定部は、物理量と予め定められた関係とに基づいて目標回転数を決定する。予め定められた関係は、物理量が第１の値である場合に決定される第１の目標回転数が、物理量が第１の値よりも大きい第２の値である場合に決定される第２の目標回転数よりも大きくなる関係である。

さらに好ましくは、車両用制御装置は、第２回転電機に対するトルク指令値の絶対値が予め定められた値以下であるか否かを判定するための判定部をさらに含む。制御部は、絶対値が予め定められた値以下である場合に、実回転数および実トルクのそれぞれが目標回転数および目標トルクになるように内燃機関を制御し、絶対値が予め定められた値よりも大きい場合に、要求パワーと他の動作線に沿って内燃機関を動作させる場合よりも燃費特性が良くなるように設定された予め定められた動作線とに基づいて内燃機関を制御する。

さらに好ましくは、検出部は、物理量として第１回転電機の回転数の変化量を検出する。

さらに好ましくは、検出部は、物理量として内燃機関の回転数の変化量を検出する。
さらに好ましくは、検出部は、物理量として複数のギヤを収納する筐体の振動の強度を検出する。

この発明の他の局面に係る車両用制御方法は、内燃機関と、内燃機関の動力を用いて発電するための第１回転電機と、車輪に駆動力を発生させるための第２回転電機と、内燃機関と第１回転電機と第２回転電機とを連結する複数のギヤとを含む車両の車両用制御方法である。この車両用制御方法は、複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生に関連した内燃機関の作動状態、第１回転電機の作動状態および複数のギヤの振動状態のうちのいずれかを示す物理量を検出するステップと、物理量に基づいて内燃機関の目標回転数を決定して、目標回転数と内燃機関に対する要求パワーとに基づいて内燃機関の目標トルクを決定するステップと、内燃機関の実回転数および実トルクのそれぞれが目標回転数および目標トルクになるように内燃機関を制御するステップとを含む。

本実施の形態におけるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。 エンジンの予め定められた動作線を示す図である。 トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定するための判定幅を示す。 エンジンの予め定められた動作線とガラ音回避動作線とを示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇと目標回転数Ｎｅｔａｇとの関係を示す図である。 振動の強度Ｖｐと目標回転数Ｎｅｔａｇとの関係を示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるエンジンＥＣＵ３０４で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるエンジンＥＣＵ３０４の動作を説明するための図である。

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に示すように、車両４０は、エンジン２と、トランスミッション８と、駆動輪１２と、インバータ１６と、蓄電装置１８と、第１回転数センサ３０と、第２回転数センサ３２と、エンジン回転数センサ３４と、ＨＶ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０２と、エンジンＥＣＵ３０４とを含む。

トランスミッション８は、発電および始動用の第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）４と、駆動用の第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）６と、リダクションギヤ１４と、振動ピックアップ３６と、動力分割機構１００と、リダクションプラネタリギヤ２００とを含む。

本実施の形態において、車両４０は、少なくともエンジン２と駆動用の第２ＭＧ６とを搭載した車両であって、エンジン２および駆動用の第２ＭＧ６のそれぞれが動力分割機構１００およびリダクションプラネタリギヤ２００を経由して駆動輪１２に直結するハイブリッド車両である。

エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、たとえば、マイクロコンピュータを主体とするエンジンＥＣＵ３０４によって行なわれる。

第１ＭＧ４および第２ＭＧ６の各々は、たとえば、三相交流回転電機であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２には、第１回転数センサ３０と、第２回転数センサ３２とが接続される。第１回転数センサ３０は、第１ＭＧ４の回転数Ｎｇを検出する。第１回転数センサ３０は、検出した第１ＭＧ４の回転数Ｎｇを示す信号をＨＶ−ＥＣＵ３０２に送信する。第２回転数センサ３２は、第２ＭＧ６の回転数Ｎｍを検出する。第２回転数センサ３２は、検出した第２ＭＧ６の回転数Ｎｍを示す信号をＨＶ−ＥＣＵ３０２に送信する。

第１ＭＧ４および第２ＭＧ６の各々は、インバータ１６を経由してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置１８に接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、インバータ１６を制御することによって、エンジン２の始動時およびエンジン２を動力源とした発電時に第１ＭＧ４の出力トルクＴａを制御する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、インバータ１６を制御することによって、車両４０の力行走行時または回生制動時に第２ＭＧ６の出力トルクＴｂを制御する。

具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、第１ＭＧ４の回転数Ｎｇ、第２ＭＧ６の回転数Ｎｍ、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量あるいは車速等に基づいて第１ＭＧ４に対するトルク指令値Ｔｇおよび第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍを生成する。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、生成したトルク指令値ＴｇおよびＴｍが実現されるようにインバータ１６を制御することによって、出力トルクＴａおよび出力トルクＴｂの各々を制御する。

なお、蓄電装置１８とインバータ１６との間には、蓄電装置１８の電力を昇圧したり、インバータ１６の電力を降圧したりするコンバータを設けるようにしてもよい。

動力分割機構１００は、エンジン２と第１ＭＧ４との間に設けられるプラネタリギヤである。動力分割機構１００は、たとえば、エンジン２から入力された動力を、第１ＭＧ４への動力とドライブシャフト１６４を介在させて駆動輪１２に連結されるリダクションギヤ１４への動力とに分割する。

動力分割機構１００は、第１リングギヤ１０２と、第１ピニオンギヤ１０４と、第１キャリア１０６と、第１サンギヤ１０８とを含む。第１サンギヤ１０８は、第１ＭＧ４の出力軸に連結された外歯歯車である。第１リングギヤ１０２は、第１サンギヤ１０８に対して同心円上に配置された内歯歯車であって、リダクションギヤ１４に連結される。第１ピニオンギヤ１０４は、第１リングギヤ１０２および第１サンギヤ１０８のそれぞれに噛合う。第１キャリア１０６は、第１ピニオンギヤ１０４を自転かつ公転自在に保持し、エンジン２の出力軸に連結される。

すなわち、第１キャリア１０６が入力要素であって、第１サンギヤ１０８が反力要素であって、第１リングギヤ１０２が出力要素である。

エンジン２の作動中においては、第１キャリア１０６に入力されるエンジン２が出力するトルクに対して、第１ＭＧ４による反力トルクを第１サンギヤ１０８に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素である第１リングギヤ１０２に現れる。その場合、第１ＭＧ４のロータがそのトルクによって回転し、第１ＭＧ４は発電機として機能する。また、第１リングギヤ１０２の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１ＭＧの回転数を大小させることにより、エンジン２の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン２の回転数をたとえば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１ＭＧ４を制御することによって行なうことができる。その制御は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２によって行われる。

車両４０の走行中にエンジン２を停止させている場合には、第１ＭＧ４が逆回転しており、その状態から第１ＭＧ４を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、第１キャリア１０６に連結されているエンジン２にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、第１ＭＧ４によってエンジン２を始動（モータリングもしくはクランキング）させることができる。その場合、リダクションギヤ１４にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって、車両４０を走行させるための駆動トルクは、第２ＭＧ６の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン２の始動を円滑に行なうことができる。このようなハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

リダクションプラネタリギヤ２００は、リダクションギヤ１４と第２ＭＧ６との間に設けられるプラネタリギヤである。リダクションプラネタリギヤ２００は、第２ＭＧ６の回転速度を変速してリダクションギヤ１４に伝達する。なお、リダクションプラネタリギヤ２００を省略し、第２ＭＧ６の出力軸をリダクションギヤ１４に直結する構成としてもよい。

リダクションプラネタリギヤ２００は、第２リングギヤ２０２と、第２ピニオンギヤ２０４と、第２キャリア２０６と、第２サンギヤ２０８とを含む。第２サンギヤ２０８は、第２ＭＧ６の出力軸に連結された外歯歯車である。第２リングギヤ２０２は、第２サンギヤ２０８に対して同心円上に配置された内歯歯車であって、リダクションギヤ１４に連結される。第２ピニオンギヤ２０４は、第２リングギヤ２０２および第２サンギヤ２０８のそれぞれに噛合う。第２キャリア２０６は、第２ピニオンギヤ２０４を自転かつ公転自在に保持し、回転しないように固定される。

リダクションプラネタリギヤ２００は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２からの制御信号に基づいて摩擦係合要素を用いてプラネタリギヤの各要素の回転を制限したり、回転を同期させたり、回転の制限や同期を解除したりすることによって、第２ＭＧ６の回転速度を１段階あるいは複数の段階で変速してリダクションギヤ１４に伝達するものであってもよい。

エンジンＥＣＵ３０４には、エンジン回転数センサ３４が接続される。エンジン回転数センサ３４は、エンジン２の回転数を検出して、検出されたエンジン２の回転数を示す信号をエンジンＥＣＵ３０４に送信する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２と、エンジンＥＣＵ３０４とは、通信バス３１０を用いて相互に通信可能に接続される。本実施の形態においては、ＨＶ−ＥＣＵ３０２と、エンジンＥＣＵ３０４とは、別個のＥＣＵとして説明したが、これらを統合したＥＣＵとしてもよい。

このような車両４０において、エンジンＥＣＵ３０４は、予め定められた動作線に沿ってエンジン２が動作するようにエンジン２を制御する。

予め定められた動作線は、エンジン２のトルクを縦軸とし、エンジン２の回転数を横軸とした座標平面上に設定された図２の太実線に示す動作線である。予め定められた動作線は、エンジン２のトルクの目標値（以下、目標トルクと記載する）と、エンジン２の回転数の目標値（以下、目標回転数と記載する）との関係を示し、エンジン２を他の動作線で動作させた場合よりも燃費特性が良くなるように設定される。

以下に予め定められた動作線を用いたエンジン２の制御について説明する。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、車両の速度等に基づいてエンジン２に対する要求パワーＰｒｅｑを決定して、エンジンＥＣＵ３０４に送信する。エンジンＥＣＵ３０４は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２から受信した車両４０に対する要求パワーＰｒｅｑの等パワー線（図２の一点鎖線）と、予め定められた動作線との交点Ａを特定する。エンジンＥＣＵ３０４は、交点Ａに対応するトルクＴｅ（０）を目標トルクとして決定し、交点Ａに対応する回転数を目標回転数Ｎｅ（０）として決定する。エンジンＥＣＵ３０４は、エンジン２の実トルクおよび実回転数のそれぞれが決定された目標トルクおよび目標回転数になるようにエンジン２を制御する。

なお、エンジンＥＣＵ３０４は、決定された目標トルクおよび目標回転数が実現するように、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期のうちの少なくともいずれか一つを調整してエンジン２を制御するようにしてもよいし、エンジンＥＣＵ３０４によるエンジン２の制御に加えてまたは代えてＨＶ−ＥＣＵ３０２を経由して第１ＭＧ４の出力トルクＴａを制御することによって、決定された目標トルクおよび目標回転数が実現するようにエンジン２を制御するようにしてもよい。

しかしながら、このような車両４０において、第２ＭＧ６に対するトルク指令値Ｔｍがゼロ付近（すなわち、トルク指令値Ｔｍ＝０を中心とした予め定められた範囲内）になる場合に、トランスミッション８に設けられる複数のギヤにおいて連続的な歯打ち音（以下の説明においては、「ガラ音」と記載する）等の異音が発生する場合がある。

このようなガラ音の発生を抑制するために、トルク指令値Ｔｍが予め定められた範囲内である場合と、トルク指令値Ｔｍが予め定められた範囲内でない場合とで、エンジン２の動作線を分けてエンジン２を制御することが考えられる。

たとえば、図３に示すように、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍ＝０であると判定する判定幅の上限値としてトルク指令値Ｔｍ＿ｈを設定し、下限値としてトルク指令値Ｔｍ＿ｌを設定する。なお、図３の縦軸は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍを示し、図３の横軸は、車速を示す。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、車速の変化に関わらず、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍが上限値Ｔｍ＿ｈと下限値Ｔｍ＿ｌとの間である場合に、トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定し、トルク指令値Ｔｍが上限値Ｔｍ＿ｈと下限値Ｔｍ＿ｌとの間にない場合には、トルク指令値Ｔｍ≠０であると判定する。

図４に示すように、エンジンＥＣＵ３０４は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２においてトルク指令値Ｔｍ≠０であると判定された場合には、図４の太実線に示す予め定められた動作線に沿ってエンジン２が動作するようにエンジン２を制御する。なお、図４に示す予め定められた動作線は、図２に示す予め定められた動作線と同一であり、その詳細な説明は繰返さない。

一方、エンジンＥＣＵ３０４は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２においてトルク指令値がＴｍ＝０であると判定された場合には、図４の太破線に示すガラ音回避動作線に沿ってエンジン２が動作するようにエンジン２を制御する。

図４の太破線に示すガラ音回避動作線は、トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合に、予め定められた動作線に沿ってエンジン２を動作させる場合よりもガラ音の発生が抑制されるように設定された動作線であって、内燃機関およびトランスミッションのあらゆる作動のばらつきを考慮して設定された動作線である。

ガラ音回避動作線は、予め定められた動作線と比較して、エンジン２の回転数がＮｅ（２）以上となる領域においては、エンジン２の回転数の変化に対するエンジン２のトルクの変化が同様になるように設定され、エンジンの回転数がＮｅ（２）よりも小さい領域においては、同一の回転数に対してトルクが小さくなるように設定される。

エンジンＥＣＵ３０４は、トルク指令値がＴｍ＝０であると判定された場合、要求パワーＰｒｅｑが決定された場合に、要求パワーＰｒｅｑの等パワー線（図４の一点鎖線）と、ガラ音回避動作線との交点Ｂを特定する。エンジンＥＣＵ３０４は、交点Ｂに対応するトルクＴｅ（１）を目標トルクとして決定し、交点Ｂに対応する回転数を目標回転数Ｎｅ（１）として決定する。

このようにトルク指令値Ｔｍ＝０であるか否かに応じてエンジン２の２つの動作線のうちのいずれか一方を決定して、決定された動作線に基づいてエンジン２を制御した場合、トルク指令値Ｔｍ＝０と判定されたときに実際に生じたガラ音の程度が小さいにも関わらず、エンジン２が不必要に予め定められた動作線からずれた動作点で動作されることとなる場合がある。そのため、燃費を悪化させる場合がある。

そこで本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ３０４が、トランスミッション８内の複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生に関連したエンジン２の作動状態および第１ＭＧ４の作動状態および複数のギヤの振動状態のうちのいずれかを示す物理量に基づいてエンジン２の目標回転数Ｎｅｔａｇを決定して、決定された目標回転数Ｎｅｔａｇと要求パワーＰｒｅｑとに基づいてエンジン２の目標トルクＴｅｔａｇを決定して、エンジン２の実回転数Ｎｅおよび実トルクＴｅのそれぞれが目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇになるようにエンジン２を制御する点に特徴を有する。本実施の形態に係る車両用制御装置は、エンジンＥＣＵ３０４によって実現される。

本実施の形態においては、上述の物理量が第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇであるとして説明するが、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇは、上述の物理量の一例であり、特にこれに限定されるものではない。たとえば、上述の物理量は、エンジン２の回転数の変化量ΔＮｅであってもよいし、トランスミッション８の振動の強度Ｖｐであってもよい。トランスミッション８の振動の強度Ｖｐは、たとえば、トランスミッション８の筐体に設けられる振動ピックアップ３６によって検出される。

図５に、本実施の形態に係る車両用制御装置であるエンジンＥＣＵ３０４の機能ブロック図を示す。エンジンＥＣＵ３０４は、トルク判定部３５０と、変化量算出部３５２と、第１目標動作点決定部３５４と、第２目標動作点決定部３５６と、エンジン制御部３５８とを含む。

トルク判定部３５０は、第２ＭＧ６のトルク指令値Ｔｍ＝０であるか、Ｔｍ≠０であるかを判定する。本実施の形態においては、トルク判定部３５０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２からトルク指令値Ｔｍを受信して、受信したトルク指令値Ｔｍに基づいてＴｍ＝０であるか、Ｔｍ≠０であるかを判定するとして説明するが、たとえば、トルク判定部３５０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２から判定結果を受信して、受信した判定結果に基づいてトルク指令値Ｔｍ＝０であるか、Ｔｍ≠０であるかを判定するようにしてもよい。なお、判定方法については、図３を用いて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰返さない。また、トルク判定部３５０は、たとえば、トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定した場合に、トルク判定フラグをオンするようにしてもよい。

変化量算出部３５２は、トルク判定部３５０においてトルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合に、ＨＶ−ＥＣＵ３０２から受信する第１ＭＧ４の回転数Ｎｇに基づいて第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇを算出する。

変化量算出部３５２は、第１ＭＧ４の回転数の単位時間当たりの変化量を変化量ΔＮｇとして算出するようにしてもよいし、予め定められた時間（たとえば、エンジンＥＣＵ３０４の計算サイクルに対応した時間）の変化量を変化量ΔＮｇとして算出するようにしてもよい。なお、変化量算出部３５２は、たとえば、トルク判定フラグがオンである場合に、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇを算出するようにしてもよい。

第１目標動作点決定部３５４は、トルク判定部３５０においてトルク指令値Ｔｍ≠０であると判定された場合に、ＨＶ−ＥＣＵ３０２から受信するエンジン２の要求パワーＰｒｅｑと図２の太実線に示した予め定められた動作線とに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇを決定する。具体的には、第１目標動作点決定部３５４は、要求パワーＰｒｅｑの等パワーラインと予め定められた動作線との交点に対応する回転数を目標回転数Ｎｅｔａｇとして決定し、交点に対応するトルクを目標トルクＴｅｔａｇとして決定する。

第２目標動作点決定部３５６は、トルク判定部３５０においてトルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合、変化量算出部３５２において算出された第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定する。

第２目標動作点決定部３５６は、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇと予め定められた関係とに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定する。予め定められた関係は、図６に示すような第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇと目標回転数Ｎｅｔａｇとの関係を示すマップである。

図６の縦軸は目標回転数Ｎｅｔａｇを示し、図６の横軸は第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇを示す。すなわち、予め定められた関係は、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇがΔＮｇ（０）である場合に決定される目標回転数Ｎｅｔａｇ（０）が、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇがΔＮｇ（０）よりも大きいΔＮｇ（１）である場合に決定される目標回転数Ｎｅｔａｇ（１）よりも大きくなるような関係である。

なお、エンジン２の回転数の変化量ΔＮｅを上述の物理量として検出する場合も同様に変化量ΔＮｅに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定することができる。この場合、第２目標動作点決定部３５６は、たとえば、エンジン２の回転数の変化量ΔＮｅと予め定められた関係とに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定することができる。予め定められた関係は、図６に示すマップのうちの縦軸をΔＮｅに置き換えたようなエンジン２の回転数の変化量ΔＮｅと目標回転数Ｎｅｔａｇとの関係を示すマップである。

また、トランスミッション８の振動の強度Ｖｐを上述の物理量として検出する場合も同様に振動の強度Ｖｐに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定することができる。この場合、第２目標動作点決定部３５６は、振動の強度Ｖｐと予め定められた関係とに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定することができる。予め定められた関係は、図７に示すような振動の強度Ｖｐと目標回転数Ｎｅｔａｇとの関係を示すマップである。

図７の縦軸は目標回転数Ｎｅｔａｇを示し、図７の横軸は振動の強度Ｖｐを示す。すなわち、予め定められた関係は、振動の強度ＶｐがＶｐ（０）である場合に決定される目標回転数Ｎｅｔａｇ（２）が、振動の強度ＶｐがＶｐ（０）よりも大きいＶｐ（１）である場合に決定される目標回転数Ｎｅｔａｇ（３）よりも大きくなるような関係である。

第２目標動作点決定部３５６は、目標回転数Ｎｅｔａｇが決定された場合に、決定された目標回転数Ｎｅｔａｇとエンジン２に対する要求パワーＰｒｅｑとに基づいて目標トルクＴｅｔａｇを決定する。具体的には、第２目標動作点決定部３５６は、要求パワーＰｒｅｑを目標回転数Ｎｅｔａｇで除算することによって目標トルクＴｅｔａｇを決定する。

エンジン制御部３５８は、決定された目標回転数Ｎｅｔａｇと目標トルクＴｅｔａｇとに基づいてエンジン２を制御する。すなわち、エンジン制御部３５８は、エンジン２の実回転数および実トルクのそれぞれが目標回転数および目標トルクになるようにエンジン２を制御する。エンジン制御部３５８は、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を調整したり、ＨＶ−ＥＣＵ３０２を経由して第１ＭＧ４の出力トルクを制御したりすることによって、目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇが実現されるようにエンジン２を制御する。

本実施の形態において、トルク判定部３５０と、変化量算出部３５２と、第１目標動作点決定部３５４と、第２目標動作点決定部３５６と、エンジン制御部３５８とは、いずれもエンジンＥＣＵ３０４のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

図８を参照して、本実施の形態に係る車両用制御装置であるエンジンＥＣＵ３０４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と記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ３０４は、トルク指令値Ｔｍ＝０であるか、Ｔｍ≠０であるかを判定する。なお、トルク指令値Ｔｍの判定方法については、上述の図３を用いて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰返さない。トルク指令値Ｔｍ＝０である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ３０４は、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇを算出する。Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ３０４は、算出された変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定し、決定された目標回転数Ｎｅｔａｇと要求パワーＰｒｅｑとに基づいて目標トルクＴｅｔａｇを決定する。エンジンＥＣＵ３０４は、図６に示すマップを用いて第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇに基づいてエンジン２の目標回転数Ｎｅｔａｇを決定する。変化量ΔＮｇに基づく目標回転数Ｎｅｔａｇの決定方法については、図６を用いて説明した通りである。そのため、その詳細な説明は繰返さない。

Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ３０４は、決定された目標回転数Ｎｅｔａｇと目標トルクＴｅｔａｇとに基づいてエンジン２を制御する。

Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ３０４は、要求パワーＰｒｅｑと予め定められた動作線との交点に対応するエンジン２の回転数を目標回転数Ｎｅｔａｇとし、交点に対応するエンジン２のトルクを目標トルクＴｅｔａｇとして決定する。

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車両用制御装置であるエンジンＥＣＵ３０４の動作について図９を用いて説明する。

図９に示すように、トルク指令値Ｔｍ≠０であると判定された場合（Ｓ１００にてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３０４は、要求パワーＰｒｅｑの等パワーライン（図９の一点鎖線）と図９の太実線に示す予め定められた動作線との交点Ａに対応する回転数Ｎｅ（０）を目標回転数Ｎｅｔａｇとし、交点Ａに対応するトルクＴｅ（０）を目標トルクＴｅｔａｇとして決定する（Ｓ１０８）。エンジンＥＣＵ３０４は、エンジン２の実回転数Ｎｅおよび実トルクＴｅのそれぞれが目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇになるようにエンジン２を制御する（Ｓ１０６）。なお、図９の太実線に示す予め定められた動作線は、図２の太実線に示す予め定められた動作線と同一であるため、その詳細な説明は繰返さない。

一方、トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０４は、第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇを算出する（Ｓ１０２）。エンジンＥＣＵ３０４は、変化量ΔＮｇと図６に示すマップから算出される回転数Ｎｅ（３）を目標回転数Ｎｅｔａｇとして決定し、要求パワーＰｒｅｑと決定された目標回転数Ｎｅｔａｇとに基づいて算出されるトルクＴｅ（３）を目標トルクＴｅｔａｇとして決定する（Ｓ１０４）。エンジンＥＣＵ３０４は、エンジン２の実回転数Ｎｅおよび実トルクＴｅのそれぞれが目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇになるようにエンジン２を制御する（Ｓ１０６）。

トルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合に第１ＭＧ４の回転数の変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇとして決定された動作点Ｃは、要求パワーＰｒｅｑの等パワーラインに沿って交点Ａと交点Ｂとの間に位置する。

交点Ｂは、要求パワーＰｒｅｑの等パワーラインと図９の太破線に示すガラ音回避動作線との交点である。なお、図９の太破線に示すガラ音回避動作線および交点Ｂは、図４の太破線に示すガラ音回避動作線および交点Ｂと同一であるため、その詳細な説明は繰返さない。

図９に示す複数の楕円形状の領域は、等燃費線であって、内側になるほど燃費特性が良い領域となる。すなわち、動作点Ｃは、動作点Ｂよりも燃費特性が良い位置となる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両用制御装置によると、第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇに基づいてエンジンの目標回転数Ｎｅｔａｇを決定することによって、ガラ音の発生を抑制するとともに、ガラ音回避動作線に沿ってエンジンを動作させる場合よりも燃費特性の良い動作点でエンジンを動作させることができる。そのため、異音の発生を抑制しつつ、燃費の悪化を抑制する車両用制御装置および車両用制御方法を提供することができる。

なお、本実施の形態においてはトルク指令値Ｔｍ＝０であると判定された場合に第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、トルク指令値Ｔｍ＝０であるか否かに関わらず第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇに基づいて目標回転数Ｎｅｔａｇを決定するとして説明したが、たとえば、第１ＭＧの回転数の変化量ΔＮｇに基づいて、要求パワーＰｒｅｑの等パワーラインと予め定められた動作線との交点に対応する回転数に対する補正量を算出して、当該交点に対応する回転数に補正量を加算した値を目標回転数Ｎｅｔａｇとして決定するようにしてもよい。

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。

２ エンジン、４,６ ＭＧ、８ トランスミッション、１２ 駆動輪、１４ リダクションギヤ、１６ インバータ、１８ 蓄電装置、３０，３２ 回転数センサ、３４ エンジン回転数センサ、４０ 車両、１００ 動力分割機構、１０２，２０２ リングギヤ、１０４，２０４ ピニオンギヤ、１０６，２０６ キャリア、１０８，２０８ サンギヤ、１６４ ドライブシャフト、２００ リダクションプラネタリギヤ、３０２ ＨＶ−ＥＣＵ、３０４ エンジンＥＣＵ、３１０ 通信バス、３５０ トルク判定部、３５２ 変化量算出部、３５４，３５６ 目標動作点決定部、３５８ エンジン制御部。

Claims (7)

1. 内燃機関と、前記内燃機関の動力を用いて発電するための第１回転電機と、車輪に駆動力を発生させるための第２回転電機と、前記内燃機関と前記第１回転電機と前記第２回転電機とを連結する複数のギヤとを含む車両の車両用制御装置であって、
   前記車両用制御装置は、
   前記複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生に関連した前記内燃機関の作動状態、前記第１回転電機の作動状態および前記複数のギヤの振動状態のうちのいずれかを示す物理量を検出するための検出部と、
   前記物理量に基づいて前記内燃機関の目標回転数を決定して、前記目標回転数と前記内燃機関に対する要求パワーとに基づいて前記内燃機関の目標トルクを決定するための決定部と、
   前記内燃機関の実回転数および実トルクのそれぞれが前記目標回転数および前記目標トルクになるように前記内燃機関を制御するための制御部とを含む、車両用制御装置。
2. 前記決定部は、前記物理量と予め定められた関係とに基づいて前記目標回転数を決定し、
   前記予め定められた関係は、前記物理量が第１の値である場合に決定される第１の目標回転数が、前記物理量が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合に決定される第２の目標回転数よりも大きくなる関係である、請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記車両用制御装置は、前記第２回転電機に対するトルク指令値の絶対値が予め定められた値以下であるか否かを判定するための判定部をさらに含み、
   前記制御部は、前記絶対値が前記予め定められた値以下である場合に、前記実回転数および前記実トルクのそれぞれが前記目標回転数および前記目標トルクになるように前記内燃機関を制御し、前記絶対値が前記予め定められた値よりも大きい場合に、前記要求パワーと他の動作線に沿って前記内燃機関を動作させる場合よりも燃費特性が良くなるように設定された予め定められた動作線とに基づいて前記内燃機関を制御する、請求項１または２に記載の車両用制御装置。
4. 前記検出部は、前記物理量として前記第１回転電機の回転数の変化量を検出する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
5. 前記検出部は、前記物理量として前記内燃機関の回転数の変化量を検出する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
6. 前記検出部は、前記物理量として前記複数のギヤを収納する筐体の振動の強度を検出する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
7. 内燃機関と、前記内燃機関の動力を用いて発電するための第１回転電機と、車輪に駆動力を発生させるための第２回転電機と、前記内燃機関と前記第１回転電機と前記第２回転電機とを連結する複数のギヤとを含む車両の車両用制御方法であって、
   前記車両用制御方法は、
   前記複数のギヤにおける連続的な歯打ち音の発生に関連した前記内燃機関の作動状態、前記第１回転電機の作動状態および前記複数のギヤの振動状態のうちのいずれかを示す物理量を検出するステップと、
   前記物理量に基づいて前記内燃機関の目標回転数を決定して、前記目標回転数と前記内燃機関に対する要求パワーとに基づいて前記内燃機関の目標トルクを決定するステップと、
   前記内燃機関の実回転数および実トルクのそれぞれが前記目標回転数および前記目標トルクになるように前記内燃機関を制御するステップとを含む、車両用制御方法。

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