JP2013107587A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充放電制限時においても、トルク脈動に起因する駆動軸の振動及びステータ反力に起因するマウントの振動を好適に抑制する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置（１００）は、内燃機関（２００）、並びに第１電動機（ＭＧ１）及び第２電動機（ＭＧ２）を含む動力要素と、駆動軸（５００）と、蓄電手段（１２）とを備えるハイブリッド車両（１）を制御する。ハイブリッド車両の制御装置は、充放電制限を行う充放電制限手段（１３０）と、トルク制限値を算出する制限値算出手段（１４０）と、出力すべきトルクがトルク制限値を超える場合に、第１電動機及び第２電動機のトルクが互いに逆方向となるように、且つ内燃機関の脈動トルクが相殺されるようにトルク配分を決定するトルク配分決定手段（１２０）と、決定されたトルクを出力するように第１電動機及び第２電動機の各々を制御する制御手段（１５０）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば内燃機関及び電動機を動力要素として備えるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種のハイブリッド車両では、内燃機関の燃焼サイクルに基づいてクランク軸に発生するトルク脈動成分を受けて、駆動軸に振動が伝達されることがある。このため、例えば特許文献１では、電動機からトルク脈動成分を相殺するようなトルクを出力させることによって、駆動軸における振動を抑制するという技術が提案されている。

他方、特許文献２では、可変気筒エンジンにおいて一部の気筒を休止させる際に生じる振動を、電動機から出力させるトルクを制御することで抑制するという技術が提案されている。

特開２０１０−０２３７９０号公報 特開２００６−０６７６５５号公報

上述した特許文献１及び２に記載されているように、電動機から出力されるトルクによって内燃機関の運転に起因する振動を抑制しようとする場合には、１つの電動機だけでなく、２つの異なる電動機を併用することが可能である。

しかしながら、２つの電動機を用いて振動を抑制しようとする場合には、動力伝達機構の構成上、各電動機からの出力トルクが回転軸から見て互いに同じ方向となる。このため、各電動機におけるステータ反力が同じ方向に発生し、結果としてマウントの振動が増大してしまうおそれがある。即ち、上述した技術には、仮に内燃機関の運転に起因する振動を抑制できたとしても、電動機におけるステータ反力に起因して、新たな振動が生じてしまうという技術的問題点がある。

加えて、バッテリ等の電動機の動力源には充放電制限が設定されることがある。この場合、充放電制限によってトルクの出力値が制限されてしまうため、振動を抑制するために出力すべきトルクが大きくなると、十分なトルクを出力できなくなるおそれがある。即ち、上述した技術には、充放電制限によって、振動を確実に抑制できない場合が生じ得るという技術的問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、充放電制限時においても、トルク脈動に起因する駆動軸の振動及びステータ反力に起因するマウントの振動を好適に抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関、並びに第１電動機及び第２電動機を含む動力要素と、前記動力要素の各々から出力されるトルクを車軸へと伝達する駆動軸と、前記第１電動機及び前記第２電動機に対して電力を供給すると共に、前記第１電動機及び前記第２電動機により発電された電力により充電される蓄電手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記蓄電手段の充放電制限を行う充放電制限手段と、前記充放電制限による前記第１電動機及び前記第２電動機のトルク制限値を算出する制限値算出手段と、前記第１電動機及び前記第２電動機から出力すべきトルクが前記トルク制限値を超える場合に、前記第１電動機及び前記第２電動機から出力されるトルクが互いに逆方向となるように、且つ前記駆動軸における前記内燃機関の脈動トルクが前記第１電動機及び前記第２電動機の各々から出力される前記トルク制限値内のトルクで相殺されるようにトルク配分を決定するトルク配分決定手段と、前記決定されたトルクをそれぞれ出力するように前記第１電動機及び前記第２電動機の各々を制御する制御手段とを備える。

本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力を供給可能な動力要素として、例えば燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関、並びにモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る第１電動機及び第２電動機を少なくとも備えた車両である。内燃機関、第１電動機及び第２電動機の各々は、例えば複数の回転要素（好適には、ギヤである）を含む動力伝達機構を介して駆動軸に連結されている。

また、第１電動機及び第２電動機の動力源として、バッテリ等の蓄電手段が備えられている。例えば、第１電動機及び第２電動機の力行時には蓄電手段から放電が行われ、第１電動機及び第２電動機の回生時には蓄電手段への充電が行われる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上述したハイブリッド車両の動作を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、充放電制限手段によって、蓄電手段の充放電制限が行われる。即ち、蓄電手段に対する制限値を超えた充電及び放電が禁止される。充放電制限による制限値は、例えば蓄電手段の特性等に応じて予め設定されている。なお、充放電制限は常時行われるものでなくともよい。また、充放電の制限値は変動する値であってもよい。

上述した充放電制限が行われる場合には、制限値算出手段によって、第１電動機及び第２電動機のトルク制限値が算出される。即ち、充放電制限が掛けられた状態で、第１電動機及び第２電動機から出力可能なトルクの上限値が算出される。

ここで本発明では特に、第１電動機及び第２電動機から出力すべきトルクが算出されたトルク制限値を超える場合（言い換えれば、充放電制限によって、本来であれば出力すべきトルクが出力できない場合）に、トルク配分決定手段によって第１電動機及び第２電動機のトルク配分が決定される。具体的には、トルク配分決定手段では、第１電動機及び第２電動機から出力されるトルクが互いに逆方向となるように、且つ駆動軸における内燃機関の脈動トルクが第１電動機及び第２電動機の各々から出力される前記トルク制限値内のトルクで相殺されるようにトルク配分が決定される。

トルク配分が決定されると、制御手段によって、決定されたトルクをそれぞれ出力するように第１電動機及び第２電動機の各々が制御される。

上述したように、第１電動機及び第２電動機から出力されるトルクを互いに逆方向とすれば、例えば蓄電手段の充電が制限され第１電動機及び第２電動機の回生トルクが制限される場合、或いは蓄電手段の放電が制限され第１電動機及び第２電動機の力行トルクが制限される場合であっても、トルクの正負を適切な割合で分担することにより、駆動軸における内燃機関の脈動トルクを相殺するためのキャンセルトルク（例えば、内燃機関の脈動トルクとは逆位相を有するトルク）を確実に出力することができる。なお、ここでの「相殺」とは、内燃機関の脈動トルクと、第１電動機及び第２電動機のトルクとが互いに完全に打ち消し合う場合を意味するだけでなく、第１電動機及び第２電動機のトルクによって、内燃機関の脈動トルクが多少なりとも小さくされる場合を含む広い概念である。

また本発明では、第１電動機及び第２電動機のトルクが互いに逆方向となるため、第１電動機及び第２電動機の各々で発生するステータ反力が互いに相殺され、ステータ反力に起因するマウント振動を抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電手段に充放電制限が設定される場合であっても、トルク脈動に起因する駆動軸の振動及びステータ反力に起因するマウントの振動を好適に抑制することが可能である。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記トルク配分決定手段は、前記第１電動機及び前記第２電動機から出力すべきトルクが前記トルク制限値を超えない場合に、前記駆動軸における前記内燃機関の脈動トルクが前記第１電動機及び前記第２電動機のいずれか一方のみから出力されるトルクで相殺されるようにトルク配分を決定する。

この態様によれば、第１電動機及び第２電動機から出力すべきトルクが算出されたトルク制限値を超えない場合（言い換えれば、充放電制限があったとしても、本来出力すべきトルクが出力できる場合）に、トルク配分決定手段によって、駆動軸における内燃機関の脈動トルクが第１電動機及び第２電動機のいずれか一方のみから出力されるトルクで相殺されるようにトルク配分が決定される。

このようにすれば、第１電動機及び第２電動機を併用することによる損失を低減することができるため、より効率的にトルク脈動に起因する駆動軸の振動を抑制することが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。 実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 実施形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。 実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 充放電制限時におけるトルク制限を示すチャートである。 充電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示すチャートである。 充電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示す共線図である。 放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示すチャートである。 放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示す共線図である。 放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を時系列で示すチャートである。 キャンセルトルクの算出方法の一例を示すグラフである。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が搭載される車両の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。

図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４及びＥＣＵ１００を備えて構成されている。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明の「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両１における各種制御を実行可能に構成されている。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給する。また、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能な不図示のインバータを含んでいる。即ち、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された電力制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、本発明の「蓄電手段」の一例であり、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する。バッテリ１２は充電可能であり、その蓄電量は、ＥＣＵ１００等において検出可能とされている。

アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、主にエンジン２００、ＭＧ１側動力伝達機構３１０、ＭＧ２側動力伝達機構３２０、ダンパ４１０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、インプットシャフト４２０及びドライブシャフト５００を備えて構成されている。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、本発明における「内燃機関」とは、典型的には直列２気筒エンジンであるが、後述する脈動トルクを発生させるようなエンジンであれば、例えば直列４気筒エンジン等の異なる構成であってもよい。

エンジン２００は、気筒内において燃焼室に点火プラグの一部が露出してなる点火装置による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。

クランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサが設置されている。このクランクポジションセンサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサから出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥが算出される構成となっている。

エンジン２００は、ダンパ４１０及びインプットシャフト４２０を介して、ＭＧ１側動力伝達機構３１０に動力を出力可能に構成されている。

ＭＧ１側動力伝達機構３１０は、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられた、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ１と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備えている。

サンギヤＳ１は、サンギヤ軸を介してＭＧ１のロータに連結されている。また、リングギヤＲ１は、ドライブシャフト５００に連結されている。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００のインプットシャフト４２０と連結されている。

ＭＧ２側動力伝達機構３２０は、中心部に設けられたサンギヤＳ２と、サンギヤＳ２の外周に同心円状に設けられた、リングギヤＲ２と、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置されてサンギヤＳ２の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ２とを備えている。

サンギヤＳ２は、サンギヤ軸を介してＭＧ２のロータに連結されている。また、リングギヤＲ２は、ドライブシャフト５００に連結されている。

モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。

尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、それぞれ本発明に係る「第１電動機」及び「第２電動機」の一例である。

モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、典型的には、互いに回転軸が揃うように配置されている。なお、ここでの「回転軸が揃う」とは、回転軸が完全に同一であることを意味するだけでなく、ステータ反力に起因する振動が生じてしまう程に互いの回転軸が近い状態を含む広い概念である。このような場合には特に、後述する本実施形態に係るステータ反力の振動を抑制するという効果を顕著に発揮させることができる。

ドライブシャフト５００は、本発明の「駆動軸」の一例であり、ハイブリッド車両１の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（図１参照）と連結されている。

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置であるＥＣＵ１００の具体的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。

図３において、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、総トルク算出部１１０と、トルク配分決定部１２０と、充放電制限部１３０と、トルク制限値算出部１４０と、ＭＧ制御部１５０とを備えて構成されている。

総トルク算出部１１０は、例えばアクセル操作量や車速等から求められるハイブリッド車両１への要求パワーに応じて、ＭＧ１及びＭＧ２から出力すべき総トルクを算出する。総トルク算出部１１０で算出されたトルク値は、トルク配分決定部１２０へと出力される。

トルク配分決定部１２０は、本発明の「トルク配分決定手段」の一例であり、総トルク算出部１１０において算出された総トルク値を、ＭＧ１及びＭＧ２の各々でどのような配分で出力すべきかを決定する。トルク配分決定部１２０における配分方法の詳細については後述する。トルク配分決定部１２０で決定されたトルク配分は、ＭＧ制御部１５０へと出力される。

充放電制限部１３０は、本発明の「充放電制限手段」の一例であり、バッテリ１２（図１参照）の充電及び放電を制限する。充放電制限部１３０は、例えばバッテリ１２の蓄電量に応じて充電及び放電のいずれか一方を禁止する。充放電制限の閾値については、バッテリ１２の特性等に応じて予め設定されている。

トルク制限値算出部１４０は、本発明の「制限値算出手段」の一例であり、充放電制限部１３０の充放電制限によるトルクの制限値を算出する。トルク制限値算出部１４０で算出された制限値は、トルク配分決定部１２０へと出力される。

ＭＧ制御部１５０は、本発明の「制御手段」の一例であり、トルク配分決定部１２０によって決定された配分でトルクを出力するようにＭＧ１及びＭＧ２の各々を制御する。

上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について、図４を参照して説明する。ここに図４は、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。

図４において、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時には、先ず総トルク算出部１１０において、ＭＧ１及びＭＧ２から出力すべき総トルクが算出される（ステップＳ１０１）。総トルクは、エンジン２００における脈動トルクを相殺キャンセルトルクを含む値として算出される。算出された総トルクは、トルク配分決定部１２０に出力される。

他方で、トルク制限値算出部１４０では、充放電制限部１３０による充放電制御の情報に基づいて、トルク制限値が算出される（ステップＳ１０２）。即ち、どのような充放電制限がなされているかによって、ＭＧ１及びＭＧ２から出力可能なトルク値が算出される。算出されたトルク制限値は、トルク配分決定部１２０に出力される。

総トルク及びトルク制限値が算出されると、トルク配分決定部１２０において、総トルクをＭＧ２のみ出力しようとした場合に、ＭＧ２の出力トルクがトルク制限値を超えてしまうか否かが判定される（ステップＳ１０３）。なお、ここではＭＧ２のみでトルクを出力する場合を想定して判定を行っているが、ＭＧ１のみで出力する場合を想定して判定を行ってもよい。

ここで、ＭＧ２の出力トルクがトルク制限値を超えないと判定されると（ステップＳ１０３：ＮＯ）、トルク配分決定部１２０によって、ＭＧ２のみで全てのトルクを出力する場合のトルク値が算出される（ステップＳ１０４）。即ち、総トルク算出部１１０で算出された総トルクを、ＭＧ１には配分せず、ＭＧ２に１００％配分する。

一方、ＭＧ２の出力トルクがトルク制限値を超えると判定されると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、トルク配分決定部１２０によって、トルク値の制限割合（即ち、出力トルクがどの程度制限されるか）が算出される（ステップＳ１０５）。続いてトルク配分決定部１２０では、算出された制限割合に基づいて、ＭＧ１及びＭＧ２のトルク配分が決定され、ＭＧ１及びＭＧ２から出力すべきトルクがそれぞれ算出される（ステップＳ１０６）。

なお、トルク配分決定部１２０では、ＭＧ１及びＭＧ２からトルクを出力する場合、後に詳述するように、ＭＧ１及びＭＧ２の出力トルクが互いに逆方向となるようにする。これにより、ＭＧ１及びＭＧ２から出力されるトルクをトルク制限値内とすることができ、好適にエンジン２００における脈動トルクを相殺することが可能となる。

ステップＳ１０４又はステップＳ１０６においてＭＧ１及びＭＧ２から出力すべきトルクが算出されると、ＭＧ制御部１５０によって、算出されたトルクを出力するようにＭＧ１及びＭＧ２がそれぞれ制御される（ステップＳ１０７）。これにより、トルク配分決定部１２０によって決定されたトルク配分で、ＭＧ１及びＭＧ２からトルクが出力されることになる。

ここで、上述した充放電制限による出力トルクの制限について、図５を参照して、より具体的に説明する。ここに図５は、充放電制限時におけるトルク制限を示すチャートである。

図５において、エンジン２００における脈動トルクは、クランクシャフトから出力される段階では、例えば図に示すような比較的変動の大きい値である。このような脈動トルクは、出力後ドライブシャフト５００に伝達された段階では、例えば図に示すような鈍された値となる。本実施形態では、このドライブシャフト５００における脈動トルクを相殺するようにＭＧ１及びＭＧ２からキャンセルトルク（例えば、脈動トルクの逆位相を有するトルク）を出力する。

しかしながら、バッテリ１２の充放電制限が行われている場合に、ＭＧ１又はＭＧ２の一方のみでトルクを出力しようとすると、出力すべきトルクがトルク制限値にかかってしまうため、適切なキャンセルトルクが出力できないおそれがある。具体的には、図に示すように、充電制限時には回生側のトルクが出力できず、放電制限時には力行側のトルクが出力できない。

このため、本実施形態では上述したように、出力すべきトルクがトルク制限値を超える場合に、ＭＧ１及びＭＧ２にトルクを配分して出力させる。以下では、充放電制限時のトルク配分について、図６から図９を参照して、より具体的に説明する。ここに図６は、充電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示すチャートであり、図７は、充電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示す共線図である。また図８は、放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示すチャートであり、図９は、放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を示す共線図である。

図６及び図７において、充電制限時には回生側のトルクが出力できない。このため、本実施形態では、ＭＧ１及びＭＧ２の各々から、図に示すように力行側のトルクをそれぞれ出力させる。このようにＭＧ１及びＭＧ２でトルクを分担して出力するようにすれば、充電制限によって力行側でしかトルクを出力できない場合であっても、ドライブシャフト５００におけるトルク脈動を相殺できるようなトルクを適切に出力できる。

図８及び図９において、放電制限時には力行側のトルクが出力できない。このため、本実施形態では、ＭＧ１及びＭＧ２の各々から、図に示すように回生側のトルクをそれぞれ出力させる。このようにＭＧ１及びＭＧ２でトルクを分担して出力するようにすれば、放電制限によって回生側でしかトルクを出力できない場合であっても、ドライブシャフト５００におけるトルク脈動を相殺できるようなトルクを適切に出力できる。

続いて、上述したトルク配分制御を行う際のＭＧ１及びＭＧ２の具体的なトルク値の変動について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、放電制限時におけるキャンセルトルクの配分を時系列で示すチャートである。なお、図１０は、放電制限が行われている状態（即ち、力行側のトルクが出力できない状態）でのトルク値の変動を示している。

図１０において、ＭＧ２の出力トルクがトルク制限値を超えているか否かは、トルクの中央値に最大振幅値を足した値を用いて判定される。ここで、図中の時刻ｔ１までは、トルクの中央値＋最大振幅値がトルク制限値を超えない。このため、時刻ｔ１までは、ＭＧ２からのみキャンセルトルクが出力される。そして、時刻ｔ１になると、トルクの中央値＋最大振幅値がトルク制限値を超えるため、キャンセルトルクをＭＧ１及びＭＧ２で分担して出力するよう制御される。このため、ＭＧ２のみの出力ではトルク制限値を超えると推定される時刻ｔ２には、ＭＧ１及びＭＧ２のトルク配分が５０：５０とされる。よって、時刻ｔ２以降でも、ＭＧ１及びＭＧ２の両方を用いて確実にキャンセルトルクを出力することが可能となる。

なお、ここではＭＧ１及びＭＧ２のトルク配分を５０：５０としたが、ＭＧ１及びＭＧ２のトルク配分の比率は適宜変更されてもよい。

次に、キャンセルトルクの具体的な算出方法について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、キャンセルトルクの算出方法の一例を示すグラフである。

図１１において、トルク配分決定部１２０は、ＭＧ１及びＭＧ２から出力すべきトルクを、エンジン２００の脈動トルクを相殺するように、且つＭＧ１及びＭＧ２のトルクが各々の互いに逆方向となるように決定する。

トルク配分決定部１２０には、ＭＧ１及びＭＧ２のステータ反力に起因するマウント振動を相殺するトルク値を算出するために、以下の数式（１）が記憶されている。

Ｔｍ＝−Ｔｇ ・・・（１）
なお、数式中の“Ｔｍ”はＭＧ１のトルクを示しており、“Ｔｇ”はＭＧ２のトルクを示している。

また、トルク配分決定部１２０には、ドライブシャフト５００における脈動トルクに起因する振動を相殺するトルク値を算出するために、以下の数式（２）が記憶されている。

Ｔｍ＝−（ａ／ｂ）×Ｔｇ＋ａ ・・・（２）
なお、式中の“ａ”及び“ｂ”という記号は、それぞれＭＧ１及びＭＧ２単独で振動を相殺する場合に求められるトルク値に対応している。このため数式（２）は、ハイブリッド車両１の運転状況に応じて変化する。なお、“ａ”及び“ｂ”は、図からも分かるようにａ＜ｂである。

トルク配分決定部１２０は、上述した数式（１）及び数式（２）を用いて、２つの数式を示す直線の交点によって示されるトルク値を、出力すべきトルクとして決定する。このようにして求められたトルク値によれば、ドライブシャフト５００における脈動トルクに起因する振動、及びＭＧ１及びＭＧ２のステータ反力に起因するマウント振動の両方を抑制することが可能である。

ここで仮に、ＭＧ１単独でドライブシャフト５００における振動を抑制しようとすると、図７でも示したようにｂＮｍのトルクを出力することが求められる。また、ＭＧ２単独でドライブシャフト５００における振動を抑制しようとすると、ａＮｍのトルクを出力することが求められる。この場合、ドライブシャフト５００における振動（即ち、脈動トルクに起因するトルク変動）は抑制できるものの、ＭＧ１及びＭＧ２のステータ反力が互いに同じ方向に働いてしまうことにより、マウント振動が発生してしまう。

これに対し、ＭＧ併用制御を行う本実施形態においては、図７でも示したように、ＭＧ１及びＭＧ２の各々から、ａＮｍ強のトルクが出力される。ここで特に、ＭＧ１及びＭＧ２から出力されるトルクは互いに逆方向とされているため、ＭＧ１及びＭＧ２におけるステータ反力が互いに相殺され、ドライブシャフト５００における振動に加え、マウント振動の発生を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、充放電制御時にＭＧ１及びＭＧ２を併用してトルクが出力されるため、出力できるトルクに制限がかかったとしても、脈動トルクに起因するドライブシャフト５００の振動及びステータ反力に起因するマウントの振動を好適に抑制することが可能である。

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ハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１２…バッテリ、１００…ＥＣＵ、１１０…総トルク算出部、１２０…トルク配分決定部、１３０…充放電制限部、１４０…トルク制限値算出部、１５０…ＭＧ制御部、２００…エンジン、３１０…ＭＧ１側動力伝達機構、３２０…ＭＧ２側動力伝達機構、４１０…ダンパ、４２０…インプットシャフト、５００…ドライブシャフト、ＭＧ１，ＭＧ２…モータジェネレータ。

Claims (2)

1. 内燃機関、並びに第１電動機及び第２電動機を含む動力要素と、前記動力要素の各々から出力されるトルクを車軸へと伝達する駆動軸と、前記第１電動機及び前記第２電動機に対して電力を供給すると共に、前記第１電動機及び前記第２電動機により発電された電力により充電される蓄電手段をと備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記蓄電手段の充放電制限を行う充放電制限手段と、
   前記充放電制限による前記第１電動機及び前記第２電動機のトルク制限値を算出する制限値算出手段と、
   前記第１電動機及び前記第２電動機から出力すべきトルクが前記トルク制限値を超える場合に、前記第１電動機及び前記第２電動機から出力されるトルクが互いに逆方向となるように、且つ前記駆動軸における前記内燃機関の脈動トルクが前記第１電動機及び前記第２電動機の各々から出力される前記トルク制限値内のトルクで相殺されるようにトルク配分を決定するトルク配分決定手段と、
   前記決定されたトルクをそれぞれ出力するように前記第１電動機及び前記第２電動機の各々を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記トルク配分決定手段は、前記第１電動機及び前記第２電動機から出力すべきトルクが前記トルク制限値を超えない場合に、前記駆動軸における前記内燃機関の脈動トルクが前記第１電動機及び前記第２電動機のいずれか一方のみから出力されるトルクで相殺されるようにトルク配分を決定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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