JP2014184921A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】パーキングロック装置で歯打ち音が発生するのを抑制する。
【解決手段】駐車中にエンジンを始動する際には、エンジンの始動処理を開始する直前のモータの回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして設定し（Ｓ１１０）、モータの回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータのトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータを制御する（Ｓ１９０，Ｓ２００）。これにより、モータの回転子の回転位置θｍ２が基準位置θｓｅｔから大きくズレるのを抑制することができ、パーキングロック装置で歯打ち音が発生するのを抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、駆動軸に取り付けられた回転ギヤと回転ギヤとの噛み合いによって駆動軸を回転不能に固定する固定部材と有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに固定部材が回転ギヤと噛み合うよう作動するパーキングロック装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと、エンジンと第１モータと第２モータとにキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された動力分配統合機構（遊星歯車機構）と、動力分配統合機構のリングギヤと車軸に連結された駆動軸とに接続された変速機と、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときにパーキングギヤとパーキングロックポールとが噛み合うよう作動するパーキングロック機構と、を備え、シフトポジションが駐車ポジションの状態（動力分配統合機構のリングギヤと駆動軸とが切り離された状態）でエンジンを始動する際には、第２モータのステータに固定磁界を形成して、その状態で第１モータによってエンジンをモータリングして始動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１７９２９８号公報

上述のハイブリッド自動車では、エンジン始動時に動力分配統合機構のリングギヤに作用するトルクが大きいときや大きく変動したときなどには、動力分配統合機構のリングギヤがある程度回転してしまう場合が生じ得る。上述のハード構成のうち変速機を備えない構成（駆動軸と動力分配統合機構のリングギヤとが駐車中に切り離されない構成）では、動力分配統合機構のリングギヤがある程度回転すると、パーキングロック機構でパーキングギヤの歯とパーキングロックポールとが衝突して歯打ち音を発生することがある。

本発明のハイブリッド自動車は、パーキングロック装置で歯打ち音が発生するのを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主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自動車は、
エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記駆動軸に取り付けられた回転ギヤと該回転ギヤとの噛み合いによって前記駆動軸を回転不能に固定する固定部材と有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤと噛み合うよう作動するパーキングロック装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
シフトポジションが駐車ポジションで前記エンジンを始動または停止する際には、該エンジンを始動または停止する前の前記モータの回転子の回転位置を基準位置として、前記モータの回転位置と前記基準位置との差分が打ち消されるよう前記モータを制御する制御手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、シフトポジションが駐車ポジションでエンジンを始動または停止する際には、エンジンを始動または停止する前のモータの回転子の回転位置を基準位置として、モータの回転位置と基準位置との差分が打ち消されるようモータを制御する。これにより、回転ギヤの回転によって回転ギヤの歯と固定部材とが衝突することによる歯打ち音の発生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自動車において、前記制御手段は、前記モータの回転子の回転位置の変動の履歴に基づいて、前記基準位置が、前記固定部材が前記回転ギヤの隣り合う２つの歯の中央となる前記モータの回転子の回転位置である中央対応位置に近づくよう、該基準位置を補正する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、パーキングロック装置で歯打ち音が発生するのをより抑制することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記モータの回転子の回転位置が前記基準位置から閾値以上離れたときに、該モータの回転子の回転位置側に前記基準位置を補正する手段である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としての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。 パーキングロック装置６０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駐車始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 駐車中のパーキングロック装置６０のパーキングギヤ６２とパーキングロックポール６４との噛み合いの様子を示す説明図である。 エンジン２２を始動する際のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２や基準位置θｓｅｔ，モータＭＧ２のトルクＴｍ２の時間変化の様子を示す説明図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駐車停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、パーキングロック装置６０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１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御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と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたシングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、駆動軸３６に取り付けられたパーキングロック装置６０と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

パーキングロック装置６０は、図１や図２に示すように、駆動軸３６に取り付けられたパーキングギヤ６２と、パーキングギヤ６２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール６４と、を備える。パーキングロックポール６４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したＨＶＥＣＵ７０によって図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ６２との噛合およびその解除によってパーキングロックおよびその解除を行なう。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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やシフトレバー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などが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６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と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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６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プラネタリギヤ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駆動軸３６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駆動軸３６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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

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、シフトポジションＳＰが駐車ポジションである駐車中にエンジン２２を始動する際や停止する際の動作について説明する。以下、まず、駐車中にエンジン２２を始動する際の動作について説明し、その後、駐車中にエンジン２２を停止する際の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駐車始動時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、駐車中にエンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。

駐車始動時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を入力し（ステップＳ１００）、入力したモータＭＧ２の回転子の回転位置を基準位置θｓｅｔとして設定する（ステップＳ１１０）。ここで、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出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。また、ステップＳ１１０の処理は、エンジン２２の始動処理を開始する直前のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして設定する処理である。

続いて、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を入力する（ステップＳ１２０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサからのクランク角θｃｒに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。

そして、入力したモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２から基準位置θｓｅｔを減じて、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２の基準位置θｓｅｔに対する変化量としての回転位置変化量Δθｍ２を計算し（ステップＳ１３０）、計算した回転位置変化量Δθｍ２の絶対値を閾値Δθｒｅｆと比較する（ステップＳ１４０）。

図４は、駐車中のパーキングロック装置６０のパーキングギヤ６２とパーキングロックポール６４との噛み合いの様子を示す説明図である。図中、「Ｌ１」は、パーキングギヤ６２の隣り合う２つの歯６２ａと歯６２ｂとの間の距離としての歯間距離を示し、「Ｌ２」は、パーキングロックポール６４の先端部（パーキングギヤ６２と噛み合う部分）６４ａの図中左右方向（パーキングギヤ６２の周方向）の長さとしてのポール長さを示し、「ΔＬ１」は、パーキングロックポール６４の先端部６４ａの図中左側の面とパーキングギヤ６２の歯６２ａの右側の面との距離としての第１隙間距離を示し、「ΔＬ２」は、パーキングロックポール６４の先端部６４ａの図中右側の面とパーキングギヤ６２の歯６２ｂの左側の面との距離としての第２隙間距離を示す。パーキングロックポール６４の先端部６４ａがパーキングギヤ６２の歯６２ａと６２ｂとの中央としての歯間中央に位置する（モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２が、パーキングロックポール６４の先端部６４ａがパーキングギヤ６２の歯間中央に位置するときの回転位置θｍ２としての歯間中央位置θｃｎｔである）ときには、第１隙間距離ΔＬ１と第２隙間距離ΔＬ２とは共に値（Ｌ１−Ｌ２）／２となる。これを踏まえて、閾値Δθｒｅｆは、実施例では、この値（Ｌ１−Ｌ２）／２の２／３や３／４などを用いるものとした。

モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２の絶対値が閾値Δθｒｅｆ以下のときには、エンジン２２をモータリング（クランキング）するためのクランキングトルクＴｃｒをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定すると共に（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２の回転子の現在の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとを用いて次式（１）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２００）。ここで、式（１）は、モータＭＧ２の回転子の現在の回転位置θｍ２が基準位置θｓｅｔとなるようにする（両者の差分を打ち消す）ためのフィードバック制御における関係式であり、式（１）中、「ｋｐ」は、比例項のゲインである。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。エンジン２２の始動時には、モータＭＧ１から出力されるトルク（クランキングトルクＴｃｒ）に加えて、エンジン２２のフリクションに基づくトルクや、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数の変化に基づくトルクなどもプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用する。したがって、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の始動時に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２が基準位置θｓｅｔから大きくズレるのを抑制することができる。この結果、エンジン２２の始動時に、パーキングギヤ６２の回転によってパーキングギヤ６２の歯６２ａや歯６２ｂとパーキングロックポール６４とが衝突することによる歯打ち音の発生を抑制することができる。

Tm2*=kp・(θset-θm2) (1)

次に、エンジン２２の回転数Ｎｅをエンジン２２の運転（燃料噴射制御や点火制御）を開始する回転数としての運転開始回転数Ｎｓｔｅｇ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）と比較し（ステップＳ２１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが運転開始回転数Ｎｓｔ未満のときには、ステップＳ１２０に戻る。

こうしてステップＳ１２０〜Ｓ１４０，Ｓ１８０〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行している最中にステップＳ１４０でモータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２の絶対値が閾値Δθｒｅｆより大きいと判定されたときには、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２を値０と比較する（ステップＳ１５０）。そして、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２が値０より大きい（正の値）ときには、その回転位置変化量Δθｍ２の閾値Δθｒｅｆに対する正側の超過分（Δθｍ２−Δθｒｅｆ）を現在の基準位置θｓｅｔに加えた値を基準位置θｓｅｔとして再設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２が値０より小さい（負の値）ときには、その回転位置変化量Δθｍ２の閾値（−Δθｒｅｆ）に対する負側の超過分（Δθｍ２＋Δθｒｅｆ）を現在の基準位置θｓｅｔに加えた値を基準位置θｓｅｔとして再設定し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。こうしたステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理により、エンジン２２の始動時に、基準位置θｓｅｔを歯間中央位置θｃｎｔに近づけることができる。これにより、エンジン２２の始動時に、パーキングギヤ６２の回転によってパーキングギヤ６２の歯６２ａや歯６２ｂとパーキングロックポール６４とが衝突することによる歯打ち音の発生をより抑制することができる。

ステップＳ１２０〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行してエンジン２２の回転数Ｎｅが運転開始回転数Ｎｓｔ以上に至ると、エンジン２２の運転が開始されているか否かを判定し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の運転が開始されてないときには、エンジン２２の運転を開始するための運転開始制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２３０）、エンジン２２の運転が開始されているときには、ステップＳ２３０の処理を実行しない。運転開始制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する。

そして、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ２４０）、未だ完爆に至っていないときにはステップＳ１３０に戻り、ステップＳ１３０〜Ｓ２４０の処理を繰り返し実行してステップＳ２４０でエンジン２２が完爆したと判定されると、本ルーチンを終了する。

図５は、エンジン２２を始動する際のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２や基準位置θｓｅｔ，モータＭＧ２のトルクＴｍ２の時間変化の様子を示す説明図である。図中、「θｐ１」，「θｐ２」は、パーキングギヤ６２の歯とパーキングロックポール６４とが衝突する（例えば、図４で、前者はパーキングギヤ６２の歯６２ｂとパーキングロックポール６４の先端部６４ａとが衝突し、後者はパーキングギヤ６２の歯６２ａとパーキングロックポール６４の先端部６４ａとが衝突する）モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を示す。図示するように、時刻ｔ１にエンジン２２の始動（モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリング）が開始されると、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２の変化（回転位置変化量Δθｍ２）に応じてモータＭＧ２からトルクを出力する。これにより、回転位置変化量Δθｍ２が大きくなるのを抑制して、パーキングロック装置６０で歯打ち音が発生するのを抑制することができる。その後、時刻ｔ２にエンジン２２の始動中に回転位置変化量Δθｍ２が閾値θｒｅｆを超えると、時刻ｔ３に回転位置変化量Δθｍ２が閾値Δθｒｅｆ以下となるまで、回転位置θｍ２側に基準位置θｓｅｔを移動させる。これにより、基準位置θｓｅｔを、パーキングロックポール６４がパーキングギヤ６２の歯間中央に位置する回転位置θｍ２に近づけることができ、パーキングロック装置６０で歯打ち音が発生するのをより抑制することができる。

以上、駐車中にエンジン２２を始動する際の動作について説明した。次に、駐車中にエンジン２２を停止する際の動作について説明する。図６は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駐車停止時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、駐車中にエンジン２２の停止指示がなされたときに実行される。

駐車停止時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を入力し（ステップＳ３００）、入力したモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして設定する（ステップＳ３１０）。このステップＳ３１０の処理は、エンジン２２の停止処理を開始する直前のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして設定する処理である。そして、エンジン２２の運転（燃料噴射制御や点火制御）を停止するための運転停止制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３２０）。運転停止制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を停止する。

続いて、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を入力し（ステップＳ３３０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを用いてエンジン２２が回転停止したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。そして、エンジン２２が回転停止していないときには、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２を計算し（ステップＳ３５０）、計算した回転位置変化量Δθｍ２の絶対値を上述の閾値Δθｒｅｆと比較する（ステップＳ３６０）。

モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２の絶対値が閾値Δθｒｅｆ以下のときには、エンジン２２の停止時にエンジン２２をモータリングするためのトルクとしての停止時モータリングトルクＴｓｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ４００）、モータＭＧ２の回転子の現在の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとを用いて次式（１）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ４１０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０）、ステップＳ３３０に戻る。エンジン２２の停止時には、エンジン２２の始動時と同様に、モータＭＧ１から出力されるトルク（停止時モータリングトルクＴｓｐ）に加えて、エンジン２２のフリクションに基づくトルクや、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数の変化に基づくトルクなどもプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用する。したがって、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の停止時に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２が基準位置θｓｅｔから大きくズレるのを抑制することができる。この結果、エンジン２２の停止時に、パーキングギヤ６２の回転によってパーキングギヤ６２の歯６２ａや歯６２ｂとパーキングロックポール６４とが衝突することによる歯打ち音の発生を抑制することができる。

こうしてステップＳ３３０〜Ｓ３６０，Ｓ４００〜Ｓ４２０の処理を繰り返し実行している最中にステップＳ３６０でモータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２の絶対値が閾値Δθｒｅｆより大きいと判定されたときには、図３の駐車始動時制御ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理と同様に、回転位置変化量Δθｍ２の符号に応じて基準位置θｓｅｔを再設定する（ステップＳ３７０〜Ｓ３９０）。こうしたステップＳ３７０〜Ｓ３９０の処理により、エンジン２２の停止時に、基準位置θｓｅｔを歯間中央位置θｃｎｔに近づけることができる。これにより、エンジン２２の停止時に、パーキングギヤ６２の回転によってパーキングギヤ６２の歯６２ａや歯６２ｂとパーキングロックポール６４とが衝突することによる歯打ち音の発生をより抑制することができる。

ステップＳ３３０〜Ｓ４２０の処理を繰り返し実行してステップＳ３４０でエンジン２２が回転停止したと判定されると、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駐車中にエンジン２２を始動する際や停止する際には、エンジン２２の始動処理や停止処理を開始する直前のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御するから、エンジン２２の始動時や停止時に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２が基準位置θｓｅｔから大きくズレるのを抑制することができ、パーキングギヤ６２の回転によってパーキングギヤ６２の歯６２ａや歯６２ｂとパーキングロックポール６４とが衝突することによる歯打ち音の発生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、駐車中にエンジン２２を始動する際および停止する際に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御するものとしたが、駐車中にエンジン２２を始動する際と停止する際とのうち一方については、実施例と同様に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御するが、他方については、実施例とは異なる手法（例えば、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクや、エンジン２２のフリクションに基づいてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク，エンジン２２やモータＭＧ１の回転数の変化に基づいてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクなどをキャンセルするためのトルクをモータＭＧ２から出力する手法など）によってモータＭＧ２を制御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、駐車中にエンジン２２を始動する際および停止する際に、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御するものとしたが、これらの少なくとも一方に加えて、エンジン２２の運転中（始動完了から停止処理の開始直前まで）や、エンジン２２の始動完了から所定時間（例えば数秒など）が経過するまでの間などに、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御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、駐車中にエンジン２２を始動する際や停止する際に、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２の絶対値が閾値Δθｒｅｆより大きくなったときには、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２側に基準位置θｓｅｔを補正する（再設定する）ものとしたが、モータＭＧ２の回転子の回転位置変化量Δθｍ２に拘わらず、基準位置θｓｅｔを補正しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動する際や停止する際のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の設定に用いるフィードバック制御における関係式において、比例項だけを用いるものとしたが、比例項に加えて、積分項や微分項も用いるものとしてもよい。

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、パーキングギヤ６２とパーキングロックポール６４とを備えるパーキングロック装置６０が「パーキングロック装置」に相当し、図３の駐車始動時制御ルーチンや図６の駐車停止時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０と、ＨＶＥＣＵ７０からの指令に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、ＨＶＥＣＵ７０からの指令に基づいてモータＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「第１モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、如何なるタイプのモータであっても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０（シングルピニオン式のプラネタリギヤ）に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるタイプのプラネタリギヤであっても構わない。「第２モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、第１モータおよび第２モータと電力をやりとり可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「パーキングロック装置」としては、パーキングロック装置６０に限定されるものではなく、駆動軸に取り付けられた回転ギヤと回転ギヤとの噛み合いによって駆動軸を回転不能に固定する固定部材と有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに固定部材が回転ギヤと噛み合うよう作動するものであれば如何なるタイプのパーキングロック装置出会っても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせによって構成されるものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、駐車中にエンジン２２を始動する際や停止する際には、エンジン２２の始動処理や停止処理を開始する直前のモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２を基準位置θｓｅｔとして、モータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２と基準位置θｓｅｔとの差分が打ち消されるようモータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、シフトポジションが駐車ポジションでエンジンを始動または停止する際には、エンジンを始動または停止する前のモータの回転子の回転位置を基準位置として、モータの回転位置と基準位置との差分が打ち消されるようモータを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

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。

以上、本発明を実施するため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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ 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、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、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、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、２３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (3)

1. エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記駆動軸に取り付けられた回転ギヤと該回転ギヤとの噛み合いによって前記駆動軸を回転不能に固定する固定部材と有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤと噛み合うよう作動するパーキングロック装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   シフトポジションが駐車ポジションで前記エンジンを始動または停止する際には、該エンジンを始動または停止する前の前記モータの回転子の回転位置を基準位置として、前記モータの回転位置と前記基準位置との差分が打ち消されるよう前記モータを制御する制御手段、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記モータの回転子の回転位置の変動の履歴に基づいて、前記基準位置が、前記固定部材が前記回転ギヤの隣り合う２つの歯の中央となる前記モータの回転子の回転位置である中央対応位置に近づくよう、該基準位置を補正する手段である、
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記モータの回転子の回転位置が前記基準位置から閾値以上離れたときに、該モータの回転子の回転位置側に前記基準位置を補正する手段である、
   ハイブリッド自動車。

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