JP2016132367A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸に連結された噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するのを抑制する。【解決手段】第１モータの角加速度ｄωｍ１と第１モータのトルクＴｍ１と第２モータのトルクＴｍ２とを用いて駆動軸のトルクＴｐを演算する（Ｓ１１０）。そして、駆動軸のトルクＴｐの所定区間の最大値Ｔｐｍａｘと最小値Ｔｐｍｉｎとの差分として、所定区間の変動幅ΔＴｐを演算する（Ｓ１４０）。そして、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きいときには、噛み合い機構で異音（歯打ち音）が発生している可能性があると判定する（Ｓ１８０）。そして、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに比して、エンジンの動作点を高回転数低トルク側の動作点とし、これに応じて、第１，第２モータの動作点を変更する（Ｓ１９０）。【選択図】図２

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、プラネタリギヤと、第１，第２モータと、バッテリと、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、エンジンと、動力分配機構と、第１，第２モータジェネレータと、を備えるハイブリッド自動車の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。動力分配機構のサンギヤには、第１モータジェネレータのロータが接続されている。動力分配機構のキャリヤには、エンジンのクランクシャフトがダンパ機構を介して接続されている。動力分配機構のリングギヤには、車輪に連結されたアウトプットシャフトと、第２モータジェネレータのロータと、が接続されている。バッテリは、第１，第２モータジェネレータと電力をやりとりする。このハイブリッド自動車では、第２モータジェネレータの回転速度が所定時間内に増減を繰り返す場合に、第２モータジェネレータの回転速度の変動幅が所定の判定幅を超えているか否かを判定する。そして、変動幅が判定幅を超えている場合に、異音発生箇所の変動が大きく、トランスアクスル内で異音が発生していると判定する。一方、変動幅が判定幅を超えていない場合には、異音発生箇所の変動が小さく、トランスアクスル内で異音が発生していないと判定する。これにより、第２モータが回転している状態においても、エンジントルクの変動に起因してトランスアクスル内で生じる異音を検出することができる。

特開２０１０−２６４７９５号公報

こうしたハイブリッド自動車では、トランスアクスル内で異音が発生する或いは異音の発生が継続するのを抑制することが要請されている。このため、トランスアクスル内で異音が発生している可能性があるか否かを判定する必要がある。この判定手法として、第２モータジェネレータの回転速度の変動幅を用いる手法だけでなく、他のパラメータを用いる手法も構築することが要請される。

本発明のハイブリッド自動車は、駆動軸に連結された噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続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、
動力を入出力可能な第１モータと、
前記第１モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに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入出力可能な第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、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記第１モータの角加速度と前記第１モータのトルクと前記第２モータのトルクとを用いて前記駆動軸のトルクを演算する演算手段と、
前記演算される駆動軸のトルクの所定区間の最大値と最小値との差分が閾値未満のときと、前記差分が前記閾値以上のときと、で前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとの少なくとも１つの動作点を異ならせる制御手段と、
を備えることを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、第１モータの角加速度と第１モータのトルクと第２モータのトルクとを用いて駆動軸のトルクを演算する。そして、演算される駆動軸のトルクの所定区間の最大値と最小値との差分が閾値未満のときと、その差分が閾値以上のときと、でエンジンと第１モータと第２モータとの少なくとも１つの動作点を異ならせる。ここで、「所定区間」は、例えば、エンジンの１サイクル（２回転）などを用いることができる。駆動軸のトルクの所定区間の差分が大きいときには、駆動軸のトルクが値０を跨いで変動している可能性があり、駆動軸に連結された噛み合い機構で異音が発生している可能性がある。ここで、「噛み合い機構」としては、シフトポジションが走行用ポジションのときには、プラネタリギヤ，駆動輪と駆動軸との間に介在するギヤ機構などが該当し、シフトポジションが駐車ポジションのときには、プラネタリギヤ，駆動輪と駆動軸との間に介在するギヤ機構，パーキングロック機構のパーキングギヤおよびパーキングロックポールなどが該当する。この本発明のハイブリッド自動車では、差分が閾値以上のときに、エンジンと第１モータと第２モータとの少なくとも１つの動作点を、差分が閾値未満のときとは異ならせる。例えば、エンジンのトルク変動を小さくするために、エンジンの動作点を高回転数低トルク側に変更する。或いは、噛み合い機構のガタ詰めを行なうために、第２モータのトルクを変更する。これにより、噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するの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、前記差分が前記閾値以上のときには、前記差分が前記閾値未満のときに比して、前記エンジンの動作点を高回転数低トルク側の動作点とするものとしてもよい。こうすれば、エンジンのトルク変動を小さくすることによって、駆動軸のトルク変動を小さくし、噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するのを抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記差分が前記閾値以上のときには、前記差分が前記閾値未満のときに比して、前記第２モータのトルクを大きくする或いは小さくして、前記噛み合い機構のガタ詰めを行なうものとしてもよい。こうすれば、噛み合い機構のガタ詰めによって、噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するのを抑制することができる。

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。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される動作点設定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る。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、パーキングロック機構６０と、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２２は、ガソリンや軽油などを燃料として、吸気・圧縮・膨張・排気の４行程を１サイクルとして動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により運転制御されている。

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を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ。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。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への駆動信号。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。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、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。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、エンジン２２の角速度ωｅ，回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、外歯歯車であるサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４と、を備えるシングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。このプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１には、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２には、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８およびギヤ機構３７を介して連結された駆動軸３６が接続されると共に、減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤ３４には、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されており、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

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を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。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。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。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。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。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の角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。また、モータＭＧ１の角速度ωｍ１から前回の角速度（前回ωｍ１）を減じた値（ωｍ１−前回ωｍ１）を角速度の演算周期で除して、モータＭＧ１の角加速度ｄωｍ１を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、インバータ４１，４２と共に電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２により管理されている。

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各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ。バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流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。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。

パーキングロック機構６０は、パーキングギヤ６２と、パーキングロックポール６４と、を有する。パーキングギヤ６２は、リングギヤ３２と一体に構成された外歯歯車である。パーキングロックポール６４は、パーキングギヤ６２と噛み合って、パーキングギヤ６２をロックする。このパーキングロックポール６４は、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する。パーキングロック機構６０は、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）およびそれ以外のポジションのときの、パーキングロックポール６４によるパーキングギヤ６２との噛合および噛合の解除により、リングギヤ３２ひいては駆動輪３９ａ，３９ｂのロックおよびロックの解除を行なう。

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、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号。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。ＨＶＥＣＵ７０からは、パーキングロック機構６０の図示しないアクチュエータへの駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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いる。このＨＶＥＣＵ７０は、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、シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰとしては、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄ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、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードで走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転とモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動とを伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止すると共にモータＭＧ２を駆動して走行する走行モードである。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｐ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｐ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｐ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＨＶ走行モードと同様に、要求トルクＴｐ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｐ＊が駆動軸３６に出力されるように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

また、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がＰポジションのときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｌｏ以下のときには、エンジン２２が運転停止されていればエンジン２２を始動し、エンジン２２からの動力を用いたモータＭＧ１による発電によってバッテリ５０を充電する。そして、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上に至ると、バッテリ５０の充電を終了する（エンジン２２を運転停止する）。ここで、閾値Ｓｌｏは、バッテリ５０の充電を開始する蓄電割合ＳＯＣであり、例えば、３５％，４０％などを用いることができる。閾値Ｓｈｉは、バッテリ５０の充電を終了する蓄電割合ＳＯＣであり、例えば、５０％，５５％などを用いることができる。停車中にバッテリ５０を充電する際には、上述のＨＶ走行モードで、要求トルクＴｐ＊に値０を設定し、この要求トルクＴｐ＊を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。こうした制御により、エンジン２２を負荷運転して、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でバッテリ５０を充電することができる。なお、シフトポジションＳＰがＰポジションのときには、パーキングロック機構６０のパーキングギヤ６２とパーキングロックポール６４との噛合により、駆動輪３９ａ，３９ｂがロックされる。

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、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を設定する際の動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される動作点設定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、エンジン２２を負荷運転しているときに、繰り返し実行される。

動作点設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、モータＭＧ１の角加速度ｄωｍ１，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２のデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１の角加速度ｄωｍ１は、モータＥＣＵ４０により演算された値を入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴｍ１，Ｔｍ２は、ステップＳ１００の処理の実行直前に、上述の処理によって設定されたモータＭＧ１，ＭＧ２トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を入力するものとした。

続いて、モータＭＧ１の慣性モーメントＩｍ１および角加速度ｄωｍ１とモータＭＧ１のトルクＴｍ１とモータＭＧ２のトルクＴｍ２とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて、次式（１）により、駆動軸３６のトルクＴｐを演算する（ステップＳ１１０）。

Tp=(Im1・dωm1-Tm1)/ρ+Tm2・Gr (1)

そして、本ルーチンの今回の実行開始から所定区間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、所定区間は、例えば、エンジン２２の１サイクル（２回転）などを用いることができる。

ステップＳ１２０で所定区間が経過していないと判定されたときには、ステップＳ１００に戻る。ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理を繰り返し実行して、ステップＳ１２０で所定区間が経過していると判定されたときには、駆動軸３６のトルクＴｐの、所定区間の最大値Ｔｐｍａｘおよび最小値Ｔｐｍｉｎを設定する（ステップＳ１３０）。そして、最大値Ｔｐｍａｘから最小値Ｔｐｍｉｎを減じて、駆動軸３６のトルクＴｐの所定区間の変動幅ΔＴｐを計算する（ステップＳ１４０）。この変動幅ΔＴｐは、エンジン２２のトルク変動などに起因する駆動軸３６のトルク変動の大きさを意味する。なお、駆動軸３６のトルク変動は、ダンパ２８などで共振が生じているときに大きくなりやすい。

こうして駆動軸３６のトルクＴｐの所定区間の変動幅ΔＴｐを設定すると、設定した変動幅ΔＴｐを閾値ΔＴｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値ΔＴｐｒｅｆは、駆動軸３６に連結された噛み合い機構で異音（歯打ち音）が発生している可能性があるか否かを判定するために用いる閾値である。ここで、噛み合い機構としては、シフトポジションＳＰがＤポジション，Ｒポジションのときには、プラネタリギヤ３０，ギヤ機構３７などが該当し、シフトポジションＳＰがＰポジションのときには、パーキングロック機構６０のパーキングギヤ６２およびパーキングロックポール６４，プラネタリギヤ３０，ギヤ機構３７などが該当する。駆動軸３６のトルクＴｐの所定区間の変動幅ΔＴｐが大きいときには、駆動軸３６のトルクＴｐが値０を跨いで大きく変動している可能性があり、噛み合い機構で異音が発生している可能性がある。特に、シフトポジションＳＰがＰポジションでバッテリ５０を充電するときには、要求トルクＴｐ＊に値０を設定するから、こうした異音が発生しやすい。また、シフトポジションＳＰがＤポジション，Ｒポジションのときでも、要求トルクＴｐ＊の絶対値が小さいとき（値０付近のとき）には、こうした異音が発生しやすい。ステップＳ１５０の処理は、変動幅ΔＴｐを用いて、こうした異音（歯打ち音）が発生しているか否かを判定する処理である。閾値ΔＴｐｒｅｆは、予め実験や解析によって定めて用いることができる。

ステップＳ１５０で変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ未満のときには、噛み合い機構で異音は生じていないと判定し（ステップＳ１６０）、通常動作点を選択すると判定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。

通常動作点を選択すると判定したときには、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を、以下のように設定する。上述したように、要求トルクＴｐ＊，走行用パワーＰｄｒｖ＊，要求パワーＰｅ＊を設定すると、要求パワーＰｅ＊と、エンジン２２を効率よく運転するための動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と、を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を設定する。実施例では、要求パワーＰｅ＊が一定のライン（等パワーライン）と、動作ラインと、の交点の燃費回転数Ｎｅｅｆおよび燃費トルクＴｅｅｆを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として設定するものとした。続いて、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。

モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の設定について説明する。まず、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸３６の回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて、次式（２）により、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算する。続いて、計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて、式（３）により、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。式（２）は、プラネタリギヤ３０の共線図を用いれば、容易に導くことができる。式（３）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させる（エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させる）ためのフィードバック制御における関係式である。式（３）中、右辺第１項はフィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項はフィードバック項の比例項，積分項である。式（３）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。このトルク指令Ｔｍ１＊は、基本的には、エンジン２２の回転数Ｎｅを押さえ込む方向のトルクとなる。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の設定について説明する。まず、式（４）に示すように、要求トルクＴｐ＊からトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を減じた値を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して、モータＭＧ２の基本トルクＴｍ２ｔｍｐを計算する。ここで、トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）は、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときに、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に作用するトルクである。続いて、式（５）および式（６）に示すように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔからモータＭＧ１の消費電力（Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）を減じた値をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算する。そして、式（７）に示すように、モータＭＧ２の基本トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限して、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。

Tm2tmp=(Tp*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (7)

ステップＳ１５０で変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以上のときには、噛み合い機構で異音が発生している可能性があると判定し（ステップＳ１８０）、異音回避用の動作点を選択すると判定して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。

異音回避用の動作点を選択すると判定したときには、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を、以下のように設定する。上述したように、目標トルクＴｐ＊，走行用パワーＰｄｒｖ＊，要求パワーＰｅ＊を設定すると、上述の燃費回転数Ｎｅｅｆよりも所定値ΔＮｅだけ大きい回転数（Ｎｅｅｆ＋ΔＮｅ）を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除して目標トルクＴｅ＊を設定する。そして、上述の式（２），（３）によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、式（４）〜（７）によってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。この場合の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊は、燃費回転数Ｎｅｅｆおよび燃費トルクＴｅｅｆからなる通常動作点よりも高回転数低トルク側の動作点となる。ここで、所定値ΔＮｅは、目標トルクＴｅ＊を小さくしてエンジン２２のトルク変動を小さくすることによって、噛み合い機構で異音が発生しなくなる値を、実験や解析によって予め定めておいて用いるものとした。また、エンジン２２の動作点を通常動作点よりも高回転数低トルク側の動作点とすることにより、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、式（３）から分かるように、エンジン２２の回転数Ｎｅを押さえ込む方向のトルクとしては小さくなる。このため、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、式（４）から分かるように、大きくなる。

このように設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を用いてエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エンジン２２のトルク変動を小さくすることによって駆動軸３６のトルク変動を小さくすることができる。これにより、噛み合い機構で異音（歯打ち音）が発生する或いは異音の発生が継続するのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の角加速度ｄωｍ１とモータＭＧ１のトルクＴｍ１とモータＭＧ２のトルクＴｍ２とを用いて駆動軸３６のトルクＴｐを演算する。そして、演算した駆動軸３６のトルクＴｐの所定区間の最大値Ｔｐｍａｘと最小値Ｔｐｍｉｎとの差分として、所定区間の変動幅ΔＴｐを演算する。そして、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きいときには、噛み合い機構で異音（歯打ち音）が発生している可能性があると判定し、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに比して、エンジン２２の動作点を高回転数低トルク側の動作点とする。また、これに応じて、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を変更する。こうした制御により、噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するの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、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きいときには、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに比して、エンジン２２の動作点を高回転数低トルク側の動作点とし、これに応じて、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を変更するものとした。しかし、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２およびモータＭＧ１の動作点については、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときと同一とし、モータＭＧ２の動作点については、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに対して変更するものとしてもよい。この場合、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きく且つ駆動軸３６の要求トルクＴｐ＊が値０よりも大きいときには、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに比して、モータＭＧ２のトルクを所定値ΔＴｍ２だけ大きくするのが好ましい。また、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆよりも大きく且つ駆動軸３６の要求トルクＴｐ＊が値０よりも小さいときには、変動幅ΔＴｐが閾値ΔＴｐｒｅｆ以下のときに比して、モータＭＧ２のトルクを所定値ΔＴｍ２だけ小さくするのが好ましい。ここで、所定値ΔＴｍ２は、噛み合い機構のガタ詰めを行なうことができる値を、実験や解析によって予め定めておいて用いることができる。こうして制御を行なう場合でも、実施例と同様に、噛み合い機構で異音が発生する或いは異音の発生が継続するの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、モータＭＧ２を減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続するものとした。しかし、モータＭＧ２を２段，３段などの変速機を介して駆動軸３６に接続するものとしてもよい。また、モータＭＧ２を駆動軸３６に直接接続す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は「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、ＨＶＥＣＵ７０が「演算手段」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

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 ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリヤ、３５ 減速ギヤ、３６ 駆動軸、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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）、５４ 電力ライン、６０ パーキングロック機構、６２ パーキングギヤ、６４ パーキングロックポール、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   動力を入出力可能な第１モータと、
   前記第１モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに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入出力可能な第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、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記第１モータの角加速度と前記第１モータのトルクと前記第２モータのトルクとを用いて前記駆動軸のトルクを演算する演算手段と、
   前記演算される駆動軸のトルクの所定区間の最大値と最小値との差分が閾値未満のときと、前記差分が前記閾値以上のときと、で前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとの少なくとも１つの動作点を異ならせる制御手段と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。

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