JP2016222088A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンと第一回転電機と第二回転電機とが歯車列を含む変速機構を介して接続されるハイブリッド車両において、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できるようにすることである。【解決手段】ハイブリッド車両１０の制御装置６０は、ハイブリッド車両の運転状態が歯車列の異音発生条件を満たすか否かを判定する異音発生条件判定部６２と、異音発生条件を満たすときは、第一回転電機１６から変速機構の歯車列へ異音発生を抑制する押当トルクを与え、異音発生条件を満たさないときは押当トルクを与えないとする押当処理を行う押当処理部６８を備える。押当トルク設定部６６は、エンジン停止中にエンジン出力軸４０を回転させ得るエンジンカムトルクを抑制する方向のトルクに第一回転電機１６が与える押当トルクを設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、エンジンと第一回転電機と第二回転電機とが歯車列を含む変速機構を介して接続されるハイブリッド車両において、歯車列の異音抑制を行うハイブリッド車両の制御装置に関する。

本発明に関連する技術として、特許文献１は、エンジンと発電機とモータとを備えるハイブリッド車両において、エンジンが停止してモータのみで走行するときには、車速が高速になるにつれ発電機が無負荷状態で回転速度が高速となり、動力変換機構である遊星歯車機構のピニオンが劣化することを述べている。ここでは、エンジンの摩擦トルク程度の少ないトルクを発電機から遊星歯車機構のピニオンに与える。

米国特許出願公開第２０１２／００２９７４８号明細書

エンジンと第一回転電機と第二回転電機とが歯車列を含む変速機構を介して接続されるハイブリッド車両においては、歯車列にガタがあると、ハイブリッド車両の運転状態によっては、歯車列において歯打ち音等が発生し、ユーザにとって違和感のある異音となる。特許文献１が述べているように、エンジン停止中に発電機である第一回転電機から歯車列に対し押当トルクを与えると、歯車列のガタが少なくなり、エンジン停止中の異音発生を抑制できる。この場合、押当トルクの懸け方によっては、停止しているエンジンのクランク角度が移動することがある。エンジンのクランク角度は、エンジン始動時のショックとの相関が大きいので、エンジンのクランク角度が移動すると、エンジン始動時のショックが悪化することがある。

本発明の目的は、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供することである。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと第一回転電機と第二回転電機とが歯車列を含む変速機構を介して接続されるハイブリッド車両の制御装置であって、ハイブリッド車両の運転状態が歯車列の異音発生条件を満たすか否かを判定し、異音発生条件を満たすときは、第一回転電機から変速機構の歯車列へガタ詰めのための押当トルクを与え、異音発生条件を満たさないときは押当トルクを与えないとする押当処理を行い、第一回転電機が与える押当トルクは、エンジン停止中にエンジン出力軸を回転させ得るエンジンカムトルクを抑制する方向のトルクであることを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、エンジンのクランク角度とエンジンカムトルクの方向との関係を予め求めて記憶し、エンジン停止中のクランク角度が、エンジンカムトルクによってエンジン出力軸が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸を負回転側に回転させる方向の押当トルクを与え、エンジンカムトルクによってエンジン出力軸が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の押当トルクを与えることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、異音発生条件を満たしたときからの経過時間が所定値以内にあるときは、エンジンのクランク角度に関わらずエンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の押当トルクを与えることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、異音発生条件は、運転モードがエンジンを停止し第二回転電機のみで走行するＥＶモードであること、ハイブリッド車両の車速が所定速度以下にあること、ハイブリッド車両が走行中であり停車中でないこと、及び、駆動輪に対しトルクを出力するシフトポジションにあることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、所定速度以下の車速は、ハイブリッド車両が増速する場合には所定増速度以下の車速とし、ハイブリッド車両が減速する場合には所定増速度よりも低速の所定減速度以下の車速とすることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ハイブリッド車両の運転状態が歯車列の異音発生条件を満たすときに、第一回転電機から変速機構の歯車列へ、エンジン停止中にエンジン出力軸を回転させ得るエンジンカムトルクを抑制する方向の押当トルクを与える。

エンジン停止中にクランク角度が移動するのは、エンジンの摩擦トルクよりも大きな外力が加わるためである。上記構成によれば、外力の要因であるエンジンカムトルクを抑制する方向に第一回転電機から押当トルクを与えるので、エンジン出力軸に与える外力を小さくでき、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン停止中のクランク角度が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸を負回転側に回転させる方向の押当トルクを与え、クランク角度が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の押当トルクを与える。これにより、エンジン停止時のクランク角度に応じてエンジン出力軸に与える外力を小さくでき、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

例えば、エンジンの停止処理直後等は、クランクカムトルク以外に、エンジンのコンプレッション反力やフライホイルダンパ捩じれ反力等が残っており、エンジン出力軸が逆回転しやすい。本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、異音発生条件を満たしたときからの経過時間が予め定めた所定値以内のときは、エンジンのクランク角度に関わらずエンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の押当トルクを与える。これにより歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、異音発生条件は、運転モードがエンジンを停止し第二回転電機のみで走行するＥＶモードであること、及び、ハイブリッド車両の車速が所定速度以下にあることである。エンジンが動作中は、エンジン音が大きく、歯車列の異音発生があってもユーザはあまり気にならない。また、ＥＶモードで車速が高速のときは、第一回転電機が接続されるサンギアが高速回転するので、歯車列の異音発生が生じるとしても、エンジン出力軸を一定方向に移動させることがない。これらのことから、ユーザが気にする異音発生条件として、ＥＶモードで車速が所定速度以下の低速のときとする。

異音発生条件は、さらに、ハイブリッド車両が走行中であり停車中でないこと、及び、駆動輪に対しトルクを出力するシフトポジションにあることとする。第一回転電機が押当トルクを発生するにはトルク発生が必要で、トルクを発生させるとその分燃費特性が悪化する。ハイブリッド車両が停車中でトルクを発生していないときは、歯車列の異音発生の可能性も少ないと考えられる。上記構成によれば、燃費特性の悪化を避け、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、所定速度以下の車速は、ハイブリッド車両が増速する場合には所定増速度以下の車速とし、ハイブリッド車両が減速する場合には所定増速度よりも低速の所定減速度以下の車速とする。このようにヒステリシス特性を持たせることで、車速が所定速度以下か否かの低速判定を安定して行うことができる。

本発明に係る実施の形態の制御装置を含むハイブリッド車両の構成図である。 クランクシャフトとエンジンカム機構に関する構成図である。 本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御装置において用いられるクランク角度に対するエンジンカムトルクの関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御装置において、異音発生を抑制しつつクランク角度の移動を抑制する手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御装置において、異音発生条件について、走行中であって停車時でない状態の判定内容を示す図である。図５（ａ）は、車速の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、ブレーキ操作の時間経過を示す図であり、（ｃ）は、走行中と停車中とを区別する図である。 本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御装置において、異音発生条件について、所定速度以下の低速の内容を示す図である。 図４の手順を各要素の状態変化のタイミングチャートで示す図である。図７（ａ）は、運転モードの時間変化を示す図であり、（ｂ）は、異音発生条件の時間変化を示す図であり、（ｃ）は、異音発生条件を満たしてからの経過時間を示す図であり、（ｄ）は、クランク角度の時間変化を示す図であり、（ｅ）は、第一回転電機の出力トルクであるＭＧ１トルクの時間変化を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ハイブリッド車両としてエンジンと２台の回転電機を備えるものを述べるが、これはハイブリッド車両の基本構成の例示であって、回転電機の数は３以上であってもよい。エンジンとして４気筒形式を述べるが、これは説明のための例示であって、これ以外の気筒数であってもよい。以下では、動力分配機構に遊星歯車機構を用いるものとしたが、これは説明のための例示であって、遊星歯車機構以外の方式の動力分配機構を用いてもよい。以下では、エンジンおよび第一回転電機とは別軸上に第二回転電機が配置される複軸式の駆動源を述べるが、これは、歯車列のガタ詰めのために第二回転電機の押当トルクを用いる制御の説明のための例示であって、場合によっては、単軸式の駆動源であってもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、ハイブリッド車両１０の構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、車両本体１２と、制御装置６０とを含んで構成される。

車両本体１２は、駆動源として、エンジン１４と、ＭＧ１と示す第一回転電機１６と、ＭＧ２と示す第二回転電機１８を備える。また、これらの間のエネルギ分配を行う動力分配機構２０と、動力伝達機構としての複数の歯車列２２，２４，２６，２８，３０，３２と、差動歯車機構３４を備える。差動歯車機構３４は、駆動輪３６に接続される。駆動輪３６は左右両輪であるが、図１では片側の駆動輪の図示を省略した。第一回転電機１６と第二回転電機１８にはインバータを含む駆動回路と蓄電装置とが接続されるが、図１ではこれらの図示を省略した。

エンジン１４は、ハイブリッド車両１０の駆動源を構成する内燃機関である。エンジン１４は、４気筒のピストン・シリンダ機構で構成される。各気筒は、円筒状の内部空間を有するシリンダと、シリンダの内壁に沿って摺動するピストン１５と、シリンダの内部に燃料のガソリンを噴射する燃料噴射弁と、ガソリンと空気の圧縮混合ガスに点火する点火プラグと、シリンダの内部に空気を供給する吸気管と、シリンダの内部から排気ガスを外部に排出する排気管とを含んで構成される。

エンジン１４は、燃料噴射弁と吸気弁の制御によってガソリンと空気との混合ガスをシリンダ内に供給し、ピストン１５の押し上げ、混合ガスへの点火、混合ガスの爆発膨張、ピストンの押し下げを繰り返す。これによって、図２に示すように、ピストン１５に接続されるクランクシャフト４８を動力軸としてこれを回転させてトルクを発生する。

燃料噴射弁、吸気弁、排気弁等の動作は、クランクシャフト４８の回転動作に関連付けて行われる。そのために、図２に示すように、エンジン１４に隣接してエンジンカム機構４４が設けられる。クランクシャフト４８は、４気筒エンジンの各ピストン１５に対応して４つのクランク機構４７が設けられた軸である。タイミングベルト４６は、クランクシャフト４８とエンジンカム機構４４の間に掛け渡され、これによって、エンジンカム機構４４はクランクシャフト４８の回転動作に関連付けて動作する。

図３は、エンジン１４が停止状態のときについて、エンジンカム機構４４の反力がクランクシャフト４８に与えるエンジンカムトルクＴ_ECと、クランク角度θ_Cとの関係を示す図である。横軸は、クランクシャフト４８の１気筒あたりの周期的な回転角度を示す。エンジン１４は４気筒であるので、クランクシャフト４８は７２０度の回転角度で４気筒分の一周期となり、１気筒あたり±９０度の周期的な回転角度となる。縦軸は、エンジンカムトルクＴ_ECの大きさである。エンジンカムトルクＴ_ECは、排気弁側のカムトルク８０と、吸気弁側のカムトルク８２を合成した合成カムトルク８４で与えられる。

エンジンカムトルクＴ_ECはクランクシャフト４８の回転に対する外力として働く。エンジンカムトルクＴ_ECがプラスの値を取るときにクランクシャフト４８が回転しやすい方向を正回転側の方向とすると、エンジンカムトルクＴ_ECがマイナスの値を取るときにはクランクシャフト４８は負回転側の方向に回転しやすくなる。

図３において、クランク角度θ_Cがθ_C1からθ_C2の間は、合成カムトルク８４がプラスの値となる。このクランク角度の範囲では、クランクシャフト４８およびエンジン出力軸４０は正回転側に回転しやすいので、このクランク角度の範囲を、「正回転側に回転しやすい角度範囲」と呼ぶ。これ以外のクランク角度の範囲は、「負回転側に回転しやすい角度範囲」である。図３の例では、クランク角度θ_Cがθ_C1からθ_C2の間が「正回転側に回転しやすい角度範囲」で、クランク角度が−９０度からθ_C1の間、およびθ_C2から＋９０度の間が「負回転側に回転しやすい角度範囲」である。

図３で示す太い破線は、第一回転電機１６が歯車列に与える押当トルクである。正回転側に回転しやすい角度範囲のときに第一回転電機１６から歯車列に負回転側の押当トルク９０として−Ｔ_Pを与え、負回転側に回転しやすい角度範囲のときに第一回転電機１６から歯車列に正回転側の押当トルク９２として＋Ｔ_Pを与える。これによって、エンジンカムトルクによって歯車列に異音が発生することを抑制する。その詳細については、図７等において後述する。

再び図１に戻り、駆動源を構成する２台の回転電機１６，１８は、共にハイブリッド車両１０に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、図示されていない駆動回路から電力が供給されるときはモータとして働き、エンジン１４による駆動時、あるいはハイブリッド車両１０の制動時には発電機能として働く三相同期型回転電機である。２台の回転電機１６，１８を区別して第一回転電機１６と第二回転電機１８と呼ぶと、第一回転電機１６は、主としてエンジン１４によって駆動される発電機として働く。第二回転電機１８は、主として駆動輪３６を駆動するモータとして働く。

エンジン１４と２台の回転電機１６，１８の間に設けられる動力分配機構２０は、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、エンジン１４の出力と、第一回転電機１６への入出力と、第二回転電機１８の出力との間で、発電に用いる分と駆動輪３６を駆動する分とを適切に分配する機能を有する機構である。動力分配機構２０は、Ｓと示す外歯歯車のサンギアと、サンギアと同心円上に配置されＲと示す内歯歯車のリングギアと、サンギアに噛み合うと共にリングギアに噛み合うピニオンギアと、ピニオンギアを自転かつ公転自在に保持しＣと示すキャリアとを備え、サンギアとリングギアとキャリアとを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構である。

エンジン１４のクランクシャフト４８は、フライホイルダンパ３８を介してエンジン出力軸４０となってリングギアに接続される。第一回転電機１６の出力軸はサンギアに接続される。第二回転電機１８の出力軸は、出力ギア２４、リダクションギア２６、カウンタドリブンギア２８、カウンタドライブギア２２を介してリングギアに接続される。また、出力ギア２４、リダクションギア２６、ドライブピニオンギア３０、デフリングギア３２、差動歯車機構３４を介して駆動輪３６に接続される。これらのギアが歯車列２２，２４，２６，２８，３０，３２を構成する。なお、エンジン出力軸４０と第一回転電機１６の出力軸とは同軸上に配置される。これらと別軸上に第二回転電機１８の出力軸が配置される。この配置方式は、複軸式と呼ばれる。

エンジン出力軸４０に接続されるオイルポンプ４２は、エンジン１４、第一回転電機１６、第二回転電機１８、複数の歯車列複数の歯車列２２，２４，２６，２８，３０，３２、差動歯車機構３４のそれぞれに潤滑油を循環供給するポンプである。

駆動輪３６の回転速度は、適当な車速検出手段によって検出され信号線を介し車速５０として制御装置６０に伝送される。また、クランクシャフト４８の回転位置は、適当なクランク角検出手段によって検出され信号線を介しクランク角度５２として制御装置６０に伝送される。

ハイブリッド車両１０の車室内に設けられるシフトレバー５４は、ユーザの操作によりシフトポジションを変更するための操作子である。シフトポジションとしては、Ｄと示すドライブポジション、Ｒと示すリバースポジション、Ｎと示すニュートラルポジション、Ｐと示すパーキングポジションを示した。これらのシフトポジションの中で、ニュートラルポジションは、駆動源からトルクが出力されない。シフトレバー５４のシフトポジションの状態は信号線を介し制御装置６０に伝送される。ブレーキ５６は、ユーザの踏込操作により駆動輪３６の回転を停止する操作子である。ブレーキ５６の操作状態は信号線を介し制御装置６０に伝送される。車室にはこの他に、ハンドル、アクセル等が配置されるが、図１ではこれらの図示を省略した。

運転モード５８は、エンジン１４の動作に関し、ＣＲＫと示すクランキングモード、ＤＲＶと示すエンジン走行モード、ＳＴＰと示すエンジン停止処理モードの３つと、エンジン１４を停止させ第二回転電機１８のみで駆動輪３６を駆動して走行するＥＶモードと、合計４つのモードがある。制御装置６０には、ＣＲＫ，ＤＲＶ，ＳＴＰ，ＥＶの４つのモード識別フラグのいずれか１つが伝送されるので、伝送されたモード識別フラグに従って運転モードを区別する。

制御装置６０は、ハイブリッド車両１０の各要素の動作を全体として制御する。制御装置６０は、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、エンジン１４、第一回転電機１６、第二回転電機１８、動力分配機構２０等の動作を制御する。ここでは特に、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制する制御を行う。かかる制御装置６０は、車載に適したコンピュータで構成することができる。

制御装置６０は、異音発生条件判定部６２と、異音発生条件を満たしてからの経過時間が所定値を超えたか否かを判定する経過時間判定部６４と、押当トルクの方向を設定する押当トルク設定部６６と、設定内容に従って押当処理を行う押当処理部６８とを含んで構成される。かかる機能は、制御装置６０においてソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、異音発生抑制プログラムを制御装置６０が実行することで達成される。上記機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

記憶装置７０は、制御装置６０と交信可能に接続され、制御装置６０において実行される異音発生抑制プログラムを含む各種プログラムや、一時的データ等を格納するメモリである。また、図３で説明したエンジンカムトルクＴ_ECとクランク角度θ_Cとの関係を示すカムトルク関係ファイル７２が格納される。

かかる構成の作用、特に、制御装置６０の各機能の詳細について、図４以下を用いてさらに詳細に説明する。図４は、異音発生を抑制しつつクランク角度の移動を抑制する手順を示すフローチャートである。各手順は、異音発生抑制プログラムの各処理手順に対応する。

ハイブリッド車両１０が始動すると、各要素の初期化が行われると共に、制御装置６０において異音発生抑制プログラムが立ち上る。そして、各要素の状態取得が行われる（Ｓ１０）。取得される状態は、図１で制御装置６０に伝送されるものとして述べた車速５０、クランク角度５２、シフトレバー５４のシフトポジション、ブレーキ５６の操作状態、運転モード５８、後述する各種タイマの計時データ等である。

状態取得が行われると、取得された状態に基づいて異音発生条件判定が行われる（Ｓ１２）。この処理手順は、制御装置６０の異音発生条件判定部６２の機能によって実行される。異音発生条件判定は、４つの状態判断に基づいて行われる。

１つ目の状態判断は、ハイブリッド車両１０が走行中か否かの判断である。走行中でないときは停車中であるので、１つ目の状態判断としては、ハイブリッド車両１０が走行中か停車中のいずれであるかを判断する。異音発生条件判断の結果、異音発生条件を満たすとされると、後述するように第一回転電機１６から歯車列のガタ詰めのための押当トルクが出力される。トルクを発生させるとその分燃費特性が悪化する。ハイブリッド車両１０が停車中でトルクを発生していないときは、歯車列の異音発生の可能性も少ないと考えられるので、異音発生条件から外すことが好ましい。そこで、１つ目の状態判断が否定され、ハイブリッド車両１０が停車中であるときは、異音発生条件を満たさないとする。

ハイブリッド車両１０が走行中か停車中かは、ブレーキ５６が踏み込まれているか否かで判断できるが、車両が停車したのでブレーキ５６の踏込を解放すると、車両が走行し始めることがある。１つの例は下り坂の場合である。図５は、このような場合に車両が「走行中」か「停車中」かについて判断する内容を示す図である。各図の横軸は時間であり、図５（ａ）の縦軸は、車速５０のデータ値であり、（ｂ）の縦軸は、ブレーキ５６の状態についてブレーキ踏込をＯＮ、ブレーキ解放をＯＦＦで示し、（ｃ）の縦軸は、走行中状態または停車中状態を示す。

時間ｔ１までは、ブレーキ５６がＯＮ状態で車速＝０であり、ハイブリッド車両１０の状態は「停車中」である。時間ｔ１でブレーキ５６がＯＦＦ状態となると、例えば下り坂等では車速が上昇し始めるので、ハイブリッド車両１０は「停車中」でなく「走行中」とされる。時間ｔ２は、車両が走行し始めることにユーザが気付いて再びブレーキ５６をＯＮ状態とした時間である。時間ｔ２から車速は低下するが、完全に車速＝０になる時間ｔ４の前に、予め定めた停車判定車速Ｖ_STLまで低下した時間ｔ３で、「走行中」から「停車中」とされる。この例では、時間ｔ１からｔ３の間がハイブリッド車両１０の「走行中」とされ、それ以外は「停車中」とされる。このように、ハイブリッド車両１０が自走する場合に「走行中」とされるのは、ブレーキ５６の解放期間よりも長く、車速＝０でない期間よりも短い。これにより、異音発生条件としての「走行中」の条件を適切なものとできる。なお、図５においてＶ_STUは、ブレーキ解放のときに車速が上昇して明確に走行中であるとされる車速であるが、これと異なり予め定めた停車判定車速Ｖ_STLは車速が低下して停車と判断されるときの車速である。停車判定車速Ｖ_STLはＶ_STUよりも低速である。

１つ目の状態判断が肯定されると、異音発生条件について２つ目の状態判断が行われる。２つ目の状態判断は、ハイブリッド車両１０がトルク発生状態か否かについてである。異音発生条件判断の結果、異音発生条件を満たすとされると、第一回転電機１６から歯車列のガタ詰めのための押当トルクを出力するが、ハイブリッド車両１０がトルク発生状態にないときは、第一回転電機１６から押当トルクを出力できない。このことから、トルク発生状態にないときは、異音発生条件から外すことが好ましい。ハイブリッド車両１０において、シフトポジションがニュートラルポジションにあるときは、トルクを発生しない。それ以外のシフトポジションにあるときは、トルクを発生することができる。そこで、シフトポジションがニュートラルポジションにあるときは、２つ目の状態判断が否定され、異音発生条件を満たさないとする。

１つ目の状態判断と２つ目の状態判断が共に肯定されると、異音発生条件について３つ目の状態判断が行われる。３つ目の状態判断は、ハイブリッド車両１０の運転モードがＥＶモードであるか否かについてである。図１で述べたように、運転モードのうちで、ＣＲＫ，ＤＲＶ，ＳＴＰはエンジン１４に関する運転モードであり、ＥＶモードは、エンジン１４を停止させて、第二回転電機１８のみでハイブリッド車両１０を走行させる運転モードである。エンジン１４によってハイブリッド車両を走行させるときは、エンジン１４の騒音のために歯車列の異音がユーザにとってあまり気にならない。そこで、エンジン１４が動作中のときは、３つ目の状態判断が否定され、異音発生条件を満たさないとする。

１つ目から３つ目までの状態判断がいずれも肯定されると、異音発生条件について４つ目の状態判断が行われる。４つ目の状態判断は、ハイブリッド車両１０の車速が所定速度以下の低速であるか否かについてである。ＥＶモードで車速が高速のときは、第一回転電機１６が接続されるサンギアが高速回転するので、歯車列の異音発生が生じるとしても、エンジン出力軸４０を一定方向に移動させることがない。サンギアが低速のときは、ゆっくりと歯車列を押すので、エンジン出力軸４０が移動し、これによってクランクシャフト４８のクランク角度が移動することが生じ得る。これらのことから、ハイブリッド車両１０の車速が所定速度を超える高速走行のときは、４つ目の状態判断が否定され、異音発生条件を満たさないとする。所定速度以下の車速については、サンギアが歯車列を押して変位させるサンギアの回転数に対応する車速に基づいて定めることができる。

低速判定に用いられる所定速度は、車速が増速中と減速中とで異なる値となるヒステリシス特性を有することが好ましい。図６は、ハイブリッド車両１０が増速と減速を行うときについて所定速度以下の低速状態を示す図である。横軸は時間、縦軸は車速である。車速は、図１で述べた車速検出手段から伝送されてくる車速５０のデータ値である。縦軸のＶ_THUは、増速時における所定増速度であり、Ｖ_THLは、減速時の所定減速度である。両者の関係はＶ_THL＜Ｖ_THUである。図６において、ハイブリッド車両１０が増速して時間ｔ５で所定増速度Ｖ_THU以上となり、さらに増速して最高速度に達した後に減速して時間ｔ６で所定減速度Ｖ_THL以下となる場合は、時間ｔ５以前とｔ６以降の斜線を付した時間領域が、所定速度以下の低速領域である。このように、低速判定に用いられる所定速度にヒステリシス特性を持たせることで、４つ目の状態判断を的確に行うことができる。

上記の４つの状態判断がいずれも肯定のときに、異音発生条件を満たすものと判断される。上記の４つの状態判断の中の１つでも否定されると、異音発生条件を満たさないと判断される。上記では、１つ目、２つ目、３つ目、４つ目の順に状態判断が行われるものとしたが、判断の順序は入れ替えてもよく、図４のＳ１０の状態取得において、異音発生条件を構成する４つの状態を取得した後、ＡＮＤ論理表に基づいて異音発生条件を満たすか満たさないかの判断を行ってもよい。

以上がＳ１２の異音発生条件判定に関する説明である。再び図４に戻り、異音発生条件判定が終わると、その判定の結果、異音発生条件を満たすか否かが判断される（Ｓ１４）。Ｓ１４の判断が否定されて異音発生条件を満たさないとされると、第一回転電機１６から歯車列に対し押当トルクを与えない（Ｓ１６）。押当トルクは、歯車列の異音発生を抑制するために与えるものであるから、異音発生条件を満たさないときは、押当トルクを与える必要がなく、押当トルク＝０（Ｎｍ）とされる。

Ｓ１４の判断が肯定されて異音発生条件を満たすとされると、第一回転電機１６から歯車列に対し押当トルクを与えるが、与えるべき押当トルクの設定は、ハイブリッド車両１０の状態によって異なる。図４では、ハイブリッド車両１０の状態を３つに分け、それぞれについて異なる押当トルクの設定を行う。

Ｓ１４の判断が肯定されると、エンジン１４が停止状態になって運転モードがＥＶモードになったときからの経過時間が経過時間タイマによって計時される。そして、経過時間タイマが計時する経過時間が予め定めた所定値を超えたか否かが判断される（Ｓ１８）。図３で述べたように、エンジンカムトルクＴ_ECはクランク角度θ_Cに依存して変化し、クランク角度θ_Cが正回転側に回転しやすい角度範囲にあるときエンジン出力軸４０は正回転側に回転しやすい。逆にクランク角度θ_Cが負回転側に回転しやすい角度範囲にあるときエンジン出力軸４０は負回転側に回転しやすい。この状態は、エンジン１４が停止してエンジン出力軸４０がほぼ安定状態で停止しているときである。これに対し、エンジン１４の停止処理直後等は、クランクカムトルク以外に、エンジン１４のコンプレッション反力やフライホイルダンパ３８の捩じれ反力等が残っており、エンジン出力軸４０が逆回転しやすい。

エンジン１４が停止状態になり、ＥＶモードの運転状態になったときからの経過時間が予め定めた所定値ｔ_EV0を超えるまでは、Ｓ１８が否定される。所定値ｔ_EV0は、エンジン１４やフライホイルダンパ３８の性能に応じて設定できるが、一例を示すと、ｔ_EV0＝数ｓである。Ｓ１８が否定されるときは、経過時間が所定値ｔ_EV0以内のときであるので、エンジン出力軸４０が逆回転することを抑制するように、第一回転電機１６から歯車列に対し、正回転側の押当トルクを与える（Ｓ２２）。これらの処理手順は、制御装置６０の経過時間判定部６４および押当トルク設定部６６の機能によって実行される。

エンジン１４が停止状態になり、ＥＶモードの運転状態になったときからの経過時間が予め定めた所定値ｔ_EV0を超えると、Ｓ１８が肯定される。このときは、エンジン１４が停止してエンジン出力軸４０がほぼ安定状態で停止し、図３のエンジンカムトルクＴ_ECとクランク角度θ_Cの間の関係を適用することができる。図３の関係は、記憶装置７０のカムトルク関係ファイル７２に格納されている。

制御装置６０は、クランク角検出手段を介してクランク角度５２を取得し、取得されたクランク角度５２を検索キーとしてカムトルク関係ファイル７２を検索し、クランク角度５２が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるか否かを判定する（Ｓ２０）。

Ｓ２０が肯定されると、エンジン出力軸４０が正回転することを抑制するように、第一回転電機１６から歯車列に対し負回転側の押当トルクを与える（Ｓ２４）。図３では、第一回転電機押当トルク９０が負回転側の押当トルクとしての−Ｔ_Pである。Ｓ２０が否定されるときはクランク角度５２が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるので、エンジン出力軸４０が負回転することを抑制するように、第一回転電機１６から歯車列に対し正回転側の押当トルクを与える（Ｓ２２）。図３では、第一回転電機押当トルク９２が正回転側の押当トルクとしての＋Ｔ_Cである。これらの処理手順は、制御装置６０の押当トルク設定部６６および押当処理部６８の機能によって実行される。

押当トルクは、第一回転電機１６のトルクのばらつき範囲よりも大きく、かつ、エンジンカムトルクの方向を逆方向にして加算したときにエンジン１４の摩擦トルクを超えない大きさに設定される。一例を挙げると、正回転側の押当トルクとして、＋Ｔ_Pを＋２Ｎｍ〜＋４Ｎｍ、負回転側の押当トルクとして、−Ｔ_Pを−２Ｎｍ〜−４Ｎｍとできる。

図７は、図４の手順について各要素のタイミングチャートで示す図である。図７の各図の横軸は時間を示し、縦軸は、上段側から下段側に向かって、（ａ）運転モード、（ｂ）異音発生条件、（ｃ）経過時間タイマ、（ｄ）クランク角度、（ｅ）第一回転電機の出力トルクであるＭＧ１トルクの状態を示す。

時間ｔ＝０から時間ｔ９までの期間は、（ａ）運転モード＝ＥＶモードで、エンジン１４が停止し、第二回転電機１８のみでハイブリッド車両１０が走行している状態で、トルク発生状態であり、車速は所定速度以下である。そこで、異音発生条件の４つの状態判断の全てが肯定され、（ｂ）「異音発生条件を満たす」とされる。（ｃ）の経過時間タイマは、運転モードがＥＶモードになった時点で計時開始するタイマである。時間ｔ＝０から時間ｔ９まではずっとＥＶモードであるので、経過時間タイマの計時は最大値のｔ_MAXで止まっている。したがって、図４のＳ１８が肯定され、（ｄ）のクランク角度は、正回転側に回転しやすい角度範囲にあるので、図４のＳ２０も肯定される。そこで、（ｅ）第一回転電機１６は、負回転側の押当トルクとして−Ｔ_Pを歯車列に与える。

時間ｔ９からｔ１０までの期間は、エンジン１４が始動され（ＣＲＫ）、エンジン１４による走行状態となり（ＤＲＶ）、その後エンジン１４の停止処理（ＳＴＰ）が行われた期間で、（ａ）運転モードは、ＥＶモードでなく、エンジン１４の動作モードであるＣＲＫモード、ＤＲＶモード、ＳＴＰモードである。したがって、異音発生条件の４つの状態判断の少なくとも１つが否定され、（ｂ）「異音発生条件を満たさない」とされる。（ｃ）経過時間タイマはエンジン１４の運転モードに入った時間ｔ９においてリセットされる。（ｄ）のクランク角度と（ｅ）の第一回転電機１６の出力トルクは、エンジン１４の動作モードに応じて変化する。ここでは、エンジン１４の動作音があり、（ｂ）「異音発生条件を満たさない」ので、第一回転電機１６の出力は押当トルク＝０（Ｎｍ）とされ、第一回転電機１６から歯車列に対して押当トルクは与えられない。

時間ｔ１０でエンジン１４の動作モードが終了し、（ａ）運転モード＝ＥＶモードとなる。ここでは、エンジン１４が停止し、第二回転電機１８のみでハイブリッド車両１０が走行している状態で、トルク発生状態であり、車速は所定速度以下である。したがって、異音発生条件の４つの状態判断の全てが肯定され、（ｂ）「異音発生条件を満たす」とされる。（ｃ）の経過時間タイマは、運転モードがＥＶモードになったｔ１０から計時を開始し、ＥＶモードが経過するにつれて計時が進み、時間ｔ１１で、経過時間＝所定値ｔ_EV0となる。

したがって、時間ｔ１０から時間ｔ１１までの期間は、図４のＳ１８が否定され、（ｄ）のクランク角度に関わりなく、（ｅ）第一回転電機１６から歯車列に対し、正回転側の押当トルクとして、＋Ｔ_Pが与えられる。

経過時間がｔ１１を超えると、図４のＳ１８が肯定され、（ｄ）のクランク角度は、正回転側に回転しやすい角度範囲にあるので、図４のＳ２０が肯定される。そこで、（ｅ）第一回転電機１６は、負回転側の押当トルクとして、−Ｔ_Pを出力する。

上記では、エンジン１４が停止して安定した状態のクランク角度が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるとしたが、これは説明の例示であって、エンジン１４が停止して安定した状態のクランク角度が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるとしてもよい。

このように、異音発生条件を満たすときは、第一回転電機１６から変速機構の歯車列のガタ詰めのための押当トルクを与え、異音発生条件を満たさないときは押当トルクを与えない。そして、第一回転電機が与える押当トルクは、エンジン停止中にエンジン出力軸４０を回転させ得るエンジンカムトルクを抑制する方向のトルクとする。

具体的には、エンジン停止中のクランク角度が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸４０を負回転側に回転させる方向の押当トルクとして、−Ｔ_Pを与え、クランク角度が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、エンジン出力軸４０を正回転側に回転させる方向の押当トルクとして、＋Ｔ_Pを与える。これにより、エンジン停止時のクランク角度に応じてエンジン出力軸に与える外力を小さくでき、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

また、異音発生条件を満たしたときからの経過時間が所定値ｔ_EV0以内にあるときは、クランク角度に関わらずエンジン出力軸４０を正回転側に回転させる方向の押当トルクとして、＋Ｔ_Pを与える。これにより、エンジン１４が停止した直後の遷移期間においても、歯車列の異音発生を抑制しつつエンジンのクランク角度の移動を抑制できる。

１０ ハイブリッド車両、１２ 車両本体、１４ エンジン、１５ ピストン、１６ （第一）回転電機、１８ （第二）回転電機、２０ 動力分配機構、２２ カウンタドライブギア、２４ 出力ギア、２６ リダクションギア、２８ カウンタドリブンギア、３０ ドライブピニオンギア、３２ デフリングギア、３４ 差動歯車機構、３６ 駆動輪、３８ フライホイルダンパ、４０ エンジン出力軸、４２ オイルポンプ、４４ エンジンカム機構、４６ タイミングベルト、４７ クランク機構、４８ クランクシャフト、５０ 車速、５２ クランク角度、５４ シフトレバー、５６ ブレーキ、５８ 運転モード、６０ 制御装置、６２ 異音発生条件判定部、６４ 経過時間判定部、６６ 押当トルク設定部、６８ 押当処理部、７０ 記憶装置、７２ カムトルク関係ファイル、８０ 排気弁側カムトルク、８２ 吸気弁側カムトルク、８４ 合成カムトルク、９０，９２ （第一回転電機）押当トルク。

Claims (5)

1. エンジンと第一回転電機と第二回転電機とが歯車列を含む変速機構を介して接続されるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両の運転状態が前記歯車列の異音発生条件を満たすか否かを判定し、
   前記異音発生条件を満たすときは、前記第一回転電機から前記変速機構の歯車列へガタ詰めのための押当トルクを与え、前記異音発生条件を満たさないときは前記押当トルクを与えないとする押当処理を行い、
   前記第一回転電機が与える押当トルクは、エンジン停止中にエンジン出力軸を回転させ得るエンジンカムトルクを抑制する方向のトルクであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンのクランク角度と前記エンジンカムトルクの方向との関係を予め求めて記憶し、
   前記エンジン停止中の前記クランク角度が、
   前記エンジンカムトルクによって前記エンジン出力軸が正回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、前記エンジン出力軸を負回転側に回転させる方向の前記押当トルクを与え、
   前記エンジンカムトルクによって前記エンジン出力軸が負回転側に回転しやすい角度範囲にあるときは、前記エンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の前記押当トルクを与えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記異音発生条件を満たしたときからの経過時間が所定値以内にあるときは、前記エンジンのクランク角度に関わらず前記エンジン出力軸を正回転側に回転させる方向の前記押当トルクを与えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記異音発生条件は、
   運転モードが前記エンジンを停止し前記第二回転電機のみで走行するＥＶモードであること、
   前記ハイブリッド車両の車速が所定速度以下であること、
   前記ハイブリッド車両が走行中であり停車中でないこと、
   及び、
   駆動輪に対しトルクを出力するシフトポジションにあることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記所定速度以下の車速は、
   前記ハイブリッド車両が増速する場合には所定増速度以下の車速とし、
   前記ハイブリッド車両が減速する場合には前記所定増速度よりも低速の所定減速度以下の車速とすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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