JP2017159722A - 動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星歯車機構の出力側の回転要素と、この回転要素に噛み合う出力ギヤとの間での歯打ち音を抑制する。
【解決手段】第１モータジェネレータのロータシャフトがスプライン嵌合されたサンギヤを有する遊星歯車機構を備えたトランスアクスルにおいて、シフトレンジがニュートラルレンジ以外である場合のエンジンのアイドリング運転時、第１モータジェネレータの回転速度を、サンギヤの回転速度に一致させる。これにより、第１モータジェネレータのロータシャフトがサンギヤから切り離された状態となり、サンギヤの慣性は大幅に小さくなり、リングギヤが相対的に回転しにくくなる。その結果、エンジンの回転変動が遊星歯車機構に伝達される状況となっても、リングギヤと一体のカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤとの間での歯打ち音は抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は動力伝達装置の制御装置に係る。特に、本発明は、電動機と遊星歯車機構とを備えた動力伝達装置に適用される制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されているハイブリッド車両のトランスアクスルは、主に発電機として機能する第１モータジェネレータ、主に電動機として機能する第２モータジェネレータ、および、動力分割機構などを備えており、エンジンから入力されるトルク（動力）とモータジェネレータが出力するトルクとの一方または両方を駆動輪に向けて伝達するようになっている。

また、前記動力分割機構は遊星歯車機構で構成されている。具体的に、この動力分割機構は、第１モータジェネレータのロータシャフトが連結されたサンギヤ、車両の出力側に設けられた出力ギヤに噛み合わされたドライブギヤに一体形成されたリングギヤ、前記サンギヤおよびリングギヤに噛み合うピニオンギヤを自転可能に支持すると共にエンジンのクランクシャフトが連結されたキャリアを備えている。

このトランスアクスルにおいて、シフトレンジがニュートラルレンジ以外である場合におけるエンジンのアイドリング運転中、前記リングギヤに一体形成された前記ドライブギヤと前記出力ギヤとの間での歯打ち音を抑制するために、第２モータジェネレータに微小トルクを発生させ、これにより、ドライブギヤと出力ギヤとの間のガタを詰めることが知られている（例えば特許文献２を参照）。

特開２０１４−４６８６０号公報 特開２０１３−７１５８１号公報

しかしながら、前述した歯打ち音を抑制する制御（第２モータジェネレータのトルク制御）では、歯打ち音を無くすことは難しい。その理由としては、第２モータジェネレータは、出力ギヤを介して前記ドライブギヤおよび駆動輪へトルク伝達を行うことになるが、この場合、第２モータジェネレータのトルクの大部分は、駆動輪側に比べて剛性の低い側となる出力ギヤからドライブギヤ側に伝達されることになる。この際、ドライブギヤがフローティング状態となることがあり、この場合、リングギヤおよびドライブギヤがエンジンのトルク変動を受けることで回転変動を生じ、これが原因となって前記歯打ち音が発生してしまう可能性がある。

この歯打ち音を無くすためには、エンジンのトルク変動よりも大きいトルクで出力ギヤをドライブギヤに押し付ける必要があるが、出力ギヤに繋がるドライブシャフトの剛性は一般に低く、第２モータジェネレータからのトルクの大部分は、このドライブシャフトの捩れ変形に使われてしまい、十分な押し付け力を得ることができなくなってしまう。このため、前記歯打ち音を無くすことは難しい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車機構の出力側の回転要素（リングギヤおよびドライブギヤ）と、この回転要素に噛み合う出力側の回転要素（出力ギヤ）との間での歯打ち音を抑制することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、電動機の出力軸が連結された第１回転要素と、内燃機関の出力軸が連結された第２回転要素と、車両出力側の出力回転要素が噛み合わされた第３回転要素とがトルク伝達可能に連結されて成る遊星歯車機構を備えた動力伝達装置に適用される制御装置を前提とする。この動力伝達装置の制御装置に対し、前記電動機の出力軸と前記第１回転要素との連結部は、前記電動機の出力軸に形成された歯と前記第１回転要素に形成された歯とがガタを存して噛み合わされて成っており、前記電動機の出力軸の歯と前記第１回転要素の歯との離間状態を維持するように、前記電動機の出力軸の回転位相を前記第１回転要素の回転位相に同期させる電動機回転制御部を備えさせている。

この特定事項により、動力伝達装置において動力が伝達される際には、電動機回転制御部によって電動機の出力軸の回転位相が第１回転要素の回転位相に同期されることで、電動機の出力軸の歯と第１回転要素の歯との離間状態が維持される。この場合、電動機が第１回転要素から切り離された状態となるので、第１回転要素の慣性は大幅に小さくなり、この第１回転要素は回転しやすくなる一方、第３回転要素は相対的に回転しにくくなる。つまり、遊星歯車機構に内燃機関のトルク変動が入力された場合には、それに起因する回転変動の大部分は第１回転要素に現れ、第３回転要素は回転変動を生じにくくなる。このため、回転変動に起因する第３回転要素と出力回転要素との間での歯打ち音は抑制されることになる。

本発明では、互いに噛み合い可能な電動機の出力軸の歯と遊星歯車機構の第１回転要素の歯との離間状態を維持するように、電動機の出力軸の回転位相が第１回転要素の回転位相に同期されるようにしている。このため、遊星歯車機構に内燃機関のトルク変動が入力された場合に、それに起因する回転変動の大部分は第１回転要素に現れ、第３回転要素は回転変動を生じにくくなるので、回転変動に起因する第３回転要素と出力回転要素との間での歯打ち音を抑制することができる。

実施形態に係るハイブリッド車両のトランスアクスルの骨子図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 第１実施形態における第１モータジェネレータの回転速度制御の手順を示すフローチャート図である。 第１実施形態における各回転要素の回転変動の一例を示す図である。 第２実施形態におけるサンギヤずれ量、第１モータジェネレータずれ量、サンギヤと第１モータジェネレータのロータシャフトとの間のスプラインのガタ寸法それぞれの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明する。

−トランスアクスルの全体構成−
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両に搭載されたトランスアクスル（動力伝達装置）１の骨子図である。このトランスアクスル１は、エンジン（内燃機関）１０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを動力源とするハイブリッド車両に適用されるものである。このトランスアクスル１は、エンジン１０からの動力が入力される入力軸９と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、遊星歯車機構４を含む動力伝達機構２と、カウンタギヤ機構５と、ディファレンシャル装置６と、ケース１５と、を備えている。

入力軸９は、ダンパ１２を介して、エンジン１０のクランクシャフト１１に連結されている。なお、エンジン１０としては、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を用いることができる。

第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は共に、電力の供給を受けて動力を発生する電動機（モータ）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生する発電機（ジェネレータ）としての機能とを有しており、バッテリ３００（図２を参照）と電気的に接続されている。

第１モータジェネレータ（本発明でいう電動機）ＭＧ１は、ケース１５に固定された第１ステータ８１と、当該第１ステータ８１の径方向内側に回転可能に支持された第１ロータ８２と、を有している。第１モータジェネレータＭＧ１は、主にエンジン１０のトルクにより発電を行ってバッテリ３００を充電し、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動するための電力を供給する発電機として機能する。

第２モータジェネレータＭＧ２は、ケース１５に固定された第２ステータ８３と、当該第２ステータ８３の径方向内側に回転可能に支持された第２ロータ８４と、を有している。第２ロータ８４は、第２ロータシャフト８７と連結されており、この第２ロータシャフト８７には、ヘリカルギヤからなるロータ出力ギヤ７が形成されている。第２モータジェネレータＭＧ２は、主に車両を走行させるための動力を発生する電動機として機能する。ただし、車両の減速時等には、第２モータジェネレータＭＧ２は車両の慣性力を電気エネルギーとして回生する発電機として機能する。

動力伝達機構２は、遊星歯車機構４を備えている。この遊星歯車機構４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、サンギヤ４２と、リングギヤ４１と、複数のピニオンギヤ４３と、キャリア４４とを有している。サンギヤ４２は、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータ８２の第１ロータシャフト（本発明でいう電動機の出力軸）８とスプライン嵌合により一体回転するように連結されている。また、この遊星歯車機構４は円筒状部材３を備えており、この円筒状部材３の内周部には内歯が形成されており、この内歯が前記リングギヤ４１となっている。複数のピニオンギヤ４３は、サンギヤ４２とリングギヤ４１との間にそれぞれ配置され、これらサンギヤ４２およびリングギヤ４１にそれぞれ噛み合っている。キャリア４４は、複数のピニオンギヤ４３を自転可能且つ公転可能に支持するとともに、入力軸９と一体回転するように連結されている。つまり、このキャリア４４は、入力軸９およびダンパ１２を介してクランクシャフト１１に連結されている。

以上のように構成された遊星歯車機構４は、入力軸９に伝達されるエンジン１０からのトルクを第１モータジェネレータＭＧ１と円筒状部材３とに分配（分割）して伝達する動力分割機構として機能する。具体的には、このトランスアクスル１では、入力軸９を介してキャリア４４にエンジン１０の正方向のトルクが伝達される一方、サンギヤ４２に第１モータジェネレータＭＧ１が出力する負方向のトルクが伝達される。第１モータジェネレータＭＧ１の負方向のトルクはエンジン１０のトルクの反力として機能し、これにより、遊星歯車機構４は、エンジン１０のトルクの一部を第１モータジェネレータＭＧ１に分配し、リングギヤ４１を介して残りのトルクを円筒状部材３に伝達する。

円筒状部材３には、その外周部に、カウンタギヤ機構５のカウンタドリブンギヤ５３に噛み合うカウンタドライブギヤ３２が一体的に形成されている。これにより、リングギヤ４１を介して円筒状部材３に伝達されたトルクは、カウンタドライブギヤ３２を介してカウンタギヤ機構５へ伝達される。なお、円筒状部材３には、その外周部に、パーキングロック機構の一部を構成するパーキングギヤ３３が一体的に形成されている。このパーキングギヤ３３にロック部材（図示せず）が係合することにより、パーキング中に、駆動輪１３および動力伝達機構２が回転しないように固定される。

カウンタギヤ機構５は、カウンタドライブギヤ３２から伝達されるトルクをディファレンシャル装置６へ伝達する。このカウンタギヤ機構５は、ヘリカルギヤからなるカウンタドリブンギヤ５３と、同じくヘリカルギヤからなるピニオンギヤ５４と、これら２つのギヤが設けられたカウンタ軸５０とを有している。このカウンタ軸５０は、第２ロータシャフト８７と平行且つ近接して配置されている。カウンタドリブンギヤ５３は、上述の如くカウンタドライブギヤ３２に噛み合っているとともに、カウンタドライブギヤ３２とは異なる位置でロータ出力ギヤ７にも噛み合っている。ピニオンギヤ５４は、ディファレンシャル装置６のファイナルギヤ６１に噛み合っている。以上のように構成されたカウンタギヤ機構５は、カウンタドライブギヤ３２に伝達されるトルクおよび第２モータジェネレータＭＧ２のトルクをディファレンシャル装置６へ伝達する。

ディファレンシャル装置６は、円筒状部材３および第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方からファイナルギヤ６１に伝達されるトルクを複数の駆動輪１３に分配して伝達する。本実施形態では、ディファレンシャル装置６は、互いに噛み合う複数の傘歯車を用いた差動歯車機構とされており、カウンタギヤ機構５のピニオンギヤ５４を介してファイナルギヤ６１に伝達されるトルクを２つの出力軸１４に分配し、当該出力軸１４を介して左右２つの駆動輪１３に伝達する。

ケース１５は、図１の仮想線（二点鎖線）で模式的に示すように、入力軸９と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、動力伝達機構２と、カウンタギヤ機構５と、ディファレンシャル装置６とを収容している。このケース１５は、トランスアクスルハウジング１６と、トランスアクスルケース１７と、トランスアクスルカバー１８とを有していて、これらのフランジ部同士がボルト（図示せず）で締結されることで一体となっている。トランスアクスルハウジング１６は、そのエンジン１０側の部位が、固定ボルト（図示せず）によってエンジン１０に固定されてダンパ１２等を収容する一方、そのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２側の部位が、トランスアクスルケース１７の支持壁部（図示せず）との間で、円筒状部材３やカウンタ軸５０等を支持するようになっている。

以上の構成により、前記サンギヤ４２が本発明でいう第１回転要素（第１モータジェネレータＭＧ１（電動機）の第１ロータシャフト（出力軸）が連結された第１回転要素）に相当することになる。また、前記キャリア４４が本発明でいう第２回転要素（エンジン１０（内燃機関）のクランクシャフト１１（出力軸）が連結された第２回転要素）に相当することになる。また、前記円筒状部材３が本発明でいう第３回転要素（車両出力側のカウンタドリブンギヤ５３（出力回転要素）が噛み合わされた第３回転要素）に相当することになる。

−ＥＣＵ−
図２に示すように、ＥＣＵ１００は、電子制御装置であって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはイグニッションのＯＦＦ時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

ＥＣＵ１００には、クランクシャフト１１の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１０１、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１０２、エンジン１０のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０３、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ１０４、パーキングスイッチの状態を検出するＰポジションスイッチ１０５、システム起動時に押圧されるパワースイッチ１０６、車両の速度に応じた信号を出力する車速センサ１０７、ブレーキペダルに対する踏力（ブレーキ踏力）を検出するブレーキペダルセンサ１０８、バッテリ３００の充放電電流を検出する電流センサ１０９、および、バッテリ温度センサ１１０などが接続されている。さらに、ＥＣＵ１００には、エンジン冷却水温を検出する水温センサ、吸入空気量を検出するエアフロメータなどのエンジン１０の運転状態を検出するセンサなどが接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ１００に入力される。

また、ＥＣＵ１００には、エンジン１０のスロットルバルブを開閉駆動するスロットルモータ９１、燃料噴射装置（インジェクタ等）９２、および、点火装置（点火プラグおよびイグナイタ等）９３などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、前記各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１０のスロットルバルブの開度制御（吸入空気量制御）、燃料噴射量制御（インジェクタの開閉制御）、点火時期制御（点火プラグの駆動制御）などを含むエンジン１０の各種制御を実行する。

さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ３００を管理するために、前記電流センサ１０９にて検出された充放電電流の積算値や、バッテリ温度センサ１１０にて検出されたバッテリ温度などに基づいて、バッテリ３００の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や、バッテリ３００の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔなどを演算する。

また、ＥＣＵ１００にはインバータ２００が接続されている。インバータ２００は、例えば、ＥＣＵ１００からの指令信号（例えば、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値）に応じてバッテリ３００からの直流電流を、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する電流に変換する一方、エンジン１０の動力により第１モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電流、および、回生ブレーキにより第２モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電流を、バッテリ３００に充電するための直流電流に変換する。また、インバータ２００は、第１モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電流を走行状態に応じて、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動用電力として供給する。

−ハイブリッドシステムの制御等−
このように構成されたハイブリッド車両は、ドライバ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と車速とに基づいて、駆動輪１３に出力すべきトルク（要求トルク）を計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力により走行するようにエンジン１０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とが運転制御される。

エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転制御として、具体的には、燃料消費量の削減を図るために、要求トルクが比較的低い運転領域にあっては、第２モータジェネレータＭＧ２を利用して前記要求トルクが得られるようにする。一方、要求トルクが比較的高い運転領域にあっては、第２モータジェネレータＭＧ２を利用するとともに、エンジン１０を駆動し、これら動力源からの動力により、前記要求トルクが得られるようにする。

より具体的には、車両の発進時や低速走行時等であってエンジン１０の運転効率が低い場合には、第２モータジェネレータＭＧ２のみにより走行（ＥＶ走行）を行う。また、車室内に配置された走行モード選択スイッチによってドライバがＥＶ走行モードを選択した場合にもＥＶ走行を行う。

一方、通常走行（ＨＶ走行またはエンジン走行）時には、例えば、遊星歯車機構４によりエンジン１０の動力を２経路に分け、その一方の動力で駆動輪１３の直接駆動（直達トルクによる駆動）を行い、他方の動力で第１モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。このとき、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動により発生する電力で第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して駆動輪１３の駆動補助を行う（電気パスによる駆動）。

このように、遊星歯車機構４が差動機構として機能し、その差動作用によりエンジン１０からの動力の主部を駆動輪１３に機械的に伝達し、そのエンジン１０からの動力の残部を第１モータジェネレータＭＧ１から第２モータジェネレータＭＧ２への電気パスを用いて電気的に伝達することにより、電気的に変速比が変更される電気式無段変速機としての機能が発揮される。これにより、駆動輪１３の回転速度（回転数）およびトルクに依存することなく、エンジン回転速度およびエンジントルクを自由に操作することが可能となり、駆動輪１３に要求される駆動力を得ながらも、燃料消費率が最適化されたエンジン１０の運転状態を得ることが可能となる。

また、高速走行時には、さらにバッテリ３００からの電力を第２モータジェネレータＭＧ２に供給し、この第２モータジェネレータＭＧ２の出力を増大させて駆動輪１３に対して駆動力の追加（駆動力アシスト；力行）を行う。

また、減速時には、第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として機能して回生発電を行い、回収した電力をバッテリ３００に蓄える。なお、バッテリ３００の充電量（前記残容量；ＳＯＣ）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加して第１モータジェネレータＭＧ１による発電量を増やしてバッテリ３００に対する充電量を増加する。また、低速走行時においても必要に応じてエンジン１０の出力を増加する制御を行う場合もある。例えば、前述のようにバッテリ３００の充電が必要な場合や、エアコンディショナ等の補機を駆動する場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合などである。

また、本実施形態のハイブリッド車両ＨＶにおいては、車両の運転状態やバッテリ３００の状態によって、燃費を改善させるために、エンジン１０を停止させる。そして、その後も、ハイブリッド車両の運転状態やバッテリ３００の状態を検知して、エンジン１０を再始動させる。このように、ハイブリッド車両においては、エンジン１０が間欠運転（エンジン停止と再始動とを繰り返す運転）される。

−歯打ち音の抑制−
次に、歯打ち音（カウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３との間で発生する歯打ち音）を抑制するための複数の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。

前述したように、シフトレンジがニュートラルレンジ以外である場合におけるエンジン１０のアイドリング運転中、第２モータジェネレータＭＧ２が駆動している状態にあっては、この第２モータジェネレータＭＧ２は、カウンタドリブンギヤ５３を介して前記円筒状部材（リングギヤ４１が一体形成された円筒状部材）３および駆動輪１３へトルク伝達を行うことになるが、この場合、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクの大部分は、駆動輪１３側に比べて剛性の低い側となるカウンタドリブンギヤ５３から円筒状部材（リングギヤ４１が一体形成された円筒状部材）３側に伝達されることになる。この際、円筒状部材３がフローティング状態となることがあり、この場合、この円筒状部材３がエンジン１０のトルク変動を受けることで回転変動を生じ、これが原因となってカウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３との間で歯打ち音が発生してしまう可能性がある。

この歯打ち音を無くすためには、エンジン１０のトルク変動よりも大きいトルクでカウンタドリブンギヤ５３をカウンタドライブギヤ３２に押し付ける必要があるが、カウンタドリブンギヤ５３に繋がる前記カウンタ軸５０の剛性は一般に低く、第２モータジェネレータＭＧ２からのトルクの大部分は、このカウンタ軸５０の捩れ変形に使われてしまい、十分な押し付け力を得ることができなくなってしまう。このため、従来の構成にあっては、前記歯打ち音を無くすことは難しい。

そこで、本実施形態では、前記歯打ち音を無くすための第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度制御を行うようにしている。具体的には、スプライン嵌合によって互いに噛み合わされる第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯と、サンギヤ４２のスプライン歯との離間状態（周方向で離間した状態）を維持するように、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータ８２の回転速度を、サンギヤ４２の回転速度に略一致させ、これにより、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータ８２の回転位相をサンギヤ４２の回転位相に同期させるようにしている。

この動作は、前記ＥＣＵ１００によって実行される。このため、ＥＣＵ１００において、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータ８２の回転位相をサンギヤ４２の回転位相に同期させる制御を行う機能部分が本発明でいう電動機回転制御部として構成されている。

以下、前記第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度制御の手順について図３のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、エンジン１０の始動後、所定時間毎に繰り返して実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、現在のシフトレンジがニュートラルレンジとなっているか否かを判定する。この判定は、前記シフトポジションセンサ１０４からの出力信号（シフトレバーの操作位置に対応する出力信号）に基づいて行われる。

現在のシフトレンジがニュートラルレンジとなっており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、前記動力伝達機構２でのトルク伝達は行われず、歯打ち音が発生する状況では無いとして、そのままリターンされる。

一方、現在のシフトレンジがニュートラルレンジとなっておらず、他のレンジ（例えばＤレンジ）となっている場合には、ステップＳＴ１でＮＯ判定され、ステップＳＴ２に移る。このステップＳＴ２では、現在、エンジン１０はアイドリング運転中であるか否かが判定される。この判定は、クランクポジションセンサ１０１からの出力信号およびアクセル開度センサ１０２からの出力信号に基づいて行われる。つまり、アクセルペダルの開度が０であって、エンジン１０の回転速度がアイドリング回転速度に相当するものである場合には、エンジン１０はアイドリング運転中であると判定されることになる。

なお、アイドリング運転の実行条件としては、エンジン１０の排熱を用いた暖房要求時、エンジン１０の冷却水温の低下時、アイドリング回転速度制御（ＩＳＣ）の学習要求時、エンジン１０の空燃比（Ａ／Ｆ）の学習要求時、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）悪化回避のためのエンジン間欠停止の禁止時、バッテリ３００の入力制限Ｗｉｎまたは出力制限Ｗｏｕｔの低下時等が挙げられる。このため、この実行条件が成立しているか否かによってエンジン１０がアイドリング運転中であるか否かを判定するようにしてもよい。

エンジン１０はアイドリング運転中でなく、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、前記歯打ち音は発生し難い状況であるとして、そのままリターンされる。

一方、エンジン１０がアイドリング運転中であって、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、サンギヤ４２の回転速度の算出を行う。このサンギヤ４２の回転速度の算出は、キャリア４４の回転速度、リングギヤ４１の回転速度、および、遊星歯車機構４でのギヤ比（各ギヤの歯数）から算出される。また、キャリア４４の回転速度はエンジン１０の回転速度と同一であるので、クランクポジションセンサ１０１からの出力信号に基づいて算出することができる。また、リングギヤ４１の回転速度は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度と相関がある（例えば、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度に対し、カウンタギヤ機構５でのギヤ比で除算し、カウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３とのギヤ比を乗算した値となる）ため、この第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度を検出するレゾルバセンサから成る前記車速センサ１０７からの出力信号に基づいて算出することができる。

このようにしてサンギヤ４２の回転速度の算出を行った後、ステップＳＴ４に移り、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が、サンギヤ４２の回転速度に一致するように、この第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を制御する。具体的には、インバータ２００に出力する指令信号として、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度をサンギヤ４２の回転速度に一致させる指令信号を出力する。このステップＳＴ４の動作が、本発明でいう「電動機回転制御部による動作であって、電動機の出力軸の歯と、第１回転要素の歯との離間状態を維持するように、電動機の出力軸の回転位相を第１回転要素の回転位相に同期させる動作」に相当する。

このような制御によって、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８の回転速度がサンギヤ４２の回転速度に一致すると、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８の回転位相がサンギヤ４２の回転位相に同期されることで、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯とサンギヤ４２のスプライン歯との離間状態が維持されることになる。このため、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８がサンギヤ４２から切り離された状態となり、サンギヤ４２の慣性は大幅に小さくなり、このサンギヤ４２は回転しやすくなる一方、円筒状部材３は相対的に回転しにくくなる。つまり、遊星歯車機構４にエンジン１０のトルク変動が入力された場合には、それに起因する回転変動の大部分はサンギヤ４２に現れ、円筒状部材３は回転変動を生じにくくなる。このため、回転変動に起因するカウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３との間での歯打ち音は抑制されることになる。

図４は、本実施形態における各回転要素の回転変動の一例を示す図である。図中の一点鎖線はキャリア４４の回転速度の変動を、図中の二点鎖線はサンギヤ４２の回転速度の変動を、図中の実線は本発明におけるリングギヤ４１の回転速度の変動を、図中の破線は従来技術（第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８の回転位相をサンギヤ４２の回転位相に同期させない場合）におけるリングギヤの回転速度の変動をそれぞれ表している。

この図４からも明らかなように、本実施形態におけるリングギヤ４１の回転速度の変動は、従来技術におけるリングギヤの回転速度の変動よりも小さくなっている。これは、本実施形態におけるリングギヤ４１がサンギヤ４２に比較して相対的に回転しにくくなったことで、遊星歯車機構４にエンジン１０のトルク変動が入力されても、リングギヤ４１は回転変動を生じにくくなっていることを表している。つまり、円筒状部材３が回転変動を生じにくくなっていることを表している。このため、この円筒状部材３に形成されているカウンタドライブギヤ３２においても回転変動は生じにくくなっており、この回転変動に起因するカウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３との間での歯打ち音は抑制されている。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、前述した第１実施形態において、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯とサンギヤ４２のスプライン歯との離間状態を維持するための改良に関するものである。その他の構成および動作は前記第１実施形態のものと同様であるので、ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

本実施形態は、前記第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯とサンギヤ４２のスプライン歯との離間状態を維持するために、これらスプライン歯同士の間のガタ寸法を規定するものである。

具体的には、サンギヤ４２の回転変動および第１モータジェネレータＭＧ１の回転変動を考慮し、これら回転変動によるずれ量（目標回転位置からのずれ量）よりも大きなガタ寸法（第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯とサンギヤ４２のスプライン歯との間のガタ寸法）に予め設定しておくものである。

図５は、本実施形態におけるサンギヤ４２のずれ量、第１モータジェネレータＭＧ１のずれ量（第１ロータシャフト８のずれ量）、サンギヤ４２と第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８との間のスプラインのガタ寸法それぞれの一例を示す図である。

この図５からも解るように、前記スプラインのガタ寸法は、サンギヤ４２のずれ量と第１モータジェネレータＭＧ１のずれ量との和である総ずれ量よりも僅かに大きい寸法として予め規定されている。このスプラインのガタ寸法を設定するに当たっては、サンギヤ４２のずれ量および第１モータジェネレータＭＧ１のずれ量を予め実験やシミュレーションによって求めておき、その総ずれ量に対して僅かに大きい寸法としてガタ寸法を規定することになる。

本実施形態によれば、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８のスプライン歯とサンギヤ４２のスプライン歯との離間状態を安定的に維持することが可能になり、前記回転変動に起因するカウンタドライブギヤ３２とカウンタドリブンギヤ５３との間での歯打ち音を無くすことが可能である。

−他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、ＦＦ方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式のハイブリッド車両に対しても適用が可能である。

また、前記各実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１の第１ロータシャフト８にスプライン嵌合されるギヤがサンギヤ４２であり、カウンタドリブンギヤ５３に噛み合うカウンタドライブギヤ３２に一体回転するギヤがリングギヤ４１である遊星歯車機構４を備えたトランスアクスル１に本発明を適用した場合について説明したが、遊星歯車機構４の構成としてはこれに限定されるものではない。

本発明は、ハイブリッド車両のトランスアクスルでの歯打ち音を抑制する制御に適用可能である。

１ トランスアクスル（駆動装置）
３ 円筒状部材（第３回転要素）
４ 遊星歯車機構
４１ リングギヤ（第３回転要素）
４２ サンギヤ（第１回転要素）
４４ キャリア（第２回転要素）
５３ カウンタドリブンギヤ（出力回転要素）
８ 第１ロータシャフト（電動機の出力軸）
１０ エンジン（内燃機関）
１１ クランクシャフト（内燃機関の出力軸）
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ（電動機）

Claims (1)

1. 電動機の出力軸が連結された第１回転要素と、内燃機関の出力軸が連結された第２回転要素と、車両出力側の出力回転要素が噛み合わされた第３回転要素とがトルク伝達可能に連結されて成る遊星歯車機構を備えた動力伝達装置に適用される制御装置において、
   前記電動機の出力軸と前記第１回転要素との連結部は、前記電動機の出力軸に形成された歯と前記第１回転要素に形成された歯とがガタを存して噛み合わされて成り、
   前記電動機の出力軸の歯と前記第１回転要素の歯との離間状態を維持するように、前記電動機の出力軸の回転位相を前記第１回転要素の回転位相に同期させる電動機回転制御部を備えていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。

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