JP2019131005A - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＮＶ制約領域によってエンジン回転数の上昇が遅くなることを抑制できるハイブリッド車両を提供すること。【解決手段】モータジェネレータが反力トルクを出力しておらず、アウトプット軸にトルクが出力されていない状況で、エンジン回転数を上げるエンジン回転数持ち上げ制御が実施可能であり、ＮＶ要件によるエンジントルク制限が実施可能なハイブリッド車両であって、エンジン回転数持ち上げ制御中は、ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和する。【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。
特許文献１には、ハイブリッド車両において、ＮＶ（Ｎｏｉｓｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）制約領域を回避するようにエンジン動作点を制御することが開示されている。
特開２０１３−８６６００号公報
しかしながら、特許文献１に開示されたようなハイブリッド車両では、モータジェネレータが反力トルクを出力しておらず、アウトプット軸にトルクが出力されていない状況で、エンジン回転数を上げるエンジン回転数持ち上げ制御を実行する際に、ＮＶ制約領域によってエンジン回転数の上昇が遅くなり、加速応答性が悪化するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＮＶ制約領域によってエンジン回転数の上昇が遅くなることを抑制できるハイブリッド車両を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、モータジェネレータが反力トルクを出力しておらず、アウトプット軸にトルクが出力されていない状況で、エンジン回転数を上げるエンジン回転数持ち上げ制御が実施可能であり、ＮＶ要件によるエンジントルク制限が実施可能なハイブリッド車両であって、前記エンジン回転数持ち上げ制御中は、前記ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和することを特徴とするものである。
本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン回転数持ち上げ制御中にＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和することにより、ＮＶ制約領域によってエンジン回転数の上昇が遅くなることを抑制できるという効果を奏する。
図１は、ハイブリッド車両のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。 図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構についての共線図である。 図３は、エンジン回転数持ち上げ制御中におけるエンジン動作点の推移イメージを示した図である。 図４は、アクセル開度、エンジン回転数、及び、駆動輪を駆動するアウトプットトルク（駆動力）の変化の一例を示したタイムチャートである。 図５は、エンジン回転数持ち上げ制御中に、ＮＶ要件によるトルク制限を緩和する場合での制御の一例を示したフローチャートである。 図６は、エンジン回転数持ち上げ制御中に、ＮＶ要件によるトルク制限をキャンセルする場合での制御の一例を示したフローチャートである。
以下に、本発明に係るハイブリッド車両の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
図１は、ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。ハイブリッド車両Ｖｅは、主原動機としてエンジン（ＥＮＧ）１、及び、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２並びに第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３の複数の駆動力源を備えている。ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータジェネレータ２側とアウトプット軸である駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータジェネレータ２で発生した電力を第２モータジェネレータ３に供給し、第２モータジェネレータ３が出力する駆動力を駆動軸５及び駆動輪６に付加することができるように構成されている。
第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能（発電機能）との両方を兼ね備えた電動機である。なお、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、図示しないインバータなどを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が供給されたり、発電した電力を蓄電装置に充電したりすることができるように構成されている。
動力分割機構４は、エンジン１及び第１モータジェネレータ２と同一軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構のキャリア９に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。出力軸１ａは、エンジン１から駆動輪６にいたる動力伝達経路において動力分割機構４の入力軸となる。また、キャリア９には、動力分割機構４の潤滑及び冷却のためや、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３の銅損や鉄損により生じる熱を冷却するためのオイルを供給するオイルポンプ１１の回転軸１１ａが連結されている。
第１モータジェネレータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側に配置されており、第１モータジェネレータ２のロータ２ａと一体となって回転するロータ軸２ｂが、遊星歯車機構のサンギヤ７と連結されている。ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸は中空軸になっており、ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸の中空部に、オイルポンプ１１の回転軸１１ａが配置されていて、回転軸１１ａは前記中空部を通ってエンジン１の出力軸１ａに連結されている。
遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、出力部材である外歯歯車の第１ドライブギヤ１２が、リングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４及び第１モータジェネレータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。カウンタシャフト１３の一方の端部には、第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方の端部には、カウンタドライブギヤ１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、デファレンシャルギヤ１６のデフリングギヤ１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、及び、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ列１８を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンは、動力分割機構４から駆動軸５及び駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータジェネレータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータジェネレータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、カウンタシャフト１３と平行に配置されている。また、ロータ軸３ｂの先端に、カウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、デフリングギヤ１７及び第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータジェネレータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータジェネレータ３と共に、デフリングギヤ１７を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１を主に動力源としたハイブリッド走行モード（ＨＶ走行）や、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３を蓄電装置の電力で駆動して走行する電気走行モード（ＥＶ走行）などの走行形態が可能である。このような、各走行モードの設定や切り替えはＥＣＵ（電子制御装置）２０によって実行される。ＥＣＵ２０は、制御指令信号を伝送するように、エンジン１や第１モータジェネレータ２や第２モータジェネレータ３などと電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータ及びプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。ＥＣＵ２０に入力されるデータは、車速、車輪速、アクセル開度、及び、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）などである。また、ＥＣＵ２０が予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費動作点を決めてあるマップ、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑ（エンジン要求出力）を決めてあるマップなどである。ＥＣＵ２０は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータジェネレータ２のトルク指令信号、第２モータジェネレータ３のトルク指令信号、及び、エンジン１のトルク指令信号などを出力する。
図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構４についての共線図である。図２に示す共線図において、サンギヤ７を示す縦線（第１モータジェネレータ軸）と、リングギヤ８を示す縦線（第２モータジェネレータ軸及び出力軸）との間に、キャリア９を示す縦線（エンジン軸）が位置し、サンギヤ７を示す縦線とキャリア９を示す縦線との間隔を「１」とした場合、キャリア９を示す縦線とリングギヤ８を示す縦線との間隔がギヤ比ρに相当する間隔となっている。なお、ギヤ比ρは、動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるサンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比である。これら各回転要素を示す線上における基線からの距離がそれぞれの回転要素の回転数を示し、各回転要素の回転数を示す点を結んだ線は直線となる。なお、図２における矢印は、各回転要素のトルクの方向を示す。
また、図２に示した共線図は、ハイブリッド走行モードでの動作状態を示している。ハイブリッド走行モードでは、主にエンジン１の動力で走行する。つまり、エンジン１は、要求駆動力に応じた要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを出力する。その場合、第１モータジェネレータ２は発電機として機能して、エンジン１の回転方向とは反対方向（負回転方向）のトルクを出力し、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑの反力を支持する反力受けとして機能する。
また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクのほうが、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係を、ギヤ比ρを考慮して数式で表すと下記（１）式のように示すことができる。
Ｔｅ＿ｍａｘ＞−｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｍａｘ ・・・・（１）
なお、エンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば、過給機２１によって増大される。過給機２１としては、エンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）や、排気ガスの運動エネルギーにより駆動させる排気式過給機（ターボチャージャ）などを用いることができる。
ハイブリッド車両Ｖｅにおけるハイブリッド走行モードは、上述したように主にエンジン１を動力源としてハイブリッド車両Ｖｅを走行させる走行モードである。具体的には、エンジン１と動力分割機構４とを連結することにより、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達することができる。このように、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する際には、第１モータジェネレータ２からの反力を動力分割機構４に作用させる。そのため、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができるように、動力分割機構４におけるサンギヤ７を反力要素として機能させる。すなわち、第１モータジェネレータ２は、加速要求に基づく要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じたトルクを駆動輪６に作用させるべく、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに対する反力トルクを出力する。
また、第１モータジェネレータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができる。そのため、第１モータジェネレータ２の回転数を制御して、エンジン回転数Ｎｅを任意に制御することができる。具体的には、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速などに応じて要求駆動力が求められる。また、その要求駆動力に基づいてエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑが求められる。さらに、そのエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑと現在のエンジン回転数Ｎｅとから運転者の要求する要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが求められる。そして、エンジン１の燃費が良好になる最適燃費線からエンジン１の動作点を定める。また、前述のように定められたエンジン１の動作点となるように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。つまり、エンジン１から動力分割機構４に伝達されるトルクに応じて、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇまたは回転数が制御され、具体的には、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑに制御するように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。この場合、第１モータジェネレータ２の回転数は連続的に変化させることができるため、エンジン回転数Ｎｅも連続的に変化させることができる。
上述のように、エンジン回転数Ｎｅは第１モータジェネレータ２によって制御され、及び、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じて第１モータジェネレータ２のトルクＴｇが制御される。その場合、第１モータジェネレータ２は上述したように反力要素として機能する。さらに、エンジン回転数Ｎｅの制御は、例えば、加速要求などにより、エンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを要求する。この場合、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは正の値（Ｔｇ＿ｉｎｅｒ＞０）であって、具体的には、現在の実際のエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑよりも低い状態でエンジン回転数Ｎｅを増大させる。そして、そのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、エンジン１または各モータジェネレータ２，３のいずれかの駆動力源によって受け持つことになる。
例えば、定常走行の場合や滑らかな加速要求の場合は、上述したように第１モータジェネレータ２によってエンジン回転数Ｎｅを制御する。つまり、エンジン回転数Ｎｅを維持もしくは滑らかに増大させるためのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを第１モータジェネレータ２によって出力する。したがって、第１モータジェネレータ２が出力するトルクＴｇは、下記（２）式のように示すことができる。
Ｔｇ＝−｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｇ＿ｉｎｅｒ ・・・・（２）
なお、上記（２）式の「−｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｔ＿ｒｅｑ」は、上述した反力トルクを示している。また、前述した動力分割機構４を構成している遊星歯車機構における各回転要素のトルクの関係は、そのギヤ比ρ（サンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比）に基づいて決まることから、上記（２）式を利用して第１モータジェネレータ２によって出力するトルクＴｇを求めることができる。
その一方で、上述したように急加速など比較的加速要求が大きい場合には、エンジン回転数Ｎｅを増大させるために要するイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが増大するため、上記のように第１モータジェネレータ２でエンジン回転数Ｎｅを制御すると、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが駆動輪６から出力されず、運転者が意図した加速感を得られないおそれがある。そこで、本実施形態では、急加速など加速要求が大きい場合には、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに加えて、エンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒをもエンジン１によって出力するように構成されている。なお、このイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒは、エンジン１の軸トルクに変換したイナーシャトルクであって、動力分割機構４を構成する遊星歯車機構のギヤ比ρとの関係から、下記（３）式で変換することができる。
Ｔｅ＿ｉｎｅｒ＝｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｉｎｅｒ ・・・・（３）
したがって、これ以降の説明では、イナーシャトルクを、エンジン１によって出力する場合には「イナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒ」と示し、第１モータジェネレータ２によって出力する場合には「イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒ」と示す。
また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクのほうが、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。つまり、本実施形態では、上述したように、急加速など加速要求が大きい場合には、エンジン１によって要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑとイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒとを出力するため、エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘは、少なくとも、第１モータジェネレータ２で出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘにイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒ分を考慮したトルクを出力できるように構成されている。
エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係を、ギヤ比を考慮して数式で表すと下記（４）式のように示すことができる。
Ｔｅ＿ｍａｘ＞−｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｍａｘ ・・・・（４）
なお、エンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば、過給機２１によって増大される。過給機２１としては、エンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）や、排気ガスの運動エネルギーにより駆動させる排気式過給機（ターボチャージャ）などを用いることができる。
次に、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄを演算するために、ＥＣＵ２０が行う制御の一例について説明する。
まず、ＥＣＵ２０は、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑを求める。このエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑは、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速に基づいて求まる要求駆動力から求められ、例えば、予め用意されたマップなどを参照することにより決定される。
次に、ＥＣＵ２０は、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを求める。この要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑは、例えば、運転者の要求するエンジントルクであって、運転者のアクセルペダルの操作量などに基づいて求まる値である。したがって、要求駆動力と現在のエンジン回転数Ｎｅとから求めることができる。
次に、ＥＣＵ２０は、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを算出する。このイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、上述したように、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に要するトルクであって、具体的には、エンジン１及び第１モータジェネレータ２の回転数を変化させるためのトルクである。このイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの演算は、フィードバック制御及びフィードフォワード制御により求めることができる。フィードバック制御では、現在のルーチンにおける実際のエンジン回転数Ｎｅと現在のルーチンにおける目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑとの偏差に基づいて求める。また、フィードフォワード制御では、現在のルーチンの目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑと、１ルーチン後の目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑ＋１との偏差に基づいて求める。つまり、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、フォードバック制御におけるフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂとフィードフォワード制御におけるフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆとにより求めることができる。したがって、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、下記（５）式で表すことができる。
Ｔｇ＿ｉｎｅｒ＝Ｔｇ＿ｆｂ＋Ｔｇ＿ｆｆ ・・・・（５）
なお、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、１ルーチンの間に増大させるべき目標エンジン回転数の増加量ｄＮｅに、エンジン１及び第１モータジェネレータ２のイナーシャモーメントＩｅを掛け合わせ、さらにエンジン１の軸トルクを第１モータジェネレータ２の軸トルクに変換するための変換係数Ｋを掛けて求められる。これを簡略化して表すと、下記（６）式のように示すことができる。
Ｔｇ＿ｆｆ＝Ｉｅ×Ｋ×ｄＮｅ／ｄｔ ・・・・（６）
なお、上記（５）式において、第２モータジェネレータ３の回転軸における回転変動に与える影響は比較的少ないため考慮しない。
次に、算出されたイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが、予め設定された閾値αよりも大きいかの判断を行う。これは、上述したように、第１モータジェネレータ２でエンジン回転数Ｎｅを制御している際のイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが、閾値αより大きいかを判断するものであって、言い換えれば、急加速などの比較的加速要求が大きいか否かの判断を行う。したがって、閾値αは、例えば、エンジン回転数Ｎｅの変化率を増大させるために要するイナーシャトルクの値に設定される。なお、閾値αは、急加速など比較的加速要求が大きい場合に限るものではなく、加速要求の大きさにかかわらず、少なくとも加速要求があり、エンジン回転数Ｎｅを上昇させる場合に適用することができる。したがって、閾値αは、加速要求の大きさや各種車両などに応じて適宜設定され、その閾値αの値は、少なくとも０以上の値に設定される。
エンジン回転数Ｎｅの変化率が大きいことなどにより、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの値が閾値αよりも大きい場合には、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに加えてエンジン軸に変換したイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒを合算した合算トルクを指令する。したがって、実際にエンジン１に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄを簡略化して表すと、下記（７）式のように示すことができる。
Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｅ＿ｉｎｅｒ ・・・・（７）
一方、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの値が閾値α以下の場合には、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが指令される。したがって、実際にエンジン１に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、下記（８）式のように示すことができる。
Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ ・・・・（８）
なお、上述した制御は、例えば、所定時間ごとに繰り返し実行され、上記１ルーチンが「所定時間」に相当する。
ここで、本実施形態においては、実験などによって動力分割機構４を構成する遊星歯車機構のギヤ間で歯打ち音が大きな異音として生じ得る、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの範囲であるＮＶ制約領域が、実験などによって予め設定されている。そして、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとがＮＶ制約領域内の値となるようなＮＶ要件を満たすと判断した場合に、前記異音を低減させるため、エンジン１のトルク制限を行う制御が実施可能となっている。
一方で、ユーザーが所定値以上の急加速を要求した場合に、エンジン回転数Ｎｅを上昇させるエンジン回転数持ち上げ制御中は、ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和またはキャンセルすることが可能となっている。これにより、ＮＶ制約領域によってエンジン回転数Ｎｅの上昇が遅くなることを抑制することができる。なお、エンジントルク制限を緩和する際には、第１モータジェネレータ２のアシストトルクの大きさ、ＮＶ制約領域を通過する時間、及び、ＮＶ制約領域を通過するエンジン回転数Ｎｅの範囲、の少なくともいずれか一つを用いて、エンジントルクＴｅの制限量を変化させる。
図３は、エンジン回転数持ち上げ制御中におけるエンジン動作点の推移イメージを示した図である。なお、図３においては、エンジン回転数Ｎｅ１〜エンジン回転数Ｎｅ２（ただし、Ｎｅ１＜Ｎｅ２）の範囲であって、縦軸のエンジントルクＴｅがエンジン回転数Ｔｅ１〜エンジン回転数Ｔｅ２（ただし、Ｔｅ１＜Ｔｅ２）の範囲が、ＮＶ制約領域である。また、図３中において、点Ｐ１は現在のエンジン１の動作点であり、点Ｐ２はエンジン１の目標動作点である。
図３において、エンジン回転数持ち上げ制御中、ＮＶ要件によるエンジントルク制限をキャンセルした場合には、図３中の（１）のようなＮＶ制約領域を通るエンジン動作点の推移を示す。また、エンジン回転数持ち上げ制御中、ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和した場合には、そのトルク制限の緩和量に応じて、図３中の（２）及び（３）のようなＮＶ制約領域を通るエンジン動作点の推移を示す。一方で、エンジン回転数持ち上げ制御中、ＮＶ要件による通常のエンジントルク制限を行った場合には、図３中の（４）のようなＮＶ制約領域を通らないエンジン動作点の推移を示す。
図４は、アクセル開度、エンジン回転数Ｎｅ、及び、駆動輪６を駆動するアウトプットトルク（駆動力）の変化の一例を示したタイムチャートである。なお、図４中において、「実施例」とは、エンジン回転数持ち上げ制御中、ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和した場合であり、「比較例」とは、エンジン回転数持ち上げ制御中、ＮＶ要件による通常のエンジントルク制限を行った場合である。
図４に示すように、実施例と比較例とにおいては、ユーザーからの加速要求によってアクセル開度が急激に大きくなるタイミングが同じであり、エンジン回転数持ち上げ制御開始によるエンジン回転数Ｎｅの上昇も同じタイミングとなっている。一方で、図４に示すように、エンジン回転数持ち上げ制御での持ち上げ目標回転数にエンジン回転数Ｎｅが到達するまでの時間は、比較例では時刻ｔ２に到達し、実施例では時刻ｔ２よりも早い時刻ｔ１に到達している。そのため、図４に示すように、実施例では、比較例よりも早くアウトプットトルクを上昇させることができ、加速応答性を向上させることができる。
図５は、エンジン回転数持ち上げ制御中に、ＮＶ要件によるトルク制限を緩和する場合での制御の一例を示したフローチャートである。
まず、ＥＣＵ２０は、ユーザーからの加速要求を受けたら（ステップＳ１）、目標エンジン動作点を算出する（ステップＳ２）。次に、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数持ち上げ制御を実施するかを判断する（ステップＳ３）。エンジン回転数持ち上げ制御を実施すると判断した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、ＥＣＵ２０は、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄとして、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑにイナーシャトルク分のエンジントルクを加算する（ステップＳ４）。
そして、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとがＮＶ要件を満たすか、言い換えれば、歯打ち音発生条件に当てはまるかを判断する（ステップＳ５）。歯打ち音発生条件に当てはまると判断した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ＮＶ要件によるトルク制限の緩和量を計算し（ステップＳ６）、ＮＶ要件によるトルク制限を緩和させてエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ７）、一連の制御を終了する。一方、歯打ち音発生条件に当てはまらないと判断した場合（ステップＳ５でＮｏ）、ＥＣＵ２０は、ＮＶ要件によらずエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ８）、一連の制御を終了する。
また、ステップＳ３にて、エンジン回転数持ち上げ制御を実施しないと判断した場合（ステップＳ３でＮｏ）、ＥＣＵ２０は、歯打ち音発生条件に当てはまるかを判断する（ステップＳ９）。歯打ち音発生条件に当てはまると判断した場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、ＮＶ要件でのエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ１０）、一連の制御を終了する。一方、歯打ち音発生条件に当てはまらないと判断した場合（ステップＳ９でＮｏ）、ＥＣＵ２０は、ＮＶ要件によらずエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ８）、一連の制御を終了する。
図６は、エンジン回転数持ち上げ制御中に、ＮＶ要件によるトルク制限をキャンセルする場合での制御の一例を示したフローチャートである。
まず、ＥＣＵ２０は、ユーザーからの加速要求を受けたら（ステップＳ１１）、目標エンジン動作点を算出する（ステップＳ１２）。次に、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数持ち上げ制御を実施するかを判断する（ステップＳ１３）。エンジン回転数持ち上げ制御を実施すると判断した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ＥＣＵ２０は、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄとして、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑにイナーシャトルク分のエンジントルクを加算する（ステップＳ１４）。そして、ＥＣＵ２０は、ＮＶ要件によるトルク制限をキャンセルして（ステップＳ１５）、ＮＶ要件によるトルク制限を行わずにエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ１６）、一連の制御を終了する。
また、ステップＳ１３にて、エンジン回転数持ち上げ制御を実施しないと判断した場合（ステップＳ１３でＮｏ）、ＥＣＵ２０は、歯打ち音発生条件に当てはまるかを判断する（ステップＳ１７）。歯打ち音発生条件に当てはまると判断した場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）、ＮＶ要件でのエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ１８）、一連の制御を終了する。一方、歯打ち音発生条件に当てはまらないと判断した場合（ステップＳ１７でＮｏ）、ＥＣＵ２０は、ＮＶ要件によらずエンジン１の動作点変更を実施して（ステップＳ１９）、一連の制御を終了する。
１ エンジン
２ 第１モータジェネレータ
３ 第２モータジェネレータ
４ 動力分割機構
５ 駆動軸
６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ

Claims (1)

  1. モータジェネレータが反力トルクを出力しておらず、アウトプット軸にトルクが出力されていない状況で、エンジン回転数を上げるエンジン回転数持ち上げ制御が実施可能であり、
    ＮＶ要件によるエンジントルク制限が実施可能なハイブリッド車両であって、
    前記エンジン回転数持ち上げ制御中は、前記ＮＶ要件によるエンジントルク制限を緩和することを特徴とするハイブリッド車両。
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