JP3803269B2 - パラレルハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと、発電機を兼ねる電動機とを有し、これらの出力トルクを、トルク合成機構を介して変速装置に伝達することにより、エンジン及び電動機の何れか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたパラレルハイブリッド車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパラレルハイブリッド車両としては、例えば特開平１０−３０４５１３号公報に記載されるものがある。この従来例に記載されるものは、エンジンの出力トルクと、電動発電機の出力トルクとを、差動歯車機構（遊星歯車機構）からなるトルク合成機構によって合成し、それを変速装置を介して駆動輪に伝達する。このパラレルハイブリッド車両の発進方法は、エンジンの回転数の上昇を抑制しながら、電動発電機の回転数をエンジンの回転数に一致するように、当該電動発電機にトルクを発生させて、この電動発電機の回転数とエンジンの回転数とが一致又はほぼ一致したら、エンジンと電動発電機とを直結クラッチで直結し、それ以後は、車速が低下しない限り、エンジンのみ、又はエンジンと電動発電機とで駆動力を発生するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したようなパラレルハイブリッド車両では、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比（サンギヤ／リングギヤ）によるトルク増大機能があるため、トルクコンバータを介装する必要がない。ところが、駆動系内にトルクコンバータのような流体継手がないと、駆動系の捩り振動が発生し易くなる。これは、流体継手があれば、その流体が捩り振動を吸収してくれるのに対して、流体継手を介装しないためであると考えられる。そして、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構を差動させているときに、運転者がスロットル開度を急変するなどしてエンジントルクが急変すると、車輪に駆動トルクを伝達するドライブシャフトにねじり振動が生じるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、特に発進時等にトルク合成記号を構成する遊星歯車機構が差動しているとき、エンジントルクの急変によるドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができるパラレルハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係るパラレルハイブリッド車両は、エンジンと、発電機及び電動機の両機能を備えた電動発電機と、変速装置と、前記エンジンの出力トルク及び電動発電機の出力トルクを合成して出力するトルク合成機構と、前記エンジンと電動発電機とを直結する直結クラッチと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記電動発電機のトルクを制御するトルク制御手段とを備えたパラレルハイブリッド車両であって、前記トルク制御手段は、車両発進時に前記直結クラッチを非締結状態として、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように前記電動発電機のトルクを制御するパラレルハイブリッド車両において、前記トルク制御手段は、スロットル開度の急変によるエンジントルク急変時のエンジントルクを算出するエンジントルク算出手段と、前記エンジントルク算出手段で算出された急変時のエンジントルクによってドライブシャフトに発生する捻り振動を抑制する第１のトルクを算出する第１トルク算出手段とを備え、前記エンジン回転数を所定回転数に維持するトルクに加えて前記第１トルク算出手段で算出された第１のトルクを出力すると共に、前記トルク合成機構は、前記エンジンと連結する第１回転メンバと、前記変速装置と連結する第２回転メンバと、前記電動発電機と連結する第３回転メンバとを有する差動歯車機構から構成され、前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクを所定の無駄時間だけ遅らせ、且つ少なくとも前記差動歯車機構の歯数比と前記差動歯車機構の第１回転メンバイナーシャ及び第３回転メンバイナーシャとに基づいて算出される所定の係数を乗じて前記第１のトルクを算出することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１の発明において、前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第１のトルクとして算出することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項３に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１又は２の発明において、前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項４に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至３の何れか一項の発明において、前記第１トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項５に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至４の何れか一項の発明において、自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定のむだ時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項６に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至５の何れか一項の発明において、前記ドライブシャフトの捻り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項７に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至６の何れか一項の発明において、前記トルク制御手段は、前記車両発進時に、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように制御される前記電動発電機のトルクを第２のトルクとしたとき、この第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捻り振動を抑制するための第３のトルクを算出する第３トルク算出手段を備え、前記第１のトルクに加えて前記第３トルク算出手段で算出された第３のトルクを出力することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項８に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項７の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第３のトルクとして算出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項９に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項７又は８の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクを所定の無駄時間だけ遅らせ且つ所定の係数を乗じて前記第３のトルクを算出することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１０に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９の発明において、前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項１１に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９又は１０の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１２に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９乃至１１の何れか一項の発明において、自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項１３に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９乃至１２の何れか一項の発明において、前記ドライブシャフトの捩り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパラレルハイブリッド車両駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であり、エンジン１及び発電機及び電動機として作用する電気的回転駆動源としての３相同期モータ／発電機で構成される交流式のモータ／発電機（電動発電機）２の出力側が、夫々、トルク合成機構である差動装置（差動歯車機構）３の入力側に連結され、この差動装置３の出力側がトルクコンバータ等の発進装置を搭載していない変速装置４の入力側に接続され、変速装置４の出力側が図示しない終減速装置等を介して駆動輪５に連結されている。ちなみに、この実施形態では、前記差動装置３と変速装置４との間に、オイルポンプ１３が配設されており、このオイルポンプ１３で創成される流体圧が変速装置４の制御並びに差動装置３の直結クラッチの締結解放に用いられる。
【００１７】
ここで、エンジン１はエンジン用コントローラＥＣによって制御され、モータ／発電機２は、例えば図２に示すステータ２Ｓとロータ２Ｒとを有し、充電可能なバッテリやコンデンサで構成される蓄電装置６に接続されたモータ／発電機駆動回路７によって駆動制御される。
モータ／発電機駆動回路７は、蓄電装置６に接続されたチョッパ７ａと、このチョッパ７ａとモータ／発電機２との間に接続された例えば６つのＩＧＢＴを有し直流を３相交流に変換するインバータ７ｂとで構成され、チョッパ７ａに後述するモータ／発電機用コントローラ１２からのデューティ制御信号ＤＳが入力されることにより、このデューティ制御信号ＤＳに応じたデューティ比のチョッパ信号をインバータ７ｂに出力する。このインバータ７ｂは、図示しないモータ／発電機２のロータの回転位置を検出する位置センサの回転位置検出信号に基づいて、モータ／発電機２の正回転時には電動機として作用させ、逆回転時には発電機として作用させるように、その回転に同期した周波数で駆動する３相交流を形成するように、例えば前記各ＩＧＢＴのゲート制御信号を形成する。ちなみに、モータ／発電機２はエンジン１同様、車両を駆動するためにも用いられるので、車両を駆動する側への回転方向を正回転とし、その逆方向への回転方向を逆回転と定義する。
【００１８】
また、差動装置３は、図２に示すように、トルク合成機構として遊星歯車機構２１を備えて構成されている。この遊星歯車機構２１は、エンジン１とモータ／発電機との間で作動機能を発現しながらトルク合成機構をなすものである。そして、サンギヤＳと、その外周側に等角間隔で噛合する複数のピニオンＰ（図示省略）と、各ピニオンＰを連結するピニオンキャリアＣと、ピニオンＰの外側に噛合するリングギヤＲとを備え、この遊星歯車機構２１のリングギヤＲがエンジン１に連結され、同じく遊星歯車機構２１のサンギヤＳがモータ／発電機２のロータ２Ｒに連結され、同じく遊星歯車機構２１のピニオンキャリヤＣが変速装置４の入力側に連結されている。
【００１９】
また、前記遊星歯車機構２１のサンギヤＳ、即ちモータ／発電機２のロータ２Ｒとエンジン１の出力側との間には、両者の連結状態を制御する直結クラッチ３６が介装されている。また、前記遊星歯車機構２１のピニオンキャリヤＣ、即ち変速装置４の入力側とケース１４との間には、当該ピニオンキャリヤＣ、及び変速装置４の回転方向を正回転にのみ規制し、逆回転では締結して、当該逆回転を許容しないワンウエイクラッチＯＷＣが介装されている。なお、前記エンジン１と遊星歯車機構２１のリングギヤＲとの間にはダンパを介装してもよいが、何れにしてもダンパは共振周波数が高いので、本実施形態では無視できる。
【００２０】
前記直結クラッチ３６は、例えば湿式多板クラッチで構成され、そのシリンダ部にライン圧の給排を行う電磁弁（図示せず）の電磁ソレノイド３６ａに供給される制御信号ＣＳが低レベルであるときに前記遊星歯車機構２１のリングギヤＲ1 、即ちエンジン１と変速装置４とを切り離した非締結状態に、制御信号ＣＳが高レベルであるときに両者間を連結した締結状態に夫々制御される。
【００２１】
さらに、変速装置４は、変速装置用コントローラＴＣによって車速とスロットル開度とをもとに予め設定された変速制御マップを参照して決定された例えば第１速〜第４速の変速比に制御される。ちなみに、この変速装置４は自動変速装置であり、締結することにより図示しない駆動輪側からの逆駆動力、所謂路面反力トルクをトルク合成機構側に伝達可能なエンジンブレーキ用クラッチを有している。
【００２２】
また、エンジン１及びモータ／発電機２には、その出力軸の回転数を検出するエンジン回転数センサ８及びモータ／発電機回転数センサ９が設けられていると共に、図示しないセレクトレバーで選択されたレンジに応じたレンジ信号を出力するインヒビタースイッチ１０及びアクセルペダルの踏込みに応じたスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１１及びサスペンションの沈み込み量から自車両の重量を検出するためのサスペンションストロークセンサ１５が設けられ、これら回転数センサ８及び９の回転数検出値ＮE 及びＮM/G とインヒビタースイッチ１０のレンジ信号ＲＳ及びスロットル開度センサ１１のスロットル開度検出値ＴＨ及びサスペンションストロークセンサ１５のサスペンションストローク量ＳＴ等がモータ／発電機２及び直結クラッチ３６を制御するモータ／発電機用コントローラ１２に供給される。また、前記モータ／発電機用コントローラ１２は、少なくとも前記変速装置用コントローラＴＣと相互通信を行い、例えば変速装置４のギヤ比（変速段）やエンジンブレーキ用クラッチの締結解放状態といった情報を、変速装置信号ＴＳとして入力するように構成されている。
【００２３】
前記モータ／発電機用コントローラ１２は、少なくとも入力側インタフェース回路１２ａ、演算処理装置１２ｂ、記憶装置１２ｃ及び出力側インタフェース回路１２ｄを有するマイクロコンピュータ１２ｅで構成されている。
入力側インタフェース回路１２ａには、エンジン回転数センサ８のエンジン回転数検出値ＮE 、モータ／発電機回転数センサ９のモータ／発電機回転数検出値ＮM/G 、インヒビタースイッチ１０のレンジ信号ＲＳ、スロットル開度センサ１１のスロットル開度検出値ＴＨ及びサスペンションストロークセンサ１５のサスペンションストローク量ＳＴ及び前記変速装置用コントローラの変速装置信号ＴＳが入力されている。
【００２４】
演算処理装置１２ｂは、例えばキースイッチ（図示せず）がオン状態となって所定の電源が投入されることにより作動状態となり、先ず初期化を行って、モータ／発電機２への駆動デューティ制御信号ＭＳ及び発電デューティ制御信号ＧＳをオフ状態とすると共に、直結クラッチ３６へのクラッチ制御信号ＣＳもオフ状態とし、その後少なくとも発進時にエンジン回転数検出値ＮE 、モータ／発電機回転数検出値ＮM/G 、レンジ信号ＲＳ及びスロットル開度検出値ＴＨ等に基づいてモータ／発電機２及び直結クラッチ３６を制御する。ちなみに、この実施形態では、車両の停車時にエンジン１の回転を停止する、所謂アイドリングストップを行うように構成されている。
【００２５】
記憶装置１２ｃは、演算処理装置１２ｂの演算処理に必要な処理プログラムを予め記憶していると共に、演算処理装置１２ｂの演算過程で必要な各種データを記憶する。
出力側インタフェース回路１２ｄは、演算処理装置１２ｂの演算結果である駆動デューティ制御信号ＭＳ及び発電デューティ制御信号ＧＳとクラッチ制御信号ＣＳとをモータ／発電機駆動回路７及び電磁ソレノイド３６ａに供給する。ちなみに、前記モータ／発電機２では、逆起電圧を利用することにより、車両に制動力を付与することも可能である。このモータ／発電機２の制動トルク増加制御は、モータ／発電機２が発電機として作用しているときにはモータ／発電機駆動回路７のチョッパ７ａに供給するデューティ制御信号ＤＳのデューティ比を大きくして発生する逆起電圧を増加させることにより制動トルクを増加させる。また、モータ／発電機２が電動機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を小さくして駆動トルクを減少させることにより制動トルクを増加させる。また、モータ／発電機２の制動トルク減少制御は、上記とは逆に、モータ／発電機２が発電機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を小さくして発生する逆起電力を減少させることにより制動トルクを減少させ、モータ／発電機２が電動機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を大きくして駆動トルクを増加させることにより制動トルクを減少させる。
【００２６】
次に、走行状態、蓄電装置の状態、車両の操作状態に応じて前記モータ／発電機用コントローラ１２で行われるエンジン１及びモータ／発電機２の各種の作動状態について説明する。
前述のように、本実施形態ではアイドリングストップによって、車両の停車中にエンジン１の回転が停止されている。そこで、セレクトレバーの操作によってドライブレンジＤを始めとする走行レンジが選択され、或いはパーキングレンジＰやニュートラルレンジＮが選択されている場合でも、スロットル開度ＴＨが“０”を越えている場合には、図３に示すように、前記モータ／発電機２を所定の回転数（必要なのは回転数とトルク）で逆回転させると、ピニオンキャリヤＣは前記ワンウエイクラッチＯＷＣによって逆回転できないため、エンジン１が正方向に回転される。この状態で、燃料を噴射することでエンジン１の回転が始動する。また、これに伴って前記オイルポンプも駆動が開始される。なお、パーキングレンジＰやニュートラルレンジＮが選択されているときには、変速装置４の入力側と出力側とが接続されていないので、前記直結クラッチ３６を締結し、エンジン１とモータ／発電機２とを直結した状態で、モータ／発電機２を正回転し、正方向のトルクを発生させるようにしてもエンジン１を回転始動することも可能である。
【００２７】
このようにしてエンジン１の回転始動後に、車両を発進走行させる必要がない場合、つまりフットブレーキが踏み込まれているような場合には、そのエンジン１の回転駆動力を利用してバッテリなどの蓄電装置６に蓄電を行う。つまり、モータ／発電機２を発電機として使用し、発電を行う。このとき、セレクトレバーにより選択されている変速段がパーキングレンジＰか、或いはニュートラルレンジＮである場合には、変速装置４の入力側と出力側とが接続されていないので、図４ａに示すように、前記直結クラッチ３６でエンジン１とモータ／発電機２とを直結し、エンジン１でモータ／発電機２を正回転させながら正方向のトルクを与え、発電を行う。一方、ドライブレンジＤレンジを始めとする走行レンジが選択されているときには、変速装置４の入力側と出力側とが接続されているので、図４ｂに示すように、ピニオンキャリヤＣがワンウエイクラッチＯＷＣで逆回転しないことを利用し、エンジン１でモータ／発電機２を逆回転させながら正方向のトルクを与え、発電を行う。
【００２８】
また、ドライブレンジＤを始めとする走行レンジが選択され、アクセルペダルが踏み込まれると、車両を発進させるために、図５に示すように、直結クラッチ３６の解放状態で、スロットル開度が大きくなるほど、大きな値に予め設定されている目標エンジン回転数ＮEPにエンジン１の回転数を維持しながら、モータ／発電機２を次第に正回転させるべく、正方向トルクを発生せしめ、これによりピニオンキャリヤＣに正方向のトルクを与えて車両を発進加速させる。このとき、モータ／発電機２が逆回転している状態では発電機として機能し、正回転している状態ではモータとして機能している。
【００２９】
やがて、モータ／発電機２の回転数が、所定の回転数、つまり目標エンジン回転数ＮEPに維持されているエンジンの回転数に一致又はほぼ一致したら、前記直結クラッチ３６を締結し、エンジン１とモータ／発電機２とを直結して車両を走行する。例えば、車両が或る程度以上の車速で高速走行しているとか、アクセルペダルの踏込み量が大きいとか、変速装置４内の減速比が大きいとか、蓄電装置６の蓄電量が少ないといった状況では、モータ／発電機２をモータとして使用するのは不利なので、図６ａに示すように、モータ／発電機２ではトルクを発生せず、所謂フリーな状態にしてエンジン１でのみトルクを発生し、走行する。一方、車速が低いとか、アクセルペダルの踏込み量が小さいとか、変速装置４内の減速比が小さいとか、蓄電装置６の蓄電量が多いといった状況では、モータ／発電機２をモータとして使用しても差し支えないので、図６ｂに示すように、モータ／発電機２を正回転し、正方向のトルクを発生させて、エンジン１のアシストを行う。
【００３０】
このような加速走行状態に対して、車両が減速状態にある、所謂エンジンブレーキの効きが期待される状況では、図７に示すように、前記直結クラッチ３６を締結したままで、モータ／発電機２を発電機として用い、駆動輪５から入力される路面反力トルクに対し、負の方向のトルクを発生させて、本来のエンジンブレーキの代わりに或いはそれに加えて制動力を強める。
【００３１】
このような一般的な走行状況の他に、本実施形態では、ドライブレンジＤを始めとする走行レンジでのクリープ走行モードが設定されている。例えば、前述したエンジン回転始動直後のような状況では、図８ａに示すように、アイドル回転状態にあるエンジン１で正方向のトルクを発生させながら、モータ／発電機２で正方向のトルクを発生し、両者の合成トルクで車両をクリープ走行させる。また、エンジン１が回転始動されていないときには、図８ｂに示すように、モータ／発電機２を正回転させながら正方向のトルクを発生し、これにより車両をクリープ走行させることも可能である。
【００３２】
図９ａは、アクセルペダルが極僅かに踏み込まれている状態での車両発進時のタイミングチャートである。このような状態では、例えばモータ／発電機２を高速回転させて車速を著しく加速する必要はないので、エンジン回転始動後の逆回転状態のモータ／発電機２をゆっくりと正回転化しながら、正方向の一定のトルクを発生せしめ、エンジン１とモータ／発電機２との直結後は、更にエンジン１の出力トルクを低減させて、ほぼモータ／発電機２だけで車両を発進加速することができる。これに対して、図９ｂは、アクセルペダル全開状態での車両発進時のタイミングチャートであるが、モータ／発電機２を高速回転させることは、モータトルクを低減することになり、車両を加速するには十分でないことが多いことから、エンジン回転始動後の逆回転状態のモータ／発電機２を速やかに正回転させ、エンジン１とモータ／発電機２との直結を早め、その直結後は、エンジンの出力トルクを高め、エンジン１の出力トルクとモータ／発電機２の出力トルクで車両を発進加速し、速やかに高車速に到達させている。
【００３３】
このようなモータ／発電機２の制御は、主として運転者の要求する加速度に応じて行われるべきであり、本実施形態では運転者の意志を表すスロットル開度とエンジンの実際の回転数から目標とするモータ／発電機トルクを求め、そのトルクが得られるようにモータ／発電機２の回転状態、トルクを制御する。このため、本実施形態では、例えば図１０のブロック図に示すような制御が行われる。この制御は、前記モータ／発電機用コントローラ１２内の演算処理装置１２ｂで行われる演算処理によって構築されており、前記サスペンションストロークセンサ１５で検出されたサスペンションストロークＳＴに基づいて自車両の重量Ｗを算出する車重算出部４０と、前記エンジン回転数センサ８のエンジン回転数ＮE 及びスロットル開度センサ１１のスロットル開度ＴＨからエンジンマップトルクＴE/G0を算出するエンジンマップトルク算出部４１と、前記エンジン回転数ＮE から時定数τを算出する時定数算出部４２と、前記エンジンマップトルク算出部４１で算出されたエンジンマップトルクＴE/G0に対して、前記時定数算出部４２で算出された時定数τを用いて可変一次遅れ処理を施し、駆動系に入力される現在のエンジントルクＴE/G を算出する可変一次遅れ処理部４３と、この可変一次遅れ処理部４３で算出された現在のエンジントルクＴE/G に対して比例要素処理を施す比例要素処理部４４と、この比例要素処理部４４で算出された値に対し、前記変速装置用コントローラＴＣから入力した変速比及び前記車重算出部４０で算出された自車両重量Ｗを用いて無駄時間要素処理を施して第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1を算出する無駄時間要素処理部４５と、前記エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度ＴＨに基づいて第２モータ／発電機トルクに相当する基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を算出する基準モータ／発電機トルク算出部４６と、この基準モータ／発電機トルク算出部４６で算出された基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に対して比例要素処理を施す比例要素処理部４７と、この比例要素処理部４７で算出された値に対し、前記変速装置用コントローラＴＣから入力した変速比及び前記車重算出部４０で算出された自車両重量Ｗを用いて無駄時間要素処理を施して第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3を算出する無駄時間要素処理部４８と、この無駄時間要素処理部４８で算出された第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3と前記基準モータ／発電機トルク算出部４６で算出された第２モータ／発電機トルクＴ* M/G2とを加算する加算器４９と、この加算器４９で加算された値と前記無駄時間要素処理部４５で算出された第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1とを加算して目標モータ／発電機トルクＴ* M/G を算出出力する加算器５０とを含んで構成される。
【００３４】
前記車重算出部４０では、前記サスペンションストロークセンサ１５で検出されたサスペンションストローク量ＳＴに所定の係数ｋを乗じて自車両の重量を算出する。
前記エンジンマップトルク算出部４１では、例えば図１１に示すような横軸をエンジン回転数ＮE とし、縦軸をエンジンマップトルクＴE/G0とし、スロットル開度ＴＨをパラメータとするエンジントルクマップに従って、エンジンマップトルクＴE/G0を算出する。
【００３５】
前記時定数算出部４２では、一般にエンジン回転数ＮE が大きいほど応答性がよいことから、エンジン回転数ＮE が大きいほど時定数τが小さくなり且つ下に凸の曲線で構成される図１２の制御マップに従って時定数τを算出設定する。
そして、前記可変一次遅れ処理部４３では、前記時定数算出部４２で算出された時定数τを用いて前記エンジンマップトルク算出部４１で算出されたエンジンマップトルクＴE/G0に一次遅れ処理を施し、現在のエンジントルクＴE/G を算出する。
【００３６】
これに対し、前記比例要素処理部４４及び無駄時間要素処理部４５では、以下のようにして比例要素及び無駄時間要素を設定する。
まず、エンジントルクをＴE/G 、エンジンのイナーシャ（第１回転メンバイナーシャ）をＩE/G 、モータ／発電機のトルクをＴM/G 、モータ／発電機のイナーシャ（第３回転メンバイナーシャ）をＩM/G 、ピニオンキャリヤ、即ち変速装置以降のイナーシャをＩCRR とし、更にドライブシャフトのバネ定数をＫ、ドライブシャフトの減衰定数をＣ、ドライブシャフト軸での車体の等価慣性（＝自車両重量×タイヤ動半径2 ）をＩW とし、更に前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比をαとしたとき、ドライブシャフトのねじれ角θd に関して下記１式が成立する。
【００３７】
【数１】
【００３８】
前記１式は二次遅れ系であるから、右辺を入力とする一般式で表すと図１２のようになり、式中の固有角周波数ωn 、減衰定数ζは下記２式及び３式で表れる。
【００３９】
【数２】
【００４０】
ここで、例えばエンジントルクＴE/G が急変すると、ドライブシャフトは下記４式で表れる駆動系の固有周期λで振動する。
【００４１】
【数３】
【００４２】
モータ／発電機トルクＴM/G により、このエンジントルクＴE/G によるドライブシャフトの振動を干渉によって相殺するには、その振動と同じ振幅で且つ前記駆動系の固有周期λの半分遅れた振動を、モータ／発電機トルクＴM/G の変動によって発生させればよい。ここで、前記エンジントルクＴE/G によるドライブシャフトの振動は、１／２周期後、即ちλ／２後には、exp(ーζπ／（１−ζ2)1/2)倍に減衰されているので、時間に関するエンジントルクの関数ＴE/G(t)に対して、下記５式で表れるモータ／発電機トルクＴ* M/G1をモータ／発電機で発生すれば、エンジントルクＴE/G の急変によるドライブシャフトの捩り振動を干渉によって相殺することが可能となる。
【００４３】
【数４】
【００４４】
このうち、エンジントルクＴE/G に乗じられている係数部分が比例要素処理部４４を構成し、前記時間に関するエンジントルクの関数ＴE/G(t)を１／２周期遅らせる部分が無駄時間要素処理部４５を構成している。また、前記５式で表れるモータ／発電機トルクＴ* M/G1が本発明の第１トルクに相当する。
一方、前記基準モータトルク算出部４６では、図１４の制御マップに従って、前記エンジン回転数センサ８で検出されたエンジン回転数ＮE 及びスロットル開度センサ１１で検出されたスロットル開度ＴＨに基づいて基準モータトルクＴ* M/G2を算出する。この制御マップは、エンジン回転数ＮE から基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を算出設定する二次元マップであり、パラメータとしてスロットル開度ＴＨを用いている。
【００４５】
このマップの特徴の一つは、予めエンジンのアイドル回転数程度に設定された第１所定エンジン回転数ＮE0以下の領域で基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が零である点である。これは、▲１▼．エンジン回転数ＮE がアイドル回転数より低い領域では、エンジントルクが安定せず、この状態で更にモータ／発電機トルクがエンジン１にかかってエンジンストールが発生するのを防止する、▲２▼．目標エンジン回転数までエンジン回転数を素早く吹きあがらせる、▲３▼．エンジンの回転数ＮE がアイドル回転数より低い領域でモータ／発電機の回転数ＮM/G が当該エンジン回転数ＮE と一致或いはほぼ一致すると、その回転数でエンジン１とモータ／発電機２とが直結されてしまい、それ以後、例えばモータ／発電機２の正方向のトルクがなくなると、エンジン１がアイドル回転数より低い領域で車両を加速しなければならなくなり、結果的にエンジンストール等が生じて車両挙動が不安定になるのを防止するためである。
【００４６】
また、この第１所定エンジン回転数ＮE0以上で、それより大きい第２所定エンジン回転数ＮE1以下の領域では、エンジン回転数ＮE の増大に伴って次第に基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が増加するように設定されているため、エンジンの回転数をさほど増大させることなく、モータ／発電機のトルクで車両を発進加速させることが可能となるのである。実際にはエンジンが発生するトルクよりも基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が小さくなるように設定されているが、これは、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比によってモータ／発電機のトルクが増幅されるため、小さなモータ／発電機のトルクでも車両を発進加速させることが可能である。
【００４７】
このことは、マップ中で、スロットル開度が大きいほど（図では１／８より２／８の方が、２／８より３／８の方が開度が大きい）基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が大きいこととも関連している。同等のエンジン回転数ＮE 、即ち同等のエンジントルクに対して、スロットル開度ＴＨが大きいほど、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が大きいことは、例えば前記エンジン回転始動後に逆回転しているモータ／発電機は速やかに正回転に転ずることになるが、モータ／発電機をモータとして使用するとき、回転数が高くなればなるほどトルクは小さくなるから、実際には基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が達成されにくくなる。一方、モータ／発電機回転数ＮM/G は、速やかにエンジン回転数ＮE に一致又はほぼ一致するため、エンジンとモータ／発電機とが直結クラッチによって比較的早期に直結される。そのため、車両の加速に必要なトルクをエンジンがまかなうことになり、モータ／発電機は不必要にトルクを発生するのを防止することが可能となるのである。
【００４８】
逆に、スロットル開度ＴＨが小さいほど、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が小さいことは、例えば前記エンジン回転始動後に逆回転しているモータ／発電機がなかなか正回転に転じず、その回転数ＮM/G もエンジン回転数ＮE に一致しにくくなるので、エンジンとモータ／発電機とはなかなか直結されない。このことは、スロットル開度ＴＨが小さい、即ち運転者がさほど加速力を必要としていない発進加速時に、ほぼモータ／発電機のトルクのみ（実際にはエンジン１のアイドル回転状態でのトルクとの合成トルク）で、比較的ゆっくりと車両を加速することを意味する。一般的なエンジンの特性は、低回転でトルクが安定しないという特徴があるため、この欠点を補って車両をゆっくりと加速することが可能となる。
【００４９】
一方、前記第２所定エンジン回転数ＮE1と同等か、或いはそれよりややエンジン回転数ＮE の大きい領域で、エンジンのトルクと基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2とが同等となるようになっており、従ってその領域でエンジン回転数ＮE とモータ／発電機回転数ＮM/G とが一致又はほぼ一致するように設定されている。そして、これよりエンジン回転数ＮE の大きい領域では、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2の上限値Ｔ* M/G0間での間で、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2はエンジンのトルクに一致又はほぼ一致するように設定されている。即ち、エンジン回転数ＮE が前記第２所定エンジン回転数ＮE1を超えた段階で、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が達成されると、その時点でモータ／発電機回転数ＮM/G がエンジン回転数ＮE に一致又はほぼ一致しており、その状態でエンジンとモータ／発電機とを直結トルクの締結により直結すると、両者のトルクを一致させる必要がないので、例えばモータ／発電機のトルクを徐々になくし、エンジンのみによる違和感のない加速を行えるのである。
【００５０】
また、既に理解できるように、エンジン回転数ＮE に対する基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2の増加傾きが、当該基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2のゲインに相当する。そして、この実施形態では、幾つかの段階に区分しているが、エンジン回転数ＮE が増大するほど、この傾きが小さくなっている。前述のように、エンジンのアイドル回転数程度に設定された第１所定エンジン回転数ＮE0よりエンジン回転数ＮE の小さい領域でモータ／発電機とエンジンとを直結させることはできないので、この領域を避け、当該第１所定エンジン回転数ＮE0から第２所定エンジン回転数ＮE1までの領域で、モータ／発電機に大きな正方向のトルクを発生せしめて車両を加速すると共に、その正回転方向への回転数ＮM/G を高め、その後、エンジン回転数ＮE が前記第２所定エンジン回転数ＮE1より僅かに増大するような状態で、モータ／発電機のトルクがエンジントルクに一致或いはほぼ一致し、同時にモータ／発電機回転数ＮM/G とエンジン回転数ＮE とが一致又はほぼ一致しているので、両者を直結して車両を加速することが可能となる。
【００５１】
このようなマップの設定による効果は、前述した図９のタイミングチャートにもよく現れている。また、車両が発進加速する以前から、つまり駆動系の捩り振動が発生する以前から、エンジン回転数ＮE とスロットル開度ＴＨとを用いて、フィードフォワード的に基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を設定しているので、その分だけ、駆動系の捩り振動の影響を受けにくく、モータ／発電機のトルクや回転数が振動しにくく、従って安定した車両の発進加速が期待される。
【００５２】
但し、この基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2によってもドライブシャフトにねじり振動が発生する可能性はある。従って、この基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2によるドライブシャフトの捩り振動を干渉によって相殺する第３のモータ／発電機トルクＴ* M/G3を考えると、前記５式におけるトルク合成機構を構成する遊星歯車機構が介在していないことから、その歯数比αは１であり、且つイナーシャのβも１であることから、第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3は下記６式で表れる。
【００５３】
【数５】
【００５４】
このうち、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に乗じられている係数部分が前記比例要素処理部４７を構成し、前記時間に関する基準モータ／発電機トルクの関数Ｔ* M/G2(t) を１／２周期遅らせる部分が無駄時間要素処理部４８を構成している。また、前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が本発明の第２トルクに相当し、前記６式で表れる第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3が本発明の第３トルクに相当する。
【００５５】
図１５は、前記図１０のブロック図に示す演算処理によるエンジントルクＴE/G 、モータ／発電機トルクＴM/G と、車体に作用する加速度、即ち振動の状態を示している。この場合は、エンジントルクＴE/G がステップ的に立ち上がり、前記図１４の制御マップの第１所定エンジン回転数ＮE0を超えているので、これに対応して前記図１０の基準モータトルク算出部４６が、エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度ＴＨに応じた基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を設定し、それがモータ／発電機で発生される。そして、これから前記駆動系の固有角周期の半分だけ遅れて前記エンジントルクＴE/G に前記比例要素を乗じた前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1と前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に前記比例要素を乗じた第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3とが同時に設定され、前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2と合わせたモータ／発電機トルクＴM/G が発生される。これにより、エンジントルクＴE/G だけでは加速度として図に二点鎖線で示すような捩り振動がドライブシャフトに発生するのに対し、前記モータ／発電機トルクＴM/G 、特に前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1と第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3とによる捩り振動が加速度として図に一点鎖線で示すように発生し、これが前記エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動に干渉して相殺し、結果として図に実線で示すような滑らかな加速度が得られ、同時にドライブシャフトの捩り振動、即ち車体に伝達される振動が抑制防止される。
【００５６】
ところで、前記５式及び６式の無駄時間要素には、共に固有角周波数ωn 及び減衰定数ζが含まれている。前述のように、この固有角周波数ωn や減衰定数ζは、駆動系の固有角周波数及び減衰定数であるから、変速比が変化すると、当然ながら変化する。また、前記駆動系のイナーシャＩa 、減衰定数Ｃa 、バネ定数Ｋa が変化しなければ、各変速比で固有の値でもある。そこで、本実施形態では、前記変速装置用コントローラＴＣからの変速装置信号ＴＳから現在の変速比を検出し、その変速比に応じて前記固有角周波数ωn 及び減衰定数ζを変更し、無駄時間要素を調整することにより、前記駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、ドライブシャフトの捩り振動をより一層確実に干渉させて相殺できるようにしている。
【００５７】
更に、前記駆動系の減衰定数Ｃa やバネ定数Ｋa には、駆動軸での車体の等価慣性ＩW が関与しており、この車体の等価慣性ＩW は、前述のように自車両の重量Ｗに比例するから、自車両の重量Ｗが変化すると、駆動系の減衰定数Ｃa やバネ定数Ｋa が変化し、それと共に前記無駄時間要素に関与する駆動系の固有角周波数ωn 及び減衰定数ζも変化する。そのため、本実施形態では、前記車重算出部４０で算出された自車両の重量Ｗを用いて前記固有角周波数ωn 及び減衰定数ζを変更し、無駄時間要素を調整することにより、前記駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、ドライブシャフトの捩り振動をより一層確実に干渉させて相殺できるようにしている。
【００５８】
次に、本発明のパラレルハイブリッド車両の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両の構成は図１６に示すように、前記第１実施形態の図１のものに対し、前記自車両の重量を検出するためのサスペンションストロークセンサ１５に代えて、車体に作用する加速度Ｇを検出する加速度センサ１６が設けられている点が異なる。また、前記モータ／発電機用コントローラ１２で行われる演算処理は図１７に示すように、前記第１実施形態の図１０のものに対し、前記自車両の重量を算出する車重算出部４０に代えて、前記駆動系の固有角振動数及び減衰定数を学習する固有角振動数・減衰定数学習部５１が設けられている点が異なる。
【００５９】
前述したように、駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζは、例えば変速比や自車両の重量に応じて変化するものであるが、前記固有角振動数・減衰定数学習部５１は、これらを学習によって補正する。即ち、例えば図１８ａに示すように、前述のようにしてエンジントルクＴE/G に対してモータ／発電機トルクＴM/G を設定し、それを制御した結果、図示二点鎖線で示す目標とする加速度Ｇ* に対して、図示実線で示すような加速度Ｇが発生し、ドライブシャフトの捩り振動が抑制できなかった場合には、駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζを変更し、更に目標とする加速度Ｇ* と検出される加速度Ｇとを比較し、これを繰り返して、最終的には図１８ｂに示すように、目標とする加速度Ｇ* と検出される加速度Ｇとが一致又はほぼ一致するようにして駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζを学習する。
【００６０】
このように、検出された振動状態が所定の振動状態となるように、前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1や第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3を算出設定する際の無駄時間要素のパラメータである駆動系の固有振動周期ωn や減衰定数ζを適切な値に学習補正することにより、ドライブシャフトの捩り振動を確実に抑制防止することができる。
【００６１】
なお、前記第２実施形態では、ドライブシャフトの捩り振動を検出する手段として車体の加速度を検出したが、これに代えて、例えば駆動輪の回転速度センサを用いて、その回転速度の変動からドライブシャフトの捩り振動を検出したり、変速装置の出力軸回転速度と駆動輪の回転速度との差からドライブシャフトの捩り振動を検出したりするようにしてもよい。
【００６２】
また、前記各実施形態では、コントローラにマイクロコンピュータを用いた場合について説明したが、これに代えて各種の演算回路を使用することも可能である。
また、前記直結クラッチ３６の位置は、前記実施形態に記載される位置に限ったものではなく、サンギヤーキャリア間、キャリアーリングギヤ間にあってもよい。
【００６３】
また、前記遊星歯車機構の３要素と、エンジン、モータ／発電機、出力の結合方法は、前記実施形態のものに限定されるものではない。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係るパラレルハイブリッド車両によれば、電動発電機のトルクを制御するにあたり、スロットル開度の急変によるエンジントルク急変時のエンジントルクを算出し、この算出された急変時のエンジントルクによってドライブシャフトに発生する捻り振動を抑制するための第１のトルクを算出し、エンジン回転数を所定回転数に維持するトルクに加えて第１のトルクを電動発電機で発生させる構成としたため、トルク合成機構が差動しているときに、エンジントルクの急変に伴うドライブシャフトの捻り振動を抑制防止することが可能となる。
また、エンジンと連結する第１回転メンバと、変速装置と連結する第２回転メンバと、電動発電機と連結する第３回転メンバとを有する差動歯車機構からトルク合成機構を構成し、算出されたエンジントルクを所定の無駄時間だけ遅らせ、且つ少なくとも前記差動歯車機構の歯数比と第１回転メンバイナーシャ及び第３回転メンバイナーシャとに基づいて算出される所定の係数を乗じて前記第１のトルクを算出する構成としたため、この所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分とすることにより、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
【００６５】
また、本発明のうち請求項２に係るパラレルハイブリッド車両によれば、算出されたエンジントルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを第１のトルクとして算出する構成としたため、ドライブシャフトではエンジントルクによる捩り振動が当該第１のトルクによる捩り振動に干渉して相殺され、これにより当該ドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができる。
【００６７】
また、本発明のうち請求項３に係るパラレルハイブリッド車両によれば、所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分としたため、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
また、本発明のうち請求項４に係るパラレルハイブリッド車両によれば、変速装置の変速比に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、変速装置の変速比に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００６８】
また、本発明のうち請求項５に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された自車両の重量に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００６９】
また、本発明のうち請求項６に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された振動状態が所定の振動状態となるように所定の無駄時間のパラメータを調整する構成としたため、所定の無駄時間のパラメータである駆動系の固有振動周期や減衰定数を、当該ドライブシャフトの振動を抑制するための適切な値にして、当該ドライブシャフトの捩り振動をより一層抑制防止することができる。
【００７０】
また、本発明のうち請求項７に係るパラレルハイブリッド車両によれば、車両発進時にエンジン回転数を所定回転数に維持するように制御される電動発電機のトルクを第２のトルクとしたとき、この第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捻り振動を抑制するための第３のトルクを算出し、第１のトルクに加えて第３のトルクを電動発電機で発生させる構成としたため、トルク合成機構が差動しているときに、第２のトルクの急変に伴うドライブシャフトの捻り振動を抑制防止することが可能となる。
【００７１】
また、本発明のうち請求項８に係るパラレルハイブリッド車両によれば、第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第３のトルクとして算出する構成としたため、ドライブシャフトでは第２のトルクによる捩り振動が当該第３のトルクによる捩り振動に干渉して相殺され、これにより当該ドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができる。
【００７２】
また、本発明のうち請求項９に係るパラレルハイブリッド車両によれば、第２のトルクを所定の無駄時間だけ遅らせ且つ所定の係数を乗じて第３のトルクを算出する構成としたため、この所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分とすることにより、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
【００７３】
また、本発明のうち請求項１０に係るパラレルハイブリッド車両によれば、所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分としたため、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
また、本発明のうち請求項１１に係るパラレルハイブリッド車両によれば、変速装置の変速比に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００７４】
また、本発明のうち請求項１２に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された自車両の重量に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００７５】
また、本発明のうち請求項１３に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された振動状態が所定の振動状態となるように所定の無駄時間のパラメータを調整する構成としたため、所定の無駄時間のパラメータである駆動系の固有振動周期や減衰定数を、当該ドライブシャフトの振動を抑制するための適切な値にして、当該ドライブシャフトの捩り振動をより一層抑制防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパラレルハイブリッド車両の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のパラレルハイブリッド車両に用いられる差動装置の一例を示す模式図である。
【図３】図１のパラレルハイブリッド車両でエンジンを回転始動するときの模式図と共線図である。
【図４】図１のパラレルハイブリッド車両で蓄電装置に蓄電するときの模式図と共線図である。
【図５】図１のパラレルハイブリッド車両で車両を発進加速するときの模式図と共線図である。
【図６】図１のパラレルハイブリッド車両で車両を走行するときの模式図と共線図である。
【図７】図１のパラレルハイブリッド車両で電動発電機を回生するときの模式図と共線図である。
【図８】図１のパラレルハイブリッド車両で車両をクリープ走行するときの模式図と共線図である。
【図９】図１のパラレルハイブリッド車両を発進加速するときのエンジン及び電動発電機の作動状態を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１のコントローラ内の演算処理を示すブロック図である。
【図１１】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１２】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１３】パラレルハイブリッド車両の駆動系を示すブロック図である。
【図１４】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１５】図１０の演算処理の作用の説明図である。
【図１６】本発明のパラレルハイブリッド車両の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】図１６のコントローラ内の演算処理を示すブロック図である。
【図１８】図１７の演算処理の作用の説明図である。
【符号の説明】
１はエンジン
２はモータ／発電機（電動発電機）
３は差動装置（トルク合成機構）
４は変速装置
５は駆動輪
６は蓄電装置
７はモータ／発電機駆動回路
８はエンジン回転数センサ
９はモータ／発電機回転数センサ
１０はインヒビタースイッチ
１１はスロットル開度センサ
１２はモータ／発電機用コントローラ
１３はオイルポンプ
１５はサスペンションストロークセンサ（車重検出手段）
１６は加速度センサ（振動検出手段）
２１は遊星歯車機構（トルク合成機構）
３６は直結クラッチ
ＯＷＣはワンウエイクラッチ
Ｓはサンギヤ
Ｐはピニオン
Ｒはリングギヤ
Ｃはピニオンキャリヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと、発電機を兼ねる電動機とを有し、これらの出力トルクを、トルク合成機構を介して変速装置に伝達することにより、エンジン及び電動機の何れか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたパラレルハイブリッド車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパラレルハイブリッド車両としては、例えば特開平１０−３０４５１３号公報に記載されるものがある。この従来例に記載されるものは、エンジンの出力トルクと、電動発電機の出力トルクとを、差動歯車機構（遊星歯車機構）からなるトルク合成機構によって合成し、それを変速装置を介して駆動輪に伝達する。このパラレルハイブリッド車両の発進方法は、エンジンの回転数の上昇を抑制しながら、電動発電機の回転数をエンジンの回転数に一致するように、当該電動発電機にトルクを発生させて、この電動発電機の回転数とエンジンの回転数とが一致又はほぼ一致したら、エンジンと電動発電機とを直結クラッチで直結し、それ以後は、車速が低下しない限り、エンジンのみ、又はエンジンと電動発電機とで駆動力を発生するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したようなパラレルハイブリッド車両では、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比（サンギヤ／リングギヤ）によるトルク増大機能があるため、トルクコンバータを介装する必要がない。ところが、駆動系内にトルクコンバータのような流体継手がないと、駆動系の捩り振動が発生し易くなる。これは、流体継手があれば、その流体が捩り振動を吸収してくれるのに対して、流体継手を介装しないためであると考えられる。そして、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構を差動させているときに、運転者がスロットル開度を急変するなどしてエンジントルクが急変すると、車輪に駆動トルクを伝達するドライブシャフトにねじり振動が生じるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、特に発進時等にトルク合成記号を構成する遊星歯車機構が差動しているとき、エンジントルクの急変によるドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができるパラレルハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係るパラレルハイブリッド車両は、エンジンと、発電機及び電動機の両機能を備えた電動発電機と、変速装置と、前記エンジンの出力トルク及び電動発電機の出力トルクを合成して出力するトルク合成機構と、前記エンジンと電動発電機とを直結する直結クラッチと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記電動発電機のトルクを制御するトルク制御手段とを備えたパラレルハイブリッド車両であって、前記トルク制御手段は、車両発進時に前記直結クラッチを非締結状態として、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように前記電動発電機のトルクを制御するパラレルハイブリッド車両において、前記トルク制御手段は、スロットル開度の急変によるエンジントルク急変時のエンジントルクを算出するエンジントルク算出手段と、前記エンジントルク算出手段で算出された急変時のエンジントルクによってドライブシャフトに発生する捻り振動を抑制する第１のトルクを算出する第１トルク算出手段とを備え、前記エンジン回転数を所定回転数に維持するトルクに加えて前記第１トルク算出手段で算出された第１のトルクを出力すると共に、前記トルク合成機構は、前記エンジンと連結する第１回転メンバと、前記変速装置と連結する第２回転メンバと、前記電動発電機と連結する第３回転メンバとを有する差動歯車機構から構成され、前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクを所定の無駄時間だけ遅らせ、且つ少なくとも前記差動歯車機構の歯数比と前記差動歯車機構の第１回転メンバイナーシャ及び第３回転メンバイナーシャとに基づいて算出される所定の係数を乗じて前記第１のトルクを算出することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１の発明において、前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第１のトルクとして算出することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項３に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１又は２の発明において、前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項４に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至３の何れか一項の発明において、前記第１トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項５に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至４の何れか一項の発明において、自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定のむだ時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項６に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至５の何れか一項の発明において、前記ドライブシャフトの捻り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項７に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項１乃至６の何れか一項の発明において、前記トルク制御手段は、前記車両発進時に、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように制御される前記電動発電機のトルクを第２のトルクとしたとき、この第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捻り振動を抑制するための第３のトルクを算出する第３トルク算出手段を備え、前記第１のトルクに加えて前記第３トルク算出手段で算出された第３のトルクを出力することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項８に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項７の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第３のトルクとして算出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項９に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項７又は８の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクを所定の無駄時間だけ遅らせ且つ所定の係数を乗じて前記第３のトルクを算出することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１０に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９の発明において、前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項１１に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９又は１０の発明において、前記第３トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１２に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９乃至１１の何れか一項の発明において、自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項１３に係るパラレルハイブリッド車両は、前記請求項９乃至１２の何れか一項の発明において、前記ドライブシャフトの捩り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパラレルハイブリッド車両駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であり、エンジン１及び発電機及び電動機として作用する電気的回転駆動源としての３相同期モータ／発電機で構成される交流式のモータ／発電機（電動発電機）２の出力側が、夫々、トルク合成機構である差動装置（差動歯車機構）３の入力側に連結され、この差動装置３の出力側がトルクコンバータ等の発進装置を搭載していない変速装置４の入力側に接続され、変速装置４の出力側が図示しない終減速装置等を介して駆動輪５に連結されている。ちなみに、この実施形態では、前記差動装置３と変速装置４との間に、オイルポンプ１３が配設されており、このオイルポンプ１３で創成される流体圧が変速装置４の制御並びに差動装置３の直結クラッチの締結解放に用いられる。
【００１７】
ここで、エンジン１はエンジン用コントローラＥＣによって制御され、モータ／発電機２は、例えば図２に示すステータ２Ｓとロータ２Ｒとを有し、充電可能なバッテリやコンデンサで構成される蓄電装置６に接続されたモータ／発電機駆動回路７によって駆動制御される。
モータ／発電機駆動回路７は、蓄電装置６に接続されたチョッパ７ａと、このチョッパ７ａとモータ／発電機２との間に接続された例えば６つのＩＧＢＴを有し直流を３相交流に変換するインバータ７ｂとで構成され、チョッパ７ａに後述するモータ／発電機用コントローラ１２からのデューティ制御信号ＤＳが入力されることにより、このデューティ制御信号ＤＳに応じたデューティ比のチョッパ信号をインバータ７ｂに出力する。このインバータ７ｂは、図示しないモータ／発電機２のロータの回転位置を検出する位置センサの回転位置検出信号に基づいて、モータ／発電機２の正回転時には電動機として作用させ、逆回転時には発電機として作用させるように、その回転に同期した周波数で駆動する３相交流を形成するように、例えば前記各ＩＧＢＴのゲート制御信号を形成する。ちなみに、モータ／発電機２はエンジン１同様、車両を駆動するためにも用いられるので、車両を駆動する側への回転方向を正回転とし、その逆方向への回転方向を逆回転と定義する。
【００１８】
また、差動装置３は、図２に示すように、トルク合成機構として遊星歯車機構２１を備えて構成されている。この遊星歯車機構２１は、エンジン１とモータ／発電機との間で作動機能を発現しながらトルク合成機構をなすものである。そして、サンギヤＳと、その外周側に等角間隔で噛合する複数のピニオンＰ（図示省略）と、各ピニオンＰを連結するピニオンキャリアＣと、ピニオンＰの外側に噛合するリングギヤＲとを備え、この遊星歯車機構２１のリングギヤＲがエンジン１に連結され、同じく遊星歯車機構２１のサンギヤＳがモータ／発電機２のロータ２Ｒに連結され、同じく遊星歯車機構２１のピニオンキャリヤＣが変速装置４の入力側に連結されている。
【００１９】
また、前記遊星歯車機構２１のサンギヤＳ、即ちモータ／発電機２のロータ２Ｒとエンジン１の出力側との間には、両者の連結状態を制御する直結クラッチ３６が介装されている。また、前記遊星歯車機構２１のピニオンキャリヤＣ、即ち変速装置４の入力側とケース１４との間には、当該ピニオンキャリヤＣ、及び変速装置４の回転方向を正回転にのみ規制し、逆回転では締結して、当該逆回転を許容しないワンウエイクラッチＯＷＣが介装されている。なお、前記エンジン１と遊星歯車機構２１のリングギヤＲとの間にはダンパを介装してもよいが、何れにしてもダンパは共振周波数が高いので、本実施形態では無視できる。
【００２０】
前記直結クラッチ３６は、例えば湿式多板クラッチで構成され、そのシリンダ部にライン圧の給排を行う電磁弁（図示せず）の電磁ソレノイド３６ａに供給される制御信号ＣＳが低レベルであるときに前記遊星歯車機構２１のリングギヤＲ1 、即ちエンジン１と変速装置４とを切り離した非締結状態に、制御信号ＣＳが高レベルであるときに両者間を連結した締結状態に夫々制御される。
【００２１】
さらに、変速装置４は、変速装置用コントローラＴＣによって車速とスロットル開度とをもとに予め設定された変速制御マップを参照して決定された例えば第１速〜第４速の変速比に制御される。ちなみに、この変速装置４は自動変速装置であり、締結することにより図示しない駆動輪側からの逆駆動力、所謂路面反力トルクをトルク合成機構側に伝達可能なエンジンブレーキ用クラッチを有している。
【００２２】
また、エンジン１及びモータ／発電機２には、その出力軸の回転数を検出するエンジン回転数センサ８及びモータ／発電機回転数センサ９が設けられていると共に、図示しないセレクトレバーで選択されたレンジに応じたレンジ信号を出力するインヒビタースイッチ１０及びアクセルペダルの踏込みに応じたスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１１及びサスペンションの沈み込み量から自車両の重量を検出するためのサスペンションストロークセンサ１５が設けられ、これら回転数センサ８及び９の回転数検出値ＮE 及びＮM/G とインヒビタースイッチ１０のレンジ信号ＲＳ及びスロットル開度センサ１１のスロットル開度検出値ＴＨ及びサスペンションストロークセンサ１５のサスペンションストローク量ＳＴ等がモータ／発電機２及び直結クラッチ３６を制御するモータ／発電機用コントローラ１２に供給される。また、前記モータ／発電機用コントローラ１２は、少なくとも前記変速装置用コントローラＴＣと相互通信を行い、例えば変速装置４のギヤ比（変速段）やエンジンブレーキ用クラッチの締結解放状態といった情報を、変速装置信号ＴＳとして入力するように構成されている。
【００２３】
前記モータ／発電機用コントローラ１２は、少なくとも入力側インタフェース回路１２ａ、演算処理装置１２ｂ、記憶装置１２ｃ及び出力側インタフェース回路１２ｄを有するマイクロコンピュータ１２ｅで構成されている。
入力側インタフェース回路１２ａには、エンジン回転数センサ８のエンジン回転数検出値ＮE 、モータ／発電機回転数センサ９のモータ／発電機回転数検出値ＮM/G 、インヒビタースイッチ１０のレンジ信号ＲＳ、スロットル開度センサ１１のスロットル開度検出値ＴＨ及びサスペンションストロークセンサ１５のサスペンションストローク量ＳＴ及び前記変速装置用コントローラの変速装置信号ＴＳが入力されている。
【００２４】
演算処理装置１２ｂは、例えばキースイッチ（図示せず）がオン状態となって所定の電源が投入されることにより作動状態となり、先ず初期化を行って、モータ／発電機２への駆動デューティ制御信号ＭＳ及び発電デューティ制御信号ＧＳをオフ状態とすると共に、直結クラッチ３６へのクラッチ制御信号ＣＳもオフ状態とし、その後少なくとも発進時にエンジン回転数検出値ＮE 、モータ／発電機回転数検出値ＮM/G 、レンジ信号ＲＳ及びスロットル開度検出値ＴＨ等に基づいてモータ／発電機２及び直結クラッチ３６を制御する。ちなみに、この実施形態では、車両の停車時にエンジン１の回転を停止する、所謂アイドリングストップを行うように構成されている。
【００２５】
記憶装置１２ｃは、演算処理装置１２ｂの演算処理に必要な処理プログラムを予め記憶していると共に、演算処理装置１２ｂの演算過程で必要な各種データを記憶する。
出力側インタフェース回路１２ｄは、演算処理装置１２ｂの演算結果である駆動デューティ制御信号ＭＳ及び発電デューティ制御信号ＧＳとクラッチ制御信号ＣＳとをモータ／発電機駆動回路７及び電磁ソレノイド３６ａに供給する。ちなみに、前記モータ／発電機２では、逆起電圧を利用することにより、車両に制動力を付与することも可能である。このモータ／発電機２の制動トルク増加制御は、モータ／発電機２が発電機として作用しているときにはモータ／発電機駆動回路７のチョッパ７ａに供給するデューティ制御信号ＤＳのデューティ比を大きくして発生する逆起電圧を増加させることにより制動トルクを増加させる。また、モータ／発電機２が電動機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を小さくして駆動トルクを減少させることにより制動トルクを増加させる。また、モータ／発電機２の制動トルク減少制御は、上記とは逆に、モータ／発電機２が発電機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を小さくして発生する逆起電力を減少させることにより制動トルクを減少させ、モータ／発電機２が電動機として作用しているときには、デューティ制御信号ＤＳのデューティ比を大きくして駆動トルクを増加させることにより制動トルクを減少させる。
【００２６】
次に、走行状態、蓄電装置の状態、車両の操作状態に応じて前記モータ／発電機用コントローラ１２で行われるエンジン１及びモータ／発電機２の各種の作動状態について説明する。
前述のように、本実施形態ではアイドリングストップによって、車両の停車中にエンジン１の回転が停止されている。そこで、セレクトレバーの操作によってドライブレンジＤを始めとする走行レンジが選択され、或いはパーキングレンジＰやニュートラルレンジＮが選択されている場合でも、スロットル開度ＴＨが“０”を越えている場合には、図３に示すように、前記モータ／発電機２を所定の回転数（必要なのは回転数とトルク）で逆回転させると、ピニオンキャリヤＣは前記ワンウエイクラッチＯＷＣによって逆回転できないため、エンジン１が正方向に回転される。この状態で、燃料を噴射することでエンジン１の回転が始動する。また、これに伴って前記オイルポンプも駆動が開始される。なお、パーキングレンジＰやニュートラルレンジＮが選択されているときには、変速装置４の入力側と出力側とが接続されていないので、前記直結クラッチ３６を締結し、エンジン１とモータ／発電機２とを直結した状態で、モータ／発電機２を正回転し、正方向のトルクを発生させるようにしてもエンジン１を回転始動することも可能である。
【００２７】
このようにしてエンジン１の回転始動後に、車両を発進走行させる必要がない場合、つまりフットブレーキが踏み込まれているような場合には、そのエンジン１の回転駆動力を利用してバッテリなどの蓄電装置６に蓄電を行う。つまり、モータ／発電機２を発電機として使用し、発電を行う。このとき、セレクトレバーにより選択されている変速段がパーキングレンジＰか、或いはニュートラルレンジＮである場合には、変速装置４の入力側と出力側とが接続されていないので、図４ａに示すように、前記直結クラッチ３６でエンジン１とモータ／発電機２とを直結し、エンジン１でモータ／発電機２を正回転させながら正方向のトルクを与え、発電を行う。一方、ドライブレンジＤレンジを始めとする走行レンジが選択されているときには、変速装置４の入力側と出力側とが接続されているので、図４ｂに示すように、ピニオンキャリヤＣがワンウエイクラッチＯＷＣで逆回転しないことを利用し、エンジン１でモータ／発電機２を逆回転させながら正方向のトルクを与え、発電を行う。
【００２８】
また、ドライブレンジＤを始めとする走行レンジが選択され、アクセルペダルが踏み込まれると、車両を発進させるために、図５に示すように、直結クラッチ３６の解放状態で、スロットル開度が大きくなるほど、大きな値に予め設定されている目標エンジン回転数ＮEPにエンジン１の回転数を維持しながら、モータ／発電機２を次第に正回転させるべく、正方向トルクを発生せしめ、これによりピニオンキャリヤＣに正方向のトルクを与えて車両を発進加速させる。このとき、モータ／発電機２が逆回転している状態では発電機として機能し、正回転している状態ではモータとして機能している。
【００２９】
やがて、モータ／発電機２の回転数が、所定の回転数、つまり目標エンジン回転数ＮEPに維持されているエンジンの回転数に一致又はほぼ一致したら、前記直結クラッチ３６を締結し、エンジン１とモータ／発電機２とを直結して車両を走行する。例えば、車両が或る程度以上の車速で高速走行しているとか、アクセルペダルの踏込み量が大きいとか、変速装置４内の減速比が大きいとか、蓄電装置６の蓄電量が少ないといった状況では、モータ／発電機２をモータとして使用するのは不利なので、図６ａに示すように、モータ／発電機２ではトルクを発生せず、所謂フリーな状態にしてエンジン１でのみトルクを発生し、走行する。一方、車速が低いとか、アクセルペダルの踏込み量が小さいとか、変速装置４内の減速比が小さいとか、蓄電装置６の蓄電量が多いといった状況では、モータ／発電機２をモータとして使用しても差し支えないので、図６ｂに示すように、モータ／発電機２を正回転し、正方向のトルクを発生させて、エンジン１のアシストを行う。
【００３０】
このような加速走行状態に対して、車両が減速状態にある、所謂エンジンブレーキの効きが期待される状況では、図７に示すように、前記直結クラッチ３６を締結したままで、モータ／発電機２を発電機として用い、駆動輪５から入力される路面反力トルクに対し、負の方向のトルクを発生させて、本来のエンジンブレーキの代わりに或いはそれに加えて制動力を強める。
【００３１】
このような一般的な走行状況の他に、本実施形態では、ドライブレンジＤを始めとする走行レンジでのクリープ走行モードが設定されている。例えば、前述したエンジン回転始動直後のような状況では、図８ａに示すように、アイドル回転状態にあるエンジン１で正方向のトルクを発生させながら、モータ／発電機２で正方向のトルクを発生し、両者の合成トルクで車両をクリープ走行させる。また、エンジン１が回転始動されていないときには、図８ｂに示すように、モータ／発電機２を正回転させながら正方向のトルクを発生し、これにより車両をクリープ走行させることも可能である。
【００３２】
図９ａは、アクセルペダルが極僅かに踏み込まれている状態での車両発進時のタイミングチャートである。このような状態では、例えばモータ／発電機２を高速回転させて車速を著しく加速する必要はないので、エンジン回転始動後の逆回転状態のモータ／発電機２をゆっくりと正回転化しながら、正方向の一定のトルクを発生せしめ、エンジン１とモータ／発電機２との直結後は、更にエンジン１の出力トルクを低減させて、ほぼモータ／発電機２だけで車両を発進加速することができる。これに対して、図９ｂは、アクセルペダル全開状態での車両発進時のタイミングチャートであるが、モータ／発電機２を高速回転させることは、モータトルクを低減することになり、車両を加速するには十分でないことが多いことから、エンジン回転始動後の逆回転状態のモータ／発電機２を速やかに正回転させ、エンジン１とモータ／発電機２との直結を早め、その直結後は、エンジンの出力トルクを高め、エンジン１の出力トルクとモータ／発電機２の出力トルクで車両を発進加速し、速やかに高車速に到達させている。
【００３３】
このようなモータ／発電機２の制御は、主として運転者の要求する加速度に応じて行われるべきであり、本実施形態では運転者の意志を表すスロットル開度とエンジンの実際の回転数から目標とするモータ／発電機トルクを求め、そのトルクが得られるようにモータ／発電機２の回転状態、トルクを制御する。このため、本実施形態では、例えば図１０のブロック図に示すような制御が行われる。この制御は、前記モータ／発電機用コントローラ１２内の演算処理装置１２ｂで行われる演算処理によって構築されており、前記サスペンションストロークセンサ１５で検出されたサスペンションストロークＳＴに基づいて自車両の重量Ｗを算出する車重算出部４０と、前記エンジン回転数センサ８のエンジン回転数ＮE 及びスロットル開度センサ１１のスロットル開度ＴＨからエンジンマップトルクＴE/G0を算出するエンジンマップトルク算出部４１と、前記エンジン回転数ＮE から時定数τを算出する時定数算出部４２と、前記エンジンマップトルク算出部４１で算出されたエンジンマップトルクＴE/G0に対して、前記時定数算出部４２で算出された時定数τを用いて可変一次遅れ処理を施し、駆動系に入力される現在のエンジントルクＴE/G を算出する可変一次遅れ処理部４３と、この可変一次遅れ処理部４３で算出された現在のエンジントルクＴE/G に対して比例要素処理を施す比例要素処理部４４と、この比例要素処理部４４で算出された値に対し、前記変速装置用コントローラＴＣから入力した変速比及び前記車重算出部４０で算出された自車両重量Ｗを用いて無駄時間要素処理を施して第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1を算出する無駄時間要素処理部４５と、前記エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度ＴＨに基づいて第２モータ／発電機トルクに相当する基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を算出する基準モータ／発電機トルク算出部４６と、この基準モータ／発電機トルク算出部４６で算出された基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に対して比例要素処理を施す比例要素処理部４７と、この比例要素処理部４７で算出された値に対し、前記変速装置用コントローラＴＣから入力した変速比及び前記車重算出部４０で算出された自車両重量Ｗを用いて無駄時間要素処理を施して第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3を算出する無駄時間要素処理部４８と、この無駄時間要素処理部４８で算出された第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3と前記基準モータ／発電機トルク算出部４６で算出された第２モータ／発電機トルクＴ* M/G2とを加算する加算器４９と、この加算器４９で加算された値と前記無駄時間要素処理部４５で算出された第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1とを加算して目標モータ／発電機トルクＴ* M/G を算出出力する加算器５０とを含んで構成される。
【００３４】
前記車重算出部４０では、前記サスペンションストロークセンサ１５で検出されたサスペンションストローク量ＳＴに所定の係数ｋを乗じて自車両の重量を算出する。
前記エンジンマップトルク算出部４１では、例えば図１１に示すような横軸をエンジン回転数ＮE とし、縦軸をエンジンマップトルクＴE/G0とし、スロットル開度ＴＨをパラメータとするエンジントルクマップに従って、エンジンマップトルクＴE/G0を算出する。
【００３５】
前記時定数算出部４２では、一般にエンジン回転数ＮE が大きいほど応答性がよいことから、エンジン回転数ＮE が大きいほど時定数τが小さくなり且つ下に凸の曲線で構成される図１２の制御マップに従って時定数τを算出設定する。
そして、前記可変一次遅れ処理部４３では、前記時定数算出部４２で算出された時定数τを用いて前記エンジンマップトルク算出部４１で算出されたエンジンマップトルクＴE/G0に一次遅れ処理を施し、現在のエンジントルクＴE/G を算出する。
【００３６】
これに対し、前記比例要素処理部４４及び無駄時間要素処理部４５では、以下のようにして比例要素及び無駄時間要素を設定する。
まず、エンジントルクをＴE/G 、エンジンのイナーシャ（第１回転メンバイナーシャ）をＩE/G 、モータ／発電機のトルクをＴM/G 、モータ／発電機のイナーシャ（第３回転メンバイナーシャ）をＩM/G 、ピニオンキャリヤ、即ち変速装置以降のイナーシャをＩCRR とし、更にドライブシャフトのバネ定数をＫ、ドライブシャフトの減衰定数をＣ、ドライブシャフト軸での車体の等価慣性（＝自車両重量×タイヤ動半径2 ）をＩW とし、更に前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比をαとしたとき、ドライブシャフトのねじれ角θd に関して下記１式が成立する。
【００３７】
【数１】
前記１式は二次遅れ系であるから、右辺を入力とする一般式で表すと図１２のようになり、式中の固有角周波数ωn 、減衰定数ζは下記２式及び３式で表れる。
【００３９】
【数２】
ここで、例えばエンジントルクＴE/G が急変すると、ドライブシャフトは下記４式で表れる駆動系の固有周期λで振動する。
【００４１】
【数３】
モータ／発電機トルクＴM/G により、このエンジントルクＴE/G によるドライブシャフトの振動を干渉によって相殺するには、その振動と同じ振幅で且つ前記駆動系の固有周期λの半分遅れた振動を、モータ／発電機トルクＴM/G の変動によって発生させればよい。ここで、前記エンジントルクＴE/G によるドライブシャフトの振動は、１／２周期後、即ちλ／２後には、exp(ーζπ／（１−ζ2)1/2)倍に減衰されているので、時間に関するエンジントルクの関数ＴE/G(t)に対して、下記５式で表れるモータ／発電機トルクＴ* M/G1をモータ／発電機で発生すれば、エンジントルクＴE/G の急変によるドライブシャフトの捩り振動を干渉によって相殺することが可能となる。
【００４３】
【数４】
このうち、エンジントルクＴE/G に乗じられている係数部分が比例要素処理部４４を構成し、前記時間に関するエンジントルクの関数ＴE/G(t)を１／２周期遅らせる部分が無駄時間要素処理部４５を構成している。また、前記５式で表れるモータ／発電機トルクＴ* M/G1が本発明の第１トルクに相当する。
一方、前記基準モータトルク算出部４６では、図１４の制御マップに従って、前記エンジン回転数センサ８で検出されたエンジン回転数ＮE 及びスロットル開度センサ１１で検出されたスロットル開度ＴＨに基づいて基準モータトルクＴ* M/G2を算出する。この制御マップは、エンジン回転数ＮE から基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を算出設定する二次元マップであり、パラメータとしてスロットル開度ＴＨを用いている。
【００４５】
このマップの特徴の一つは、予めエンジンのアイドル回転数程度に設定された第１所定エンジン回転数ＮE0以下の領域で基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が零である点である。これは、▲１▼．エンジン回転数ＮE がアイドル回転数より低い領域では、エンジントルクが安定せず、この状態で更にモータ／発電機トルクがエンジン１にかかってエンジンストールが発生するのを防止する、▲２▼．目標エンジン回転数までエンジン回転数を素早く吹きあがらせる、▲３▼．エンジンの回転数ＮE がアイドル回転数より低い領域でモータ／発電機の回転数ＮM/G が当該エンジン回転数ＮE と一致或いはほぼ一致すると、その回転数でエンジン１とモータ／発電機２とが直結されてしまい、それ以後、例えばモータ／発電機２の正方向のトルクがなくなると、エンジン１がアイドル回転数より低い領域で車両を加速しなければならなくなり、結果的にエンジンストール等が生じて車両挙動が不安定になるのを防止するためである。
【００４６】
また、この第１所定エンジン回転数ＮE0以上で、それより大きい第２所定エンジン回転数ＮE1以下の領域では、エンジン回転数ＮE の増大に伴って次第に基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が増加するように設定されているため、エンジンの回転数をさほど増大させることなく、モータ／発電機のトルクで車両を発進加速させることが可能となるのである。実際にはエンジンが発生するトルクよりも基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が小さくなるように設定されているが、これは、前記トルク合成機構を構成する遊星歯車機構の歯数比によってモータ／発電機のトルクが増幅されるため、小さなモータ／発電機のトルクでも車両を発進加速させることが可能である。
【００４７】
このことは、マップ中で、スロットル開度が大きいほど（図では１／８より２／８の方が、２／８より３／８の方が開度が大きい）基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が大きいこととも関連している。同等のエンジン回転数ＮE 、即ち同等のエンジントルクに対して、スロットル開度ＴＨが大きいほど、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が大きいことは、例えば前記エンジン回転始動後に逆回転しているモータ／発電機は速やかに正回転に転ずることになるが、モータ／発電機をモータとして使用するとき、回転数が高くなればなるほどトルクは小さくなるから、実際には基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が達成されにくくなる。一方、モータ／発電機回転数ＮM/G は、速やかにエンジン回転数ＮE に一致又はほぼ一致するため、エンジンとモータ／発電機とが直結クラッチによって比較的早期に直結される。そのため、車両の加速に必要なトルクをエンジンがまかなうことになり、モータ／発電機は不必要にトルクを発生するのを防止することが可能となるのである。
【００４８】
逆に、スロットル開度ＴＨが小さいほど、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が小さいことは、例えば前記エンジン回転始動後に逆回転しているモータ／発電機がなかなか正回転に転じず、その回転数ＮM/G もエンジン回転数ＮE に一致しにくくなるので、エンジンとモータ／発電機とはなかなか直結されない。このことは、スロットル開度ＴＨが小さい、即ち運転者がさほど加速力を必要としていない発進加速時に、ほぼモータ／発電機のトルクのみ（実際にはエンジン１のアイドル回転状態でのトルクとの合成トルク）で、比較的ゆっくりと車両を加速することを意味する。一般的なエンジンの特性は、低回転でトルクが安定しないという特徴があるため、この欠点を補って車両をゆっくりと加速することが可能となる。
【００４９】
一方、前記第２所定エンジン回転数ＮE1と同等か、或いはそれよりややエンジン回転数ＮE の大きい領域で、エンジンのトルクと基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2とが同等となるようになっており、従ってその領域でエンジン回転数ＮE とモータ／発電機回転数ＮM/G とが一致又はほぼ一致するように設定されている。そして、これよりエンジン回転数ＮE の大きい領域では、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2の上限値Ｔ* M/G0間での間で、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2はエンジンのトルクに一致又はほぼ一致するように設定されている。即ち、エンジン回転数ＮE が前記第２所定エンジン回転数ＮE1を超えた段階で、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が達成されると、その時点でモータ／発電機回転数ＮM/G がエンジン回転数ＮE に一致又はほぼ一致しており、その状態でエンジンとモータ／発電機とを直結トルクの締結により直結すると、両者のトルクを一致させる必要がないので、例えばモータ／発電機のトルクを徐々になくし、エンジンのみによる違和感のない加速を行えるのである。
【００５０】
また、既に理解できるように、エンジン回転数ＮE に対する基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2の増加傾きが、当該基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2のゲインに相当する。そして、この実施形態では、幾つかの段階に区分しているが、エンジン回転数ＮE が増大するほど、この傾きが小さくなっている。前述のように、エンジンのアイドル回転数程度に設定された第１所定エンジン回転数ＮE0よりエンジン回転数ＮE の小さい領域でモータ／発電機とエンジンとを直結させることはできないので、この領域を避け、当該第１所定エンジン回転数ＮE0から第２所定エンジン回転数ＮE1までの領域で、モータ／発電機に大きな正方向のトルクを発生せしめて車両を加速すると共に、その正回転方向への回転数ＮM/G を高め、その後、エンジン回転数ＮE が前記第２所定エンジン回転数ＮE1より僅かに増大するような状態で、モータ／発電機のトルクがエンジントルクに一致或いはほぼ一致し、同時にモータ／発電機回転数ＮM/G とエンジン回転数ＮE とが一致又はほぼ一致しているので、両者を直結して車両を加速することが可能となる。
【００５１】
このようなマップの設定による効果は、前述した図９のタイミングチャートにもよく現れている。また、車両が発進加速する以前から、つまり駆動系の捩り振動が発生する以前から、エンジン回転数ＮE とスロットル開度ＴＨとを用いて、フィードフォワード的に基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を設定しているので、その分だけ、駆動系の捩り振動の影響を受けにくく、モータ／発電機のトルクや回転数が振動しにくく、従って安定した車両の発進加速が期待される。
【００５２】
但し、この基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2によってもドライブシャフトにねじり振動が発生する可能性はある。従って、この基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2によるドライブシャフトの捩り振動を干渉によって相殺する第３のモータ／発電機トルクＴ* M/G3を考えると、前記５式におけるトルク合成機構を構成する遊星歯車機構が介在していないことから、その歯数比αは１であり、且つイナーシャのβも１であることから、第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3は下記６式で表れる。
【００５３】
【数５】
このうち、基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に乗じられている係数部分が前記比例要素処理部４７を構成し、前記時間に関する基準モータ／発電機トルクの関数Ｔ* M/G2(t) を１／２周期遅らせる部分が無駄時間要素処理部４８を構成している。また、前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2が本発明の第２トルクに相当し、前記６式で表れる第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3が本発明の第３トルクに相当する。
【００５５】
図１５は、前記図１０のブロック図に示す演算処理によるエンジントルクＴE/G 、モータ／発電機トルクＴM/G と、車体に作用する加速度、即ち振動の状態を示している。この場合は、エンジントルクＴE/G がステップ的に立ち上がり、前記図１４の制御マップの第１所定エンジン回転数ＮE0を超えているので、これに対応して前記図１０の基準モータトルク算出部４６が、エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度ＴＨに応じた基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2を設定し、それがモータ／発電機で発生される。そして、これから前記駆動系の固有角周期の半分だけ遅れて前記エンジントルクＴE/G に前記比例要素を乗じた前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1と前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2に前記比例要素を乗じた第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3とが同時に設定され、前記基準モータ／発電機トルクＴ* M/G2と合わせたモータ／発電機トルクＴM/G が発生される。これにより、エンジントルクＴE/G だけでは加速度として図に二点鎖線で示すような捩り振動がドライブシャフトに発生するのに対し、前記モータ／発電機トルクＴM/G 、特に前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1と第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3とによる捩り振動が加速度として図に一点鎖線で示すように発生し、これが前記エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動に干渉して相殺し、結果として図に実線で示すような滑らかな加速度が得られ、同時にドライブシャフトの捩り振動、即ち車体に伝達される振動が抑制防止される。
【００５６】
ところで、前記５式及び６式の無駄時間要素には、共に固有角周波数ωn 及び減衰定数ζが含まれている。前述のように、この固有角周波数ωn や減衰定数ζは、駆動系の固有角周波数及び減衰定数であるから、変速比が変化すると、当然ながら変化する。また、前記駆動系のイナーシャＩa 、減衰定数Ｃa 、バネ定数Ｋa が変化しなければ、各変速比で固有の値でもある。そこで、本実施形態では、前記変速装置用コントローラＴＣからの変速装置信号ＴＳから現在の変速比を検出し、その変速比に応じて前記固有角周波数ωn 及び減衰定数ζを変更し、無駄時間要素を調整することにより、前記駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、ドライブシャフトの捩り振動をより一層確実に干渉させて相殺できるようにしている。
【００５７】
更に、前記駆動系の減衰定数Ｃa やバネ定数Ｋa には、駆動軸での車体の等価慣性ＩW が関与しており、この車体の等価慣性ＩW は、前述のように自車両の重量Ｗに比例するから、自車両の重量Ｗが変化すると、駆動系の減衰定数Ｃa やバネ定数Ｋa が変化し、それと共に前記無駄時間要素に関与する駆動系の固有角周波数ωn 及び減衰定数ζも変化する。そのため、本実施形態では、前記車重算出部４０で算出された自車両の重量Ｗを用いて前記固有角周波数ωn 及び減衰定数ζを変更し、無駄時間要素を調整することにより、前記駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、ドライブシャフトの捩り振動をより一層確実に干渉させて相殺できるようにしている。
【００５８】
次に、本発明のパラレルハイブリッド車両の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両の構成は図１６に示すように、前記第１実施形態の図１のものに対し、前記自車両の重量を検出するためのサスペンションストロークセンサ１５に代えて、車体に作用する加速度Ｇを検出する加速度センサ１６が設けられている点が異なる。また、前記モータ／発電機用コントローラ１２で行われる演算処理は図１７に示すように、前記第１実施形態の図１０のものに対し、前記自車両の重量を算出する車重算出部４０に代えて、前記駆動系の固有角振動数及び減衰定数を学習する固有角振動数・減衰定数学習部５１が設けられている点が異なる。
【００５９】
前述したように、駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζは、例えば変速比や自車両の重量に応じて変化するものであるが、前記固有角振動数・減衰定数学習部５１は、これらを学習によって補正する。即ち、例えば図１８ａに示すように、前述のようにしてエンジントルクＴE/G に対してモータ／発電機トルクＴM/G を設定し、それを制御した結果、図示二点鎖線で示す目標とする加速度Ｇ* に対して、図示実線で示すような加速度Ｇが発生し、ドライブシャフトの捩り振動が抑制できなかった場合には、駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζを変更し、更に目標とする加速度Ｇ* と検出される加速度Ｇとを比較し、これを繰り返して、最終的には図１８ｂに示すように、目標とする加速度Ｇ* と検出される加速度Ｇとが一致又はほぼ一致するようにして駆動系の固有角振動数ωn や減衰定数ζを学習する。
【００６０】
このように、検出された振動状態が所定の振動状態となるように、前記第１モータ／発電機トルクＴ* M/G1や第３モータ／発電機トルクＴ* M/G3を算出設定する際の無駄時間要素のパラメータである駆動系の固有振動周期ωn や減衰定数ζを適切な値に学習補正することにより、ドライブシャフトの捩り振動を確実に抑制防止することができる。
【００６１】
なお、前記第２実施形態では、ドライブシャフトの捩り振動を検出する手段として車体の加速度を検出したが、これに代えて、例えば駆動輪の回転速度センサを用いて、その回転速度の変動からドライブシャフトの捩り振動を検出したり、変速装置の出力軸回転速度と駆動輪の回転速度との差からドライブシャフトの捩り振動を検出したりするようにしてもよい。
【００６２】
また、前記各実施形態では、コントローラにマイクロコンピュータを用いた場合について説明したが、これに代えて各種の演算回路を使用することも可能である。
また、前記直結クラッチ３６の位置は、前記実施形態に記載される位置に限ったものではなく、サンギヤーキャリア間、キャリアーリングギヤ間にあってもよい。
【００６３】
また、前記遊星歯車機構の３要素と、エンジン、モータ／発電機、出力の結合方法は、前記実施形態のものに限定されるものではない。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係るパラレルハイブリッド車両によれば、電動発電機のトルクを制御するにあたり、スロットル開度の急変によるエンジントルク急変時のエンジントルクを算出し、この算出された急変時のエンジントルクによってドライブシャフトに発生する捻り振動を抑制するための第１のトルクを算出し、エンジン回転数を所定回転数に維持するトルクに加えて第１のトルクを電動発電機で発生させる構成としたため、トルク合成機構が差動しているときに、エンジントルクの急変に伴うドライブシャフトの捻り振動を抑制防止することが可能となる。
また、エンジンと連結する第１回転メンバと、変速装置と連結する第２回転メンバと、電動発電機と連結する第３回転メンバとを有する差動歯車機構からトルク合成機構を構成し、算出されたエンジントルクを所定の無駄時間だけ遅らせ、且つ少なくとも前記差動歯車機構の歯数比と第１回転メンバイナーシャ及び第３回転メンバイナーシャとに基づいて算出される所定の係数を乗じて前記第１のトルクを算出する構成としたため、この所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分とすることにより、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
【００６５】
また、本発明のうち請求項２に係るパラレルハイブリッド車両によれば、算出されたエンジントルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを第１のトルクとして算出する構成としたため、ドライブシャフトではエンジントルクによる捩り振動が当該第１のトルクによる捩り振動に干渉して相殺され、これにより当該ドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができる。
【００６７】
また、本発明のうち請求項３に係るパラレルハイブリッド車両によれば、所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分としたため、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
また、本発明のうち請求項４に係るパラレルハイブリッド車両によれば、変速装置の変速比に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、変速装置の変速比に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００６８】
また、本発明のうち請求項５に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された自車両の重量に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、エンジントルクによるドライブシャフトの捩り振動を第１トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００６９】
また、本発明のうち請求項６に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された振動状態が所定の振動状態となるように所定の無駄時間のパラメータを調整する構成としたため、所定の無駄時間のパラメータである駆動系の固有振動周期や減衰定数を、当該ドライブシャフトの振動を抑制するための適切な値にして、当該ドライブシャフトの捩り振動をより一層抑制防止することができる。
【００７０】
また、本発明のうち請求項７に係るパラレルハイブリッド車両によれば、車両発進時にエンジン回転数を所定回転数に維持するように制御される電動発電機のトルクを第２のトルクとしたとき、この第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捻り振動を抑制するための第３のトルクを算出し、第１のトルクに加えて第３のトルクを電動発電機で発生させる構成としたため、トルク合成機構が差動しているときに、第２のトルクの急変に伴うドライブシャフトの捻り振動を抑制防止することが可能となる。
【００７１】
また、本発明のうち請求項８に係るパラレルハイブリッド車両によれば、第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第３のトルクとして算出する構成としたため、ドライブシャフトでは第２のトルクによる捩り振動が当該第３のトルクによる捩り振動に干渉して相殺され、これにより当該ドライブシャフトの捩り振動を抑制防止することができる。
【００７２】
また、本発明のうち請求項９に係るパラレルハイブリッド車両によれば、第２のトルクを所定の無駄時間だけ遅らせ且つ所定の係数を乗じて第３のトルクを算出する構成としたため、この所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分とすることにより、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
【００７３】
また、本発明のうち請求項１０に係るパラレルハイブリッド車両によれば、所定の無駄時間を、駆動系の固有捩り振動周期の半分としたため、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動に確実に干渉させることができる。
また、本発明のうち請求項１１に係るパラレルハイブリッド車両によれば、変速装置の変速比に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００７４】
また、本発明のうち請求項１２に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された自車両の重量に応じて所定の無駄時間のパラメータを補正する構成としたため、自車両の重量に応じて変化する駆動系の固有捩り振動周期の半分に相当する所定の無駄時間を正確なものとし、第２のトルクによるドライブシャフトの捩り振動を第３トルクによる捩り振動により一層確実に干渉させることができる。
【００７５】
また、本発明のうち請求項１３に係るパラレルハイブリッド車両によれば、検出された振動状態が所定の振動状態となるように所定の無駄時間のパラメータを調整する構成としたため、所定の無駄時間のパラメータである駆動系の固有振動周期や減衰定数を、当該ドライブシャフトの振動を抑制するための適切な値にして、当該ドライブシャフトの捩り振動をより一層抑制防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパラレルハイブリッド車両の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のパラレルハイブリッド車両に用いられる差動装置の一例を示す模式図である。
【図３】図１のパラレルハイブリッド車両でエンジンを回転始動するときの模式図と共線図である。
【図４】図１のパラレルハイブリッド車両で蓄電装置に蓄電するときの模式図と共線図である。
【図５】図１のパラレルハイブリッド車両で車両を発進加速するときの模式図と共線図である。
【図６】図１のパラレルハイブリッド車両で車両を走行するときの模式図と共線図である。
【図７】図１のパラレルハイブリッド車両で電動発電機を回生するときの模式図と共線図である。
【図８】図１のパラレルハイブリッド車両で車両をクリープ走行するときの模式図と共線図である。
【図９】図１のパラレルハイブリッド車両を発進加速するときのエンジン及び電動発電機の作動状態を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１のコントローラ内の演算処理を示すブロック図である。
【図１１】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１２】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１３】パラレルハイブリッド車両の駆動系を示すブロック図である。
【図１４】本発明のパラレルハイブリッド車両の実施形態で用いられる制御マップである。
【図１５】図１０の演算処理の作用の説明図である。
【図１６】本発明のパラレルハイブリッド車両の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】図１６のコントローラ内の演算処理を示すブロック図である。
【図１８】図１７の演算処理の作用の説明図である。
【符号の説明】
１はエンジン
２はモータ／発電機（電動発電機）
３は差動装置（トルク合成機構）
４は変速装置
５は駆動輪
６は蓄電装置
７はモータ／発電機駆動回路
８はエンジン回転数センサ
９はモータ／発電機回転数センサ
１０はインヒビタースイッチ
１１はスロットル開度センサ
１２はモータ／発電機用コントローラ
１３はオイルポンプ
１５はサスペンションストロークセンサ（車重検出手段）
１６は加速度センサ（振動検出手段）
２１は遊星歯車機構（トルク合成機構）
３６は直結クラッチ
ＯＷＣはワンウエイクラッチ
Ｓはサンギヤ
Ｐはピニオン
Ｒはリングギヤ
Ｃはピニオンキャリヤ
Claims (13)
- エンジンと、発電機及び電動機の両機能を備えた電動発電機と、変速装置と、前記エンジンの出力トルク及び電動発電機の出力トルクを合成して出力するトルク合成機構と、前記エンジンと電動発電機とを直結する直結クラッチと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記電動発電機のトルクを制御するトルク制御手段とを備えたパラレルハイブリッド車両であって、前記トルク制御手段は、車両発進時に前記直結クラッチを非締結状態として、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように前記電動発電機のトルクを制御するパラレルハイブリッド車両において、前記トルク制御手段は、スロットル開度の急変によるエンジントルク急変時のエンジントルクを算出するエンジントルク算出手段と、前記エンジントルク算出手段で算出された急変時のエンジントルクによってドライブシャフトに発生する捻り振動を抑制する第１のトルクを算出する第１トルク算出手段とを備え、前記エンジン回転数を所定回転数に維持するトルクに加えて前記第１トルク算出手段で算出された第１のトルクを出力すると共に、前記トルク合成機構は、前記エンジンと連結する第１回転メンバと、前記変速装置と連結する第２回転メンバと、前記電動発電機と連結する第３回転メンバとを有する差動歯車機構から構成され、前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクを所定の無駄時間だけ遅らせ、且つ少なくとも前記差動歯車機構の歯数比と前記差動歯車機構の第１回転メンバイナーシャ及び第３回転メンバイナーシャとに基づいて算出される所定の係数を乗じて前記第１のトルクを算出することを特徴とするパラレルハイブリッド車両。
- 前記第１トルク算出手段は、前記エンジントルク算出手段で算出されたエンジントルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第１のトルクとして算出することを特徴とする請求項１に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記第１トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記ドライブシャフトの捻り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第１トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記トルク制御手段は、前記車両発進時に、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数を所定回転数に維持するように制御される前記電動発電機のトルクを第２のトルクとしたとき、この第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捻り振動を抑制するための第３のトルクを算出する第３トルク算出手段を備え、前記第１のトルクに加えて前記第３トルク算出手段で算出された第３のトルクを出力することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクにより発生するドライブシャフトの捩り振動と振幅が同じで且つ位相が１８０度ずれた振動を発生させるトルクを前記第３のトルクとして算出することを特徴とする請求項７に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記第３トルク算出手段は、前記第２のトルクを所定の無駄時間だけ遅らせ且つ所定の係数を乗じて前記第３のトルクを算出することを特徴とする請求項７又は８に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記所定の無駄時間は、駆動系の固有捩り振動周期の半分であることを特徴とする請求項９に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記第３トルク算出手段は、前記変速装置の変速比に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とする請求項９又は１０に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 自車両の重量を検出する車重検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記車重検出手段で検出された自車両の重量に応じて前記所定の無駄時間のパラメータを補正することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
- 前記ドライブシャフトの捩り振動を検出する振動検出手段を備え、前記第３トルク算出手段は、前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の振動状態となるように前記所定の無駄時間のパラメータを調整することを特徴とする請求項９乃至１２の何れか一項に記載のパラレルハイブリッド車両。
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