JP3994983B2 - ハイブリッド車両の駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンおよび電動機の両方によって車輪駆動力を発生可能なハイブリッド車両に用いられる駆動装置に関するものである。

近年、車両の駆動力源として、燃料の燃焼により動力を出力するエンジンと、電力の供給により動力を出力する電動機とを搭載したハイブリッド車両が提案されている。このハイブリッド車両においては、各種の条件に基づいて、エンジンおよび電動機の駆動・停止を制御することにより、燃費の向上および騒音の低減ならびに排気ガスの低減を図ることができるものとされている。

このように、複数の駆動力源を登載したハイブリッド車両の事例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジンおよび２つのモータを備えているとともに、プラネタリギヤを有している。プラネタリギヤのキャリアにはエンジンのクランクシャフトが連結され、プラネタリギヤのサンギヤには第１のモータが連結され、プラネタリギヤのリングギヤには第２のモータが連結されている。さらに、プラネタリギヤのリングギヤには、チェーンベルト、デファレンシャルギヤを介して駆動輪が連結されている。そして、プラネタリギヤを構成するギヤ間で歯打ち音（以下、「異音」とも称する）が発生する条件が検出された場合は、エンジン回転数を所定値以上に制御することにより、ギヤ同士を押付ける力を増して歯打ち音を低減できるものとされている。
特開平１１−９３７２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたハイブリッド車両では、プラネタリギヤに連結されている第２のモータのトルクが実質的に零であると、プラネタリギヤにおける歯打ち音が大きくなるおそれがあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、所定の条件により電動機のトルクが実質的に零に制御されている場合でも、エンジントルクの変動により噛み合い機構で衝撃が発生することによる異音の発生を抑制可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供することである。

この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、車輪に連結された動力伝達部材と、動力伝達部材に並列に連結されたエンジンおよび電動機と、動力伝達部材に連結された噛み合い機構とを備えたハイブリッド車両の駆動装置であって、電動機回転角検出手段と、異音発生判定手段と、第１のトルク制御手段と、異音消滅判定手段とを備える。電動機回転角検出手段は、電動機の回転角を逐次検出する。異音発生判定手段は、電動機のトルクが実質的に零に制御されている場合に、エンジントルクの変動により噛み合い機構で異音が発生していることを、電動機回転角検出手段で検出された回転角の推移に基づいて逐次判断する。第１のトルク制御手段は、異音発生判定手段により異音が発生していると判断された場合に、電動機のトルクの絶対値を徐々に増加させる。異音消滅判定手段は、第１のトルク制御手段による電動機のトルクの絶対値の増加に対応して、異音が消滅したかどうかを、回転角の推移に基づいて逐次判断する。第１のトルク制御手段は、異音消滅判定手段により異音が消滅したと判断されるまで電動機のトルクの絶対値を増加させる一方で、異音が消滅したと判断されたときは、そのときのトルクを維持する。

好ましくは、ハイブリッド車両の駆動装置は、トルク方向制御手段をさらに備える。トルク方向制御手段は、ハイブリッド車両が位置する路面の傾斜方向に基づいて、第１のトルク制御手段によって絶対値が増加されるトルクの方向を正方向および負方向の一方に決定する。

また好ましくは、ハイブリッド車両の駆動装置は、車両飛出し判定手段と、第２のトルク制御手段とをさらに備える。車両飛出し判定手段は、異音消滅判定手段により異音が消滅したと判断された時点からの電動機の回転角の挙動に基づき、第１のトルク制御手段によって維持された電動機のトルクではハイブリッド車両の停止状態が保てないことを検知する。第２のトルク制御手段は、車両飛出し判定手段によってハイブリッドの車両の動き出しが検知されたときに、ハイブリッド車両の停止状態を維持可能なレベルまで電動機のトルクの絶対値を減少させる。

さらに好ましくは、第１のトルク制御手段による単位時間当たりでの電動機のトルク増加レートは、第２のトルク制御手段による単位時間当たりでの電動機のトルク減少レートよりも小さい。

あるいは好ましくは、ハイブリッド車両の駆動装置は、車両飛出し判定手段と、制動力増加手段とをさらに備える。車両飛出し判定手段は、異音消滅判定手段により異音が消滅したと判断された時点以降での回転角の推移に基づき、トルク制御手段によって維持されたトルクの絶対値ではハイブリッド車両の停止状態が維持できないことを検知する。制動力増加手段は、車両飛出し判定手段によってハイブリッドの車両の動き出しが検知されたときに、ハイブリッド車両の制動装置による制動力を増加させる。

この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、電動機の回転角が推移に基づいて、噛み合い機構での異音が抑制されたと推定されるレベルの電動機トルクを発生できる。したがって、エンジントルクの変動を検出する専用のトルクセンサを設けることなく、噛み合い機構での異音を低減できる。特に、モータ回転角の実際の推移に基づいて異音低減のためのトルク増加量が決定されるので、エンジンの回転変動ばらつき、あるいは部品の寸法ばらつきや経時劣化にも対応して、適正なトルク増加量とすることで、確実に異音を低減できる。また、不必要に過大なトルクを印加することがなく燃費の悪化を防止できる。

また、ハイブリッド車両の位置する勾配に応じて、異音低減のために発生される電動機トルクの方向を決定することにより、トルク発生に伴う車両飛出しを防止することができる。

さらに、電動機トルクの印加により異音が消滅したと判断した後では、電動機の回転角の挙動を監視して車両飛出しの発生有／無を判定するとともに、車両飛出し発生有と判定したときには、電動機トルクを減少できる。これにより、電動機トルク発生による異音低下によって、運転者が意図しない車両飛出しが発生することを防止できる。

特に、車両飛出し防止時でのトルク減少レートを、異音低減時でのトルク増加レートよりも大きく設定することにより、車両飛出しの発生をより確実に防止できる。

あるいは、電動機トルクの印加により異音が消滅したと判断した後では、電動機の回転角の挙動を監視して車両飛出しの発生有／無を判定するとともに、車両飛出し発生有と判定したときには、制動装置が発生する制動力を増加させる。これにより、電動機トルク発生による異音低減と、運転者が意図しない車両飛出しの発生防止とを両立できる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の一実施例である、ＦＦ（フロントエンジン−フロントドライブ：エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車両１の駆動装置（パワートレイン）およびその制御系統を示す概念図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン２および車輪３を有しており、インプットシャフト４、アウトプットシャフト５、デファレンシャル６などにより、エンジン２と車輪３との間の動力伝達経路が構成されている。

エンジン２としては、内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジンまたは水素エンジンなどを用いることができる。エンジンのクランクシャフト７には、フライホイール８が形成されている。

一方、インプットシャフト４の外周にはスリーブ９がスプライン嵌合されており、フライホイール８とスリーブ９との間の動力伝達経路には、ダンパ機構１０が配置されている。また、インプットシャフト４の外側には、第１のモータジェネレータ（ＭＧ１）１１および第２のモータジェネレータ（ＭＧ２）１２が設けられている。第１のモータジェネレータ１１および第２のモータジェネレータ１２は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータジェネレータ１１および第２のモータジェネレータ１２には、モータ回転角を逐次検出するための角度センサ５１および５２がそれぞれ配置されている。

また、第１のモータジェネレータ１１および第２のモータジェネレータ１２に電力を供給する蓄電装置（図示せず）が設けられている。この蓄電装置としては、バッテリまたはキャパシタを用いることができる。

さらに、インプットシャフト４、アウトプットシャフト５、デファレンシャル６、第１のモータジェネレータ１１、第２のモータジェネレータ１２などの部品を収納するケーシング１３が設けられている。第１のモータジェネレータ１１は、ケーシング１３に固定されたステータ１４と、回転自在なロータ１５とを有している。

インプットシャフト４の外側であって、第１のモータジェネレータ１１と第２のモータジェネレータ１２との間には、動力分配機構１６が設けられている。この動力分配機構１６は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。

すなわち、動力分配機構１６は、サンギヤ１７と、サンギヤ１７と同心状に配置されたリングギヤ１８と、サンギヤ１７およびリングギヤ１８に噛合するピニオンギヤ１９を保持したキャリア２０とを有している。そして、サンギヤ１７とロータ１５とが一体回転するように連結され、キャリア２０とインプットシャフト４とが一体回転されるように連結されている。

リングギヤ１８は、環状部材２１の内周側に形成されている。この環状部材２１の外周には、ギヤ２２およびパーキングギヤ２３が形成されているとともに、環状部材２１の内周には、リングギヤ１８以外のリングギヤ２４が形成されている。さらに、ケーシング１３内には、パーキングギヤ２３と係合可能であり、かつパーキングギヤ２３から離脱可能なパーキングボール２５が設けられている。

さらに、インプットシャフト４の外側には、プラネタリギヤ２６が設けられている。プラネタリギヤ２６は、サンギヤ２７と、リングギヤ２４と、サンギヤ２７およびリングギヤ２４に噛合されたピニオンギヤ２８を保持するキャリア２９とを有している。

第２のモータジェネレータ１２は、ケーシング１３に固定されたステータ３０と、回転自在なロータ３１とを有している。そして、サンギヤ２７とロータ３１とが一体回転するように連結されている。このように車輪３に連結された動力伝達経路としての環状部材２１に対して、エンジン２と第２のモータジェネレータ１２とが相互に並列に配置されている。

また、キャリア２９がケーシング１３に固定されている。具体的には、キャリア２９とケーシング１３との連結部３９により、キャリア２９が回り止めされている。この連結部３９は、半径方向に突出した凸部（図示せず）と、この凸部が配置される凹部（図示せず）とを有する。

インプットシャフト４とアウトプットシャフト５とは相互に平行に配置されており、アウトプットシャフト５には、ドリブンギヤ３２およびファイナルドライブピニオンギヤ３３が形成されている。そして、ギヤ２２とドリブンギヤ３２とが噛合されている。

さらに、デファレンシャル６は、アウトプットシャフト５の回転軸線（図示せず）と平行な回転軸線を中心として回転可能なデフケース３４と、デフケース３４の外周に形成されたリングギヤ３５と、デフケース３４により保持されたピニオンギヤ（図示せず）と、ピニオンギヤに嵌合されたサイドギヤ（図示せず）とを有している。リングギヤ３５とファイナルドライブピニオンギヤ３３とが嵌合されている。

さらに、サイドギヤにはドライブシャフト３６が連結され、ドライブシャフト３６に車輪３が連結されている。さらにまた、制動要求、具体的には主としてブレーキペダルの踏み込み状態に基づいて、車輪３の回転速度の上昇を抑制する制動装置３７が設けられている。なお、制動装置３７は、制動力がＥＣＵ９０からの信号によって電子制御することも可能であるように構成されている。

次に、ハイブリッド車両１の制御系統について説明する。まず、電子制御装置５０が設けられており、この電子制御装置５０は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェイスを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。この電子制御装置５０には、角度センサ５１，５２の出力信号、エンジン回転数センサの信号、加速要求センサの信号、制動要求センサの信号、シフトポジションセンサの信号、外気温センサの信号、蓄電装置の充電量センサの信号、路面の傾斜角度センサ（Ｇセンサ）の信号などが入力される。

これに対して、電子制御装置５０からは、エンジン２を制御する信号、第１のモータジェネレータ１１、第２のモータジェネレータ１２および制動装置３７を制御する信号などが出力される。

図１には、これらの信号の一部として、第１のモータジェネレータ１１のトルク指令値Ｔｒ１および第２のモータジェネレータ１２のトルク指令値Ｔｒ２ならびに、第１のモータジェネレータ１１の回転角検出値θｍ１および第２のモータジェネレータ１２の回転角検出値θｍ２が例示されている。

蓄電装置から供給された直流電力を、第１のモータジェネレータ１１および第２のモータジェネレータ１２の駆動電力に変換する電力変換器を含むＰＣＵ（Power Control Unit）５５によって、トルク指令値Ｔｒ１，Ｔｒ２を実現するような交流電圧が第１のモータジェネレータ１１および第２のモータジェネレータ１２に供給される。

ここで、図１に示す構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、環状部材２１が、この発明の「動力伝達部材」に相当し、第２のモータジェネレータ１２がこの発明の「電動機」に相当し、プラネタリギヤ２６および連結部３９がこの発明の「噛み合い機構」に相当する。

このように構成されたハイブリッド車両１においては、電子制御装置５０に入力される信号および電子制御装置５０に記憶されているデータに基づいて、エンジン２、第１のモータジェネレータ１１、第２のモータジェネレータ１２が制御される。

たとえば、ハイブリッド車両１が停止している状態からエンジン２を始動する場合は、第１のモータジェネレータ１１を電動機として駆動させる。すると、動力分配機構１６のリングギヤ１８が反力要素となり、第１のモータジェネレータ１１のトルクは、キャリア２０、インプットシャフト４を経由してエンジンに伝達されて、エンジン２がクランキングされる。

このようにして、エンジン２をクランキングするとともに、燃料の燃焼が行なわれて、エンジン２が自律回転可能となる。エンジン２が自律回転すると、エンジン２のトルクがインプットシャフト４、キャリア２０、リングギヤ１８を経由してギヤ２２に伝達される。ギヤ２２のトルクは、アウトプットシャフト５、デファレンシャル６を経由して車輪３に伝達されて駆動力が発生する。

また、エンジン２の動力を用いて第１のモータジェネレータ１１で発電を行ない、発生した電力を蓄電装置に充電することもできる。さらに、第２のモータジェネレータ１２を電動機として駆動させ、そのトルクを、サンギヤ２７、リングギヤ２４、ギヤ２２を経由させて車輪３へ伝達することも可能である。第２のモータジェネレータ１２のトルクをリングギヤ２４へ伝達する場合、第２のモータジェネレータ１２の回転方向と、リングギヤ２４の回転方向とは逆となる。

このように、図１に示すハイブリッド車両１は、エンジン２または第２のモータジェネレータ１２のうちの少なくとも一方を駆動力源として用い、そのトルクを車輪３に伝達することが可能である。

さらに、ハイブリッド車両の惰力走行時には、ハイブリッド車両１の走行エネルギをデファレンシャル６、アウトプットシャフト５、ギヤ２２を経由させて第２のモータジェネレータ１２に伝達するとともに、第２のモータジェネレータ１２を発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置に充電することも可能である。なお、第２のモータジェネレータ１２を電動機として駆動させる場合において、第２のモータジェネレータ１２の出力トルクを正方向のトルクと呼ぶ。これに対して、第２のモータジェネレータ１２を発電機として機能させる場合において、第２のモータジェネレータ１２の回生トルクを負方向のトルクと呼ぶ。

ところで、エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギを回転運動に変換するものであるために、トルク変動が不可避的に生じる。特に、エンジン回転数が所定回転数以下である場合は燃焼が不安定であり、エンジントルクの変動幅が大きくなる。

また、エンジンの高負荷時、たとえばエンジントルクを車輪３に伝達し、かつエンジントルクにより第１のモータジェネレータ１１で発電を行なうときは、エンジントルクを高めるために燃料の供給量を増加するため、エンジントルクの変動幅が大きくなる。

このように、エンジントルクの変動が生じた場合は、エンジン２から車輪３に至る動力伝達経路（たとえば環状部材２１）に連結されている噛み合い機構で、衝撃による振動・異音が生じる可能性がある。この実施例において噛み合い機構には、プラネタリギヤ２６を構成するギヤ同士の噛み合い部、キャリア２９とケーシング１３との連結部３９などが含まれる。

また、第１のモータジェネレータ１１で発電を行なう場合、エンジントルクがほぼ一定であると想定して発電量を制御している。しかしながら、エンジントルクが変動すると、想定トルク（ＤＣ成分）と実際のトルク（ＡＣ成分）との差に相当する成分により振動・騒音が発生する。特に、想定トルクが低い場合には、想定トルクと実際のトルクとの差に相当する成分が環状部材２１を経由して噛み合い機構に伝達されることになり、振動・異音が一層悪化する。

さらに、第２のモータジェネレータ１２の正のトルクまたは負のトルクが所定条件に基づいて実質的に零に制御されている場合は、プラネタリギヤ２６を構成するギヤ同士の押付け力、またはキャリアとケーシング１３との押付け力が低いため、上記の振動・異音が一層大きくなるおそれがある。このような所定条件には、加速要求、制動要求、発電要求（充電装置の充電要求）などが含まれる。

このような不具合を解消するために、エンジントルクを検出するトルク検出器を設けられることも考えるが、トルク検出器を配置するスペースを確保することが困難であるとともに、専用のトルク検出器を設けるとコストが上昇する問題もあり実用的ではない。仮にこのトルク検出器によりエンジントルクの変動を検出できたとしても、エンジントルクの周波数が高く、実際にトルク変動が生じたことを検知してからそのトルク変動を抑制するような制御を行なったとしても、十分な制御応答性を得ることは困難である。そこで、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置においては、以下に述べるような制御により、噛み合い機構で生じる振動・異音を抑制する。

図２および図３は、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置における噛み合い機構の異音低減制御の一例を説明するフローチャートである。この異音低減制御は、たとえば、ＥＣＵ９０によって実行されるサブルーチンの１つとしてプログラムされる。

この発明の実施の形態では、２個のモータジェネレータが図１に示す構成で配置されたハイブリッド車両について代表的に説明するが、本発明は、電動機（モータ）の配置形式を問わず、ハイブリッド車両に共通に適用できる。すなわち、この発明の実施の形態における第２のモータジェネレータ１２は、異音源となる噛み合い機構へトルクを印加可能な電動機の代表例として示されている。

したがって、以下の説明では、第２のモータジェネレータ１２を単にモータジェネレータと表記するとともに、第２のモータジェネレータ１２のトルク指令値Ｔｒ２および回転角検出値θｍ２についても、単にトルク指令値Ｔｒおよび回転角検出値θｍとそれぞれ表記する。

この発明の実施の形態によるハイブリッド車両での異音低減制御は、所定条件に基づいて、トルク指令値が実質的に零に設定されてモータジェネレータのトルクが実質的に零に制御されている場合に、代表的には車両停止時に実行される。

ここで、モータジェネレータのトルク指令値が実質的に零であるとは、トルク指令値Ｔｒ＝０である場合と、｜Ｔｒ｜＜Ｔｔｈの所定範囲にある場合とが含まれる。この所定範囲は、エンジントルクの変動幅に基づいて決定することが可能である。

また、以下に説明するように、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両での異音低減制御では、異音を低減するためにモータジェネレータにトルクを発生させるような制御を行なうが、この発明における「モータジェネレータのトルクが実質的に零に制御されている場合」とは、異音低減制御による修正分を除外したトルク指令値が実質的に零に設定されている場合に対応するものとする。

モータジェネレータのトルク指令値Ｔｒが実質的に０であるときには、エンジントルクの変動によって噛み合い機構に生じる振動により、本来一定値に保たれるべきモータジェネレータの回転角θｍに変動が生じてしまう。この回転角θｍの変動量（以下、「モータ角変動量」とも称する）は、振動が大きくなるにつれて増大する。また、振動の程度が大きいと、噛み合い機構に異音が発生する。

したがって、異音発生に至るレベルのモータ角変動量を予め実験的に求めておくことにより、モータ角変動量に基づいて、異音発生の有無を判断できる。

図２を参照して、この発明による異音低減制御が開始されると、モータジェネレータのモータ回転角θｍが検出され（ステップＳ１００）、所定期間内でのモータ角変動量θｍｖが算出される（ステップＳ１１０）。モータ角変動量θｍｖが算出されると、モータ角変動量θｍｖの推移、代表的にはモータ角変動量θｍｖが所定の判定値θｔｈを超えているか否かによって、噛み合い機構で異音が発生しているかどうかの判定が行なわれる（ステップＳ１２０）。

モータ角変動量θｍｖがしきい値θｔｈよりも小さい場合には、噛み合い機構での「異音発生無し」と判定される。この場合には、ステップＳ１００〜Ｓ１２０が所定周期で逐次繰返し実行され、モータ回転角θｍの推移に基づいた異音発生判定が逐次実行されることになる。

上記ステップＳ１００〜Ｓ１２０は、図４では時刻ｔ１までの期間で実行されている。図４を参照して、異音低減制御が開始されると、逐次検出されたモータ回転角θｍの推移に基づいて、噛み合い機構での異音発生判定が逐次実行される。モータ回転角θｍより算出されるモータ角変動量θｍｖがしきい値θｔｈを超えると（時刻ｔ１）、上記ステップＳ１２０により噛み合い機構での「異音発生有り」との判定が下される。

再び図２を参照して、「異音発生有り」と判定された場合には、まずハイブリッド車両１が停車している路面の傾斜方向を検出するための重力センサ（図示せず）の出力に基づいて、異音低減のために以降のステップにおいてトルクを正方向および負方向のいずれに増加させるかが決定される（ステップＳ１３０）。

具体的には、ハイブリッド車両１が前進すると坂道を登坂する向き（上り坂）であるときには、噛み合い機構で生じる異音を防止するために、ハイブリッド車両１が前進すると坂道を登坂する向きの駆動力が生じる方向に、以降のステップにおけるモータトルクの増加方向が定められる。これに対して、ハイブリッド車両１が前進すると坂道を降坂する向き（下り坂）である場合には、噛み合い機構で生じる異音を停止するために、ハイブリッド車両１が後退すると坂道を登坂する向きの駆動力が生じる向きの駆動力が生じる方向に、以降のステップにおけるモータトルクの増加方向が定められる。

異音低減制御の開始時に実質的に零に設定されていたトルク指令値Ｔｒについて、｜Ｔｒ｜から｜Ｔｒ｜＋ΔＴｒへ増加される（ステップＳ１４０）。すなわち、ステップＳ１３０での決定に従って正トルク方向あるいは負トルク方向いずれかに、モータジェネレータのトルクが増加される。モータジェネレータからのトルク印加によって、噛み合い機構における噛み合い部分同士の押し付け力が増すので、振動および異音の発生を低減することができる。

ステップＳ１４０におけるモータジェネレータのトルクの増加に対応して、モータ回転角θｍが検出される（ステップＳ１５０）。さらに、ステップＳ１５０での検出に基づくモータ回転角θｍの推移に基づいて、一旦発生したと判定された異音が、消滅したかどうかが判定される（ステップＳ１６０）。

たとえば、ステップＳ１２０と同様の手法により、所定期間内でのモータ回転角θｍの変動量θｍｖを定義して、モータ角変動量θｍｖがしきい値を超えているかどうかによって、異音の有無を同様に判定することができる。なお、この場合でも、モータ角変動量θｍｖを定義するための所定期間、および判定用のしきい値については、ステップＳ１１０，Ｓ１２０による異音発生有／無判定とは別個に設定することが好ましい。

ステップＳ１６０において、「異音発生有り」すなわち異音がまだ消滅していないと判定されたときには、噛み合い機構における噛み合い部分同士の押付け力をさらに増すために、モータジェネレータのトルクがさらに増加されるように、ステップＳ１４０が実行される。

上記ステップＳ１３０〜Ｓ１６０は、図４では時刻ｔ１〜ｔ２の期間で実行されている。図４を参照して、時刻ｔ１からｔ２の間、ステップＳ１４０によってモータジェネレータのトルク指令値Ｔｒの絶対値｜Ｔｒ｜は、符号６１および６２に示すように徐々に増加される。符号６１は、ステップＳ１３０により正方向のトルク印加が決定されたときに対応し、符号６２は、ステップＳ１３０により負方向のトルク印加が決定されたときに対応する。

モータジェネレータのトルク増加によって噛み合い機構での押付け力が高まるため、モータ回転角θｍの変動が収まっていく。そして、モータ回転角θｍの変化量が所定レベル以下に収まった時刻ｔ２において、「異音発生無し」、すなわち異音が消滅したと判定されて、トルク指令値Ｔｒの絶対値｜Ｔｒ｜の増加が停止され、この時点におけるトルク指令値Ｔｒが維持される。

これにより、モータ回転角の変動量を所定値以下、すなわち異音が発生しないレベルに設定するように必要なレベルまでモータジェネレータの発生トルクの絶対値を増加できるので、エンジントルクの変動を検出する専用のトルクセンサを設けることなく、噛み合い機構での異音を低減できる。

特に、モータ回転角の実際の推移に基づいて異音低減のためのトルク増加量が決定されるので、エンジンの回転変動ばらつき、あるいは部品の寸法ばらつきや経時劣化にも対応して、適正なトルク増加量によって異音を確実に低減できる。また、不必要に過大なトルクを印加することがないので、燃費の悪化を防止できる。

図４に示される時刻ｔ２以降においては、異音の消滅に十分である時刻ｔ２でのトルク指令値Ｔｒが維持されて、モータジェネレータのトルクは固定される。しかし、この固定されたトルクが過大であると、時刻ｔ１以前のような両方向へのモータ角変動は生じないものの、モータ回転角θｍが一方向に変化していきハイブリッド車両の停止状態を維持できない可能性が生じる。この場合には、車両の飛出しが発生し問題となってしまう。

このため、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置での異音低減制御では、以下に説明するステップ群をさらに実行することによって、車両停止状態の維持を図る。

再び図２を参照して、ステップＳ１６０によって異音が消滅したと判定されると、異音消滅時におけるモータ回転角θｍが、基準角θｍ０としてメモリされる（ステップＳ１７０）。

モータジェネレータによる印加トルクが過大であり、ハイブリッド車両の停止状態を維持できない場合には、モータ回転角θｍが大きく変化する。したがって、モータ回転角θｍを検出し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１７０でメモリされた基準角θｍ０からのモータ回転角θｍの変化量の絶対値｜θｍ−θｍ０｜が、限界値θｌｍを超えるか否かによって、ハイブリッド車両の停止状態が維持できているか否かの飛出し判定を実行できる（ステップＳ１９０）。なお、限界値θｌｍは、安全性の観点からは、車両の実際の動き出しを未然に防止できるレベルに設定することが好ましい。

モータ回転角の変化量が限界値θｌｍ以下の場合（｜θｍ−θｍ０｜≦θｌｍ）には、車両飛出し無しと判定されるので、現在のトルク指令値Ｔｒが維持される。また、ステップＳ１８０，Ｓ１９０は、所定周期で繰り返し実行されて、車両飛出しが発生していないことが逐次確認される。

一方、モータ回転角の変化量が限界値θｌｍを超える場合（｜θｍ−θｍ０｜＞θｌｍ）には、「車両飛出し有り」、すなわちハイブリッド車両の停止状態が維持できていないことが検出される。この場合には、モータジェネレータのトルクが減少される。具体的には、モータジェネレータのトルクを減少するために、｜Ｔｒ｜から｜Ｔｒ｜−ΔＴｒ♯へトルク指令値Ｔｒが変更される（ステップＳ２００）。

ここで、ステップＳ２００でのトルク減少レートΔＴｒ♯を、ステップＳ１４０でのトルク増加レートΔＴｒよりも大きく設定することにより、車両飛出しの発生をより確実に防止できる。

さらに、この時点におけるモータ回転角θｍにより基準角θｍ０が更新される。その後、車両飛出し無しと判定されるまで再びステップＳ１８０〜Ｓ２００が繰り返し実行されて、車両の停止状態が実現できるレベルまでモータジェネレータのトルクが減少される。

車両飛出し無しと判定された後は、その時点でのトルク指令値Ｔｒが維持された状態で、ステップＳ１８０，Ｓ１９０が所定周期で繰り返し実行されることにより、車両飛出しが発生していないことが逐次確認される。

なお、車両停止が解除されると、ハイブリッド車両起動のためにモータジェネレータのトルク指令値は実質的に零である状態を脱するので、異音低減制御は不要となる。したがって、車両停止が解除された場合に異音低減制御を強制的に終了する処理ループ（ステップＳ２１０，Ｓ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２５０）が適宜実行される。たとえば、車両停止が解除されたかどうかを、各モータ回転角の検出ステップＳ１００，Ｓ１５０，Ｓ１８０に対応させて実行すればよい。

上記ステップＳ１８０〜Ｓ２００は、図４では時刻ｔ２以降の期間で実行されている。図４を参照して、異音が消滅した時点でのトルクが過大である場合には、このトルクが継続的に印加されることにより、時刻ｔ３において、基準角θｍ０からのモータ回転角の変化量が限界値θｌｍが超えてしまう。これに応答して、時刻ｔ３以降ではステップＳ２００によって、モータジェネレータのトルク指令値Ｔｒの絶対値｜Ｔｒ｜が減少され、これに応じてモータ回転角θｍの変化が小さくなっていき、ハイブリッド車両の停止状態が維持される

これにより、ハイブリッド車両の駆動装置における異音低減のためにモータジェネレータのトルクの絶対値を強制的に増大させる制御によって、意図しない車両飛出しが発生することを防止できる。

なお、図５に示すように、図３に示したフローチャートにおけるステップＳ２００に代えて、ＥＣＵ９０からの信号に応じて制動装置３７（図１）による制動力を増加させるステップＳ２２０を実行する構成としても同様に、ハイブリッド車両の停止状態を維持することができる。このような異音低減制御とすれば、異音低減と車両飛出し防止とを確実に両立できる。

ここで、図２、図３および図５に示すフローチャートとこの発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ１００，Ｓ１５０，Ｓ１８０がこの発明の「電動機回転角検出手段」に相当し、ステップＳ１２０がこの発明の「異音発生判定手段」に相当し、ステップＳ１４０がこの発明の「第１のトルク制御手段」に相当し、ステップＳ１６０がこの発明の「異音消滅判定手段」に相当する。さらに、ステップＳ１３０（図２）がこの発明の「トルク方向制御手段」に相当し、ステップＳ１９０（図３）がこの発明の「車両飛出し判定手段」に相当し、ステップＳ２００（図３）がこの発明の「第２のトルク制御手段」に相当し、ステップＳ２２０（図５）がこの発明の「制動力増加手段」に相当する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施例であるハイブリッド車の駆動装置およびその制御系統を示す概念図である。 この発明によるハイブリッド車両の駆動装置における噛み合い機構の異音低減制御の一例を説明する第１のフローチャートである。 この発明によるハイブリッド車両の駆動装置における噛み合い機構の異音低減制御の一例を説明する第２のフローチャートである。 この発明によるハイブリッド車両の駆動装置でのモータ異音低減制御に従った、モータ回転角とトルク指令値との推移例を示す図である。 図３と対比される、この発明による異音低減制御の他の例を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ ハイブリッド車両、２ エンジン、６ デファレンシャル、１１ モータジェネレータ（ＭＧ１）、１２ モータジェネレータ（ＭＧ２）、１４ ステータ（ＭＧ１）、１５ ロータ（ＭＧ１）、１６ 動力分配機構、２６ プラネタリギヤ、３０ ステータ（ＭＧ２）、３１ ロータ（ＭＧ２）、３７ 制動装置、３９ 連結部、５０ ＥＣＵ（電子制御装置）、５１，５２ 角度センサ、Ｔｒ，Ｔｒ１，Ｔｒ２ トルク指令値、ΔＴｒ♯ トルク減少レート、ΔＴｒ トルク増加レート、θｌｍ 限界値（車両飛出し判定値）、θｍ，θｍ１，θｍ２ 回転角検出値、θｍ０ 基準角（車両飛出し判定）、θｍｖ モータ角変動量、θｔｈ 異音判定値。

Claims (5)

1. 車輪に連結された動力伝達部材と、前記動力伝達部材に並列に連結されたエンジンおよび電動機と、前記動力伝達部材に連結された噛み合い機構とを備えたハイブリッド車両の駆動装置であって、
   前記電動機の回転角を逐次検出する電動機回転角検出手段と、
   前記電動機のトルクが実質的に零に制御されている場合に、エンジントルクの変動により前記噛み合い機構で異音が発生していることを、前記電動機回転角検出手段で検出された前記回転角の推移に基づいて逐次判断する異音発生判定手段と、
   前記異音発生判定手段により前記異音が発生していると判断された場合に、前記電動機のトルクの絶対値を徐々に増加させる第１のトルク制御手段と、
   前記第１のトルク制御手段による前記電動機のトルクの絶対値の増加に対応して、前記異音が消滅したかどうかを、前記回転角の推移に基づいて逐次判断する異音消滅判定手段とを備え、
   前記第１のトルク制御手段は、前記異音消滅判定手段により前記異音が消滅したと判断されるまで前記電動機のトルクの絶対値を増加させる一方で、前記異音が消滅したと判断されたときは、そのときのトルクを維持する、ハイブリッド車両の駆動装置。
2. 前記ハイブリッド車両が位置する路面の傾斜方向に基づいて、前記第１のトルク制御手段によって絶対値が増加されるトルクの方向を正方向および負方向の一方に決定するトルク方向制御手段をさらに備える、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置。
3. 前記異音消滅判定手段により前記異音が消滅したと判断された時点からの前記電動機の回転角の挙動に基づき、前記第１のトルク制御手段によって維持された前記電動機のトルクでは前記ハイブリッド車両の停止状態が保てないことを検知する車両飛出し判定手段と、
   前記車両飛出し判定手段によって前記ハイブリッドの車両の動き出しが検知されたときに、前記ハイブリッド車両の停止状態を維持可能なレベルまで前記電動機のトルクの絶対値を減少させるための第２のトルク制御手段とをさらに備える、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置。
4. 前記第１のトルク制御手段による単位時間当たりでの前記電動機のトルク増加レートは、前記第２のトルク制御手段による前記単位時間当たりでの前記電動機のトルク減少レートよりも小さい、請求項３記載のハイブリッド車両の駆動装置。
5. 前記異音消滅判定手段により前記異音が消滅したと判断された時点以降での前記回転角の推移に基づき、前記トルク制御手段によって維持された前記トルクの絶対値では前記ハイブリッド車両の停止状態が維持できないことを検知する車両飛出し判定手段と、
   前記車両飛出し判定手段によって前記ハイブリッドの車両の動き出しが検知されたときに、前記ハイブリッド車両の制動装置による制動力を増加させる制動力増加手段とをさらに備える、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置。

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