JP4158773B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動（ＮＶ：Noise Vibration：以下、これらを総称して「騒音」と記載する場合がある。）を低減させる制御装置および制御方法に関する。

エンジン（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このようなハイブリッド車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切替えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて蓄電機構である二次電池（バッテリ）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。

また、燃料電池を動力源とした電気モータで走行する燃料電池車や、蓄電機構を動力源として電気モータのみで走行する電気自動車もその開発が進んでいる。上述のハイブリッド車両と同様にあるいはさらに、電気モータの動作により車両を走行させることにより、エネルギ効率を大幅に向上させることが可能になる。

特開平１０−１１５２４０号公報（特許文献１）は、ハイブリット車両の機械的パワーを生む内燃機関の作動状態を、実際の作動状態から進行して漸進的に名目的作動状態に移行する遷移期間に少なくとも１つの駆動輪に伝達されるべきパワーとは独立して、回転速度を最適な作動条件に迅速に合わせることができるように変化させる方法を開示する。この方法は、ハイブリット車両として、機械的パワーを生み出す内燃機関、機械的パワーを伝達するために少なくとも１つの駆動輪に接続する機械的接続部を有する少なくとも１つの第１電機および電気的パワーを伝達するために第１電機に接続する電気的接続部を有する電気エネルギ貯蔵器を含んでなり、機械的接続部を介して伝達されるパワーの推移コースが指令に即座に従い、そして中間貯蔵器として機能する電気エネルギ貯蔵器が内燃機関における作動状態の変化する際に少なくとも時としてパワーを供給したり、あるいは吸収したりするハイブリット車両の内燃機関の作動状態を変化させる方法であって、内燃機関の作動状態の変化する際に、内燃機関特性曲線上の選定された特定の作動点として、作動点が最小限度のエネルギ消費、汚染物質の最小限度の排出、騒音の最小限度の発生、内燃機関の可能な最良整備等のパラメータの少なくとも１つに関して最適であるか、あるいは内燃機関の回転速度の急速な増大を許容する斯かる作動点を通じて、内燃機関はその作動を内燃機関によって生み出された機械的パワーの推移コースに特別の注意を払うことなく誘導される。

このハイブリット車両の該内燃機関の作動状態を変化させる方法によると、内燃機関の作動状態を変化させる際に、パワーに関して内燃機関から駆動輪の完全切り離し、すなわち断絶がエネルギ貯蔵器の意図的適用の所為で保証され、このように断絶することによって、一方では所望の車両パワー、すなわち駆動輪に伝達されるパワーの効果的な直接的増大や減少が、そして他方では内燃機関の最適作動条件で以って回転速度の急速な増大や減少が可能となる。この断絶によって、内燃機関は作動状態の変化の際に、すなわち回転速度の増大や減少の際に駆動することも可能であり、特にはエネルギ消費、汚染物質の排出、騒音の発生および／あるいは内燃機関に関して最適になるように駆動することが可能になる。
特開平１０−１１５２４０号公報

しかしながら、上述した特許文献１においては、内燃機関の騒音の減少についての言及はあるが、電気モータ走行時（ハイブリッド車両におけるモータ走行、モータおよびエンジン走行、燃料電池車および電気自動車におけるモータ走行等）におけるモータや変速機に起因するノイズや振動を抑制することに言及していない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動（総じて騒音）を低減させる、車両の制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、走行源として少なくとも電気モータを搭載した車両を制御する。この制御装置は、電気モータと駆動輪との間に設けられた変速機と、複数の変速比に対応して、電気モータおよび変速機の少なくともいずれかに起因して、車両に発生する騒音に関する情報を記憶するための記憶手段と、記憶された情報に基づいて、変速機の変速比を決定して、変速機を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、たとえば、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、電気モータに起因して車両に発生する騒音に関する情報に基づいて変速機の変速比が決定される。電気モータから発生するトルク（電気モータの要求されるトルク）が小さいほど電気モータの起振力が小さく電気モータのケーシング等を振動させて発生する騒音が小さくなる。一方、電気モータから発生するトルク（電気モータの要求されるトルク）が大きいほど電気モータの起振力が大きく電気モータのケーシング等を振動させて発生する騒音が大きくなる。車両に要求される駆動トルクが同じであっても、変速比の大きい低速段の方が電気モータに要求されるトルクは小さくて済み、変速比の小さい高速段の方が電気モータに要求されるトルクは大きくなる。このような情報に基づいて、電気モータに起因して発生する騒音を抑制する場合には、要求されるトルクが小さくて起振力が小さくなるように、変速比の大きい低速段が選択される。このため、車両に発生する騒音は、変速比の小さい高速段が選択された場合よりも、小さくすることができる。その結果、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動を低減させる、車両の制御装置を提供することができる。なお、変速機から発生する騒音の起振力とトルクとの関係およびトルクと変速比との関係についても、電気モータから発生する騒音と同じことが言える。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、変速機を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、第１の発明と同様にして、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動を低減させることができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、情報は、騒音の大きさに関する情報であって、電気モータから発生するトルクが大きいと騒音の大きさが大きくなるものである。

第３の発明によると、電気モータから発生するトルクが大きいほど起振力が大きく電気モータのケーシング等を振動させる力が大きい。このため、車両に発生する騒音の大きさが大きくなる。このような情報を記憶しておいて、電気モータに起因して発生する騒音を抑制する場合には、電気モータに要求されるトルクが小さくて起振力が小さくなるように、変速比の大きい低速段を選択することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、変速機における変速比が大きいほど、電気モータから発生するトルクは小さいものである。

第４の発明によると、電気モータから発生するトルクが大きいほど起振力が大きく電気モータのケーシング等を振動させる力が大きく騒音が大きく、電気モータから発生するトルクが小さいほど起振力が小さく電気モータのケーシング等を振動させる力が小さく騒音が小さい。電気モータから発生するトルク（要求されるトルク）は、変速比の大きい低速段の方が電気モータに要求されるトルクは小さい。このような情報を記憶しておいて、電気モータに起因して発生する騒音を抑制する場合には、電気モータに要求されるトルクが小さくて起振力が小さくなるように、変速比の大きい低速段を選択することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、通常走行モードと低騒音モードとを選択するための選択手段をさらに含む。低騒音モードが選択された場合が、車両に発生する騒音を抑制することが要求される場合である。

第５の発明によると、たとえば運転者により、通常走行モード（多くの場合、燃費を向上させる燃費優先モード）ではなく低騒音モードが選択されると、燃費よりも騒音の抑制が優先させて車両を制御することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、選択手段は、車両の搭乗者により選択されるものである。

第６の発明によると、運転者を含む車両の搭乗者が運転モード（燃費優先モードや低騒音モード）を選択することができる。

第７の発明に係る車両の制御装置は、走行源として少なくとも電気モータを搭載した車両を制御する。この制御装置は、電気モータと駆動輪との間に設けられた変速機と、電気モータおよび変速機の少なくともいずれかに起因して、車両に発生する騒音の共振に関する情報を記憶するための記憶手段と、共振を抑制するように、記憶された情報に基づいて、変速機の変速比を決定して、変速機を制御するための制御手段とを含む。

第７の発明によると、車両に発生する騒音の共振が発生する車速等を予め求めておいて、その車速になると、共振を抑制するように、記憶された情報に基づいて変速機の変速比が決定される。電気モータから発生する振動の共振周波数や変速機から発生する振動の共振周波数は、車速等により予め把握できる。このような共振周波数に対応する車速領域に入ると、共振をより抑制できる（共振がより発生しにくい）変速比を決定して変速を実行する。このため、車両に発生する騒音は、共振を伴わなくなるので、共振を伴う場合よりも、小さくすることができる。その結果、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動を低減させる、車両の制御装置を提供することができる。

第８の発明に係る車両の制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、共振は、車両の速度により変化するものである。

第８の発明によると、共振（共振周波数）は、車両の速度により変化するので、車速を検知して、共振周波数に対応する車速領域においては、変速段を変更して共振が抑制できる変速段を使用する。これにより、車両に発生する騒音は、共振を伴わなくなるので、共振を伴う場合よりも、小さくすることができる。

第９の発明に係る車両の制御装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、車両に要求される速度が予め定められた速度よりも高いと、増速側の変速比を決定するための手段をさらに含む。

第９の発明によると、運転者により要求される速度が高くなると、車両の速度を増速できることを第一義的に達成するために増速側の変速比になるように変速比を決定して車両の速度を上昇させることができる。

第１０の発明に係る車両の制御装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、車両に要求されるトルクが予め定められたトルクよりも高いと、減速側の変速比を決定するための手段をさらに含む。

第１０の発明によると、車両に要求されるトルクが高くなると、大きなトルクが車両に発生できることを第一義的に達成するために減速側の変速比になるように変速比を決定して車両に発生するトルクを上昇させることができる。

第１１の発明に係る車両の制御装置は、走行源としてエンジンと電気モータとを搭載した車両を制御する。この制御装置は、走行源と駆動輪との間に設けられた変速機と、複数の変速比に対応して、エンジンおよび電気モータに起因して車両に発生する騒音に関する情報を記憶するための記憶手段と、記憶された情報に基づいて、変速機の変速比を決定して変速機を制御するとともに、エンジンを制御するための制御手段とを含む。

第１１の発明によると、たとえば、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、車両の走行源であるエンジンから発生する騒音と電気モータから発生する騒音の双方を抑制して、車両に発生する騒音を抑制することができる。

第１２の発明に係る車両の制御装置においては、第１１の発明の構成に加えて、制御手段は、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、変速機を制御するための手段を含む。

第１２の発明によると、車両に発生する騒音を抑制することが要求されると、第１１の発明と同様にして、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動を低減させることができる。

第１３の発明に係る車両の制御装置は、第１１または１２の発明の構成に加えて、制御手段は、エンジンから発生する騒音と変速機とから発生する騒音との合計が最小になるように、変速機およびエンジンを制御するための手段を含む。

第１３の発明によると、車両の走行源であるエンジンから発生する騒音と電気モータから発生する騒音の双方を抑制して、車両に発生する騒音を最小限まで抑制することができる。

第１４の発明に係る車両の制御装置は、走行源として少なくとも電気モータを搭載した車両を制御する。電気モータと駆動輪との間には変速機が設けられる。この制御装置は、電気モータおよび電気モータの駆動回路であるインバータの少なくともいずれかに起因して車両に発生する騒音に応じて、電気モータおよび変速機の少なくともいずれかの制御状態を可変とするように制御するための制御手段を含む。

第１４の発明によると、前述した第１〜１３の発明と同様に、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動（総じて騒音）を低減させる制御装置を提供できる。

第１５の発明に係る車両の制御方法は、走行源として少なくとも電気モータを搭載した車両を制御する。電気モータと駆動輪との間には変速機が設けられる。この制御方法は、電気モータおよび電気モータの駆動回路であるインバータの少なくともいずれかに起因して車両に発生する騒音に応じて、電気モータおよび変速機の少なくともいずれかの制御状態を可変とするように制御する制御ステップを含む。

第１５の発明によると、前述した第１〜１３の発明と同様に、モータ走行可能な車両におけるノイズや振動（総じて騒音）を低減させる制御方法を提供できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下の説明においては、車両をハイブリッド車両として説明するが、本発明はこれに限定されない。少なくとも電気モータを車両の走行源として有する車両であればよい。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係る制御装置により制御されるハイブリッド車両について説明する。

図１に、本実施の形態に係る制御装置により制御されるハイブリッド車両の構成を模式的に示す。本実施の形態にハイブリッド車両においては、図１に模式的に示したように、主動力源１００のトルクが出力部材２００に伝達され、その出力部材２００からデファレンシャル３００を介して駆動輪４００にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能な回生機構としてのアシスト動力源５００が設けられており、このアシスト動力源５００が変速機６００を介して出力部材２００に連結される。したがってアシスト動力源５００と出力部材２００との間で伝達するトルクを変速機６００で設定する変速比に応じて増減する。

変速機６００は、設定する変速比が「１」以上となるように構成される。このように構成することにより、アシスト動力源５００でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５００で出力したトルクを増大させて出力部材２００に伝達できるので、アシスト動力源５００を低容量もしくは小型にすることができる。しかしながら、アシスト動力源５００の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材２００の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５００の回転数を低下させる。また、出力部材２００の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。

さらに、駆動輪４００を含む各車輪には、その回転を選択的に止めるための車輪ブレーキ７００が設けられる。この車輪ブレーキ７００は、運転者のブレーキ操作に基づいて動作する。車輪ブレーキ７００は、アシスト動力源５００と協調制御されて車両の制動を行なう。

図２を参照して、より具体的に説明すると、主動力源１００は、エンジン１１０と、モータジェネレータ（以下、第１モータジェネレータまたはＭＧ（１）と記載する場合がある。）１１００と、これらエンジン１１０と第１モータジェネレータ１１００との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２００とで構成される。そのエンジン１１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成される。その制御は、たとえば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit））１３００によって行なわれる。

また、第１モータジェネレータ１１００は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４００を介してバッテリなどの蓄電装置１５００に接続される。そして、そのインバータ１４００を制御することにより、第１モータジェネレータ１１００の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定する。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ（１）ＥＣＵ）１６００が設けられる。

さらに、遊星歯車機構１２００は、外歯歯車であるサンギヤ１７００と、そのサンギヤ１７００に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８００と、これらサンギヤ１７００とリングギヤ１８００とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９００とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン１１０の出力軸がダンパー２０００を介してそのキャリヤ１９００に連結される。すなわち、キャリヤ１９００が入力要素となっている。

これに対してサンギヤ１７００に第１モータジェネレータ１１００が連結される。したがって、サンギヤ１７００がいわゆる反力要素となっており、またリングギヤ１８００が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８００が出力部材（すなわち出力軸）２００に連結されている。

一方、変速機６００は、図２に示すように、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成される。すなわち、それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ２１００と第２サンギヤ２２００とが設けられており、その第１サンギヤ２１００にショートピニオン２３００が噛合するとともに、そのショートピニオン２３００がこれより軸長の長いロングピニオン２４００に噛合し、そのロングピニオン２４００が各サンギヤ２１００，２２００と同心円上に配置されたリングギヤ２５００に噛合している。なお、各ピニオン２３００，２４００は、キャリヤ２６００によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２００がロングピニオン２４００に噛合している。したがって第１サンギヤ２１００とリングギヤ２５００とは、各ピニオン２３００，２４００とともにダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ２２００とリングギヤ２５００とは、ロングピニオン２４００とともにシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成する。

そして、第１サンギヤ２１００を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５００を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられる。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧や電磁力などによる係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成される。さらに、第２サンギヤ２２００に前述したアシスト動力源５００が連結され、またキャリヤ２６００が出力軸２００に連結される。

したがって、この変速機６００は、第２サンギヤ２２００がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６００が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が「１」より大きい高速段（以下、Ｈｉと記載する場合がある。）が設定され、第１ブレーキＢ１に代えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段（以下、Ｌｏと記載する場合がある。）が設定されるように構成される。

この各変速段の間での変速は、通常状態においては、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検知された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御を行なうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（変速機ＥＣＵ）２７００が設けられる。

なお、図２に示すように、アシスト動力源５００として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータジェネレータ（以下、第２モータジェネレータまたはＭＧ（２）と記載する場合がある。）５１０が設けられる。この第２モータジェネレータ５１０は、インバータ２８００を介してバッテリ２９００に接続される。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ（２）ＥＣＵ）３０００によってそのインバータ２８００を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成される。なお、そのバッテリ２９００および電子制御装置（ＭＧ（２）ＥＣＵ）３０００は、前述した第１モータジェネレータ１１００についてのインバータ１４００およびバッテリ（蓄電装置）１５００と統合することもできる。また、上記の各電子制御装置であるエンジンＥＣＵ１３００，ＭＧ（１）ＥＣＵ１６００，変速機ＥＣＵ２７００，ＭＧ（２）ＥＣＵ３０００のそれぞれが、相互にデータを通信できるように接続される。

図３（Ａ）に、上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２００についての共線図を示す。キャリヤ１９００に入力されるエンジン１１０の出力するトルクに対して、第１モータジェネレータ１１００による反力トルクをサンギヤ１７００に入力すると、出力要素となっているリングギヤ１８００には、エンジン１１０から入力されたトルクより大きいトルクが発生する。その場合、第１モータジェネレータ１１００は、発電機として機能する。また、リングギヤ１８００の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータジェネレータ１１００の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１１０の回転数を、たとえば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータジェネレータ１１００を制御することによって行なうことができる。

また、図３（Ｂ）に、変速機６００を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示す。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５００を固定すれば、低速段Ｌｏが設定され、第２モータジェネレータ５１０の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２００に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１００を固定すれば、低速段Ｌｏより変速比の小さい高速段Ｈｉが設定される。この高速段Ｈｉにおける変速比も「１」より大きいので、第２モータジェネレータ５１０の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２００に付加される。

なお、各変速段Ｌｏ，Ｈｉが定常的に設定されている状態では、出力軸２００に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５１０の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２００に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５１０の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

以下、上述したハイブリッド車における通常運転時について説明する。通常運転時とは燃費優先変速マップに基づいて変速制御が実行される燃費優先モードが選択された場合である。

このような場合には、エンジン１１０を可及的に効率の良い状態で運転して排ガス量を低減すると同時に燃費を向上させ、またエネルギ回生を行なって燃費を改善することが主な目的である。したがって、大きい駆動力が要求されている場合には、主動力源１００のトルクを出力軸２００に伝達している状態で、第２モータジェネレータ５１０を駆動してそのトルクを出力軸２００に付加する。その場合、低車速の状態では、変速機６００を低速段Ｌｏに設定して付加するトルクを大きくし、その後、車速が増大した場合には、変速機６００を高速段Ｈｉに設定して、第２モータジェネレータ５１０の回転数を低下させる。これは、第２モータジェネレータ５１０の駆動効率を良好な状態に維持して燃費の悪化を防止するためである。

また、一方、所定の車速で走行している状態でブレーキ操作が行なわれ、車両が減速する場合には、第２モータジェネレータ５１０を被駆動状態としてエネルギ回生を行なうとともに回生制動を行なう。その場合、所定値以上の車速で走行していれば、変速機６００が高速段Ｈｉになっているので、その状態で回生制動が行なわれ、その後、車速が低下すると、停車時には低速段Ｌｏとするために、変速が行なわれる。

したがって、このハイブリッド車両においては、第２モータジェネレータ５１０を動作させている走行中に変速機６００による変速を実行する場合がある。その変速は、前述した各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を切り換えることにより実行される。たとえば高速段Ｈｉから低速段Ｌｏに切り換える場合には、第１ブレーキＢ１を係合させていた状態からこれを解放させ、同時に第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段Ｈｉから低速段Ｌｏへの変速が実行される。

一方、本実施の形態における技術的特徴は、上述した燃費優先モードではなく、ハイブリッド車両に発生する騒音を抑制して走行する低ノイズモードを有することである。

図４および図５を参照して、第１モータジェネレータ１１００や、第２モータジェネレータ５１０における特性図（回転数ＮとトルクＴとの関係におけるモータジェネレータの動作特性領域）を示す。

図４に、変速機６００の変速段が低速段Ｌｏの場合を、図５に変速機６００の変速段が高速側Ｈｉの場合を、それぞれ示す。図４および図５に示す動作点（黒点）について、図４および図５を比較すれば、回転数Ｎについては、低速段Ｌｏの方が高速段Ｈｉの２倍であって、トルクＴについては低速段Ｌｏが高速段Ｈｉの１／２になっている。

すなわち、低速段Ｌｏにおいては、モータジェネレータに要求される回転数Ｎは高いが、トルクＴが低く、高速段Ｈｉにおいては、モータジェネレータに要求される回転数Ｎは低いが、トルクＴが高いという関係がある。なお、図４に示す実線および図５に示す実線は、それぞれ低速段Ｌｏ側の変速マップと高速段Ｈｉ側の変速マップを示している。

図４および図５に示すように、低速段Ｌｏ側の方が高速段Ｈｉ側よりもモータジェネレータに要求されるトルクが低くてすむ。要求されるトルクが低いと、モータジェネレータによる起振力が小さく、モータジェネレータのケーシング等を振動させる力が弱くそれによる騒音が小さく抑制することができる。したがって、騒音を抑制するモードにおいては変速機６００の低速段Ｌｏが選択されることになる。

図６を参照して、図２の変速機ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、変速機ＥＣＵ２７００は、低ノイズモードスイッチがオン状態であるか否かを判断する。このとき、変速機ＥＣＵ２７００は、低ノイズモードスイッチ２７１０から入力された信号に基づいて低ノイズモードスイッチがオン状態であるか否かを判断する。なお、この低ノイズモードスイッチ２７１０は、たとえば車両の搭乗者である運転者が操作できる、車室内の位置に設けられている。低ノイズモードスイッチがオン状態であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。

Ｓ１１０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖを検知する。このとき、変速機ＥＣＵ２７００は、出力軸２００の回転数を検知して、それを車速Ｖに換算して、車速Ｖを検知することができる。

Ｓ１２０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖが予め定められたしきい値以上であるか否かを判断する。すなわち、車両が高速運転中であるか否かが判断される。車速Ｖが予め定められたしきい値以上であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。

Ｓ１３０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、変速ギヤを高速段Ｈｉに選択する。Ｓ１４０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、変速ギヤを低速段Ｌｏに選択する。

Ｓ１５０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、燃費優先に基づいて変速ギヤ（高速段Ｈｉ／低速段Ｌｏ）を選択する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＴにより制御される車両の動作について説明する。

運転者等により低ノイズモードスイッチ２７１０が操作されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、車速Ｖが検知される（Ｓ１１０）。車速Ｖが高速でない場合には（Ｓ１２０にてＮＯ）、変速ギヤが低速段Ｌｏに選択される（Ｓ１４０）。

一方、車速Ｖを検知して（Ｓ１１０）、車速Ｖがしきい値以上であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、変速ギヤが高速段Ｈｉに選択される（Ｓ１３０）。

図７に示すように変速機６００の低速段Ｌｏが使用されるＬｏギヤ使用領域と、変速機７００の高速段Ｈｉが使用されるＨｉギヤ使用領域とがそれぞれ設定されている場合において、その重複領域においては低速段Ｌｏギヤおよび高速段Ｈｉギヤのどちらでも使用可能な状態となっている。

図７は、モータジェネレータの回転数（車速）に対するトルクの変化を示している。図７に、動作遷移線を実線で示す。この遷移線で表わされるように、回転数（車速）が高速段Ｈｉ使用領域に入るまでは変速機７００の低速段Ｌｏが使用される（Ｓ１２０にてＮＯ、Ｓ１４０）。このとき、図８に示すように、周波数（この周波数は車速との相関関係がある）と音圧との関係は低速段Ｌｏのときの方が高速段Ｈｉのときよりも低いため、車速Ｖが予め定められたしきい値以上（高速段Ｈｉ使用領域に対応）までは低速段Ｌｏが使用され、騒音の発生を抑制することができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＵによると、車速が上昇するまでの間であって、低ノイズモードが要求されている場合には、低速段Ｌｏ、高速段Ｈｉのいずれも使用可能な領域においては、より騒音の音圧を抑制することができる低速段Ｌｏが選択される。低速段Ｌｏが選択されるとモータジェネレータに要求されるトルクが小さくてすみ、モータジェネレータによる起振力が小さくなる。この起振力が小さくなることによりモータに起因する騒音の発生を抑制させることができる。

なお、上述の実施の形態においては、モータジェネレータに起因する騒音について説明したが、変速機に起因する騒音についても変速機７００から発生する騒音の起振力とモータジェネレータのトルク（変速機により伝達されるトルク）との関係および、そのトルクと変速機との関係についてもモータジェネレータから発生する騒音と同じことが当てはまる。そのため、前述の実施の形態のようにまたはあるいは前述の実施の形態に加えて変速機７００の騒音を考慮して、低ノイズモードスイッチが押されている場合に車両に発生する騒音を抑制するように変速機７００を制御するようにしてもよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置について説明する。本実施の形態における制御装置は、前述の変速機ＥＣＵ７００により実行されるプログラムにより実現される。本実施の形態におけるハードウェア構成は、前述の第１の実施の形態によって説明した図１〜図３に示すハードウェア構成と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。本実施の形態においては、変速機ＥＣＵ７００で実行されるプログラムにより、モータジェネレータや変速機から発生する振動が共振周波数に対応する場合には変速ギヤを切替えるところに特徴がある。

図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＵ７００により実行されるプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ２００にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖを検知する。Ｓ２１０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖが共振周波数に対応しているか否かを判断する。車速Ｖがどのような共振周波数に対応するかについては予め求められ、変速機ＥＣＵ２７００の内部のメモリに記憶されている。車速Ｖが共振周波数に対応していると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２２０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、変速ギヤを切替える。このとき、低速段Ｌｏであった場合には高速段Ｈｉに、高速段Ｈｉであった場合には低速段Ｌｏにそれぞれ切替えられる。Ｓ２３０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖを検知する。Ｓ２４０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、車速Ｖが共振周波数に対応していないか否かを判断する。すなわち、Ｓ２１０の判断にて車速Ｖが共振周波数に対応してから変速ギヤを切替え、車速Ｖが変化して、車速Ｖが共振周波数に対応していないようになったか否かが判断される。車速Ｖが共振周波数に対応していなくなると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２５０にて、変速機ＥＣＵ２７００は、変速ギヤを切替える。このとき変速ギヤが高速段Ｈｉであった場合には低速段Ｌｏに、低速段Ｌｏであった場合には高速段Ｈｉにそれぞれ切替えられる。

以上のように構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＵにより制御される車両の動作について説明する。

図１０に、前述の図７に対応する動作遷移線を示す。図１０における低速段Ｌｏ使用領域および高速段Ｈｉ使用領域は図７と同じである。車両の車速Ｖが次第に上昇する場合を想定して以下の説明を行なう。

車両の走行中に車速Ｖが検知され、たとえば図１１の実線に示す低速段Ｌｏの音圧の第１のピーク値（第１の共振周波数に対応）に到達すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、変速ギヤが低速段Ｌｏから高速段Ｈｉに切替えられる（Ｓ２２０）。すなわち、図１１に示すように、実線で示される低速段Ｌｏの音圧レベルが第１のピーク値に到達すると低速段Ｌｏから高速段Ｈｉに変速される。車速Ｖが上昇して、実線で示される低速段Ｌｏの第１のピーク値から外れると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、変速ギヤ段が高速段Ｈｉから低速段Ｌｏに切替えられる（Ｓ２５０）。さらに車速Ｖが上昇して、図１１の実線で示される低速段Ｌｏの音圧の第２のピーク値（第２の共振周波数に対応）に到達すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、変速ギヤが低速段Ｌｏから高速段Ｈｉに切替えられる。

このようにして、上述したように、低速段Ｌｏを使用中に、図１１の実線で示すように低速段Ｌｏにおけるピーク値（共振周波数）に到達すると他方のギヤである高速段Ｈｉに変速機７００の変速ギヤが切替えられ低速段Ｌｏにおける共振を回避することができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、モータジェネレータや変速機における振動による共振周波数を回避して、車両の振動を抑制することができる。

＜変形例＞
上述した実施の形態においては、ハイブリッド車両におけるエンジンから発生する騒音について考慮されていないが、エンジン、モータジェネレータ、変速機について、それぞれ発生する騒音を考慮するようにしてもよい。

このようなハイブリッド車両の走行源であるエンジンから発生する騒音と電気モータと、これらの走行源を駆動輪に伝達する変速機から発生する騒音の双方を抑制して、車両に発生する騒音を抑制することができる。

さらに、これらの騒音の総計が最小限になるように、エンジン、モータジェネレータおよび変速機を制御して、騒音を最小限に抑制することができる。

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。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両の構成を模式的に示すブロック図である。 図１の構成を具体的に示すスケルトン図である。 図２に示す各遊星歯車機構についての共線図である。 低速段Ｌｏ時におけるモータジェネレータの特性図である。 高速段Ｈｉ時におけるモータジェネレータの特性図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両における動作遷移線を示す図である。 周波数と音圧との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置である変速機ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両における動作遷移線を示す図である。 回転数（車速）と音圧との関係を示す図である。

符号の説明

１００ 主動力源、１１０ エンジン、２００ 出力部材（出力軸）、５００ アシスト動力源、５１０ 第２モータジェネレータ（ＭＧ（２））、６００ 変速機、１１００ 第１モータジェネレータ（ＭＧ（１））。

Claims (8)

1. 走行源として少なくとも電気モータを搭載した車両の制御装置であって、
   前記車両は、前記電気モータと駆動輪を駆動するための出力軸との間に設けられ、複数の変速比が実現可能に構成された変速機をさらに搭載し、
   前記制御装置は、
   動作モードとして通常走行モードと低騒音モードとを選択するための選択手段と、
   前記変速機を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、回転数とトルクに基づいて定められる所定の動作領域で前記電気モータが動作する場合において、前記動作モードとして前記通常走行モードが選択されているときには前記複数の変速比のうちの第１の変速比と第２の変速比との間で切換え可能に前記変速機を制御し、前記動作モードとして前記低騒音モードが選択されているときには前記第１、第２の変速比のうち低速側を使用するように前記変速機を制御する、車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記通常走行モードにおいては、前記所定の動作領域において前記低速側の変速比に固定するよりも燃費が改善されるように前記変速比を決定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記車両は、
   内燃機関と、
   モータジェネレータと、
   前記内燃機関、前記モータジェネレータおよび前記出力軸に３つの回転要素がそれぞれ結合された遊星歯車機構とをさらに含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記変速機における変速比が大きいほど、前記電気モータから発生するトルクは小さい、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記電気モータから発生するトルクが大きいと前記騒音の大きさが大きくなる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 前記選択手段は、前記車両の搭乗者の操作に基づいて前記動作モードの選択を行なう、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記車両に要求される速度が予め定められた速度よりも高いと、増速側の変速比を決定するための手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記車両に要求されるトルクが予め定められたトルクよりも高いと、減速側の変速比を決定するための手段をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の車両の制御装置。

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