JP5088103B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば内燃機関及び電動発電機（即ちモータ・ジェネレータ）を備えるハイブリッド車両において、パーキングロックが解除される際にモータ・ジェネレータを制御する制御装置に関する。

この種の制御装置が搭載される車両には、例えば、電動機及び発電機と接続された動力合成機構と、電動機の回転速度を変速して動力合成機構に伝達する変速機構とを備えた動力伝達装置を備える車両がある（特許文献１参照）。このような車両が、例えば坂路において変速機構のシフトがパーキングレンジからドライブレンジ等に変更されると（即ち、パーキングレンジが解除されると）、パーキングロックが解除される際に、電動機（或いは、電動発電機）及び駆動系に衝撃トルクが生じ車両が振動する。この振動を防止するために、例えば、パーキングロックが解除された直後に電動機のロータがステータに対し相対回転しているか否かを判定し、回転していると判定された場合には、ステータに対するロータの相対回転を抑制するトルクが発生するように電動機を制御する技術が提案されている。或いは、パーキングロックが行われる際に、ドグクラッチにより電動機に接続されているギアと駆動系のギアとの噛み合いを解除することによって、電動機のロータがステータに対し相対回転することを防止する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００２−２７４２０１号公報 特開２００３−２６４９０８号公報

しかしながら、上述の背景技術によれば、衝撃トルク発生後の車両の振動を防止することは可能であるが、衝撃トルクの発生を防止することは困難であるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、パーキングロックが解除される際に、衝撃トルクの発生を防止することができる車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両の制御装置は、上記課題を解決するために、第１及び第２電動発電機と、前記第１電動発電機の回転出力が伝達される駆動軸と、前記第２電動発電機の回転出力を変速しつつ前記駆動軸に伝達可能な変速機と、前記駆動軸に回転出力を伝達可能な内燃機関とを備える車両の制御装置であって、前記変速機のシフトがパーキング状態である場合に、前記パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する判定手段と、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記発生する衝撃トルクのトルク方向に前記第２電動発電機の回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御する制御手段とを備える。

本発明の車両の制御装置によれば、当該車両は、ハイブリッド型の車両であり、第１及び第２電動発動機と、例えばエンジンである内燃機関と、第１電動発動機及び内燃機関の回転出力が伝達される駆動軸と、第２電動発動機の回転出力を変速しつつ、即ち変速比を変更して、前記駆動軸に伝達可能な、例えば遊星歯車機構を有する変速機とを備える。

より具体的には、当該車両は、典型的には、変速機と一体として構成され、遊星歯車機構を有する動力分配機構を備えており、第１電動発動機の回転出力軸は、動力分配機構の例えばサンギアに接続されている。前記駆動軸は、クラッチを介して内燃機関に接続されると共に、動力分配機構の遊星キャリアに接続されているため、当該駆動軸に第１電動発動機及び内燃機関の回転出力が伝達される。第２電動発動機の回転出力軸は、変速機の例えばサンギアに接続されている。当該車両では変速機のリングギアが形成されている円筒部材と動力分配機構のリングギアが形成されている円筒部材とが同一であるので、円筒部材を介して第２電動発動機の回転出力が前記駆動軸に伝達される。

判定手段は、例えばプロセッサ、メモリ等を備えて構成され、変速機のシフトがパーキング状態である場合に、パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する。尚、変速機のシフトがパーキング状態である場合は、例えば、運転席のシフトレバーの位置に応じて特定できる。

ここに、本発明に係る「衝撃トルク」とは、パーキング状態が解除された（即ち、パーキングロックが解除された）際に、ドライブシャフトの路面からのトルクによる捩れが開放され、パーキングギアよりも第１及び第２電動発動機側に配置されているギア間又はスプライン間の余分な隙間（即ち、ガタ）が詰まることにより発生するトルクを意味する。

即ち、ギアやスプラインは、その性質上、隙間内で瞬間的に動くと、衝撃トルクを発生させることになる。かかる隙間は、パーキング解除の際に、例えば、車両が路面傾斜に応じた重力成分に起因して（即ち、車両の重量に起因して）動かずとも、ブレーキ解除に伴う制動力の消滅とブレーキ解除までこの性動力と均衡していた駆動軸等の捩れに起因して発生する。或いは、この捩れに加えて又は代えて、ギアやスプライン等に対して印加される、路面傾斜に応じた重力成分に起因して発生する。また、かかる隙間は、パーキング解除の際に、車両が路面傾斜に応じた重力成分に起因して微小に動いた場合にも、駆動軸等の捩れに起因して発生してもよいし、この場合におけるギアやスプライン等に対して印加される、路面傾斜に応じた重力成分に起因して発生してもよい。いずれにせよ、本発明では次のように、このような隙間は、パーキングの解除に先立って詰められる。

制御手段は、例えばプロセッサ、メモリ等を備えて構成され、衝撃トルクが発生すると判定された場合、パーキング状態が解除される前に予め、発生する衝撃トルクのトルク方向（即ち、ドライブシャフトの路面からのトルクによる捩れが開放される方向）に第２電動発動機の回転出力軸が回転するように第２電動発動機を制御する。トルク方向は、例えば、重力成分に起因する駆動軸等の捩れ或いはギアやスプライン等にかかる重力成分に基づいて、車輪が回転する方向を特定して、該特定された方向に車輪を駆動可能な方向として特定すればよい。

本願発明者の研究によれば、一般に、坂路においてパーキング状態が解除されると、パーキングロックが解除される際に、ギアやスプラインのガタが詰まることにより衝撃トルクが発生することが判明している。仮に、例えば部品の磨耗によるガタの拡大等の何らかの原因により設計値以上の過大な衝撃トルクが発生すると、電動発動機及び／又は駆動系が破損しかねない。

しかるに本発明では、判定手段により衝撃トルクが発生すると判定された場合、制御手段によって、パーキング状態が解除される前に予め、発生する衝撃トルクのトルク方向に第２電動発動機の回転出力軸が回転するように第２電動発動機が制御される。これにより、パーキングロックが解除される際に、ドライブシャフトの捩れが開放されたとしてもガタが詰まることを回避することができ（即ち、路面傾斜に起因する隙間或いはガタは、パーキングロックの解除に先立って既に詰められているので）、衝撃トルクの発生を防止することができる。

尚、制御手段は、衝撃トルクが発生しないと判定された場合、上述の如き第２電動発電機に対する制御を行わないでよい。これにより、第２電動発電機の回転出力軸を不必要に回転させないで済む。

以上詳細に説明したように、ハイブリッド型の車両において、パーキングロックが解除される際に、衝撃トルクの発生を防止できる。

本発明の車両の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記駆動軸の回転出力が伝達される車軸のトルク変動に応じて、前記トルク方向に前記回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御する。

この態様によれば、パーキング状態が解除された直後に発生する衝撃トルクだけでなく、その後に続く衝撃トルクの発生も防止することができ、実用上非常に有利である。

本願発明者の研究によれば、本発明に係る「車軸」の一例としての、ドライブシャフトは、パーキング状態が解除された際に捩れが開放されると、捩れが開放されたことによって振動する。そして、ドライブシャフトには、重力成分に起因するトルクに加えて、ドライブシャフトの振動に起因するトルクが生じる。このため、ドライブシャフトの固有振動の周期と同一の周期でドライブシャフトに生じるトルクが変動し、該トルクの変動によって複数回衝撃トルクが発生する可能性があることが判明している。

しかるに本発明では、制御手段によってドライブシャフトのトルク変動に応じて、トルク方向に第２電動発電機の回転出力軸が回転するように第２電動発電機が制御される。具体的には例えば、パーキングロックが解除される前に予めガタを詰めるように第２電動発動機を制御して、パーキングロックが解除されると同時に、又はほぼ同時に、ドライブシャフトに生じるトルクの周期的な変動に応じて、第２電動発電機の回転出力軸が回転することによって生じるトルクが変動するように第２電動発電機が制御される。

本発明の車両の制御装置の他の態様では、路面の傾斜を検出する傾斜検出手段を更に備え、前記判定手段は、前記変速機のシフトがパーキング状態である場合に、前記検出された傾斜に基づいて、前記パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する。

この態様によれば、例えば傾斜センサである傾斜検出手段は、路面の傾斜を検出する。ここに、本発明に係る「路面の傾斜」とは、典型的には、車両の前後方向の傾斜を意味する。傾斜検出手段は、単純には路面が、上り坂、下り坂及び平坦路のいずれかであるかを検出可能であればよいが、路面の傾斜角を検出可能であってもよい。尚、傾斜角を検出する場合は、例えば、上り坂であれば正の値として検出され、下り坂であれば負の値として検出されるようにすればよい。

判定手段は、変速機のシフトがパーキング状態である場合に、検出された傾斜に基づいて、パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する。具体的には例えば、判定手段は、上り坂又は下り坂であると検出されると、或いは、検出された傾斜角が正の値又は負の値であると、衝撃トルクが発生すると判定する。

本発明の車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記トルク方向を特定するトルク方向特定手段を含み、前記特定されたトルク方向に前記回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御する。

この態様によれば、例えばプロセッサ、メモリ等を備えて構成されたトルク方向特定手段によって、比較的容易にしてトルク方向を特定することができ、実用上非常に有利である。当該制御装置が傾斜検出手段を備えている場合には、トルク方向特定手段は、傾斜とトルクとを関係付ける予め設定されたマップや所定関数を利用して、検出された路面の傾斜に基づいて、例えば車輪が回転する方向を特定して、発生する衝撃トルクのトルク方向を特定してもよい。

本発明の車両の制御装置の他の態様では、前記判定手段は、前記シフトを検出するシフト検出手段を含み、前記検出されたシフトに基づいて、前記パーキング状態か否かを判定する。

この態様によれば、シフト検出手段は、変速機のシフトを検出する。シフト検出手段は、少なくとも変速機のシフトがパーキング状態であるか否かを検出できればよく、例えば、パーキングロックギアを固定するロック装置がオン状態であるか否かを検出してもよい。

本発明の車両の制御手段の他の態様では、ブレーキのブレーキ状態を検出するブレーキ状態検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記検出されたブレーキ状態がブレーキオフ状態であることを条件に、前記第２電動発電機に対する制御を行う。

この態様によれば、ブレーキ状態検出手段は、例えばブレーキペダルの踏み込み量やブレーキ油圧のセンサ、センサ出力に基づいて予め設定された複数種類のブレーキ状態のうちの一つを選択するプロセッサ等を備えて構成されており、ブレーキのブレーキ状態を検出する。ここに、本発明に係る「ブレーキ状態」とは、ブレーキにより車輪に制動力が付与されているか否かを意味し、制動力が付与されている状態を「ブレーキオン状態」とし、制動力が付与されていない状態を「ブレーキオフ状態」とする。

制御手段は、判定手段により衝撃トルクが発生すると判定された場合に、検出されたブレーキ状態がブレーキオフ状態であることを条件に、上述の制御を行う。これは、ブレーキオン状態であれば、既に実行されている第２電動発電機に対する制御を継続すれば済むからである。或いは、ブレーキオン状態であれば、第２電動発電機に対する制御を実行していない状態を継続すれば済むからである。

この態様では、前記制御手段は、前記第２電動発電機に対する制御を行った後に、前記検出されたブレーキ状態がブレーキオン状態であることを条件に、前記制御を継続してもよい。

このように構成すれば、一旦開始された制御が、ブレーキ操作によって停止されることがない。加えて、ブレーキ操作により制御の開始及び停止が繰り返されることによって、第２電動発動機が複数回起動されることによる消費電力の増加を防止することができ、実用上非常に有利である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下、本発明のハイブリッド型の車両の制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の車両の制御装置に係る第１実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。

先ず、図１を参照して本実施形態に係る制御装置が搭載されている車両の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両のブロック図である。ここに、本実施形態に係る車両は、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅ，Ｆｒｏｎｔ−ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ）方式であり、二つのモータ・ジェネレータを有するハイブリッド型の車両である。尚、本実施形態に係る車両は、ＦＦ方式の車両に限定されるものではなく、例えば、ＦＲ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅ，Ｒｅａｒ−ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ）方式やＲＲ（Ｒｅａｒ−ｅｎｇｉｎｅ，Ｒｅａｒ−ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ）方式等の各種方式の車両であってよい。

図１において、本実施形態に係る制御装置１００が搭載されている車両１は、内燃機関１１、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１２及び１３、変速機１４、動力分配機構１５、並びにＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０を備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「モータ・ジェネレータ１２」及び「モータ・ジェネレータ１３」は、夫々、本発明に係る「第１電動発動機」及び「第２電動発動機」の一例である。

ここで、内燃機関１１、モータ・ジェネレータ１２及び１３、変速機１４、並びに動力分配機構１５各々の構成について、図２を参照して説明を加える。ここに、図２は、本実施形態に係る内燃機関１１、モータ・ジェネレータ１２及び１３、変速機１４、並びに動力分配機構１５各々の構成を示すスケルトン図である。

内燃機関１１は、例えばガソリン等の燃料の燃焼によってクランクシャフト１１１から動力を出力する装置であって、吸気装置、排気装置、燃料噴射装置、点火装置、冷却装置等を備えて構成される公知の装置である。クランクシャフト１１１にはフライホイール１１２が連結されている。

本発明に係る「駆動軸」の一例としてのインプットシャフト２２のクランクシャフト１１１側の端部には、フライホイール１１２とインプットシャフト２２との動力伝達を制御可能なクラッチ２１が設けられている。

モータ・ジェネレータ１２は、インプットシャフト２２の外周に取り付けられた中空シャフト１２１と、該中空シャフト１２１の外周側に連結されているロータ１２２と、コイル１２３ａを有するステータ１２３とを備えて構成されている。

モータ・ジェネレータ１３は、インプットシャフト２２の外周に取り付けられた、本発明に係る「第２電動発動機の回転出力軸」の一例としての中空シャフト１３１と、該中空シャフト１３１の外周側に連結されているロータ１３２と、コイル１３３ａを有するステータ１３３とを備えて構成されている。

動力分配機構１５は、遊星歯車機構を備えている。即ち、動力分配機構１５は、サンギア１５２と、該サンギア１５２と同心状に配置されたリングギア１５５と、サンギア１５２及びリングギア１５５に夫々噛合する遊星ギア１５３を保持する遊星キャリア１５４とを備えて構成されている。サンギア１５２は、中空シャフト１２１と連結され、遊星キャリア１５４は、インプットシャフト２２と連結されている。動力分配機構１５において、リングギア１５５は、インプットシャフト２２と同心状に配置された円筒部材１５６の内周側に形成されている。この円筒部材１５６の外周側には、カウンタドライブギア１５１が形成されている。

変速機１４は、遊星歯車機構を備えている。即ち、変速機１４は、サンギア１４１と、該サンギア１４１と同心状に配置されたリングギア１４４と、サンギア１４１及びリングギア１４４に夫々噛合する遊星ギア１４２を保持する遊星キャリア１４３とを備えて構成されている。サンギア１４１は、中空シャフト１３１と連結されている。遊星キャリア１４３は、例えば、図示しないトランスアクスルケースと連結され、固定されている。変速機１４におけるリングギア１４４は、円筒部材１５６の内周側に形成されている。変速機１４は、サンギア１４１を介して入力されるモータ・ジェネレータ１３から出力される動力を所定の変速比で変更し、円筒部材１５６等を介してインプットシャフト２２に動力を伝達可能である。

再び、図１に戻り、内燃機関１１、並びにモータ・ジェネレータ１２及び１３から夫々出力された動力は、カウンタドライブギア１５１及びをカウンタドリブンギア２４介して、カウンタシャフト２３に伝達される。そして、カウンタシャフト２３に伝達された動力は、ファイナルドライブピニオンギア３６及びデファレンシャル１６のデフケースの外周側に形成されたファイナルリングギア１６１を介して、本発明に係る「車軸」の一例としてのドライブシャフト２７に伝達され、前輪２８ａ及び２８ｂが夫々駆動される。

ＥＣＵ４０は、制御部４０１、判定部４０２、トルク方向特定部４０３、記憶部４０４、ブレーキ検出部４０５、トルク演算部４０６及び入出力部４０７を備えて構成されている。記憶部４０４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、バックアップＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。ここに、本実施形態に係る「制御部４０１」、「判定部４０２」、「トルク方向特定部４０３」及び「ブレーキ検出部４０６」は、夫々、本発明に係る「制御手段」、「判定手段」、「トルク方向特定手段」及び「ブレーキ状態検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ４０の一部を、制御装置の一部として用いている。

車両１は、更に、シフトレバー３１ａを有するシフト選択装置３１と、本発明に係る「シフト検出手段」の一例としてのシフトポジションセンサ３２と、シフト選択装置３１によりパーキングレンジが選択された際に、カウンタシャフト２３に連結されたパーキングロックギア２６をロックするロック装置３３と、本発明に係る「傾斜検出手段」の一例としての傾斜センサ３４と、ブレーキペダル３５と、踏力センサ３６と、パーキングブレーキスイッチ３７とを備えて構成されている。

以上のように構成された車両１が、坂路においてパーキング状態が解除されると、即ち、当該車両１の運転者によりシフトレバー３１ａが操作されシフト選択装置３１のシフトレンジがパーキングレンジから変更されると、ロック装置３３がパーキングロックギア２６のロックを解除する。この際、仮に何らの対策も施さないとすると、ギアやスプラインのガタが詰まることによって、即ちギアやスプラインが隙間分だけ瞬間的に動くことで、衝撃トルクが発生する。

ここで、衝撃トルクが発生するメカニズムについて、図３を参照して説明を加える。ここに、図３は、衝撃トルクが発生するメカニズムの概念を示す概念図である。尚、図３（ａ）は、パーキング状態且つブレーキオン状態を示しており、図３（ｂ）は、パーキング状態且つブレーキオフ状態を示しており、図３（ｃ）は、パーキング状態解除且つブレーキオフ状態を示している。

図３（ａ）に示すように、パーキングロックギア２６は、ロック装置３３によってロックされている（即ち、パーキング状態）。そして、前輪２８ａ及び２８ｂは、ブレーキ２９によって制動力が付与されている（即ち、ブレーキオン状態）。この場合、前輪２８ａ及び２８ｂに付与される路面からのトルクＴｒは、ブレーキ２９により付与される制動力によって打ち消されているため、トルクＴｒはドライブシャフト２７に伝達されない。尚、トルクＴｒの大きさは、路面の傾斜角及び車両１の重量に応じて変化する。

図３（ｂ）に示すように、ブレーキ２９による制動力の付与が停止されると（即ち、ブレーキオフ状態）、トルクＴｒに起因するトルクＴ１がドライブシャフト２７に伝達され、該伝達されたトルクＴ１によってドライブシャフト２７が捩れる。この状態において、図３（ｃ）に示すように、ロック装置３３がパーキングロックギア２６のロックを解除すると（即ち、パーキング状態が解除されると）、トルクＴ１に起因するトルクＴ２がモータ・ジェネレータ１３に伝達されると共に、ドライブシャフト２７の捩れが開放され、ギアやスプラインのガタが詰まることによって発生する衝撃トルクＴｉがモータ・ジェネレータ１３に伝達される。尚、トルクＴ２の大きさは、ドライブシャフト２７及びモータ・ジェネレータ１３間に配置されているギア等のギア比、並びにトルクＴ１に応じて変化する。

そこで本実施形態では、以下に詳述するように、パーキング状態になった際に、このようなガタを予め詰めることで、その後パーキング状態が解除されたときに、ガタが詰まることを回避する。これにより、衝撃トルクの発生を防止する。

（衝撃トルク発生回避処理）
車両１がパーキング状態である場合に、上述のような衝撃トルクＴｉの発生を回避するために、ＥＣＵ４０が実行する衝撃トルク発生回避処理について図４のフローチャートを参照して説明する。この衝撃トルク発生回避処理は、主に車両が停車中に、例えば定期的に又は不定期的にコンマ数秒〜数秒毎に周期的に実行される。

図４において、先ず、判定部４０２は、シフトポジションセンサ３２からの信号に基づいて、車両１がパーキング状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。パーキング状態でないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。

パーキング状態であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、続いて、傾斜センサ３４は、路面の傾斜（典型的には、傾斜角）を検出する（ステップＳ１０２）。尚、傾斜センサ３４は、パーキング状態であると判定された場合に限らず、定期的に又は不定期的に、或いは連続して路面の傾斜を検出してもよい。

次に、判定部４０２は、検出された傾斜に基づいて、衝撃トルクＴｉが発生するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。衝撃トルクＴｉが発生しないと判定された場合（具体的には、検出された傾斜角がゼロ又はゼロとみなされる角度である、即ち、平坦路である場合）（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。

衝撃トルクＴｉが発生すると判定された場合（具体的には、検出された傾斜角が正又は負の値である、即ち、上り坂又は下り坂である場合）（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、トルク方向特定部４０３は、検出された傾斜に基づいて、発生する衝撃トルクＴｉのトルク方向を特定する（ステップＳ１０４）。

次に、ブレーキ検出部４０４は、踏力センサ３６からの信号、及びパーキングブレーキスイッチ３７からのスイッチオン又はスイッチオフを示す信号に基づいて、ブレーキ状態を検出する。続いて、判定部４０２は、検出されたブレーキ状態に基づいて、ブレーキオフ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ブレーキオフ状態であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御部４０１は、トルク方向特定部４０３により特定されたトルク方向に、中空シャフト１３１を回転してガタを詰めるようにモータ・ジェネレータ１３を制御する（ステップＳ１０６）。

次に、判定部４０２は、シフトポジションセンサ３２からの信号に基づき、パーキング状態が解除されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。解除されたと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、一旦処理を終了する。一方、解除されない（即ち、パーキング状態である）と判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０５の処理が実行される。

本実施形態では特に、中空シャフト１３１を特定されたトルク方向に回転してガタを詰めるようにモータ・ジェネレータ１３が制御されるので、パーキング状態が解除された際に、ドライブシャフト２７の捩れが開放されることによる衝撃トルクＴｉの発生を防止することができる。

ステップＳ１０５において、ブレーキオン状態であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、続いて、判定部４０２は、中空シャフト１３１が特定されたトルク方向に回転するようにモータ・ジェネレータ１３が制御されているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。制御されていないと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、続いて、ステップＳ１０７の処理が実行される。

制御されていると判定された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、制御部４０１は、モータ・ジェネレータ１３の制御を継続する（ステップＳ１０９）。次に、ステップＳ１０７の処理が実行される。

仮に、モータ・ジェネレータ１３が制御されている場合に、ブレーキオン状態であることを条件に制御を停止してしまうと、例えば運転者がブレーキペダル３５の踏み込みを中止した際に、再びモータ・ジェネレータ１３を起動して制御しなければならない。そして、一般に、モータ・ジェネレータ１３の起動時の消費電力は、動作時の消費電力よりも大きく、制御の停止及び開始が繰り返されると、消費電力が増加する可能性がある。従って、モータ・ジェネレータ１３が制御されている場合には、ブレーキオン状態であっても制御を継続すれば、消費電力の増加を抑制することができる。

尚、上述のステップＳ１０６の処理において、制御部４０１は、モータ・ジェネレータ１３を制御すると共に、ガタが開くようにモータ・ジェネレータ１２を制御してもよい。本願発明者の研究によれば、モータ・ジェネレータ１２側で衝撃トルクを発生させることにより、モータ・ジェネレータ１３側の静的トルク容量を小さく設計することが可能となり、小型化・低コスト化が可能となることが判明している。これは、モータ・ジェネレータ１２には、典型的には、トルクリミッタが設けられていること、モータ・ジェネレータ１２の慣性は、モータ・ジェネレータ１３の慣性より小さいこと等に起因する。

＜第２実施形態＞
本発明の車両の制御装置に係る第２実施形態を、図５及び図６を参照して説明する。第２実施形態では、衝撃トルク発生回避制御におけるモータ・ジェネレータの制御が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略する。

本実施形態では、図４におけるステップＳ１０６において、制御部４０１が、ガタを詰めるようにモータ・ジェネレータ１３を制御することに加えて、トルク演算部４０６は、記憶部４０４に予め格納されているドライブシャフト２７の固有振動の周期、傾斜センサ３４により検出された傾斜角及び車両１の重量に基づいて、パーキング状態が解除された後に生ずるドライブシャフト２７のトルクの周期的な変動（即ち、トルク変動）を演算する。

ここで、ドライブシャフト２７のトルク変動について、図５を参照して説明を加える。ここに、図５は、ドライブシャフト２７及びモータ・ジェネレータ１３のトルク変動の一例を示すグラフである。

図５（ａ）において、図３（ｂ）に示したように、坂路においてブレーキオフ状態であると、トルクＴ１によってドライブシャフト２７が捩れる。そして、時刻ｔ１に、パーキング状態が解除されると、トルクＴ１と、ドライブシャフト２７の捩れが開放されることによるトルクとの和であるトルクＴｍａｘが生じる。

パーキング状態が解除された後は、ドライブシャフト２７が、捩れが開放されたことによって振動するため、図５（ａ）に示すように、ドライブシャフト２７のトルクは、ドライブシャフト２７の固有振動の周期で、例えば摩擦等により減衰しながら変動する。従って、パーキング状態が解除された直後に発生する衝撃トルクに比べれば、その大きさは小さいものの、ドライブシャフト２７の振動に起因するトルク変動によって、複数回衝撃トルクが発生する可能性がある。

尚、このトルクＴｍａｘは、路面の傾斜角及び車両１の重量に基づいて演算することができ、また、トルク変動の周期はドライブシャフト２７の固有振動の周期と同一であることが、本願発明者の研究により判明している。

本実施形態では特に、図６のフローチャートに示すように、パーキング状態が解除されたと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部４０１が、トルク演算部４０６によって演算されたトルク変動に基づいて、図５（ｂ）に示すようなトルクを発生させるようにモータ・ジェネレータ１３を制御する（ステップＳ２０１）。これにより、パーキング状態が解除された直後に発生する衝撃トルクだけでなく、その後に続く衝撃トルクの発生も防止することができる。

尚、パーキング状態が解除されたと同時に、制御部４０１がモータ・ジェネレータ１３の制御を行うには、例えば、シフト選択装置３１のシフトレンジがパーキングレンジから変更された場合に、積極的に制御部４０１及び判定部４０２に対して信号を送信するようにシフトポジションセンサ３２を構成すると共に、パーキングレンジから変更されてから所定時間（例えば、コンマ数秒）後にパーキングロックギア２６のロックを解除するようにロック装置３３を構成する。そして、制御部４０１がシフトポジションセンサ３２から送信された信号を受信してから所定時間後にモータ・ジェネレータ１３を制御するようにすればよい。

尚、モータ・ジェネレータ１３のトルクＴ_ＭＧｍａｘは、ドライブシャフト２７のトルクＴｍａｘ及びギア比に基づいて求めることができる。また、モータ・ジェネレータ１３には、図５（ｂ）に示すトルクの他に、ここでは図示しない路面傾斜に応じた重力成分に起因するトルクＴ２が生じている。

尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る車両のブロック図である。 第１実施形態に係る内燃機関、モータ・ジェネレータ、変速機、及び動力分配機構各々の構成を示すスケルトン図である。 衝撃トルクが発生するメカニズムの概念を示す概念図である。 第１実施形態に係るＥＣＵが実行する衝撃トルク発生回避処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るドライブシャフト及びモータ・ジェネレータのトルク変動の一例を示すグラフである。 第２実施形態に係るＥＣＵが実行する衝撃トルク発生回避処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…車両、１１…内燃機関、１２、１３…モータ・ジェネレータ、１４…変速機、１５…動力分配機構、３１…シフト選択装置、３２…シフトポジションセンサ、３３…ロック装置、３４…傾斜センサ、３５…ブレーキペダル、３６…踏力センサ、３７…パーキングブレーキスイッチ、４０…ＥＣＵ、１００…制御装置、４０１…制御部、４０２…判定部、４０３…トルク方向特定部、４０４…記憶部、４０５…ブレーキ検出部、４０６…トルク演算部

Claims (7)

1. 第１及び第２電動発電機と、前記第１電動発電機の回転出力が伝達される駆動軸と、前記第２電動発電機の回転出力を変速しつつ前記駆動軸に伝達可能な変速機と、前記駆動軸に回転出力を伝達可能な内燃機関とを備える車両の制御装置であって、
   前記変速機のシフトがパーキング状態である場合に、前記パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する判定手段と、
   前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記発生する衝撃トルクのトルク方向に前記第２電動発電機の回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記駆動軸の回転出力が伝達される車軸のトルク変動に応じて、前記トルク方向に前記回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 路面の傾斜を検出する傾斜検出手段を更に備え、
   前記判定手段は、前記変速機のシフトがパーキング状態である場合に、前記検出された傾斜に基づいて、前記パーキング状態が解除された際に衝撃トルクが発生するか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、
   前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記トルク方向を特定するトルク方向特定手段を含み、
   前記特定されたトルク方向に前記回転出力軸が回転するように前記第２電動発電機を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記判定手段は、
   前記シフトを検出するシフト検出手段を含み、
   前記検出されたシフトに基づいて、前記パーキング状態か否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. ブレーキのブレーキ状態を検出するブレーキ状態検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記衝撃トルクが発生すると判定された場合に、前記検出されたブレーキ状態がブレーキオフ状態であることを条件に、前記第２電動発電機に対する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記第２電動発電機に対する制御を行った後に、前記検出されたブレーキ状態がブレーキオン状態であることを条件に、前記制御を継続することを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。

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