JP5609758B2 - ハイブリッド車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関と、走行用の電動機と、電動機からの出力が要求される電動機要求トルクと車両の振動を抑制するための制振トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する電動機制御手段と、を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動輪にデファレンシャルギヤやギヤ機構を介して連結された駆動軸にリングギヤが接続された動力分配機構と、動力分配機構のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリとを備えるものにおいて、モータＭＧ２の回転角加速度にて車両の駆動力変動を検出して、検出した駆動力変動や主要な変動周波数成分の変動トルクを相殺するために、モータＭＧ２制振のための制御ゲインを用いてモータＭＧ２のトルク指令値を補正してモータＭＧ２を駆動制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、こうした制御により、車両に生じる駆動力変動を低減している。そして、このモータＭＧ２制振のための制御ゲインをエンジン始動動作または停止動作の都度、学習して更新することにより、車両の振動特性の経年変化や個体毎の振動特性のばらつきに対応できるようにしている。

特開２００８−０２４０２２号公報

上述のハイブリッド車では、エンジンの始動時や停止時には着目しているものの、それ以外のとき、例えば、アクセルオフされたときなどに一時的にエンジンへの燃料カットを行なうときや、その燃料カットからエンジンへの燃料噴射を復帰するときなどについては何ら考慮されていない。また、こうしたハイブリッド車では、制振ゲインを大きくして制振トルクを大きくすると、車両の振動を十分に抑制可能となる反面、車速によっては車両の共振による異音が大きくなりやすい場合がある。したがって、状況に応じて車両の振動や異音をより適正に抑制できるようにすることが望まれる。

本発明のハイブリッド車は、状況に応じて車両の振動や異音をより適正に抑制できるようにすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、走行用の電動機と、前記電動機からの出力が要求される電動機要求トルクと車両の振動を抑制するための制振トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する電動機制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記電動機制御手段は、前記内燃機関を始動する際には第１の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、前記内燃機関を停止する際には前記第１の制御ゲインより小さな第２の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、前記内燃機関への燃料カットを行なう際には前記第１の制御ゲインより小さく前記第２の制御ゲイン以上の第３の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、燃料カットを行なっている前記内燃機関への燃料噴射を復帰する際には前記第１の制御ゲインより小さく前記第２の制御ゲイン以上の第４の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定する手段である、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車では、内燃機関を始動する際には第１の制御ゲインを用いて車両の振動を抑制するための制振トルクを設定し、内燃機関を停止する際には第１の制御ゲインより小さな第２の制御ゲインを用いて制振トルクを設定し、内燃機関への燃料カットを行なう際には第１の制御ゲインより小さく第２の制御ゲイン以上の第３の制御ゲインを用いて制振トルクを設定し、燃料カットを行なっている内燃機関への燃料噴射を復帰する際には第１の制御ゲインより小さく第２の制御ゲイン以上の第４の制御ゲインを用いて制振トルクを設定し、電動機からの出力が要求される電動機要求トルクと制振トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。内燃機関を始動する際には、通常、内燃機関を停止する際や内燃機関への燃料カットを行なう際，燃料カットを行なっている内燃機関への燃料噴射を復帰する際に比して車両に生じる振動が大きくなりすい。一方、内燃機関を停止する際や内燃機関への燃料カットを行なう際，燃料カットを行なっている内燃機関への燃料噴射を復帰する際には、通常、内燃機関を始動する際に比して運転者が異音を感じやすい。したがって、内燃機関を始動する際には、比較的大きな第１の制御ゲインを用いて制振トルクを設定して電動機の制御に用いることにより、車両の振動をより抑制することができ、内燃機関を停止する際や内燃機関への燃料カットを行なう際，燃料カットを行なっている内燃機関への燃料噴射を復帰する際には、第１の制御ゲインより小さな第２〜第４の制御ゲインを用いて制振トルクを設定して電動機の制御に用いることにより、車両の振動の抑制と異音の抑制との両立を図ることができる。即ち、状況に応じて車両の振動や異音をより適正に抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記第４の制御ゲインは、前記第３の制御ゲインより大きな制御ゲインである、ものとすることもできる。これは、燃料カットを行なっている内燃機関への燃料噴射を復帰する際には、内燃機関への燃料カットを行なう際に比して車両に生じる振動が大きくなりやすい、という理由に基づく。

また、本発明のハイブリッド車において、前記電動機制御手段は、前記内燃機関の始動完了後でも、所定時間が経過するまでは前記第１の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定する手段である、ものとすることもできる。

さらに、本発明のハイブリッド車において、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、を備えるものとすることできる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータＥＣＵ４０により実行されるモータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＳＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフトに取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフトの回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算したり、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２に基づいてモータＭＧ２の回転軸に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転角速度としての駆動輪回転角速度ωｂを演算したりしている。実施例では、駆動輪回転角速度ωｂは、モータＭＧ２から駆動輪３８ａ，３８ｂの間の特性に限定することにより得られる２慣性系の制御系設計モデルに対して制御サンプル時間で０次ホールドを用いて離散化したモデルを用いて演算するものとした。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

実施例のハイブリッド自動車２０は、モータ運転モードで運転している最中に、運転者のアクセルペダル８３の踏み込みによってバッテリ５０からの電力だけでは走行用パワーＰｄｒｖ＊を賄うことができないときや、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた閾値以下になったとき、その他、車両の状態がエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。エンジン２２の始動は、モータＭＧ１から比較的大きなトルクを出力してエンジン２２をモータリングすると共にモータＭＧ１からのトルクの出力によって駆動軸３６に作用するトルクをモータＭＧ２からのトルクによってキャンセルし、エンジン２２の回転数Ｎｅが予め定められた制御開始回転数に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することによって行なわれる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン運転モードで運転している最中に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値以上で走行用パワーＰｄｒｖ＊をバッテリ５０からの放電で賄うことができるときや、運転者により図示しないモータ走行スイッチが押されたとき、その他、車両の状態がモータ運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。エンジン２２の運転停止は、エンジン２２をアイドリング制御しながら可変バルブタイミング機構による吸気バルブの開閉タイミングが最遅角（最も遅いタイミング）に変更されるようエンジン２２を制御し、可変バルブタイミング機構の吸気バルブの開閉タイミングが最遅角になると、燃料噴射と点火を停止し、次にエンジン２２を始動するときに始動性が良好となるクランク角位置で停止するようモータＭＧ１によって停止位置を調整することにより行なわれる。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に走行中の車両の振動を抑制する際の動作について説明する。図２は、モータＥＣＵ４０により実行されるモータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

モータ制御ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊や、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２，モータＭＧ２の回転軸に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転角速度である駆動輪回転角速度ωｂなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、上述の駆動制御で設定されたものを入力するものとした。また、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２や駆動輪回転角速度ωｂは、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、状況に応じて、モータＭＧ２によって車両の振動を抑制する制振トルクを設定するのに用いる制御ゲインｋｖを設定する（ステップＳ１１０〜Ｓ２００）。具体的には、エンジン２２を始動する際には第１の値ｋｓｅｔ１を制御ゲインｋｖに設定し（ステップＳ１１０，Ｓ１６０）、エンジン２２を停止する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第２の値ｋｓｅｔ２を制御ゲインｋｖに設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１７０）、エンジン２２への燃料カットを行なう際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第２の値ｋｓｅｔ２と同一またはそれより若干大きな第３の値ｋｓｅｔ３を制御ゲインｋｖに設定し（ステップＳ１４０，Ｓ１８０）、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第３の値ｋｓｅｔ３より大きな第４の値ｋｓｅｔ４を制御ゲインｋｖに設定し（ステップＳ１５０，Ｓ１９０）、これら以外のとき、即ち、エンジン２２を始動する際でもなく、エンジン２２を停止する際でもなく、エンジン２２への燃料カットを行なう際でもなく、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際でもないときには、第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第５の値ｋｓｅｔ５を制御ゲインｋｖに設定する（ステップＳ２００）。このように制御ゲインｋｖを設定する理由については後述する。なお、実施例では、エンジン２２を停止する際とエンジン２２への燃料カットを行なう際とについては、エンジン２２への燃料カットを行なってエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）近傍から値０まで低下する場合にはエンジン２２を停止する際と判断し、走行中にアクセルペダル８３がオフとされるなどしてエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆより高い状態でエンジン２２への燃料カットを行なう場合についてはエンジン２２への燃料カットを行なう際と判断するものとした。

こうして制御ゲインｋｖを設定すると、次式（１）により駆動輪回転角速度ωｂとモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２との差に制御ゲインｋｖを乗じることによって制振トルクＴｖの仮の値としての仮制振トルクＴｖｔｍｐを設定し（ステップＳ２１０）、次式（２）に示すように仮制振トルクＴｖｔｍｐの大きさ（正側および負側の大きさ）を制限トルクＴｌｉｍによって制限することにより制振トルクＴｖを設定し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と制振トルクＴｖとの和をモータＭＧ２の実行用トルクＴ２＊として設定し（ステップＳ２３０）、設定した実行用トルクＴ２＊がモータＭＧ２から出力されるようインバータ４２の図示しないスイッチング素子のスイッチング制御を行なうことによってモータＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。ここで、制限トルクＴｌｉｍは、車両の振動を抑制することができる程度で且つモータＭＧ２から出力する実行トルクＴ２＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えない程度に制振トルクＴｖの大きさを制限するために設定されたものであり、実験などにより定めることができる。

Tvtmp=kv・(ωb-ωm2) (1)
Tv=max(min(Tvtmp,Tlim),-Tlim) (2)

ここで、エンジン２２を始動する際や停止する際，エンジン２２への燃料カットを行なう際，燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際，これら以外のときに応じて制御ゲインｋｖを設定する理由について説明する。一般に、車両に生じる振動は、エンジン２２を始動する際に大きくなりやすく、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際にはエンジン２２を始動する際ほどではないもののある程度大きくなりやすく、エンジン２２を停止する際やエンジン２２への燃料カットを行なう際にはエンジン２２を始動する際やエンジン２２への燃料噴射を復帰する際に比して大きくなりにくい。これは、エンジン２２を始動する際には、モータＭＧ１からのエンジン２２をモータリングするための比較的大きなトルクの出力やエンジン２２での初爆などによって車両に比較的大きな振動が生じやすく、エンジン２２への燃料噴射を復帰する際には、エンジン２２での爆発燃焼の復帰時に車両にある程度の振動が生じやすいという理由に基づく。また、こうした車両では、制御ゲインｋｖに大きな値を設定するほど制振トルクＴｖが大きくなる傾向があり、制振トルクＴｖが大きいほど車両の振動を十分に抑制可能となるものの、制振トルクＴｖに起因するモータＭＧ２のトルク変動（回転数Ｎｍ２の変動）の周波数と車両の共振の周波数とが略一致するような車速Ｖ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）では、制振トルクＴｖが大きいほど異音が大きくなりやすい。実施例では、これらを踏まえて、エンジン２２を始動する際には、車両の振動を抑制するために、比較的大きな第１の値ｋｓｅｔ１を制御ゲインｋｖに設定するものとした。また、エンジン２２を停止する際や、エンジン２２への燃料カットを行なう際には、車両にそれほど大きな振動が生じにくいことを考慮して、異音を抑制するために、第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第２の値ｋｓｅｔ２や第３の値ｋｓｅｔ３を制御ゲインｋｖに設定するものとした。さらに、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際には、車両の振動の抑制と異音の抑制との両立を図るために、第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第３の値ｋｓｅｔ３より大きな第４の値ｋｓｅｔ４を制御ゲインｋｖに設定するものとした。このように、エンジン２２を始動する際や停止する際，エンジン２２への燃料カットを行なう際，燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際，これら以外のときに応じて制御ゲインｋｖを設定すると共にこの制御ゲインｋｖを用いて設定した制振トルクＴｖとトルク指令Ｔｍ２＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようインバータ４２のスイッチング素子を制御してモータＭＧ２を駆動制御することにより、エンジン２２を始動する際や停止する際にだけ制御ゲインを調整するものに比して、状況に応じて車両の振動や異音をより適正に抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を始動する際には第１の値ｋｓｅｔ１を制御ゲインｋｖに設定し、エンジン２２を停止する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第２の値ｋｓｅｔ２を制御ゲインｋｖに設定し、エンジン２２への燃料カットを行なう際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第２の値ｋｓｅｔ２以上の第３の値ｋｓｅｔ３を制御ゲインｋｖに設定し、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第２の値ｋｓｅｔ２以上の第４の値ｋｓｅｔ４を制御ゲインｋｖに設定し、設定した制振トルクＴｖとトルク指令Ｔｍ２＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようインバータ４２のスイッチング素子を制御してモータＭＧ２を駆動制御するから、状況に応じて車両の振動や異音をより適正に抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動する際には第１の値ｋｓｅｔ１を制御ゲインｋｖに設定し、エンジン２２を停止する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第２の値ｋｓｅｔ２を制御ゲインｋｖに設定し、エンジン２２への燃料カットを行なう際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第２の値ｋｓｅｔ２と同一またはそれより若干大きな第３の値ｋｓｅｔ３を制御ゲインｋｖに設定し、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際には第１の値ｋｓｅｔ１より小さく第３の値ｋｓｅｔ３より大きな第４の値ｋｓｅｔ４を制御ゲインｋｖに設定し、これら以外のときには第１の値ｋｓｅｔ１より小さな第５の値ｋｓｅｔ５を制御ゲインｋｖに設定するものとしたが、エンジン２２の始動完了後でも、予め定められた時間（例えば、３００ｍｓｅｃや５００ｍｓｅｃや７００ｍｓｅｃなど）が経過するまでは第１の値ｋｓｅｔ１を制御ゲインｋｖに設定するものとしてもよい。また、エンジン２２への燃料カットを行なっている際と、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際とでは、同一の値（第３の値ｋｓｅｔ３または第４の値ｋｓｅｔ４）を制御ゲインｋｖに設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動する際でもなく、エンジン２２を停止する際でもなく、エンジン２２への燃料カットを行なう際でもなく、燃料カットを行なっているエンジン２２への燃料噴射を復帰する際でもないときには、第５の値ｋｓｅｔ５を制御ゲインｋｖに設定するものとしたが、このときにおいて、例えば、アクセル開度Ａｃｃが所定開度（例えば、８０％や９０％など）以上のときや、駆動軸３６に出力されるトルクが値０を跨いでその符号が反転するときなど、状況に応じて異なる制御ゲインを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪回転角速度ωｂについては、モータＭＧ２から駆動輪６３ａ，６３ｂの間の特性に限定することにより得られる２慣性系の制御系設計モデルに対して制御サンプル時間で０次ホールドを用いて離散化したモデルを用いて演算するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、駆動輪３８ａ，３８ｂに車輪速センサを取り付けて車輪速センサからの信号に基づいて演算するものなどとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図３における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２に基づいてモータＭＧ２の回転軸に換算した車輪３９ａ，３９ｂの回転角速度としての駆動輪回転角速度ωｂを演算し、上述の式（１）により仮制振トルクＴｖｔｍｐを計算すればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図６の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機４３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図６における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。即ち、エンジンと走行用の動力を出力する電動機とを備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。

実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０の形態として説明したが、自動車以外の車両（例えば、列車など）の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、図２のモータ制御ルーチンを実行するモータＥＣＵ４０が「電動機制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３２９ クラッチ、３３０，４３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (2)

1. 内燃機関と、走行用の電動機と、前記電動機からの出力が要求される電動機要求トルクと車両の振動を抑制するための制振トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する電動機制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
   前記電動機制御手段は、前記内燃機関を始動する際には第１の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、前記内燃機関を停止する際には前記第１の制御ゲインより小さな第２の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、前記内燃機関への燃料カットを行なう際には前記第１の制御ゲインより小さく前記第２の制御ゲイン以上の第３の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定し、燃料カットを行なっている前記内燃機関への燃料噴射を復帰する際には前記第１の制御ゲインより小さく前記第２の制御ゲイン以上の第４の制御ゲインを用いて前記制振トルクを設定する手段である、
   ことを特徴とするハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記第４の制御ゲインは、前記第３の制御ゲインより大きな制御ゲインである、
   ハイブリッド車。

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