JP5712998B2

JP5712998B2 - 車両用制御装置

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Publication number: JP5712998B2
Application number: JP2012282180A
Authority: JP
Inventors: 佑公原田; 雅俊伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: US20150291175A1; WO2014102576A2; CN104684784A; WO2014102576A3; JP2014125048A; DE112013004096T5

Description

本発明は、内燃機関および電動機を駆動源として搭載した、いわゆるハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置に関する。

従来、この種のハイブリッド車両として、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸とモータジェネレータＭＧ１の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を出力可能なモータジェネレータＭＧ２とを備え、エンジンと遊星歯車機構との間にトルク変動を吸収するダンパを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このハイブリッド車両では、バッテリの残容量が小さくなると、バッテリを充電するために振動や異音を生じ易い低回転高トルク領域でエンジンを運転させる場合がある。このとき、車速が小さいと、低回転高トルク領域でのエンジンの運転に起因した振動や異音が走行による振動や騒音によってマスクされないため、バッテリの充電電力を小さく制限してエンジンを低回転高トルク領域で運転しないようにしている。

特開２００９−２４８９１３号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両にあっては、エンジンのトルク変動をダンパのヒステリシストルクの作用によって吸収することで振動を抑制しているが、こうしたダンパのヒステリシストルクとの関係を考慮して要求充電電力を設定することに関してなんら考慮されていない。

このため、ヒステリシストルクを作用させることができなくなるといった要求充電電力が発生すると、エンジンのトルク変動が直接、遊星歯車機構に伝達されることとなり、振動や異音の抑制性能が悪化するという問題があった。

特に、ハイブリッド車両が例えばＥＶ走行からエンジン走行に移行した際に、設定される要求充電電力が大きいと、要求充電電力の変化量が大きくなりエンジントルクの変動幅も大きくなるので、振動や異音が運転者に体感され易くなってしまう。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、従来と比較して、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関と、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駆動輪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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行う蓄電手段と、を備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置であって、前記内燃機関と前記遊星歯車機構との間の動力伝達経路に配置され、摩擦材で発生する摩擦力によってヒステリシストルクを発生させるヒステリシス機構を有するダンパ装置と、前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出手段と、前記蓄電手段の蓄電状態に基づいて前記蓄電手段の充電に要求される要求充電電力を設定する要求充電電力設定手段と、を備え、前記要求充電電力設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が低いほど前記ヒステリシス機構で発生する前記ヒステリシストルクによって前記内燃機関の出力軸の回転変動が吸収されるよう、前記要求充電電力を低下させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、車速が低いほどヒステリシス機構で発生するヒステリシストルクによって内燃機関の出力軸の回転変動が吸収されるよう、要求充電電力を低下させるので、上記回転変動が遊星歯車機構に伝達され易くなる低車速領域において内燃機関の発生トルクを低下させることが可能となる。このため、本発明に係る車両用制御装置は、低車速領域において、上記回転変動に対してヒステリシストルクを作用させることができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、従来と比較して、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができる。

また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記ヒステリシス機構は、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクを発生させる第１のヒステリシス発生部と、前記捩れ角に応じて前記第１のヒステリシストルクよりも大きな第２のヒステリシストルクを発生させる第２のヒステリシス発生部とを含み、前記要求充電電力設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が所定の速度より低い場合、前記第１のヒステリシス発生部で発生する前記第１のヒステリシストルクを作用させることができるエンジントルクとなるように、前記要求充電電力を低下させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、車速が低いほど、第２のヒステリシストルクよりも小さな第１のヒステリシストルクによって内燃機関の出力軸の回転変動が吸収されるよう、要求充電電力を低下させるので、低車速領域において上記回転変動に対して第１のヒステリシストルクを作用させることができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、ダンパ装置を、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクおよび第２のヒステリシストルクを発生させる、いわゆる２段ヒスダンパで構成した場合であっても、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができる。

また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（２）に記載の車両用制御装置において、（３）前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段を備え、前記要求充電電力設定手段は、前記要求駆動力算出手段により算出された要求駆動力が所定の駆動力より低い場合、前記第１のヒステリシス発生部で発生する前記第１のヒステリシストルクを作用させることができるエンジントルクとなるように、前記要求充電電力を低下させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、要求駆動力が低いほど、第２のヒステリシストルクよりも小さな第１のヒステリシストルクによって内燃機関の出力軸の回転変動が吸収されるよう、要求充電電力を低下させるので、上記回転変動が遊星歯車機構に伝達され易くなる要求駆動力の低い領域において内燃機関の発生トルクを低下させることが可能となる。このため、本発明に係る車両用制御装置は、要求駆動力の低い領域において、上記回転変動に対して第１のヒステリシストルクを作用させることができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、従来と比較して、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができる。

本発明によれば、従来と比較して、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができる車両用制御装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る２段ヒスダンパのモデル図である。本発明の第１の実施の形態に係る２段ヒスダンパの断面図である。エンジントルクと要求充電電力との関係を示すグラフである。従来の２段ヒスダンパの捩れ角とエンジントルクとの関係を示すグラフである。車速と要求駆動力とをパラメータとしたガラ音可聴域を示す図である。本発明の実施の第１の形態に係るＥＣＵにより実行される要求充電電力低下制御を示すフローチャートである。本発明の実施の第１の形態に係る２段ヒスダンパの捩れ角とエンジントルクとの関係を示すグラフである。本発明の実施の第２の形態に係るＥＣＵにより実行される要求充電電力低下制御を示すフローチャートである。本発明の実施の第３の形態に係るＥＣＵにより実行される要求充電電力低下制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両用制御装置は、車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機（発電機）を搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に適用される。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と、動力分配統合機構３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、減速ギヤ４と、バッテリ８０と、車両用制御装置１０とを含んで構成されている。

車両用制御装置１０は、ハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００と、エンジン用電子制御装置（以下、単にエンジンＥＣＵという）２００と、モータ用電子制御装置（以下、単にモータＥＣＵという）３００と、バッテリ用電子制御装置（以下、単にバッテリＥＣＵという）４００とを含んで構成されている。

エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。エンジン２は、図示しない燃料噴射弁からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を燃料室に吸入する。次いで、エンジン２は、吸入した混合気を爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられる図示しないピストンの往復運動をクランクシャフト２７の回転運動に変換する。

また、エンジン２は、エンジンＥＣＵ２００によって制御されるようになっている。エンジンＥＣＵ２００には、クランク角センサや水温センサ等の各種センサ類が接続されている。エンジンＥＣＵ２００は、例えばクランク角センサから入力される信号に基づいてエンジン回転数を算出するようになっている。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２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、スロットル開度を調節するスロットルモータへの駆動信号、イグニッションコイルへの制御信号などを出力ポートを介して出力するようになっている。

エンジンＥＣＵ２００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ１００に出力する。

動力分配統合機構３は、クランクシャフト２７にダンパ装置７０を介して接続された３軸式の動力分配統合機構である。動力分配統合機構３は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛み合う複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備えている。つまり、動力分配統合機構３は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。これら３つの回転要素は、後述するようにモータジェネレータＭＧ１の回転軸３６に一体回転可能に連結されたサンギヤ３１と、カウンタドライブギヤ３５およびギヤ機構６０を介して駆動輪６３ａ、６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと、エンジン２の出力軸であるクランクシャフト２７との３軸にそれぞれ接続されている。

キャリア３４はクランクシャフト２７に連結され、サンギヤ３１はモータジェネレータＭＧ１に連結されている。また、リングギヤ３２は、リングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ４に連結されている。リングギヤ軸３２ａには、カウンタドライブギヤ３５が連結されている。カウンタドライブギヤ３５は、ギヤ機構６０と噛み合っている。

動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配する。一方、動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力とを統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、カウンタドライブギヤ３５からギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ、６３ｂに出力される。

減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２に連結されたサンギヤ４１と、サンギヤ４１と同心円上に配置されたリングギヤ４２と、サンギヤ４１およびリングギヤ４２に噛み合う複数のピニオンギヤ４３と、一端が本体ケースに固定され、他端がピニオンギヤ４３を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア４４とを備えている。減速ギヤ４は、サンギヤ４１、リングギヤ４２およびピニオンギヤ４３を回転要素としてモータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。

減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２が電動機として機能するときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ４２から出力する。一方、減速ギヤ４は、リングギヤ４２に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ４１から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させる。

モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた周知の同期発電電動機として構成されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、動力を入出力可能な発電機および電動機として構成されている。モータジェネレータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータジェネレータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。本実施の形態におけるモータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る発電機を構成し、モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成する。

モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、インバータ８１、８２を介してバッテリ８０と電力のやりとりを行う。インバータ８１、８２とバッテリ８０とを接続する電力ライン８３は、各インバータ８１、８２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータジェネレータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ８０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ８０は充放電されない。

モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、いずれもモータＥＣＵ３００により駆動制御されている。モータＥＣＵ３００には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータジェネレータ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８５、８６からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に印加される相電流などが入力される。モータＥＣＵ３００からは、インバータ８１、８２へのスイッチング制御信号が出力されている。

モータＥＣＵ３００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するとともに必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ１００に出力する。モータＥＣＵ３００は、回転位置検出センサ８５、８６からの信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｍ１、Ｎｍ２を演算する。

バッテリ８０は、ニッケル水素やリチウムイオン等からなる充放電可能な二次電池として構成されている。バッテリ８０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と電力のやりとりを行うようになっている。本実施の形態におけるバッテリ８０は、本発明に係る蓄電手段を構成する。

このバッテリ８０は、バッテリＥＣＵ４００によって管理されている。バッテリＥＣＵ４００には、バッテリ８０を管理するのに必要な信号、例えばバッテリ８０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、バッテリ８０の出力端子に接続された電力ライン８３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、バッテリ８０に取り付けられたバッテリ温度センサ８８からの電池温度Ｔｂなどが入力される。

バッテリＥＣＵ４００は、必要に応じてバッテリ８０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ１００に出力する。また、バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ８０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の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ８０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を演算している。例えば、これら入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔは、それぞれのバッテリ温度Ｔｂに基づく温度依存値にバッテリ８０の残容量（ＳＯＣ）に基づく入力制限用補正係数または出力制限用補正係数を乗じることにより設定可能である。また、これら入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔは、演算による他、例えば残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとが予め関係付けられた入出力制限用マップを参照することにより求めるようにしてもよい。

また、バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ８０の蓄電状態、具体的には残容量（ＳＯＣ）に基づいてバッテリ８０の充電に要求される要求充電電力Ｐｃｈｇを算出し、これを設定するようになっている。すなわち、バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ８０の残容量（ＳＯＣ）が所定の制御目標（例えば、制御中心）に維持するように要求充電電力Ｐｃｈｇを設定するようになっている。

ここで、要求充電電力Ｐｃｈｇは、バッテリ８０を充電すべき場合には正値（Ｐｃｈｇ＞０）に設定される一方で、バッテリ８０を放電すべき場合には負値（Ｐｃｈｇ＜０）に設定される。なお、本実施の形態では、後述するように、充電すべき場合すなわち充電要求がある場合には、上述した要求充電電力Ｐｃｈｇは車速Ｖに応じて変更されるようになっている。

ＨＶＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１００ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ１００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ１００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。

ＨＶＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ１０１、アクセルペダルポジションセンサ１０２、車速センサ１０３およびシフトポジションセンサ１０４が接続されている。イグニッションスイッチ１０１は、ユーザの操作に応じてイグニッション信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。アクセルペダルポジションセンサ１０２は、アクセルペダル８の操作量に基づきアクセル開度Ａｃｃを検出し、アクセル開度Ａｃｃに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。車速センサ１０３は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出し、車速Ｖに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。本実施の形態における車速センサ１０３は、本発明に係る車速検出手段を構成する。

シフトポジションセンサ１０４は、シフトレバー９の操作位置（シフトポジションＳＰ）を検出し、シフトポジションＳＰに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。シフトポジションＳＰとしては、例えば、駐車用の駐車ポジション（Ｐポジション）、前進走行用の走行ポジション（Ｄポジション）、リバース走行用のリバースポジション（Ｒポジション）などがある。

ＨＶＥＣＵ１００は、前述したように、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。

このように構成されたハイブリッド車両１では、アクセル操作量Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両全体での要求駆動力Ｆが算出され、この要求駆動力Ｆに対応する要求動力がカウンタドライブギヤ３５に出力されるよう、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とが運転制御される。例えば、ＨＶＥＣＵ１００は、算出された要求駆動力Ｆにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じた値に、上述の要求充電電力Ｐｃｈｇと損失Ｌｏｓｓを加えることによりエンジン２に要求されるエンジンパワーＰｅを設定する。また、ＨＶＥＣＵ１００は、設定されたエンジンパワーＰｅから燃費最適線を用いてエンジン回転数ＴｅおよびエンジントルクＴｅを算出する。

ここで、ＨＶＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂには、アクセル操作量Ａｃｃおよび車速Ｖと要求駆動力Ｆとの関係を定めたマップ（図示省略）予め実験的に求めて記憶されている。ＨＶＥＣＵ１００は、アクセル操作量Ａｃｃおよび車速Ｖに基づき、当該マップを参照することによってハイブリッド車両１に要求される要求駆動力Ｆを算出することができる。本実施の形態におけるＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る要求駆動力算出手段を構成する。

また、ハイブリッド車両１の走行モードとしては、例えばハイブリッド走行モードやモータ走行モードあるいは回生走行モード等がある。

ハイブリッド走行モードでは、エンジン２の機関出力を利用してモータジェネレータＭＧ１に発電させつつ、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２の両者を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。モータ走行モードでは、エンジン２を停止させた状態でモータジェネレータＭＧ２を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。回生走行モードは、減速要求等の所定条件が成立した場合にギヤ機構６０を介して入力されるエネルギを利用してモータジェネレータＭＧ２にて発電を行う走行モードである。

次に、図２および図３を参照して、本実施の形態に係るダンパ装置７０について説明する。

図２に示すように、ダンパ装置７０は、エンジン２と遊星歯車機構３との間の動力伝達経路に配置されている。図３に示すように、ダンパ装置７０は、ハブ７１と一対のサイドプレート７２Ａ、７２Ｂとの間に、エンジン２のトルク変動（回転変動）を吸収するヒステリシス機構７３を備えている。

ヒステリシス機構７３は、摩擦材（符号省略）で発生する摩擦力によってヒステリシストルクを発生させることによって、エンジン２のトルク変動（回転変動）を吸収するようになっている。摩擦材は、ハブ７１と一対のサイドプレート７２Ａ、７２Ｂとの間に設けられ、ハブ７１と一対のサイドプレート７２Ａ、７２Ｂとが相対回転するときに所定のヒステリシストルクを発生させるものである。

図２に示すように、ヒステリシス機構７３は、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクを発生させる第１のヒステリシス発生部７３ａと、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクよりも大きな第２のヒステリシストルクを発生させる第２のヒステリシス発生部７３ｂとを含んで構成されている。

ここで、第１のヒステリシス発生部７３ａは、上述した摩擦材として低摩擦材を用いている。一方、第２のヒステリシス発生部７３ｂは、上述した摩擦材として高摩擦材を用いている。

つまり、本実施の形態に係るダンパ装置７０は、捩れ角に応じて互いに異なるヒステリシストルクを発生させる２つのヒステリシス発生部を有する、いわゆる２段ヒスダンパで構成されている。これにより、ダンパ装置７０は、２つのヒステリシス発生部７３ａ、３３ｂにより低トルク振動を減衰するとともに、エンジン２の始動・停止時に生ずる過大なトルクを回避するようにしている。

また、ダンパ装置７０は、ダンパとして機能するコイルスプリング７５を備えている。したがって、ハブ７１と一対のサイドプレート７２Ａ、７２Ｂとは、コイルスプリング７５を介して互いに相対回転するようになっている。

ところで、従来、こうした２段ヒスダンパを備えるハイブリッド車両では、バッテリのＳＯＣ低下時はバッテリを充電するために、例えばハイブリッド走行モードにおいて大きな要求充電電力を設定する。この場合、要求充電電力を確保できるようにエンジンを低回転高トルク領域で運転させることがある。

図４は、モータ走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際の要求充電電力とエンジントルクの変化を示したものである。

例えば、図４に示すように、モータ走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際に要求充電電力（＝β）が大きいと、要求充電電力の変化量が大きくなり、これに伴ってエンジントルク（図４中、実線で示す）の変動幅も大きくなる。

このため、従来の２段ヒスダンパにおいては、図５に示すように、捩れ角が大きくなり、第１のヒステリシストルクよりも大きな第２のヒステリシストルクが作用することとなる。これにより、ヒステリシス機構においてそれ以上の捩れが制限されることで、ヒステリシストルクを作用させることができなくなる。この結果、エンジンのトルク変動が直接、遊星歯車機構に伝達され、振動や異音の抑制性能が悪化してしまう。

このとき、車速が比較的大きければ、走行による振動や異音により低回転高トルク領域でエンジンを運転させることによる振動や異音をマスクすることができるが、車速が小さいと、こうした振動や異音をマスクすることができない。

従来、こうした振動や異音を抑制するために、例えばエンジン回転数を上昇させてエンジントルクを低下させることによって振動や異音が生じ易い低回転高トルク領域でのエンジンの運転を回避することが行われている。ところが、このような回避方法をとると、エンジンの吹け上がりによる騒音や燃費が悪化するなど新たな問題が生ずる。

そこで、本実施の形態では、振動や異音が運転者に体感され易い低車速領域において振動や異音の抑制性能の向上を図るべく、車速Ｖが当該低車速領域である場合には要求充電電力Ｐｃｈｇを低下させる要求充電電力低下制御を実行するようにした。この要求充電電力低下制御は、バッテリＥＣＵ４００によって実行される。

具体的には、バッテリＥＣＵ４００は、車速センサ１０３（図１参照）により検出された車速Ｖが予め定められた所定の車速Ｖ１より小さい場合（Ｖ＜Ｖ１）には、第１のヒステリシス発生部７３ａで発生する第１のヒステリシストルクによってエンジン２のトルク変動が吸収されるよう、要求充電電力Ｐｃｈｇを低下させる要求充電電力低下制御を実行するようになっている。

すなわち、バッテリＥＣＵ４００は、車速Ｖが所定の車速Ｖ１より小さい場合（Ｖ＜Ｖ１）には、要求充電電力低下制御によって、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βよりも低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿α（図４参照）に設定するようになっている。

ここで、所定の車速Ｖ１は、振動や異音、特にガラ音が運転者に聴覚され得る領域（以下、ガラ音可聴域という）であるか否かの判断の基準となる車速であって、予め実験的に求めてバッテリＥＣＵ４００のＲＯＭに記憶されている。

図６は、車速Ｖと要求駆動力Ｆとをパラメータとしたガラ音可聴域を示す図である。図６に示すように、車速Ｖ１より小さく、かつ要求駆動力Ｆ１よりも小さい領域がガラ音可聴域とされている。一方、車速Ｖ１以上の領域では、暗騒音によりガラ音がマスクされ、要求駆動力Ｆ１以上の領域では、モータジェネレータＭＧ２のモータトルクＴｍが生じていることにより例えばガラ音の要因となり得る遊星歯車機構３あるいは減速ギヤ４におけるギヤの歯打ち音等が抑制されている。

なお、本実施の形態では、車速Ｖが所定の車速Ｖ１より小さい場合（Ｖ＜Ｖ１）に一律に要求充電電力Ｐｃｈｇを要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αに設定するようにしたが、これに限らず、例えば車速Ｖが低くなるほど要求充電電力Ｐｃｈｇが低下するようにしてもよい。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係るバッテリＥＣＵ４００で実行される要求充電電力低下制御について説明する。この要求充電電力低下制御は、所定の時間間隔でバッテリＥＣＵ４００によって実行される。

図７に示すように、バッテリＥＣＵ４００は、充電要求中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。バッテリＥＣＵ４００は、例えば、バッテリ８０のＳＯＣが低下しているか否か、つまりＳＯＣが所定値以下となっているか否かを判断することで充電要求中であるか否かを判定することができる。

バッテリＥＣＵ４００は、充電要求中でないと判定した場合には、本処理を終了する。一方、バッテリＥＣＵ４００は、充電要求中であると判定した場合には、車速Ｖが所定の車速Ｖ１未満か否かを判断する（ステップＳ１２）。車速Ｖは、例えば車速センサ１０３により検出され、ＨＶＥＣＵ１００を介してバッテリＥＣＵ４００に入力される。

バッテリＥＣＵ４００は、車速Ｖが所定の車速Ｖ１未満でない、つまり車速Ｖが所定の車速Ｖ１以上であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿β（図４参照）に設定して（ステップＳ１３）、本処理を終了する。ここで、通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βは、上述したようにバッテリ８０のＳＯＣに基づき設定される要求充電電力である。

一方、バッテリＥＣＵ４００は、車速Ｖが所定の車速Ｖ１未満であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βよりも低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿α（図４参照）に設定して（ステップＳ１４）、本処理を終了する。

これにより、ＨＶＥＣＵ１００により要求充電電力Ｐｃｈｇを加味して設定されるエンジンパワーＰｅを低下させることができ、結果としてこのエンジンパワーＰｅを出力すべきエンジントルクが低下することとなる。ここで、要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αは、バッテリ８０のＳＯＣに関わらず、ダンパ装置７０において第１のヒステリシストルクを作用させることができるエンジントルクとなるように設定される要求充電電力である。

このような要求充電電力低下制御を実行することにより、図８に示すように、ガラ音可聴域において図５に示す例と比較してエンジントルクを低下させることができる。この結果、ダンパ装置７０における捩れ角を第１のヒステリシストルク作用角内に収めることができ、第１のヒステリシストルクをトルク変動に対して作用させることが可能となる。これにより、エンジン２のトルク変動が減衰される。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、車速Ｖが低いほど、例えば車速Ｖが所定の車速Ｖ１未満である場合に、第２のヒステリシストルクよりも小さな第１のヒステリシストルクによってエンジン２のトルク変動が吸収されるよう、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βより低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αまで低下させるので、低車速領域（例えば、ガラ音可聴域）において上記トルク変動に対して第１のヒステリシストルクを作用させることができる。

したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、ダンパ装置７０を、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクおよび第２のヒステリシストルクを発生させる、いわゆる２段ヒスダンパで構成した場合であっても、エンジン２の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態（例えば、低車速領域）において振動や異音の抑制性能を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０では、従来のように低車速領域（例えば、ガラ音可聴域）において振動や異音を抑制するためにエンジン回転数を上昇させる必要もないので、エンジン２の吹け上がりによる騒音や燃費が悪化するといった不具合を防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。

特に本実施の形態は、上述の第１の実施の形態とは、要求充電電力低下制御の一部処理が異なるが、その他の構成は同様である。したがって、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略し、特に第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

第１の実施の形態でも述べたが、図６に示す通り、要求駆動力Ｆが予め定められた所定の要求駆動力Ｆ１未満となった場合にもガラ音可聴域となる。つまり、要求駆動力Ｆ１未満では、モータジェネレータＭＧ２のモータトルクＴｍが略０となるため、モータジェネレータＭＧ２に連結されたギヤ（例えば、サンギヤ４１等）にトルクがかかっていない状態となる。このため、減速ギヤ４あるいは遊星歯車機構３におけるギヤの歯打ち音が生じて、これがガラ音の要因となり得る。

したがって、本実施の形態では、要求充電電力低下制御において、車速Ｖに代えて要求駆動力Ｆからガラ音可聴域か否かを判断し、要求充電電力Ｐｃｈｇを適宜変更するようにした。

以下、本実施の形態に係る要求充電電力低下制御について説明する。なお、本実施の形態に係る要求充電電力低下制御においては、充電要求中であるか否かの判断（第１の実施の形態におけるステップＳ１１）は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略している。

図９に示すように、バッテリＥＣＵ４００は、要求駆動力Ｆが予め定められた所定の要求駆動力Ｆ１未満か否かを判断する（ステップＳ２１）。要求駆動力Ｆは、アクセル操作量Ａｃｃと車速Ｖとに基づきＨＶＥＣＵ１００により算出され、バッテリＥＣＵ４００に入力される。また、所定の要求駆動力Ｆ１は、ガラ音可聴域であるか否かの判断の基準となる駆動力であって（図６参照）、予め実験的に求めてバッテリＥＣＵ４００のＲＯＭに記憶されている。このように、要求駆動力Ｆを算出するＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る要求駆動力算出手段を構成する。

バッテリＥＣＵ４００は、要求駆動力Ｆが所定の要求駆動力Ｆ１未満でない、つまり要求駆動力Ｆが所定の要求駆動力Ｆ１以上であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿β（図４参照）に設定して（ステップＳ２２）、本処理を終了する。ここで、通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βは、上述したようにバッテリ８０のＳＯＣに基づき設定される要求充電電力である。

一方、バッテリＥＣＵ４００は、要求駆動力Ｆが所定の要求駆動力Ｆ１未満であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βよりも低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿α（図４参照）に設定して（ステップＳ２３）、本処理を終了する。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、要求駆動力Ｆが低いほど、例えば要求駆動力Ｆが所定の要求駆動力Ｆ１未満である場合に、第２のヒステリシストルクよりも小さな第１のヒステリシストルクによってエンジン２のトルク変動が吸収されるよう、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βより低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αまで低下させるので、低車速領域（例えば、ガラ音可聴域）において上記トルク変動に対して第１のヒステリシストルクを作用させることができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０では、第１の実施の形態と同様、エンジン２の吹け上がりによる騒音や燃費が悪化するといった不具合を防止することができる。

なお、本実施の形態では、要求駆動力Ｆが所定の要求駆動力Ｆ１より小さい場合（Ｆ＜Ｆ１）に一律に要求充電電力Ｐｃｈｇを要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αに設定するようにしたが、これに限らず、例えば要求駆動力Ｆが低くなるほど要求充電電力Ｐｃｈｇが低下するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、要求充電電力低下制御において、車速Ｖに代えて要求駆動力Ｆからガラ音可聴域か否かを判断し、要求充電電力Ｐｃｈｇを適宜変更するようにしたが、これに限らず、例えば車速Ｖおよび要求駆動力Ｆからガラ音可聴域か否かを判断し、要求充電電力Ｐｃｈｇを適宜変更するようにしてもよい。この場合、より適切なガラ音可聴域を特定することができ、不要な要求充電電力低下制御の実行を回避することができる。

（第３の実施の形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。

特に本実施の形態は、上述の第１および第２の実施の形態とは、要求充電電力低下制御の一部処理が異なるが、その他の構成は同様である。したがって、第１および第２の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略し、特に第１および第２の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

上述した第２の実施形態では、要求充電電力低下制御において、要求駆動力Ｆからガラ音可聴域であるか否かを判断して要求充電電力Ｐｃｈｇを適宜変更するようにしたが、本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ２のモータトルクＴｍが略０となる領域か否かを判断して要求充電電力Ｐｃｈｇを適宜変更するようにした。

図１０に示すように、バッテリＥＣＵ４００は、モータトルクＴｍの絶対値｜Ｔｍ｜が予め定められた所定のモータトルクＴｍ１未満か否かを判断する（ステップＳ３１）。すなわち、バッテリＥＣＵ４００は、モータジェネレータＭＧ２のモータトルクＴｍが所定のモータトルク−Ｔｍ１より大きく、かつ所定のモータトルクＴｍ１よりも小さいか否かを判断する。つまり、バッテリＥＣＵ４００は、モータトルクＴｍがゼロトルク（Ｔｍ＝０）を含む予め定められたトルク範囲にあるか否かを判断する。モータトルクＴｍは、ＨＶＥＣＵ１００を介してモータＥＣＵ３００からバッテリＥＣＵ４００に入力される。

ここで、所定のモータトルクＴｍ１は、サンギヤ４１にモータジェネレータＭＧ２からのトルクがかかっていないと判断できる程度のトルク（例えば、１Ｎｍ）に設定されている。所定のモータトルクＴｍ１は、例えばバッテリＥＣＵ４００のＲＯＭあるいはＨＶＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに予め記憶されている。

また、モータトルクＴｍは、例えば次式（１）から導出することができる。次式（１）において、Ｆはハイブリッド車両１の要求駆動力［Ｎ］、ＴｍはモータジェネレータＭＧ２のモータトルク［Ｎ・ｍ］、Ｇｒは減速ギヤ４の減速比、Ｔｅはエンジントルク［Ｎ・ｍ］、ρはプラネタリギヤ比、ρ_ｄｅｆはデファレンシャルギヤ６２のデフ比、Ｒｔはタイヤ径［ｍ］である。

バッテリＥＣＵ４００は、モータトルクＴｍが所定のモータトルクＴｍ１未満でない、つまりモータトルクＴｍが所定のモータトルクＴｍ１以上であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿β（図４参照）に設定して（ステップＳ３２）、本処理を終了する。ここで、通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βは、上述したようにバッテリ８０のＳＯＣに基づき設定される要求充電電力である。

一方、バッテリＥＣＵ４００は、モータトルクＴｍが所定のモータトルクＴｍ１未満であると判定した場合には、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βよりも低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿α（図４参照）に設定して（ステップＳ３３）、本処理を終了する。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、モータトルクＴｍが所定のモータトルクＴｍ１未満である場合に、第２のヒステリシストルクよりも小さな第１のヒステリシストルクによってエンジン２のトルク変動が吸収されるよう、要求充電電力Ｐｃｈｇを通常設定される要求充電電力Ｐｃｈｇ＿βより低い要求充電電力Ｐｃｈｇ＿αまで低下させるので、低車速領域（例えば、ガラ音可聴域）において上記トルク変動に対して第１のヒステリシストルクを作用させることができる。

したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、ダンパ装置７０を、２段ヒスダンパで構成した場合であっても、エンジン２の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態（例えば、低車速領域）において振動や異音の抑制性能を向上させることができる。

なお、上述の各実施の形態においては、本発明に係る車両用制御装置を、動力分配統合機構３および減速ギヤ４を介してエンジン２とモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とを接続した構成のハイブリッド車両１に搭載した例について説明したが、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を備えた、いわゆる２モータ式のハイブリッド車両であってダンパ装置７０を備えたハイブリッド車両であれば適用可能であり、特にこれら動力出入力装置（エンジン、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２）を接続する機構についてはいかなる構成のものであっても構わない。

以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、従来と比較して、内燃機関の運転に起因した振動や異音が運転者に体感され易い走行状態において振動や異音の抑制性能を向上させることができ、ハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置に有用である。

１…ハイブリッド車両（車両）、２…エンジン（内燃機関）、３…動力分配統合機構（遊星歯車機構）、１０…車両用制御装置、２７…クランクシャフト（出力軸）、３１…サンギヤ（回転要素）、３２…リングギヤ（回転要素）、３２ａ…リングギヤ軸（駆動軸）、３４…キャリア（回転要素）、３６…回転軸、６３ａ，６３ｂ…駆動輪、７０…ダンパ装置、７３…ヒステリシス機構、７３ａ…第１のヒステリシス発生部、７３ｂ…第２のヒステリシス発生部、８０…バッテリ（蓄電手段）、１００…ＨＶＥＣＵ（要求駆動力算出手段）、１０３…車速センサ（車速検出手段）、４００…バッテリＥＣＵ（要求充電電力設定手段）、ＭＧ１…モータジェネレータ（発電機）、ＭＧ２…モータジェネレータ（電動機）

Claims

内燃機関と、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駆動輪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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行う蓄電手段と、を備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置であって、
前記内燃機関と前記遊星歯車機構との間の動力伝達経路に配置され、摩擦材で発生する摩擦力によってヒステリシストルクを発生させるヒステリシス機構を有するダンパ装置と、
前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記蓄電手段の蓄電状態に基づいて前記蓄電手段の充電に要求される要求充電電力を設定する要求充電電力設定手段と、を備え、
前記要求充電電力設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が低いほど前記ヒステリシス機構で発生する前記ヒステリシストルクによって前記内燃機関の出力軸の回転変動が吸収されるよう、前記要求充電電力を低下させることを特徴とする車両用制御装置。
前記ヒステリシス機構は、捩れ角に応じて第１のヒステリシストルクを発生させる第１のヒステリシス発生部と、前記捩れ角に応じて前記第１のヒステリシストルクよりも大きな第２のヒステリシストルクを発生させる第２のヒステリシス発生部とを含み、
前記要求充電電力設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が所定の速度より低い場合、前記第１のヒステリシス発生部で発生する前記第１のヒステリシストルクを作用させることができるエンジントルクとなるように、前記要求充電電力を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段を備え、
前記要求充電電力設定手段は、前記要求駆動力算出手段により算出された要求駆動力が所定の駆動力より低い場合、前記第１のヒステリシス発生部で発生する前記第１のヒステリシストルクを作用させることができるエンジントルクとなるように、前記要求充電電力を低下させることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。