JP5895897B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関及び電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。

車両走行のために内燃機関及び電動機の両方を備えるハイブリッド車両（以下、単に「車両」とも称呼される。）が知られている。車両は、内燃機関が発生するトルクと電動機が発生するトルクとを合成して車軸に伝達させるため、遊星歯車機構等の動力分割機構を備えている。内燃機関のクランクシャフトに生じるトルクの変動を吸収するため、両端に配設された２つの軸が弾性体を介して接続されたトーショナルダンパ（以下、単に「ダンパ」とも称呼される。）が、内燃機関と動力分割機構の間に介装されている。

従来の駆動装置（ハイブリッド駆動装置）の制振装置の一つにおいては、内燃機関の間欠的な爆発燃焼に起因するトルク変動がダンパの弾性変形によって所定の遅れを伴って電動機に伝わるので、電動機は、このトルク変動を相殺するため、周期的に変動するトルクを発生させている（例えば、特許文献１を参照。）。

ところで、車両の制御装置は、一般に、車両の運行状況及び蓄電池の残容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）等に基づいて、内燃機関の発生するトルクのみによって走行するエンジン走行モード、内燃機関を停止させて電動機の発生するトルクのみによって走行するモータ走行モード、及び、内燃機関と電動機との両方のトルクによって走行するモータアシストモード等を選択的に実行する。即ち、制御装置は、車両の走行中、内燃機関の運転状態に関して作動と停止とを適宜切り替えている。

この制御装置は、内燃機関の運転状態を作動から停止へ移行させるとき、燃料噴射を停止させる。このとき内燃機関の回転速度の減速に伴う振動及び／又はノイズの発生を回避するため、制御装置は内燃機関の回転速度を短時間にて「０」とする必要がある。そのため、制御装置は電動機に「内燃機関の回転を停止させる方向のトルク」（以下、「制止トルク」とも称呼される。）を発生させる。

従来の車両（ハイブリッド自動車）の一つ（以下、「従来車両」とも称呼される。）においては、内燃機関の停止時、電動機が制止トルクを発生させる。その後、従来車両は、制止トルクを弱める過程にてダンパの捩れに起因したショックが発生しないよう、制止トルクを弱める速度、即ち、制止トルクの変化率、を一旦小さくする制御を行っていた（例えば、特許文献２を参照。）。

特開２００１−１３６６０５号公報 特開２００９−２７４６２７号公報

ところで、電動機が制止トルクを発生し、そのトルクがダンパを介して内燃機関に伝達されているとき、ダンパは捩れて弾性エネルギーを蓄積する。ダンパが捩れた状態にて制止トルクが弱められたとき、ダンパに配設された両軸のうち少なくとも一方は、ダンパの捻れが解放される方向に回転する。この回転によって、ダンパがその固有振動数にて回転振動する自由振動が励起される。

解放される捻れの量が大きいほど、この自由振動の振幅は大きくなる。この自由振動の振幅が大きければ、車両の振動、及び、動力分割機構等のトランスミッション機構の部品間の軋み等によって生じるノイズ、が発生し得る。解放される捻れの量は、制止トルクが弱められる際の単位時間あたりのトルクの変化量である変化率、及び、制止トルクが弱められる時点にてダンパに蓄積されていた弾性エネルギー、に正の相関を有する。

換言すれば、上記の振動及びノイズの発生を抑えるため、制御装置は制止トルクを弱めるとき、電動機のトルクの変化率、及び、ダンパに蓄積された弾性エネルギー量をそれぞれ所定量以下にしておく必要がある。しかしながら、上記の従来車両において、制止トルクを弱める時点の、トルクの変化率及び弾性エネルギー量は考慮されていなかった。

一方、電動機がクランキングを行う場合等の制止トルクとは逆方向の「内燃機関を回転させる方向のトルク」を発生させた後、そのトルクを弱める時も、ダンパの自由振動が励起され得る。このように、ダンパの自由振動が励起され得る場合としては、内燃機関の回転を制止させる場合に限られず、例えば、内燃機関の回転を開始させる場合、内燃機関の回転速度を低下させる場合、及び内燃機関の回転速度を上昇させる場合等、種々の場合が想定される。

そこで、本発明の目的の一つは、電動機からダンパを介して内燃機関に伝達されるトルクの大きさの絶対値が減少するとき、その減少率及びその時点の弾性エネルギー量を考慮することによってダンパに発生する振動を抑えることができる車両の制御装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼される。）は、
車両駆動力を発生させるための内燃機関と、
前記内燃機関と弾性体を介してトルク伝達可能に接続された電動機と、
を搭載した車両に適用され、前記電動機の発生トルクによって前記内燃機関の回転速度を制御する特定制御を実行する。

更に、前記制御装置は、
前記特定制御にて「前記弾性体に蓄積されている弾性エネルギーの解放を伴う前記発生トルクの強さの変化」が要求された場合であっても、
前記変化の単位時間あたりの量であるトルク変化率の絶対値が所定の変化率閾値より大きく、且つ、
前記弾性エネルギーの絶対値が所定の弾性エネルギー閾値よりも大きければ、
前記変化がなされないように構成される。

本発明装置によれば、ダンパ（弾性体）に蓄積された弾性エネルギーが所定の閾値よりも大きければ、前記トルクの変化を見合わせ、弾性エネルギーが低下したタイミングにて前記トルクの変化を行う。その結果、その後のダンパの振動の発生が抑えられ、その振動に伴って発生し得る車両の振動及びノイズの発生が回避される。

本発明は、例えば、制止トルクが弱められるときにも適用され得る。換言すれば、前記特定制御は、前記電動機の発生トルクによって前記内燃機関の回転速度を低下させる制御であり、前記変化は、前記発生トルクを弱める変化であるように構成され得る。

この態様によれば、本発明装置が、電動機に制止トルクを発生させ、その後その制止トルクを弱める際に、ダンパの振動の発生が抑えられる。

ところで、内燃機関が４サイクルエンジンであれば、クランクシャフトが２回転する間に１度、特定の気筒にて燃焼が発生する。例えば４気筒エンジンであれば、クランクシャフトが１８０°回転する間に何れか１つの気筒にて燃焼が発生する。気筒内の燃焼によってピストンを押し下げる力が発生し、その力がクランクシャフトを回転させるトルクに変換される。そのため、燃焼が発生してから所定の期間経過後にてトルクが最も大きくなる。即ち、この内燃機関が発生するトルクは、クランクシャフトが１８０°回転する期間を周期として変動する。その結果、内燃機関の発生トルクの変動によってダンパに蓄積される弾性エネルギーが変動し得る。

加えて、例えば、内燃機関の運転状態が作動から停止へ移行するとき、内燃機関は燃料噴射を停止する。この場合ピストンによる気筒内の空気の圧縮と膨張とが交互に繰り返されるため、クランクシャフトに作用するトルクはクランク角度が１８０°変化する期間を周期として変動する。その結果、クランク角度によってダンパに蓄積される弾性エネルギーが変動し得る。

そのため、前記制御装置は、前記内燃機関のクランク角度に基づいて前記弾性エネルギーを推定するように構成され得る。

一方、電動機の発生するトルクは、コギング等によって周期的に変動し得る。そのため、前記制御装置は、前記電動機のモータ角度に基づいて前記弾性エネルギーを推定するように構成され得る。換言すれば、前記制御装置は、内燃機関のクランク角度、及び／又は、電動機のモータ角度に基づいて前記弾性エネルギーを推定することができる。

この態様によれば、本発明装置は、内燃機関の回転中、時間の経過と共に変化する弾性エネルギー量を正確に推定することが可能となる。その結果、本発明装置は電動機のトルク変化を行って良いか否かを精度良く判定し得る。

ところで、上記の通り、電動機のトルクの変化率の絶対値が大きい程、それに伴うダンパの捩り量の変化が大きくなる。ダンパの捩り量の変化が大きければ、そのトルク変化の後に発生するダンパの振動の振幅が大きくなり得る。その結果、ダンパの振動に伴う車両の振動及びノイズの発生も大きくなる可能性がある。換言すれば、トルク変化率の絶対値が小さいときはダンパの振動が発生してもその振幅は小さくなり得るので、制御装置が前記弾性エネルギー閾値を大きい値に設定しても、車両の振動及び／又はノイズの発生の発生が回避され得る。

そのため、前記制御装置は、
前記トルク変化率の絶対値が大きい程、前記弾性エネルギー閾値が小さくなるように構成され得る。

この態様によれば、本発明装置は、トルク変化率の絶対値が小さく、ダンパの振動が発生する可能性が低いとき、弾性エネルギー閾値を大きい値に設定して、トルク変化が行われない状況を回避し得る。その結果、本発明装置は、トルク変化の開始の遅延を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は、上記制御装置を搭載する車両にも係り、更に、上記制御装置にて使用される方法にも及ぶ。

本発明の第１実施形態に係る制御装置（第１装置）が適用される車両の概略構成図である。 第１装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。 第１装置が内燃機関のクランク角度に基づいて弾性エネルギー量を取得するために参照するマップである。 第１装置が実行する、制止トルクを弱める処理を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置（第２装置）が実行する処理を説明するためのフローチャートである。 第２装置が内燃機関のトルクの変化量に基づいて弾性エネルギー閾値を取得するために参照するマップである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置（第３装置）が実行する処理を説明するためのフローチャートである。 第３装置が内燃機関のクランク角度及びモータ角度に基づいて弾性エネルギー量を取得するために参照するマップである。 本発明の第４実施形態に係る制御装置（第４装置）が実行する処理を説明するためのフローチャートである。 第４装置が内燃機関の潤滑油温に基づいてトルク変化可能クランク角度範囲を取得するために参照するマップである。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」とも称呼される。）について説明する。図１は、本発明装置が適用される車両１０の概略構成を示す略図である。車両１０は、第１電動機２１、第２電動機２２及び内燃機関２３を含む。即ち、車両１０はハイブリッド車両である。

第１電動機２１及び第２電動機２２はそれぞれ、回転磁界を発生させる三相巻線（コイル）を備えるステータ、及び、その回転磁界との間の磁気力によってトルクを発生させる永久磁石を備えるロータ、を含む。第１電動機２１及び第２電動機２２のそれぞれは、電動機として動作するとともに発電機として動作することも可能である。

第１電動機２１は、主に発電機として用いられる。第１電動機２１は更に、内燃機関２３の始動時には内燃機関２３のクランキングを行い、内燃機関２３の停止時には内燃機関２３の回転を早期に停止させるために「内燃機関２３の回転方向とは逆方向のトルクである制止トルク」を発生させる。クランキング及び制止トルク発生のように、第１電動機２１が「内燃機関２３に対して作用するトルク」を発生させることは「モータリング」とも称呼される。

第２電動機２２は、主に電動機として用いられ、車両１０の車両駆動力（車両を走行させるためのトルク）を発生することができる。内燃機関２３もまた、車両１０の車両駆動力を発生することができる。内燃機関２３は、４気筒の４サイクル（ストローク）ガソリンエンジンである。

車両１０は、動力分割機構３１を含む。動力分割機構３１は遊星歯車機構である。即ち、動力分割機構３１は、図示しないサンギア、このサンギアと同心円状に配置された図示しないリングギア、サンギアに噛合するとともにリングギアにも噛合する図示しない複数のピニオンギア、及び、複数のピニオンギアを自転可能且つサンギアの回りに公転可能な状態で保持する図示しないピニオンキャリア、を備える。

サンギアには第１電動機２１の出力軸がトルク伝達可能に連結されている。ピニオンキャリアには内燃機関２３のクランクシャフトがトルク伝達可能に連結されている。リングギアには減速機構３２を介して第２電動機２２の出力軸がトルク伝達可能に連結されている。更に、第２電動機２２の出力軸は、減速機構３２を介して車軸３３とトルク伝達可能に連結されている。車軸３３は、ディファレンシャルギア３４を介して駆動輪３５とトルク伝達可能に連結されている。

内燃機関２３と動力分割機構３１との間にはトーショナルダンパ３６が介装されている。トーショナルダンパ３６は、内燃機関２３側の軸と動力分割機構３１側の軸とを弾性体を介してそれぞれ回転可能に結合させ、内燃機関２３が発生するトルクの変動を吸収するようになっている。

車両１０は、更に、蓄電池４１、昇圧コンバータ４２及びインバータ４３を備えている。蓄電池４１は、充放電が可能な二次電池（本例においては、リチウムイオンバッテリ）である。蓄電池４１の出力した直流電力は、昇圧コンバータ４２により電圧変換（昇圧）される。その電圧変換された直流電力は、インバータ４３により交流電力に変換され、第１電動機２１及び第２電動機２２へ供給される。

一方、第１電動機２１及び／又は第２電動機２２が発電機として動作するとき、これらによって発電された交流電力はインバータ４３により直流電力に変換される。更に、その変換された直流電力は、昇圧コンバータ４２により電圧変換（降圧）され、蓄電池４１に供給される。この結果、蓄電池４１が充電される。或いは、第１電動機２１が発電した交流電力は、インバータ４３を介して第２電動機２２へと供給される。昇圧コンバータ４２及びインバータ４３は、後述する制御装置６１によって制御される。

制御装置６１は、車両１０を制御するための複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を含む。即ち、制御装置６１は、第１電動機２１及び第２電動機２２を制御するＭＧ−ＥＣＵ、内燃機関２３を制御するエンジン−ＥＣＵ及び蓄電池４１の監視等を行うバッテリ−ＥＣＵ等を含む。個々の電子制御ユニットは、ＣＰＵ及びメモリ等を含み、各々のプログラムを実行するマイクロコンピュータである。各電子制御ユニットは通信線を通じて互いに情報を交換するようになっている。

制御装置６１は、内燃機関２３の発生するトルクのみによって車両１０が走行するエンジン走行モード、内燃機関２３を停止させて第２電動機２２の発生するトルクのみによって走行するモータ走行モード、及び、内燃機関２３と第２電動機２２との両方のトルクによって走行するモータアシストモード等を選択的に実行する。制御装置６１は、エンジン走行モード又はモータアシストモードからモータ走行モードへ移行する場合等、内燃機関２３の運転状態が作動から停止へ移行するとき、内燃機関２３の作動を停止させる。

制御装置６１は、アクセルペダル７１に取り付けられたアクセル開度センサ７２から、アクセルペダル７１の踏み込み量Ａｐを取得する。制御装置６１は、車軸に取り付けられた車速センサ７３から、車両１０の走行速度Ｖｓを取得する。制御装置６１は、第１電動機２１に取り付けられたレゾルバ７４から、第１電動機２１のモータ角度ＭＡを取得する。制御装置６１は、内燃機関２３に取り付けられたクランク角度センサ７５から、内燃機関２３のクランク角度ＣＡ及び回転速度ＮＥを取得する。本実施例では、クランク角度ＣＡは、内燃機関２３の特定の気筒（例えば、第１気筒）の圧縮上死点後の角度にて表される。制御装置６１は、内燃機関２３に取り付けられた潤滑油温度センサ７６から、内燃機関２３の潤滑油温ＴＨＯを取得する。

次に、本制御装置の作動について説明する。制御装置６１のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）が実行する、第１電動機２１の発生トルクの変動に起因する「車両１０の振動及び／又はノイズの発生の原因となるダンパの振動」の発生を抑える処理、即ち、制振処理について図２を参照しながら説明する。ＣＰＵは所定の時間が経過する毎にステップ２００から処理を開始してステップ２０５に進む。

ステップ２０５にてＣＰＵは、アクセルペダル７１の踏み込み量Ａｐ及び車両１０の走行速度Ｖｓ等に基づいて要求トルクＴｒ及び要求出力Ｐｒを決定する。ＣＰＵは更に、第１電動機２１の充電要求量Ｇ１、第２電動機２２の指令トルクＴ２及び内燃機関２３の指令トルクＴｅ、並びに、第１電動機２１によるモータリングの要否、及び、モータリングが必要な場合はモータリングに必要となる第１電動機２１の指令トルクＴ１、を決定する。このような、第１電動機２１、第２電動機２２及び内燃機関２３の駆動制御は、例えば、特開２００９−１２６４５０号公報（米国公開特許番号 ＵＳ２０１０／０２４１２９７）、及び、特開平９−３０８０１２号公報（米国出願日１９９７年３月１０日の米国特許第６，１３１，６８０号）等に詳細に記載されている。これらは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。

次にＣＰＵは、ステップ２１０に進み、ステップ２０５にて決定した第１電動機２１の指令トルクＴ１と、過去に本ルーチンを実行したときに決定した第１電動機２１の指令トルクＴ１ｏｌｄと、の差分ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔ１ｏｌｄ）を算出する。差分ΔＴ１は、「指令トルクＴ１ｏｌｄが決定されてから、現在の指令トルクＴ１が決定されるまでの間の時間」に対する指令トルクＴ１の変化量を表す。即ち、差分ΔＴ１の絶対値は、第１電動機２１の発生トルクの単位時間あたりの変化量であるトルク変化率に相関を有する。

次にＣＰＵは、ステップ２１５に進み、差分ΔＴ１の絶対値（｜ΔＴ１｜）が所定の差分閾値Ｔｒｅｆよりも大きいか否かを判定する。差分ΔＴ１の絶対値が差分閾値Ｔｒｅｆ以下である場合、トーショナルダンパ３６に「車両１０の振動及び／又はノイズの発生の原因となる振動」が発生する虞がない。この場合、ＣＰＵはステップ２１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ２３５に進む。なお、差分閾値Ｔｒｅｆは、実験等によって予め求められ、制御装置６１のメモリ上に保持されている。

ステップ２３５にてＣＰＵは、第１電動機２１が指令トルクＴ１を発生するように制御する。なお、指令トルクＴ１の値が「０」の場合もあり得る。その後、ＣＰＵはステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、差分ΔＴ１の絶対値が差分閾値Ｔｒｅｆよりも大きい場合、第１電動機２１のトルクの変動によって、トーショナルダンパ３６に上記のような振動が発生し得る。この場合、ＣＰＵは、ステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２０に進む。

ステップ２２０にてＣＰＵは、クランク角度センサ７５の出力に基づいてクランク角度ＣＡを取得する。

次にＣＰＵは、ステップ２２５に進み、クランク角度ＣＡに基づいてトーショナルダンパ３６に蓄積された弾性エネルギーＥｋを推定する。より具体的に述べると、内燃機関２３は４サイクルエンジンで且つ４気筒エンジンであるため、内燃機関２３の運転中、クランク角度ＣＡが１８０°変化する間に何れか１つの気筒にて燃焼が発生する。その後、気筒内の混合気が膨張することによってピストンが押し下げられ、クランクシャフトを回転させるトルクが発生する。このとき、内燃機関２３の発生するトルクは最大となり、その後、トルクは減少する。一方、ＣＰＵが、例えばモータ走行モードを実行するために内燃機関２３の燃料噴射を停止している場合、ピストンによる気筒内の空気の圧縮と膨張とが交互に繰り返されるため、クランクシャフトに作用するトルクが「クランク角度ＣＡが１８０°変化する期間」を周期として変動する。即ち、内燃機関２３が運転中であるか否かに関わらず内燃機関２３のクランクシャフトに作用するトルクは、クランク角度ＣＡが１８０°変化する期間を周期として変動する。

内燃機関２３の発生トルクが増加したとき、トーショナルダンパ３６の捩れ量が増加して弾性エネルギーＥｋが増加する。一方、内燃機関２３の発生トルクが低下したとき、トーショナルダンパ３６の捩れ量が減少して弾性エネルギーＥｋが低下する。そのため、弾性エネルギーＥｋは内燃機関２３のトルクの変動と同じ周期で変動する。制御装置６１は、図３のように、各クランク角度ＣＡに対する弾性エネルギーＥｋを記載したマップをメモリ上に保持している。このマップは、実験等によって予め求められる。ＣＰＵは、クランク角度ＣＡに対する弾性エネルギーＥｋの値を、このマップを参照することによって取得する。

次にＣＰＵは、ステップ２３０に進み、弾性エネルギーＥｋの絶対値｜Ｅｋ｜が所定の弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも小さいか否かを判定する。絶対値｜Ｅｋ｜が弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆ以上である場合、トーショナルダンパ３６に「車両１０の振動及び／又はノイズの発生の原因となる振動」が発生し得る。この場合、ＣＰＵは、ステップ２３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２４０に進む。なお、弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆは、実験等によって予め求められ、制御装置６１のメモリ上に保持されている。

ステップ２４０にてＣＰＵは、所定の期間、第１電動機２１のトルクを変化させること無く維持する。その後、ＣＰＵは、ステップ２２０に進んで、再度クランク角度ＣＡの取得を行う。即ち、ＣＰＵは、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも小さくなるまで、第１電動機２１が指令トルクＴ１を発生するように制御することを見合わせる。

一方、弾性エネルギーＥｋの絶対値｜Ｅｋ｜が弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも小さい場合、トーショナルダンパ３６に上記のような振動が発生する虞がない。この場合、ＣＰＵはステップ２３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３５に進む。

次に、ＣＰＵが実行するモードが、エンジン走行モード又はモータアシストモードからモータ走行モードに移行するときのタイミングチャートの例を図４に示す。図４（Ａ）は第１電動機２１が発生させる制止トルクを表し、図４（Ｂ）は内燃機関２３の回転速度ＮＥを表している。

時刻ｔ１は、エンジン走行モード又はモータアシストモードからモータ走行モードへ移行するのに伴い内燃機関２３が作動を停止する時刻である。このとき、第１電動機２１は内燃機関２３の回転を停止させる方向のトルク、即ち、負のトルクを発生させる。この際ＣＰＵは、車軸３３に発生するトルクに急激な変化が生じないよう、制止トルクの強度を調節する。制止トルクによって回転速度ＮＥは、制止トルクが発生しなかった場合と比較して、急速に減少する。

時刻ｔ２は、第１電動機２１が制止トルクを弱め始めることが予定されていた時刻（弾性エネルギーＥｋの解放を伴う、第１電動機２１の発生トルクの強さの変化が要求された時刻）である。しかし、ＣＰＵは、上記の図２に表された制振制御を実行し、時刻ｔ２にて弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも大きいと判定（ステップ２３０にて「Ｎｏ」と判定）したため、制止トルクを弱めることを見合わせている（ステップ２４０）。

なお、図４（Ａ）のグラフの時刻ｔ３から時刻ｔ４までの部分（斜めの実線）の傾きは、単位時間あたりの発生トルクの絶対値の減少量である、トルク変化率を表している。本例では、この傾きが、差分閾値Ｔｒｅｆに対応するグラフの傾きよりも大きい（勾配が急である）ため、図２のステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定されている。

その後、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも小さくなった時刻ｔ３にて、ＣＰＵは、第１電動機２１が制止トルクを弱める制御を実行している。時刻ｔ４は、第１電動機２１の発生トルクが「０」となった時刻である。回転速度ＮＥは時刻ｔ４では既に「０」となっている。

以上、説明したように、第１実施形態に係る制御装置６１は、
車両駆動力（指令トルクＴｅに等しいトルク）を発生させるための内燃機関（内燃機関２３）と、
前記内燃機関と弾性体（トーショナルダンパ３６）を介してトルク伝達可能に接続された電動機（第１電動機２１）と、
を搭載した車両（車両１０）に適用され、
前記電動機の発生トルク（指令トルクＴ１に等しいトルク）によって前記内燃機関の回転速度を制御する特定制御を実行する。

更に、制御装置６１は、
前記特定制御にて前記弾性体に蓄積されている弾性エネルギー（弾性エネルギーＥｋ）の解放を伴う前記発生トルクの強さの変化が要求された場合（図２のステップ２０５及び図４の時刻ｔ２）であっても、
前記変化の単位時間あたりの量であるトルク変化率の絶対値（｜ΔＴ１｜）が所定の変化率閾値（差分閾値Ｔｒｅｆ）より大きく、且つ、
前記弾性エネルギーの絶対値が所定の弾性エネルギー閾値（弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆ）よりも大きければ（図２のステップ２１５及びステップ２３０）、
前記変化がなされない（図２のステップ２４０）ように構成されている。

更に、制御装置６１は、前記電動機の発生トルクによって前記内燃機関の回転速度を低下させる特定制御を実行し（図４の（Ａ）及び（Ｂ））、前記発生トルクを弱める変化を生じさせている（図４（Ａ）の時刻ｔ２以降）。

更に、制御装置６１は、前記内燃機関のクランク角度（クランク角度ＣＡ）に基づいて前記弾性エネルギーを推定する（図２のステップ２２５及び図３）ように構成されている。

この制御装置６１によれば、第１電動機２１のトルク変動に起因するトーショナルダンパ３６の振動の発生を抑えることが可能となる。その結果、車両１０の振動及び／又はノイズの発生が回避され得る。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る制御装置６２について説明する。第１実施形態に係る制御装置６１において、弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆは固定値であった。これに対し、制御装置６２において、弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆは差分ΔＴ１と負の相関を有する点のみにおいて制御装置６１と相違している。即ち、制御装置６２のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）は、差分ΔＴ１の絶対値｜ΔＴ１｜が大きい程、弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆに小さい値を設定する。

以下、制御装置６２の作動について図５に示したフローチャートを参照しながら、主に図２に示したフローチャートとの差分について説明する。図５のフローチャートの各ステップにおいて、図２と同様の処理が実行される場合、図２と同一のステップ符号が付されている。ＣＰＵは所定の時間が経過する毎にステップ５００から処理を開始してステップ２０５に進む。

ＣＰＵは、ステップ２２５の処理の後、ステップ５２６に進む。ステップ５２６にてＣＰＵは、制御装置６２のメモリ上に保持されている、図６に示すようなマップを参照することによって、差分ΔＴ１の絶対値｜ΔＴ１｜に対する弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆを決定する。このマップは実験等によって予め求められている。なお、このマップに記載された弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆの値は、差分ΔＴ１の絶対値｜ΔＴ１｜が大きくなる程、小さくなっている。次にＣＰＵは、ステップ２３０の処理に進む。

以上、説明したように、第２実施形態に係る制御装置６２は、第１実施形態に係る制御装置６１が実行した処理に加え、
前記トルク変化率の絶対値（差分ΔＴ１の絶対値｜ΔＴ１｜）が大きい程、前記弾性エネルギー閾値（弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆ）が小さい値となるように構成されている（図５のステップ５２６及び図６）。

この制御装置６２によれば、トルク変化率の絶対値が小さく、ダンパの振動が発生する可能性が低いとき、弾性エネルギー閾値を大きく設定してトルク変化が行われない状況（ステップ２４０の実行）を回避し得る。その結果、制御装置６２は、車両１０の振動及び／又はノイズの発生を回避すると共に、トルク変化の開始の遅延を最小限に抑えることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る制御装置６３について説明する。第１実施形態に係る制御装置６１はクランク角度ＣＡに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定していた。これに対し、制御装置６３は、クランク角度ＣＡ及びモータ角度ＭＡに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定する点のみにおいて制御装置６１と相違している。

以下、制御装置６３の作動について図７に示したフローチャートを参照しながら、主に図２に示したフローチャートとの差分について説明する。図７のフローチャートの各ステップにおいて、図２と同様の処理が実行される場合、図２と同一のステップ符号が付されている。制御装置６３のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）は所定の時間が経過する毎にステップ７００から処理を開始してステップ２０５に進む。

ＣＰＵは、ステップ２２０の処理の後、ステップ７２５に進む。ステップ７２５にてＣＰＵは、クランク角度ＣＡ及びモータ角度ＭＡに基づいてトーショナルダンパ３６に蓄積された弾性エネルギーＥｋを推定する。より具体的に述べると、内燃機関２３の発生するトルクは上記の通り、クランク角度ＣＡが１８０°変化する期間を周期として変動する。

一方、第１電動機２１の発生するトルクはコギング等によって変動し得る。そのため、ＣＰＵは、図８のように、各クランク角度ＣＡに対する弾性エネルギーＥｋがモータ角度ＭＡ毎に記載されたマップを参照する。このマップは、実験等によって予め求められ、制御装置６３のメモリ上に保持されている。ＣＰＵは、クランク角度ＣＡに対する弾性エネルギーＥｋの値を、このマップを参照することによって取得する。次にＣＰＵは、ステップ２３０の処理に進む。

この制御装置６３によれば、内燃機関２３のクランク角度ＣＡに加えて第１電動機２１のコギングも考慮することによって、制振制御をより精度よく行うことが可能となる。その結果、車両１０の振動及び／又はノイズの発生が回避されると共に、第１電動機２１のトルク変化の実行が遅延することが最小限に抑えられる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る制御装置６４について説明する。第１実施形態に係る制御装置６１は、クランク角度ＣＡに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定し、弾性エネルギーＥｋに基づいて第１電動機２１のトルク変化の可否を判定していた。これに対し、制御装置６４は、内燃機関２３のクランク角度ＣＡ及び潤滑油温ＴＨＯに基づいてトルク変化の可否を判定する点のみにおいて制御装置６１と相違している。

弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも高くなるクランク角度ＣＡは、特定の範囲に存在する。そのため、制御装置６４のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）は、その範囲の下端クランク角度ＣＡｍｉｎ及び上端クランク角度ＣＡｍａｘを取得できれば、それらの角度とクランク角度ＣＡを比較することによって第１電動機２１のトルク変更の可否を判定できる。即ち、クランク角度ＣＡが下端クランク角度ＣＡｍｉｎよりも小さいとき、又は、クランク角度ＣＡが上端クランク角度ＣＡｍａｘよりも大きいとき、ＣＰＵは第１電動機２１の発生トルクを変更しても良いと判定する。

加えて、下端クランク角度ＣＡｍｉｎ及び上端クランク角度ＣＡｍａｘは潤滑油温ＴＨＯと相関がある。そのため、ＣＰＵは、図１０に示すような、下端クランク角度ＣＡｍｉｎ及び上端クランク角度ＣＡｍａｘが、潤滑油温ＴＨＯ毎に記載されたマップを参照する。このマップは、実験等によって予め求められ、制御装置６４のメモリ上に保持されている。

以下、制御装置６４の作動について図９に示したフローチャートを参照しながら、主に図２に示したフローチャートとの差分について説明する。図９のフローチャートの各ステップにおいて、図２と同様の処理が実行される場合、図２と同一のステップ符号が付されている。ＣＰＵは所定の時間が経過する毎にステップ９００から処理を開始してステップ２０５に進む。

ＣＰＵは、ステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定した場合、ステップ９２０に進む。ステップ９２０にてＣＰＵは、潤滑油温度センサ７６の出力に基づいて潤滑油温ＴＨＯを取得する。次にＣＰＵは、ステップ９２５に進み、潤滑油温ＴＨＯに対する下端クランク角度ＣＡｍｉｎ及び上端クランク角度ＣＡｍａｘを、上記の通り図１０のようなマップを参照することによって取得する。

次にＣＰＵは、ステップ９３０に進み、図２のステップ２２０と同様の処理により、クランク角度センサ７５の出力に基づいてクランク角度ＣＡを取得する。その後ＣＰＵは、ステップ９３５に進む。なお、ステップ２４０の処理が実行された後、ＣＰＵは、ステップ９３０に進む。

ステップ９３５にてＣＰＵは、クランク角度ＣＡが下端クランク角度ＣＡｍｉｎよりも小さいか否かを判定する。クランク角度ＣＡが下端クランク角度ＣＡｍｉｎよりも小さければ、上記の通り、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも低い。この場合、ＣＰＵはステップ９３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３５に進む。

一方、クランク角度ＣＡが下端クランク角度ＣＡｍｉｎ以上であれば、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも高い可能性がある。この場合、ＣＰＵはステップ９３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４０に進む。

ステップ９４０にてＣＰＵは、クランク角度ＣＡが上端クランク角度ＣＡｍａｘよりも大きいか否かを判定する。クランク角度ＣＡが上端クランク角度ＣＡｍａｘよりも大きければ、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも低い。この場合、ＣＰＵはステップ９４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３５に進む。

一方、クランク角度ＣＡが上端クランク角度ＣＡｍａｘ以下であれば、弾性エネルギーＥｋが弾性エネルギー閾値Ｅｋｒｅｆよりも高い。この場合、ＣＰＵはステップ９４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２４０に進む。

この制御装置６４によれば、内燃機関２３のクランク角度ＣＡに加えて潤滑油温ＴＨＯも考慮することによって、制振制御をより精度よく行うことが可能となる。その結果、車両１０の振動及び／又はノイズの発生が回避されると共に、第１電動機２１のトルク変化の実行が遅延することが最小限に抑え得る。

以上、本発明に係る制御装置の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、各実施形態では本発明に係る制御装置は、電動機及び内燃機関が車両駆動力を発生させるハイブリッド車両（車両１０）に適用されていた。しかし、本発明に係る制御装置は、車両駆動力を発生させる内燃機関と、その内燃機関のモータリング（例えば、クランキング）を行う電動機と、を搭載したガソリン自動車に適用されても良い。

例えば、第１実施形態に係る制御装置６１はクランク角度ＣＡに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定し、第３実施形態に係る制御装置６３はクランク角度ＣＡ及びモータ角度ＭＡに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定していた。しかし、制御装置はモータ角度ＭＡのみに基づいて弾性エネルギーＥｋを推定しても良い。

更に、第１実施形態に係る制御装置６１が実行する制振処理は、第１電動機２１の指令トルクＴ１の単位時間あたりの変化量の絶対値に相関を有する｜ΔＴ１｜が所定の差分閾値Ｔｒｅｆより大きい場合に実行されていた。即ち、第１電動機２１が内燃機関２３のクランクシャフトの回転方向と同じ方向のトルクを発生させているとき、及び、クランクシャフトの回転方向と反対方向のトルクを発生させているとき、の両方において制振処理が実行されていた。しかし、第１電動機２１が内燃機関２３のクランクシャフトの回転方向と同じ方向のトルクを発生させているときのみ、制振処理が実行されても良い。或いは、第１電動機２１が内燃機関２３のクランクシャフトの回転方向と反対方向のトルクを発生させているときのみ、制振処理が実行されても良い。

加えて、制御装置６１は弾性エネルギーＥｋを推定するためにマップ（図３）を参照していた。しかし、制御装置６１は弾性エネルギーＥｋを推定するために、第１電動機２１が内燃機関２３のクランクシャフトの回転方向と同じ方向のトルクを発生させているときに参照されるマップと、クランクシャフトの回転方向と反対方向のトルクを発生させているときに参照されるマップと、をそれぞれ保持し、第１電動機２１が発生するトルクの向きに応じて参照するマップを決定しても良い。或いは、制御装置６１は内燃機関２３が作動を開始するとき（例えば、運転モードがモータ走行モードからエンジン走行モード又はモータアシストモードに移行するとき）に参照されるマップと、内燃機関２３が作動を停止するとき（例えば、運転モードがエンジン走行モード又はモータアシストモードからモータ走行モードに移行するとき）に参照されるマップと、をそれぞれ保持し、内燃機関２３の作動状態に応じて参照するマップを決定しても良い。

１０…車両、２１…第１電動機、２２…第２電動機、２３…内燃機関、３６…トーショナルダンパ、６１…制御装置。

Claims (4)

1. 車両駆動力を発生させるための内燃機関と、
   前記内燃機関と弾性体を介して相互にトルク伝達可能に接続された電動機と、
   を搭載した車両に適用される、前記電動機の発生トルクによって前記内燃機関の回転速度を制御する特定制御を実行する制御装置において、
   前記特定制御にて前記弾性体に蓄積されている弾性エネルギーの解放を伴う前記発生トルクの強さの変化が要求された場合であっても、
   前記変化の単位時間あたりの量であるトルク変化率の絶対値が所定の変化率閾値より大きく、且つ、
   前記弾性エネルギーの絶対値が所定の弾性エネルギー閾値よりも大きければ、
   前記変化がなされないように構成された制御装置。
   
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記特定制御は、前記電動機の発生トルクによって前記内燃機関の回転速度を低下させる制御であり、
   前記変化は、前記発生トルクを弱める変化であるように構成された制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の制御装置において、
   前記内燃機関のクランク角度に基づいて前記弾性エネルギーを推定するように構成された制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の制御装置において、
   前記トルク変化率の絶対値が大きい程、前記弾性エネルギー閾値が小さくなるように構成された制御装置。

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