JP6011515B2

JP6011515B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6011515B2
Application number: JP2013231236A
Authority: JP
Inventors: 吉川　雅人; 雅人吉川; 桑原　清二; 清二桑原; 貴彦堤; 幸毅南川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: JP2015089787A

Description

本発明は、エンジンから駆動輪の間を接続または切り離すドグクラッチからなるエンジン切離クラッチが切り離されたモータ走行から、そのエンジン切離クラッチを介して電動機を用いてエンジンを始動させてハイブリッド走行に切り換えられるハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、そのエンジン切離クラッチから発生する歯打ち音を抑制させる技術に関する。

エンジンと、そのエンジンのクランク軸に動力を出力可能な第１電動機(例えばスタータモータ)と、そのエンジンから駆動輪の間を接続または切り離すエンジン切離クラッチと、そのエンジン切離クラッチから駆動輪の間に動力を入出力可能な第２電動機とを備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１に示すハイブリッド車両がそれである。上記特許文献１では、エンジン始動の際、エンジン切離クラッチを介してエンジンと接続された第２電動機を用いてエンジントルクの脈動を打ち消すことが示されている。

特開２０１３−７５５９１号公報

ところで、上記特許文献１のハイブリッド車両では、上記エンジン切離クラッチとして摩擦式クラッチが使用されているが、その摩擦式クラッチに替えて、引き摺りがなく燃費向上が見込める噛合式クラッチの構成を採用することが考えられている。しかしながら、上記噛合式クラッチから構成されるエンジン切離クラッチを接続させる際、そのエンジン切離クラッチの入出力軸の回転数を同期させると共にそのエンジン切離クラッチへの入力トルクを略零にすると、エンジントルクの脈動によってその入力トルクが正領域および負領域の両方へまたがって変化してエンジン切離クラッチの噛合歯のバックラッシュが開いたり詰まったりするので、エンジン切離クラッチの歯打ち音(異音)が発生するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジン切離クラッチの接続時に、そのエンジン切離クラッチから発生する歯打ち音を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、そのエンジンのクランク軸に動力を入出力可能な第１電動機と、そのエンジンから駆動輪の間を接続または切り離す噛合クラッチからなるエンジン切離クラッチと、そのエンジン切離クラッチから駆動輪の間に動力を入出力可能な第２電動機とを備えるハイブリッド車両において、前記エンジン切離クラッチが切り離されたモータ走行から、そのエンジン切離クラッチを接続させることによって前記第１電動機を用いて前記エンジンを始動させてハイブリッド走行に切り換えられるハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記エンジン切離クラッチの接続に際して、前記エンジンの出力トルクの脈動の大きさが所定以上の場合には、前記エンジン切離クラッチの入力トルクの脈動範囲が正領域および負領域の一方となるように前記第１電動機からの付加トルクを出力させると同時に、その付加トルクが相殺されるように前記第２電動機のトルクを制御することにある。

このように構成されたハイブリッド車両の制御装置によれば、前記エンジン切離クラッチの接続に際して、前記エンジンの出力トルクの脈動の大きさが所定以上で歯打ち音の発生が予測される場合には、前記エンジン切離クラッチの入力トルクの脈動範囲が正領域および負領域の一方となるように前記第１電動機からの付加トルクが制御されるので、前記エンジン切離クラッチの噛合歯のバックラッシュが詰まった状態が保たれる。これによって、前記エンジン切離クラッチの接続時において、そのエンジン切離クラッチから発生する歯打ち音が抑制される。同時に、前記第１電動機からの付加トルクが相殺されるように前記第２電動機のトルクが制御されるので、車両の駆動トルクが要求駆動力に対応するものとなり運転者の違和感が発生しない。

ここで、好適には、前記エンジン切離クラッチを切り離す際には、前記エンジンの出力トルクの脈動の幅が小さくなるように、スロットル開度、エンジン点火時期、バルブタイミングを制御するとともに、前記エンジン切離クラッチの入力トルクが零に向かうように前記第１電動機のトルクを制御する。これにより、前記エンジン切離クラッチが切り離される際には、前記エンジンの出力トルクの脈動の幅が小さくなるように制御されるので、前記エンジン切離クラッチから発生する歯打ち音が好適に抑制される。また、前記エンジンの出力トルクの脈動の幅が小さくなるように、スロットル開度、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御されても、前記エンジン切離クラッチの入力トルクが零に向かうように前記第１電動機のトルクが制御されるので、運転者への違和感が発生しない。

本発明が適用されたハイブリッド車両の１例の構成を概略的に説明する骨子図である。図１の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。エンジン切離クラッチが接続開始後のそのエンジン切離クラッチの入力トルク等を示す図であり、図１の電子制御装置の制御作動が実行されていない場合を示す図である。エンジン切離クラッチが接続開始後のそのエンジン切離クラッチの入力トルク等を示す図であり、図１の電子制御装置の制御作動が実行されている場合を示す図である。本発明の他の実施例のハイブリッド車両の電子制御装置を示す図であり、図２に対応する図である。図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。エンジン切離クラッチが切り離される時のそのエンジン切離クラッチの入力トルク等を示す図であり、図６の電子制御装置の制御作動が実行されていない場合を示す図である。エンジン切離クラッチが切り離される時のそのエンジン切離クラッチの入力トルク等を示す図であり、図６の電子制御装置の制御作動が実行されている場合を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されたハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１２から駆動輪１４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。

図１において、車両用動力伝達装置１６（以下、動力伝達装置１６という）は、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としての図示しないトランスミッションケース内において、エンジン１２側から順番に、噛合クラッチ(ドグクラッチ)からなるエンジン切離クラッチ装置(エンジン切離クラッチ)Ｋ０、第２電動機ＭＧ２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１６には、自動変速機１８の出力回転部材である変速機出力軸２０に連結されたプロペラシャフト２２と、そのプロペラシャフト２２に連結された差動歯車装置２４と、その差動歯車装置２４に連結された一対の車軸２６等とが備えられている。上記動力伝達装置１６において、エンジン１２の動力は、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続された場合に、エンジン１２のクランク軸とエンジン切離クラッチ装置Ｋ０とを連結するエンジン連結軸２８から、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０、第２電動機ＭＧ２、自動変速機１８、プロペラシャフト２２、差動歯車装置２６、及び１対の車軸２６等を順次介して１対の駆動輪１４へ伝達されるようになっている。なお、動力伝達装置１６には、エンジン１２のクランク軸に一体的に連結されたロータ３０を有する第１電動機ＭＧ１が備えられている。

また、車両１０には、図示していないが、例えば、自動変速機１８の変速作動を制御する油圧制御回路と、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の作動を制御するインバータと、そのインバータを介して第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２との間で電力を授受する蓄電装置等とが備えられている。

自動変速機１８は、例えば複数組の遊星歯車装置および複数の摩擦係合装置（クラッチ、ブレーキ）を備える有段式の自動変速機、有効径が可変の一対可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられた無段変速機、或いはシフトセレクトアクチュエータによって複数対のギヤ対が自動的に選択される常時噛合型平行軸式変速機などにより構成されている。

第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、電気エネルギから機械的な動力を発生させる発動機としての機能および機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。上記第１電動機ＭＧ１は、例えば、エンジン１２の始動時においてエンジン１２を回転駆動(クランキング)させたり、エンジン１２の回転速度、エンジン１２から出力されるトルクを制御する。上記第２電動機ＭＧ２は、エンジン１２に替えて或いはエンジン１２に加えて、上記インバータを介して上記蓄電装置から供給される電力により走行用の動力を発生する。第１電動機ＭＧ１は、エンジン１２のクランク軸に動力を入出力可能に動力伝達装置１６に配設されており、第２電動機ＭＧ２は、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０から駆動輪１４の間に動力を入出力可能に動力伝達装置１６に配設されている。

エンジン切離クラッチ装置Ｋ０は、図１に示すように、エンジン連結軸２８の端部に一体的に設けられ、外周に第１外周嵌合歯３２ａを有する略円板形状の第１歯車３２と、第２電動機ＭＧ２のロータ３４に一体的に連結された第２電動機連結軸３６の端部に一体的に設けられ、外周に第２外周嵌合歯３８ａを有する略円板形状の第２歯車３８と、それら第１外周嵌合歯３２ａおよび第２外周嵌合歯３８ａと嵌合可能な内周歯４０ａが形成されて軸線Ｃ１方向に移動可能に設けられたスリーブ４０と、そのスリーブ４０を軸線Ｃ１方向に移動させるアクチュエータ４２とを備える噛み合い式の噛合クラッチ(断接装置)である。つまり、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０は、第１歯車３２と第２歯車３８との間を選択的に連結するための嵌合クラッチ、すなわち、エンジン１２から駆動輪１４の間を接続または切り離す噛合クラッチである。なお、上記アクチュエータ４２は、後述する電子制御装置(制御装置)４４から出力される指令信号によってスリーブ４０を軸線Ｃ１方向に駆動させる。なお、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０では、好適には、よく知られた同期機構が設けられている。

以上のように構成されたエンジン切離クラッチ装置Ｋ０では、図１に示すようにそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離された状態の時には、第１歯車３２と第２歯車３８との接続が遮断されるので、駆動輪１４にはエンジン１２からの動力が伝達されない。一方、アクチュエータ４２によってスリーブ４０が軸線Ｃ１方向に移動させられて、第１外周嵌合歯３２ａおよび第２外周嵌合歯３８ａが共にそのスリーブ４０の内周歯４０ａと噛み合うと、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続され、第１歯車３２と第２歯車３８とが接続される。これによって、駆動輪１４にエンジン１２からの動力が伝達される。

上述のように構成されたハイブリッド車両１０では、例えば運転者から要求される要求駆動力が第２電動機ＭＧ２の出力のみで賄える範囲の場合に、走行モードをモータ走行モード(ＥＶ走行モード)とし、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０を切り離した状態で、エンジン１２を停止させて第２電動機ＭＧ２のみを走行用の駆動源として走行するモータ走行(ＥＶ走行)が行われる。また、上記モータ走行中において、例えば運転者から要求される要求駆動力が少なくともエンジン１２の出力を用いないと賄えない範囲になると、第１電動機ＭＧ１を用いてエンジン１２を回転駆動(クランキング)させると共に電子スロットル弁の開閉制御、燃料供給制御、点火時期制御を実行させてエンジン１２を始動させる。その後、第１電動機ＭＧ１を制御してエンジン連結軸２８と第２電動機連結軸３６との回転数を略一致すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数を略一致させると共にエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉを略零にさせて、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０を接続させる。これによって、上記走行モードが上記モータ走行モードからエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行モード(ＨＶ走行モード)に切り換えられ、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０を接続した状態で、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源として走行するハイブリッド走行(ＨＶ走行)が行われる。また、上記ハイブリッド走行中において、例えば運転者から要求される要求駆動力が第２電動機ＭＧ２の出力のみで賄える範囲になると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０のエンジン連結軸２８(第１歯車３２)のトルクすなわちエンジン１２と第１電動機ＭＧ１との合計トルクが略零になるように制御されて、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される。そして、その後エンジン燃料カットが行われてエンジン１２が停止する。これによって、車両１０の走行が上記ハイブリッド走行から上記モータ走行に切り換えられる。

車両１０には、図１に例示するような電子制御装置４４が備えられている。電子制御装置４４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両１０の駆動状態を車両の走行状態に応じて制御する。また、電子制御装置４４には、各種センサによって検出される情報が供給される。例えば、エンジン回転速度センサ４６によって検出されるエンジン回転数ＮＥ(ｒｐｍ)、第２電動機回転速度センサ４８によって検出される第２電動機回転数Ｎｍ２(ｒｐｍ)、アクセル開度センサ５０によって検出されるアクセルペダル５２の操作量であるアクセル開度Ａｃｃ、スロットル開度センサ５４によって検出されるスロットル開度θth、吸入空気量センサ５６によって検出される吸入空気量Ｑ、車速センサ５８によって検出される車速Ｖ等が供給される。

図２は、電子制御装置４４に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図２に示すＭＧ１トルク設定制御部６０は、例えば運転者からの要求駆動トルク(要求駆動力)Ｔｉの変化に基づいて上記モータ走行モードから上記ハイブリッド走行モードへの切換えが実行され第１電動機ＭＧ１によりエンジン１２が始動された場合に、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数を同期すると共にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉを略零にするように、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を制御する。

クラッチ嵌合判定部６２は、ＭＧ１トルク設定制御部６０でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数が同期し且つエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零となると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続操作が開始されたか否かを判定、すなわちアクチュエータ４２によってスリーブ４０が軸線Ｃ１方向に移動させられたか否かを判定する。例えば、クラッチ嵌合判定部６２では、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の開始操作が開始されたか否かを、電子制御装置４４からアクチュエータ４２に供給される指令信号に基づいて判定する。

ＴＥ、ＴＥ脈動量推定部６４は、クラッチ嵌合判定部６２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されたと判定されると、エンジントルクＴＥの平均値(平均ＴＥ)と、そのエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅをエンジン１２のポンピング状態、燃焼状態の関連値から推定する。ＴＥ、ＴＥ脈動量推定部６４では、例えば、上記脈動の振幅ｄＴｅは、気筒内空気量が少ないほど、または点火時期の遅角量が多いほど、小さいと推定されるようになっている。なお、上記気筒内空気量は、例えば、エンジン始動後の経過時間ｔ、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量Ｑ、スロットル開度θth等から推定される。また、ＴＥ、ＴＥ脈動量推定部６４において、エンジントルクＴＥは、例えば、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度Ａｃｃとからマップを用いて推定される。

ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６は、ＴＥ、ＴＥ脈動量推定部６４でエンジントルクＴＥの平均値と、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅとが推定されると、その推定されたエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であるか否かを判定し、且つ、その推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１以下であるか否かを判定する。なお、上記所定値ΔＴ１は、例えば、歯打ち音(異音)の抑制を必要とするエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅであるかを判定するために実験的に定められた判定値である。また、上記所定値Ｔ１は、例えば、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの平均値が正領域になるか負領域になるかを判定するために実験的に定められた判定値である。

上限値、下限値設定部６８は、ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６で推定されたエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であると判定され且つ推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１以下であると判定されると、実験的に定められたエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの上限値Ａを設定する。また、上限値、下限値設定部６８は、ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６で推定されたエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であると判定され且つ推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１より大きいすなわち所定値Ｔ１以下ではないと判定されると、実験的に定められたエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの下限値Ｂを設定する。

ＭＧ１トルク設定制御部６０は、クラッチ嵌合判定部６２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されたと判定され、且つＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６で推定されたエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１より小さいすなわち所定値ΔＴ１以上ではないと判定されると、第１電動機ＭＧ１で実行されているエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数を同期させると共にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉを略零にさせるトルク制御を停止する。例えば、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を零にする。

また、ＭＧ１トルク設定制御部６０は、クラッチ嵌合判定部６２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されたと判定され、且つＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であると判定され、且つ上限値、下限値設定部６８でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの上限値Ａが設定されると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが設定された上限値Ａを超えないようにすなわちその入力トルクＴＫｉの脈動範囲が負領域となるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが設定され、その設定された付加トルクであるトルクＴＭ１が出力されるように第１電動機ＭＧ１を制御する。例えば、ＭＧ１トルク設定制御部６０では、下記に示す式(１)に従って第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を決定する。例えば、上記第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクは、負(マイナス)である。
ＴＭ１＜上限値Ａ−(エンジントルクＴＥ＋脈動の振幅ｄＴｅ) ・・・(１)

また、ＭＧ１トルク設定制御部６０は、クラッチ嵌合判定部６２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されたと判定され、且つＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であると判定され、且つ上限値、下限値設定部６８でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの下限値Ｂが設定されると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが下限値Ｂを超えないようにすなわちその入力トルクＴＫｉの脈動範囲が正領域となるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが設定され、その設定された付加トルクであるトルクＴＭ１が出力されるように第１電動機ＭＧ１を制御する。例えば、ＭＧ１トルク設定制御部６０では、下記に示す式(２)に従って第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を決定する。例えば、上記第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクは、正(プラス)である。
ＴＭ１＞下限値Ｂ−(エンジントルクＴＥ−脈動の振幅ｄＴｅ) ・・・(２)

ＭＧ２トルク設定制御部７０は、ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であると判定され、且つＭＧ１トルク設定制御部６０でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが上限値Ａ或いは下限値Ｂを超えないように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが決定されると、その決定された付加トルクとエンジントルクＴＥとの和と、運転者の要求する要求駆動トルク(要求駆動力)Ｔｉとの差に基づいて第２電動機ＭＧ２のトルクＴＭ２を設定、すなわち上記付加トルクが相殺されるように第２電動機ＭＧ２のトルクＴＭ２を設定し、その設定したトルクＴＭ２が出力されるように第２電動機ＭＧ２を制御する。

図３は、電子制御装置４４において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続時にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０から発生する歯打ち音(異音)の抑制を実行する車両１０の走行制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図３は、例えば運転者からの要求駆動トルクＴｉの変化に基づいてモータ走行モードからハイブリッド走行モードへの切換えが実行されて第１電動機ＭＧ１によりエンジン１２が始動され、その後、第１電動機ＭＧ１によってエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数が同期させられると共にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるように制御された後の制御作動を説明するフローチャートである。

図３に示すように、先ず、ＭＧ１トルク設定制御部６０およびクラッチ嵌合判定部６２に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１において、第１電動機ＭＧ１によってエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数が同期させられると共にエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零にさせられると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始されたか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始されていない場合には、ＭＧ１トルク設定制御部６０に対応するＳ２において、上記Ｓ１と同様にエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数が同期すると共にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零となるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が制御される。

上記Ｓ１の判定が肯定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始された場合には、ＴＥ、ＴＥ脈動量推定部６４に対応するＳ３において、エンジントルクＴＥの平均値およびエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが推定される。次に、ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６に対応するＳ４において、上記Ｓ３で推定されたエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上であるか否かが判定される。このＳ４の判定が否定される場合すなわちエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１より小さい場合には、ＭＧ１トルク設定制御部６０に対応するＳ５において、上記Ｓ１から実行されていたエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数を同期させる第１電動機ＭＧ１でのトルク制御が停止させられる。

上記Ｓ４の判定が肯定される場合すなわちエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上である場合には、ＴＥ、ＴＥ脈動量判定部６６に対応するＳ６において、上記Ｓ３で推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１以下であるか否かが判定される。上記Ｓ６の判定が肯定される場合すなわち推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１以下である場合には、上限値、下限値設定部６８に対応するＳ７において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの上限値Ａが設定される。また、上記Ｓ６の判定が否定される場合すなわち推定されたエンジントルクＴＥの平均値が所定値Ｔ１より大きい場合には、上限値、下限値設定部６８に対応するＳ８において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの下限値Ｂが設定される。

次に、ＭＧ１トルク設定制御部６０およびＭＧ２トルク設定制御部７０に対応するＳ９において、上記Ｓ７で設定された上限値Ａを超えないようにすなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの脈動範囲が負領域となるように、或いは上記Ｓ８で設定された下限値Ｂを超えないようにすなわち入力トルクＴＫｉの脈動範囲が正領域となるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが決定されると共に、その決定された付加トルクを相殺するように第２電動機ＭＧ２のトルクＴＭ２が設定される。そして、上記のように設定されたトルクＴＭ１、ＴＭ２が出力されるように第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が制御される。

図４および図５は、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始された後のエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉおよびその平均値(平均ＴＫｉ)、運転者の要求駆動トルクＴｉ、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１、第２電動機ＭＧ２のトルクＴＭ２を示す図であり、図４は図３のフローチャートに示すような制御作動が実行されていない場合を示すものであり、図５は図３のフローチャートに示すような制御が実行されている場合を示すものである。なお、図４および図５では、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始される前は共に第１電動機ＭＧ１によりエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入出力軸の回転数が同期させられると共にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるように制御されている。また、図４および図５では、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０に設けられた同期機構が作動することによってｔ１時点〜ｔ２時点でそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの脈動の振幅が減衰している。

図４に示すように、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続が開始された後には、エンジントルクＴＥの脈動によりエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが、正領域および負領域の両方へまたがって変化し、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０において、例えば第２外周嵌合歯３８ａとスリーブ４０の内周歯４０ａとの間のバックラッシュ、およびその第２外周嵌合歯３８ａとエンジン切離クラッチ装置Ｋ０に設けられた同期機構のシンクロナイザーリングとの間のバックラッシュが開いたり詰まったりするので、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０から歯打ち音が発生する。

図５に示すように、エンジン切離クラッチＫ０の接続が開始された後には、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが下限値Ｂを超えないように出力され、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが正領域となるので、上記バックラッシュが詰まった状態となりエンジン切離クラッチ装置Ｋ０から歯打ち音が好適に抑制される。また、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１すなわち付加トルクが出力されても、その付加トルクが相殺されるように第２電動機ＭＧ２で負トルクがかけられるので、車両１０の駆動トルクが運転者の要求する要求駆動トルクＴｉに対応するものとなり運転者の違和感が発生しない。

上述のように、本実施例の車両１０の電子制御装置４４によれば、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続に際して、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが所定値ΔＴ１以上で歯打ち音の発生が予測される場合には、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの脈動範囲が正領域および負領域の一方となるように第１電動機ＭＧ１からの付加トルクを出力するので、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の第２外周嵌合歯３８ａとスリーブ４０の内周歯４０ａとの間のバックラッシュおよびその第２外周嵌合歯３８ａとエンジン切離クラッチ装置Ｋ０に設けられた同期装置のシンクロナイザーリングとの間のバックラッシュが詰まった状態が保たれる。これによって、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続において、そのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０から発生する歯打ち音が抑制される。同時に、第１電動機ＭＧ１からの付加トルクが出力されても、その付加トルクを相殺するように第２電動機ＭＧ２のトルクＴＭ２が制御されるので、車両１０の駆動トルクが要求駆動トルクＴｉに対応するものとなり運転者の違和感が発生しない。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例の車両１０の電子制御装置では、前述の実施例１の電子制御装置４４で実行された上記モータ走行モードから上記ハイブリッド走行モードへの切換制御すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の接続制御に加えて、上記ハイブリッド走行モードから上記モータ走行モードへの切換制御すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の切離制御が実行される点で相違し、それ以外は実施例１の電子制御装置４４と略同様の機能を有している。

図６は、本実施例の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図６に示すクラッチ嵌合判定部７２は、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０で第１歯車３２の第１外周嵌合歯３２ａおよび第２歯車３８の第２外周嵌合歯３８ａにスリーブ４０の内周歯４０ａが嵌合しているか否かを判定、すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続しているか否かを判定する。

クラッチ解放操作判定部７４は、クラッチ嵌合判定部７２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続していると判定されると、例えば運転者からの要求駆動トルクＴｉの変化に基づいてハイブリッド走行モードからモータ走行モードへの切換えが実行されて、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の解放(エンジン１２の停止)操作中であるか否かを判定する。例えば、クラッチ解放操作判定部７４では、運転者からの要求駆動トルクＴｉの変化に基づいてハイブリッド走行モードからモータ走行モードへの切換えが実行されるとエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中であると判定する。

ＴＥ脈動低下処理部７６は、クラッチ嵌合判定部７２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されていると判定され、且つクラッチ解放操作判定部７４でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中であると判定されると、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングを制御する。例えば、ＴＥ脈動低下処理部７６では、スロットル開度θthは小さく、エンジン点火時期は遅く、バルブタイミングは実圧縮比が小さくなるように制御して、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅを小さくさせる。

ＭＧ１トルク設定制御部７８は、ＴＥ脈動低下処理部７６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるようにスロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御されると、そのＴＥ脈動低下処理部７６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように操作されたエンジン状態でのエンジントルクＴＥの平均値を推定して、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるようにすなわち零に向かうように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を設定し、その設定されたトルクＴＭ１が出力されるように第１電動機ＭＧ１を制御する。例えば、ＭＧ１トルク設定制御部７６では、例えば下記に示す式(３)となるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を設定する。
ＴＭ１＝−(上記エンジントルクＴＥの平均値) ・・・(３)

また、ＭＧ１トルク設定制御部７８は、クラッチ嵌合判定部７２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放されていると判定されると、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を零にする。また、ＭＧ１トルク設定制御部７８は、クラッチ嵌合判定部７２でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されていると判定され、且つクラッチ解放操作判定部７４でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中ではないと判定されると、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を零にする。

エンジン停止部８０は、クラッチ解放操作判定部７４でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中であると判定され、且つＴＥ脈動低下処理部７６でエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるようにスロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御され、且つＭＧ１トルク設定制御部７８でエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が制御されると、アクチュエータ４２によってスリーブ４０を移動させてエンジン切離クラッチ装置Ｋ０を切り離し、その後エンジン燃料カットを実行して、エンジン１２を停止させる。

図７は、本実施例の電子制御装置において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の切離時にそのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０から発生する歯打ち音(異音)の抑制を実行する車両１０の走行制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図７は、例えば運転者からの要求駆動トルクＴｉの変化に基づいてハイブリッド走行モードからモータ走行モードへの切換えが実行されて、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離されその後エンジン１２が停止するまでを説明するフローチャートである。

図７に示すように、先ず、クラッチ嵌合判定部７２に対応するＳ１０において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されているか否かが判定される。このＳ１０の判定が否定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離されている場合には、ＭＧ１トルク設定制御部７８に対応するＳ１１において、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が零にさせられる。

上記Ｓ１０の判定が肯定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が接続されている場合には、クラッチ解放操作判定部７４に対応するＳ１２において、運転者からの要求駆動トルクＴｉの変化に基づいてハイブリッド走行モードからモータ走行モードへの切換えが実行されてエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中であるか否かが判定される。上記Ｓ１２の判定が否定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中ではないと判定される場合には、ＭＧ１トルク設定制御部７８に対応するＳ１３において、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が零にさせられる。

上記Ｓ１２の判定が肯定される場合すなわちエンジン切離クラッチ装置Ｋ０が解放操作中であると判定される場合には、ＴＥ脈動低下処理部７６に対応するＳ１４において、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御される。

次に、ＭＧ１トルク設定制御部７８およびエンジン停止部８０に対応するＳ１５において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が制御され、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される。その後、エンジン燃料カットが実行されて、エンジン１２が停止する。

図８および図９は、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される時のエンジントルクＴＥおよびその平均値(平均ＴＥ)、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉおよびその平均値(平均ＴＫｉ)、第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を示す図であり、図８は図７のフローチャートに示すような制御作動が実行されていない場合を示すものであり、図９は図７のフローチャートに示すような制御が実行されている場合を示すものである。

図８に示すように、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される時には、そのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの脈動の振幅ｄＴＫｉが比較的大きいので、そのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが正領域および負領域の両方へまたがって変化すると、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０から比較的大きな歯打ち音が発生する。

図９に示すように、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される時には、図７のＳ１４において、エンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御されるので、そのエンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉの振幅ｄＴＫｉが例えば図８に比べて好適に小さくなる。このため、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０から発生する歯打ち音が抑制される。また、上記のようにエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度θth、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御されると、エンジントルクＴＥの平均値が負領域になるが、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが略零になるようにすなわち零に向かうように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が制御されるので、運転者への違和感が発生しない。

上述のように、本実施例の車両１０の電子制御装置によれば、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０を切り離す際には、エンジン１２のエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度、エンジン点火時期、バルブタイミングを制御するとともに、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが零に向かうように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１を制御する。これにより、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０が切り離される際には、エンジン１２のエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように制御されるので、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０から発生する歯打ち音が好適に抑制される。また、エンジン１２のエンジントルクＴＥの脈動の振幅ｄＴｅが小さくなるように、スロットル開度、エンジン点火時期、バルブタイミングが制御されても、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０の入力トルクＴＫｉが零に向かうように第１電動機ＭＧ１のトルクＴＭ１が制御されるので、運転者への違和感が発生しない。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。

本実施例において、エンジン切離クラッチ装置Ｋ０には、同期機構が設けられていたが、その同期機構は必ずしも設けられていなくても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両(ハイブリッド車両)
１２：エンジン
１４：駆動輪
４４：電子制御装置(制御装置)
Ｋ０：エンジン切離クラッチ装置(エンジン切離クラッチ)
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
ＴＭ１、ＴＭ２：トルク
Ｔｉ：要求駆動トルク(要求駆動力)

Claims

エンジンと、該エンジンのクランク軸に動力を入出力可能な第１電動機と、該エンジンから駆動輪の間を接続または切り離す噛合クラッチからなるエンジン切離クラッチと、該エンジン切離クラッチから駆動輪の間に動力を入出力可能な第２電動機とを備えるハイブリッド車両において、前記エンジン切離クラッチが切り離されたモータ走行から、該エンジン切離クラッチを接続させることによって前記第１電動機を用いて前記エンジンを始動させてハイブリッド走行に切り換えられるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジン切離クラッチの接続に際して、前記エンジンの出力トルクの脈動の大きさが所定以上の場合には、前記エンジン切離クラッチの入力トルクの脈動範囲が正領域および負領域の一方となるように前記第１電動機からの付加トルクを出力すると同時に、その付加トルクが相殺されるように前記第２電動機のトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。