WO2009020218A1

WO2009020218A1 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: WO2009020218A1
Application number: PCT/JP2008/064377
Authority: WO
Inventors: Kazunori Uchiyama; Naoki Hakamada; Hideto Watanabe; Eiji Ichioka; Kunio Takeda
Original assignee: Nippon Soken, Inc.; Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2009-02-12
Also published as: US20100185351A1; JP4358264B2; DE112008001696B4; CN101687501B; DE112008001696T5; JP2009040174A; CN101687501A; US8392041B2

Abstract

ハイブリッド車両（１００）は、内燃機関であるエンジン（１）と、車両の走行にエンジン（１）と併用される回転電機であるモータジェネレータ（５）と、車輪（４）に動力を伝達する出力軸（３）と、出力軸（３）に連結される伝達部材（１６）と、エンジン（１）の出力をモータジェネレータ（５）と伝達部材（１６）とに分配する動力分配機構（１１）と、路面の凹凸を検出する検出装置と、検出装置の検出結果が出力軸（３）に周期的なトルク変動を発生させるものである場合に、検出結果に基づいてエンジン（１）の出力を低下させる制御部（５０）とを備える。これにより、トルクリミッタを必要としないハイブリッド車両を提供する。

Description

明細書ハイブリッド車両技術分野

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関および回転電機を併用して車輪の駆動力を発生させるハイプリッド車両に関する。背景技術

近年では、環境に配慮した自動車として、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車が注目されている。ハイブリッド自動車には、遊星歯車機構の差動作用を利用して、内燃機関を最適運転点で駆動させるように遊星歯車機構に接続された電動機またはモータジェネレータで回転速度制御をおこなうものがある。また、このような車両では、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機またはモータジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、内燃機関の燃費の向上を図っている。

特開 2 0 0 5— 2 3 7 1 1 9号公報は、上記のような構成のハイブリッド車両において、動力分配機構の出力部材の回転速度が所定量以上低下すると、モータジェネレータの回転速度を増加制御して、エンジン側からのイナーシャ（慣性）トルクの発生を抑制し、出力部材に過大なトルクが伝わるのを防止する技術を開示している。

し力し、たとえば、凹凸が連続的かつ周期的に続くような道路を走行するなどしてドライブシャフトに周期的なトルク変動が与えられると、その変動が動力分配機構を介してエンジン側から動力分配機構への入力軸に伝達される。このトルク変動の周波数が車体のバネ下共振点に近いとドライブシャフトの変動は増大し、入力軸の変動も増大する。このとき、パネ下共振点と入力軸のねじり共振点が合致すると、入力軸に過大なトルクが発生する。

このように、入力軸への入力変動が周期的かつ断続的に変動する場合、発生するトルクが過大かつ周期的であるため、モータジェネレータの制御が追いつかず、振動が抑制しきれずに大きくなってしまう場合がある。発明の開示

この発明の目的は、振動の発生が抑制されたハイプリッド車両を提供することである。

この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、内燃機関と、車両の走行に内燃機関と併用される回転電機と、駆動輪に動力を伝達する出力軸と、出力軸に連結される伝達部材と、内燃機関の出力を回転電機と伝達部材とに分配する動力分配機構と、路面の凹凸を検出する検出装置と、検出装置の検出結果が出力軸に周期的なトルク変動を発生させるものである場合に、検出結果に基づいて内燃機関の出力を低下させる制御部とを備える。

好ましくは、内燃機関から動力分配機構を介して伝達部材に動力を伝達する伝達機構の共振周波数は、内燃機関の出力に応じて変化する。制御部は、伝達機構の共振周波数がパネ下共振域から外れるまで内燃機関の出力を低下させる。

好ましくは、検出装置は、車輪のスリップを判定する判定部を含む。判定部は、スリップの生じる時間間隔に基づき路面の凹凸を検出する。

好ましくは、検出装置は、回転電機の回転速度を検出するセンサを含む。検出装置は、回転電機に対する回転速度指令値とセンサの出力から得た実際の回転速度との差に基づいて路面の凹凸を検出する。

■ 好ましくは、検出装置は、路面に超音波を照射し、路面の凹凸を検出する超音波センサを含む。

この発明の他の局面に従うと、ハイブリッド車両であって、内燃機関と、車両の走行に内燃機関と併用される回転電機と、駆動輪に動力を伝達する出力軸と、出力軸に連結される伝達部材と、内燃機関の出力を回転電機と伝達部材とに分配する動力分配機構と、出力軸に発生する周期的なトルク変動を検出する検出装置と、検出装置の検出結果に基づいて内燃機関の出力を低下させる制御部とを備える。

好ましくは、検出装置は、車輪のスリップを判定する判定部を含む。判定部は、スリップの生じた時間間隔に基づき出力軸にトルク変動が発生した周期を検出する。

好ましくは、検出装置は、回転電機の回転速度を検出するセンサを含む。検出装置は、回転電機に対する回転速度指令値とセンサの出力から得た実際の回転速度との差に基づいて出力軸にトルク変動が生じていることを検出する。

本発明によれば、ハイブリッド車両において、たとえば凹凸が周期的に存在するような路面を走行する場合等に、振動を抑制することができる。図面の簡単な説明 - 図 1は、車両 1 0 0のパワートレーンを概念的に示すスケルトン図である。図 2は、路面凹凸検出装置 1 7の構成を示すブロック図である。

図 3は、エンジン出力と入力軸のねじり共振周波数との関係の一例を示した図である。

図 4は、実施の形態 1で実行されるハイプリッド車両の振動低減に関する制御のフローチャートである。

図 5は、実施の形態 1のハイプリッド車両の動作を説明するための動作波形図である。

図 6は、実施の形態 2で実行される急減速時における振動抑制制御の 7ローチヤートである。

図 7は、イナーシャトルク発生の抑制を説明するための共線図である。

図 8は、実施の形態 2の動作を説明するための動作波形図である。

図 9は、実施の形態 3で実行される振動抑制制御のフローチヤ一トである。図 1 0は、実施の形態 3のハイブリッド車両 2 0 0について説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

[実施の形態 1 ]

図 1は、車両 1 0 0のパワートレーンを概念的に示すスケルトン図である。図 1を参照して、車両 1 0 0は、エンジン 1と、第 1モータジェネレータ 5と、このエンジン 1の動力を第 1モータジェネレータ 5および伝達部材 1 6に分配する動力分配機構 1 1と、第 2モータジェネレータ 6と、電子制御装置（E C U) 5 0とを含む。

エンジン 1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。ェンジン 1の制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置

( E C U) 5 0によって行なわれる。

また、第 1モータジェネレータ 5は、例えば同期電動機を用いることができる。この第 1モータジェネレータ 5は、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。さらに第 1モータジエネ ^一タ 5にはィンバータ（図示せず）を介してバッテリ（図示せず）が電気的に接続されている。そして、前記インバータを電子制御装置 5 0により制御することにより、第 1モータジェネレータ 5の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。なお、第 1モータジェネレータ 5のステータ 7はケーシング（図示せず）に固定されており、回転しないようになっている。車両 1◦ 0は、回転速度を検出するレゾルバ 1 9をさらに含む。レゾルバ 1 9によって、第 1モータジェネレータ 5の回転速度 N gが検出され、電子制御装置 5 0に伝達される。

動力分配機構 1 1は、遊星歯車機構により構成されている。この遊星歯車機構は外歯歯車であるサンギヤ 1 2と、そのサンギヤ 1 2に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ 1 3と、これらサンギヤ 1 2とリングギヤ 1 3とに嚙合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキヤリャ 1 4とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン 1が入力軸 1 5を介して、第 1の回転要素であるキヤリャ 1 4に連結されている。言い換えれば、キヤリャ 1 4が入力要素となっている。これに対して第 2の回転要素であるサンギヤ 1 2に、第 1モータジェネレータ 5のロータ 8が連結されている。したがってサンギヤ 1 2がエンジン 1に対する反力要素となっており、また第 3の回転要素であり、動力分配機構 1 1の出力要素であるリングギヤ 1 3が伝達部材 1 6に連結されている。

なお、動力分配機構 1 1の伝達部材 1 6に、切替可能な減速ギヤや変速機を設ける構成であっても良い。

伝達部材 1 6には第 2モータジェネレータ 6の口 ^"タ 1 0が接続され、伝達部材 1 6で伝達される伝達トルクに第 2モータジェネレータ 6の出力トルクを加減するようになつている。

さらに前記第 2モータジェネレータ 6は、インバータ（図示せず）を経由してバッテリ（図示せず）に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置 5 0は、インバータ（図示せず）を制御することにより、第 2モータジェネレータ 6のカ行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクおよび回転速度を制御する。なお、第 2モータジェネレータ 6のステータ 9はケーシング（図示せず）に固定されている。車両 1 0 0は、回転速度を検出するレゾルバ 1 8をさらに含む。レゾルバ 1 8によって、第 2モータジェネレータ 6 の回転速度 Νπιが検出され、電子制御装置 5 0に伝達される。

また、伝達部材 1 6はディファレンシャル 2を介して出力軸（ドライブシャフト） 3に連結されており、出力軸 3は車輪 4に連結されている。

エンジン 1の最適燃費運転は、モータジェネレータ 5の回転速度を高低に変化させることにより、エンジン 1の回転速度を連続的に（無段階に）変化させることでおこなわれる。すなわち、エンジン 1の回転速度を例えば燃費が最もよい回転速度に設定する無段変速制御は、モータジェネレータ 5の回転速度を制御することによっておこなうことができる。

ここで、凹凸が連続的かつ周期的に続くような道路を走行するなどして出力軸 3に周期的なトルク変動が与えられると、その変動が動力分配機構 1 1を介して入力軸 1 5に伝達される。このトルク変動の周波数が車体のパネ下共振点に近いと出力軸 3の変動は増大し、入力軸 1 5の変動も増大する。このとき、パネ下共振点と入力軸 1 5のねじり共振点が合致すると、入力軸 1 5に過大なトルクが発生する。

このような過大なトルクの発生を防止するために、車両 1 0 0は、さらに、路面凹凸検出装置 1 7を含む。

図 2は、路面凹凸検出装置 1 7の構成を示すブロック図である。

図 2を参照して、路面凹凸検出装置 1 7は、車速検出装置 1 7— 1と、車輪速検出装置 1 7— 2と、スリップ判定部 1 7 _ 3と、周期演算部 1 7— 4とを含む。車輪速検出装置 1 7— 2は、車輪の回転速度を検出する。車速検出装置 1 7-— 1は、たとえば、複数輪の車輪速を平均しかつフィルタをかけることにより車速を検出する。スリップ判定部 1 7— 3は、車速と車輪速との間の差を演算してその差が所定値を超えるとスリップが発生したと判定する。周期演算部 1 7— 4は、スリップの発生の時間間隔を検出して、スリップ周期を演算し、その結果が所定の範囲の共振周波数域内にあれば E C U 5 0にエンジンの出力低下を要求する。エンジンの出力低下を要求する理由は、入力軸 1 5のねじり共振周波数は、ェンジン出力が変化すると変化するからである。

図 3を参照して、横軸にはエンジン出力が、縦軸には共振周波数（H z ) が示されている。図 1の入力軸 1 5のねじり共振周波数は、エンジン出力が変化すると非線形に変化することがわかっている。エンジン低出力時と高出力時とでは共振周波数は大きく異なる。図 3の例では、エンジン出力が増大すれば、図 1の入力軸 1 5のねじり共振周波数が低くなることが示されている。そして、エンジン出力が P 1より大きくなると、入力軸 1 5の共振周波数は、パネ下共振域に入つてしまう。

パネ下共振とは、懸架装置のパネ（サスペンション）から下の部品の振動時に見られる共振であり、連続的な凹凸がある路面の走行時に発生する。

図 1、図 3を参照して、連続的な凹凸のある路面（たとえば、悪路や、高速道路の継ぎ目など）を走行すると、出力軸 3に周期的なトルク変動が与えられる。このトルク変動は、動力分配機構 1 1を介して入力軸 1 5に伝達されることになる。この周期的なトルク変動の周波数が車体のパネ下共振点に近いと、出力軸 3の変動は増大する。このパネ下共振域は、部品重量やサスペンションのパネ乗数等により決まる固定値である。そして、そのときの入力軸 1 5の共振周波数がこの共振域に一致すると、さらにトルク変動がパワートレーンで増幅して伝達され、入力軸 1 5には過大なトルクが発生してしまう。入力軸 1 5に過大なトルクが発生するような場合には、この過大なトルク変動を吸収するためにエンジンとモータジェネレータとの間に摩擦を利用したいわゆるトルクリミッタ機構を設けなければならない場合もある。トルクリミッタ機構は、エンジンまたはモータジエネレータの出力トルクが所定値に達すると動力の伝達を遮断する機構であるが、このような機構を設けると部品点数が増加し、コスト面で不利である。

そこで、本願の実施の形態では、出力軸 3に周期的なトルク変動が入力された場合や、路面にそのような周期的なトルク変動を引き起こすような凹凸が検出された場合には、エンジン出力を低下させるようにエンジン制御を行なう。すると、入力軸 1 5のねじり共振周波数が f 2から f 1に変化し、入力軸 1 5の共振周波数をパネ下共振域から外すことが可能となる。これによつて、入力軸 1 5での過大なトルク発生が抑制され、トルクリミッタ機構を設けなくても良レ、。

図 4は、実施の形態 1で実行されるハイプリッド車両の振動低減に関する制御のフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチン力ら所定時間経過ごとまたは所定条件発生ごとに呼び出されて実行される。

図 4を参照して、まずステップ S 1において車速 V cおよび車輪速 V rの取得が行なわれる。たとえば、車輪速 Vでは、図 2の車輪速検出装置 1 7— 2に対応するセンサで計測される。なお、ここでの車輪速 V rは、車輪速検出装置 1 7— 2で検出された回転速度（r p m) にタイヤ半径 rの 2倍（直径）および円周率を乗じて車速と比較できるように換算した値である。また、車速 V cは、たとえば、左右 2輪（または 4輪）の車輪の車輪速 V rを平均し、さらに時間的なフィルタ処理を施すなどして車速検出装置 1 7— 1によって求められる。なお、車速 V cは、他の方法たとえば、ドライブシャフトの回転数に基づいて求めたものであっても良い。

続いて、ステップ S 2において、車輪速と車速との差 Δ V = V r— V cを求める。そしてステップ S 3において Δ νが所定の閾値 V Oより大きいか否かを判定する。

ステップ S 3において A V > V Oが成立していなければステップ S 8に処理が進む。一方、ステップ S 3において A V > V 0が成立した場合には、ステップ S 4に処理が進む。

ステップ S 4では、車輪においてスリップが発生したと判定され、スリップ発生時刻の取得が行なわれる。ステップ S 4に続き、ステップ S 5において、前回スリップが発生した時刻と今回スリップが発生した時刻との差を求めスリップ発生周期が演算される。そして、その周期 Τの逆数からスリップ発生周波数 ίが求められる。

さらにステップ S 6において、ステップ S 5で求められたスリップ周波数 f が図 3で説明したパネ下共振域に入っているか否かが判断される。

ステップ S 6においてスリップ周波数 f がパネ下共振域（f Hと f Lの間）に入っていなければ、バネ下共振が発生しないので、ステップ S 1 0に処理が進む。ステップ S 1 0では、エンジンはハイブリッド車両における通常の制御が実行される。この場合、バッテリの充電状態（S O C ) が十分であれば、発進時や低速走行時にはェンジンを停止した状態でモータのみにより走行を行なう。バッテリの充電状態が低下したとき、高速走行時、または急加速時等には、エンジンが運転した状態での走行が行なわれる。

一方、ステップ S 6においてスリップ周波数 f がパネ下共振域（ ^！としの間）に入っている場合には、パネ下共振が発生する恐れがある。この場合、ェンジン出力が高いと、図 3で説明したように、入力軸 1 5のねじり共振周波数もバネ下共振周波数と一致して、過大なトルクが入力軸に発生してしまう可能性がある。そこで、ステップ S 7においてエンジン出力を P 1より小さく下げる処理が行なわれる。エンジン出力を P 1より小さく下げる処理としては、たとえば、燃料噴射を行なわないこといわゆるフューエルカツトを行なう。フューエルカツ卜以外にも、燃料噴射量、スロットル開度、点火時期、バルブタイミング等を設定変更してエンジン出力を P 1より小さぐ下げる処理を行なっても良い。これにより、入力軸 1 5のねじり共振周波数は、パネ下共振域から外れるので、振動が抑制される。そして、ステップ S 7の処理に続いてステップ S 1 1において制御がメィンルーチンに移される。

また、ステップ S 3において、 Δ V〉V Oが成立せずにステップ S 8に処理が進んだ場合には、現在ステップ S 7のエンジン出力低下が継続しているか否かが判断される。ステップ S 8でエンジン出力低下中であるときには、さらにステツプ S 9において出力低下期間 Tが所定時間より大きいか否かが判断される。

ステップ S 8においてエンジンの出力低下中でない場合や、ステップ S 9において出力低下期間が所定時間よりも大きくない場合にはステップ S 1 1に処理がすすみ、エンジンは現状の出力のまま維持される。これにより頻繁にエンジンの出力低下と通常出力への復帰が繰返されることが防止される。

ステップ S 9において、出力低下期間 Tが所定時間より大であった場合には、ステップ S 1 0に処理が進み、エンジンに対しての出力低下が解除されエンジンは通常制御される。そして、ステップ S 1 0の処理に続いてステップ S 1 1において制御がメインルーチンに移される。

図 5を参照して、時刻 t lにおいて、車輪下の路面が窪んだ形状となっており、このとき、図 1の車輪 4は路面から浮き上がった状態となり車輪が空転する。すると、車輪速 V rが車速 V cに対して閾値 V Oよりも大きくなり、スリップが検出される。また、このときは車輪側が空転する結果、図 1の入力軸 1 5のねじりトルクは小さくなっている。

時刻 t 2では、車輪下の路面が上に凸の形状となり車輪 4が路面に着地し、車速 V cよりも車輪速 V rの方が小さい状態となる。この状態はスリップ状態ではなくグリップ状態である。このときは、図 1の入力軸 1 5のねじりトルクは時刻 t 1よりも大きい状態となる。

時刻 t 3において、再び車輪下の路面が窪んだ形状となっており、このとき、図 1の車輪 4は路面から浮き上がった状態となり車輪が空転する。すると、車輪速 V rが車速 V cに対して閾値 V 0よりも大きくなり、スリップが再び検出される。また、このときは車輪側が空転する結果、図 1の入力軸 1 5のねじりトルクは小さくなっている。前回のスリップ発生と今回のスリップ発生の時間間隔（ t

3 - t 1 ) からスリップ発生周波数 f が計算される。

このスリップ発生周波数 f がパネ下共振域（図 3の f Hと f Lの間）に入っていたので、 E C U 5 0は、エンジン出力を O N状態から O F F状態に切換える。なお、 O F F状態にまでしなくても、図 3で示した出力 P 1よりも小さい出力に設定すればよい。

すると、時刻 t 4以降は、エンジン出力を低下させなければトルク T Oのようにトルク変動が振幅の大きいまま続いていたのが、トルク T 1に示すように変動幅が小さくなる。

以降、時刻 t 5、 t 6において同様な周期で路面の凹凸上を通過しても、トルク変動幅が縮小されて、振動が抑制される。

なお、エンジン出力を O F F状態にすることで、速度低下によりスリップ発生周波数が変化しパネ下共振が発生しなくなれば、必要に応じてエンジンが運転可能な状態に戻される。また、路面状態が変化し、スリップ発生周波数が変化した場合も、同様にエンジンが運転可能な状態に戻される。

以上説明したように、実施の形態 1においては、スリップの発生する周期が車両の構造によって定まるパネ下共振周波数域に一致したときに、エンジンの出力を一時的に低下（または停止）させ、入力軸のねじり共振点をシフトさせ過大なトルク発生を回避する。したがって、ハイブリッド車両において振動が増幅するのを抑制することができる。

[実施の形態 2 ]

ところで、ハイブリッド車においては、エンジン 1と駆動装置との間には流体継ぎ手などが介在せずに連結されている。したがって、急制動や車両走行時のパ一キングロック係合、坂道停止時のパーキングロック解放、あるいは路面の摩擦係数の変化、などにより車輪の回転速度が急激に変化した場合、その変化にェンジン 1の回転速度が追従せず、エンジン 1と、伝達部材 1 6との相対回転速度が変化する。また、いわゆるエンジンのイナ一シャトルクにより伝達部材 1 6に過剰なトルクが加わる可能性がある。

このようなトルクの過剰な増大を防止するため、以下に述べる制御がおこなわれる。

図 6は、実施の形態 2で実行される急減速時における振動抑制制御のフローチヤートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから所定時間経過ごとまたは所定条件発生ごとに呼び出されて実行される。

図 1、図 6を参照して、まず、処理が開始されると、ステップ S 2 1において、伝達部材 1 6の回転速度の低下量 Δ Ν ρが検出される。回転速度低下量は現在の相対回転速度から所定時間前の回転速度を減じた値である。したがって、この回転速度低下量が大きくなつている場合、急激な減速が起こっていることになる。したがって、ステップ S 2 2において、この回転速度低下量 Δ Ν ρが所定値を超えたか否かが判断される。ステップ S 2 2で Δ Ν ρが所定値を超えないと判断された場合には、ステップ S 2 9に処理が進む。一方、ステップ S 2 2で、この回転速度低下量 Δ Νが所定値を上回っている場合には、急激な回転速度変化が生じ、エンジン 1の回転が伝達部材 1 6の回転速度変化に追従できず、イナーシャトルクが発生すると判断される。

この場合、ステップ S 2 3において、直ちに第 1モータジェネレータ 5 (MG 1 ) の回転速度を増加させ、これにより、イナ一シャトルクの発生を抑制する。図 7は、イナ一シャトルク発生の抑制を説明するための共線図である。

図 7を参照して、通常走行状態における伝達部材 1 6 (MG 2 ) の回転速度 Ν m lが急激に回転速度 Nm 2に低下すると、エンジン 1の回転速度 N e 1をさらに低下させるような作用が発生する。しカゝし、エンジン 1は慣性モーメントが大きいので、その回転速度を急激に変化させようとすると、その変化率に応じトルクが生じる。

そこで、伝達部材 1 6 (MG 2 ) の回転速度 Nmが急激に減少すると同時に、第 1モータジェネレータ 5 (MG 1 ) の回転速度 N gを回転速度 N g 1から回転速度 N g 2に上昇させる。すると、エンジン 1の回転速度 N eは、ほぼ N e lと等しい N e 2となる。これにより、エンジンの回転速度の変化率を抑制しイナ一シャにより発生するトルクの量を抑制することができる。

つまり、出力部材の回転速度が急激に変化した場合でも、エンジン 1のイナ一シャトルクを抑制するように、第 1モータジェネレータ 5の回転速度が変化させられる。したがって、エンジン 1からの過大なトルクが伝達部材 1 6に伝達されるのを防止することができる。

し力し、凹凸が周期的に繰り返し存在するような路面を走行する場合には、実施の形態 1でも説明したように、パネ下共振が発生すると共に、入力軸 1 5のねじり共振周波数もパネ下共振周波数域に一致する場合がある。すると、過大なトルクが伝達部材 1 6や入力軸 1 5に発生し、結果として、第 1モータジエネレータ 5の回転速度に追従遅れが発生し、振動の抑制が十分行なわれない場合がある。そのような場合は、路面の凹凸の存在により、入力軸 1 5に過大なトルクが発生しているので、図 3で示したようにエンジン出力を低下させ、入力軸 1 5のねじり共振周波数をパネ下共振域から外す。すると、過大なトルクが発生しなくなり、車体の振動が抑制される。

図 6のステップ S 2 4〜S 2 6がこのような追従遅れの検出を行なうステップである。まずステップ S 2 3で第 1モータジェネレータ 5 (MG 1 ) の回転速度の指令値 N 1を上昇させた後、一定時間経過後にステップ S 2 4でレゾルバ 1 9 によって、第 1モータジェネレータ 5の実回転速度 N 2を取得する。そして、ステツプ S 2 5において、指令値 N 1と実回転速度 N 2の差分 Δ Ν = Ν 1—Ν 2を検出する。

そして、ステップ S 2 6において、求めた差分 Δ Νが所定値 N Oより大きいか否かが判断される。 Δ Ν > Ν 0が成立していれば、ステップ S 2 7に処理が進み、 △ Ν > Ν 0が成立しなければステップ S 3 1に処理が進む。

ステップ S 2 7では、制御遅れ有りと制断され、ステップ S 2 8において、ェンジン出力のトルク制限が実行される。

一方、ステップ S 2 9に処理が進んだ場合には、前回このフローチャートが実行されたことによりステップ S 2 8のエンジン出力トルクの制限が現在実行中であるか否かが判断される。ステップ S 2 9においてエンジン出力トルクの制限中であると判断された場合には、さらにステップ S 3 0において、トルク制限を継続している期間 Τが所定時間よりも大きいか否かが判断される。ステップ S 3 0 においてトルク制限を継続している期間 Τが所定時間よりも大きいと判断された場合には、処理はステップ S 3 1に進む。ステップ S 2 9において、エンジン出力トルク制限中でない場合や、ステップ S 3 0においてトルク制限を継続している期間が所定時間よりも大きくなかった場合には、処理はステップ S 3 2に進み、制御はメインルーチンに移される。ステップ S 3 1に処理が進んだ場合には、エンジン出力のトルク制限は解除され、通常のエンジン制御が実行される。そしてステップ S 3 1が実行されると、その後ステップ S 3 2において制御はメインルーチンに移される。

図 8を参照して、時刻 t lにおいて、第 1モータジェネレータ 5 (MG 1 ) の回転速度の指令値 N 1が増加され、実回転速度 N 2が遅れて追従を開始する。そして、時刻 t 2において、差分 N = N 1— N 2が所定値以上となったため制御遅れが E C U 5 0によって検出される。すると、 E C U 5 0は、過大トルクが入力軸 1 5または伝達部材 1 6に発生していると判断し、時刻 t 3においてェンジン出力を O N状態から O F F状態に変化させ、出力を低下させる。

すると、図 3で示したように入力軸 1 5のねじり共振周波数は、バネ下共振域から外れるので、過大トルクの発生が抑制され、実回転速度 N 2 Bに示すように指令値 N 1に良好に追従して第 1モータジェネレータ 5 (MG 1 ) の回転速度が変化するようになる。

以上説明したように、実施の形態 2においては、実施の形態 1とは異なる方法で、路面の凹凸または出力軸 3もしくは入力軸 1 5に過大なトルク変動が発生することを検出する。そして、エンジンの出力を一時的に低下（または停止）させ、入力軸のねじり共振点をシフトさせ過大なトルク発生を回避する。したがって、実施の形態 2においても、ハイプリッド車両において振動が増幅するのを抑制することができる。

[実施の形態 3 ]

実施の形態 1、 2では、車輪が路面の凹凸を乗り越えた後にそれに応じて発生する車両状態の変化を検出することで路面の凹凸を検出して、エンジン出力を低下させた。しカゝし、路面の凹凸がパネ下共振を発生させ得るものであることは、他の方法でも検出することが可能である。たとえば、超音波センサ等の非接触センサによって、路面を調べればよい。図 1 0は、実施の形態 3のハイブリッド車両 2 0 0について説明するための図である。

図 1 0に示したハイブリッド車両 2 0 0は、図 1で説明したハイブリッド車両 1 0 0の構成に加えて、車両前方に取付けられた超音波センサ 2 0 2をさらに含む。

超音波センサ 2 0 2は、車両前方の路面に超音波を照射して反射した超音波を検出することにより路面の凹凸を調べることができる。

図 9は、実施の形態 3で実行される振動抑制制御のフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから所定時間経過ごとまたは所定条件発生ごとに呼び出されて実行される。

図 9を参照して、まず処理が開始されると、ステップ S 4 1において超音波センサ 2 0 2によって車両前方路面の凹凸を測定する。そしてステップ S 4 2 においてが所定値 D Oより大きいか否かが判断される。ステップ S 4 2において、 A D > D Oが成立しなければ、路面の凹凸がないと判断され、ステップ S 4 7に処理が進む。

ステップ S 4 2において、 A D > D 0が成立した場合には、ステップ S 4 3に処理が進む。ステップ S 4 3では、路面に凹凸があると判定され、現在の時刻が取得される。ステップ S 4 3に続き、ステップ S 4 4において、前回路面に凹凸が検出された時刻と今回路面の凹凸を検出しだ時刻との差を求め凹凸検出周期が演算される。そして、その周期 Tの逆数から凹凸検出周波数 f が求められる。さらにステップ S 4 5において、ステップ S 4 4で求められた凹凸検出周波数 f が図 3で説明したパネ下共振域に入っているか否かが判断される。

ステップ S 4 5において凹凸検出周波数 f がパネ下共振域（f Hと f Lの間）に入っていなければ、パネ下共振が発生しないので、ステップ S 4 9に処理が進む。ステップ S 4 9では、エンジンはハイブリッド車両における通常の制御が実行される。この場合、バッテリの充電状態（S O C ) が十分であれば、発進時や '低速走行時にはエンジンを停止した状態でモータのみにより走行を行なう。バッテリの充電状態が低下したとき、高速走行時、または急加速時等には、エンジンが運転した状態での走行が行なわれる。そして、ステップ S 4 9の処理に続いてステップ S 5 0において制御がメインルーチンに移される。

一方、ステップ S 4 5において凹凸検出周波数 f がパネ下共振域（f Hと f L の間）に入っている場合には、パネ下共振が発生する恐れがある。この場合、ェンジン出力が高いと、図 3で説明したように、入力軸 1 5のねじり共振周波数もパネ下共振周波数と一致して、過大なトルクが入力軸に発生してしまう可能性がある。そこで、ステップ S 4 6においてエンジン出力を P 1より小さく下げる処理が行なわれる。エンジン出力をゼロすなわちエンジンをオフ状態にするような、さらに単純な制御としても良い。これにより、入力軸 1 5のねじり共振周波数は、バネ下共振域から外れるので、振動が抑制される。そして、ステップ S 4 6の処理に続いてステップ S 5 0において制御がメインルーチンに移される。

また、ステップ S 4 2において、 A D > D Oが成立せずにステップ S 4 7に処理が進んだ場合には、現在ステップ S 4 6のエンジン出力低下が継続しているか否かが判断される。ステップ S 4 7でエンジン出力低下中であるときには、さらにステップ S 4 8において出力低下期間 Tが所定時間より大きいか否かが判断される。

ステップ S 4 7においてエンジンの出力低下中でない場合や、ステップ S 4 8 において出力低下期間が所定時間よりも大きくない場合にはステップ S 5 0に処理がすすみ、エンジンは現状の出力のまま維持される。これにより頻繁にェンジンの出力低下と通常出力への復帰が繰返されることが防止される。

ステップ S 4 8において、出力低下期間 Tが所定時間より大であった場合には、ステップ S 4 9に処理が進み、エンジンに対しての出力低下が解除されエンジンは通常制御される。そして、ステップ S 4 9の処理に続いてステップ S 5 0において制御がメインルーチンに移される。

以上説明したように、実施の形態 3においては、実施の形態 1および 2とは異なる方法で、路面の凹凸を検出する。その四凸が所定の周期で到来することが検出されると、エンジンの出力を一時的に低下（または停止）させ、入力軸のねじり共振点をシフトさせ過大なトルク発生を回避する。したがって、実施の形態 3 においても、ハイブリッド車両において振動が増幅するのを抑制することができる。なお、超音波以外であっても、レーザー光、ミリ波等の電波などを用いた非接触センサを使用して路面の凹凸を検出しても良い。

最後に、図 1とその他の図を参照して、実施の形態 1〜3について総括して再度説明する。ハイプリッド車両 1 0 0は、内燃機関であるエンジン 1と、車両の走行にエンジン 1と併用される回転電機であるモータジェネレータ 5と、車輪 4 に動力を伝達する出力軸 3と、出力軸 3に連結される伝達部材 1 6と、エンジン 1の出力をモータジェネレータ 5と伝達部材 1 6とに分配する動力分配機構 1 1 と、路面の凹凸を検出する検出装置と、検出装置の検出結果が出力軸 3に周期的なトルク変動を発生させるものである場合に、検出結果に基づいてエンジン 1の出力を低下させる制御部 5 0とを備える。

図 3に示すように、好ましくは、エンジン 1から動力分配機構 1 1を介して伝達部材 1 6に動力を伝達する伝達機構の共振周波数は、エンジン 1の出力に応じて変化する。制御部 5 0は、伝達機構の共振周波数がパネ下共振域から外れるまでエンジン 1の出力を低下させる。

図 2に示すように、好ましくは、検出装置 1 7は、車輪のスリップを判定するスリップ判定部 1 7— 3を備える。スリップ判定部は、車輪速と車速の差に基づき路面の凹凸を検出する。

好ましくは、検出装置は、回転電機の回転速度を検出するセンサ 1 9を備える。図 8に示すように、検出装置は、回転電機に対する回転速度指令値 N 1とセンサの出力から得た実際の回転速度 N 2との差に基づいて路面の凹凸を検出する。図 9に示すように、好ましくは、検出装置は、路面に超音波を照射し、路面の凹凸を検出する超音波センサ 2 0 2を含む。

このような構成とすることで、過大なトルク発生が防止され、車両の振動が抑制される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1. 内燃機関（1) と、

車両の走行に前記内燃機関と併用される回転電機 (5) と、

駆動輪に動力を伝達する出力軸（3) と、

前記出力軸に連結される伝達部材（1 6) と、

前記内燃機関の出力を前記回転電機と前記伝達部材とに分配する動力分配機構 (1 1) と、

路面の凹凸を検出する検出装置と、

前記検出装置の検出結果が前記出力軸に周期的なトルク変動を発生させるものである場合に、前記検出結果に基づいて前記内燃機関の出力を低下させる制御部 (50) とを備える、ハイブリッド車両。

2. 前記内燃機関から前記動力分配機構を介して前記伝達部材に動力を伝達する伝達機構の共振周波数は、前記内燃機関の出力に応じて変化し、

前記制御部は、前記伝達機構の共振周波数がパネ下共振域から外れるまで前記内燃機関の出力を低下させる、請求の範囲第 1項に記載のハイプリッド車両。

3. 前記検出装置は、

前記車輪のスリップを判定する判定部（1 7) を含み、

前記判定部は、前記スリップの生じる時間間隔に基づき路面の凹凸を検出する、請求の範囲第 1項に記載のハイブリッド車両。

4. 前記検出装置は、

前記回転電機の回転速度を検出するセンサ（19) を含み、

前記回転電機に対する回転速度指令値と前記センサの出力から得た実際の回転速度との差に基づいて路面の凹凸を検出する、請求の範囲第 1項に記載のハイブリッド、車両。

5. 前記検出装置は、

路面に超音波を照射し、前記路面の凹凸を検出する超音波センサ（202) を含む、請求の範囲第 1項に記載のハイブリッド車両。

6. 内燃機関（1) と、車両の走行に前記内燃機関と併用される回転電機（5 ) と、駆動輪に動力を伝達する出力軸（3 ) と、

前記出力軸に連結される伝達部材（1 6 ) と、

前記内燃機関の出力を前記回転電機と前記伝達部材とに分配する動力分配機構 ( 1 1 ) と、

前記出力軸に発生する周期的なトルク変動を検出する検出装置と、

前記検出装置の検出結果に基づいて前記内燃機関の出力を低下させる制御部 ( 5 0 ) とを備える、ハイブリッド車両。

7 . 前記内燃機関から前記動力分配機構を介して前記伝達部材に動力を伝達する伝達機構の共振周波数は、前記内燃機関の出力に応じて変化し、

前記制御部は、前記伝達機構の共振周波数がパネ下共振域から外れるまで前記内燃機関の出力を低下させる、請求の範囲第 6項に記載のハイプリッド車両。

8 . 前記検出装置は、

前記車輪のスリップを判定する判定部（1 7 ) を含み、

前記判定部は、前記スリップの生じた時間間隔に基づき前記出力軸にトルク変動が発生した周期を検出する、請求の範囲第 6項に記載のハイプリッド車両。

9 . 前記検出装置は、

前記回転電機の回転速度を検出するセンサ（1 9 ) を含み、

前記回転電機に対する回転速度指令値と前記センサの出力から得た実際の回転速度との差に基づいて前記出力軸にトルク変動が生じていることを検出する、請求の範囲第 6項に記載のハイブリッド車両。