(57)【要約】【課題】内燃機関の出力軸と回転電機に接続される入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両において、入力軸に作用するトルクを精度よく推定する。【解決手段】ハイブリッド車両１０のＥＣＵ４０の記憶部４４には、ダンパ５０のねじれ角度とインプットシャフト３６に作用するトルクとを対応づけるマップ情報であってダンパ５０の特性に基づいて生成されるマップ情報が記憶される。ＥＣＵ４０の制御部４２は、ダンパ５０のねじれ角度を取得し、取得したねじれ角度と記憶部４４内のマップ情報とに基づいて、インプットシャフト３６に作用するトルクの値を推定する。【選択図】図１
2010014492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸と回転電機からの動力を受ける入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両に搭載され、前記入力軸に作用するトルクを推定するトルク推定装置であって、
前記ねじれ要素のねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報であって前記ねじれ要素の特性に基づいて生成されるマップ情報を記憶する記憶手段と、
前記ねじれ要素のねじれ角度を取得し、取得したねじれ角度と前記マップ情報とに基づいて、前記入力軸に作用するトルクの値を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク推定装置において、
前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度に応じて異なる複数のばね定数を示す特性を有し、
所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、に基づいて、前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報を生成し、生成したマップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトルク推定装置において、さらに、
前記複数の時点のそれぞれにおける前記内燃機関の出力トルクを、対応する時点で取得される前記ねじれ角度で除算することで、前記複数のばね定数を求める、
ことを特徴とするトルク推定装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のトルク推定装置において、
前記複数の時点で検出される前記回転電機の電流値に基づいて求めた値を、それぞれ対応する時点での前記内燃機関の出力トルクの値として用いる、
ことを特徴とするトルク推定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のトルク推定装置において、
前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度に応じて異なる複数のばね定数を示す特性を有し、
所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、に基づいて、前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報を生成し、生成したマップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のトルク推定装置において、さらに、
前記複数の時点のそれぞれにおける前記回転電機の出力トルクを、対応する時点で取得される前記ねじれ角度で除算することで、前記複数のばね定数を求める、
ことを特徴とするトルク推定装置。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項に記載のトルク推定装置において、
前記ねじれ要素は、さらに、前記ねじれ角度が所定の値の範囲外である場合にヒステリシストルクを生じるヒステリシス特性を有し、
前記記憶手段は、さらに、前記ヒステリシス特性に基づいて求められるトルク補正値を記憶し、
前記推定手段は、
前記ねじれ角度を取得するとともに前記ねじれ角度の変化率を求め、
前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合は、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値を、前記入力軸に作用するトルクの値とし、
前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合は、前記ねじれ角度の変化率が正であれば、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値に前記トルク補正値を加算した値を前記入力軸に作用するトルクの値とし、前記ねじれ角度の変化率が負であれば、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値から前記トルク補正値を減算した値を前記入力軸に作用するトルクの値とする、
ことを特徴とするトルク推定装置。
【請求項８】
請求項７に記載のトルク推定装置において、
所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項９】
請求項７に記載のトルク推定装置において、
所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のトルク推定装置において、
前記回転電機の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記回転電機の出力トルクの値から前記回転電機の出力トルクを減少させ、前記回転電機の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１１】
請求項７に記載のトルク推定装置において、
前記内燃機関の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記内燃機関の出力トルクの値から前記内燃機関の出力トルクを減少させ、前記内燃機関の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のトルク推定装置において、
前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度が所定の値の範囲外である場合にヒステリシストルクを生じるヒステリシス特性を有し、
前記記憶手段は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合における前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づける第１マップ情報と、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合における前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づける第２マップ情報と、を記憶し、
前記推定手段は、
前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合に、前記第１マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられたトルクの値を前記入力軸に作用するトルクの値とし、
前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合に、前記第２マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられたトルクの値を前記入力軸に作用するトルクの値とする、
ことを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のトルク推定装置において、
所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のトルク推定装置において、
所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載のトルク推定装置において、
前記回転電機の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記回転電機の出力トルクの値から前記回転電機の出力トルクを減少させ、前記回転電機の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載のトルク推定装置において、
前記内燃機関の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記内燃機関の出力トルクの値から前記内燃機関の出力トルクを減少させ、前記内燃機関の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、
前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、
をさらに備えることを特徴とするトルク推定装置。
【請求項１７】
内燃機関の出力軸と回転電機に接続される入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両において、
請求項１から１６のいずれか１項に記載のトルク推定装置を備える、
ことを特徴とする車両。
【請求項１８】
内燃機関の出力軸と回転電機からの動力を受ける入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両において前記入力軸に作用するトルクを推定するトルク推定方法であって、
前記ねじれ要素のねじれ角度を取得するステップと、
前記ねじれ要素のねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報であって前記ねじれ要素の特性に基づいて生成されるマップ情報を記憶する記憶手段を参照し、取得した前記ねじれ角度と前記マップ情報とに基づいて、前記入力軸に作用するトルクの値を推定するステップと、
を備えることを特徴とするトルク推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク推定装置、トルク推定装置を備える車両、及びトルク推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関及び回転電機を駆動源として用いるハイブリッド車両には、内燃機関のクランクシャフト（出力軸）と回転電機からの動力を受けるインプットシャフト（入力軸）とがトーショナルダンパなどのねじれ要素を介して接続される構成を有するものがある。このような構成を有する車両において、クランクシャフトの回転数などに基づいて内燃機関の失火の判定などの処理を行う場合に、ねじれ要素のねじれ角度がクランクシャフトの回転に与える影響を考慮することで、判定処理の精度を向上させる技術がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、ダンパのねじれ角度の変動を用いてクランクシャフトの回転数の変動を補正することで、クランクシャフトの回転数の変動に基づく失火判定の精度を向上させる。
【０００４】
また例えば、特許文献２には、ダンパのばね係数、減衰定数、及びダンパのねじれ角度を用いて、クランクシャフトの回転角速度に影響する影響成分を演算し、エンジン回転角速度から影響成分を減じて得られる判定用角速度を用いてエンジンの失火を判定する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７０２４７号公報
【特許文献２】特開２００８−５７４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、クランクシャフトとインプットシャフトとの間に設けられるダンパは、複数の異なるばね定数を有する場合がある。また、ダンパは、そのねじれ角度に応じて、複数の段階のヒステリシス特性を有することがある。例えば、ダンパは、ねじれ角度が所定の範囲内の場合に、比較的小さなヒステリシストルクが生じる低ヒステリシス特性を示し、ねじれ角度がその所定の範囲外の場合に、低ヒステリシス特性の場合よりも大きなヒステリシストルクが生じる高ヒステリシス特性を示すことがある。
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、ダンパがクランクシャフトの回転へ与える影響を求める際に、ダンパが複数の異なるばね定数を有する場合や複数の段階のヒステリシス特性を有する場合を考慮した処理は行われない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様のトルク推定装置は、内燃機関の出力軸と回転電機からの動力を受ける入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両に搭載され、前記入力軸に作用するトルクを推定するトルク推定装置であって、前記ねじれ要素のねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報であって前記ねじれ要素の特性に基づいて生成されるマップ情報を記憶する記憶手段と、前記ねじれ要素のねじれ角度を取得し、取得したねじれ角度と前記マップ情報とに基づいて、前記入力軸に作用するトルクの値を推定する推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の１つの態様のトルク推定装置において、前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度に応じて異なる複数のばね定数を示す特性を有し、所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、に基づいて、前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報を生成し、生成したマップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段、をさらに備えていてよい。
【００１０】
本発明の１つの態様のトルク推定装置において、さらに、前記複数の時点のそれぞれにおける前記内燃機関の出力トルクを、対応する時点で取得される前記ねじれ角度で除算することで、前記複数のばね定数を求めてもよい。
【００１１】
本発明の１つの態様のトルク推定装置において、前記複数の時点で検出される前記回転電機の電流値に基づいて求めた値を、それぞれ対応する時点での前記内燃機関の出力トルクの値として用いるものであってよい。
【００１２】
本発明の他の１つの態様のトルク推定装置において、前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度に応じて異なる複数のばね定数を示す特性を有し、所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、に基づいて、前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報を生成し、生成したマップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段、をさらに備えていてよい。
【００１３】
本発明の他の１つの態様のトルク推定装置において、さらに、前記複数の時点のそれぞれにおける前記回転電機の出力トルクを、対応する時点で取得される前記ねじれ角度で除算することで、前記複数のばね定数を求めてもよい。
【００１４】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記ねじれ要素は、さらに、前記ねじれ角度が所定の値の範囲外である場合にヒステリシストルクを生じるヒステリシス特性を有し、前記記憶手段は、さらに、前記ヒステリシス特性に基づいて求められるトルク補正値を記憶し、前記推定手段は、前記ねじれ角度を取得するとともに前記ねじれ角度の変化率を求め、前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合は、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値を、前記入力軸に作用するトルクの値とし、前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合は、前記ねじれ角度の変化率が正であれば、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値に前記トルク補正値を加算した値を前記入力軸に作用するトルクの値とし、前記ねじれ角度の変化率が負であれば、前記マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられた前記トルクの値から前記トルク補正値を減算した値を前記入力軸に作用するトルクの値とする、ものであってよい。
【００１５】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００１６】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００１７】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記回転電機の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記回転電機の出力トルクの値から前記回転電機の出力トルクを減少させ、前記回転電機の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００１８】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記内燃機関の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記内燃機関の出力トルクの値から前記内燃機関の出力トルクを減少させ、前記内燃機関の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクの値を前記トルク補正値として前記記憶手段に登録するトルク補正値登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００１９】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記ねじれ要素は、前記ねじれ角度が所定の値の範囲外である場合にヒステリシストルクを生じるヒステリシス特性を有し、前記記憶手段は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合における前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づける第１マップ情報と、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合における前記ねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づける第２マップ情報と、を記憶し、前記推定手段は、前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲内である場合に、前記第１マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられたトルクの値を前記入力軸に作用するトルクの値とし、前記取得したねじれ角度が前記所定の値の範囲外である場合に、前記第２マップ情報において前記取得したねじれ角度に対応づけられたトルクの値を前記入力軸に作用するトルクの値とする、ものであってよい。
【００２０】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、所定の時間内に前記回転電機の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００２１】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、所定の時間内に前記内燃機関の出力トルクを所定の周期で変化させ、前記所定の時間内の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００２２】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記回転電機の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記回転電機の出力トルクの値から前記回転電機の出力トルクを減少させ、前記回転電機の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記回転電機の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００２３】
本発明のさらに他の１つの態様のトルク推定装置において、前記内燃機関の出力トルクを前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるまで上昇させ、又は、前記ねじれ角度が前記所定の値の範囲を超えるときの前記内燃機関の出力トルクの値から前記内燃機関の出力トルクを減少させ、前記内燃機関の出力トルクを上昇させる間又は減少させる間の複数の時点での前記内燃機関の出力トルクと、前記複数の時点で取得される前記ねじれ角度と、を用いて、前記ヒステリシストルクを推定するヒステリシストルク推定手段と、前記ヒステリシストルク推定手段が推定したヒステリシストルクを用いて、前記第２マップ情報を生成し、生成した前記第２マップ情報を前記記憶手段に登録するマップ情報登録手段と、をさらに備えていてよい。
【００２４】
本発明の他の１つの態様の車両は、内燃機関の出力軸と、回転電機に接続される入力軸と、がねじれ要素を介して接続された車両において、本発明の上述のいずれかの態様のトルク推定装置を備える、ことを特徴とする車両である。
【００２５】
本発明の他の１つの態様のトルク推定方法は、内燃機関の出力軸と回転電機からの動力を受ける入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両において前記入力軸に作用するトルクを推定するトルク推定方法であって、前記ねじれ要素のねじれ角度を取得するステップと、前記ねじれ要素のねじれ角度と前記入力軸に作用するトルクとを対応づけるマップ情報であって前記ねじれ要素の特性に基づいて生成されるマップ情報を記憶する記憶手段を参照し、取得した前記ねじれ角度と前記マップ情報とに基づいて、前記入力軸に作用するトルクの値を推定するステップと、を備えることを特徴とするトルク推定方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、内燃機関の出力軸と回転電機に接続される入力軸とがねじれ要素を介して接続された車両において、入力軸に作用するトルクを精度よく推定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の１つの実施形態のトルク推定装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成の例を示す図である。図１の例のハイブリッド車両１０は、エンジン２０、モータＭＧ１、モータＭＧ２、動力分配機構３０、及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備える。
【００２８】
エンジン２０は、例えばガソリン又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である。エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２２は、ねじれ要素であるトーショナルダンパ（以下、単に「ダンパ」と呼ぶ）５０を介して動力分配機構３０に接続される。
【００２９】
モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、いずれも、発電機及び電動機として駆動可能な回転電機であり、インバータ６０を介してバッテリ６２と電気的に接続される。モータＭＧ１は、エンジン２０の始動時には、バッテリ６２からの電力供給を受けて電動機として機能し、クランクシャフト２２を回転させるクランキングの駆動源となる。また、エンジン２０の動作中には、モータＭＧ１は、エンジン２０から出力される動力を受けて発電機として機能し、バッテリ６２を充電することができる。モータＭＧ２は、バッテリ６２からの電力供給を受けて電動機として機能し、車両の駆動輪８０ａ，８０ｂの駆動源となる。モータＭＧ２もまた、発電機として機能することがある。
【００３０】
動力分配機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円状に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合するとともにリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転自在かつ公転自在に保持するキャリア３４と、を備え、サンギヤ３１、リングギヤ３２、及びキャリア３４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る。キャリア３４の回転軸であるインプットシャフト３６は、ダンパ５０を介してエンジン２０のクランクシャフト２２と連結される。サンギヤ３１の回転軸はモータＭＧ１と連結され、リングギヤ３２の回転軸はモータＭＧ２と連結される。動力分配機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア３４に入力されるエンジン２０からの動力をサンギヤ３１側及びリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリア３４に入力されるエンジン２０からの動力とサンギヤ３１に入力される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、リングギヤ３２の回転軸からギヤ機構７０及びデファレンシャルギヤ７２を介して、車両の駆動輪８０ａ，８０ｂに出力される。
【００３１】
ＥＣＵ４０は、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２などの動作を制御する制御装置である。ＥＣＵ４０は、制御部４２及び記憶部４４を備える。ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータなどを用いて実現でき、ＥＣＵ４０の機能の一部が本発明の１つの実施形態のトルク推定装置として機能する。
【００３２】
制御部４２は、エンジンスタートスイッチ（図示しない）及び各種の車両搭載機器に設けられるセンサ（図示しない）などから取得される信号に基づいて、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２の動作を制御する。例えば、制御部４２は、エンジン２０の始動を指示するエンジンスタートスイッチがオンであることを示す信号ＳＴを取得した場合に、モータＭＧ１を電動機として作動させる制御信号をインバータ６０に対して出力し、エンジン２０のクランキングを開始させる。また例えば、制御部４２は、車両の運転者によるアクセルペダル（図示しない）の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速センサ（図示しない）から得られる車速Ｖとに基づいて、駆動輪８０ａ，８０ｂに対して出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ３２の回転軸に出力されるように、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２の動作を制御する。
【００３３】
また例えば、制御部４２は、エンジン２０のクランクシャフト２２の回転角（クランク角）を検出するクランク角センサの検出信号θCS及びモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角を検出するレゾルバの検出信号θMG1，θMG2などを用いて、インプットシャフト３６に作用するトルクを推定する処理を行う。制御部４２は、例えば、クランク角センサの検出信号θCSの表すクランク角が所定の角度（例えば、３０度）だけ変化する度に、モータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのレゾルバの検出信号θMG1，θMG2を取得し、後述のトルク推定処理などの処理を行う。あるいは、制御部４２は、所定の時間間隔で、クランク角センサの検出信号θCS、及びモータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられるレゾルバの検出信号θMG1，θMG2を取得してもよい。
【００３４】
制御部４２は、例えばマイクロコンピュータのＣＰＵ（中央演算装置）によって実現される。
【００３５】
記憶部４４には、制御部４２が行う処理の手順を記述したプログラム、及び制御部４２が行う処理に必要な情報が記憶される。記憶部４４は、例えば、マイクロコンピュータのＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって実現される。
【００３６】
制御部４２は、記憶部４４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、以下で説明する各例の処理を行う。
【００３７】
以下、ＥＣＵ４０の制御部４２が行う処理について説明する。
【００３８】
図２は、制御部４２が行うトルク推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部４２は、例えば、エンジン２０の燃焼状態などの判定のためにインプットシャフト３６トルクを推定する必要が生じた場合に、図２に例示する手順の処理を開始する。
【００３９】
図２を参照し、まず、制御部４２は、ダンパねじれ角度θdampを算出する（ステップＳ１０）。ダンパねじれ角度θdampは、エンジン２０のクランク角θCSとインプットシャフト３６の回転角θISとの差分として算出される。図３に、ダンパねじれ角度算出処理の詳細手順の一例を示す。
【００４０】
図３を参照すると、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれの回転角θMG1，θMG2の積算値ΣθMG1，ΣθMG2及びクランク角θCSを取得する（ステップＳ１００）。制御部４２は、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２を含むシステムの作動中、例えば、クランク角が所定の角度だけ変化する度に、あるいは、所定の時間間隔で、モータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに設けられるレゾルバの検出信号θMG1，θMG2を取得するとともに、それぞれの積算値ΣθMG1，ΣθMG2を求め、記憶部４４に記憶させる。図４に、この回転角及び積算値の一例を示す。図３のステップＳ１００で、制御部４２は、例えば、ステップＳ１００の実行時点でのモータＭＧ１，ＭＧ２それぞれの回転角の積算値ΣθMG1，ΣθMG2と、当該時点でのクランク角θCSと、を記憶部４４から取得する。例えば、図４の例で時刻０．０６秒の時点で図３のステップＳ１００が実行されると、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２それぞれの回転角の積算値ΣθMG1，ΣθMG2として、ΣθMG1＝−８６４°及びΣθMG2＝９６０°を取得する。
【００４１】
ステップＳ１００の後、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角の積算値ΣθMG1及びΣθMG2を用いて、インプットシャフト角度θISを算出する（ステップＳ１０２）。ここで、制御部４２は、動力分配機構３０を構成する遊星歯車機構のギヤ比ρ（＝サンギヤ３１の歯数ＺS／リングギヤ３２の歯数ＺR）に基づいてインプットシャフト角度を求める。動力分配機構３０を構成する遊星歯車機構において、サンギヤ３１にモータＭＧ１、リングギヤ３２にモータＭＧ２、及びキャリア３４にインプットシャフト３６が連結されている。このことから、図５に例示するように、モータＭＧ１の回転速度を表す縦軸ＳとモータＭＧ２の回転速度を表す縦軸Ｒとの間に、縦軸Ｓと縦軸Ｒとの間を１：ρの比で分割する位置にインプットシャフト３６の回転速度を表す縦軸Ｃを配置した共線図において、モータＭＧ１、モータＭＧ２、及びインプットシャフト３６のそれぞれの回転速度は、一直線上に位置する関係となる。この関係に基づいて、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角の積算値ΣθMG1，ΣθMG2からインプットシャフト角度θISを求める。
【００４２】
以下、図４における時刻０．０６秒の時点で図３のステップＳ１００が実行される上述の例を用いて、インプットシャフト角度θISを求める方法の例を説明する。図４の時刻０．０６秒の時点でのモータＭＧ１，ＭＧ２それぞれの回転角の積算値（ΣθMG1＝−８６４°，ΣθMG2＝９６０°）を、図５の例の共線図に対応する共線図にプロットすると、図６に例示する図となる。図６を参照し、縦軸Ｓ及び縦軸Ｒは、それぞれ、モータＭＧ１の回転角の積算値及びモータＭＧ２の回転角の積算値を表す。縦軸Ｃは、インプットシャフト３６の回転角の積算値を表す軸である。図５の例と同様に、縦軸Ｃは、縦軸Ｓと縦軸Ｒとの間の距離を１：ρに分割する位置に配置される（ρ＝サンギヤ３１の歯数ＺS／リングギヤ３２の歯数ＺR）。制御部４２は、図６の例の共線図において、モータＭＧ１の回転角の積算値ΣθMG1とモータＭＧ２の回転角の積算値ΣθMG1とを結ぶ直線と、縦軸Ｃと、の交点が表す角度の値を、インプットシャフト３６の回転角の積算値ΣθISとして求める。そして、この積算値ΣθISを３６０°で除算した余りをインプットシャフト３６の回転角θISとする。
【００４３】
再び図３を参照し、インプットシャフト３６の回転角θISを求めると、制御部４２は、ステップＳ１００で取得したクランク角θCSとステップＳ１０２で求めたインプットシャフト３６の回転角θISとの間の差分をダンパねじれ角度θdampとして求める（ステップＳ１０４）。図７に、クランクシャフト角θCS、インプットシャフト３６の回転角θIS、及びダンパねじれ角度θdampの関係の例を示す。ダンパねじれ角度θdampを求めると、制御部４２は、図３の例のダンパねじれ角度算出処理を終了する。
【００４４】
以上、図３から図７を参照し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角の積算値を用いてダンパねじれ角度を求める処理の例を説明した。他の処理の例では、制御部４２は、例えば、クランク角が所定の角度だけ変化する度に取得するモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θMG1，θMG2の変化量を用いてダンパねじれ角度を求めてもよい。図８は、この例のダンパねじれ角度算出処理の手順の例を示すフローチャートである。以下、図８の例の手順の処理の説明において、制御部４２は、クランク角θCSが３０°だけ変化する度にモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θMG1，θMG2を取得し、現時点で取得されているθMG1i，θMG2iと、前回取得したθMG1i-1，θMG2i-2を記憶部４４に記憶させるものとする。
【００４５】
図８を参照し、まず、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角のそれぞれについて、前回取得した値（θMG1i-1，θMG2i-1）と今回取得した値（θMG1i，θMG2i）との間の差分（ΔθMG1＝θMG1i−θMG1i-1，ΔθMG2＝θMG2i−θMG2i-1）を求める（ステップＳ１１０）。ΔθMG1，ΔθMG2は、クランク角が３０°だけ変化する間のモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角の変化量をそれぞれ表す。
【００４６】
次に、制御部４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角の変化量ΔθMG1，ΔθMG2を用いて、インプットシャフト３６の回転角の変化量ΔθISを求める（ステップＳ１１２）。インプットシャフト３６の回転角の変化量ΔθISは、遊星歯車機構のギヤ比ρ（＝サンギヤ３１の歯数ＺS／リングギヤ３２の歯数ＺR）を用いて、次の式で求められる。
【００４７】
ΔθIS＝｛ρ／（１＋ρ）｝×ΔθMG1＋｛１／（１＋ρ）｝×ΔθMG2
【００４８】
その後、制御部４２は、インプットシャフト３６の回転角の変化量ΔθISとクランク角の変化量ΔθCSとの間の差を取ることで、ダンパねじれ角度の変化量Δθdamp＝ΔθCS−ΔθISを求める（ステップＳ１１４）。本例では、クランク角の変化量は３０°で一定であるため、ダンパねじれ角度の変化量Δθdamp＝３０°−ΔθISとなる。
【００４９】
ダンパねじれ角度の変化量Δθdampを求めると、制御部４２は、前回のダンパねじれ角度θdampi-1の値に、ステップＳ１１４で求めた変化量Δθdampを加算することで、今回のダンパねじれ角度θdampiを求める（ステップＳ１１６）。その後、図８の例の手順の処理は終了する。
【００５０】
以上、図３又は図８の例の手順の処理では、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角を用いて、インプットシャフト３６の回転角θIS又はその変化量ΔθISを求める。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角を用いる代わりに、インプットシャフト３６の回転角θISを検出するセンサをインプットシャフト３６に設け、そのセンサからの検出信号をインプットシャフト３６の回転角θISとして用いてダンパねじれ角度を求めてもよい。
【００５１】
再び図２を参照し、ステップＳ１０で図３又は図８の例の手順によりダンパねじれ角度θdampを算出した後、制御部４２は、ダンパねじれ角度の値とインプットシャフトトルクの値とを対応づけるマップを記憶部４４から読み出し、ステップＳ１０で算出したダンパねじれ角度θdampの値に対応づけられるインプットシャフトトルクの値を取得する。そして、マップから取得した値をインプットシャフトトルクの推定値とし、図２の例のトルク推定処理を終了する。
【００５２】
図２のステップＳ２０で制御部４２が参照するマップは、図２の例の処理を開始する前に、ダンパの特性に基づいて制御部４２によって生成され、記憶部４４に登録される。
【００５３】
図９は、図２のステップＳ２０で制御部４２が参照するマップの一例を示す図である。図９を参照し、横軸はダンパねじれ角度（θ［ｄｅｇ］）を表し、縦軸はインプットシャフトトルク（Ｔ［Ｎ／ｍ］）を表す。図９の例のマップは、ダンパ５０の特性として、ダンパが有する複数のばね定数を考慮して生成されたマップである。制御部４２は、トルク推定処理（図２）を開始する前に、図９に例示するようなマップをダンパのばね定数に基づいて生成し、生成したマップを記憶部４４に登録する。
【００５４】
以下、複数のばね定数を考慮したマップを生成する処理の例を説明する。マップを生成するために、制御部４２は、まず、ダンパ５０のばね定数を推定する処理を行う。
【００５５】
図１０は、ＥＣＵ４０の制御部４２が行うばね定数推定処理の手順の一例を示す図である。まず、制御部４２は、予め設定された条件に従って、ダンパ５０の特性（ここでは、ばね定数）の推定を行うか否かを決定する（ステップＳ７０）。例えば、制御部４２は、ダンパ５０が新品である場合など、特性の推定処理が未だ実行されていない場合に、特性の推定を行うことを決定する。さらに、ダンパ５０の特性に影響を与えるような状況の変化が生じた場合に、特性の推定を行うことを決定してもよい。例えば、経年劣化によりダンパ５０の特性は変化することがあるため、前回の特性推定処理の実行から所定の期間（例えば、１ヶ月）が経過した場合に特性の推定を行うことを決定する。あるいは、ダンパ５０の特性は、外気温の変化によって変化することもあり得るため、前回の特性推定処理の実行時の外気温と現在の外気温との間の差が所定の閾値を超えた場合に、特性の推定を行うことを決定してもよい。制御部４２は、車両に設けられる図示しない温度センサから外気温の値を取得できる。特性の推定を行うことを決定すると、処理はステップＳ７２に進み、特性の推定を行わないことを決定すると、再びステップＳ７０に戻る。
【００５６】
ステップＳ７２では、制御部４２は、車両の運転条件が特性の推定を行うのに適した条件であるか否かを判定する。例えば、制御部４２は、車両がアイドル状態であれば、特性の推定処理の実行に適した運転条件であると判定し、アイドル状態でなければ、特性の推定処理の実行に適した運転条件でないと判定する。あるいは、例えば、制御部４２は、車両の加速度が所定の閾値以下である場合に、特性の推定処理の実行に適した運転条件であると判定してもよい。
【００５７】
車両の運転条件が特性の推定を行うのに適した条件でないと判定された場合（ステップＳ７２でＮＯ）、処理はステップＳ７０に戻る。
【００５８】
車両の運転条件が特性の推定を行うのに適した条件であると判定された場合（ステップＳ７２でＹＥＳ）、制御部４２は、エンジン２０を制御して、エンジンの出力トルク（エンジントルク）の上昇を開始するとともに、エンジントルクと釣り合うトルクをモータＭＧ１に出力させることを指示する制御信号をインバータ６０に送る（ステップＳ７４）。本例では、制御部４２は、エンジントルク及びモータＭＧ１の出力トルク（ＭＧ１トルク）を一定の上昇率で上昇させるよう、エンジン２０及びインバータ６０のそれぞれに対して制御信号を送る。エンジントルク及びＭＧ１トルクの上昇率は、エンジントルクとＭＧ１トルクとの均衡が保たれるような値（例えば、１０Ｎ・ｍ／ｓｅｃ）に設定される。
【００５９】
エンジントルク及びＭＧ１トルクの上昇を開始させた後、制御部４２は、ＭＧ１トルクの値を取得する（ステップＳ７６）。ここで、制御部４２は、例えば、モータＭＧ１に設けられる電流センサ（図示しない）からのモータ電流の検出値に基づいて、ＭＧ１トルクを求めてもよい。制御部４２は、エンジントルクを上昇させるとともに、エンジントルクと釣り合うトルクをモータＭＧ１に出力させる制御を行うことから、ステップＳ７６で取得されるＭＧ１トルクをエンジントルクとみなすことができる。
【００６０】
次に、制御部４２は、ダンパねじれ角度θdampを算出する（ステップＳ７８）。このダンパねじれ角度算出処理では、図２のステップＳ１０と同様に、図３又は図８に例示する手順の処理が行われる。
【００６１】
ステップＳ８０では、制御部４２は、ＭＧ１トルクをダンパねじれ角度θdampで除算することで、ばね定数を求める。そして、求めたばね定数を、ＭＧ１トルク及びダンパねじれ角度θdampの少なくとも一方と関連付けて記憶部４４に記憶させる（ステップＳ８２）。
【００６２】
その後、制御部４２は、エンジントルク及びＭＧ１トルクの上昇開始から所定の時間（例えば、２．０ｓｅｃ）が経過しているか否かを判定し（ステップＳ８４）、経過していれば処理はステップＳ７０に戻り、経過していなければ、ステップＳ７６以降の処理を繰り返す。
【００６３】
図１０のステップＳ７６〜Ｓ８４を含むループ処理により、エンジントルク及びＭＧ１トルクが上昇する間の複数の時点のそれぞれにおいて、ＭＧ１トルク（エンジントルクとみなされる）、ダンパねじれ角度、及びばね定数の値の組み合わせが取得され、記憶部４４に記憶される。図１１に、図１０のステップＳ７６〜Ｓ８４を含むループ処理において得られるエンジントルク（ＭＧ１トルク）、ダンパねじれ角度、及びばね定数の例を示す。
【００６４】
図１０の例の手順の処理によって求めたばね定数を用いて、制御部４２は、ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクの値とを対応づけるマップを生成し、生成したマップを、図２のステップＳ２０で用いるマップとして記憶部４４に登録する。あるいは、制御部４２は、図１０の例の手順の処理によって得られるダンパねじれ角度θdamp及びモータＭＧ１トルクの値の組をマップとしてもよい。図１０の例の手順の処理の結果として得られるマップを図２のステップＳ２０で用いることで、複数のばね定数を有するというダンパの特性を考慮したインプットシャフトトルクの推定が可能となる。
【００６５】
なお、図１０のステップＳ７４とＳ７６〜Ｓ８４を含むループ処理とを複数回実行し、各回において取得される複数の時点におけるばね定数について、対応する時点ごとの平均値を、ダンパが有する複数のばね定数としてもよい。この場合、制御部４２は、例えば、対応する時点ごとのばね定数（平均値）と当該時点でのダンパねじれ角度との積をインプットシャフトトルクの値として、当該時点でのダンパねじれ角度の値と対応づけるマップを生成する。
【００６６】
以上、図１０及び図１１を参照して説明したばね定数推定処理では、エンジントルク及びＭＧ１トルクを上昇させ、その間に取得されるダンパねじれ角度θdampとＭＧ１トルクとを用いてばね定数を推定する。ばね定数推定処理の他の例では、図１０の例のフローチャートにおいて、ステップＳ７４で、エンジントルク及びＭＧ１トルクを上昇させるかわりに、エンジン２０を停止させたまま、つまり、エンジントルクはゼロのまま、ＭＧ１トルクだけを上昇させてもよい。この場合、エンジン２０の始動時と同様に、モータＭＧ１からの出力トルクによってエンジン２０のクランクシャフト２２を回転させることになる。したがって、エンジン２０がトルクを出力する場合のダンパ５０のねじれの方向を正の方向とすると、エンジン２０を停止させたままモータＭＧ１トルクだけを上昇させる場合、ダンパ５０は負の方向にねじれる。よって、図１０のステップＳ７４でモータＭＧ１の出力トルクだけを上昇させて図１０の例の処理を行うと、ダンパねじれ角度θdamp＜０の範囲のばね定数の推定値が得られる。
【００６７】
ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとを対応づけるマップを生成するにあたって、制御部４２は、エンジントルク及びＭＧ１トルクを上昇させる図１０の例の処理と、ＭＧ１トルクのみを上昇させる図１０の例の処理と、の両方を行ってもよいし、いずれか一方のみを行ってもよい。両方の処理を行う場合、制御部４２は、ダンパねじれ角度θdamp≧０の範囲のマップについては、エンジントルク及びＭＧ１トルクを上昇させて図１０の例の処理を行って推定したばね定数を用いて生成し、ダンパねじれ角度θdamp＜０の範囲のマップについては、ＭＧ１トルクのみを上昇させて図１０の例の処理を行って推定したばね定数を用いて生成する。いずれか一方の処理のみを行う場合、推定したばね定数を用いて、ダンパねじれ角度θdamp≧０の範囲又はダンパねじれ角度θdamp＜０の範囲のマップを生成し、生成したマップを原点対称に複製することで、ダンパねじれ角度θdampの正の範囲及び負の範囲のマップを生成する。
【００６８】
なお、図１０のステップＳ７４でエンジントルク及びモータＭＧ１トルクの上昇（あるいは、モータＭＧ１トルクのみの上昇）を開始させる代わりに、所定のトルクの値からの下降を開始させ、ＭＧ１トルクが下降していく間に、ステップＳ７６〜Ｓ８４を含むループ処理を行ってばね定数を推定してもよい。
【００６９】
以上、ダンパ５０の特性の一例として、ダンパ５０が有する複数のばね定数を考慮する制御部４２の処理を説明した。ダンパ５０の特性の他の例として、複数の段階のヒステリシス特性が考えられる。例えば、ダンパ５０は、ダンパねじれ角度に応じて２段階のヒステリシス特性を示すことがある。例えば、ダンパねじれ角度の値が所定の範囲内である場合は、比較的小さなヒステリシストルクを生じる低ヒステリシス特性を示し、ダンパねじれ角度の値が上述の所定の範囲を超えている場合は、低ヒステリシス特性の場合のヒステリシストルクと比較して大きなヒステリシストルクを生じる高ヒステリシス特性を示す。低ヒステリシス特性の場合に生じるヒステリシストルクは「ＡＣヒステリシストルク」、高ヒステリシス特性の場合に生じるヒステリシストルクは「ＤＣヒステリシストルク」と呼ばれることがある。また、以下の説明では、ダンパ５０が低ヒステリシス特性を示すダンパねじれ角度を「ＡＣ角度」と呼ぶ。
【００７０】
図１２から図１４を参照し、ダンパ５０が示すヒステリシス特性の例を説明する。図１２は、ダンパねじれ角度の時間変化の一例を示す。図１２を参照し、ダンパねじれ角度の値が、ダンパねじれ角度の振幅の折り返し点（ｄθ／ｄｔ＝０）からＡＣ角度の範囲内である領域（領域Ａ）では、ダンパ５０は低ヒステリシス特性を示す。ダンパねじれ角度の振幅の折り返し点とダンパねじれ角度との間の差がＡＣ角度の範囲を超えると（領域Ｃ）、ダンパ５０は、高ヒステリシス特性を示す。点Ｂは、領域Ａと領域Ｃとの間の境界点を示す。例えば、時間変化に従ってダンパねじれ角度が領域Ａから点Ｂを超えて領域Ｃに移ると、次にダンパねじれ角度の折り返し点に達するまで、ダンパ５０は高ヒステリシス特性を示す。
【００７１】
また、ダンパ５０において生じるヒステリシストルクの正負は、ダンパねじれ角度が時間の変化に従って増加しているか減少しているかに応じて異なる。例えば、ダンパねじれ角度が時間の変化に従って増加している間は正のヒステリシストルクが生じ、ダンパねじれ角度が時間の変化に従って減少している間は負のヒステリシストルクが生じる。図１３に、ダンパ５０が高ヒステリシス特性を示す場合（ダンパねじれ角度が図１２の領域Ｃにある場合）の、ダンパねじれ角度の変化率とインプットシャフトトルクとの関係の例を示す。図１３（ａ）は、ダンパねじれ角度の時間変化の例であり、図１３（ｂ）は、ダンパ５０が高ヒステリシス特性を示す場合のダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとの間の関係の例である。図１３（ａ）を参照し、ダンパねじれ角度が時間の経過に従って増加している間はダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔ＞０であり、ダンパねじれ角度は時間の経過に従って減少している間はダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔ＜０である。図１３（ｂ）を参照し、１つのダンパねじれ角度θについて、そのときのダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔの正負に応じて、すなわち、そのときのダンパねじれ角度の時間変化が増加途中であるか減少途中であるかに応じて、インプットシャフトトルクの値はＴ1又はＴ2となる。例えば、ダンパねじれ角度θのとき、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔが正であればダンパ５０において正のヒステリシストルクが生じてインプットシャフトトルクの値はＴ1となり、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔが負であればダンパ５０において負のヒステリシストルクが生じてインプットシャフトトルクの値はＴ2（＜Ｔ1）となる。
【００７２】
以上より、図１２で例示するようにダンパねじれ角度が折り返し点からＡＣ角度以上の範囲で振動する場合、ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとの間の関係は、図１４（ａ）に例示するような関係となる。図１４（ａ）の符号Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、図１２の領域Ａ、点Ｂ、及び領域Ｃに対応する。図１４（ａ）を参照すると、ダンパ５０は、ダンパねじれ角度に応じて２段階のヒステリシス特性を示す。さらに、図１４（ａ）は、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔが正であれば正のヒステリシストルクが生じ、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔが負であれば負のヒステリシストルクが生じることを表す。
【００７３】
一方、ダンパねじれ角度が折り返し点からＡＣ角度の範囲内で振動する場合、ダンパ５０は、低ヒステリシス特性のみを示し、高ヒステリシス特性を示すことはない。この場合、ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとの間の関係は、例えば、図１４（ｂ）に示すような関係となる。図１４（ｂ）は、ダンパ５０がＡＣヒステリシストルクを生じることを示し、さらに、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔの正負に従って正又は負のヒステリシストルクが生じることを示す。
【００７４】
以下、以上で説明したようなダンパ５０のヒステリシス特性を考慮したインプットシャフトトルク推定処理を説明する。
【００７５】
図１５は、ダンパ５０の２段階のヒステリシス特性を考慮したインプットシャフトトルクの推定処理の手順の一例を示す図である。図１５の例の処理を制御部４２が行う場合、記憶部４４には、予め求めたダンパ５０のＤＣヒステリシストルクに基づくトルク補正値及びＡＣ角度の最大値（図１２の点Ｂに対応する角度）を記憶させておくものとする。以下の説明では、さらに、記憶部４４に、上述の図１０の例の処理で求めたダンパの複数のばね定数に基づいて生成された、ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとを対応づけるマップが記憶されているものとする。
【００７６】
図１５を参照し、まず、制御部４２は、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔ＝０となるθdampを求める（ステップＳ５）。ステップＳ５では、制御部４２は、例えば、図３又は図８の例の手順の処理によるダンパねじれ角度算出処理を複数回行ってダンパねじれ角度の時間変化を求めることで、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔ＝０となるθdampを求める。
【００７７】
次に、制御部４２は、ダンパねじれ角度を算出する（ステップＳ１０）。このダンパねじれ角度算出処理は、図２のステップＳ１０と同様、図３又は図８の例の手順の処理であってよい。そして、制御部４２は、ステップＳ１０の時点でのダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔを求める（ステップＳ３０）。この変化率は、例えば、１時刻前に算出したダンパねじれ角度を記憶部４４に記憶しておき、そのダンパねじれ角度と今回算出したダンパねじれ角度との間の差分を得ることで求める。その後、ダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔ＝０となるθdampの値から、現在のダンパねじれ角度θdampの値への変化がＡＣ角度の最大値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の判定の結果ＹＥＳであれば、ステップＳ３４に進み、ＮＯであればステップＳ４０に進む。
【００７８】
ステップＳ３４では、ステップＳ３０で求めたダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔの正負を判定する。ダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔが正であれば（ステップＳ３４でＹＥＳ）、記憶部４４に記憶されたマップを参照し、ステップＳ１０で算出したダンパねじれ角度θdampに対応づけられたインプットシャフトトルクの値を取得する。そして、記憶部４４に記憶されたトルク補正値を、マップから取得した値に加算した値をインプットシャフトトルクの推定値とする（ステップＳ３６）。ダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔが負であれば（ステップＳ３４でＮＯ）、記憶部４４に記憶されたマップにおいてステップＳ１０で算出したダンパねじれ角度θdampに対応づけられたインプットシャフトトルクの値から、記憶部４４に記憶されたトルク補正値を減算した値をインプットシャフトトルクの推定値とする（ステップＳ３８）。
【００７９】
ステップＳ４０では、制御部４２は、記憶部４４に記憶されたマップにおいてステップＳ１０で算出されたダンパねじれ角度θdampに対応づけられたインプットシャフトトルクの値をインプットシャフトトルクの推定値とする。
【００８０】
ステップＳ３６，Ｓ３８，Ｓ４０のいずれかにおいてインプットシャフトトルクの推定値を求めると、制御部４２は図１５の例の処理を終了する。
【００８１】
図１５のステップＳ３６，Ｓ３８，Ｓ４０において用いられるマップは、上述のばね定数推定処理の結果として生成されたマップである。このマップを図１５のステップＳ３６，Ｓ３８，Ｓ４０で用いることで、ダンパ５０のヒステリシス特性と共に複数のばね定数も考慮したインプットシャフトトルク推定処理が可能となる。
【００８２】
図１５の例の手順の処理では、ダンパ５０が高ヒステリシス特性を示すダンパねじれ角度の領域（図１２の領域Ｃ）では、ＤＣヒステリシストルクに基づく補正値を用いてインプットシャフトトルクを推定するが、ダンパ５０が低ヒステリシス特性を示すダンパねじれ角度の領域（図１２の領域Ａ）では、ＡＣヒステリシストルクを考慮せずにインプットシャフトトルクを推定する。ＡＣヒステリシストルクがＤＣヒステリシストルクに対して十分小さい場合、本例の手順の処理のように、ダンパ５０が低ヒステリシス特性を示すダンパねじれ角度の領域において、ＡＣヒステリシストルクを無視してインプットシャフトトルクを推定してもよい。
【００８３】
図１６は、ダンパ５０のヒステリシス特性を考慮したインプットシャフトトルク推定処理の手順の他の一例を示す図である。図１６の例の処理を制御部４２が行う場合、記憶部４４には、ダンパ５０が低ヒステリシス特性及び高ヒステリシス特性の２段階のヒステリシス特性を示す場合においてダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとを対応づけるマップ（以下、「高ヒステリシス特性マップ」と呼ぶ）と、ダンパが低ヒステリシス特性のみを示す場合においてインプットシャフトトルクとダンパねじれ角度とを対応づけるマップ（以下、「低ヒステリシス特性マップ」と呼ぶ）と、を予め記憶させておく。以下の説明では、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に例示するダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとの間の関係を、それぞれ、高ヒステリシス特性マップ及び低ヒステリシス特性マップとして記憶部４４に記憶させておくものとする。
【００８４】
図１６を参照し、制御部４２は、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔ＝０となるθdampを求め（ステップＳ５）、ダンパねじれ角度θdampを算出し（ステップＳ１０）、ダンパねじれ角度変化率ｄθdamp／ｄｔを求める（ステップＳ３０）。図１６の例の手順の処理において、ステップＳ５，Ｓ１０，Ｓ３０の各処理は、図１５のステップＳ５，Ｓ１０，Ｓ３０と同様である。
【００８５】
ダンパねじれ角度の変化率を算出した後、制御部４２は、ダンパねじれ角度θdampの振幅の１／２（半振幅）が、ＡＣ角度の最大値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。この半振幅は、例えば、ステップＳ５においてダンパねじれ角度θdampの時間変化を求めたときに、ｄθdamp／ｄｔ＝０となるθdampの値と共に求めることができる。
【００８６】
ダンパねじれ角度の半振幅がＡＣ角度の最大値以上であれば（ステップＳ５０でＹＥＳ）、高ヒステリシス特性マップを参照し、ステップＳ１０で算出したダンパねじれ角度θdampと、ステップＳ３０で求めたダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔの正負と、の組み合わせに対応するトルクの値をインプットシャフトトルクの推定値とする（ステップＳ５２）。
【００８７】
ダンパねじれ角度の半振幅がＡＣ角度未満であれば（ステップＳ５０でＮＯ）、低ヒステリシス特性マップにおいて、ステップＳ１０で算出したダンパねじれ角度θdampと、ステップＳ３０で求めたダンパねじれ角度の変化率ｄθdamp／ｄｔの正負と、の組み合わせに対応するトルクの値をインプットシャフトトルクの推定値とする（ステップＳ５４）。ステップＳ５２又はステップＳ５４でインプットシャフトトルクの推定値を求めると、制御部４２は、図１６の例の手順の処理を終了する。
【００８８】
以下、制御部４２がダンパ５０のヒステリシス特性を推定する処理を説明する。以下で説明する処理によって推定したヒステリシス特性を用いて、制御部４２は、図１５の例の手順の処理において用いるトルク補正値又は図１６の例の手順の処理において用いる２種類のマップ（高ヒステリシス特性マップ及び低ヒステリシス特性マップ）を求めることができる。
【００８９】
図１７は、制御部４２が行うダンパ５０のヒステリシス特性推定処理の手順の一例を示す図である。図１７に例示する処理の基本的な手順は、図１０の例のばね定数推定処理の手順と同様であり、同様の処理ステップには同様の符号を付している。また、以下の説明では、図１７の手順の処理を開始する前に、制御部４２は、図１０を参照して説明したばね定数推定処理を行い、ダンパねじれ角度の値と推定したばね定数の値とを関連付けて記憶部４４に記憶させているものとする。
【００９０】
図１７を参照し、制御部４２は、まず、特性（ここでは、ヒステリシス特性）の推定処理を実行するか否かを決定し（ステップＳ７０）、次に、特性の推定処理が可能な運転条件か否かを判定する（ステップＳ７２）。ステップＳ７０，Ｓ７２では、図１０を参照して説明したステップＳ７０，Ｓ７２と同様の処理を行う。
【００９１】
その後、制御部４２は、ＭＧ１トルクの変化を開始させる（ステップＳ９０）。本例では、制御部４２は、ＭＧ１トルクが一定の周期で増減するように、インバータ６０に対して制御信号を出力する。例えば、ＭＧ１トルクがサイン波を描くように制御する。
【００９２】
そして、ＭＧ１トルクの値を取得し（ステップＳ７６）、図３又は図８の例の手順の処理によりダンパねじれ角度θdampを算出する（ステップＳ７８）。次に、記憶部４４に記憶されたばね定数を参照し、ステップＳ７８で算出したダンパねじれ角度θdampとそのダンパねじれ角度θdampに関連付けられたばね定数との積を求め、求めた積をＭＧ１トルク（ステップＳ７６で取得）から減算する（ステップＳ９２）。そして、ステップＳ９２における減算の結果の値をヒステリシストルクとして記憶部４４に記憶させる（ステップＳ９４）。次に、ステップＳ９０でＭＧ１トルクの変化を開始してから所定の時間（例えば、２．０ｓｅｃ）が経過したか否かを判定する（ステップＳ８４）。所定時間が経過していなければ（ステップＳ８４でＮＯ）、ステップＳ７６以降の処理を繰り返す。所定時間が経過していれば（ステップＳ８４でＹＥＳ）、ステップＳ７６〜Ｓ８４を含むループ処理において記憶部４４に記憶されたヒステリシストルクの平均値を求め、求めた平均値をヒステリシストルクの推定値として記憶部４４に記憶させ（ステップＳ９６）、処理はステップＳ７０に戻る。
【００９３】
図１７のステップＳ７６〜ステップＳ８４を含むループの処理を実行すると、例えば図１８に示すような、ＭＧ１トルクの時間変化及びダンパねじれ角度とばね定数との積の時間変化が得られる。図１８を参照すると、ＭＧ１トルクに対して、ダンパねじれ角度とばね定数との積の値に遅れが生じている。この遅れがダンパのヒステリシス特性である。
【００９４】
また、図１７の例の処理において、ダンパねじれ角度がＡＣ角度の範囲内で振動するようにＭＧ１トルクの周期的変化の振幅を制御すると、ＡＣヒステリシストルクを推定でき、ダンパねじれ角度がＡＣ角度の範囲を超えて振動するようにＭＧ１トルクの周期的変化の振幅を制御すると、ＤＣヒステリシストルクを推定できる。
【００９５】
なお、図１７のステップＳ９２，Ｓ９４のようにヒステリシス特性としてヒステリシストルクを求めて記憶部４４に記憶させる代わりに、ＭＧ１トルクに対するダンパねじれ角度とばね定数との積の時間遅れをヒステリシス特性として記憶させてもよい。
【００９６】
また例えば、図１７のステップＳ９２では、ばね定数推定処理（図１０など）によって求めたばね定数を用いてヒステリシストルクを求めるが、ばね定数を用いずに、ＭＧ１トルクの変化に対するダンパねじれ角度の変化の遅れを求めることでヒステリシス特性を求めることもできる。
【００９７】
また、図１７のステップＳ９０で、ＭＧ１トルクを周期的に変化させる代わりに、エンジントルクを周期的に変化させても良い。例えば、制御部４２は、エンジン２０のトルク指令値を周期的に変化させる。あるいは、エンジントルクが規定の周波数で変化するように、エンジン２０の特定の気筒で失火を生じさせる制御を行っても良い。
【００９８】
ヒステリシストルクを推定する処理の他の例では、ＭＧ１トルク又はエンジントルクを周期的に変化させる代わりに、ＭＧ１トルクを単調増加又は単調減少させる制御を行い、ＭＧ１トルクが上昇する間又は下降する間の複数の時点でダンパねじれ角度及びＭＧ１トルクの値の組を取得することで、ヒステリシストルクを求めてもよい。図１９に、本例の処理で得られるダンパねじれ角度とＭＧ１トルクとの間の関係の例を示す。図１９を参照し、ダンパねじれ角度がＡＣ角度の範囲を超えた時点で、ＤＣヒステリシストルクが生じるため、ＭＧ１トルクは、ダンパねじれ角度の変化に対して不連続な変化を示す。この不連続なトルクの変化分をヒステリシストルクの推定値としてもよい。また、ＭＧ１トルクだけを上昇又は下降させる代わりに、エンジントルク及びＭＧ１トルクを上昇又は下降させることで、同様にヒステリシストルクを求めてもよい。
【００９９】
制御部４２が図１５の例のインプットシャフトトルク推定処理を行う場合、制御部４２は、ヒステリシストルクの推定値を求めると、求めた推定値の１／２の値を、図１５のステップＳ３６，Ｓ３８で用いるトルク補正値として記憶部４４に登録する。
【０１００】
制御部４２が図１６の例のインプットシャフトトルク推定処理を行う場合、制御部４２は、求めたヒステリシストルクの推定値を用いて、高ヒステリシス特性マップ及び低ヒステリシス特性マップを生成する。例えば、ヒステリシストルクの推定値とともに、ばね定数推定処理の結果として生成されたマップ（以下、「基準マップ」と呼ぶ）を用いて、高ヒステリシス特性マップ及び低ヒステリシス特性マップを生成してよい。例えば、ＡＣ角度の範囲外のダンパねじれ角度に関し、基準マップにおいてダンパねじれ角度に対応づけられるインプットシャフトトルクの値にＤＣヒステリシストルクの推定値の半値を加算した値を、当該ダンパねじれ角度におけるｄθ／ｄｔ＞０のときのインプットシャフトトルクの値とし、基準マップにおいてダンパねじれ角度に対応づけられるインプットシャフトトルクの値からＤＣヒステリシストルクの推定値の半値を加算した値を、当該ダンパねじれ角度におけるｄθ／ｄｔ＞０のときのインプットシャフトトルクの値とすることで、高ヒステリシス特性マップのＡＣ角度範囲外の部分を生成できる。また、ＡＣ角度の範囲内のダンパねじれ角度に関して、基準マップにおいてダンパねじれ角度に対応づけられるインプットシャフトトルクの値にＡＣヒステリシストルクの推定値の半値を加算した値を、当該ダンパねじれ角度におけるｄθ／ｄｔ＞０のときのインプットシャフトトルクの値とし、基準マップにおいてダンパねじれ角度に対応づけられるインプットシャフトトルクの値からＡＣヒステリシストルクの推定値の半値を加算した値を、当該ダンパねじれ角度におけるｄθ／ｄｔ＞０のときのインプットシャフトトルクの値とすることで、高ヒステリシス特性マップのＡＣ角度範囲内の部分、及び、低ヒステリシス特性マップを生成できる。
【０１０１】
なお、ＤＣヒステリシストルクと比較してＡＣヒステリシストルクが十分小さい場合、基準マップを低ヒステリシス特性マップとして用いてもよい。図１６の例の処理において、基準マップを低ヒステリシス特性マップとして用いる場合、ステップＳ５４で、制御部４２は、ダンパねじれ角度の変化率ｄθ／ｄｔの正負にかかわらず、低ヒステリシス特性マップ（基準マップ）においてステップＳ１０で算出されたダンパねじれ角度の値に対応づけられる１つのトルクの値をインプットシャフトトルクの推定値とする。
【０１０２】
以上で説明した各種の処理の例では、制御部４２は、図３又は図８の例の手順の処理によってダンパねじれ角度を算出する。このようなダンパねじれ角度算出処理を行う代わりに、ダンパ５０にダンパねじれ角度を検出するセンサを設け、そのセンサからの検出信号を直接ダンパねじれ角度θdampとして用いて、上述の各種の処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成の例を示す図である。
【図２】トルク推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】ダンパねじれ角度算出処理の詳細手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角及び回転角の積算値の一例を示す図である。
【図５】モータＭＧ１、インプットシャフト、及びモータＭＧ２それぞれの回転速度の関係の例を示す共線図である。
【図６】モータＭＧ１、インプットシャフト、及びモータＭＧ２それぞれの回転角の積算値の関係の例を示す共線図である。
【図７】クランク角、インプットシャフト角度、及びダンパねじれ角度の関係の例を示す図である。
【図８】ダンパねじれ角度算出処理の手順の他の一例を示すフローチャートである。
【図９】ダンパねじれ角度とインプットシャフトトルクとを対応づけるマップの一例を示す図である。
【図１０】ばね定数推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１０の例の処理において得られるＭＧ１トルク、ダンパねじれ角度、及びばね定数の例を示す図である。
【図１２】ダンパねじれ角度の時間変化の一例を示す図である。
【図１３】ダンパの高ヒステリシス特性について説明するための図である。
【図１４】ダンパが示すヒステリシス特性の例を表す図である。
【図１５】トルク推定処理の手順の他の一例を示す図である。
【図１６】トルク推定処理の手順のさらに他の一例を示す図である。
【図１７】ヒステリシス特性推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１７の例のヒステリシス特性推定処理で得られるＭＧ１トルク及びダンパねじれ角度とばね定数との積の例を示す図である。
【図１９】ダンパねじれ角度とモータＭＧ１の出力トルクとの間の関係の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  ハイブリッド車両、２０  エンジン、２２  クランクシャフト、３０  動力分配機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３６  インプットシャフト、４０  ＥＣＵ、４２  制御部、４４  記憶部、６０  インバータ、６２  バッテリ、７０  ギヤ機構、７２  デファレンシャルギヤ、８０ａ，８０ｂ  駆動輪、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2010014492.tif 000003
【図２】
2010014492.tif 000004
【図３】
2010014492.tif 000005
【図４】
2010014492.tif 000006
【図５】
2010014492.tif 000007
【図６】
2010014492.tif 000008
【図７】
2010014492.tif 000009
【図８】
2010014492.tif 000010
【図９】
2010014492.tif 000011
【図１０】
2010014492.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2010014492.tif 000016
【図１５】
2010014492.tif 000017
【図１６】
2010014492.tif 000018
【図１７】
2010014492.tif 000019
【図１８】
2010014492.tif 000020
【図１９】
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