(57)【要約】【課題】駆動系歯車装置の歯打ち音をモータジェネレータの制御によって低減できるハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法を提供すること。【解決手段】モータジェネレータ１７に設けられた駆動系歯車装置で歯打ち音が発生した場合に、バッテリ２０の残容量に余裕があるときは、モータジェネレータ１７を力行側に制御し、ディーゼルエンジン１１の出力を抑制する。一方、バッテリ２０の残容量に余裕がないときは、モータジェネレータ１７を回生側に制御し、ディーゼルエンジン１１の出力をアップする。これらの制御は、歯打ち音が発生する所定の回転数領域で実行される。【選択図】      図１
2004328824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪駆動軸を駆動系歯車装置を介してエンジン、モータジェネレータもしくは双方によって駆動可能に構成されたハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法において、
前記駆動系歯車装置で歯打ち音が発生した場合に、前記モータジェネレータの駆動用バッテリの残容量に余裕があるときは当該モータジェネレータを力行側に制御し、前記バッテリの残容量に余裕がないときは前記モータジェネレータを回生側に制御することを特徴とするハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法。
【請求項２】
前記モータジェネレータを回生側に制御した場合には、前記エンジンの出力を増加し、前記モータジェネレータを力行側に制御した場合には、前記エンジンの出力を抑制することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法。
【請求項３】
前記モータジェネレータの回生側への制御または力行側への制御は、所定の回転数領域において実行されることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法に関し、さらに詳しくは、駆動系歯車装置の歯打ち音をモータジェネレータの制御によって低減できるハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保全や省資源の観点から、ハイブリッド車両の開発が行われている。このハイブリッド車両は、車輪駆動軸を駆動系歯車装置を介してエンジン、モータジェネレータもしくは双方によって駆動可能に構成されたものである。このモータジェネレータは、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。
【０００３】
すなわち、上記ハイブリッド車両は、走行状態に応じてエンジンによる駆動力とモータジェネレータによる駆動力とを使い分け、運転効率が高くなるように制御される。たとえば、発進時等の低速（低回転）もしくは低負荷時においては、エンジン効率が悪いため、エンジンを停止してモータジェネレータだけで走行したり、通常走行時にはエンジンとモータジェネレータの両方が車輪駆動軸を駆動するように制御される。
【０００４】
このような運転形態を実現するために、エンジン（変速機を含む）とモータジェネレータとは、駆動系歯車装置を介して一方の駆動力が他方に伝達できるように構成されている。以下、エンジンを車両前部に配置するとともに、モータジェネレータを車両後部に配置し、双方をプロペラシャフトおよび駆動系歯車装置を介して連結した前輪駆動車（ＦＦ車）であるハイブリッド車両を例にして説明する。
【０００５】
たとえば、この駆動系歯車装置は、図３に示すような構成となっている。ここで、図３は、モータジェネレータと一体化された駆動系歯車装置の内部構成を示す模式図である。図３に示すように、モータジェネレータ１７と一体化された駆動系歯車装置３７の各シャフト４１，４２，４３には、各歯車４４，４５，４６，４７が設けられ、各シャフト４１，４２，４３は、各軸受５０によって支持されている。
【０００６】
また、シャフト４３は、プロペラシャフト（図示せず）に連結されている。なお、プロペラシャフトの先端は、車輪駆動軸（ドライブシャフト）に設けられたトランスファ（図示せず）に連結されている。
【０００７】
モータジェネレータ１７は、この駆動系歯車装置３７を介して回生運転モードで運転され、あるいは力行運転モードでエンジンのトルクアシストを行うように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車両は、エンジンまたは車輪駆動軸から駆動系歯車装置３７に回転変動が伝達されると、所定の回転数領域で歯車４４，４５間や歯車４６，４７間で発生するバックラッシに基づいて歯打ち音が発生するという課題があった。
【０００９】
また、駆動系歯車装置の歯打ち音低減手段として提案されている技術もあるが（たとえば特許文献１、特許文献２参照）、ハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御を活用した具体的な解決手段は開示されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特許第３２６２０４６号公報
【特許文献２】
特許第３２９１２３５号公報
【００１１】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動系歯車装置の歯打ち音をモータジェネレータの制御によって低減できるハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法は、車輪駆動軸を駆動系歯車装置を介してエンジン、モータジェネレータもしくは双方によって駆動可能に構成されたハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法において、前記駆動系歯車装置で歯打ち音が発生した場合に、前記モータジェネレータの駆動用バッテリの残容量に余裕があるときは当該モータジェネレータを力行側に制御し、前記バッテリの残容量に余裕がないときは前記モータジェネレータを回生側に制御することを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、この発明によれば、バッテリの残容量状態でモータジェネレータの運転状態を判定して駆動系歯車装置の歯車の回転方向を判定できる。そして、前記歯車間で生じたバックラッシを低減する方向にモータジェネレータを回転制御することで、歯打ち音を低減することができる。
【００１４】
また、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法は、前記モータジェネレータを回生側に制御した場合には、前記エンジンの出力を増加し、前記モータジェネレータを力行側に制御した場合には、前記エンジンの出力を抑制することを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、この発明によれば、エンジン出力を調整することによって、車輪駆動軸からの要求駆動力を過不足なく維持できるので、ドライバーはトルク変動を感じることなく快適に運転できる。
【００１６】
また、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法は、前記モータジェネレータの回生側への制御または力行側への制御は、所定の回転数領域において実行されることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、この発明によれば、歯打ち音が発生する所定の回転数領域でのみモータジェネレータの制御を行えばよく、効率よく歯打ち音を低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態に係るディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。先ず、前輪駆動車（ＦＦ車）であるディーゼルハイブリッド車両１０の概略構成について図１に基づいて説明する。ディーゼルハイブリッド車両１０には、車両前部に走行駆動源としてのディーゼルエンジン１１が設けられている。このディーゼルエンジン１１は、コモンレール方式の燃料噴射システム（図示せず）により燃料噴射量が制御されるようになっている。
【００２０】
また、このディーゼルエンジン１１は、ターボ過給機（図示せず）を備えている。さらに、ディーゼルエンジン１１の排気通路には、排気ガス中のディーゼルパティキュレートおよびＮＯｘを浄化するために、ＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタが設けられている（図示せず）。
【００２１】
このディーゼルエンジン１１で発生する駆動力は、マルチモードトランスミッション（ＭＭＴ）１２およびドライブシャフト１４を介して主駆動輪としての前輪１３に伝達されるようになっている。このマルチモードトランスミッション１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。すなわち、トルクコンバータは搭載されていない。
【００２２】
また、ディーゼルハイブリッド車両１０には、ディーゼルエンジン１１とマルチモードトランスミッション１２の有段変速機間の動力伝達の接離を行うクラッチ１２ａが備えられており、走行状態に応じて接離操作をアクチュエータで電気的に自動制御されるようになっている。
【００２３】
また、駆動力を分けて伝達するトランスファ１５には、プロペラシャフト１６が連結され、その末端には駆動系歯車装置（ギヤトレーン）３７（図３参照）を一体化したモータジェネレータ（ＭＧ）１７が連結されている。このモータジェネレータ１７は、ディーゼルエンジン１１によってプロペラシャフト１６および駆動系歯車装置３７を介して連れ回される構成となっている。また、後輪１８は、駆動輪である前輪１３に連れ回されるだけの構成となっている。
【００２４】
このモータジェネレータ１７は、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ２０と接続されている。また、このモータジェネレータ１７は、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。
【００２５】
たとえば、このモータジェネレータ１７は、力行運転モードではバッテリ２０からの電力供給を受けて、プロペラシャフト１６を介しドライブシャフト１４を駆動するための動力を発生する。また、回生運転モードでは、このモータジェネレータ１７は、プロペラシャフト１６を介してディーゼルエンジン１１あるいはドライブシャフト１４から伝達される駆動力を電力に変換し、バッテリ２０を充電する。
【００２６】
なお、モータジェネレータ１７が力行運転モードあるいは回生運転モードのいずれかで運転されるかは、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）をも勘案して決定される。この充電状態ＳＯＣは、電圧センサによって監視されている。
【００２７】
以上のように構成されたディーゼルハイブリッド車両１０は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって各構成要素とともに以下のように基本制御され、種々の状態で走行することができる。たとえば、ディーゼルハイブリッド車両１０が走行を始めた比較的低速な状態では、ディーゼルエンジン１１を停止したまま、モータジェネレータ１７を力行することにより走行（ＥＶ走行）する。
【００２８】
そして、走行開始後にディーゼルハイブリッド車両１０が所定の速度に達すると、モータジェネレータ１７を用いてディーゼルエンジン１１をクランキングして始動し、当該ディーゼルエンジン１１を用いた運転に移行する。定常運転時には、通常は、ディーゼルエンジン１１がドライブシャフト１４の要求動力とほぼ等しい出力を発生するように運転される。このとき、ディーゼルエンジン１１の出力のほぼすべてがドライブシャフト１４に伝えられる。
【００２９】
一方、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが予め定められた基準値以下に低下している場合には、ディーゼルエンジン１１がドライブシャフト１４の要求動力以上の出力で運転され、その余剰動力の一部はモータジェネレータ１７によって電力として回生され、バッテリ２０の充電に利用される。また、ディーゼルエンジン１１のトルクが不足する場合には、モータジェネレータ１７の駆動によって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクを確保することができる。
【００３０】
また、上記ディーゼルハイブリッド車両１０は、燃料の節約と排気エミッションの低減を図るために、いわゆるエコラン（エコノミー＆エコロギーランニング）制御もなされる。すなわち、たとえば、交差点における信号待ち等でディーゼルハイブリッド車両１０が停車した場合に、所定の停止条件下でディーゼルエンジン１１を自動停止させ、その後、所定の再始動条件下（たとえば、アクセルペダルを踏み込んだとき）でディーゼルエンジン１１を再始動させる制御もなされる。
【００３１】
以上が本発明に係るディーゼルハイブリッド車両１０の基本構成および基本制御動作である。
【００３２】
つぎに、本発明の要部である歯打ち音低減方法について図２に基づいて説明する。ここで、図２は、歯打ち音低減のための制御動作を示すフローチャートである。
【００３３】
前述したように、モータジェネレータ１７は、プロペラシャフト１６を介してドライブシャフト１４に連結されており、ディーゼルエンジン１１のみが駆動しているときも連れ回されている。したがって、ディーゼルエンジン１１または前輪１３からの回転変動は、プロペラシャフト１６を介して、モータジェネレータ１７に一体化した駆動系歯車装置３７（図３参照）に伝達される。
【００３４】
この駆動系歯車装置３７の歯車４４，４５間や歯車４６，４７間で発生するバックラッシに基づく歯打ち音は、所定の回転数領域になったときに発生することが確認できている。したがって、以下の制御は、かかる回転数領域において行っており、効率よく歯打ち音を低減している。
【００３５】
図２に示すように、歯打ち音が発生したら（ステップＳ１０）、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが、バッテリ２０の使用を許容できない基準値（下限値）よりも大きい場合（ステップＳ１１肯定）、すなわち、バッテリ２０の残存量に余裕がある場合には、バックラッシが低減する方向に運転して歯打ち音を低減すべく、モータジェネレータ１７を力行運転モードとなるように制御する（ステップＳ１２）。
【００３６】
このとき、ドライブシャフト１４側からの要求トルクを越えないようにするために、ディーゼルエンジン１１の出力を抑制し（ステップＳ１３）、モータジェネレータ１７およびディーゼルエンジン１１からの総合駆動力が上記要求トルクと等しくなるように調整する。
【００３７】
これにより、ドライバーはトルク変動を感じることなく快適に運転できる。なお、これらの制御（ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３）は、歯打ち音が低減するまで、予め定められた時間行われる。
【００３８】
一方、バッテリ２０の残存量に余裕がない場合には（ステップＳ１１否定）、バックラッシが低減する方向に運転して歯打ち音を低減すべく、モータジェネレータ１７を回生運転モードとなるように制御する（ステップＳ１４）。
【００３９】
このとき、ドライブシャフト１４側からの要求トルクが不足しないように、ディーゼルエンジン１１の出力をアップし（ステップＳ１５）、モータジェネレータ１７およびディーゼルエンジン１１からの総合駆動力が上記要求トルクと等しくなるように調整する。
【００４０】
これにより、ドライバーはトルク変動を感じることなく快適に運転できる。なお、これらの制御（ステップＳ１１、ステップＳ１４、ステップＳ１５）は、歯打ち音が低減するまで、予め定められた時間行われる。
【００４１】
以上のように、この実施の形態に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法によれば、駆動系歯車装置３７で歯打ち音が発生した場合、バッテリ２０の残容量に余裕があるときは、モータジェネレータ１７を力行側に制御してディーゼルエンジン１１の出力を抑制し、バッテリ２０の残容量に余裕がないときは、モータジェネレータ１７を回生側に制御してディーゼルエンジン１１の出力をアップするようにしたので、走行に必要な駆動力を維持しつつ、駆動系歯車装置３７の歯車４４，４５間や歯車４６，４７間で生じたバックラッシを低減し、歯打ち音を低減することができる。
【００４２】
また、上記モータジェネレータ１７による力行側または回生側への制御およびディーゼルエンジン１１の出力制御を、歯打ち音が発生する所定の回転数領域にて行っているので、効率よく歯打ち音を低減することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態においては、本発明を前輪駆動車（ＦＦ車）のディーゼルハイブリッド車両１０に適用した例を説明したが、これに限定されず、その他のハイブリッド車両に適用してもよく、上記と同様の効果を期待できる。
【００４４】
また、ディーゼルエンジン１１とモータジェネレータ１７の駆動力を相互に伝達するプロペラシャフト１６や駆動系歯車装置３７の結合態様も、上述した例に限定されず、公知手段を用いた種々の結合態様を採用できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法によれば、車輪駆動軸を駆動系歯車装置を介してエンジン、モータジェネレータもしくは双方によって駆動可能に構成されたハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法において、前記駆動系歯車装置で歯打ち音が発生した場合に、前記モータジェネレータの駆動用バッテリの残容量に余裕があるときは当該モータジェネレータを力行側に制御し、前記バッテリの残容量に余裕がないときは前記モータジェネレータを回生側に制御することを特徴とするので、バッテリの残容量状態でモータジェネレータの運転状態を判定して駆動系歯車装置の歯車の回転方向を判定でき、バックラッシを低減する方向にモータジェネレータを回転制御して歯打ち音を低減することができる。
【００４６】
また、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法によれば、前記モータジェネレータを回生側に制御した場合には、前記エンジンの出力を増加し、前記モータジェネレータを力行側に制御した場合には、前記エンジンの出力を抑制することを特徴とするので、エンジン出力を調整することによって、車輪駆動軸からの要求駆動力を過不足なく維持でき、ドライバーはトルク変動を感じることなく快適に運転できる。
【００４７】
また、この発明に係るハイブリッド車両における駆動系歯車装置の歯打ち音低減方法によれば、前記モータジェネレータの回生側への制御または力行側への制御は、所定の回転数領域において実行されることを特徴とするので、歯打ち音が発生する所定の回転数領域でのみモータジェネレータの制御を行えばよく、効率よく歯打ち音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】歯打ち音低減のための制御動作を示すフローチャートである。
【図３】モータジェネレータと一体化された駆動系歯車装置の内部構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  ディーゼルハイブリッド車両
１１  ディーゼルエンジン
１２  マルチモードトランスミッション
１２ａ  クラッチ
１３  前輪
１４  ドライブシャフト
１５  トランスファ
１６  プロペラシャフト
１７  モータジェネレータ
１８  後輪
１９  インバータ
２０  バッテリ
３７  駆動系歯車装置
４１、４２、４３  シャフト
４４、４５、４６、４７  歯車
５０  軸受
【図１】
2004328824.tif 000003
【図２】
2004328824.tif 000004
【図３】
2004328824.tif 000005