(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、を備えるハイブリッド車の制御装置であって、
前記内燃機関の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められた燃費最適動作ラインにおいて異音が発生する異音発生領域を該燃費最適動作ラインから段階的に回避して得られる複数の動作ラインのうち車両の走行を規制する程度が大きいほど回避の程度が小さくなる傾向の動作ラインを用いて前記内燃機関を運転すると共に走行に要求される駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、
更に、シフトポジションが低車速側のポジションほど高車速側のポジションに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さくなる動作ラインを用いて制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車の制御装置であって、
パーキングロックがオンのときにはオフのときに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さい動作ラインを用いて制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車の制御装置であって、
ブレーキがオンのときにはオフのときに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さい動作ラインを用いて制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、を備えるハイブリッド車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車の制御装置としては、エンジンと、モータジェネレータと、車軸とエンジンの出力軸とモータジェネレータの回転軸とに接続された動力分割機構とを備えるハイブリッド車の制御装置において、ガラ音を回避するためのエンジン動作点におけるエンジン回転数を排気再循環（ＥＧＲ）の割合（ＥＧＲ率）が大きいほど高く設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ＥＧＲ率が大きいほどエンジン動作点におけるエンジン回転数を高く設定することにより、ガラ音の発生を適切に抑制している。
【０００３】
また、同様の構成のハイブリッド車の制御装置において、車速が大きいほどエンジンの低回転領域におけるトルクが大きくなるよう動作ラインを設定してエンジンを運転制御するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、車速が大きいほど走行による騒音が大きくなり、エンジンを低回転高トルクの領域で運転することにより生じ得る異音をマスクすることにより、異音による違和感を運転者に与えるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７９８５６号公報
【特許文献２】特開２００７−０２２２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こもり音やガラ音などの異音は、起振源であるエンジントルクの変動が変速機などの機械的機構に伝達することによって生じる機械的機構の歯打ちに起因しており、この歯打ち音が機械的機構やブレーキ，パーキングブレーキなどによってボディに伝達し、運転者に異音として到達すると考えられる。このため、機械的機構やブレーキ，パーキングブレーキの状態により異音の運転者への到達の程度が変化する。したがって、こうした機械的機構やブレーキ，パーキングブレーキの状態に応じて異音の運転者への到達の程度を考慮してエンジンを運転することにより、異音による運転者への不快感を抑制しつつハイブリッド車の燃費を向上させることができる。
【０００６】
本発明のハイブリッド車の制御装置は、異音による運転者への不快感を抑制しつつハイブリッド車の燃費の向上を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明のハイブリッド車の制御装置は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、を備えるハイブリッド車の制御装置であって、
前記内燃機関の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められた燃費最適動作ラインにおいて異音が発生する異音発生領域を該燃費最適動作ラインから段階的に回避して得られる複数の動作ラインのうち車両の走行を規制する程度が大きいほど回避の程度が小さくなる傾向の動作ラインを用いて前記内燃機関を運転すると共に走行に要求される駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車の制御装置では、内燃機関の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められた燃費最適動作ラインにおいて異音が発生する異音発生領域を燃費最適動作ラインから段階的に回避して得られる複数の動作ラインのうち車両の走行を規制する程度が大きいほど回避の程度が小さくなる傾向の動作ラインを用いて内燃機関を運転する。これは、車両の走行を規制する程度が大きいほど、異音の運転者への到達の程度が小さくなると考えられることに基づく。したがって、上述の制御により、異音による運転者への不快感を抑制しつつハイブリッド車の燃費をより向上させることができる。ここで、「車両の走行を規制する程度」は、車両の走行の妨げの程度の意味やより高車速で走行するのに適していない程度の意味が含まれる。例えば、パーキングブレーキによるパーキングロックや運転者のブレーキ操作によるブレーキは車両の走行を妨げるものとなり、シーケンシャルシフト（仮想シフト）を有するものでは、低車速側のシフト位置ほど高車速で走行するのに適していないものとなる。
【００１０】
こうした本発明のハイブリッド車の制御装置において、パーキングロックがオンのときにはオフのときに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さい動作ラインを用いて制御するものとすることもできるし、ブレーキがオンのときにはオフのときに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さい動作ラインを用いて制御するものとすることもできる。パーキングロックがオンのときにはオフのときに比して車両の走行を規制する程度、即ち車両の走行を妨げる程度が大きくなり、ブレーキがオンのときにはオフのときに比して車両の走行を規制する程度が大きくなるからである。
【００１１】
また、本発明のハイブリッド車の制御装置において、シフトポジションが低車速側のポジションほど高車速側のポジションに比して前記異音発生領域の回避の程度が小さくなる動作ラインを用いて制御するものとすることもできる。シフトポジションが低車速側のポジションほど高車速側のポジションに比して車両の走行を規制する程度、高車速で走行するのに適していない程度が大きくなると考えられるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例の車両の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】第１実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】シフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰと動作ラインＬとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】燃費最適動作ラインと動作ラインＬ１〜Ｌ４とエンジン２２の運転ポイントとの関係の一例を示す説明図である。
【図６】パーキングロック機構９０によるパーキングロックのオンオフの状態とエンジン２２の回転数Ｎｅとこもり音やガラ音などの異音が車両ボディなどにより運転者に伝達される伝達率との関係の一例を示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】第２実施例の車両の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】第２実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】シフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰと動作ラインＬとの関係の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例のの車両の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤを連結したキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続された遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤにロータが接続されたモータＭＧ１と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸３６にロータが接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、駆動軸３６に取り付けられたパーキングロック機構９０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１５】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構への駆動制御信号などが出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１６】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１７】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧やバッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１８】
パーキングロック機構９０は、駆動軸３６に取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、を備える。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したＨＶＥＣＵ７０によって図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によってパーキングロックおよびその解除を行なう。
【００１９】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、パーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
また、第１実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）の他に、アクセルオン時の駆動力の設定等はＤポジションと同一であるが走行中のアクセルオフ時に作用させる制動力がＤポジションより大きく設定されるブレーキポジション（Ｂポジション）、なお、第１実施例では、Ｂポジションでは、走行中にアクセルオフされたときには、燃料噴射を停止した状態でエンジン２２をモータＭＧ１によってモータリングすることによりエンジン２２を強制的に回転させその回転抵抗を制動力として駆動軸３６に作用させるブレーキ制御と、モータＭＧ２を回生制御することによって制動力を駆動軸３６に作用させるブレーキ制御とを併用している。
【００２１】
ここで、第１実施例の車両の制御装置としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２が該当する。
【００２２】
こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に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駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２３】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン運転モードで運転しているときに、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ると、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。そして、モータ運転モードで運転しているときに、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ると、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。また、第１実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）のときには、エンジン２２が運転停止中でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが充電開始用の蓄電割合ＳＯＣとしての閾値Ｓｌｏ（例えば、３５％や４０％など）以下のときにエンジン２２を始動し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが充電終了の蓄電割合ＳＯＣとしての閾値Ｓｈｉ（例えば、６０％や６５％など）以上に至るまでエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１によって発電を行なってバッテリ５０を充電する。このとき、動力分配統合機構３０を介して駆動軸３６にトルクが作用するため、パーキングロック機構９０によって駆動軸３６がロックされていないときには、このトルクをキャンセルするキャンセルトルクと図示しないギヤ機構などのガタ詰めを行なうためのガタ詰めトルクとの和のトルクをモータＭＧ２から出力する。パーキングロック機構９０によって駆動軸３６がロックされているときには、モータＭＧ２からのトルク出力は行なわれない。
【００２４】
次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２を比較的低回転数高トルクで運転しているときの動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、第１実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、駆動軸３６の回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２として求めることができる。
【００２７】
続いて、入力したシフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定するための動作ラインＬを設定し（ステップＳ１２０）、設定した動作ラインＬを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定する（ステップＳ１３０）。図４にシフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰと動作ラインＬとの関係の一例を示し、図５に燃費最適動作ラインと動作ラインＬ１〜Ｌ４とエンジン２２の運転ポイント（回転数，トルク）との関係の一例を示す。図５の燃費最適動作ラインは、エンジン２２の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められたものであり、エンジン２２の特性に基づいて実験などにより求めることができる。動作ラインＬ１〜Ｌ４は、比較的低回転高トルクの領域（こもり音やガラ音などの異音が生じる異音発生領域）におけるラインが燃費最適動作ラインと異なるものであり、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順に異音発生領域を燃費最適動作ラインから段階的に回避する。図４の最右欄に示されている「回避程度」は、この異音発生領域を燃費最適動作ラインから回避する程度を示しており、シフトポジションＳＰがＰポジションとＤポジションではＰポジションの方が回避の程度が小さく、ブレーキオンとブレーキオフではブレーキオンの方が回避の程度が小さくなる。図６にパーキングロック機構９０によるパーキングロックのオンオフの状態とエンジン２２の回転数Ｎｅとこもり音やガラ音などの異音が車両ボディなどにより運転者に伝達される伝達率（ｄＢ）との関係の一例を示す。図示するように、エンジン２２の実使用領域では、パーキングロックがオンのときの方がオフのときに比して伝達率が小さいため、パーキングロックがオンのときの方がオフのときに比してこもり音やガラ音などの異音は運転者に伝達され難いものとなる。このため、パーキングロックがオンのときの方がオフのときに比して異音発生領域の燃費最適動作ラインからの回避の程度を小さくしてもよいことになる。図示しないが、運転者によってブレーキペダル８５が踏み込まれているか否か（即ちブレーキのオンオフ）によるこもり音やガラ音などの異音の運転者への伝達率も、程度の差はあるが、パーキングロックのオンオフによる伝達率と同様の関係となる。図４のＰポジションとＤポジションにおける「回避程度」の大小関係は、このパーキングロックがオンかオフか、ブレーキがオンかオフかによるものとなる。これらの関係は、車両の走行を規制する程度、即ち、車両の走行を妨げる程度と考えることができる。即ち、パーキングロックのオンオフは車両の走行を妨げる程度としてオンのときの方がオフのときに比して程度が高く、ブレーキのオンオフも車両の走行を妨げる程度としてオンのときの方がオフのときに比して程度が高くる。したがって、車両の走行を規制する程度が大きいほど異音発生領域を燃費最適動作ラインから回避する程度は小さくなるものということができる。第１実施例では、こうした動作ライン（燃費最適動作ライン、動作ラインＬ１〜Ｌ４）は、予め実験などにより定めてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰが与えられると対応する動作ラインを導出することにより動作ラインＬを設定するものとした。エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）は、図５に示すように、要求パワーＰｅ＊が一定の曲線（図５の破線）と動作ラインＬとの交点のトルクと回転数として求めることができる。例えば、動作ラインＬとして燃費最適動作ラインが設定されたときには要求パワーＰｅ＊と燃費最適動作ラインとの交点の回転数Ｎ０とトルクＴ０が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定される。動作ラインＬとして、動作ラインＬ１（Ｐポジションでブレーキがオン），動作ラインＬ２（Ｐポジションでブレーキがオフ），動作ラインＬ３（Ｄポジションでブレーキがオン），動作ラインＬ４（Ｄポジションでブレーキがオン）のいずれかが設定されたときには要求パワーＰｅ＊と設定された動作ラインＬとの交点の回転数（Ｎ１〜Ｎ４のうち対応する値）とトルク（Ｔ１〜Ｔ４の対応する値）が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定される。
【００２８】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸３６の回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ    (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３０】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１５０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ１６０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１７０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸３６に出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。
【００３１】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ    (5)
【００３２】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３３】
以上説明した第１実施例の車両の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０によれば、車両の走行を規制する程度が大きいほど異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度が小さくなる複数の動作ラインＬ１〜Ｌ４を燃費最適動作ラインと共にシフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰとに関連させてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションＳＰとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて対応する動作ラインを動作ラインＬとして設定し、この設定した動作ラインＬを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定し、目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、車両の走行を規制する程度に応じて異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を選択してエンジン２２を運転することができる。この結果、こもり音やガラ音などの異音により運転者に不快感を与えるのを抑制することができると共に車両の燃費の向上を図ることができる。
【００３４】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキのオンオフによる異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を考慮するものとしたが、ブレーキのオンオフによる異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を考慮しないものとしてもよい。この場合、動作ラインＬの設定では、例えば、図４においてシフトポジションＳＰに対応するポジションのブレーキオフの動作ラインを用いればよい。この場合、動作ラインＬの設定では、シフトポジションＳＰがＰポジションのときには動作ラインＬ２を設定し、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには動作ラインＬ４を設定するものとすればよい。
【００３５】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、パーキングロックのオンオフによる異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を考慮するものとしたが、パーキングロックのオンオフによる異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を考慮しないものとしてもよい。この場合、動作ラインＬの設定では、例えば、図４においてシフトポジションＳＰがＤポジションのときのものを用いればよい。即ち、ブレーキがオンのときには動作ラインＬ３を設定し、ブレーキがオフのときには動作ラインＬ４を設定するものとすればよい。
【００３６】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の第２実施例の車両の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２２０について説明する。図８は、第２実施例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド自動車２２０のハード構成は、図示するように、駆動軸３６のモータＭＧ２が取り付けられた位置より後段にオートマチックトランスミッション９８が取り付けられている点を除いて、図１に示す第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同様である。したがって、重複する説明を回避するために、第２実施例のハイブリッド自動車２２０のハード構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
第２実施例のハイブリッド自動車２２０のオートマチックトランスミッション９８は、動力分配統合機構３０のリングギヤやモータＭＧ２のロータが接続された入力軸３６ａと駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して接続された出力軸３６ｂとに接続され、油圧駆動によるニュートラル（中立），１速〜４速のいずれかを選択する周知の４速自動変速機として構成されている。オートマチックトランスミッション９８は、ＨＶＥＣＵ７０により、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、ニュートラルとなるよう制御され、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとによる周知の変速線（３つのアップシフト線と３つのダウンシフト線）に基づいて対応する１速〜４速のいずれかとなるようアップシフトやダウンシフトによる制御が行なわれる。
【００３９】
第２実施例のハイブリッド自動車２２０では、図２の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンを実行する。図９の駆動制御ルーチンは、データ入力処理でアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰなどに加えてオートマチックトランスミッション９８の変速段を入力する点（ステップＳ１００Ｂ）と、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにはオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて動作ラインＬを設定する点（ステップＳ１２０Ｂ）を除いて図２の駆動制御ルーチンと同様である。なお、要求トルクＴｒ＊は駆動軸３６に代えて出力軸３６ｂに要求されるトルクを用いればよく、要求パワーＰｅ＊の計算では駆動軸３６の回転数Ｎｒに代えて出力軸３６ｂの回転数を用いればよく、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の計算で駆動軸３６の回転数Ｎｒを用いるときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いればよい。上述の図２の駆動制御ルーチンでは、これらのことを考慮して駆動軸３６の回転数Ｎｒとして車速Ｖに換算係数ｋを乗じたものを用いており、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の計算では駆動軸３６の回転数Ｎｒを用いずにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いているため、オートマチックトランスミッション９８を搭載する第２実施例のハイブリッド自動車２２０の駆動制御ルーチンとしても同様に用いることができる。
【００４０】
第２実施例のハイブリッド自動車２２０のＨＶＥＣＵ７０が実行する駆動制御ルーチンでは、オートマチックトランスミッション９８の変速段を含む各種データを入力し（ステップＳ１００Ｂ）、図３の要求トルク設定マップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて出力軸３６ｂに要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共にエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると（ステップＳ１１０）、シフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定するための動作ラインＬを設定する（ステップＳ１２０Ｂ）。図１０にシフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰと動作ラインＬとの関係の一例を示す。図１０の最右欄に示されている「回避程度」は、図４と同様に、異音発生領域を燃費最適動作ラインから回避する程度を示しており、シフトポジションＳＰがＰポジションとＤポジションではＰポジションの方が回避の程度が小さく、ブレーキオンとブレーキオフではブレーキオンの方が回避の程度が小さく、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、低車速側の変速段（１速が最低車速段）になるほど高車速側の変速段（６速が最高車速段）に比して回避の程度が小さくなる。第２実施例では、低車速側の変速段ほどこもり音やガラ音などの異音の運転者への伝達率が小さくなる。したがって、図１０のＤポジションにおける「回避程度」の大小関係は、この変速段とブレーキがオンかオフかによるものとなる。これらの関係は、車両の走行を規制する程度、即ち、車両の走行を妨げる程度や高車速で走行するのに適していない程度と考えることができる。即ち、パーキングロックのオンオフは車両の走行を妨げる程度としてオンのときの方がオフのときに比して程度が高く、ブレーキのオンオフも車両の走行を妨げる程度としてオンのときの方がオフのときに比して程度が高く、Ｄポジションでは高車速で走行するのに適していない程度として低車速側の変速段ほど高車速側の変速段に比して程度が高くなる。したがって、車両の走行を規制する程度が大きいほど異音発生領域を燃費最適動作ラインから回避する程度は小さくなるものということができる。第２実施例では、こうした動作ライン（燃費最適動作ライン、動作ラインＬＰ１〜ＬＰ２，ＬＤ１〜ＬＤ８）は、予め実験などにより定めてハイブリッド用電子制御ユニット７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰが与えられると対応する動作ラインを導出することにより動作ラインＬを設定するものとした。
【００４１】
こうして動作ラインＬを設定すると、この動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）とを設定し（ステップＳ１３０）、入力軸３６ａを駆動軸３６と見立ててモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１４０〜Ｓ１７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４２】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２２０によれば、車両の走行を妨げる程度や高車速で走行するのに適していない程度としての車両の走行を規制する程度が大きいほど異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度が小さくなる複数の動作ラインＬＰ１，ＬＰ２，ＬＤ１〜ＬＤ８を燃費最適動作ラインと共にシフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰとに関連させてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションＳＰとオートマチックトランスミッション９８の変速段とブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて対応する動作ラインを動作ラインＬとして設定し、この設定した動作ラインＬを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定し、目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊が出力軸３６ｂに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とオートマチックトランスミッション９８とを制御することにより、車両の走行を規制する程度に応じて異音発生領域の燃費最適動作ラインから回避する程度を選択してエンジン２２を運転することができる。この結果、こもり音やガラ音などの異音により運転者に不快感を与えるのを抑制することができると共に車両の燃費の向上を図ることができる。
【００４３】
第２実施例のハイブリッド自動車２２０では、オートマチックトランスミッション９８として４速自動変速機を用いるものとしたが、オートマチックトランスミッション９８の変速段は如何なる変速段であってもよい。即ち、オートマチックトランスミッション９８として２速や３速の自動変速機としたり、５速や６速あるいは７速以上の自動変速機としても構わない。また、有段式の自動変速機に限定されるものではなく、無段変速機を用いるものとしても構わない。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例および第２実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、図２の駆動制御ルーチンや図９の駆動制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０と、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信してエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０と、バッテリ５０を管理するバッテリＥＣＵ５２と、が「制御装置」に相当する。
【００４５】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導発電電動機など、如何なるタイプの発電機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導発電電動機など、如何なるタイプの電動機であっても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものなど、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「制御装置」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とによる４つの電子制御ユニットにより構成されるものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよいし、２つ或いは３つの電子制御ユニットにより構成されるものとしてもよいし、５つ以上の電子制御ユニットにより構成しても構わない。また、「制御装置」としては、パーキングロックのオンオフやブレーキのオンオフに基づいて動作ラインＬを設定する図２の駆動制御ルーチンを実行するものやパーキングロックのオンオフやブレーキのオンオフに加えてオートマチックトランスミッション９８の変速段に基づいて動作ラインＬを設定する図９の駆動制御ルーチンを実行するものに限定されるものではなく、パーキングロックのオンオフだけに基づいて動作ラインＬを設定するものとしたり、ブレーキのオンオフだけに基づいて動作ラインＬを設定するものとしたりするなど、内燃機関の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められた燃費最適動作ラインにおいて異音が発生する異音発生領域を燃費最適動作ラインから段階的に回避して得られる複数の動作ラインのうち車両の走行を規制する程度が大きいほど回避の程度が小さくなる傾向の動作ラインを動作ラインＬとして設定するものであれば如何なる処理としても構わない。
【００４６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  パーキングロック機構、９２  パーキングギヤ、９４  パーキングロックポール、９８  オートマチックトランスミッション、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
0005375913.tif 000002
【図２】
0005375913.tif 000003
【図３】
0005375913.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005375913.tif 000007
【図７】
0005375913.tif 000008
【図８】
0005375913.tif 000009
【図９】
0005375913.tif 000010
【図１０】
0005375913.tif 000011