JP4623195B2 - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御に関し、特に、クリープトルクを発生する車両の制御に関する。

有段あるいは無段の自動変速機を備えた車両では、走行ポジション（前進あるいは後退）をシフト選択している場合に、アクセルペダルを踏み込んでいなくても、微速で車両を推進するクリープトルクが発生される。モータによって車両駆動力を発生する電気自動車では、モータが発生する駆動力によってクリープ力を発生する構成が採用される。また、エンジンおよびモータの両方によって車両駆動力を発生するハイブリッド車両では、エンジンおよびモータの少なくともいずれかが発生する駆動力によってクリープ力を発生する構成が採用される。

特開２００６−５０８１１号公報（特許文献１）には、ブレーキペダル踏込み時のクリープカットを車両状況に応じて適切に行なうことにより、車両の運転性の向上および電力消費削減を図る電気自動車が開示されている。

特開２００６−５０８１１号公報に開示された電気自動車は、所定条件の成立時に、電動機が発生する駆動力によってクリープトルクを発生する電気自動車である。この電気自動車は、クリープトルク発生時には、車速に応じてクリープトルク指令値を一次的に設定し、ブレーキペダルが踏込まれている場合には、ブレーキ踏込み量に応じたトルク上限値を設定し、一次的なクリープトルク指令値およびトルク上限値の小さい方を最終的なクリープトルク指令値に設定する。トルク上限値の設定は、車速変化やブレーキ踏込み量変化の車両状況に応じて切り換えられる。特に、車両状況から運転者が減速を意図していることを推定したときには、最終的なクリープトルク指令値は、一次的に設定されたクリープトルク指令値よりも小さく設定される。

特開２００６−５０８１１号公報に開示された電気自動車は、運転者によるブレーキペダル操作を検出するブレーキ検知部と、電気自動車の車速を検出する車速検出部と、クリープトルクの発生時に、所定の基本特性線に基づいて、車速に応じてクリープトルク指令値を設定する第１のクリープトルク設定部と、クリープトルクの発生時に、運転者によってブレーキペダルが踏込まれているときに、ブレーキペダルの踏込み量に応じてクリープトルクの上限値を設定するクリープトルクカット部とを備える。クリープトルクカット部は、ブレーキペダルの踏込み量に応じたクリープトルクの上限値を設定する所定の複数の上限値設定特性線にそれぞれ基づいて、クリープトルクの上限値を設定するための複数のクリープトルク上限値設定部と、電気自動車の車両状況に応じて、複数のクリープトルク上限値設定部のうちの１つを選択するクリープトルク上限値設定選択部と、第１のクリープトルク設定部によって設定されたクリープトルク指令値が選択されたクリープトルク上限値設定部によって設定されたトルク上限値よりも大きいときには、トルク上限値を新たにクリープトルクの指令値とする第２のクリープトルク設定部とを含む。

特開２００６−５０８１１号公報に開示された電気自動車では、クリープトルク発生時にブレーキペダルが踏まれている場合には、クリープトルクに上限値を設けることにより、クリープトルクをカット可能であるとともに、車両状況に応じて複数のクリープトルク上限値設定特性線を選択的に使用して上限値を設定できる。したがって、ブレーキペダル踏込み時にも車両状況に応じて、適正なクリープトルクを発生させることができるので、運転性の向上や無駄な消費電力の削減を図ることができる。
特開２００６−５０８１１号公報 特開２００７−２３６１６８号公報

ところで、遊星歯車機構を備えた動力分割機構を介して連結されるエンジンとモータとの少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両において、エンジンの出力だけでクリープトルクを発生させることが可能となる場合、モータにトルクを発生させる必要がなくなる。このような状態で、停車中にクリープトルクを減少させた場合、動力分割機構内の各歯車同士の押し当て力が低下して歯打ち音が発生する場合がある。

しかしながら、特開２００６−５０８１１号公報および特開２００７−２３６１６８号公報には、このような歯打ち音が発生するという問題点およびその解決手法について何ら言及されていない。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、歯車機構を介して連結されるエンジンとモータとの少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両において、車両停車時の無駄なクリープトルクを低減しつつ歯車機構で発生する歯打ち音を抑制することができる制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、歯車機構を介して連結されるエンジンとモータとの少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両を制御する。エンジンは、アイドル状態で運転される自立運転状態と、自立運転状態よりも大きいトルクを出力する負荷運転状態のいずれかの状態に制御される。制御装置は、運転者による加速要求がない場合であっても微速で車両を推進させるクリープトルクの要求値を示すクリープトルク要求値を算出する第１算出部と、エンジンの出力トルクの要求値を示すエンジントルク要求値を算出する第２算出部と、エンジントルク要求値に対応するトルクがエンジンから出力された場合に生じる車両を推進させるトルク値をクリープトルク要求値から減算したトルクを、モータの出力トルクの要求値を示すモータトルク要求値として算出する第３算出部と、エンジントルク要求値に基づいてエンジンを制御するとともに、モータトルク要求値に基づいてモータを制御する制御部とを含む。第１算出部は、車両が停止中であるという第１条件およびエンジンが負荷運転状態であるという第２条件を含む切換条件が成立した場合、車両のブレーキトルクの増加に応じてクリープトルク要求値を予め定められた値に減少させる。予め定められた値は、モータトルク要求値が略零となる所定領域に含まれることを回避させる値である。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予め定められた値は、略零よりも大きい値である。

第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、予め定められた値は、モータトルク要求値を所定領域の上限トルク値よりも大きくさせる値である。

第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第２算出部は、車両が停止中である場合、負荷運転状態時のエンジントルク要求値を所定値に制限する。予め定められた値は、負荷運転状態時のエンジントルク要求値が所定値に制限されたときのモータトルク要求値を所定領域の上限トルク近傍の値にさせる値である。

第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、第１算出部は、切換条件が成立しない場合、ブレーキトルクの増加に応じてクリープトルク要求値を略零に減少させる。

第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、第１算出部は、切換条件が成立しない場合、ブレーキトルクの増加に応じてクリープトルク要求値を略零に減少させる第１のマップを用いてクリープトルク要求値を算出し、切換条件が成立した場合、ブレーキトルクの増加に応じてクリープトルク要求値を予め定められた値に減少させる第２のマップを用いてクリープトルク要求値を算出する。

第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６の発明の構成に加えて、切換条件は、車両の走行レンジが前進走行レンジであるという第３の条件をさらに含む。

第８の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

本発明によれば、車両が停止中でかつエンジンが負荷運転状態であると、切換条件が成立する。この切換条件が成立した場合、クリープトルク要求値は、ブレーキトルクの増加に応じて、モータトルク要求値（モータの出力トルク）が略零となる所定領域に含まれることを回避させる値に減少される。これにより、歯車機構内の歯車同士の押し当て力の低下が抑制され、歯打ち音の発生が抑制される。その結果、車両停車時の無駄なクリープトルクを低減しつつ歯車機構で発生する歯打ち音を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を備えたハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明に係る制御装置を適用できるハイブリッド車両は、図１に示すハイブリッド車両に限定されず、他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、ＭＧ（２）１４０ＡとＭＧ（１）１４０Ｂとを区別することなく説明する場合には、モータジェネレータ１４０とも記載する。

モータジェネレータ１４０は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、ジェネレータとして機能したりモータとして機能したりする。モータジェネレータ１４０の回転軸は、ドライブシャフト１７０を経由して、駆動輪１８０に駆動力を伝達する。車両は、モータジェネレータ１４０からの駆動力により走行する。モータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１８０に伝達したり、駆動輪１８０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１６０と、入力軸２１０がエンジン１２０のクランクシャフトに接続され、エンジン１２０の発生する動力を出力軸２２０経由で駆動輪１８０に伝達される経路とＭＧ（１）１４０Ｂに伝達される経路とに分配する動力分割機構２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を蓄電するバッテリ１５０と、バッテリ１５０の直流電力とＭＧ（２）１４０ＡおよびＭＧ（１）１４０Ｂの交流電力とを互いに変換しながら電流制御を行なうインバータ１５４と、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＥＣＵ８０００等を含む。

インバータ１５４は、ＥＣＵ８０００からの制御信号に基づいて、モータジェネレータ１４０をモータまたはジェネレータとして機能させる。インバータ１５４は、モータジェネレータ１４０をモータとして機能させる場合、バッテリ１５０の直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１４０に供給する。インバータ１５４は、モータジェネレータ１４０に供給する電力を制御することにより、モータジェネレータ１４０がＥＣＵ８０００からの制御信号で要求される回転数および回転方向になるように制御する。

さらに、バッテリ１５０とインバータ１５４との間には、昇圧コンバータ１５２が設けられている。これは、バッテリ１５０の定格電圧が、ＭＧ（２）１４０ＡやＭＧ（１）１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、バッテリ１５０からＭＧ（２）１４０ＡやＭＧ（１）１４０Ｂに電力を供給するときには、昇圧コンバータ１５２で電力を昇圧する。なお、ＭＧ（２）１４０ＡやＭＧ（１）１４０Ｂで発電した電力をバッテリ１５０に充電する場合には、昇圧コンバータで電力を降圧する。

ＥＣＵ８０００には、レゾルバ回路１４２Ａ，１４２Ｂと、シフトポジションセンサ５０４と、アクセル開度センサ５０８と、エンジン回転数センサ５１０と、車速センサ５１２と、ブレーキ踏力センサ５１６とがハーネスなどを経由して接続されている。

レゾルバ回路１４２Ａは、ＭＧ（２）１４０Ａの回転数および回転方向を検出する。レゾルバ回路１４２Ｂは、ＭＧ（１）１４０Ｂの回転数および回転方向を検出する。シフトポジションセンサ５０４は、シフトゲート１００に形成されたシフト通路に沿って移動可能に設けられるシフトレバー５０２の位置を検出する。アクセル開度センサ５０８は、アクセルペダル５０６の開度（アクセル開度ＡＣＣ）を検出する。エンジン回転数センサ５１０は、エンジン１２０の出力軸であるクランクシャフトの回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する。車速センサ５１２は、ドライブシャフト１７０の回転数を車速Ｖとして検出する。ブレーキ踏力センサ５１６は、運転者によるブレーキペダル５１４の踏み込み力（ブレーキ踏力）を検出する。各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、レゾルバ回路１４２Ａ，１４２Ｂ、シフトポジションセンサ５０４、アクセル開度センサ５０８、エンジン回転数センサ５１０、および車速センサ５１２などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

ＥＣＵ８０００は、シフトレバー５０２が前進走行ポジションに位置することにより、シフトレンジに前進走行レンジが選択された場合、車両を前進方向に駆動させるトルクを発生させるように、ＭＧ（２）１４０Ａ、ＭＧ（１）１４０Ｂを制御する。

また、ＥＣＵ８０００は、車両の走行状況に応じて、エンジン１２０の運転状態を自立運転状態および負荷運転状態のいずれかの状態に切り換える。自立運転状態では、エンジン１２０はアイドル状態に制御される。負荷運転状態では、エンジン１２０は自立運転状態よりも大きいトルクを出力する状態に制御される。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８は出力軸２２０に連結される。

エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、たとえば、図３に示す共線図上において直線で結ばれる関係になる（図３は定常運転時の一例である）。すなわち、動力分割機構２００における３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転数が決定されると残りの回転軸の回転数が決まるという性質を有している。

このような構成を有するハイブリッド車両において、ＥＣＵ８０００は、シフトレンジに前進走行レンジ（あるいは後進走行レンジ）が選択されている場合、アクセルペダル５０６が操作されていない場合（アクセル開度ＡＣＣが０パーセントである場合）であっても、微速でハイブリッド車両を推進させるトルク（以下「クリープトルク」ともいう）を発生させる。この際、ブレーキ踏力に応じてクリープトルクを減少させることによって、不要なクリープトルクの発生を抑制して無駄なエネルギ消費削減を図ることができる。

ところが、停車中にクリープトルクを減少させた場合、エンジン１２０が負荷運転状態であると、エンジン１２０から動力分割機構２００を経由して出力軸２２０に伝達されるトルク（以下「エンジン直行トルク」ともいう）だけでクリープトルクを発生させることが可能となり、ＭＧ（２）１４０Ａにトルクを発生させる必要がなくなる。これにより、ＭＧ（２）１４０Ａの出力トルクが略零を含む−αとαとの間の領域（以下「停車時の異音発生領域」ともいう）に含まれる程度まで小さくなると、動力分割機構２００内のピニオンギヤ２０４、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８の各ギヤ同士の押し当て力が低下する。この影響で、エンジン１２０の出力トルクの脈動によって動力分割機構２００内の各ギヤ同士の歯打ち音が継続的に発生する場合がある。

本実施の形態に係る車両の制御装置は、無駄なエネルギ消費削減を図りつつ上述のような歯打ち音を抑制するために、停車中であってかつエンジン１２０が負荷運転中である場合は、クリープトルクの算出に用いられるクリープトルク反映率の算出用マップを、通常マップから歯打ち音防止用マップに切り換えることによって、ＭＧ（２）１４０Ａの出力トルクが停車時の異音発生領域に含まれることを回避することに特徴を有する。

図４に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ８０００がクリープトルクを発生させる場合の機能ブロック図を示す。

ＥＣＵ８０００は、各センサなどからの情報を受信する入力インターフェイス８１００と、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり格納されたりする記憶部８３００と、入力インターフェイス８１００および記憶部８３００からの情報に基づいて演算処理を行なう演算処理部８２００と、演算処理部８２００の処理結果を各機器に出力する出力インターフェイス８４００とを含む。

記憶部８３００には、各々がクリープトルクの算出に用いられる駆動トルク要求値マップ、クリープトルク反映率マップ、およびエンジンパワー要求値マップが予め記憶されている。

図５に、駆動トルク要求値マップを示す。この駆動トルク要求値マップは、車両に要求される駆動トルクを示す駆動トルク要求値Ｔｄを車速Ｖおよびアクセル開度ＡＣＣをパラメータとして予め設定したマップである。図５に示すように、アクセル開度ＡＣＣが０パーセントの時の駆動トルク要求値のマップ（以下「Ｔｄ０マップ」ともいう）においては、車速ＶがＶ１よりも低い範囲で駆動トルク要求値は正の値となり０にはならない。このＴｄ０マップに基づいて算出される駆動トルク要求値Ｔｄ０がクリープトルクの算出に用いられる。

図６に、クリープトルク反映率マップを示す。本実施の形態においては、クリープトルク要求値Ｔｐ＝駆動トルク要求値Ｔｄ０×クリープトルク反映率Ｋｃｒｐで算出される（後述）が、このクリープトルク反映率マップは、クリープトルク反映率ＫｃｒｐをブレーキトルクＴｂｒｋをパラメータとして設定したものである。なお、図６の横軸に示すブレーキトルクＴｂｒｋは、車両前進方向に作用するトルクを正としている。すなわち、ブレーキトルクＴｂｒｋ＜０の場合に実際に車両にブレーキトルクが作用していることを示し、ブレーキトルクＴｂｒｋが０よりも低下するほど車両に作用しているブレーキトルク（ブレーキ力）が大きいことを意味する。ブレーキトルクＴｂｒｋは、ブレーキ踏力センサ５１６の検出値（ブレーキ踏力）に基づいて算出される。

図６示すように、クリープトルク反映率マップには、通常マップと、歯打ち音防止用マップとの２種類のマップが予め設定されている。

通常マップにおいては、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐは、Ｔｂｒｋ＞−Ｔ１の範囲で１００パーセントに設定され、−Ｔ４＜Ｔｂｒｋ＜−Ｔ１の範囲ではＴｂｒｋが低下するほど減少され、Ｔｂｒｋ＜−Ｔ４の範囲で０パーセントに設定される。すなわち、通常マップにおいては、クリープトルク反映率ＫｃｒｐをブレーキトルクＴｂｒｋの低下（車両に作用しているブレーキトルクの増加）に応じて０パーセントまで減少させることによって、不要なクリープトルクの発生を抑制して無駄なエネルギ消費削減を図っている。

一方、歯打ち音防止用マップにおいては、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐは、Ｔｂｒｋ＞−Ｔ２の範囲では通常マップと同様に設定されるが、Ｔｂｒｋ＜−Ｔ２の範囲ではＴｂｒｋの低下に応じて通常マップよりも緩やかな減少率で減少され、Ｔｂｒｋ＜−Ｔ３の範囲ではＫ１パーセント（たとえば６０パーセント程度の値）に設定される。すなわち、歯打ち音防止用マップにおいては、クリープトルク反映率ＫｃｒｐをＴｂｒｋの低下に応じてＫ１パーセントまで減少させることによって、駆動トルク要求値Ｔｄ０のうち（１００−Ｋ１）パーセントは不要なクリープトルクとして抑制しつつ、残りのＫ１パーセントは歯打ち音を防止するために必要なクリープトルクとして作用させる。

図７に、エンジンパワー要求値マップを示す。このエンジンパワー要求値マップは、エンジン１２０の負荷運転時の出力トルクの制御に用いられるエンジンパワー要求値Ｐｅを、車速Ｖをパラメータとして設定したものである。図７に示すように、エンジンパワー要求値Ｐｅは、車速Ｖ＞Ｖ２の範囲では、車速Ｖが増加するほど増加され、車速Ｖ＜Ｖ２の範囲では下限パワー値Ｐ１に設定される。すなわち、エンジン騒音の防止などのために、車速Ｖが０付近である場合、エンジンパワー要求値Ｐｅは下限パワー値Ｐ１に制限される。

図４に戻って、演算処理部８２００は、要求駆動力算出部８２１０、反映率算出部８２２０、クリープトルク算出部８２３０、エンジントルク算出部８２４０、ＭＧ（２）トルク算出部８２５０、トルク指令部８２６０を含む。

要求駆動力算出部８２１０は、所定のクリープトルク発生条件（たとえばアクセル開度ＡＣＣが０％であるという条件）が成立した場合に、車速Ｖと、図５に示したＴｄ０マップ（アクセル開度ＡＣＣが０％である場合の要求駆動トルクのマップ）に基づいて、駆動トルク要求値Ｔｄ０の値を算出する。

反映率算出部８２２０は、所定のマップ切換条件の成否に基づいて、図６に示した２つのクリープトルク反映率マップ（通常マップおよび歯打ち音防止用マップ）のいずれかのマップを選択し、選択したマップに基づいて、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを算出する。所定のマップ切換条件とは、シフトレンジが前進走行レンジであり、かつ車速Ｖが略零（Ｖ≒０）であり、かつエンジン１２０が負荷運転状態であるという条件である。反映率算出部８２２０は、このマップ切換条件が成立しない場合は、通常マップを選択し、このマップ切換条件が成立した場合は、歯打ち音防止用マップを選択する。

クリープトルク算出部８２３０は、駆動トルク要求値Ｔｄ０とクリープトルク反映率Ｋｃｒｐとの積をクリープトルク要求値Ｔｐとして算出する。

エンジントルク算出部８２４０は、エンジン１２０の負荷運転時は、車速Ｖと図７に示したエンジンパワー要求値マップとに基づいてエンジンパワー要求値Ｐｅを算出し、エンジンパワー要求値Ｐｅ／エンジン回転数ＮＥをエンジントルク要求値Ｔｅとして算出する。エンジントルク算出部８２４０は、エンジン１２０の自立運転時は、少なくとも上述の下限パワー値Ｐ１よりも小さい予め定められた値をエンジントルク要求値Ｔｅとして設定する。

ＭＧ（２）トルク算出部８２５０は、クリープトルク要求値Ｔｐ、エンジントルク要求値Ｔｅとに基づいて、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２を算出する。

図８を参照して、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２の算出手法について説明する。図８は、クリープトルク要求値Ｔｐ、エンジントルク要求値Ｔｅ、およびＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２の関係を示す図である。図８に示すように、クリープトルク要求値Ｔｐは、次の式（１）の通りである。

Ｔｐ＝Ｔｅｐｃｍ＋Ｔｍ２ …式（１）
ここで、Ｔｅｐｃｍはエンジン１２０からエンジントルク要求値Ｔｅが出力された場合のエンジン直行トルク値（エンジン１２０から動力分割機構２００を経由して出力軸２２０に伝達されるトルク値）である。すなわち、クリープトルク要求値Ｔｐは、エンジン直行トルク値ＴｅｐｃｍとＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２との和である。

キャリア２０６とリングギヤ２０８とのギヤ比をρとすると、エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍ＝{１／（１＋ρ）}×Ｔｅという関係が成立するので、上記の式（１）は次の式（２）に変換できる。

Ｔｍ２＝Ｔｐ−Ｔｅｐｃｍ＝Ｔｐ−{１／（１＋ρ）}×Ｔｅ …式（２）
ＭＧ（２）トルク算出部８２５０は、クリープトルク要求値Ｔｐ（＝Ｔｄ０×Ｋｃｒｐ）およびエンジントルク要求値Ｔｅを上記の式（２）に代入して、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２を算出する。すなわち、ＭＧ（２）トルク算出部８２５０は、クリープトルク要求値Ｔｐからエンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍを除いた残余のトルクをＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２として算出する。このような算出手法から明らかなように、クリープトルク要求値Ｔｐを一定とした場合、エンジントルク要求値Ｔｅが大きいほど、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２が小さい値として算出される。また、クリープトルク要求値Ｔｐ＜Ｔｅｐｃｍとなる場合には、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２は負の値として算出される場合もある。

なお、シフトレンジに後進走行レンジが選択されている場合に、Ｔｐ＜０となり、またＴｅｐｃｍは正の値にしかなり得ないため、上述の式（１）よりＴｍ２＜−Ｔｅｐｃｍとなり、Ｔｍ２が常に負の値となる。すなわち、シフトレンジに後進走行レンジが選択されている場合には、Ｔｍ２は略零となることはない。

図４に戻って、トルク指令部８２６０は、エンジン１２０の出力トルクをエンジントルク要求値Ｔｅに制御する指令をエンジン１２０に出力するとともに、ＭＧ（２）１４０Ｂの出力トルクをＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２に制御する指令をインバータ１５４に出力する。

なお、上述した各機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。以下の説明では、上述した機能がソフトウェアによって実現される場合（具体的には、演算処理部８２００であるＣＰＵが記憶部８３００に記憶されたプログラムを実行することによって上述した機能が実現される場合）について説明する。

以下、図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、上述した所定のクリープトルク発生条件が成立したか否かを判断する。クリープトルク発生条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、車速Ｖと、図５に示したＴｄ０マップに基づいて、駆動トルク要求値Ｔｄ０の値を算出する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、シフトレンジが前進走行レンジであるか否かを判断する。前進走行レンジであると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、車速Ｖが略零（Ｖ≒０）であるか否かを判断する。車速Ｖが略零であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン１２０が負荷運転状態であるか否かを判断する。負荷運転状態であると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、図６に示した２つのクリープトルク反映率マップのうち歯打ち音防止用マップを選択し、選択した歯打ち音防止用マップに基づいて、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを算出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、図６に示した２つのクリープトルク反映率マップのうち通常マップを選択し、選択した通常マップに基づいて、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを算出する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、駆動トルク要求値Ｔｄ０とクリープトルク反映率Ｋｃｒｐとの積をクリープトルク要求値Ｔｐとして算出する。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ８０００は、車速Ｖと図７に示したエンジンパワー要求値マップとに基づいて、エンジンパワー要求値Ｐｅを算出する。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ８０００は、エンジンパワー要求値Ｐｅ／エンジン回転数ＮＥをエンジントルク要求値Ｔｅとして算出する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、クリープトルク要求値Ｔｐ−エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍを、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２として算出する。なお、エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍは、上述のように１／（１＋ギヤ比ρ）}×エンジントルク要求値Ｔｅで算出される。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン１２０の出力トルクをエンジントルク要求値Ｔｅに制御する指令をエンジン１２０に出力する。

Ｓ１２４にて、ＥＣＵ８０００は、ＭＧ（２）１４０Ｂの出力トルクをＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２に制御する指令をインバータ１５４に出力する。

以下、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００によってクリープトルク発生時に算出されるＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２について、図１０および図１１を参照しつつ説明する。

図１０に、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを通常マップを用いて算出した場合（Ｓ１１２）のブレーキトルクＴｂｒｋとＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２との関係を、エンジンパワー要求値Ｐｅ（エンジントルク要求値Ｔｅ）をパラメータとして示す。

通常マップにおいては、上述の図６に示したように、クリープトルク反映率ＫｃｒｐがＴｂｒｋの低下（車両に作用しているブレーキトルクの増加）に応じて０パーセントまで減少される。クリープトルク要求値Ｔｐ＝駆動トルク要求値Ｔｄ０×クリープトルク反映率Ｋｃｒｐであるため（Ｓ１１４）、クリープトルク要求値ＴｐはブレーキトルクＴｂｒｋの低下に応じて０近傍あるいは負の値まで減少される。

ここで、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２＝クリープトルク要求値Ｔｐ−エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍである（Ｓ１２０）。そのため、エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍが大きいほど（すなわちエンジントルク要求値Ｔｅが大きいほど）、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２は小さくなる。

したがって、図１０に示すように、エンジン１２０が自立運転状態である場合（エンジントルク要求値Ｔｅが小さい場合）は、エンジン直行トルク値ＴｅｐｃｍとＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２との双方でクリープトルク要求値Ｔｐを発生させる必要がある。そのため、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２は、停車時の歯打ち音発生領域の上限値αよりも大きい値になる頻度が多く、車両停車時であっても歯打ち音は発生しにくい。

ところが、エンジン１２０が負荷運転状態である場合（エンジントルク要求値Ｔｅが大きい場合）は、エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍだけでクリープトルクを発生させやすくなる。そのため、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２は停車時の歯打ち音発生領域に含まれる頻度が多くなり、車両停車時であれば歯打ち音が発生しやすい。

そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ８０００は、シフトレンジが前進走行レンジであり（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、かつ車速Ｖが略零（Ｖ≒０）であり（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、かつエンジン１２０が負荷運転状態であると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、通常マップではなく歯打ち音防止用マップを選択し、選択した歯打ち音防止用マップに基づいて、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを算出する（Ｓ１１０）。なお、シフトレンジが後進走行レンジである場合（Ｓ１０４にてＮＯ）には通常マップが選択される（Ｓ１１２）が、この場合には、エンジン１２０が負荷運転状態であったとしても上述のようにＴｍ２は略零となることはないため、歯打ち音は発生しない。

図１１に、クリープトルク反映率Ｋｃｒｐを歯打ち音防止用マップを用いて算出した場合（Ｓ１１０）のブレーキトルクＴｂｒｋとＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２との関係を、エンジンパワー要求値Ｐｅをパラメータとして示す。

歯打ち音防止用マップにおいては、上述の図６に示したように、クリープトルク反映率ＫｃｒｐをＴｂｒｋの低下に応じて減少させるが、クリープトルク反映率ＫｃｒｐがＫ１パーセントまでしか減少されない。これにより、運転者がブレーキペダル５１４を強く踏み込んだ場合、クリープトルク要求値Ｔｐは駆動トルク要求値Ｔｄ０よりも減少する（クリープトルク反映率Ｋｃｒｐが１００パーセントよりも減少する）が、減少後のクリープトルク要求値Ｔｐの値は０ではなく、駆動トルク要求値Ｔｄ０のＫ１パーセントの値までしか減少されない。

そのため、エンジン１２０が負荷運転状態である場合（エンジントルク要求値Ｔｅが大きい場合）であっても、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２は、エンジン直行トルク値Ｔｅｐｃｍだけではクリープトルク要求値Ｔｐを発生させにくくなる。したがって、エンジン１２０が負荷運転状態であっても、ＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２が停車時の歯打ち音発生領域に含まれることが回避されやすくなる。これにより、停車時であっても歯打ち音の発生が抑制される。

さらに、上述の図７に示したように、車速Ｖが略零（Ｖ≒０）である場合は、エンジン騒音の防止などのために、エンジンパワー要求値Ｐｅが下限パワー値Ｐ１に制限される（Ｓ１１６）。したがって、停車時のエンジンパワー要求値Ｐｅの最大値が下限パワー値Ｐ１であるものとして歯打ち音防止用マップにおけるＫ１の値を設定することができる。すなわち、エンジンパワー要求値Ｐｅ＝下限パワー値Ｐ１のときのエンジントルクをたとえば停車時のエンジン回転数ＮＥの平均値などから算出し、Ｐｅ＝下限パワー値Ｐ１のときのエンジントルクをＴｅ、車速Ｖ＝０（停車時）の駆動トルク要求値Ｔｄ０×Ｋ１をＴｐとして、上述の式（２）に代入し、代入後のＭＧ（２）トルク要求値Ｔｍ２が停車時の歯打ち音発生領域に含まれないように、Ｋ１の値を予め設定することができる。これにより、歯打ち音の発生を抑制しつつ、エネルギ消費削減を最大限に低減することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、停車中であってかつエンジンが負荷運転中である場合は、クリープトルクの算出に用いられるクリープトルク反映率の算出用のマップを、通常マップから歯打ち音防止マップに切り換える。これにより、ＭＧ２トルクが停車時の歯打ち音発生領域に含まれることを回避することができるので、無駄な電力消費削減を図りつつ、エンジンとＭＧ２との間に設けられた動力分割機構の歯打ち音の発生を抑制することができる。

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特許請求の範囲によって示され、特許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。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 図１の動力分割機構を示す図である。 エンジン、ＭＧ（１）およびＭＧ（２）の回転数の関係を示す共線図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 駆動トルク要求値マップを示す図である。 クリープトルク反映率マップを示す図である。 エンジンパワー要求値マップを示す図である。 クリープトルク要求値、エンジントルク要求値、およびＭＧ（２）トルク要求値の関係を示す図である。 ＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 クリープトルク反映率を通常マップを用いて算出した場合のブレーキトルクとＭＧ（２）トルク要求値との関係を示す図である。 クリープトルク反映率を歯打ち音防止用マップを用いて算出した場合のブレーキトルクとＭＧ（２）トルク要求値との関係を示す図である。

符号の説明

１００ シフトゲート、１２０ エンジン、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ モータジェネレータ、１４２Ａ，１４２Ｂ レゾルバ回路、１５０ バッテリ、１５２ 昇圧コンバータ、１５４ インバータ、１６０ 減速機、１７０ ドライブシャフト、１８０ 駆動輪、２００ 動力分割機構、２０２ サンギヤ、２０４ ピニオンギヤ、２０６ キャリア、２０８ リングギヤ、２１０ 入力軸、２２０ 出力軸、５０２ シフトレバー、５０４ シフトポジションセンサ、５０６ アクセルペダル、５０８ アクセル開度センサ、５１０ エンジン回転数センサ、５１２ 車速センサ、５１４ ブレーキペダル、５１６ ブレーキ踏力センサ、８０００ ＥＣＵ、８１００ 入力インターフェイス、８２００ 演算処理部、８２１０ 要求駆動力算出部、８２２０ 反映率算出部、８２３０ クリープトルク算出部、８２４０ エンジントルク算出部、８２５０ ＭＧ（２）トルク算出部、８２６０ トルク指令部、８３００ 記憶部、８４００ 出力インターフェイス。

Claims (8)

1. 歯車機構を介して連結されるエンジンとモータとの少なくともいずれかを動力源とする車両の制御装置であって、前記エンジンは、アイドル状態で運転される自立運転状態と、前記自立運転状態よりも大きいトルクを出力する負荷運転状態のいずれかの状態に制御され、
   前記制御装置は、
   運転者による加速要求がない場合であっても微速で前記車両を推進させるクリープトルクの要求値を示すクリープトルク要求値を算出する第１算出部と、
   前記エンジンの出力トルクの要求値を示すエンジントルク要求値を前記車両の速度および前記エンジンの回転速度に基づいて算出する第２算出部と、
   前記エンジントルク要求値に対応するトルクが前記エンジンから出力された場合に生じる前記車両を推進させるトルク値を前記クリープトルク要求値から減算したトルクを、前記モータの出力トルクの要求値を示すモータトルク要求値として算出する第３算出部と、
   前記エンジントルク要求値に基づいて前記エンジンを制御するとともに、前記モータトルク要求値に基づいて前記モータを制御する制御部とを含み、
   前記第１算出部は、前記車両が停止中であるという第１条件および前記エンジンが前記負荷運転状態であるという第２条件を含む切換条件が成立した場合、前記車両のブレーキトルクの増加に応じて前記クリープトルク要求値を予め定められた値まで減少させ、
   前記予め定められた値は、前記モータトルク要求値が略零となる所定領域に含まれることを回避させる値である、車両の制御装置。
2. 前記予め定められた値は、略零よりも大きい値である、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記予め定められた値は、前記モータトルク要求値を前記所定領域の上限トルク値よりも大きくさせる値である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記第２算出部は、前記車両が停止中である場合、前記負荷運転状態時の前記エンジントルク要求値を所定値に制限し、
   前記予め定められた値は、前記負荷運転状態時の前記エンジントルク要求値が前記所定値に制限されたときの前記モータトルク要求値を前記所定領域の上限トルク近傍の値にさせる値である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記第１算出部は、前記切換条件が成立しない場合、前記ブレーキトルクの増加に応じて前記クリープトルク要求値を略零まで減少させる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 前記第１算出部は、前記切換条件が成立しない場合、前記ブレーキトルクの増加に応じて前記クリープトルク要求値を略零まで減少させる第１のマップを用いて前記クリープトルク要求値を算出し、前記切換条件が成立した場合、前記ブレーキトルクの増加に応じて前記クリープトルク要求値を前記予め定められた値まで減少させる第２のマップを用いて前記クリープトルク要求値を算出する、請求項５に記載の車両の制御装置。
7. 前記切換条件は、前記車両の走行レンジが前進走行レンジであるという第３の条件をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 歯車機構を介して連結されるエンジンとモータとの少なくともいずれかを動力源とする車両の制御装置が行なう制御方法であって、前記エンジンは、アイドル状態で運転される自立運転状態と、前記自立運転状態よりも大きいトルクを出力する負荷運転
   状態のいずれかの状態に制御され、
   前記制御方法は、
   運転者による加速要求がない場合であっても微速で前記車両を推進させるクリープトルクの要求値を示すクリープトルク要求値を算出するステップと、
   前記エンジンの出力トルクの要求値を示すエンジントルク要求値を前記車両の速度および前記エンジンの回転速度に基づいて算出するステップと、
   前記エンジントルク要求値に対応するトルクが前記エンジンから出力された場合に生じる前記車両を推進させるトルク値を前記クリープトルク要求値から減算したトルクを、前記モータの出力トルクの要求値を示すモータトルク要求値として算出するステップと、
   前記エンジントルク要求値に基づいて前記エンジンを制御するとともに、前記モータトルク要求値に基づいて前記モータを制御するステップとを含み、
   前記クリープトルク要求値を算出するステップは、前記車両が停止中であるという第１条件および前記エンジンが前記負荷運転状態であるという第２条件を含む切換条件が成立した場合、前記車両のブレーキトルクの増加に応じて前記クリープトルク要求値を予め定められた値まで減少させ、
   前記予め定められた値は、前記モータトルク要求値が略零となる所定領域に含まれることを回避させる値である、車両の制御方法。

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