ハイブリッド車両の駆動制御装置
【課題】エンジンの応答性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上させる。
【解決手段】ハイブリッド車両の駆動制御装置は、エンジン（２０）の回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及びモータジェネレータ（ＭＧ１）の回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備える。動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。
【解決手段】ハイブリッド車両の駆動制御装置は、エンジン（２０）の回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及びモータジェネレータ（ＭＧ１）の回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備える。動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）に加えて、電動機や発電機として機能するモータジェネレータを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１から４参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、ハイブリッド車両において、モータジェネレータの回転に伴うノイズ（騒音）の発生を抑制するために、モータジェネレータ及びエンジンの動作点を変更する技術が開示されている。例えば特許文献２には、モータジェネレータの発熱量が所定値以上である場合、モータジェネレータ及びエンジンの少なくとも一方の動作点を変更することにより、モータジェネレータを発熱による故障等から保護する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４３３４８号公報
【特許文献２】特開２００７−３１４１２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２６９３１５号公報
【特許文献４】特開２００４−４８８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１に開示された技術によれば、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が大きい場合には、ノイズの発生を抑制するためにモータジェネレータ及びエンジンの動作点を変更することにより、エンジンの応答性が悪化するおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、エンジンの応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は上記課題を解決するために、エンジン及びモータジェネレータを動力源として備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及び前記モータジェネレータの回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備え、前記動作点決定手段は、前記エンジン動作点又は前記モータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、前記エンジンの出力トルクが増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を制御する。ここで、本発明における「ノイズ発生領域」とは、エンジン又はモータジェネレータの動作に伴うノイズ（騒音）が所定量以上発生する領域として動作点平面上に設定される領域であり、エンジン動作点に係る動作点平面（即ち、２本の座標軸がエンジンの回転数及び出力トルクをそれぞれ表わす座標平面）及びモータジェネレータ動作点に係る動作点平面（即ち、２本の座標軸がモータジェネレータの回転数及び出力トルクをそれぞれ表わす座標平面）の各々に設定される。なお、ノイズ発生領域は、エンジン又はモータジェネレータの動作に伴うノイズが所定量以上発生する領域として、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションにより定めればよい。
【０００９】
即ち、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合において、要求駆動力が所定の閾値以上となったときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。つまり、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合であっても、要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、ノイズを低減することよりも要求駆動力を迅速に充足することを優先させるように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。
【００１０】
よって、例えば、要求駆動力が所定の閾値以上であるときに、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点をノイズ発生領域からはずすために、エンジンの出力トルクが減少するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する場合と比較して、エンジンの応答性が悪化することを抑制できる（即ち、エンジンの応答性を向上させることができる）。したがって、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００１１】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンの応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００１２】
なお、本発明では、モータジェネレータとして、主として電動機（モータ）として使用される第１モータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用される第２モータジェネレータとの２種類のモータジェネレータがハイブリッド車両に搭載されていてもよい。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の一態様では、前記動作点決定手段は、前記モータジェネレータの温度が所定の温度閾値よりも高い場合には、前記モータジェネレータの回転数が増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する。
【００１４】
この態様によれば、モータジェネレータの温度上昇を抑制でき、モータジェネレータの温度上昇による焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００１５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図３】エンジン及びモータジェネレータの動作状態の一例（ＮＶ悪化状態）を示す共線図である。
【図４】エンジン及びモータジェネレータの動作状態の他の例（ＮＶ改善状態）を示す共線図である。
【図５】ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【図６】エンジン動作点を規定するエンジン動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【図７】第１実施形態における、エンジン及びモータジェネレータの制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における、エンジン及びモータジェネレータの制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態における、ＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
【００１９】
まず、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置が適用された本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成について、図１を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略構成図である。
【００２１】
図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）１００、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４及びＭＧ１温度センサ１５を備えている。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両１における各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００は、本発明に係る「ハイブリッド車両の駆動制御装置」の一例であり、本発明に係る「動作点決定手段」の一例として機能する。
【００２３】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動する駆動装置である。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については図２を参照して後述する。
【００２４】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００２５】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
【００２６】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２７】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２８】
ＭＧ１温度センサ１５は、モータジェネレータＭＧ１のインバータの温度を検出可能に構成されたセンサである。ＭＧ１温度センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたインバータの温度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２９】
次に、図２を参照して、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。
【００３０】
図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３１】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、入力軸４０、クラッチＣＲ、ブレーキＢＲ、減速機構６０及びオイルポンプ７０を備えている。
【００３２】
エンジン２０は、本発明に係る「エンジン」の一例としてのディーゼルエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する。エンジン２０の出力トルクであるエンジントルクＴｅは、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に出力される。なお、エンジン２０は、ガソリンエンジンなどであってもよい。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機であり、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例である。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えている。モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸ＯＵＴに対し、その出力トルク（以下、適宜「ＭＧ２トルクＴｍｇ２」と称する）を作用させることが可能である。したがって、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、モータジェネレータＭＧ１の入出力トルク（以下、適宜「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と称する）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００３５】
なお、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備えている。
【００３６】
以下では、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とを特に区別しない場合、これらを「モータジェネレータ」と総称する。
【００３７】
動力分割機構３０は、複合型遊星歯車機構であり、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ１と、これら各ピニオンギヤＰ１の回転軸（ピニオンシャフト）を軸支するキャリアＣ１とを備えている。また、ピニオンギヤＰ１と、ピニオンシャフトとの間には、図示しないピニオンニードルベアリングが設けられている。
【００３８】
ここで、サンギヤＳ１は、モータジェネレータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータジェネレータＭＧ１の回転数（以下、適宜「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と称する）と等価である。リングギヤＲ１は、クラッチＣＲを介して減速機構６０に連結されている。また、リングギヤＲ１の回転数は、クラッチＣＲが結合状態の場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以下、適宜「出力回転数Ｎｏｕｔ」と称する）と等価である。更に、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲと接続する。そして、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲが締結状態の場合、その回転が制止されて固定される。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以下、適宜「エンジン回転数Ｎｅ」と称する）と等価である。
【００３９】
動力分割機構３０は、前述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。
【００４０】
減速機構６０は、モータジェネレータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＲを介してリングギヤＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータジェネレータＭＧ２に伝達する。よって、モータジェネレータＭＧ２の回転数（以下、適宜「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と称する）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含んでいる。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。
【００４１】
オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。
【００４２】
なお、動力分割機構３０は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
【００４３】
次に、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御について、図３から図７を参照して説明する。
【００４４】
本実施形態では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に基づいて、エンジン２０の動作点（以下、適宜「エンジン動作点」と称する）及びモータジェネレータＭＧ１の動作点（以下、適宜「ＭＧ１動作点」と適宜称する）を決定して、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を行う。ＥＣＵ１００は、決定したエンジン動作点に対応するエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅが実現されるように、エンジン２０を制御するとともに、決定したＭＧ１動作点に対応するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１が実現されるように、モータジェネレータＭＧ１を制御する。
【００４５】
図３は、エンジン２０及びモータジェネレータの動作状態の一例を示す共線図であり、図４は、エンジン２０及びモータジェネレータの動作状態の他の例を示す共線図である。なお、図３及び図４では、縦軸は回転数を表わし、横軸は、左から順に、サンギヤＳ１（一義的に、モータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的に、エンジン２０）、クラッチＣＲのリングギヤＲ１側（一義的に、リングギヤＲ１）、クラッチＣＲの駆動軸ＯＵＴ側（一義的に、駆動軸ＯＵＴ）及びモータジェネレータＭＧ２を表わしている。
【００４６】
図３に示すような、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態であり、エンジン２０が低回転・高トルク状態である場合には、図４に示すような、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態であり、エンジン２０が高回転・低トルク状態である場合よりも、モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２０の動作に伴う振動や騒音が大きくなってしまいやすい、即ち、ＮＶ（noise vibration）が悪化しやすい。この原因の一つとしては、図３に示すようなモータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータのキャリア周波数が可聴域（即ち、人間が音として感じることができる周波数帯域）に入ることが考えられる。即ち、図３に示すようなモータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータのキャリア周波数が可聴域に入るため、騒音が大きくなってしまいやすい。
【００４７】
なお、図３及び図４に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転数（即ち、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ1）は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも低く、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも高い。また、エンジン２０の回転数（即ち、エンジン回転数Ｎｅ）は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも低く、エンジントルクＴｅは、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも高い。また、リングキヤＲ１の回転数及びトルクＴｒ１は、図３に示す動作状態と図４に示す動作状態とで同じである。
【００４８】
エンジン動作点及びＭＧ１動作点が、図３に示す動作状態に対応する場合には、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を、図４に示す動作状態に対応するように変更することにより、振動や騒音を低減することが可能となる。しかしながら、仮に、このような変更を要求駆動力によらずに行う場合には、急に大きな要求駆動力が要求されたときに、エンジン２０の応答性が悪化してしまうおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００がエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を以下のように行うことで、要求駆動力が大きい場合におけるエンジン２０の応答性の悪化を抑制するとともに、振動や騒音を低減する。
【００５０】
ここで、本実施形態における、ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップ、及びエンジン動作点を規定するエンジン動作点マップについて、図５及び図６を参照して説明する。
【００５１】
図５は、ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図であり、図６は、エンジン動作点を規定するエンジン動作点マップを概念的に表わす模式図である。なお、図５において、縦軸がＭＧ１トルクであり、横軸がＭＧ１回転数である。図６において、縦軸がエンジントルクであり、横軸がエンジン回転数である
図５及び図６において、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に基づいて、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を決定して、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を行う。即ち、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に応じて設定される要求駆動力を実現するためには、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１が、それぞれ、どの程度の回転数でどの程度のトルクを出力すればよいのかを決定して、決定した回転数及びトルクが実現されるように、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１を制御する。ＥＣＵ１００は、図５に示すＭＧ１動作点マップ上でＭＧ１動作点を決定するとともに、図６に示すエンジン動作点マップ上でエンジン動作点を決定する。
【００５２】
図５において、動作点Ｐｍｇ１ａは、図３に示した動作状態（以下、適宜「ＮＶ悪化状態」と称する）に対応するＭＧ１動作点であり、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態となる動作点である。動作点Ｐｍｇ１ａは、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音（ノイズ）が所定量以上発生する領域として設定されたノイズ発生領域内に位置する。ノイズ発生領域は、ＭＧ１動作点マップにおいてＭＧ１回転数が所定回転数よりも低い領域（即ち、キャリア周波数が低い領域）に設定されている。ＭＧ１動作点マップにおいて、ノイズ発生領域以外の領域にＭＧ１動作点が位置する場合には、ＭＧ１動作点がノイズ発生領域内に位置する場合よりもモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音は小さい。特に、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う振動の周波数が不可聴域（即ち、人間が音として感じることができない周波数帯域）となるほどＭＧ１回転数が高い場合には、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音はほとんど或いは全く発生しない。
【００５３】
動作点Ｐｍｇ１ｂは、図４に示した動作状態（以下、適宜「ＮＶ改善状態」と称する）に対応するＭＧ１動作点であり、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態となる動作点である。動作点Ｐｍｇ１ｂは、前述した不可聴域に位置する。
【００５４】
動作点Ｐｍｇ１ａ及びＰｍｇ１ｂはいずれも、等パワーライン（等パワー線）Ｌｐｍ１上の動作点である。等パワーラインＬｐｍ１は、モータジェネレータＭＧ１から出力されるパワー（即ち、ＭＧ１トルクとＭＧ１回転数との積）が一定となるように規定されている。
【００５５】
図６において、動作点Ｐｅａは、図３に示したＮＶ悪化状態に対応するエンジン動作点であり、エンジン２０が低回転・高トルク状態となる動作点である。
【００５６】
動作点Ｐｅｂは、図４に示したＮＶ改善状態に対応するエンジン動作点であり、エンジン２０が高回転・低トルク状態となる動作点である。
【００５７】
動作点Ｐｅａ及びＰｅｂはいずれも、等パワーラインＬｐｅ１上の動作点である。等パワーラインＬｐｅ１は、エンジン２０から出力されるパワー（即ち、エンジントルクとエンジン回転数との積）が一定となるように規定されている。また、図６において、エンジン動作点マップ上には、エンジン２０の動作に伴う振動や騒音が悪化する領域としてＮＶ悪化領域が規定されている。ＮＶ悪化領域は、エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘとＮＶラインＬｎｖとによって規定されている。エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘは、エンジン回転数Ｎｅに応じたエンジン２０の最大トルクを表わす特性線である。ＮＶラインＬｎｖは、騒音及び振動の許容値を規定する特性線である。ＮＶ悪化領域は、エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘよりも低トルク側であって、ＮＶラインＬｎｖよりも高トルク側或いは低回転側の領域として規定されている。エンジン動作点がＮＶ悪化領域に位置する場合には、騒音又は振動が許容値を超えてしまう。
【００５８】
次に、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れについて、図７を参照して説明する。
【００５９】
図７は、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
図７において、まず、要求駆動力が所定の閾値よりも小さいか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。なお、要求駆動力は、駆動軸ＯＵＴに出力されるべき駆動力（即ち、駆動トルク）であり、アクセル開度センサ１３によって検出されるアクセル開度Ｔａに応じてＥＣＵ１００によって設定される。
【００６１】
要求駆動力が所定の閾値よりも小さくない（即ち、要求駆動力が所定の閾値以上である）と判定された場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、エンジントルクが増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ４０）。即ち、ＥＣＵ１００は、ノイズを低減することよりも要求駆動力を迅速に充足することを優先させるように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する。つまり、要求駆動力が所定の閾値以上である場合には、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるとき（言い換えれば、エンジン２０が動作点Ｐｅａに対応する動作状態であり、モータジェネレータＭＧ１が動作点Ｐｍｇ１ａに対応する動作状態であるとき）であっても、エンジントルクが増加するようにエンジン２０を制御する。これにより、要求駆動力を迅速に充足することが可能となる。
【００６２】
一方、要求駆動力が所定の閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、車速Ｖが所定の閾値よりも高いか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２０）。
【００６３】
車速Ｖが所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。即ち、ＥＣＵ１００は、ノイズを低減するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する。つまり、この場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が例えば図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるときには、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図４を参照して前述したＮＶ改善状態となるように、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１を制御する。即ち、この場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＭＧ１動作点が動作点Ｐｍｇ１ａ（図５参照）であり、エンジン動作点が動作点Ｐｅａ（図６参照）であるときには、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１動作点を動作点Ｐｍｇ１ａから動作点Ｐｍｇ１ｂ（図５参照）に変更するとともに、エンジン動作点を動作点Ｐｅａから動作点Ｐｅｂ（図６参照）に変更する。これにより、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音や振動の発生を抑制できる。
【００６４】
車速Ｖが所定の閾値よりも高くはない（即ち、車速Ｖが所定の閾値以下である）と判定された場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更せずに維持する。
【００６５】
本実施形態では特に、前述したように、要求駆動力が所定の閾値以上である場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるときであっても、エンジントルクが増加するようにエンジン２０を制御する。よって、例えば、要求駆動力が所定の閾値以上であるときに、騒音を低減するために、ＭＧ１動作点を動作点Ｐｍｇ１ａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐｍｇ１ｂ（高回転・低トルク状態）に変更するとともにエンジン動作点を動作点Ｐｅａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐｅｂ（高回転・低トルク状態）に変更する場合と比較して、エンジン２０の応答性が悪化することを抑制できる（即ち、エンジン２０の応答性を向上させることができる）。したがって、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン２０の応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。また、本実施形態によれば、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音や振動の発生を抑制できる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００６８】
第２実施形態は、ＥＣＵ１００が、モータジェネレータＭＧ１の温度（具体的には、図１を参照して前述したＭＧ１温度センサ１５によって検出される温度）に基づいて、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する点で、前述した第１実施形態と異なり、その他の点については、前述した第１実施形態と概ね同様である。
【００６９】
図８は、第２実施形態における、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れを示すフローチャートである。なお、図８において、図７に示した第１実施形態に係るステップと同様のステップに同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００７０】
図８において、まず、モータジェネレータＭＧ１の温度（以下、適宜「ＭＧ１温度」と称する）が所定の閾値よりも高いか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５０）。即ち、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が所定の閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）前に、ＭＧ１温度センサ１５によってＭＧ１温度として検出される温度が所定の閾値よりも高いか否かを判定する。
【００７１】
ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高くはない（即ち、ＭＧ１温度が所定の閾値以下である）と判定された場合には（ステップＳ５０：Ｎｏ）、前述した第１実施形態と同様に、要求駆動力が所定の閾値より小さいか否かがＥＵＣ１００によって判定される（ステップＳ１０）。
【００７２】
一方、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、前述した第１実施形態と同様に、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。
【００７３】
即ち、本実施形態では、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、要求駆動力及び車速にかかわらず、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。これにより、モータジェネレータＭＧ１の温度上昇を抑制でき、モータジェネレータＭＧ１の温度上昇による焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００７４】
ここで、図９は、第２実施形態における、ＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。図９において、縦軸がＭＧ１トルクであり、横軸がＭＧ１回転数である。
【００７５】
図９において、動作点Ｐ３ａは、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態となる動作点であり、高トルク領域に位置する。高トルク領域は、モータジェネレータＭＧ１の温度が所定の閾値よりも高くなり得る領域（即ち、温度上昇が大きい領域）として規定されている。動作点Ｐ３ｂは、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態となる動作点であり、高トルク領域外に位置する。動作点Ｐ３ａ及びＰ３ｂはいずれも、等パワーラインＬｐｍ２上の動作点である。等パワーラインＬｐｍ２は、モータジェネレータＭＧ１から出力されるパワーが一定となるように規定されている。
【００７６】
モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態（例えば動作点Ｐａ３に対応する動作状態）である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータにおいて、特定相に電流が集中して温度が上昇することにより、焼損が発生してしまうおそれがある。
【００７７】
そこで、本実施形態では特に、前述したように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、要求駆動力及び車速にかかわらず、ＭＧ１回転数が増加するように、ＭＧ１動作点を変更する。例えば、図９において、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高い場合、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１動作点を動作点Ｐ３ａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐ３ｂ（高回転・低トルク状態）に変更する。これにより、ＭＧ１温度の上昇を抑制でき、モータジェネレータＭＧ１における焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００７８】
本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の駆動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、１３…アクセル開度センサ、１４…車速センサ、１５…ＭＧ１温度センサ、２０…エンジン、１００…ＥＣＵ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）に加えて、電動機や発電機として機能するモータジェネレータを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１から４参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、ハイブリッド車両において、モータジェネレータの回転に伴うノイズ（騒音）の発生を抑制するために、モータジェネレータ及びエンジンの動作点を変更する技術が開示されている。例えば特許文献２には、モータジェネレータの発熱量が所定値以上である場合、モータジェネレータ及びエンジンの少なくとも一方の動作点を変更することにより、モータジェネレータを発熱による故障等から保護する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４３３４８号公報
【特許文献２】特開２００７−３１４１２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２６９３１５号公報
【特許文献４】特開２００４−４８８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１に開示された技術によれば、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が大きい場合には、ノイズの発生を抑制するためにモータジェネレータ及びエンジンの動作点を変更することにより、エンジンの応答性が悪化するおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、エンジンの応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は上記課題を解決するために、エンジン及びモータジェネレータを動力源として備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及び前記モータジェネレータの回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備え、前記動作点決定手段は、前記エンジン動作点又は前記モータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、前記エンジンの出力トルクが増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を制御する。ここで、本発明における「ノイズ発生領域」とは、エンジン又はモータジェネレータの動作に伴うノイズ（騒音）が所定量以上発生する領域として動作点平面上に設定される領域であり、エンジン動作点に係る動作点平面（即ち、２本の座標軸がエンジンの回転数及び出力トルクをそれぞれ表わす座標平面）及びモータジェネレータ動作点に係る動作点平面（即ち、２本の座標軸がモータジェネレータの回転数及び出力トルクをそれぞれ表わす座標平面）の各々に設定される。なお、ノイズ発生領域は、エンジン又はモータジェネレータの動作に伴うノイズが所定量以上発生する領域として、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションにより定めればよい。
【０００９】
即ち、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合において、要求駆動力が所定の閾値以上となったときには、エンジンの出力トルクが増加するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。つまり、動作点決定手段は、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合であっても、要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、ノイズを低減することよりも要求駆動力を迅速に充足することを優先させるように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する。
【００１０】
よって、例えば、要求駆動力が所定の閾値以上であるときに、エンジン動作点又はモータジェネレータ動作点をノイズ発生領域からはずすために、エンジンの出力トルクが減少するように、エンジン動作点及びモータジェネレータ動作点を変更する場合と比較して、エンジンの応答性が悪化することを抑制できる（即ち、エンジンの応答性を向上させることができる）。したがって、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００１１】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンの応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００１２】
なお、本発明では、モータジェネレータとして、主として電動機（モータ）として使用される第１モータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用される第２モータジェネレータとの２種類のモータジェネレータがハイブリッド車両に搭載されていてもよい。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の一態様では、前記動作点決定手段は、前記モータジェネレータの温度が所定の温度閾値よりも高い場合には、前記モータジェネレータの回転数が増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する。
【００１４】
この態様によれば、モータジェネレータの温度上昇を抑制でき、モータジェネレータの温度上昇による焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００１５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図３】エンジン及びモータジェネレータの動作状態の一例（ＮＶ悪化状態）を示す共線図である。
【図４】エンジン及びモータジェネレータの動作状態の他の例（ＮＶ改善状態）を示す共線図である。
【図５】ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【図６】エンジン動作点を規定するエンジン動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【図７】第１実施形態における、エンジン及びモータジェネレータの制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における、エンジン及びモータジェネレータの制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態における、ＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
【００１９】
まず、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置が適用された本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成について、図１を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略構成図である。
【００２１】
図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）１００、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４及びＭＧ１温度センサ１５を備えている。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両１における各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００は、本発明に係る「ハイブリッド車両の駆動制御装置」の一例であり、本発明に係る「動作点決定手段」の一例として機能する。
【００２３】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動する駆動装置である。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については図２を参照して後述する。
【００２４】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００２５】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
【００２６】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２７】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２８】
ＭＧ１温度センサ１５は、モータジェネレータＭＧ１のインバータの温度を検出可能に構成されたセンサである。ＭＧ１温度センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたインバータの温度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２９】
次に、図２を参照して、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。
【００３０】
図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３１】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、入力軸４０、クラッチＣＲ、ブレーキＢＲ、減速機構６０及びオイルポンプ７０を備えている。
【００３２】
エンジン２０は、本発明に係る「エンジン」の一例としてのディーゼルエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する。エンジン２０の出力トルクであるエンジントルクＴｅは、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に出力される。なお、エンジン２０は、ガソリンエンジンなどであってもよい。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機であり、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例である。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えている。モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸ＯＵＴに対し、その出力トルク（以下、適宜「ＭＧ２トルクＴｍｇ２」と称する）を作用させることが可能である。したがって、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、モータジェネレータＭＧ１の入出力トルク（以下、適宜「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と称する）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００３５】
なお、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備えている。
【００３６】
以下では、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とを特に区別しない場合、これらを「モータジェネレータ」と総称する。
【００３７】
動力分割機構３０は、複合型遊星歯車機構であり、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ１と、これら各ピニオンギヤＰ１の回転軸（ピニオンシャフト）を軸支するキャリアＣ１とを備えている。また、ピニオンギヤＰ１と、ピニオンシャフトとの間には、図示しないピニオンニードルベアリングが設けられている。
【００３８】
ここで、サンギヤＳ１は、モータジェネレータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータジェネレータＭＧ１の回転数（以下、適宜「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と称する）と等価である。リングギヤＲ１は、クラッチＣＲを介して減速機構６０に連結されている。また、リングギヤＲ１の回転数は、クラッチＣＲが結合状態の場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以下、適宜「出力回転数Ｎｏｕｔ」と称する）と等価である。更に、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲと接続する。そして、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲが締結状態の場合、その回転が制止されて固定される。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以下、適宜「エンジン回転数Ｎｅ」と称する）と等価である。
【００３９】
動力分割機構３０は、前述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。
【００４０】
減速機構６０は、モータジェネレータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＲを介してリングギヤＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータジェネレータＭＧ２に伝達する。よって、モータジェネレータＭＧ２の回転数（以下、適宜「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と称する）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含んでいる。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。
【００４１】
オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。
【００４２】
なお、動力分割機構３０は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
【００４３】
次に、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御について、図３から図７を参照して説明する。
【００４４】
本実施形態では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に基づいて、エンジン２０の動作点（以下、適宜「エンジン動作点」と称する）及びモータジェネレータＭＧ１の動作点（以下、適宜「ＭＧ１動作点」と適宜称する）を決定して、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を行う。ＥＣＵ１００は、決定したエンジン動作点に対応するエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅが実現されるように、エンジン２０を制御するとともに、決定したＭＧ１動作点に対応するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１が実現されるように、モータジェネレータＭＧ１を制御する。
【００４５】
図３は、エンジン２０及びモータジェネレータの動作状態の一例を示す共線図であり、図４は、エンジン２０及びモータジェネレータの動作状態の他の例を示す共線図である。なお、図３及び図４では、縦軸は回転数を表わし、横軸は、左から順に、サンギヤＳ１（一義的に、モータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的に、エンジン２０）、クラッチＣＲのリングギヤＲ１側（一義的に、リングギヤＲ１）、クラッチＣＲの駆動軸ＯＵＴ側（一義的に、駆動軸ＯＵＴ）及びモータジェネレータＭＧ２を表わしている。
【００４６】
図３に示すような、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態であり、エンジン２０が低回転・高トルク状態である場合には、図４に示すような、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態であり、エンジン２０が高回転・低トルク状態である場合よりも、モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２０の動作に伴う振動や騒音が大きくなってしまいやすい、即ち、ＮＶ（noise vibration）が悪化しやすい。この原因の一つとしては、図３に示すようなモータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータのキャリア周波数が可聴域（即ち、人間が音として感じることができる周波数帯域）に入ることが考えられる。即ち、図３に示すようなモータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータのキャリア周波数が可聴域に入るため、騒音が大きくなってしまいやすい。
【００４７】
なお、図３及び図４に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転数（即ち、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ1）は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも低く、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも高い。また、エンジン２０の回転数（即ち、エンジン回転数Ｎｅ）は、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも低く、エンジントルクＴｅは、図３に示す動作状態のほうが図４に示す動作状態よりも高い。また、リングキヤＲ１の回転数及びトルクＴｒ１は、図３に示す動作状態と図４に示す動作状態とで同じである。
【００４８】
エンジン動作点及びＭＧ１動作点が、図３に示す動作状態に対応する場合には、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を、図４に示す動作状態に対応するように変更することにより、振動や騒音を低減することが可能となる。しかしながら、仮に、このような変更を要求駆動力によらずに行う場合には、急に大きな要求駆動力が要求されたときに、エンジン２０の応答性が悪化してしまうおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００がエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を以下のように行うことで、要求駆動力が大きい場合におけるエンジン２０の応答性の悪化を抑制するとともに、振動や騒音を低減する。
【００５０】
ここで、本実施形態における、ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップ、及びエンジン動作点を規定するエンジン動作点マップについて、図５及び図６を参照して説明する。
【００５１】
図５は、ＭＧ１動作点を規定するＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図であり、図６は、エンジン動作点を規定するエンジン動作点マップを概念的に表わす模式図である。なお、図５において、縦軸がＭＧ１トルクであり、横軸がＭＧ１回転数である。図６において、縦軸がエンジントルクであり、横軸がエンジン回転数である
図５及び図６において、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に基づいて、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を決定して、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御を行う。即ち、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａや車速Ｖ等に応じて設定される要求駆動力を実現するためには、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１が、それぞれ、どの程度の回転数でどの程度のトルクを出力すればよいのかを決定して、決定した回転数及びトルクが実現されるように、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１を制御する。ＥＣＵ１００は、図５に示すＭＧ１動作点マップ上でＭＧ１動作点を決定するとともに、図６に示すエンジン動作点マップ上でエンジン動作点を決定する。
【００５２】
図５において、動作点Ｐｍｇ１ａは、図３に示した動作状態（以下、適宜「ＮＶ悪化状態」と称する）に対応するＭＧ１動作点であり、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態となる動作点である。動作点Ｐｍｇ１ａは、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音（ノイズ）が所定量以上発生する領域として設定されたノイズ発生領域内に位置する。ノイズ発生領域は、ＭＧ１動作点マップにおいてＭＧ１回転数が所定回転数よりも低い領域（即ち、キャリア周波数が低い領域）に設定されている。ＭＧ１動作点マップにおいて、ノイズ発生領域以外の領域にＭＧ１動作点が位置する場合には、ＭＧ１動作点がノイズ発生領域内に位置する場合よりもモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音は小さい。特に、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う振動の周波数が不可聴域（即ち、人間が音として感じることができない周波数帯域）となるほどＭＧ１回転数が高い場合には、モータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音はほとんど或いは全く発生しない。
【００５３】
動作点Ｐｍｇ１ｂは、図４に示した動作状態（以下、適宜「ＮＶ改善状態」と称する）に対応するＭＧ１動作点であり、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態となる動作点である。動作点Ｐｍｇ１ｂは、前述した不可聴域に位置する。
【００５４】
動作点Ｐｍｇ１ａ及びＰｍｇ１ｂはいずれも、等パワーライン（等パワー線）Ｌｐｍ１上の動作点である。等パワーラインＬｐｍ１は、モータジェネレータＭＧ１から出力されるパワー（即ち、ＭＧ１トルクとＭＧ１回転数との積）が一定となるように規定されている。
【００５５】
図６において、動作点Ｐｅａは、図３に示したＮＶ悪化状態に対応するエンジン動作点であり、エンジン２０が低回転・高トルク状態となる動作点である。
【００５６】
動作点Ｐｅｂは、図４に示したＮＶ改善状態に対応するエンジン動作点であり、エンジン２０が高回転・低トルク状態となる動作点である。
【００５７】
動作点Ｐｅａ及びＰｅｂはいずれも、等パワーラインＬｐｅ１上の動作点である。等パワーラインＬｐｅ１は、エンジン２０から出力されるパワー（即ち、エンジントルクとエンジン回転数との積）が一定となるように規定されている。また、図６において、エンジン動作点マップ上には、エンジン２０の動作に伴う振動や騒音が悪化する領域としてＮＶ悪化領域が規定されている。ＮＶ悪化領域は、エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘとＮＶラインＬｎｖとによって規定されている。エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘは、エンジン回転数Ｎｅに応じたエンジン２０の最大トルクを表わす特性線である。ＮＶラインＬｎｖは、騒音及び振動の許容値を規定する特性線である。ＮＶ悪化領域は、エンジン最大トルクラインＬｔｅｍａｘよりも低トルク側であって、ＮＶラインＬｎｖよりも高トルク側或いは低回転側の領域として規定されている。エンジン動作点がＮＶ悪化領域に位置する場合には、騒音又は振動が許容値を超えてしまう。
【００５８】
次に、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れについて、図７を参照して説明する。
【００５９】
図７は、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
図７において、まず、要求駆動力が所定の閾値よりも小さいか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。なお、要求駆動力は、駆動軸ＯＵＴに出力されるべき駆動力（即ち、駆動トルク）であり、アクセル開度センサ１３によって検出されるアクセル開度Ｔａに応じてＥＣＵ１００によって設定される。
【００６１】
要求駆動力が所定の閾値よりも小さくない（即ち、要求駆動力が所定の閾値以上である）と判定された場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、エンジントルクが増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ４０）。即ち、ＥＣＵ１００は、ノイズを低減することよりも要求駆動力を迅速に充足することを優先させるように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する。つまり、要求駆動力が所定の閾値以上である場合には、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるとき（言い換えれば、エンジン２０が動作点Ｐｅａに対応する動作状態であり、モータジェネレータＭＧ１が動作点Ｐｍｇ１ａに対応する動作状態であるとき）であっても、エンジントルクが増加するようにエンジン２０を制御する。これにより、要求駆動力を迅速に充足することが可能となる。
【００６２】
一方、要求駆動力が所定の閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、車速Ｖが所定の閾値よりも高いか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２０）。
【００６３】
車速Ｖが所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。即ち、ＥＣＵ１００は、ノイズを低減するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する。つまり、この場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が例えば図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるときには、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図４を参照して前述したＮＶ改善状態となるように、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１を制御する。即ち、この場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＭＧ１動作点が動作点Ｐｍｇ１ａ（図５参照）であり、エンジン動作点が動作点Ｐｅａ（図６参照）であるときには、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１動作点を動作点Ｐｍｇ１ａから動作点Ｐｍｇ１ｂ（図５参照）に変更するとともに、エンジン動作点を動作点Ｐｅａから動作点Ｐｅｂ（図６参照）に変更する。これにより、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音や振動の発生を抑制できる。
【００６４】
車速Ｖが所定の閾値よりも高くはない（即ち、車速Ｖが所定の閾値以下である）と判定された場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更せずに維持する。
【００６５】
本実施形態では特に、前述したように、要求駆動力が所定の閾値以上である場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態が図３を参照して前述したＮＶ悪化状態であるときであっても、エンジントルクが増加するようにエンジン２０を制御する。よって、例えば、要求駆動力が所定の閾値以上であるときに、騒音を低減するために、ＭＧ１動作点を動作点Ｐｍｇ１ａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐｍｇ１ｂ（高回転・低トルク状態）に変更するとともにエンジン動作点を動作点Ｐｅａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐｅｂ（高回転・低トルク状態）に変更する場合と比較して、エンジン２０の応答性が悪化することを抑制できる（即ち、エンジン２０の応答性を向上させることができる）。したがって、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン２０の応答性が悪化することを抑制でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。また、本実施形態によれば、エンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の動作に伴う騒音や振動の発生を抑制できる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００６８】
第２実施形態は、ＥＣＵ１００が、モータジェネレータＭＧ１の温度（具体的には、図１を参照して前述したＭＧ１温度センサ１５によって検出される温度）に基づいて、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する点で、前述した第１実施形態と異なり、その他の点については、前述した第１実施形態と概ね同様である。
【００６９】
図８は、第２実施形態における、ＥＣＵ１００が行うエンジン２０及びモータジェネレータＭＧ１の制御の流れを示すフローチャートである。なお、図８において、図７に示した第１実施形態に係るステップと同様のステップに同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００７０】
図８において、まず、モータジェネレータＭＧ１の温度（以下、適宜「ＭＧ１温度」と称する）が所定の閾値よりも高いか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５０）。即ち、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が所定の閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）前に、ＭＧ１温度センサ１５によってＭＧ１温度として検出される温度が所定の閾値よりも高いか否かを判定する。
【００７１】
ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高くはない（即ち、ＭＧ１温度が所定の閾値以下である）と判定された場合には（ステップＳ５０：Ｎｏ）、前述した第１実施形態と同様に、要求駆動力が所定の閾値より小さいか否かがＥＵＣ１００によって判定される（ステップＳ１０）。
【００７２】
一方、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、前述した第１実施形態と同様に、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。
【００７３】
即ち、本実施形態では、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定された場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、要求駆動力及び車速にかかわらず、エンジン回転数及びＭＧ１回転数が増加するように、エンジン動作点及びＭＧ１動作点を変更する（ステップＳ３０）。これにより、モータジェネレータＭＧ１の温度上昇を抑制でき、モータジェネレータＭＧ１の温度上昇による焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００７４】
ここで、図９は、第２実施形態における、ＭＧ１動作点マップを概念的に表わす模式図である。図９において、縦軸がＭＧ１トルクであり、横軸がＭＧ１回転数である。
【００７５】
図９において、動作点Ｐ３ａは、モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態となる動作点であり、高トルク領域に位置する。高トルク領域は、モータジェネレータＭＧ１の温度が所定の閾値よりも高くなり得る領域（即ち、温度上昇が大きい領域）として規定されている。動作点Ｐ３ｂは、モータジェネレータＭＧ１が高回転・低トルク状態となる動作点であり、高トルク領域外に位置する。動作点Ｐ３ａ及びＰ３ｂはいずれも、等パワーラインＬｐｍ２上の動作点である。等パワーラインＬｐｍ２は、モータジェネレータＭＧ１から出力されるパワーが一定となるように規定されている。
【００７６】
モータジェネレータＭＧ１が低回転・高トルク状態（例えば動作点Ｐａ３に対応する動作状態）である場合、モータジェネレータＭＧ１のインバータにおいて、特定相に電流が集中して温度が上昇することにより、焼損が発生してしまうおそれがある。
【００７７】
そこで、本実施形態では特に、前述したように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合には（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、要求駆動力及び車速にかかわらず、ＭＧ１回転数が増加するように、ＭＧ１動作点を変更する。例えば、図９において、ＭＧ１温度が所定の閾値よりも高い場合、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１動作点を動作点Ｐ３ａ（低回転・高トルク状態）から動作点Ｐ３ｂ（高回転・低トルク状態）に変更する。これにより、ＭＧ１温度の上昇を抑制でき、モータジェネレータＭＧ１における焼損の発生を抑制或いは防止できる。
【００７８】
本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の駆動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、１３…アクセル開度センサ、１４…車速センサ、１５…ＭＧ１温度センサ、２０…エンジン、１００…ＥＣＵ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及びモータジェネレータを動力源として備えたハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジンの回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及び前記モータジェネレータの回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備え、
前記動作点決定手段は、前記エンジン動作点又は前記モータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、前記エンジンの出力トルクが増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記動作点決定手段は、前記モータジェネレータの温度が所定の温度閾値よりも高い場合には、前記モータジェネレータの回転数が増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項１】
エンジン及びモータジェネレータを動力源として備えたハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジンの回転数及び出力トルクにより定まるエンジン動作点、及び前記モータジェネレータの回転数及び出力トルクにより定まるモータジェネレータ動作点を決定する動作点決定手段を備え、
前記動作点決定手段は、前記エンジン動作点又は前記モータジェネレータ動作点がノイズ発生領域にある場合、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値以上であるときには、前記エンジンの出力トルクが増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記動作点決定手段は、前記モータジェネレータの温度が所定の温度閾値よりも高い場合には、前記モータジェネレータの回転数が増加するように、前記エンジン動作点及び前記モータジェネレータ動作点を変更する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８８０４３（Ｐ２０１２−１８８０４３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４４３８（Ｐ２０１１−５４４３８）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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