内燃機関の制御装置及び車両の制御装置
【課題】内燃機関の制御装置及び車両の制御装置において、製造コストの増加を抑制しながら内燃機関に発生する振動を低減可能とする。
【解決手段】内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１２と、モータ１６による発電またはバッテリ３１の蓄電により駆動可能なモータ１９とを動力源として有し、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御する。
【解決手段】内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１２と、モータ１６による発電またはバッテリ３１の蓄電により駆動可能なモータ１９とを動力源として有し、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能な内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両の振動には、燃焼によりクランク軸の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分と、ピストンの上下動の反作用としての上下振動成分があることが知られている。この２種類の振動成分を低減するものとして、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された車両制振装置では、回転数検出手段が、回転振動成分と上下振動成分との合成ベクトルからなる車両振動の一次周波数成分とクランク角との位相差に関連する内燃機関の回転数を検出し、タイミング決定手段が、両振動成分の低減が可能なトルク授受タイミングを状態量に基づいて決定し、制御手段が、この決定されたタイミングに基づいてトルク授受手段を制御し、実際の車両振動により発電／電動切り替えタイミングを制御している。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０９１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の車両制振装置にあっては、実際の車両振動により発電電動機の発電／電動の切り替えタイミングを制御することで、２種類の振動成分を低減するようにしている。ところが、この従来の車両制振装置では、発電電動機を高精度に制御する必要があり、制御精度の高い発電電動機やこの発電電動機を制御する制御装置が必要となり、製造コストの増大を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、製造コストの増加を抑制しながら内燃機関に発生する振動を低減可能とする内燃機関の制御装置及び車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出す内燃機関において、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置では、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できる機関回転数と出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じて前記マップを用いて前記内燃機関の回転数及び出力トルクを設定することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能な車両において、前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記電気モータの出力トルクを制御する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の車両の制御装置は、内燃機関の出力トルクを車両の走行状態に応じた最適な変速比に制御可能な無段変速機を有する車両において、前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記無段変速機の変速比を制御する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御している。従って、内燃機関の回転数と出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、製造コストの増加を抑制しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の車両の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、電気モータの出力トルクを制御する。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【００１３】
本発明の車両の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、無段変速機の変速比を制御する。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置及び車両の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の制御装置における概略構成図、図２は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャート、図３は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適静粛動作線を表す最小振動マップ、図４は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適燃費動作線を表す最適燃費マップ、図５−１は、内燃機関の低回転時におけるトルク変動を表すグラフ、図５−２は、内燃機関の中回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【００１６】
本実施例が適用された車両は、ハイブリッド車両であって、動力源として、エンジン（内燃機関）と電気モータと発電機が搭載されており、このエンジンと電気モータと発電機は、動力分配統合機構により接続され、エンジンの出力を発電機と駆動輪とに振り分けると共に、電気モータからの出力を駆動輪に伝達したり、減速機を介してドライブシャフトから駆動輪に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。
【００１７】
即ち、図１に示すように、本実施例のハイブリッド車両１１は、エンジン（内燃機関）１２と、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１３の回転変動を吸収するダンパ装置１４と、クランクシャフト１３にこのダンパ装置１４を介して接続された３軸式の動力分配統合機構１５と、動力分配統合機構１５に接続された発電可能なモータ（ＭＧ１）１６と、動力分配統合機構１５に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸１７に取り付けられた減速ギヤ１８と、この減速ギヤ１８に接続されたモータ（ＭＧ２）１９と、動力出力装置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、ハイブリッドＥＣＵという）２０とを有している。
【００１８】
エンジン１２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料を使用し、内部でこの燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し、動力を出力する内燃機関である。このエンジン１２は、運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２１により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御指令を受けている。エンジンＥＣＵ２１は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によりエンジン１２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００１９】
動力分配統合機構１５は、外歯歯車のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２３と、サンギヤ２２に噛合すると共にリングギヤ２３に噛合する複数のピニオンギヤ２４と、複数のピニオンギヤ２４を自転、且つ、公転自在に保持するキャリア２５とを有し、サンギヤ２２とリングギヤ２３とキャリア２５とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構１５にて、キャリア２５にはエンジン１２のクランクシャフト１３が、サンギヤ２２にはモータ１６が、リングギヤ２３にはリングギヤ軸１７を介して減速ギヤ１８がそれぞれ連結されている。そして、モータ１６が発電機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２２側とリングギヤ２３側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ１６が電動機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２２から入力されるモータ１６からの動力を統合してリングギヤ２３側に出力する。リングギヤ２３に出力された動力は、リングギヤ軸１７からギヤ機構２６及びデファレンシャルギヤ２７を介して、最終的には車両の駆動輪２８に出力される。
【００２０】
モータ１６及びモータ１９は、いずれも発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２９，３０を介してバッテリ３１と電力のやりとりを行う。インバータ２９，３０とバッテリ３１とを接続する電力ライン３２は、各インバータ２９，３０が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ１６，１９いずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。従って、バッテリ３１は、モータ１６，１９のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータ１６，１９により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３１は充放電されない。
【００２１】
モータ１６，１９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）３３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３３には、モータ１６，１９を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータ１６，１９の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３４，３５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１６，１９に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３３からは、インバータ２９，３０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によってモータ１６，１９を駆動制御すると共に必要に応じてモータ１６，１９の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００２２】
バッテリ３１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３１を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３１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，バッテリ３１の出力端子に接続された電力ライン３２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３１に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ３１の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ３６では、バッテリ３１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残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２３】
また、車両には、駆動輪２８に対応して油圧ブレーキ装置３７が設けられている。この油圧ブレーキ装置３７には、油圧制御装置３８から調圧された制動油圧が供給されるようになっており、この油圧制御装置３８は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）３９によって管理されている。ブレーキＥＣＵ３９には、油圧制御装置３８を管理するのに必要な後述する信号が入力される。即ち、ブレーキＥＣＵ３９は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によって油圧制御装置３８を駆動制御すると共に必要に応じて油圧制御装置３８の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００２４】
ハイブリッドＥＣＵ２０は、ＣＰＵ４１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、ＣＰＵ４１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを有している。ハイブリッドＥＣＵ２０には、イグニッションスイッチ４４からのイグニッション信号、シフトレバー４５の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４６からのシフトポジション信号、アクセルペダル４７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４８からのアクセル開度、ブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５０からのペダルストローク、車速センサ５１からの車速Ｖ、ステアリングホイール近傍に設けられたオートクルーズスイッチ５２からの定速走行用のセット信号やキャンセル信号などが入力ポートを介して入力されている。
【００２５】
また、ハイブリッドＥＣＵ２０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２６】
このように構成された本実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダル４７の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸１７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駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるように、エンジン１２とモータ１６とモータ１９が駆動制御される。
【００２７】
エンジン１２とモータ１６とモータ１９の駆動制御としては、要求駆動力に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、エンジン１２から出力される駆動力の全てが動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによってトルク変換されてリングギヤ軸１７に出力されるように、モータ１６及びモータ１９を駆動制御するトルク変換運転モード、要求駆動力とバッテリ３１の充放電に必要な電力との和に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、バッテリ３１の充放電を伴ってエンジン１２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１５とモータ１６とモータ１９とによるトルク変換を伴って要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるようモータ１６及びモータ１９を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の駆動を停止してモータ１９からの要求駆動力に見合う駆動力をリングギヤ軸１７に出力するよう駆動制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
また、油圧制御装置３８による油圧ブレーキ装置３７の作動制御としては、要求制動力に見合う制動力が油圧ブレーキ装置３７から出力されるように油圧制御装置３８を作動制御する。即ち、ブレーキペダル４９のペダルストロークに応じてドライバの要求制動力を検出し、この要求制動力に対してモータ１９による回生ブレーキを実行し、要求制動力から回生制動力を減算した要求油圧制動力に基づいて油圧制御装置３８を制御し、油圧ブレーキ装置３７を作動する。
【００２９】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、上述したように、ドライバの要求トルクに基づいてハイブリッド車両１１の走行に必要な要求出力が設定され、この要求出力がエンジン１２の出力とモータ１９の出力に配分される。この場合、ドライバの要求トルクに対して配分されたエンジン１２の出力を設定するとき、一般的に、最適燃費動作線（図４参照）を用いてエンジン１２の目標エンジン回転数と目標エンジントルクを設定し、スロットル開度を制御することで、エンジン出力を制御している。
【００３０】
ところで、エンジン１２を搭載したハイブリッド車両１１では、エンジン１２の駆動に伴う振動が発生する。このエンジン１２の振動には、燃焼によりクランクシャフト１３の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分（回転トルク変動）と、ピストンの上下往復移動の反作用としての上下振動成分（上下トルク変動）があり、この２種類の振動成分を適正に低減する必要がある。
【００３１】
本出願人は、この回転振動成分と上下振動成分の発生状況及びその大きさについて解析してみた。即ち、エンジン１２の低回転時には、図５−１に示すように、クランク角の変位に伴って、大きな回転振動成分Ａ（図５−１にて、実線）が周期的に発生すると共に、小さな上下振動成分Ｂ（図５−１にて、点線）が周期的に発生している。そのため、この回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが打ち消しあうことで、結果として、ハイブリッド車両１１には、総合振動成分Ｃ（図５−１にて、一点鎖線）が作用することとなる。
【００３２】
また、エンジン１２の中回転時には、図５−２に示すように、クランク角の変位に伴って、所定の回転振動成分Ａ（図５−２にて、実線）が周期的に発生すると共に、所定の小さな上下振動成分Ｂ（図５−２にて、点線）が周期的に発生している。この場合、この回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが逆位相となることから、両者が打ち消しあうことで、結果として、ハイブリッド車両１１には、小さい総合振動成分Ｃ（図５−２にて、一点鎖線）が作用することとなる。
【００３３】
このような解析から、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１２の回転数及び出力トルクを制御している。この場合、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを予め用意し、ドライバの要求トルクに応じてこのマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。
【００３４】
即ち、エンジン１２の運転状態（エンジン回転数など）に応じて、回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとの大きさが異なり、両者が打ち消しあうことで、総合振動成分Ｃが両者単独の振動成分Ａ，Ｂより小さくなる領域を見つける。この場合、エンジン形態に応じて発生する振動成分が異なることから、エンジン形態ごとに予め実験により回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが打ち消しあい、総合振動成分Ｃが最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけ、マップ化しておく。また、エンジンの基本的な設計事項に基づいてＷｅｉｂｅ関数（一次元のエンジン解析ソフトの燃焼モデルとして使用され、実験により得られた燃焼圧力から計算された燃焼割合のプロフィールを近似する関数）などにより机上計算により回転振動成分Ａを算出すると共に、エンジンの基本的な設計事項に基づいて理論値として上下振動成分Ｂを算出し、総合振動成分Ｃが最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけてマップ化してもよい。
【００３５】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１２の回転数及び出力トルクを制御すると共に、モータ（電気モータ）１９の出力トルクを制御している。
【００３６】
ここで、実施例１のハイブリッド車両の制御装置による駆動力制御について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００３７】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置による駆動力制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ハイブリッドＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ４８が検出したアクセル開度と、車速センサ５１が検出したハイブリッド車両１１の車速を読み込む。ステップＳ１２では、このアクセル開度と車速に基づいてドライバの要求トルクＴｒを算出する。ステップＳ１３にて、ドライバの要求トルクＴｒとドライブシャフトの回転数Ｎｄに基づいてハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈを算出する。なお、ドライブシャフトの回転数Ｎｄは、駆動輪２８に設けられた図示しない車輪速センサの検出結果に基づいて算出すればよい。
【００３８】
そして、ステップＳ１４にて、ハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈに基づいてエンジン指令パワーＰｅとモータ指令パワーＰｍを算出する。この場合、例えば、バッテリ３１の充電量に基づいてモータ指令パワーＰｍを設定し、ハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈからモータ指令パワーＰｍを減算することで、エンジン指令パワーＰｅを設定する。
【００３９】
ステップＳ１５では、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求める。この最適静粛動作線は、図３に示すように、エンジン回転数とエンジントルクとの関係にて、最適な静粛性、つまり、上述したエンジン１２の回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあうことで総合振動成分が最小となる量的関係を表したものであり、この最適静粛動作線に対して、複数種類のパワー線Ｐ１〜Ｐ４が設定される。従って、例えば、エンジン指令パワーＰｅがパワー線Ｐ１に該当すれば、このパワー線Ｐ１と最適静粛動作線の交点におけるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｎｅｔであり、エンジントルクがエンジン指令トルクＴｅｔとなる。
【００４０】
なお、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求めるとき、エンジン１２の運転状態に応じて最適静粛動作線と最適燃費動作線を選択的に使用してもよい。つまり、エンジン１２の回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあうことで設定される総合振動成分が十分に低減されないとき、例えば、図５−１に示すエンジン１２の低回転時には、最適燃費動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求めてもよい。この最適燃費動作線は、図４に示すように、エンジン回転数とエンジントルクとの関係にて、最適な燃費を確保できる量的関係を表したものであり、この最適燃費動作線に対して、複数種類のパワー線Ｐ１〜Ｐ４が設定される。従って、例えば、エンジン指令パワーＰｅがパワー線Ｐ１に該当すれば、このパワー線Ｐ１と最適燃費動作線の交点におけるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｎｅｔであり、エンジントルクがエンジン指令トルクＴｅｔとなる。
【００４１】
そして、ステップＳ１６にて、決定された目標エンジン回転数Ｎｅｔに基づいて目標スロットル開度を設定し、ステップＳ１７にて、エンジンＥＣＵ２１は、この目標スロットル開度に基づいて電子スロットル装置を駆動することで、エンジン１２を制御する。
【００４２】
一方、ステップＳ１４で、モータ指令パワーＰｍが設定されると、ステップＳ１８にて、このモータ指令パワーＰｍに基づいてモータ１９のモータ指令トルクＴｍｔを演算する。そして、ステップＳ１９にて、モータＥＣＵ３３は、このモータ指令トルクＴｍｔに基づいてモータ１９を制御する。
【００４３】
更に、ステップＳ１５で、目標エンジン回転数Ｎｅｔが設定されると、ステップＳ２０にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔとドライブシャフトの回転数に基づいてモータ１６の目標発電機回転数を演算し、ステップＳ２１にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔと目標発電機回転数Ｎｇｔと実際の発電機回転数Ｎｇとエンジン指令トルクＴｅｔに基づいてモータ１６の発電機指令トルクＴｇｔを演算する。そして、ステップＳ２２にて、モータＥＣＵ３３は、この発電機指令トルクＴｇｔに基づいてモータ１６を制御する。
【００４４】
このように実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１２と、モータ１３による発電またはバッテリ３１の蓄電により駆動可能なモータ１９とを動力源とを有し、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御している。
【００４５】
従って、エンジン回転数とエンジン出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、別途に高精度な電気モータを設けることなく、エンジン１２に発生する振動を低減することができ、また、製造コストの増加を抑制することができる。
【００４６】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、所定のエンジン要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じてマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。従って、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００４７】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御すると共に、モータ１９の出力トルクを制御している。従って、現在のハイブリッド車両１１のパワーを維持しながら、エンジン１２やハイブリッド車両１１に発生する振動を低減することができる。
【実施例２】
【００４８】
図６は、本発明の実施例２に係る車両の制御装置における概略構成図、図７は、実施例２の車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【００４９】
本実施例が適用された車両は、動力源として、エンジン（内燃機関）が搭載され、変速機として、ベルト式無段変速機が適用されており、エンジンは、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料を使用し、内部でこの燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し、動力を出力する内燃機関である。
【００５０】
実施例２の車両の制御装置において、図６に示すように、エンジン１１０の出力側には、トランスアクスル１２０が配置されている。このトランスアクスル１２０は、トランスアクスルハウジング１２１と、このトランスアクスルハウジング１２１に取付けられたトランスアクスルケース１２２と、このトランスアクスルケース１２２に取付けられたトランスアクスルリヤカバー１２３とにより構成されている。
【００５１】
このトランスアクスルハウジング１２１の内部には、トルクコンバータ１３０が収容されている。一方、トランスアクスルケース１２２とトランスアクスルリヤカバー１２３とにより構成されるケース内部には、ベルト式無段変速機１００を構成する２つのプーリであるプライマリプーリ１５０及びセカンダリプーリ１６０と、プライマリ油圧室１５５と、セカンダリ油圧室１６４と、ベルト２１０とが収納されている。なお、１４０は前後進切換機構、１９０は車輪２２０にエンジン１１０の駆動力を伝達する最終減速機、２００は動力伝達経路である。
【００５２】
発進機構であるトルクコンバータ１３０は、駆動源からの駆動力、即ち、エンジン１１０からの出力トルクを増加、あるいは、そのままベルト式無段変速機１００に伝達するものである。このトルクコンバータ１３０は、少なくともポンプ（ポンプインペラ）１３１と、タービン（タービンインペラ）１３２と、ステータ１３３と、ロックアップクラッチ１３４と、ダンパ装置１３５とにより構成されている。
【００５３】
ポンプ１３１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能な中空軸１３６に取付けられている。つまり、ポンプ１３１は、中空軸１３６と共にクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能である。また、ポンプ１３１は、フロントカバー１３７に接続されている。このフロントカバー１３７は、エンジン１１０のドライブプレート１１２を介してクランクシャフト１１１に連結されている。
【００５４】
タービン１３２は、ポンプ１３１と対向するように配置されている。このタービン１３２は、中空軸１３６内部に配置され、クランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能なインプットシャフト１３８に取付けられている。つまり、タービン１３２は、インプットシャフト１３８と共にクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能である。
【００５５】
ポンプ１３１とタービン１３２との間には、ワンウェイクラッチ１３９を介してステータ１３３が配置されている。このワンウェイクラッチ１３９は、トランスアクスルハウジング１２１に固定されている。また、タービン１３２とフロントカバー１３７との間には、ロックアップクラッチ１３４が配置されており、このロックアップクラッチ１３４は、ダンパ装置１３５を介してインプットシャフト１３８に連結されている。なお、ポンプ１３１やフロントカバー１３７により形成されるケーシングには、図示しない作動油供給制御装置から作動油が供給されている。
【００５６】
ここで、このトルクコンバータ１３０の動作について説明する。エンジン１１０からの出力トルクは、クランクシャフト１１１からドライブプレート１１２を介して、フロントカバー１３７に伝達される。ロックアップクラッチ１３４がダンパ装置１３５により解放されている場合は、フロントカバー１３７に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクがポンプ１３１に伝達され、このポンプ１３１とタービン１３２との間を循環する作動油を介して、タービン１３２に伝達される。そして、タービン１３２に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、インプットシャフト１３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ１３０は、インプットシャフト１３８を介して、エンジン１１０からの出力トルクを増加してベルト式無段変速機１００に伝達する。この場合、ステータ１３３によりポンプ１３１とタービン１３２との間を循環する作動油の流れを変化させることで、所定のトルク特性を得ることができる。
【００５７】
一方、ロックアップクラッチ１３４がダンパ装置１３５によりロック（フロントカバー１３７と係合）されている場合は、フロントカバー１３７に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、作動油を介さずに直接インプットシャフト１３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ１３０は、インプットシャフト１３８を介して、エンジン１１０からの出力トルクをそのままベルト式無段変速機１００に伝達する。
【００５８】
トルクコンバータ１３０と前後進切換機構１４０との間には、オイルポンプ１２６が設けられている。このオイルポンプ１２６は、ロータ１２７と、ハブ１２８と、ボディ１２９とにより構成されている。このオイルポンプ１２６は、ロータ１２７により円筒形状のハブ１２８を介してポンプ１３１に接続されている。また、ボディ１２９がトランスアクスルケース１２２に固定されている。また、ハブ１２８は、中空軸１３６にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ１２６は、エンジン１１０からの出力トルクがポンプ１３１を介してロータ１２７に伝達されるために駆動することができる。
【００５９】
前後進切換機構１４０は、トルクコンバータ１３０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをベルト式無段変速機１００のプライマリプーリ１５０に伝達するものである。この前後進切換機構１４０は、少なくとも遊星歯車装置１４１と、フォワードクラッチ１４２と、リバースブレーキ１４３とにより構成されている。この遊星歯車装置１４１は、サンギヤ１４４と、ピニオン１４５と、リングギヤ１４６とにより構成されている。
【００６０】
サンギヤ１４４は、図示しない連結部材にスプライン嵌合されている。この連結部材は、後述するプライマリプーリ１５０のプライマリプーリ軸１５１にスプライン嵌合されている。従って、サンギヤ１４４に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、プライマリプーリ軸１５１に伝達される。
【００６１】
ピニオン１４５は、サンギヤ１４４と噛み合い、その周囲に複数個（例えば、３個）配置されている。各ピニオン１４５は、サンギヤ１４４の周囲で一体に公転可能に支持する切換用キャリヤ１４７に保持されている。この切換用キャリヤ１４７は、その外周端部においてリバースブレーキ１４３に接続されている。
【００６２】
リングギヤ１４６は、切換用キャリヤ１４７に保持された各ピニオン１４５と噛み合い、フォワードクラッチ１４２を介してトルクコンバータ１３０のインプットシャフト１３８に接続されている。
【００６３】
フォワードクラッチ１４２は、作動油供給制御装置からインプットシャフト１３８の図示しない中空部に供給された作動油により、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。フォワードクラッチ１４２のＯＦＦ時には、インプットシャフト１３８に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクがリングギヤ１４６に伝達される。一方、フォワードクラッチ１４２のＯＮ時には、リングギヤ１４６とサンギヤ１４４と各ピニオン１４５とが互いに相対回転することなく、インプットシャフト１３８に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクが直接サンギヤ１４４に伝達される。
【００６４】
リバースブレーキ１４３は、作動油供給制御装置から作動油が供給された図示しないブレーキピストンにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。リバースブレーキ１４３がＯＮ時には、切換用キャリヤ１４７がトランスアクスルケース１２２に固定され、各ピニオン１４５がサンギヤ１４４の周囲を公転できない状態となる。リバースブレーキ１４３がＯＦＦ時には、切換用キャリヤ１４７が解放され、各ピニオン１４５がサンギヤ１４４の周囲を公転できる状態となる。
【００６５】
ベルト式無段変速機１００のプライマリプーリ１５０は、前後進切換機構１４０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクを、ベルト２１０によりセカンダリプーリ１６０に伝達するものである。このプライマリプーリ１５０は、プライマリプーリ軸１５１と、プライマリ固定シーブ１５２と、プライマリ可動シーブ１５３と、プライマリピストン部１５４と、プライマリ油圧室１５５とにより構成されている。
【００６６】
プライマリプーリ軸１５１は、軸受２１１，２１２により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸１５１は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、作動油供給制御装置からプライマリ油圧室１５５に供給される作動油が流入する。
【００６７】
プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリ可動シーブ１５３と対向する位置にプライマリプーリ軸１５１と一体回転するように設けられている。ここでは、プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリプーリ軸１５１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリプーリ軸１５１の外周に一体的に形成されている。
【００６８】
プライマリ可動シーブ１５３は、プライマリプーリ軸１５１の外周面にスプライン嵌合することで、このプライマリプーリ軸１５１に軸方向に摺動可能に支持されている。このプライマリ固定シーブ１５２とプライマリ可動シーブ１５３との間、即ち、プライマリ固定シーブ１５２のプライマリ可動シーブ１５３に対向する面と、プライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対向する面との間で、Ｖ字形状のプライマリ溝２１０ａが形成されている。
【００６９】
プライマリピストン部１５４は、環状部材であり、プライマリプーリ軸１５１と同一回転軸を中心に配置されている。また、プライマリピストン部１５４は、プライマリ可動シーブ１５３を挟んでプライマリ固定シーブ１５２と軸方向において対向するように配置されている。このプライマリピストン部１５４の径方向内側端部は、プライマリプーリ軸１５１に固定される。従って、プライマリピストン部１５４は、プライマリ可動シーブ１５３と一体回転するように設けられている。
【００７０】
プライマリ油圧室１５５は、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２側に押圧することで、このプライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対する軸方向への移動及び移動の規制を行う位置決め油圧室であり、プライマリプーリ軸１５１と、プライマリ可動シーブ１５３と、プライマリピストン部１５４とにより形成される空間部である。プライマリ可動シーブ１５３には、軸方向の一方に突出、即ち、軸受２１２側に突出する環状の突出部１５３ａが形成されている。一方、プライマリピストン部１５４には、軸方向の他方向に突出、即ち、プライマリ可動シーブ１５３側に突出する環状の突出部１５５ａが形成されている。ここで、この突出部１５３ａと突出部１５５ａとの間には、例えば、シールリングなどのシール部材が設けられている。つまり、プライマリ油圧室１５５は、図示しないシール部材によりシールされている。
【００７１】
このプライマリ油圧室１５５には、プライマリプーリ軸１５１の図示しない作動油通路に流入した作動油供給制御装置からの作動油が供給される。つまり、プライマリ油圧室１５５に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力、即ち、プライマリ油圧室１５５の油圧により、プライマリ可動シーブ１５３を軸方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２に対して接近あるいは離隔させるものである。プライマリ油圧室１５５は、このプライマリ油圧室１５５の油圧により、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２側に押圧することで、プライマリ溝２１０ａに巻き掛けられるベルト２１０に対するベルト挟圧力を発生させ、プライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対する軸方向における位置を変更する。これにより、変速比を変更することができる。
【００７２】
一方、ベルト式無段変速機１００のセカンダリプーリ１６０は、ベルト２１０によりプライマリプーリ１５０に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをベルト式無段変速機１００の最終減速機１９０に伝達するものである。このセカンダリプーリ１６０は、セカンダリプーリ軸１６１と、セカンダリ固定シーブ１６２と、セカンダリ可動シーブ１６３と、セカンダリ油圧室１６４、セカンダリピストン部１６５とにより構成されている。
【００７３】
セカンダリプーリ軸１６１は、軸受２１３，２１４により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸１６１は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、作動油供給制御装置からセカンダリ油圧室１６４に供給される作動油が流入する。
【００７４】
セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリ可動シーブ１６３と対向する位置にセカンダリプーリ軸１６１と一体回転するように設けられている。ここでは、セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリプーリ軸１６１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリプーリ軸１６１の外周に一体的に形成されている。
【００７５】
セカンダリ可動シーブ１６３は、セカンダリプーリ軸１６１の外周面にスプライン嵌合することで、このセカンダリプーリ軸１６１に軸方向に摺動可能に支持されている。このセカンダリ固定シーブ１６２とセカンダリ可動シーブ１６３との間、即ち、セカンダリ固定シーブ１６２のセカンダリ可動シーブ１６３に対向する面と、セカンダリ可動シーブ１６３のセカンダリ固定シーブ１６２と対向する面との間で、Ｖ字形状のセカンダリ溝２１０ｂが形成されている。なお、１６６は、パーキングブレーキギヤである。
【００７６】
セカンダリ油圧室１６４は、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２側に押圧するものであり、セカンダリプーリ軸１６１と、セカンダリ可動シーブ１６３と、セカンダリプーリ軸１６１に固定された円板形状のセカンダリピストン部１６５とにより形成される空間部である。セカンダリ可動シーブ１６３には、軸方向の一方に突出、即ち、最終減速機１９０側に突出する環状の突出部１６３ａが形成されている。一方、セカンダリピストン部１６５には、軸方向の他方向に突出、即ち、セカンダリ可動シーブ１６３側に突出する環状の突出部１６５ａが形成されている。ここで、この突出部１６３ａと突出部１６５ａとの間には、例えば、シールリングなどの図示しないシール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油圧室１６４は、図示しないシール部材によりシールされている。
【００７７】
このセカンダリ油圧室１６４には、セカンダリプーリ軸１６１の図示しない作動油通路に流入した作動油供給制御装置からの作動油が供給される。つまり、セカンダリ油圧室１６４に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力、即ち、セカンダリ油圧室１６４の油圧により、セカンダリ可動シーブ１６３を軸方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２に対して接近あるいは離隔させるものである。セカンダリ油圧室１６４は、このセカンダリ油圧室１６４の油圧により、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２側に押圧することで、セカンダリ溝２１０ｂに巻き掛けられるベルト２１０に対するベルト挟圧力を発生させ、ベルト２１０のプライマリプーリ１５０及びセカンダリプーリ１６０に対する接触半径を一定に維持する。
【００７８】
セカンダリプーリ１６０と最終減速機１９０との間には、動力伝達経路２００が配置されている。この動力伝達経路２００は、セカンダリプーリ軸１６１と平行なインターミディエイトシャフト２０１と、カウンタドライブピニオン２０２、カウンタドリブンギヤ２０３と、ファイナルドライブピニオン２０４とにより構成されている。インターミディエイトシャフト２０１は、軸受２１５，２１６により回転可能に支持されている。カウンタドライブピニオン２０２は、セカンダリプーリ軸１６１の軸線方向のうちパーキングブレーキギヤ１６６が固定されていない側に延在する部分に固定されており、軸受２１７，２１８により回転可能に保持されている。カウンタドリブンギヤ２０３は、インターミディエイトシャフト２０１に固定されており、カウンタドライブピニオン２０２と噛み合わされている。また、ファイナルドライブピニオン２０４は、インターミディエイトシャフト２０１に固定されている。
【００７９】
ベルト式無段変速機１００の最終減速機１９０は、動力伝達経路２００を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクを車輪２２０，２２０から路面に伝達するものである。この最終減速機１９０は、中空部が形成されたデフケース１９１と、ピニオンシャフト１９２と、デフ用ピニオン１９３，１９４と、サイドギヤ１９５，１９６とにより構成されている。
【００８０】
デフケース１９１は、軸受１９７，１９８により回転可能に支持されている。また、このデフケース１９１の外周には、リングギヤ１９９が設けられており、このリングギヤ１９９がファイナルドライブピニオン２０４と噛み合わされている。ピニオンシャフト１９２は、デフケース１９１の中空部に取付けられている。デフ用ピニオン１９３，１９４は、このピニオンシャフト１９２に回転可能に取付けられている。サイドギヤ１９５，１９６は、このデフ用ピニオン１９３，１９４の両方に噛み合わされている。このサイドギヤ１９５，１９６は、それぞれドライブシャフト２２１，２２２に固定されている。
【００８１】
ベルト式無段変速機１００のベルト２１０は、プライマリプーリ１５０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをセカンダリプーリ１６０に伝達するものである。このベルト２１０は、プライマリプーリ１５０のプライマリ溝２１０ａとセカンダリプーリ１６０のセカンダリ溝２１０ｂとの間に巻き掛けられている。また、ベルト２１０は、例えば、多数の金属製の駒と複数本のスチールリングで構成された無端ベルトである。
【００８２】
ドライブシャフト２２１，２２２は、その一方の端部にそれぞれサイドギヤ１９５，１９６が固定され、他方の端部に車輪２２０，２２０が取付けられている。
【００８３】
作動油供給制御装置は、少なくともベルト式無段変速機１００の各構成部品の潤滑部分や、各油圧室（プライマリ油圧室１５５、セカンダリ油圧室１６４）に作動油を供給するものである。
【００８４】
ここで、上述したベルト式無段変速機１００の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）が、作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ１４２をＯＮ、リバースブレーキ１４３をＯＦＦとし、前後進切換機構１４０を制御する。これにより、インプットシャフト１３８とプライマリプーリ軸１５１が直結状態となる。つまり、遊星歯車装置１４１のサンギヤ１４４とリングギヤ１４６を直接連結し、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転方向と同一方向にプライマリプーリ軸１５１を回転させ、このエンジン１１０からの出力トルクをプライマリプーリ１５０に伝達する。プライマリプーリ１５０に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、ベルト２１０を介してセカンダリプーリ１６０に伝達され、このセカンダリプーリ１６０のセカンダリプーリ軸１６１を回転させる。
【００８５】
セカンダリプーリ１６０に伝達されたエンジン１１０の出力トルクは、セカンダリプーリ軸１６１から動力伝達経路２００のカウンタドライブピニオン２０２及びカウンタドリブンギヤ２０３を介して、インターミディエイトシャフト２０１に伝達され、インターミディエイトシャフト２０１を回転させる。インターミディエイトシャフト２０１に伝達された出力トルクは、ファイナルドライブピニオン２０４及びリングギヤ１９９を介して最終減速機１９０のデフケース１９１に伝達され、このデフケース１９１を回転させる。デフケース１９１に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、デフ用ピニオン１９３，１９４及びサイドギヤ１９５，１９６を介してドライブシャフト２２１，２２２に伝達され、その端部に取付けられた車輪２２０，２２０に伝達され、車輪２２０，２２０を回転させ、車両は前進する。
【００８６】
一方、車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、ＥＣＵが、作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ１４２をＯＦＦ、リバースブレーキ１４３をＯＮとし、前後進切換機構１４０を制御する。これにより、遊星歯車装置１４１の切換用キャリヤ１４７がトランスアクスルケース１２２に固定され、各ピニオン１４５が自転のみを行うように切換用キャリヤ１４７に保持される。従って、リングギヤ１４６がインプットシャフト１３８と同一方向に回転し、このリングギヤ１４６と噛合っている各ピニオン１４５もインプットシャフト１３８と同一方向に回転し、この各ピニオン１４５と噛合っているサンギヤ１４４がインプットシャフト１３８と逆方向に回転する。つまり、サンギヤ１４４に連結されているプライマリプーリ軸１５１は、インプットシャフト１３８と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ１６０のセカンダリプーリ軸１６１、インターミディエイトシャフト２０１、デフケース１９１、ドライブシャフト２２１，２２２などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。
【００８７】
また、ＥＣＵは、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件と記憶部に記憶されているマップ（例えば、機関回転数とスロットル開度に基づく最適燃費曲線など）とに基づいて、エンジン１１０の運転状態が最適となるようにベルト式無段変速機１００の変速比を制御する。このベルト式無段変速機１００の変速比の制御には、変速比の変更と、変速の固定とがある。この変速比の変更、変速比の固定は、プライマリプーリ１５０のプライマリ油圧室１５５の油圧を制御することで行われる。
【００８８】
変速比の変更は、主に、作動油供給制御装置からプライマリ油圧室１５５への作動油の供給、あるいは、プライマリ油圧室１５５からプライマリプーリ１５０の外部への作動油の排出により、プライマリ可動シーブ１５３がプライマリプーリ軸１５１の軸方向に摺動し、プライマリ固定シーブ１５２とこのプライマリ可動シーブ１５３との間の間隔、即ち、プライマリ溝２１０ａの幅が調整される。これにより、プライマリプーリ１５０におけるベルト２１０の接触半径が変化し、プライマリプーリ１５０の回転数とセカンダリプーリ１６０の回転数との比である変速比が無段階（連続的）に制御される。また、変速比の固定は、主に、プライマリ油圧室１５５からプライマリプーリ１５０の外部への作動油の排出の禁止により行われる。
【００８９】
なお、セカンダリプーリ１６０においては、セカンダリ油圧室１６４に作動油供給制御装置から供給される作動油の油圧を図示しない挟圧力調圧バルブにより制御することで、セカンダリ固定シーブ１６２とこのセカンダリ可動シーブ１６３とによりベルト２１０を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ１５０とセカンダリプーリ１６０との間に巻き掛けられたベルト２１０のベルト張力が制御される。
【００９０】
実施例２の車両の制御装置では、ドライバの要求トルクに基づいて車両の走行に必要な要求出力が設定され、この要求出力に応じてエンジン１１０が制御される。この場合、ドライバの要求トルクに応じたエンジン１１０の出力を設定するとき、一般的に、最適燃費動作線を用いてエンジン１１０の目標エンジン回転数と目標エンジントルクを設定し、スロットル開度を制御することで、エンジン出力を制御している。
【００９１】
ところで、エンジン１１０の振動には、燃焼によりクランクシャフト１１１の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分（回転トルク変動）と、ピストンの上下往復移動の反作用としての上下振動成分（上下トルク変動）があり、この２種類の振動成分を適正に低減する必要がある。そこで、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１１０の回転数及び出力トルクを制御している。この場合、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを予め用意し、ドライバの要求トルクに応じてこのマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。
【００９２】
即ち、エンジン１１０の運転状態（エンジン回転数など）に応じて、回転振動成分と上下振動成分との大きさが異なり、両者が打ち消しあうことで、総合振動成分が両者単独の振動成分より小さくなる領域を見つける。この場合、エンジン形態に応じて発生する振動成分が異なることから、エンジン形態ごとに回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあい、総合振動成分が最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけ、マップ化しておく。
【００９３】
また、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１１０の回転数及び出力トルクを制御すると共に、ベルト式無段変速機１００の変速比を制御している。
【００９４】
ここで、実施例２の車両の制御装置による駆動力制御について、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００９５】
実施例２の車両の制御装置による駆動力制御において、図７に示すように、ステップＳ３１にて、ＥＣＵは、アクセル開度と車速を読み込み、ステップＳ３２では、このアクセル開度と車速に基づいてドライバの要求トルクＴｒを算出する。ステップＳ３３にて、ドライバの要求トルクＴｒとドライブシャフトの回転数Ｎｄに基づいて車両の要求パワーＰｈを算出する。なお、ドライブシャフトの回転数Ｎｄは、駆動輪２２０，２２０に設けられた図示しない車輪速センサの検出結果に基づいて算出すればよい。
【００９６】
そして、ステップＳ３４にて、車両の要求パワーＰｈに基づいてエンジン指令パワーＰｅを算出し、ステップＳ３５では、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求める。この最適静粛動作線は、上述した実施例１で説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９７】
そして、ステップＳ３６にて、決定された目標エンジン回転数Ｎｅｔに基づいて目標スロットル開度を設定し、ステップＳ３７にて、ＥＣＵは、この目標スロットル開度に基づいて電子スロットル装置を駆動することで、エンジン１１０を制御する。
【００９８】
一方、ステップＳ３５で、目標エンジン回転数Ｎｅｔが設定されると、ステップＳ３８にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔとドライブシャフトの回転数に基づいてベルト式無段変速機１００の変速比を演算し、ステップＳ３９にて、ＥＣＵは、この変速比に基づいてベルト式無段変速機１００を制御する。
【００９９】
このように実施例２の車両の制御装置にあっては、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１１０と、ベルト式無段変速機１００を有し、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御している。
【０１００】
従って、エンジン回転数とエンジン出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、別途に高精度な電気モータを設けることなく、エンジン１１０に発生する振動を低減することができ、また、製造コストの増加を抑制することができる。
【０１０１】
また、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御すると共に、ベルト式無段変速機１００の変速比を制御している。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、エンジン１１０や車両に発生する振動を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置及び車両の制御装置は、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように機関回転数及び出力トルクを制御することで、製造コストの増加を抑制しながら内燃機関に発生する振動を低減可能とするものであり、いずれの内燃機関に適用しても好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の制御装置における概略構成図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【図３】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適静粛動作線を表す最小振動マップである。
【図４】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適燃費動作線を表す最適燃費マップである。
【図５−１】内燃機関の低回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【図５−２】内燃機関の中回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る車両の制御装置における概略構成図である。
【図７】実施例２の車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１１ ハイブリッド車両
１２，１１０ エンジン（内燃機関）
１５ 動力分配統合機構
１６ モータ、ＭＧ１（発電機）
１９ モータ、ＭＧ２（電気モータ）
２０ ハイブリッド用電子制御ユニット、ハイブリッドＥＣＵ
２１ エンジン用電子制御ユニット、エンジンＥＣＵ
３３ モータ用電子制御ユニット、モータＥＣＵ
１００ ベルト式無段変速機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能な内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両の振動には、燃焼によりクランク軸の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分と、ピストンの上下動の反作用としての上下振動成分があることが知られている。この２種類の振動成分を低減するものとして、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された車両制振装置では、回転数検出手段が、回転振動成分と上下振動成分との合成ベクトルからなる車両振動の一次周波数成分とクランク角との位相差に関連する内燃機関の回転数を検出し、タイミング決定手段が、両振動成分の低減が可能なトルク授受タイミングを状態量に基づいて決定し、制御手段が、この決定されたタイミングに基づいてトルク授受手段を制御し、実際の車両振動により発電／電動切り替えタイミングを制御している。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０９１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の車両制振装置にあっては、実際の車両振動により発電電動機の発電／電動の切り替えタイミングを制御することで、２種類の振動成分を低減するようにしている。ところが、この従来の車両制振装置では、発電電動機を高精度に制御する必要があり、制御精度の高い発電電動機やこの発電電動機を制御する制御装置が必要となり、製造コストの増大を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、製造コストの増加を抑制しながら内燃機関に発生する振動を低減可能とする内燃機関の制御装置及び車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出す内燃機関において、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置では、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できる機関回転数と出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じて前記マップを用いて前記内燃機関の回転数及び出力トルクを設定することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能な車両において、前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記電気モータの出力トルクを制御する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の車両の制御装置は、内燃機関の出力トルクを車両の走行状態に応じた最適な変速比に制御可能な無段変速機を有する車両において、前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記無段変速機の変速比を制御する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御している。従って、内燃機関の回転数と出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、製造コストの増加を抑制しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の車両の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、電気モータの出力トルクを制御する。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【００１３】
本発明の車両の制御装置によれば、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、内燃機関におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、無段変速機の変速比を制御する。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、内燃機関に発生する振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置及び車両の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の制御装置における概略構成図、図２は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャート、図３は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適静粛動作線を表す最小振動マップ、図４は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適燃費動作線を表す最適燃費マップ、図５−１は、内燃機関の低回転時におけるトルク変動を表すグラフ、図５−２は、内燃機関の中回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【００１６】
本実施例が適用された車両は、ハイブリッド車両であって、動力源として、エンジン（内燃機関）と電気モータと発電機が搭載されており、このエンジンと電気モータと発電機は、動力分配統合機構により接続され、エンジンの出力を発電機と駆動輪とに振り分けると共に、電気モータからの出力を駆動輪に伝達したり、減速機を介してドライブシャフトから駆動輪に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。
【００１７】
即ち、図１に示すように、本実施例のハイブリッド車両１１は、エンジン（内燃機関）１２と、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１３の回転変動を吸収するダンパ装置１４と、クランクシャフト１３にこのダンパ装置１４を介して接続された３軸式の動力分配統合機構１５と、動力分配統合機構１５に接続された発電可能なモータ（ＭＧ１）１６と、動力分配統合機構１５に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸１７に取り付けられた減速ギヤ１８と、この減速ギヤ１８に接続されたモータ（ＭＧ２）１９と、動力出力装置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、ハイブリッドＥＣＵという）２０とを有している。
【００１８】
エンジン１２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料を使用し、内部でこの燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し、動力を出力する内燃機関である。このエンジン１２は、運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２１により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御指令を受けている。エンジンＥＣＵ２１は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によりエンジン１２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００１９】
動力分配統合機構１５は、外歯歯車のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２３と、サンギヤ２２に噛合すると共にリングギヤ２３に噛合する複数のピニオンギヤ２４と、複数のピニオンギヤ２４を自転、且つ、公転自在に保持するキャリア２５とを有し、サンギヤ２２とリングギヤ２３とキャリア２５とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構１５にて、キャリア２５にはエンジン１２のクランクシャフト１３が、サンギヤ２２にはモータ１６が、リングギヤ２３にはリングギヤ軸１７を介して減速ギヤ１８がそれぞれ連結されている。そして、モータ１６が発電機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２２側とリングギヤ２３側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ１６が電動機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２２から入力されるモータ１６からの動力を統合してリングギヤ２３側に出力する。リングギヤ２３に出力された動力は、リングギヤ軸１７からギヤ機構２６及びデファレンシャルギヤ２７を介して、最終的には車両の駆動輪２８に出力される。
【００２０】
モータ１６及びモータ１９は、いずれも発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２９，３０を介してバッテリ３１と電力のやりとりを行う。インバータ２９，３０とバッテリ３１とを接続する電力ライン３２は、各インバータ２９，３０が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ１６，１９いずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。従って、バッテリ３１は、モータ１６，１９のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータ１６，１９により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３１は充放電されない。
【００２１】
モータ１６，１９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）３３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３３には、モータ１６，１９を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータ１６，１９の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３４，３５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１６，１９に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３３からは、インバータ２９，３０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によってモータ１６，１９を駆動制御すると共に必要に応じてモータ１６，１９の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００２２】
バッテリ３１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３１を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３１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，バッテリ３１の出力端子に接続された電力ライン３２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３１に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ３１の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ３６では、バッテリ３１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残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２３】
また、車両には、駆動輪２８に対応して油圧ブレーキ装置３７が設けられている。この油圧ブレーキ装置３７には、油圧制御装置３８から調圧された制動油圧が供給されるようになっており、この油圧制御装置３８は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）３９によって管理されている。ブレーキＥＣＵ３９には、油圧制御装置３８を管理するのに必要な後述する信号が入力される。即ち、ブレーキＥＣＵ３９は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によって油圧制御装置３８を駆動制御すると共に必要に応じて油圧制御装置３８の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。
【００２４】
ハイブリッドＥＣＵ２０は、ＣＰＵ４１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、ＣＰＵ４１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを有している。ハイブリッドＥＣＵ２０には、イグニッションスイッチ４４からのイグニッション信号、シフトレバー４５の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４６からのシフトポジション信号、アクセルペダル４７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４８からのアクセル開度、ブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５０からのペダルストローク、車速センサ５１からの車速Ｖ、ステアリングホイール近傍に設けられたオートクルーズスイッチ５２からの定速走行用のセット信号やキャンセル信号などが入力ポートを介して入力されている。
【００２５】
また、ハイブリッドＥＣＵ２０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２６】
このように構成された本実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダル４７の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸１７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駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるように、エンジン１２とモータ１６とモータ１９が駆動制御される。
【００２７】
エンジン１２とモータ１６とモータ１９の駆動制御としては、要求駆動力に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、エンジン１２から出力される駆動力の全てが動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによってトルク変換されてリングギヤ軸１７に出力されるように、モータ１６及びモータ１９を駆動制御するトルク変換運転モード、要求駆動力とバッテリ３１の充放電に必要な電力との和に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、バッテリ３１の充放電を伴ってエンジン１２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１５とモータ１６とモータ１９とによるトルク変換を伴って要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるようモータ１６及びモータ１９を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の駆動を停止してモータ１９からの要求駆動力に見合う駆動力をリングギヤ軸１７に出力するよう駆動制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
また、油圧制御装置３８による油圧ブレーキ装置３７の作動制御としては、要求制動力に見合う制動力が油圧ブレーキ装置３７から出力されるように油圧制御装置３８を作動制御する。即ち、ブレーキペダル４９のペダルストロークに応じてドライバの要求制動力を検出し、この要求制動力に対してモータ１９による回生ブレーキを実行し、要求制動力から回生制動力を減算した要求油圧制動力に基づいて油圧制御装置３８を制御し、油圧ブレーキ装置３７を作動する。
【００２９】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、上述したように、ドライバの要求トルクに基づいてハイブリッド車両１１の走行に必要な要求出力が設定され、この要求出力がエンジン１２の出力とモータ１９の出力に配分される。この場合、ドライバの要求トルクに対して配分されたエンジン１２の出力を設定するとき、一般的に、最適燃費動作線（図４参照）を用いてエンジン１２の目標エンジン回転数と目標エンジントルクを設定し、スロットル開度を制御することで、エンジン出力を制御している。
【００３０】
ところで、エンジン１２を搭載したハイブリッド車両１１では、エンジン１２の駆動に伴う振動が発生する。このエンジン１２の振動には、燃焼によりクランクシャフト１３の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分（回転トルク変動）と、ピストンの上下往復移動の反作用としての上下振動成分（上下トルク変動）があり、この２種類の振動成分を適正に低減する必要がある。
【００３１】
本出願人は、この回転振動成分と上下振動成分の発生状況及びその大きさについて解析してみた。即ち、エンジン１２の低回転時には、図５−１に示すように、クランク角の変位に伴って、大きな回転振動成分Ａ（図５−１にて、実線）が周期的に発生すると共に、小さな上下振動成分Ｂ（図５−１にて、点線）が周期的に発生している。そのため、この回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが打ち消しあうことで、結果として、ハイブリッド車両１１には、総合振動成分Ｃ（図５−１にて、一点鎖線）が作用することとなる。
【００３２】
また、エンジン１２の中回転時には、図５−２に示すように、クランク角の変位に伴って、所定の回転振動成分Ａ（図５−２にて、実線）が周期的に発生すると共に、所定の小さな上下振動成分Ｂ（図５−２にて、点線）が周期的に発生している。この場合、この回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが逆位相となることから、両者が打ち消しあうことで、結果として、ハイブリッド車両１１には、小さい総合振動成分Ｃ（図５−２にて、一点鎖線）が作用することとなる。
【００３３】
このような解析から、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１２の回転数及び出力トルクを制御している。この場合、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを予め用意し、ドライバの要求トルクに応じてこのマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。
【００３４】
即ち、エンジン１２の運転状態（エンジン回転数など）に応じて、回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとの大きさが異なり、両者が打ち消しあうことで、総合振動成分Ｃが両者単独の振動成分Ａ，Ｂより小さくなる領域を見つける。この場合、エンジン形態に応じて発生する振動成分が異なることから、エンジン形態ごとに予め実験により回転振動成分Ａと上下振動成分Ｂとが打ち消しあい、総合振動成分Ｃが最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけ、マップ化しておく。また、エンジンの基本的な設計事項に基づいてＷｅｉｂｅ関数（一次元のエンジン解析ソフトの燃焼モデルとして使用され、実験により得られた燃焼圧力から計算された燃焼割合のプロフィールを近似する関数）などにより机上計算により回転振動成分Ａを算出すると共に、エンジンの基本的な設計事項に基づいて理論値として上下振動成分Ｂを算出し、総合振動成分Ｃが最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけてマップ化してもよい。
【００３５】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１２の回転数及び出力トルクを制御すると共に、モータ（電気モータ）１９の出力トルクを制御している。
【００３６】
ここで、実施例１のハイブリッド車両の制御装置による駆動力制御について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００３７】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置による駆動力制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ハイブリッドＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ４８が検出したアクセル開度と、車速センサ５１が検出したハイブリッド車両１１の車速を読み込む。ステップＳ１２では、このアクセル開度と車速に基づいてドライバの要求トルクＴｒを算出する。ステップＳ１３にて、ドライバの要求トルクＴｒとドライブシャフトの回転数Ｎｄに基づいてハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈを算出する。なお、ドライブシャフトの回転数Ｎｄは、駆動輪２８に設けられた図示しない車輪速センサの検出結果に基づいて算出すればよい。
【００３８】
そして、ステップＳ１４にて、ハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈに基づいてエンジン指令パワーＰｅとモータ指令パワーＰｍを算出する。この場合、例えば、バッテリ３１の充電量に基づいてモータ指令パワーＰｍを設定し、ハイブリッド車両１１の要求パワーＰｈからモータ指令パワーＰｍを減算することで、エンジン指令パワーＰｅを設定する。
【００３９】
ステップＳ１５では、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求める。この最適静粛動作線は、図３に示すように、エンジン回転数とエンジントルクとの関係にて、最適な静粛性、つまり、上述したエンジン１２の回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあうことで総合振動成分が最小となる量的関係を表したものであり、この最適静粛動作線に対して、複数種類のパワー線Ｐ１〜Ｐ４が設定される。従って、例えば、エンジン指令パワーＰｅがパワー線Ｐ１に該当すれば、このパワー線Ｐ１と最適静粛動作線の交点におけるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｎｅｔであり、エンジントルクがエンジン指令トルクＴｅｔとなる。
【００４０】
なお、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求めるとき、エンジン１２の運転状態に応じて最適静粛動作線と最適燃費動作線を選択的に使用してもよい。つまり、エンジン１２の回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあうことで設定される総合振動成分が十分に低減されないとき、例えば、図５−１に示すエンジン１２の低回転時には、最適燃費動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求めてもよい。この最適燃費動作線は、図４に示すように、エンジン回転数とエンジントルクとの関係にて、最適な燃費を確保できる量的関係を表したものであり、この最適燃費動作線に対して、複数種類のパワー線Ｐ１〜Ｐ４が設定される。従って、例えば、エンジン指令パワーＰｅがパワー線Ｐ１に該当すれば、このパワー線Ｐ１と最適燃費動作線の交点におけるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｎｅｔであり、エンジントルクがエンジン指令トルクＴｅｔとなる。
【００４１】
そして、ステップＳ１６にて、決定された目標エンジン回転数Ｎｅｔに基づいて目標スロットル開度を設定し、ステップＳ１７にて、エンジンＥＣＵ２１は、この目標スロットル開度に基づいて電子スロットル装置を駆動することで、エンジン１２を制御する。
【００４２】
一方、ステップＳ１４で、モータ指令パワーＰｍが設定されると、ステップＳ１８にて、このモータ指令パワーＰｍに基づいてモータ１９のモータ指令トルクＴｍｔを演算する。そして、ステップＳ１９にて、モータＥＣＵ３３は、このモータ指令トルクＴｍｔに基づいてモータ１９を制御する。
【００４３】
更に、ステップＳ１５で、目標エンジン回転数Ｎｅｔが設定されると、ステップＳ２０にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔとドライブシャフトの回転数に基づいてモータ１６の目標発電機回転数を演算し、ステップＳ２１にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔと目標発電機回転数Ｎｇｔと実際の発電機回転数Ｎｇとエンジン指令トルクＴｅｔに基づいてモータ１６の発電機指令トルクＴｇｔを演算する。そして、ステップＳ２２にて、モータＥＣＵ３３は、この発電機指令トルクＴｇｔに基づいてモータ１６を制御する。
【００４４】
このように実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１２と、モータ１３による発電またはバッテリ３１の蓄電により駆動可能なモータ１９とを動力源とを有し、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御している。
【００４５】
従って、エンジン回転数とエンジン出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、別途に高精度な電気モータを設けることなく、エンジン１２に発生する振動を低減することができ、また、製造コストの増加を抑制することができる。
【００４６】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、所定のエンジン要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じてマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。従って、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００４７】
また、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１２の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１２におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御すると共に、モータ１９の出力トルクを制御している。従って、現在のハイブリッド車両１１のパワーを維持しながら、エンジン１２やハイブリッド車両１１に発生する振動を低減することができる。
【実施例２】
【００４８】
図６は、本発明の実施例２に係る車両の制御装置における概略構成図、図７は、実施例２の車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【００４９】
本実施例が適用された車両は、動力源として、エンジン（内燃機関）が搭載され、変速機として、ベルト式無段変速機が適用されており、エンジンは、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料を使用し、内部でこの燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し、動力を出力する内燃機関である。
【００５０】
実施例２の車両の制御装置において、図６に示すように、エンジン１１０の出力側には、トランスアクスル１２０が配置されている。このトランスアクスル１２０は、トランスアクスルハウジング１２１と、このトランスアクスルハウジング１２１に取付けられたトランスアクスルケース１２２と、このトランスアクスルケース１２２に取付けられたトランスアクスルリヤカバー１２３とにより構成されている。
【００５１】
このトランスアクスルハウジング１２１の内部には、トルクコンバータ１３０が収容されている。一方、トランスアクスルケース１２２とトランスアクスルリヤカバー１２３とにより構成されるケース内部には、ベルト式無段変速機１００を構成する２つのプーリであるプライマリプーリ１５０及びセカンダリプーリ１６０と、プライマリ油圧室１５５と、セカンダリ油圧室１６４と、ベルト２１０とが収納されている。なお、１４０は前後進切換機構、１９０は車輪２２０にエンジン１１０の駆動力を伝達する最終減速機、２００は動力伝達経路である。
【００５２】
発進機構であるトルクコンバータ１３０は、駆動源からの駆動力、即ち、エンジン１１０からの出力トルクを増加、あるいは、そのままベルト式無段変速機１００に伝達するものである。このトルクコンバータ１３０は、少なくともポンプ（ポンプインペラ）１３１と、タービン（タービンインペラ）１３２と、ステータ１３３と、ロックアップクラッチ１３４と、ダンパ装置１３５とにより構成されている。
【００５３】
ポンプ１３１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能な中空軸１３６に取付けられている。つまり、ポンプ１３１は、中空軸１３６と共にクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能である。また、ポンプ１３１は、フロントカバー１３７に接続されている。このフロントカバー１３７は、エンジン１１０のドライブプレート１１２を介してクランクシャフト１１１に連結されている。
【００５４】
タービン１３２は、ポンプ１３１と対向するように配置されている。このタービン１３２は、中空軸１３６内部に配置され、クランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能なインプットシャフト１３８に取付けられている。つまり、タービン１３２は、インプットシャフト１３８と共にクランクシャフト１１１と同一の軸線を中心に回転可能である。
【００５５】
ポンプ１３１とタービン１３２との間には、ワンウェイクラッチ１３９を介してステータ１３３が配置されている。このワンウェイクラッチ１３９は、トランスアクスルハウジング１２１に固定されている。また、タービン１３２とフロントカバー１３７との間には、ロックアップクラッチ１３４が配置されており、このロックアップクラッチ１３４は、ダンパ装置１３５を介してインプットシャフト１３８に連結されている。なお、ポンプ１３１やフロントカバー１３７により形成されるケーシングには、図示しない作動油供給制御装置から作動油が供給されている。
【００５６】
ここで、このトルクコンバータ１３０の動作について説明する。エンジン１１０からの出力トルクは、クランクシャフト１１１からドライブプレート１１２を介して、フロントカバー１３７に伝達される。ロックアップクラッチ１３４がダンパ装置１３５により解放されている場合は、フロントカバー１３７に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクがポンプ１３１に伝達され、このポンプ１３１とタービン１３２との間を循環する作動油を介して、タービン１３２に伝達される。そして、タービン１３２に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、インプットシャフト１３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ１３０は、インプットシャフト１３８を介して、エンジン１１０からの出力トルクを増加してベルト式無段変速機１００に伝達する。この場合、ステータ１３３によりポンプ１３１とタービン１３２との間を循環する作動油の流れを変化させることで、所定のトルク特性を得ることができる。
【００５７】
一方、ロックアップクラッチ１３４がダンパ装置１３５によりロック（フロントカバー１３７と係合）されている場合は、フロントカバー１３７に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、作動油を介さずに直接インプットシャフト１３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ１３０は、インプットシャフト１３８を介して、エンジン１１０からの出力トルクをそのままベルト式無段変速機１００に伝達する。
【００５８】
トルクコンバータ１３０と前後進切換機構１４０との間には、オイルポンプ１２６が設けられている。このオイルポンプ１２６は、ロータ１２７と、ハブ１２８と、ボディ１２９とにより構成されている。このオイルポンプ１２６は、ロータ１２７により円筒形状のハブ１２８を介してポンプ１３１に接続されている。また、ボディ１２９がトランスアクスルケース１２２に固定されている。また、ハブ１２８は、中空軸１３６にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ１２６は、エンジン１１０からの出力トルクがポンプ１３１を介してロータ１２７に伝達されるために駆動することができる。
【００５９】
前後進切換機構１４０は、トルクコンバータ１３０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをベルト式無段変速機１００のプライマリプーリ１５０に伝達するものである。この前後進切換機構１４０は、少なくとも遊星歯車装置１４１と、フォワードクラッチ１４２と、リバースブレーキ１４３とにより構成されている。この遊星歯車装置１４１は、サンギヤ１４４と、ピニオン１４５と、リングギヤ１４６とにより構成されている。
【００６０】
サンギヤ１４４は、図示しない連結部材にスプライン嵌合されている。この連結部材は、後述するプライマリプーリ１５０のプライマリプーリ軸１５１にスプライン嵌合されている。従って、サンギヤ１４４に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、プライマリプーリ軸１５１に伝達される。
【００６１】
ピニオン１４５は、サンギヤ１４４と噛み合い、その周囲に複数個（例えば、３個）配置されている。各ピニオン１４５は、サンギヤ１４４の周囲で一体に公転可能に支持する切換用キャリヤ１４７に保持されている。この切換用キャリヤ１４７は、その外周端部においてリバースブレーキ１４３に接続されている。
【００６２】
リングギヤ１４６は、切換用キャリヤ１４７に保持された各ピニオン１４５と噛み合い、フォワードクラッチ１４２を介してトルクコンバータ１３０のインプットシャフト１３８に接続されている。
【００６３】
フォワードクラッチ１４２は、作動油供給制御装置からインプットシャフト１３８の図示しない中空部に供給された作動油により、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。フォワードクラッチ１４２のＯＦＦ時には、インプットシャフト１３８に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクがリングギヤ１４６に伝達される。一方、フォワードクラッチ１４２のＯＮ時には、リングギヤ１４６とサンギヤ１４４と各ピニオン１４５とが互いに相対回転することなく、インプットシャフト１３８に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクが直接サンギヤ１４４に伝達される。
【００６４】
リバースブレーキ１４３は、作動油供給制御装置から作動油が供給された図示しないブレーキピストンにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。リバースブレーキ１４３がＯＮ時には、切換用キャリヤ１４７がトランスアクスルケース１２２に固定され、各ピニオン１４５がサンギヤ１４４の周囲を公転できない状態となる。リバースブレーキ１４３がＯＦＦ時には、切換用キャリヤ１４７が解放され、各ピニオン１４５がサンギヤ１４４の周囲を公転できる状態となる。
【００６５】
ベルト式無段変速機１００のプライマリプーリ１５０は、前後進切換機構１４０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクを、ベルト２１０によりセカンダリプーリ１６０に伝達するものである。このプライマリプーリ１５０は、プライマリプーリ軸１５１と、プライマリ固定シーブ１５２と、プライマリ可動シーブ１５３と、プライマリピストン部１５４と、プライマリ油圧室１５５とにより構成されている。
【００６６】
プライマリプーリ軸１５１は、軸受２１１，２１２により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸１５１は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、作動油供給制御装置からプライマリ油圧室１５５に供給される作動油が流入する。
【００６７】
プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリ可動シーブ１５３と対向する位置にプライマリプーリ軸１５１と一体回転するように設けられている。ここでは、プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリプーリ軸１５１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、プライマリ固定シーブ１５２は、プライマリプーリ軸１５１の外周に一体的に形成されている。
【００６８】
プライマリ可動シーブ１５３は、プライマリプーリ軸１５１の外周面にスプライン嵌合することで、このプライマリプーリ軸１５１に軸方向に摺動可能に支持されている。このプライマリ固定シーブ１５２とプライマリ可動シーブ１５３との間、即ち、プライマリ固定シーブ１５２のプライマリ可動シーブ１５３に対向する面と、プライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対向する面との間で、Ｖ字形状のプライマリ溝２１０ａが形成されている。
【００６９】
プライマリピストン部１５４は、環状部材であり、プライマリプーリ軸１５１と同一回転軸を中心に配置されている。また、プライマリピストン部１５４は、プライマリ可動シーブ１５３を挟んでプライマリ固定シーブ１５２と軸方向において対向するように配置されている。このプライマリピストン部１５４の径方向内側端部は、プライマリプーリ軸１５１に固定される。従って、プライマリピストン部１５４は、プライマリ可動シーブ１５３と一体回転するように設けられている。
【００７０】
プライマリ油圧室１５５は、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２側に押圧することで、このプライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対する軸方向への移動及び移動の規制を行う位置決め油圧室であり、プライマリプーリ軸１５１と、プライマリ可動シーブ１５３と、プライマリピストン部１５４とにより形成される空間部である。プライマリ可動シーブ１５３には、軸方向の一方に突出、即ち、軸受２１２側に突出する環状の突出部１５３ａが形成されている。一方、プライマリピストン部１５４には、軸方向の他方向に突出、即ち、プライマリ可動シーブ１５３側に突出する環状の突出部１５５ａが形成されている。ここで、この突出部１５３ａと突出部１５５ａとの間には、例えば、シールリングなどのシール部材が設けられている。つまり、プライマリ油圧室１５５は、図示しないシール部材によりシールされている。
【００７１】
このプライマリ油圧室１５５には、プライマリプーリ軸１５１の図示しない作動油通路に流入した作動油供給制御装置からの作動油が供給される。つまり、プライマリ油圧室１５５に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力、即ち、プライマリ油圧室１５５の油圧により、プライマリ可動シーブ１５３を軸方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２に対して接近あるいは離隔させるものである。プライマリ油圧室１５５は、このプライマリ油圧室１５５の油圧により、プライマリ可動シーブ１５３をプライマリ固定シーブ１５２側に押圧することで、プライマリ溝２１０ａに巻き掛けられるベルト２１０に対するベルト挟圧力を発生させ、プライマリ可動シーブ１５３のプライマリ固定シーブ１５２に対する軸方向における位置を変更する。これにより、変速比を変更することができる。
【００７２】
一方、ベルト式無段変速機１００のセカンダリプーリ１６０は、ベルト２１０によりプライマリプーリ１５０に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをベルト式無段変速機１００の最終減速機１９０に伝達するものである。このセカンダリプーリ１６０は、セカンダリプーリ軸１６１と、セカンダリ固定シーブ１６２と、セカンダリ可動シーブ１６３と、セカンダリ油圧室１６４、セカンダリピストン部１６５とにより構成されている。
【００７３】
セカンダリプーリ軸１６１は、軸受２１３，２１４により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸１６１は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、作動油供給制御装置からセカンダリ油圧室１６４に供給される作動油が流入する。
【００７４】
セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリ可動シーブ１６３と対向する位置にセカンダリプーリ軸１６１と一体回転するように設けられている。ここでは、セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリプーリ軸１６１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、セカンダリ固定シーブ１６２は、セカンダリプーリ軸１６１の外周に一体的に形成されている。
【００７５】
セカンダリ可動シーブ１６３は、セカンダリプーリ軸１６１の外周面にスプライン嵌合することで、このセカンダリプーリ軸１６１に軸方向に摺動可能に支持されている。このセカンダリ固定シーブ１６２とセカンダリ可動シーブ１６３との間、即ち、セカンダリ固定シーブ１６２のセカンダリ可動シーブ１６３に対向する面と、セカンダリ可動シーブ１６３のセカンダリ固定シーブ１６２と対向する面との間で、Ｖ字形状のセカンダリ溝２１０ｂが形成されている。なお、１６６は、パーキングブレーキギヤである。
【００７６】
セカンダリ油圧室１６４は、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２側に押圧するものであり、セカンダリプーリ軸１６１と、セカンダリ可動シーブ１６３と、セカンダリプーリ軸１６１に固定された円板形状のセカンダリピストン部１６５とにより形成される空間部である。セカンダリ可動シーブ１６３には、軸方向の一方に突出、即ち、最終減速機１９０側に突出する環状の突出部１６３ａが形成されている。一方、セカンダリピストン部１６５には、軸方向の他方向に突出、即ち、セカンダリ可動シーブ１６３側に突出する環状の突出部１６５ａが形成されている。ここで、この突出部１６３ａと突出部１６５ａとの間には、例えば、シールリングなどの図示しないシール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油圧室１６４は、図示しないシール部材によりシールされている。
【００７７】
このセカンダリ油圧室１６４には、セカンダリプーリ軸１６１の図示しない作動油通路に流入した作動油供給制御装置からの作動油が供給される。つまり、セカンダリ油圧室１６４に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力、即ち、セカンダリ油圧室１６４の油圧により、セカンダリ可動シーブ１６３を軸方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２に対して接近あるいは離隔させるものである。セカンダリ油圧室１６４は、このセカンダリ油圧室１６４の油圧により、セカンダリ可動シーブ１６３をセカンダリ固定シーブ１６２側に押圧することで、セカンダリ溝２１０ｂに巻き掛けられるベルト２１０に対するベルト挟圧力を発生させ、ベルト２１０のプライマリプーリ１５０及びセカンダリプーリ１６０に対する接触半径を一定に維持する。
【００７８】
セカンダリプーリ１６０と最終減速機１９０との間には、動力伝達経路２００が配置されている。この動力伝達経路２００は、セカンダリプーリ軸１６１と平行なインターミディエイトシャフト２０１と、カウンタドライブピニオン２０２、カウンタドリブンギヤ２０３と、ファイナルドライブピニオン２０４とにより構成されている。インターミディエイトシャフト２０１は、軸受２１５，２１６により回転可能に支持されている。カウンタドライブピニオン２０２は、セカンダリプーリ軸１６１の軸線方向のうちパーキングブレーキギヤ１６６が固定されていない側に延在する部分に固定されており、軸受２１７，２１８により回転可能に保持されている。カウンタドリブンギヤ２０３は、インターミディエイトシャフト２０１に固定されており、カウンタドライブピニオン２０２と噛み合わされている。また、ファイナルドライブピニオン２０４は、インターミディエイトシャフト２０１に固定されている。
【００７９】
ベルト式無段変速機１００の最終減速機１９０は、動力伝達経路２００を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクを車輪２２０，２２０から路面に伝達するものである。この最終減速機１９０は、中空部が形成されたデフケース１９１と、ピニオンシャフト１９２と、デフ用ピニオン１９３，１９４と、サイドギヤ１９５，１９６とにより構成されている。
【００８０】
デフケース１９１は、軸受１９７，１９８により回転可能に支持されている。また、このデフケース１９１の外周には、リングギヤ１９９が設けられており、このリングギヤ１９９がファイナルドライブピニオン２０４と噛み合わされている。ピニオンシャフト１９２は、デフケース１９１の中空部に取付けられている。デフ用ピニオン１９３，１９４は、このピニオンシャフト１９２に回転可能に取付けられている。サイドギヤ１９５，１９６は、このデフ用ピニオン１９３，１９４の両方に噛み合わされている。このサイドギヤ１９５，１９６は、それぞれドライブシャフト２２１，２２２に固定されている。
【００８１】
ベルト式無段変速機１００のベルト２１０は、プライマリプーリ１５０を介して伝達されたエンジン１１０からの出力トルクをセカンダリプーリ１６０に伝達するものである。このベルト２１０は、プライマリプーリ１５０のプライマリ溝２１０ａとセカンダリプーリ１６０のセカンダリ溝２１０ｂとの間に巻き掛けられている。また、ベルト２１０は、例えば、多数の金属製の駒と複数本のスチールリングで構成された無端ベルトである。
【００８２】
ドライブシャフト２２１，２２２は、その一方の端部にそれぞれサイドギヤ１９５，１９６が固定され、他方の端部に車輪２２０，２２０が取付けられている。
【００８３】
作動油供給制御装置は、少なくともベルト式無段変速機１００の各構成部品の潤滑部分や、各油圧室（プライマリ油圧室１５５、セカンダリ油圧室１６４）に作動油を供給するものである。
【００８４】
ここで、上述したベルト式無段変速機１００の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）が、作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ１４２をＯＮ、リバースブレーキ１４３をＯＦＦとし、前後進切換機構１４０を制御する。これにより、インプットシャフト１３８とプライマリプーリ軸１５１が直結状態となる。つまり、遊星歯車装置１４１のサンギヤ１４４とリングギヤ１４６を直接連結し、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転方向と同一方向にプライマリプーリ軸１５１を回転させ、このエンジン１１０からの出力トルクをプライマリプーリ１５０に伝達する。プライマリプーリ１５０に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、ベルト２１０を介してセカンダリプーリ１６０に伝達され、このセカンダリプーリ１６０のセカンダリプーリ軸１６１を回転させる。
【００８５】
セカンダリプーリ１６０に伝達されたエンジン１１０の出力トルクは、セカンダリプーリ軸１６１から動力伝達経路２００のカウンタドライブピニオン２０２及びカウンタドリブンギヤ２０３を介して、インターミディエイトシャフト２０１に伝達され、インターミディエイトシャフト２０１を回転させる。インターミディエイトシャフト２０１に伝達された出力トルクは、ファイナルドライブピニオン２０４及びリングギヤ１９９を介して最終減速機１９０のデフケース１９１に伝達され、このデフケース１９１を回転させる。デフケース１９１に伝達されたエンジン１１０からの出力トルクは、デフ用ピニオン１９３，１９４及びサイドギヤ１９５，１９６を介してドライブシャフト２２１，２２２に伝達され、その端部に取付けられた車輪２２０，２２０に伝達され、車輪２２０，２２０を回転させ、車両は前進する。
【００８６】
一方、車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、ＥＣＵが、作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ１４２をＯＦＦ、リバースブレーキ１４３をＯＮとし、前後進切換機構１４０を制御する。これにより、遊星歯車装置１４１の切換用キャリヤ１４７がトランスアクスルケース１２２に固定され、各ピニオン１４５が自転のみを行うように切換用キャリヤ１４７に保持される。従って、リングギヤ１４６がインプットシャフト１３８と同一方向に回転し、このリングギヤ１４６と噛合っている各ピニオン１４５もインプットシャフト１３８と同一方向に回転し、この各ピニオン１４５と噛合っているサンギヤ１４４がインプットシャフト１３８と逆方向に回転する。つまり、サンギヤ１４４に連結されているプライマリプーリ軸１５１は、インプットシャフト１３８と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ１６０のセカンダリプーリ軸１６１、インターミディエイトシャフト２０１、デフケース１９１、ドライブシャフト２２１，２２２などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。
【００８７】
また、ＥＣＵは、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件と記憶部に記憶されているマップ（例えば、機関回転数とスロットル開度に基づく最適燃費曲線など）とに基づいて、エンジン１１０の運転状態が最適となるようにベルト式無段変速機１００の変速比を制御する。このベルト式無段変速機１００の変速比の制御には、変速比の変更と、変速の固定とがある。この変速比の変更、変速比の固定は、プライマリプーリ１５０のプライマリ油圧室１５５の油圧を制御することで行われる。
【００８８】
変速比の変更は、主に、作動油供給制御装置からプライマリ油圧室１５５への作動油の供給、あるいは、プライマリ油圧室１５５からプライマリプーリ１５０の外部への作動油の排出により、プライマリ可動シーブ１５３がプライマリプーリ軸１５１の軸方向に摺動し、プライマリ固定シーブ１５２とこのプライマリ可動シーブ１５３との間の間隔、即ち、プライマリ溝２１０ａの幅が調整される。これにより、プライマリプーリ１５０におけるベルト２１０の接触半径が変化し、プライマリプーリ１５０の回転数とセカンダリプーリ１６０の回転数との比である変速比が無段階（連続的）に制御される。また、変速比の固定は、主に、プライマリ油圧室１５５からプライマリプーリ１５０の外部への作動油の排出の禁止により行われる。
【００８９】
なお、セカンダリプーリ１６０においては、セカンダリ油圧室１６４に作動油供給制御装置から供給される作動油の油圧を図示しない挟圧力調圧バルブにより制御することで、セカンダリ固定シーブ１６２とこのセカンダリ可動シーブ１６３とによりベルト２１０を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ１５０とセカンダリプーリ１６０との間に巻き掛けられたベルト２１０のベルト張力が制御される。
【００９０】
実施例２の車両の制御装置では、ドライバの要求トルクに基づいて車両の走行に必要な要求出力が設定され、この要求出力に応じてエンジン１１０が制御される。この場合、ドライバの要求トルクに応じたエンジン１１０の出力を設定するとき、一般的に、最適燃費動作線を用いてエンジン１１０の目標エンジン回転数と目標エンジントルクを設定し、スロットル開度を制御することで、エンジン出力を制御している。
【００９１】
ところで、エンジン１１０の振動には、燃焼によりクランクシャフト１１１の微小な回転速度の変化の反作用としての回転振動成分（回転トルク変動）と、ピストンの上下往復移動の反作用としての上下振動成分（上下トルク変動）があり、この２種類の振動成分を適正に低減する必要がある。そこで、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１１０の回転数及び出力トルクを制御している。この場合、所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を表すマップを予め用意し、ドライバの要求トルクに応じてこのマップを用いてエンジン回転数及びエンジン出力トルクを設定している。
【００９２】
即ち、エンジン１１０の運転状態（エンジン回転数など）に応じて、回転振動成分と上下振動成分との大きさが異なり、両者が打ち消しあうことで、総合振動成分が両者単独の振動成分より小さくなる領域を見つける。この場合、エンジン形態に応じて発生する振動成分が異なることから、エンジン形態ごとに回転振動成分と上下振動成分とが打ち消しあい、総合振動成分が最小となる領域（エンジン回転数−エンジン出力トルク）を見つけ、マップ化しておく。
【００９３】
また、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン１１０の回転数及び出力トルクを制御すると共に、ベルト式無段変速機１００の変速比を制御している。
【００９４】
ここで、実施例２の車両の制御装置による駆動力制御について、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００９５】
実施例２の車両の制御装置による駆動力制御において、図７に示すように、ステップＳ３１にて、ＥＣＵは、アクセル開度と車速を読み込み、ステップＳ３２では、このアクセル開度と車速に基づいてドライバの要求トルクＴｒを算出する。ステップＳ３３にて、ドライバの要求トルクＴｒとドライブシャフトの回転数Ｎｄに基づいて車両の要求パワーＰｈを算出する。なお、ドライブシャフトの回転数Ｎｄは、駆動輪２２０，２２０に設けられた図示しない車輪速センサの検出結果に基づいて算出すればよい。
【００９６】
そして、ステップＳ３４にて、車両の要求パワーＰｈに基づいてエンジン指令パワーＰｅを算出し、ステップＳ３５では、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適静粛動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求める。この最適静粛動作線は、上述した実施例１で説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９７】
そして、ステップＳ３６にて、決定された目標エンジン回転数Ｎｅｔに基づいて目標スロットル開度を設定し、ステップＳ３７にて、ＥＣＵは、この目標スロットル開度に基づいて電子スロットル装置を駆動することで、エンジン１１０を制御する。
【００９８】
一方、ステップＳ３５で、目標エンジン回転数Ｎｅｔが設定されると、ステップＳ３８にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔとドライブシャフトの回転数に基づいてベルト式無段変速機１００の変速比を演算し、ステップＳ３９にて、ＥＣＵは、この変速比に基づいてベルト式無段変速機１００を制御する。
【００９９】
このように実施例２の車両の制御装置にあっては、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出すエンジン１１０と、ベルト式無段変速機１００を有し、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御している。
【０１００】
従って、エンジン回転数とエンジン出力トルクが制御され、燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうことで、別途に高精度な電気モータを設けることなく、エンジン１１０に発生する振動を低減することができ、また、製造コストの増加を抑制することができる。
【０１０１】
また、実施例２の車両の制御装置では、エンジン１１０の燃焼により発生するトルク変動と、エンジン１１０におけるピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、エンジン回転数及びエンジン出力トルクを制御すると共に、ベルト式無段変速機１００の変速比を制御している。従って、現在の車両のパワーを維持しながら、エンジン１１０や車両に発生する振動を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置及び車両の制御装置は、内燃機関の燃焼により発生するトルク変動とピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように機関回転数及び出力トルクを制御することで、製造コストの増加を抑制しながら内燃機関に発生する振動を低減可能とするものであり、いずれの内燃機関に適用しても好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の制御装置における概略構成図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【図３】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適静粛動作線を表す最小振動マップである。
【図４】実施例１のハイブリッド車両の制御装置における最適燃費動作線を表す最適燃費マップである。
【図５−１】内燃機関の低回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【図５−２】内燃機関の中回転時におけるトルク変動を表すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る車両の制御装置における概略構成図である。
【図７】実施例２の車両の制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１１ ハイブリッド車両
１２，１１０ エンジン（内燃機関）
１５ 動力分配統合機構
１６ モータ、ＭＧ１（発電機）
１９ モータ、ＭＧ２（電気モータ）
２０ ハイブリッド用電子制御ユニット、ハイブリッドＥＣＵ
２１ エンジン用電子制御ユニット、エンジンＥＣＵ
３３ モータ用電子制御ユニット、モータＥＣＵ
１００ ベルト式無段変速機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出す内燃機関において、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できる機関回転数と出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じて前記マップを用いて前記内燃機関の回転数及び出力トルクを設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能な車両において、
前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記電気モータの出力トルクを制御する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の出力トルクを車両の走行状態に応じた最適な変速比に制御可能な無段変速機を有する車両において、
前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記無段変速機の変速比を制御する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出す内燃機関において、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
所定の要求パワーに対して最適な静粛性を確保できる機関回転数と出力トルクとの関係を表すマップを有し、ドライバの要求トルクに応じて前記マップを用いて前記内燃機関の回転数及び出力トルクを設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能な車両において、
前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記電気モータの出力トルクを制御する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の出力トルクを車両の走行状態に応じた最適な変速比に制御可能な無段変速機を有する車両において、
前記内燃機関は、内部で燃料を燃焼させることで発生した熱エネルギによりピストンを往復移動させて回転エネルギとして取り出し可能であり、
前記内燃機関の燃焼により発生するトルク変動と、前記内燃機関における前記ピストンの往復移動により発生するトルク変動とが互いに打ち消しあうように、前記内燃機関の回転数及び出力トルクを制御すると共に、前記無段変速機の変速比を制御する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−５３７５７（Ｐ２０１０−５３７５７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８７１５（Ｐ２００８−２１８７１５）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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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