JP4197013B2

JP4197013B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP4197013B2
Application number: JP2006178669A
Authority: JP
Inventors: 秀人渡邉; 泰生清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: CN101096211A; JP2008006945A; US20080004780A1; DE102007000331A1; DE102007000331B4; CN101096211B; US7877184B2; CN102107659B; CN102107659A

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、車両の駆動トルクが比較的小さい場合にエンジンのトルク変動に起因して歯打ち音が発生することを防止する技術に関するものである。

エンジンと、第１、第２の電動機と、エンジンの動力を第１電動機及び出力軸に分割する歯車式動力分割機構とを有する第１駆動部の動力により車両の前後輪の一方を駆動するとともに、第３電動機を有して構成される第２駆動部の動力により前後輪の他方を駆動するタイプのハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッド車両においては、エンジンを停止して第２電動機が発生する動力により前後輪の一方を駆動して走行するモータ二輪走行、エンジンと第２電動機との両方で前後輪の一方を駆動して走行するハイブリッド二輪走行、およびそれ等の各走行モードにおいて必要に応じて第３電動機の動力により前後輪の他方を駆動するモータ四輪走行、ハイブリッド四輪走行などが可能である。
特開２００５−１６１９６１号公報

ところで、上記モータ走行とハイブリッド走行とを走行中に切り換えるために、走行中にエンジンの始動・停止を行うことが考えられるが、エンジンの始動或いは停止時には比較的大きなトルク変動が生じるため、第１駆動部のトルクが小さいと、そのエンジンのトルク変動により第１駆動部のトルクがゼロ点を跨いで変化する場合があり、歯車式動力分割機構で歯車のバックラッシにより歯打ち音が発生して快適性を損ねる恐れがある。

また、このようなハイブリッド車両においては、エンジンは一般に最適燃費で作動させられ、要求トルクに応じて第２電動機のトルク制御が行われるが、エンジンの回転速度が低いとトルク変動が大きくなるため、要求トルクが低くて第２電動機のトルクが０付近の場合に、エンジンが作動中であってもそのエンジンのトルク変動に起因して第１駆動部のトルクがゼロ点を跨いで変化し、同じく歯車式動力分割機構で歯車のバックラッシにより歯打ち音が発生することがある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、エンジンや電動機、動力分割機構等の歯車機構を有する第１駆動部を備えているハイブリッド車両において、車両の駆動トルクが比較的小さい場合にエンジンのトルク変動に起因して歯車機構で歯打ち音が発生することを防止することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) エンジン、第１電動機、および歯車機構を有して車両の前後輪の一方に駆動トルクを付与する第１駆動部と、(b) その第１駆動部とは別に設けられて、車両の前後輪の他方に駆動トルクを付与する第２駆動部と、(c) 前記第１駆動部と前記第２駆動部とのトルク分配を制御するトルク分配制御手段と、を備えているハイブリッド車両の制御装置において、(d) 前記エンジンのトルク変動に起因して前記歯車機構が歯打ち音を発生する条件として前記第１駆動部のトルクに関して予め定められた歯打ち音発生条件を満足するか否かを判断する歯打ち音発生判断手段と、(e) その歯打ち音発生判断手段により前記歯打ち音発生条件を満足する旨の判断が為された場合に、前記第１駆動部のトルクがその歯打ち音発生条件から外れるように、前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更する分配変更手段と、を有することを特徴とする。

第２発明は、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、(a) 前記歯打ち音発生条件は、前記エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に、前記第１電動機のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、(b) 前記分配変更手段は、前記第１電動機のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するものであることを特徴とする。

第３発明は、(a) エンジン、第１電動機、および歯車機構を有して車両の前後輪の一方に駆動トルクを付与する第１駆動部と、(b) その第１駆動部とは別に設けられて、車両の前後輪の他方に駆動トルクを付与する第２駆動部と、(c) 前記第１駆動部と前記第２駆動部とのトルク分配を制御するトルク分配制御手段と、を備えているハイブリッド車両の制御装置において、(d) 前記エンジンの運転を停止し前記第１電動機の動力により車輪を駆動するモータ走行モードと、それ等のエンジンおよび第１電動機の両方を作動させて車輪を駆動するハイブリッド走行モードとを切り換える走行モード切換手段と、(e) 前記モータ走行モードと前記ハイブリッド走行モードとの切り換えに伴う前記エンジンの始動要求および停止要求の少なくとも一方を検出する始動・停止検出手段と、(f) 前記エンジンのトルク変動に起因して前記歯車機構が歯打ち音を発生する条件として前記第１駆動部のトルクに関して予め定められた歯打ち音発生条件であって、前記始動・停止検出手段によって前記エンジンの始動要求または停止要求が検出された時に、前記第１駆動部のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であること、を満足するか否かを判断する歯打ち音発生判断手段と、(g) その歯打ち音発生判断手段により前記歯打ち音発生条件を満足する旨の判断が為された場合に、前記第１駆動部のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように、前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更する分配変更手段と、を有することを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、(a) 前記第２駆動部は、エネルギー回生可能な第２電動機を備えており、(b) 前記分配変更手段は、前記第２駆動部による駆動トルクを低減するために、必要に応じて前記第２電動機にエネルギー回生させて制動トルクを発生させることを特徴とする。

第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、前記第１駆動部および前記第２駆動部の両方で駆動トルクを発生して走行する場合に、前記分配変更手段は、その第１駆動部の駆動トルクを増大させて前記歯打ち音発生条件から外れるようにするとともに、要求駆動トルクに応じてその第１駆動部の駆動トルクを制御する一方、前記第２駆動部の駆動トルクを前記第１駆動部の駆動トルクの増大量に応じて定まる一定の値に保持することを特徴とする。

第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、(a) 前記分配変更手段によりトルク分配が変更された場合に車両挙動が不安定になることを検出または予測する車両挙動検出・予測手段と、(b) その車両挙動検出・予測手段によって車両挙動が不安定になることが検出または予測された場合に、前記分配変更手段によるトルク分配の変更を規制する変更規制手段と、を有することを特徴とする。

第１発明のハイブリッド車両の制御装置においては、第１駆動部が前後輪の一方に駆動トルクを付与する第１駆動部と、その第１駆動部とは別に設けられて前後輪の他方に駆動トルクを付与する第２駆動部と、それ等の第１駆動部と第２駆動部とのトルク分配を制御するトルク分配制御手段とを備えており、歯打ち音発生判断手段により歯打ち音発生条件を満足する旨の判断が為された場合には、第１駆動部のトルクがその歯打ち音発生条件から外れるようにトルク分配制御手段によるトルク分配が分配変更手段によって変更されるため、例えばエンジンの始動時や停止時等におけるエンジンのトルク変動に拘らず、第１駆動部のトルクがゼロ点を跨いで変化することを回避して、歯車機構の歯車のバックラッシにより歯打ち音が発生することを防止できる。また、第１駆動部と第２駆動部とのトルク分配を変更するだけであるため、全体の駆動トルクは同じであり、歯打ち音の発生を防止するための第１駆動部のトルク変化に拘らず、車両全体としては要求通りの駆動トルクが得られるとともに、制御が容易で装置が簡単且つ安価に構成される。

第２発明は、エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に第１電動機のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることが歯打ち音発生条件として定められている場合で、その歯打ち音発生条件を満足する場合には、第１電動機のトルクがその歯打ち音発生トルク領域から外れるようにトルク分配制御手段によるトルク分配が分配変更手段によって変更されるため、例えばエンジンがアイドル状態或いは最適燃費状態などで作動させられる際のトルク変動に起因して第１駆動部のトルクがゼロ点を跨いで変化することにより歯車機構の歯車のバックラッシで歯打ち音が発生することを防止することができる。

第３発明のハイブリッド車両の制御装置は実質的に第１発明の一実施態様で、第１発明と同様の作用効果が得られる。また、走行モード切換手段による走行モードの切り換えに伴ってエンジンが始動および停止させられるとともに、エンジンの始動要求または停止要求が検出された時に第１駆動部のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることが歯打ち音発生条件として定められている場合で、その歯打ち音発生条件を満足する場合には、第１駆動部のトルクがその歯打ち音発生トルク領域から外れるようにトルク分配制御手段によるトルク分配が分配変更手段によって変更されるため、エンジンの始動時或いは停止時のトルク変動に起因して第１駆動部のトルクがゼロ点を跨いで変化することにより歯車機構の歯車のバックラッシで歯打ち音が発生することを防止することができる。

第４発明は、第２駆動部がエネルギー回生可能な第２電動機を備えている場合で、分配変更手段は、第２駆動部による駆動トルクを低減する際に、必要に応じてその第２電動機にエネルギー回生させて制動トルクを発生させるため、歯打ち音の発生を防止するために第１駆動部のトルクを第２駆動部のトルクより大きな変化幅で増大させた場合でも、第２電動機のエネルギー回生により駆動トルクの変化を相殺することができる。

第５発明は、第１駆動部および第２駆動部の両方で駆動トルクを発生して走行する場合に、分配変更手段は、第１駆動部の駆動トルクを増大させて歯打ち音発生条件から外れるようにするとともに、要求駆動トルクに応じてその第１駆動部の駆動トルクを制御する一方、第２駆動部の駆動トルクを第１駆動部の駆動トルクの増大量に応じて定まる一定の値に保持するため、第１駆動部の駆動トルクが歯打ち音発生条件から外れるようにするために要求駆動トルクに応じて第１駆動部および第２駆動部のトルクをそれぞれ連続的に変化させる場合に比較して制御が容易になる。

第６発明は、分配変更手段によりトルク分配が変更された場合に車両挙動が不安定になることを検出または予測し、その場合には分配変更手段によってトルク分配を変更することが規制されるため、歯打ち音の発生を防止するためのトルク分配の変更で車両挙動が不安定になることを回避し、或いは抑制することができる。

第１駆動部は、少なくともエンジン、第１電動機、および歯車機構を有して構成されるが、主として発電機として用いられる第３電動機や有段或いは無段の変速機等を備えていても良いなど、種々のハイブリッド駆動部を採用できる。上記第１電動機や第２駆動部の第２電動機は、少なくとも電動モータとしての機能を有するものであれば良いが、電動モータおよび発電機の両方の機能を有するモータジェネレータが好適に用いられる。上記第３電動機は、発電機としての機能を有するだけでも良いが、電動モータおよび発電機の両方の機能を有するモータジェネレータを用いることもできる。

第１駆動部の歯車機構は、例えばエンジンの動力を出力部材および第３電動機に分割する動力分割用の遊星歯車装置、前後進を切り換える前後進切り換え用の遊星歯車装置、或いは変速比を段階的に変化させる遊星歯車式の自動変速機などで、必要に応じてクラッチやブレーキなどの断続装置が設けられる。本発明は、この歯車機構にダンパ等を介してエンジンが機械的に接続される場合に特に有効であるが、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在させられている場合でも、エンジンのトルク変動で歯打ち音が発生する場合には、本発明が有効に適用され得る。

分配変更手段は、第１電動機のトルクを増大させるようにしても良いし、第１電動機のトルクを減少させるようにしても良い。このような電動機のトルクの減少は、力行トルクを低減する場合だけでなく、電動機としてエネルギー回生が可能なモータジェネレータを採用した場合には、エネルギー回生のための回生制御により制動トルクを発生させる場合も含む。

第２駆動部は、単一の駆動源により左右の車輪に駆動トルクを付与するものでも良いが、左右の車輪に別々に駆動トルクを付与する一対の駆動源を備えている場合でも良い。駆動源としては、例えば電動モータが用いられるが、回生制御によるエネルギー回生が可能なモータジェネレータを採用することが望ましい。

第２発明では、エンジンが所定の作動状態で作動させられる時に、第１電動機のトルクが所定の歯打ち音発生トルク領域の範囲内か否かによって歯打ち音が発生するか否かを判断するが、エンジンの作動状態に応じてエンジントルクが一義的に定まる場合には、そのエンジントルクも含めた第１駆動部の全体のトルクが所定の歯打ち音発生トルク領域の範囲内か否かによって判断することも可能で、その場合も第２発明の一実施態様である。すなわち、(a) 前記歯打ち音発生条件は、前記エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に、前記第１駆動部のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、(b) 前記分配変更手段は、前記第１駆動部のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するように構成されても良いのである。

上記エンジンの所定の作動状態は、例えばスロットル弁開度が全閉のアイドル状態や、最適燃費となる作動状態などで、複数の作動状態で本発明を実施する場合には、その作動状態に応じて上記歯打ち音発生トルク領域が別々に設定されるようにすることが望ましい。

第３発明では、エンジンの始動時または停止時に、第１駆動部のトルクが所定の歯打ち音発生トルク領域の範囲内か否かによって歯打ち音が発生するか否かを判断するが、エンジンの始動時にはエンジントルク＝０であるため、第１電動機のトルクが第１駆動部のトルクになる一方、エンジンを停止させる際も、例えばエンジンがアイドル状態或いは最適燃費作動状態等の一定の作動状態で作動させられている場合には、その作動状態に応じてエンジントルクが一義的に定まるため、エンジントルクを差し引いて定められた歯打ち音発生トルク領域と第１電動機のトルクとを比較して判断することも可能であり、このように第１電動機のトルクに基づいて歯打ち音の発生判断を行う場合も第３発明の一実施態様である。すなわち、(a) 前記歯打ち音発生条件は、前記始動・停止検出手段によって前記エンジンの始動要求または停止要求が検出された時に、前記第１電動機のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、(b) 前記分配変更手段は、前記第１電動機のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように、前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するように構成されても良いのである。

第３発明は、エンジンの始動時または停止時のトルク変動に起因する歯打ち音の発生を防止するために前後輪のトルク分配を変更するもので、第１発明の一実施態様であるが、第１発明の実施に際しては、例えば(a) 前記歯打ち音発生条件は、前記エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に、前記第１電動機のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、(b) 前記分配変更手段は、前記第１電動機のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するように構成される。また、(a) 前記歯打ち音発生条件は、前記エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に、前記第１駆動部のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、(b) 前記分配変更手段は、前記第１駆動部のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するように構成することもできる。

第１発明や第３発明のトルク分配制御手段は、例えば第１駆動部側のトルク分配比ａ（０＜ａ≦１）と第２駆動部側のトルク分配比ｂ（０≦ｂ＜１、ａ＋ｂ＝１）とを連続的に変化させるように構成され、分配変更手段も、例えばそれ等の分配比ａ、ｂを各設定範囲内で変更するように構成されるが、例えば第２駆動部側で制動トルクを発生させる場合をマイナスとして、トルク分配比ｂをマイナス側まで拡大して設定できるようにするとともに、ａ＋ｂ＝１となるようにトルク分配比ａを１より大きな値まで設定できるようにすることも可能である。何れにしても、第１駆動部および第２駆動部を合わせた駆動トルクが要求駆動トルクとなるように、トルク分配比等に応じて駆動トルクを分配すれば良く、第２駆動部側の駆動トルクがマイナスの場合は、その分だけ第１駆動部側の駆動トルクを増大させれば良い。

また、上記分配変更手段は、第１駆動部のトルクが歯打ち音発生条件から外れることを条件として、上記トルク分配比ａおよびｂを一定の値とすることも可能で、例えばａ＝１、ｂ＝０とし、第１駆動部のみで走行するようにしても良い。

第５発明では、例えば第１駆動部の駆動トルクの増大量を先に決めて、その増大量に応じて第２駆動部の駆動トルクが定められるように構成されるが、第２駆動部の駆動トルクを例えば０等の予め定められた設定値まで低下させた場合に、その低下量に応じて第１駆動部の駆動トルクを増大させることにより歯打ち音発生条件から外れるか否かを判断し、歯打ち音発生条件から外れる場合には、その増大量だけ第１駆動部の駆動トルクを増大させる一方、第２駆動部の駆動トルクを上記設定値とするようにしても良い。

第６発明の車両挙動検出・予測手段は、例えば複数の車輪速度に差が生じて車両の挙動が実際に不安定になったことを検出したり、不安定になりそうなことを予測したり、或いは路面の摩擦係数μや勾配等の走行環境、操舵角や車速などの運転状態などから、第１駆動部等のトルクを変更した場合に車両の挙動が不安定になることを予測したりするように構成される。

上記車両挙動検出・予測手段によって車両挙動が不安定になることが検出または予測された場合に、分配変更手段によるトルク分配の変更を規制する変更規制手段は、例えば分配変更手段によるトルク分配の変更を禁止或いは中止するように構成されるが、そのトルク分配の変更量を所定値以下、或いは所定割合以下等に制限するだけでも良いし、トルク分配の変更を通常よりも小さな変化速度で緩やかに行うようにするだけでも良いなど、種々の態様が可能である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された前後輪駆動型すなわち四輪駆動型のハイブリッド車両１０の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。このハイブリッド車両１０は、前輪３８Ｒ、３８Ｌを駆動する主駆動装置１２と、後輪４８Ｒ、４８Ｌを駆動する副駆動装置１４とを備えており、主駆動装置１２は第１駆動部に相当し、副駆動装置１４は第２駆動部に相当する。

上記主駆動装置１０は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるエンジン１６と、それぞれ電動モータおよび発電機として選択的に機能する第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１８とを同軸上に備えている。エンジン１６は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θ_THを電気的に制御できるスロットルアクチュエータ２０を備えているとともに、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在することなく、ダンパ２２を介して入力軸２４に機械的に接続されている。第１モータジェネレータＭＧ１は、主として発電機として使用されるもので第３電動機に相当する一方、第２モータジェネレータＭＧ２は、主として電動モータとして使用されるもので第１電動機に相当する。

遊星歯車装置１８は歯車機構に相当し、本実施例ではエンジン１６の動力を出力部材である出力スプロケット２６および第１モータジェネレータＭＧ１に分割する動力分割機構として機能する。すなわち、遊星歯車装置１８のキャリアＣ１には入力軸２４が一体的に連結されている一方、リングギヤＲ１には出力スプロケット２６が一体的に連結されているとともに、サンギヤＳ１には第１モータジェネレータＭＧ１のロータが一体的に連結されており、キャリアＣ１がエンジン１６により所定のトルクで回転駆動されると、サンギヤＳ１に連結された第１モータジェネレータＭＧ１の反力トルク（制動トルク）に応じたトルクでリンギヤＲ１、更には出力スプロケット２６が回転駆動される。出力スプロケット２６にはまた、前記第２モータジェネレータＭＧ２のロータが一体的に連結されており、その第２モータジェネレータＭＧ２によっても回転駆動されるようになっている。

上記出力スプロケット２６は、チェーン２８を介してカウンタ軸３０に機械的に接続されており、そのカウンタ軸３０に伝達されたトルクは、更に減速装置３２、差動歯車装置３４、および１対の車軸３６Ｒ、３６Ｌを介して１対の前輪３８Ｒ、３８Ｌへ伝達されるようになっている。なお、図１では、前輪３８Ｒ、３８Ｌの舵角を変更する操舵装置が省略されている。

一方、前記副駆動装置１４は、電動モータおよび発電機として選択的に機能するリヤモータジェネレータＭＧＲを備えており、そのリヤモータジェネレータＭＧＲから出力されたトルクは、減速装置４２、差動歯車装置４４、および１対の車軸４６Ｒ、４６Ｌを介して１対の後輪４８Ｒ、４８Ｌへ伝達されるようになっている。リヤモータジェネレータＭＧＲは、エネルギー回生が可能な第２電動機に相当する。

図２は、本実施例のハイブリッド車両１０に備えられた制御系統の要部を説明する図である。エンジン制御装置５０、ハイブリッド制御装置５２、ブレーキ制御装置５６は、何れもＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を有する所謂マイクロコンピュータを備えて構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の制御を実行する。また、上記の制御装置５０、５２、５６は、相互に通信可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置へ適宜送信されるようになっている。

エンジン制御装置５０は、エンジン１６のトルク制御を実行するもので、前記スロットルアクチュエータ２０によりスロットル弁開度θ_THを制御する他、燃料噴射量制御のために図示しない燃料噴射弁を制御したり、点火時期制御のために図示しないイグナイタを制御したりする。また、定常走行等の所定の運転状態では、最適燃費でエンジン１６を作動させるようにスロットルアクチュエータ２０や燃料噴射量などを制御する。

ハイブリッド制御装置５２は、バッテリー等の蓄電装置５８から第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２に供給される駆動電流や、それ等の第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２から蓄電装置５８へ供給される発電電流、或いは第１モータジェネレータＭＧ１から第２モータジェネレータＭＧ２に供給される発電電流（駆動電流）、などを制御するインバータ６０を制御するためのＭＧ制御装置６２と、蓄電装置５８からリヤモータジェネレータＭＧＲに供給される駆動電流や、そのリヤモータジェネレータＭＧＲから蓄電装置５８へ供給される発電電流を制御するインバータ６４を制御するためのＭＧＲ制御装置６６とを備えている。そして、例えば図４に示すように運転状態や走行環境などに応じて複数の走行モードを切り換えて走行するようになっており、そのために必要な各種の情報、例えばアクセルペダル６８の操作量Ａccや蓄電装置５８の蓄電量（残容量）ＳＯＣ、車速Ｖ、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、ＭＧＲの回転速度などを表す信号がセンサ等から供給されるようになっている。

図４の「モータ二輪走行モード」は、エンジン１６の運転を停止し、第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御して走行するもので、低速の軽負荷走行時等に選択される。「ハイブリッド二輪走行モード」は、エンジン１６を主動力源として走行するもので、第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御するとともに、その回生制御で得られた電気エネルギーで第２モータジェネレータＭＧ２を補助的に力行制御するようになっており、定常走行時や蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが少ない時の軽負荷走行時等に選択される。「モータ四輪走行モード」は、エンジン１６の運転を停止し、第２モータジェネレータＭＧ２およびリヤモータジェネレータＭＧＲを力行制御して走行するもので、発進時等に選択される。「ハイブリッド四輪走行モード」は、エンジン１６を作動させるとともに、第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御して得られた電気エネルギーや蓄電装置５８の電気エネルギーで第２モータジェネレータＭＧ２およびリヤモータジェネレータＭＧＲを力行制御して走行するもので、加速時や蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが少ない時の発進時、或いは路面の摩擦係数μが低い低μ路走行時等に選択される。「減速制動走行モード」は、第２モータジェネレータＭＧ２およびリヤモータジェネレータＭＧＲを回生制御することにより、車両に制動トルクを付与するとともにエネルギー回生を行って蓄電装置５８を充電するもので、アクセルＯＦＦの減速時等に選択される。上記「モータ二輪走行モード」および「モータ四輪走行モード」はモータ走行モードで、「ハイブリッド二輪走行モード」および「ハイブリッド四輪走行モード」はハイブリッド走行モードである。

上記図４の各走行モードは一例で、前進走行時のものであり、後進時には第２モータジェネレータＭＧ２を逆回転方向へ力行制御する。また、エンジン１６の始動時には、第１モータジェネレータＭＧ１を力行制御してクランキングする。なお、図４のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、ＭＧＲの欄の「○」は、駆動トルクを発生する力行制御を意味し、「●」は、エネルギー回生を行う回生制御を意味している。

図２に戻って、前記ブレーキ制御装置５６は、油圧ブレーキ制御回路７０を介して各車輪３８Ｒ、３８Ｌ、４８Ｒ、４８Ｌに設けられたホイールブレーキ７２Ｒ、７２Ｌ、７４Ｒ、７４Ｌの制動トルクを制御するものである。このブレーキ制御装置５６には、各車輪に設けられた車輪速センサから各車輪の回転速度を表す信号が供給されるようになっており、低μ路などにおける発進走行時や制動時、旋回時の車両の安定性を高めるために、ＴＲＣ（トラクションコントロール）制御やＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御、ＶＳＣ（ヴィークルスタビリティコントロール）制御などを実行する。上記ホイールブレーキ７２Ｒ、７２Ｌ、７４Ｒ、７４Ｌは制動装置である。このブレーキ制御装置５６には、ＴＲＣ制御等に必要な前後加速度Ｇやヨーレートなどを表す信号が加速度センサやヨーレートセンサなどから供給される。

一方、図３は、前記ハイブリッド制御装置５２が備えている各種の機能を説明する機能ブロック線図である。図３において、要求トルク算出手段８０は、例えばアクセル操作量Ａccおよび車速Ｖをパラメータとして予め定められたマップや演算式などに基づいて、運転者が車両に要求する要求駆動トルクＴ_Dを算出する。走行モード切換手段８２は、その要求駆動トルクＴ_Dや車速Ｖ、車両加速度、蓄電量ＳＯＣなどに基づいて、例えば図４に示す複数の走行モードの一つを選択するとともに、要求駆動トルクＴ_D等の変化に応じて走行モードを順次切り換える。トルク分配制御手段８４は、走行モード切換手段８２によって前記「モータ四輪走行モード」或いは「ハイブリッド四輪走行モード」が選択された場合に、運転状態や走行環境などに応じて前後輪のトルク分配を制御するもので、例えば加速度センサによって検出される前後加速度Ｇに基づいて車体の荷重を担う前輪３８Ｒおよび３８Ｌと後輪４８Ｒおよび４８Ｌとの間の荷重分配比を決定するとともに、その荷重分配比に基づいてフロント側トルク分配比Ｋ_tfおよびリヤ側トルク分配比Ｋ_tr（Ｋ_trは１よりも小さい値で、Ｋ_tf＋Ｋ_tr＝１）を決定する。リヤ側トルク分配比Ｋ_trは、例えば静的後輪荷重分配比Ｋ_trwに前後加速度Ｇから求められる路面傾斜角度θ_Lに基づいて決定される補正値 (sin θ_L・Ｋ) を加えることによって算出される。本実施例では、リヤ側トルク分配比Ｋ_trをマイナスとすることも可能で、その場合はリヤモータジェネレータＭＧＲを回生制御して制動トルクを発生させる一方、Ｋ_tf＋Ｋ_tr＝１となるようにフロント側トルク分配比Ｋ_tfが１より大きな値とされる。なお、走行モード切換手段８２によって「モータ二輪走行モード」或いは「ハイブリッド二輪走行モード」が選択された場合は、フロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とする。

フロント側駆動トルク制御手段８６は、要求トルク算出手段８０により算出された要求駆動トルクＴ_Dとトルク分配制御手段８４により決定されたフロント側トルク分配比Ｋ_tf或いはリヤ側駆動トルクＴ_Rとに基づいてフロント側駆動トルクＴ_F（＝Ｔ_D×Ｋ_tfまたはＴ_D−Ｔ_R）を算出し、そのフロント側駆動トルクＴ_Fが得られるようにエンジン１６およびモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のトルク制御を行う。また、走行モード切換手段８２によって選択された走行モードに応じて、エンジン１６の運転を停止したり作動させたりするとともに、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを制御する。リヤ側駆動トルク制御手段８８は、要求トルク算出手段８０により算出された要求駆動トルクＴ_Dとトルク分配制御手段８４により決定されたリヤ側トルク分配比Ｋ_tr或いはフロント側駆動トルクＴ_Fとに基づいてリヤ側駆動トルクＴ_R（＝Ｔ_D×Ｋ_trまたはＴ_D−Ｔ_F）を算出し、そのリヤ側駆動トルクＴ_Rが得られるようにリヤモータジェネレータＭＧＲのトルク制御を行う。このようにフロント側およびリヤ側の駆動トルクＴ_FおよびＴ_Rが制御されることにより、車両全体として運転者の要求駆動トルクＴ_Dが発生させられる。上記モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、ＭＧＲのトルク制御は、力行トルクを発生する力行制御だけでなく、制動トルクを発生する回生制御も含む。

ここで、上記フロント側駆動トルクＴ_Fが比較的小さい場合に、ハイブリッド走行モードとモータ走行モードとを切り換えるためにエンジン１６が始動または停止させられると、エンジン１６の始動時や停止時には比較的大きなトルク変動が生じるため、そのエンジン１６のトルク変動によりフロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化させられることにより、遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生して快適性を損ねる恐れがある。このため、本実施例のハイブリッド制御装置５２は、そのような歯打ち音が発生する恐れがある場合には、前後輪のトルク分配を変更してフロント側駆動トルクＴ_Fを増加させることにより、歯打ち音の発生を防止する歯打ち音発生防止手段１００を備えている。

歯打ち音発生防止手段１００は、始動・停止検出手段１０２、歯打ち音発生判断手段１０４、分配変更手段１０６、車両挙動予測手段１０８、および変更規制手段１１０を機能的に備えており、図５のフローチャートに従って信号処理を行う。図５のステップＳ１は始動・停止検出手段１０２に相当し、ステップＳ２は歯打ち音発生判断手段１０４に相当し、ステップＳ４は分配変更手段１０６に相当し、ステップＳ３は車両挙動予測手段１０８に相当し、ステップＳ６は変更規制手段１１０に相当する。また、図６および図７は、この歯打ち音発生防止手段１００によって歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクやリヤ側トルク分配比Ｋ_trの変化を示すタイムチャートの一例である。上記車両挙動予測手段１０８は車両挙動検出・予測手段に相当し、本実施例では車両挙動が不安定になるか否かを予測するものである。

図５のステップＳ１では、前記走行モード切換手段８２によりハイブリッド走行モードとモータ走行モードとの切換判断が為されることにより、フロント側駆動トルク制御手段８６にエンジン１６を始動または停止するための始動要求或いは停止要求が供給されたか否かを判断する。エンジン１６の始動要求および停止要求が何れも供給されない場合はそのまま終了するが、始動要求或いは停止要求が供給された場合にはステップＳ２以下を実行する。図６、図７の時間ｔ₁は、アクセルペダル６８が踏込み操作されることにより、「モータ四輪走行モード」で車両を発進させる発進制御が開始された時間で、所定のトルク分配で前輪３８Ｒ、３８Ｌ、および後輪４８Ｒ、４８Ｌが駆動される。また、時間ｔ₂は、「モータ四輪走行モード」から「ハイブリッド四輪走行モード」への切換判断によりエンジン１６の始動要求が為され、ステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）となった時間で、時間ｔ₃は、「ハイブリッド四輪走行モード」から「モータ四輪走行モード」への切換判断によりエンジン１６の停止要求が為され、ステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）となった時間である。なお、図６、図７の「車両駆動トルク」の欄において、実線で示す全体の駆動トルクは前記要求駆動トルクＴ_Dと同じ大きさであり、その全体の駆動トルクＴ_Dと一点鎖線で示すフロント側駆動トルクＴ_Fとの差（Ｔ_D−Ｔ_F）はリヤ側駆動トルクＴ_Rとなる。

ステップＳ２では、予め定められた歯打ち音発生条件を満足するか否かを判断する。歯打ち音発生条件は、フロント側駆動トルクＴ_Fが予め定められた歯打ち音発生トルク領域Ａ（図６、図７参照）の範囲内であることで、この歯打ち音発生トルク領域Ａは、エンジン１６の始動時や停止時のトルク変動によってフロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点以下まで変化するような比較的低いトルク領域であり、エンジン１６の始動時や停止時のトルク変動幅に基づいて設定されている。エンジン１６の始動時と停止時とでトルク変動幅が異なる場合には、始動時と停止時とで歯打ち音発生トルク領域Ａを別々に設定するようにしても良い。また、主駆動装置１２の出力部材である出力スプロケット２６部分のトルクに基づいて歯打ち音発生条件を設定したり、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクのみに基づいて歯打ち音発生条件を設定したりすることもできる。そして、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａよりも高い場合は直ちにステップＳ５を実行し、フロント側駆動トルク制御手段８６によってエンジン１６の始動或いは停止制御が実行されることを許可するが、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａの範囲内の場合にはステップＳ３以下を実行する。

ステップＳ３では、歯打ち音の発生を防止するために前後輪のトルク分配を変更した場合に車両の挙動が不安定になるか否かを予測し、不安定になる場合はステップＳ６以下を実行し、不安定になる恐れがなければステップＳ４を実行する。車両挙動が不安定になるか否かは、例えば路面の摩擦係数μが低い低μ路の場合には車両挙動が不安定になると判断（予測）するように定められ、低μ路か否かは、例えば車輪３８Ｒ、３８Ｌ、４８Ｒ、４８Ｌのスリップ状態や外気温度などから判断できるとともに、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等により外部から提供される路面状態情報等を利用することも可能である。この他、路面の勾配や操舵角、車速Ｖ、前後加速度Ｇ、ヨーレートなどを考慮して判断するようにしても良い。

上記ステップＳ３で車両挙動が不安定になる恐れがないと判断した場合は、ステップＳ４を実行し、フロント側駆動トルクＴ_Fが前記歯打ち音発生トルク領域Ａを超えるように、前記フロント側トルク分配比Ｋ_tfおよびリヤ側トルク分配比Ｋ_trを変更する。具体的には、フロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とした場合に、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａを超えるか否かを判断し、超える場合はフロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とすることにより、実質的に主駆動装置１２のみで走行する「ハイブリッド二輪走行モード」とする。また、Ｋ_tf＝１、Ｋ_tr＝０とするだけではフロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａを超えない場合は、超えるようにフロント側トルク分配比Ｋ_tfを１よりも大きくするとともに、リヤ側トルク分配比Ｋ_trをマイナスにする。このようにフロント側トルク分配比Ｋ_tfおよびリヤ側トルク分配比Ｋ_trが変更されることにより、フロント側の主駆動装置１２については、フロント側駆動トルク制御手段８６により第２モータジェネレータＭＧ２のトルクが増大させられる一方、リヤ側の副駆動装置１４については、リヤ側駆動トルク制御手段８８によりリヤモータジェネレータＭＧＲのトルクが減少させられる。

そして、このようにトルク分配が変更され、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａを超えた状態でステップＳ５が実行され、エンジン１６が始動或いは停止させられる。これにより、エンジン１６の始動或いは停止時の比較的大きなトルク変動に拘らず、フロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化して遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することが防止される。ステップＳ４のトルク分配変更制御は、エンジン１６が完全に始動或いは停止する一定時間後、或いは始動、停止を確認した後に終了させられ、元のトルク分配に戻される。

図６は、ステップＳ４のトルク分配の変更により、フロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とされた場合である。図６の「車両駆動トルク」および「リヤ側トルク分配比Ｋ_tr」の欄の点線は、それぞれ歯打ち音発生防止制御を行わない場合のフロント側駆動トルクＴ_F、リヤ側トルク分配比Ｋ_trを示したもので、エンジン１６の始動時や停止時にフロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａの範囲内にあるため、遊星歯車装置１８が歯打ち音を発生する可能性がある。

また、図７は、フロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とするだけでは、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａから脱しない場合に、フロント側トルク分配比Ｋ_tfを１より大きくするとともに、リヤ側トルク分配比Ｋ_trをマイナスとした場合で、副駆動装置１４のリヤモータジェネレータＭＧＲはリヤ側駆動トルク制御手段８８により回生制御されて制動トルクを発生する。これにより、全体の駆動トルクＴ_Dが比較的小さい場合、すなわち歯打ち音発生トルク領域Ａの範囲内にある場合でも、主駆動装置１２の遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することが防止される。

上記ステップＳ４を実行する分配変更手段１０６は、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａから外れるように第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを増大させるトルク変更手段として機能しているとともに、そのトルク増加に伴う駆動トルクの変化を相殺するようにリヤ側駆動トルクＴ_Rを低下させる相殺手段として機能している。

なお、上記ステップＳ４でトルク分配を実際に変更した後、或いはトルク分配を徐々に変更しながら、各車輪３８Ｒ、３８Ｌ、４８Ｒ、４８Ｌの回転速度に差が生じるなどして実際に車両の挙動が不安定になりかけたことを検出する車両挙動検出手段を、前記車両挙動予測手段１０８とは別に設けるか、或いは車両挙動予測手段１０８の代りに設け、実際に車両の挙動が不安定になりかけたことを検出した場合に、トルク分配の変更を途中で中止したり、元に戻したりするように構成することも可能である。

一方、前記ステップＳ３の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち車両の挙動が不安定になると判断した場合は、ステップＳ６で上記トルク分配の変更を中止する。また、ステップＳ７では、エンジン１６の始動要求や停止要求に従って始動或いは停止することを許可するか、または歯打ち音の発生を防止するために始動要求や停止要求に拘らずその始動、停止を禁止する。これは、制御プログラム上において設計段階で任意に選択できるように設けられており、例えば歯打ち音の発生を防止する要求が高い車両の場合には、エンジン１６の始動要求や停止要求に拘らずステップＳ２またはＳ３の判断がＮＯ（否定）になるまでその始動、停止を禁止するように設定され、歯打ち音の発生を防止する要求が低い車両の場合には、エンジン１６の始動要求や停止要求に従って始動或いは停止することを許可するように設定される。運転者が任意に選択できるようにすることも可能である。

このように、本実施例の四輪駆動型のハイブリッド車両１０においては、走行モード切換手段８２によりハイブリッド走行モードとモータ走行モードとの切換判断が為されることにより、フロント側駆動トルク制御手段８６にエンジン１６を始動または停止するための始動要求または停止要求が供給されてステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）になると、ステップＳ２でフロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａの範囲内であるか否かを判断し、歯打ち音発生トルク領域Ａの範囲内である場合には、ステップＳ３以下を実行し、ステップＳ４でフロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａから外れるように前後輪のトルク分配を変更し、フロント側の第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを増大させてフロント側駆動トルクＴ_Fを大きくする。これにより、エンジン１６の始動或いは停止時の比較的大きなトルク変動に拘らず、フロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化して遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することが防止される。

また、フロント側の第２モータジェネレータＭＧ２のトルクの増加に伴う駆動トルクの変化を相殺するようにリヤ側駆動トルクＴ_Rが低下させられるため、歯打ち音の発生を防止するためのフロント側駆動トルクＴ_Fの増加に起因して車両の駆動トルクＴ_Dが変化することが適切に防止され、要求通りの駆動トルクＴ_Dが得られる。その場合に、本実施例では前後輪のトルク分配比Ｋ_tf、Ｋ_trを変更するだけであるため、制御が容易で装置が簡単且つ安価に構成される。

また、本実施例では、フロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０とした場合に、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａを超えるか否かを判断し、超える場合はフロント側トルク分配比Ｋ_tf＝１、リヤ側トルク分配比Ｋ_tr＝０として主駆動装置１２のみで走行するため、フロント側駆動トルクＴ_Fが歯打ち音発生トルク領域Ａから外れるようにするために要求駆動トルクＴ_Dに応じてトルク分配比Ｋ_tf、Ｋ_trが連続的に変化させられ、それに伴ってフロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rをそれぞれ連続的に変化させる場合に比較して制御が容易である。

また、本実施例では、必要に応じてフロント側トルク分配比Ｋ_tfを１より大きくするとともにリヤ側トルク分配比Ｋ_trをマイナスとし、リヤモータジェネレータＭＧＲを回生制御することにより制動トルクを発生させるため、歯打ち音の発生を防止するためにフロント側駆動トルクＴ_Fをリヤ側駆動トルクＴ_Rよりも大きな変化幅で増大させた場合でも、リヤモータジェネレータＭＧＲの回生制御で制動トルクを発生させることにより全体の駆動トルクＴ_Dの変化を相殺することができる。

また、本実施例では、ステップＳ４でトルク分配を変更する前に、ステップＳ３で車両挙動が不安定になるか否かを予測し、不安定になると判断した場合にはステップＳ６でトルク配分の変更を中止するため、歯打ち音の発生を防止するためのトルク分配の変更で車両挙動が不安定になることを回避できる。

また、上記実施例は、エンジン１６の始動時および停止時のトルク変動に起因する歯打ち音の発生を防止するためのものであるが、エンジン１６の作動中においても、そのトルク変動に起因してフロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化し、遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することがある。すなわち、ハイブリッド車両１０のエンジン１６は一般に最適燃費で作動させられ、要求駆動トルクＴ_Dに応じて第２モータジェネレータＭＧ２のトルク制御が行われるため、そのような最適燃費での作動時にエンジン回転速度が低くなると、そのトルク変動が大きくなって歯打ち音を発生することがあるのである。

図８の歯打ち音発生防止手段１２０は、このようにエンジン１６の作動中におけるトルク変動に起因してフロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化し、遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することを防止するためのもので、歯打ち音発生判断手段１２２、トルク変更手段１２４、相殺手段１２６、車両挙動予測手段１２８、および変更規制手段１３０を機能的に備えており、図９のフローチャートに従って信号処理を行う。図９のステップＲ２は歯打ち音発生判断手段１２２に相当し、ステップＲ４はトルク変更手段１２４に相当し、ステップＲ５は相殺手段１２６に相当し、ステップＲ３は車両挙動予測手段１２８に相当し、ステップＲ６は変更規制手段１３０に相当する。また、図１０、図１１は、この歯打ち音発生防止手段１２０によって歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクの変化を示すタイムチャートの一例で、図１０は「ハイブリッド四輪走行モード」での加速走行の場合、図１１は「モータ四輪走行モード」での走行時に一時的に「ハイブリッド四輪走行モード」へ切り換えられた場合である。なお、図９のステップＲ３（車両挙動予測手段１２８）およびステップＲ６（変更規制手段１３０）は、それぞれ前記図５のステップＳ３およびステップＳ６と実質的に同じ信号処理を行うものであり、詳しい説明を省略する。但し、図８および図９の実施態様は、本発明の実施例とは異なるもので、参考例である。

図９のステップＲ１では、エンジン１６が作動中であるか、或いはエンジン１６の停止中に始動要求が為されたか否かを判断し、作動中の場合或いは始動要求が為された場合にはステップＲ２以下を実行する。ステップＲ２では、予め定められた歯打ち音発生条件を満足するか否かを判断する。歯打ち音発生条件は、フロント側の第２モータジェネレータＭＧ２のトルク（ＭＧ２トルク）が予め定められた歯打ち音発生トルク領域Ｂ（図１０、図１１参照）の範囲内であることで、この歯打ち音発生トルク領域Ｂは、エンジン１６が最適燃費で作動させられている場合のトルク変動によってフロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点以下まで変化するような比較的小さいトルク領域であり、エンジン１６が最適燃費で作動させられている時のトルク変動幅に基づいて設定されている。前記実施例のように、エンジン１６のトルクを加えたフロント側駆動トルクＴ_Fに基づいて歯打ち音発生条件を設定したり、主駆動装置１２の出力部材である出力スプロケット２６部分のトルクに基づいて歯打ち音発生条件を設定したりすることもできる。そして、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂから外れている場合には、歯打ち音が発生する恐れがないためそのまま終了し、エンジン始動要求が為されている場合にはその始動を許可する一方、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内の場合にはステップＲ３以下を実行する。

ステップＲ３では、歯打ち音の発生を防止するために前後輪のトルクを変更した場合に車両の挙動が不安定になるか否かを、前記実施例のステップＳ３と同様にして判断する。そして、車両挙動が不安定になる恐れがないと判断した場合は、ステップＲ４およびＲ５を実行し、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるように、ステップＲ４でフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させるとともに、その増加を相殺するようにステップＲ５でリヤ側駆動トルクＴ_Rを低減する。具体的には、リヤ側駆動トルクＴ_Rを予め定められた設定値である０まで低下させた場合に、その低下量に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させることにより、その増大に伴って増大させられるＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるか否かを判断し、超える場合はステップＲ４でその増大量だけフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させるとともに、その後の要求駆動トルクＴ_Dの変化に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fのみを制御する一方、ステップＲ５でリヤ側駆動トルクＴ_Rを０とし、実質的に主駆動装置１２のみで走行する「ハイブリッド二輪走行モード」とする。リヤ側駆動トルクＴ_Rを０まで低下させるとともに、その低下量に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させても、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えない場合は、そのＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるようにフロント側駆動トルクＴ_Fを設定するとともに、そのフロント側駆動トルクＴ_Fの増加を相殺するようにリヤ側駆動トルクＴ_Rをマイナス側の一定の値に保持し、その後の要求駆動トルクＴ_Dの変化に対してはフロント側駆動トルクＴ_Fの制御だけで対応する。

このようにフロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rが変更されることにより、フロント側の主駆動装置１２については、フロント側駆動トルク制御手段８６により第２モータジェネレータＭＧ２のトルクが増大させられる一方、リヤ側の副駆動装置１４については、リヤ側駆動トルク制御手段８８によりリヤモータジェネレータＭＧＲのトルクが減少させられる。そして、このようにＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるように前後輪の駆動トルク制御が行われることにより、エンジン１６のトルク変動に拘らず、フロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化して遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することが防止される。

図１０の時間ｔ₁は、エンジン１６を最適燃費で作動させながらの走行中に要求駆動トルクＴ_Dの上昇に伴ってＭＧ２トルクが上昇（制動トルクの減少）させられ、歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内に入った時間で、ステップＲ４およびＲ５のトルク変更制御および相殺制御が開始された時間である。また、時間ｔ₃は、第２モータジェネレータＭＧ２の本来のトルク（点線で示すトルク）が歯打ち音発生トルク領域Ｂから抜け出した時間で、これによりステップＲ４およびＲ５のトルク変更制御および相殺制御が終了させられる。この図１０は、リヤ側駆動トルクＴ_Rを０まで低下させるとともに、その低下量に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させ、実質的に「ハイブリッド二輪走行モード」とすることにより、エンジン１６のトルク変動に起因する歯打ち音の発生を防止した場合である。時間ｔ₁〜ｔ₂、ｔ₃〜ｔ₄は、それぞれトルクを変更したり元に戻したりする際の過渡時間であり、フロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rの急な変化を抑制しつつ、歯打ち音の発生を防止する。図１０の「ＭＧ２トルク」および「ＭＧＲトルク」のグラフの点線は、歯打ち音発生防止制御を行わない本来のトルクであり、本参考例の歯打ち音発生防止制御を行わない場合には、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内に入っている時間ｔ₁〜ｔ₃で、エンジン１６のトルク変動に起因して遊星歯車装置１８が歯打ち音を発生する可能性がある。

また、図１１の時間ｔ₁は、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内にある時にエンジン１６の始動要求が為されることにより、ステップＲ４およびＲ５のトルク変更制御および相殺制御が開始された時間である。また、時間ｔ₃は、エンジン１６の停止制御が開始された時間で、これによりステップＲ４およびＲ５のトルク変更制御および相殺制御が終了させられる。この図１１は、リヤ側駆動トルクＴ_Rを０まで低下させるとともに、その低下量に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させても、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えない場合に、リヤ側駆動トルクＴ_RをマイナスすなわちリヤモータジェネレータＭＧＲを回生制御して所定の制動トルクを発生させることにより、フロント側駆動トルクＴ_Fを大きく増大させ、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるようにして、エンジン１６のトルク変動に起因する歯打ち音の発生を防止した場合である。時間ｔ₁〜ｔ₂、ｔ₃〜ｔ₄は、それぞれトルクを変更したり元に戻したりする際の過渡時間であり、フロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rの急な変化を抑制しつつ、歯打ち音の発生を防止する。図１１の「ＭＧ２トルク」および「ＭＧＲトルク」のグラフの点線は、歯打ち音発生防止制御を行わない本来のトルクであり、本参考例の歯打ち音発生防止制御を行わない場合には、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内に入っているとともにエンジン１６が作動させられる時間ｔ₁〜ｔ₄で、エンジン１６のトルク変動に起因して遊星歯車装置１８が歯打ち音を発生する可能性がある。

上記図１０、図１１において、「車両駆動トルク」の欄に一点鎖線で示す「フロント側（Ｔ_F）」はフロント側駆動トルクＴ_Fのことで、エンジントルクおよびＭＧ２トルクを遊星歯車装置１８のギヤ比などに応じて加算したものに対応する。また、「車両駆動トルク」の欄に点線で示す「リヤ側（Ｔ_R）」はリヤ側駆動トルクＴ_Rのことで、ＭＧＲトルクに対応する。

一方、前記ステップＲ３の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち車両の挙動が不安定になると判断した場合は、ステップＲ６を実行し、前記ステップＲ４のフロント側駆動トルクＴ_Fの増大制御、およびステップＲ５の相殺制御を中止する。これにより、歯打ち音の発生を防止するための前後輪の駆動トルクＴ_FおよびＴ_Rの変更で車両挙動が不安定になることを回避できる。

本参考例では、エンジン１６の作動中或いは始動要求が為された場合に、ステップＲ２でＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内であるか否かを判断し、歯打ち音発生トルク領域Ｂの範囲内である場合には、ステップＲ３以下を実行し、ステップＲ４でＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂから外れるようにフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させるため、最適燃費で作動させられるエンジン１６のトルク変動に拘らず、フロント側駆動トルクＴ_Fがゼロ点を跨いで変化して遊星歯車装置１８が歯車のバックラッシにより歯打ち音を発生することが防止される。

また、そのフロント側駆動トルクＴ_Fの増大に伴う駆動トルクの変化を相殺するように、ステップＲ５でリヤ側駆動トルクＴ_Rが低下させられるため、歯打ち音の発生を防止するためのフロント側駆動トルクＴ_Fの増加に起因して車両の駆動トルクが変化することが適切に防止され、要求通りの駆動トルクＴ_Dが得られる。

また、本参考例では、リヤ側駆動トルクＴ_Rを０まで低下させた場合に、その低下量に応じてフロント側駆動トルクＴ_Fを増大させることにより、その増大に伴って増大させられるＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるか否かを判断し、超える場合はリヤ側駆動トルクＴ_R＝０として、実質的に「ハイブリッド二輪走行モード」として主駆動装置１２のみで走行するため、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超えるようにするために要求駆動トルクＴ_Dに応じてフロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rをそれぞれ連続的に変化させる場合に比較して制御が容易である。図１１のようにリヤ側駆動トルクＴ_Rをマイナスにする場合も、そのリヤ側駆動トルクＴ_Rが一定の値に保持されるため、要求駆動トルクＴ_Dに応じてフロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rをそれぞれ連続的に変化させる場合に比較して制御が容易である。

また、本参考例では、必要に応じてリヤ側駆動トルクＴ_Rをマイナスとし、リヤモータジェネレータＭＧＲを回生制御することにより制動トルクを発生させることができるため、歯打ち音の発生を防止するためにフロント側駆動トルクＴ_Fをリヤ側駆動トルクＴ_Rよりも大きな変化幅で増大させた場合でも、リヤモータジェネレータＭＧＲの回生制御で制動トルクを発生させることにより全体の駆動トルクの変化を相殺することができる。

また、本参考例では、ステップＲ４、Ｒ５でフロント側駆動トルクＴ_Fの増大制御や相殺制御（リヤ側駆動トルクＴ_Rの低下）を行う前に、ステップＲ３で車両挙動が不安定になるか否かを予測し、不安定になると判断した場合にはステップＲ６でその増大制御および相殺制御を中止するため、歯打ち音の発生を防止するための前後輪の駆動トルクＴ_FおよびＴ_Rの変更で車両挙動が不安定になることを回避できる。

なお、上記参考例ではリヤ側駆動トルクＴ_Rが０またはマイナスの一定の値に保持されるようになっていたが、例えば図１２に示すように、ＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂを超える一定の値となるように制御するとともに、要求駆動トルクＴ_Dの変化に対してはリヤ側駆動トルクＴ_Rの制御で対応するようにすることも可能である。この場合は、歯打ち音発生防止制御に伴うフロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rの変更量が最小限に抑制されるため、車両挙動に対する影響が少なくなる。図１２の時間ｔ₁〜ｔ₃は前記図１０の時間ｔ₁〜ｔ₃に対応する。

また、上記参考例（図８〜図１１）ではＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂから外れるように、フロント側駆動トルクＴ_Fおよびリヤ側駆動トルクＴ_Rを直接変更するようになっているが、前記実施例と同様に前後輪のトルク分配比Ｋ_tf、Ｋ_trを変更するようにしても良い。その場合は請求項１に記載の発明の一実施例に相当する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された四輪駆動型のハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１のハイブリッド車両の制御系統を説明する図である。図２のハイブリッド制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１のハイブリッド車両で可能な幾つかの走行モードを説明する図である。図３の歯打ち音発生防止手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。図５のフローチャートに従って歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクやリヤ側トルク分配比の変化を説明するタイムチャートの一例である。図５のフローチャートに従って歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクやリヤ側トルク分配比の変化を説明するタイムチャートの別の例である。本発明とは異なる参考例を説明する図で、図３に対応する機能ブロック線図である。図８の歯打ち音発生防止手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。図９のフローチャートに従って歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクの変化を説明するタイムチャートの一例である。図９のフローチャートに従って歯打ち音発生防止制御が行われた場合の各部のトルクの変化を説明するタイムチャートの別の例である。図１０においてＭＧ２トルクが歯打ち音発生トルク領域Ｂから外れるようにする別の態様を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１０：ハイブリッド車両１２：主駆動装置（第１駆動部）１４：副駆動装置（第２駆動部）１６：エンジン１８：遊星歯車装置（歯車機構）５２：ハイブリッド制御装置８２：走行モード切換手段８４：トルク分配制御手段１００、１２０：歯打ち音発生防止手段１０２：始動・停止検出手段１０４、１２２：歯打ち音発生判断手段１０６：分配変更手段１０８、１２８：車両挙動予測手段（車両挙動検出・予測手段）１１０、１３０：変更規制手段ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第１電動機）ＭＧＲ：リヤモータジェネレータ（第２電動機）

Claims

エンジン、第１電動機、および歯車機構を有して車両の前後輪の一方に駆動トルクを付与する第１駆動部と、
該第１駆動部とは別に設けられて、車両の前後輪の他方に駆動トルクを付与する第２駆動部と、
前記第１駆動部と前記第２駆動部とのトルク分配を制御するトルク分配制御手段と、
を備えているハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンのトルク変動に起因して前記歯車機構が歯打ち音を発生する条件として前記第１駆動部のトルクに関して予め定められた歯打ち音発生条件を満足するか否かを判断する歯打ち音発生判断手段と、
該歯打ち音発生判断手段により前記歯打ち音発生条件を満足する旨の判断が為された場合に、前記第１駆動部のトルクが該歯打ち音発生条件から外れるように、前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更する分配変更手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記歯打ち音発生条件は、前記エンジンが所定の作動状態で作動させられる場合に、前記第１電動機のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であることで、
前記分配変更手段は、前記第１電動機のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更するものである
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
エンジン、第１電動機、および歯車機構を有して車両の前後輪の一方に駆動トルクを付与する第１駆動部と、
該第１駆動部とは別に設けられて、車両の前後輪の他方に駆動トルクを付与する第２駆動部と、
前記第１駆動部と前記第２駆動部とのトルク分配を制御するトルク分配制御手段と、
を備えているハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの運転を停止し前記第１電動機の動力により車輪を駆動するモータ走行モードと、該エンジンおよび該第１電動機の両方を作動させて車輪を駆動するハイブリッド走行モードとを切り換える走行モード切換手段と、
前記モータ走行モードと前記ハイブリッド走行モードとの切り換えに伴う前記エンジンの始動要求および停止要求の少なくとも一方を検出する始動・停止検出手段と、
前記エンジンのトルク変動に起因して前記歯車機構が歯打ち音を発生する条件として前記第１駆動部のトルクに関して予め定められた歯打ち音発生条件であって、前記始動・停止検出手段によって該エンジンの始動要求または停止要求が検出された時に、該第１駆動部のトルクが予め定められた歯打ち音発生トルク領域の範囲内であること、を満足するか否かを判断する歯打ち音発生判断手段と、
該歯打ち音発生判断手段により前記歯打ち音発生条件を満足する旨の判断が為された場合に、前記第１駆動部のトルクが前記歯打ち音発生トルク領域から外れるように、前記トルク分配制御手段によるトルク分配を変更する分配変更手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記第２駆動部は、エネルギー回生可能な第２電動機を備えており、
前記分配変更手段は、前記第２駆動部による駆動トルクを低減するために、必要に応じて前記第２電動機にエネルギー回生させて制動トルクを発生させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第１駆動部および前記第２駆動部の両方で駆動トルクを発生して走行する場合に、前記分配変更手段は、該第１駆動部の駆動トルクを増大させて前記歯打ち音発生条件から外れるようにするとともに、要求駆動トルクに応じて該第１駆動部の駆動トルクを制御する一方、前記第２駆動部の駆動トルクを前記第１駆動部の駆動トルクの増大量に応じて定まる一定の値に保持する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記分配変更手段によりトルク分配が変更された場合に車両挙動が不安定になることを検出または予測する車両挙動検出・予測手段と、
該車両挙動検出・予測手段によって車両挙動が不安定になることが検出または予測された場合に、前記分配変更手段によるトルク分配の変更を規制する変更規制手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。