特許 7036341 ハイブリッド車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-07

(45)【発行日】2022-03-15

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20220308BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20220308BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20220308BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20220308BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20220308BHJP

   B60W 20/17 20160101ALI20220308BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20220308BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20220308BHJP

【ＦＩ】

B60W10/08 900

B60K6/48 ZHV

B60K6/54

B60W10/02 900

B60W10/10 900

B60W20/17

B60L50/16

B60L15/20 K

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018038653

(22)【出願日】2018-03-05

(65)【公開番号】P2019151256

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304021288

【氏名又は名称】国立大学法人長岡技術科学大学

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100162824

【弁理士】

【氏名又は名称】石崎 亮

(72)【発明者】

【氏名】進矢 義之

(72)【発明者】

【氏名】大石 潔

(72)【発明者】

【氏名】横倉 勇希

(72)【発明者】

【氏名】山口 晃

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０８９７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００７４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９２２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５３６００３２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２９６１０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１５９７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８３５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５４

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｗ １０／１０

Ｂ６０Ｗ ２０／１７

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｂ６０Ｌ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイブリッド車両の制御装置であって、
エンジン及びモータを備える動力源と、
前記動力源との間にクラッチを介して駆動力を伝達可能に連結されたトランスミッションと、
前記トランスミッション側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第１動力伝達作動部と、この第１動力伝達作動部と噛合し、車輪側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第２動力伝達作動部と、を前記トランスミッションと前記車輪との間に備えるデファレンシャルギヤ機構と、
前記ハイブリッド車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、解放状態にある前記クラッチを締結した後に、前記車輪側から前記第２動力伝達作動部を介して前記第１動力伝達作動部へと動力が伝達されるような前記第１及び第２動力伝達作動部の第１接触状態から、前記動力源側から前記第１動力伝達作動部を介して前記第２動力伝達作動部へと動力が伝達されるような前記第１及び第２動力伝達作動部の第２接触状態へと移行させるように、前記第１動力伝達作動部と前記第２動力伝達作動部との間に存在するギヤのガタを詰めるためのガタ詰め制御を行うべく、前記モータのトルクを制御するよう構成された制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、前記ガタ詰め制御の開始時に、前記第２動力伝達作動部に対する前記第１動力伝達作動部の相対角速度が０よりも大きい所定速度となるように、前記モータのトルクを制御するよう構成される、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

ハイブリッド車両の制御装置であって、
エンジン及びモータを備える動力源と、
前記動力源との間にクラッチを介して駆動力を伝達可能に連結されたトランスミッションと、
前記トランスミッション側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第１動力伝達作動部と、この第１動力伝達作動部と噛合し、車輪側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第２動力伝達作動部と、を前記トランスミッションと前記車輪との間に備えるデファレンシャルギヤ機構と、
前記ハイブリッド車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、解放状態にある前記クラッチを締結した後に、前記車輪側から前記第２動力伝達作動部を介して前記第１動力伝達作動部へと動力が伝達されるような前記第１及び第２動力伝達作動部の第１接触状態から、前記動力源側から前記第１動力伝達作動部を介して前記第２動力伝達作動部へと動力が伝達されるような前記第１及び第２動力伝達作動部の第２接触状態へと移行させるように、前記第１動力伝達作動部と前記第２動力伝達作動部との間に存在するギヤのガタを詰めるためのガタ詰め制御を行うべく、事前に求められた制御プロファイルに基づき前記モータのトルクを制御するよう構成された制御装置と、
を有し、
前記制御プロファイルは、前記ガタ詰め制御の開始時に設定されるべき初期状態と、前記ガタ詰め制御の終了時に設定されるべき終端状態とを拘束条件として用いて、事前に求められる、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

【請求項3】

前記制御プロファイルを求められるために用いられる前記初期状態は、（１）前記第１及び第２動力伝達作動部が前記第１接触状態にあること、及び、（２）前記第２動力伝達作動部に対する前記第１動力伝達作動部の相対角速度が０よりも大きい所定速度である状態にあること、を含み、
前記制御プロファイルは、前記初期状態及び前記終端状態を拘束条件として終端状態制御に基づき求められる、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項4】

前記制御プロファイルを求められるために用いられる前記終端状態は、（１）前記第１及び第２動力伝達作動部が前記第２接触状態にあること、（２）前記第１動力伝達作動部と前記第２動力伝達作動部との相対角速度が０であること、及び、（３）前記動力源のトルクが０であること、を含み、
前記制御プロファイルは、前記初期状態及び前記終端状態を拘束条件として終端状態制御に基づき求められる、請求項２又は３に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項5】

前記制御プロファイルは、前記ガタ詰め制御を行う時間であるガタ詰め時間と、前記ガタ詰め制御での前記モータの必要エネルギーと、前記ガタ詰め制御のロバスト性と、に基づき求められる、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項6】

前記必要エネルギーを低減しつつ、前記ロバスト性が確保されるような前記ガタ詰め時間の中において最小の時間が前記制御プロファイルに適用される、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記ガタ詰め制御の前に、前記クラッチを一時的に締結して、前記第１及び第２動力伝達作動部を前記第１接触状態に設定するよう構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項8】

前記制御装置は、前記ガタ詰め制御の後に、前記ハイブリッド車両のドライブシャフトのねじれに起因して発生する振動を抑制するために前記モータを制御するよう構成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力源と車輪との間に設けられたクラッチの締結と解放とを制御することで、走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、エンジン及びモータを備える動力源と、この動力源との間に断続可能なクラッチを介して駆動力を伝達可能に連結されたトランスミッションと、このトランスミッションと車輪との間に配設されたデファレンシャルギヤ機構と、エンジンとモータに回転数及びトルク指令信号を夫々出力すると共にクラッチの締結状態を制御する制御装置と、を有するハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両は、モータの動力で走行する電気走行モードとエンジンとモータの動力で走行するハイブリッド走行モードとを切り替え可能に構成されている。

【0003】

また、このようなハイブリッド車両では、アクセルペダルが踏み戻されて車速が所定車速以下、所謂運転者による加速要求がない定常走行や緩減速走行の場合、エンジンを停止すると共にクラッチを解放操作するコースティング走行（惰性走行）が行われている。このコースティング走行では、動力源（エンジン）が車輪から物理的に切り離されるため、停止状態のエンジンを連れ回すことがなく、エンジンの引き摺りに伴うエネルギー損失を回避し、燃費効率を高くすることができる。

【0004】

一方、コースティング走行中に運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって車両の駆動トルクを負から正に切り替える際、クラッチの締結操作に起因して動力伝達系の作動部であるデファレンシャルギヤやファイナルギヤ等のガタ（バックラッシュ）に起因したギヤ歯打ち現象によりクラッチの締結に伴うショックが発生する虞がある。このようなショックを抑制すべく、例えば特許文献１のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって車両の駆動トルクを負から正に切り替える際、ギヤのガタ詰め判定手段で判定した駆動状態の切り替え中、エンジントルクを一定のガタ詰めトルクに維持すると共に目標エンジントルクとエンジンの要求トルクとの差分を補完するようにモータトルク値を増加補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５３６００３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のようなハイブリッド車両においては、運転者の加速要求によってクラッチを締結する際、エンジントルクとクラッチの締結力とを略一致させるため、エンジン（側クラッチ板）回転数とインプットシャフト（側クラッチ板）回転数とを収束させる必要がある。このクラッチの締結力は摩擦材の摩擦係数に比例し、摩擦係数は温度により変化する。だが、使用環境等から、クラッチの摩擦材の温度は不安定であり、特に、乾式多板クラッチは湿式多板クラッチに比べて温度変化が顕著であるため、摩擦材の摩擦係数を調整することは容易ではない。

【0007】

このようなことを踏まえ、半クラッチ状態を長期化することで、摩擦材の摩擦係数調整を必要とすること無く、エンジン回転数とインプットシャフト回転数とを同一回転数に収束させることができ、締結ショックの少ない円滑なクラッチ締結操作が可能になる。しかし、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作後、エンジン再始動（クランキング）期間に加え、長期にわたる半クラッチ期間が存在する場合、運転者の加速要求時点と車両による加速動作時点との間に知覚可能な時間差が生じ、運転者が違和感を覚える虞がある。したがって、車両の操作応答性改善とクラッチ締結に伴うショック低減とは、トレードオフの関係にあると言える。

【0008】

ところで、減速走行時やコースティング走行時には、デファレンシャルギヤ機構においては、車輪側ギヤがトランスミッション側ギヤに対して当接する接触状態（減速用接触状態）となっており、それにより、車輪側ギヤからトランスミッション側ギヤへと動力が伝達される。減速用接触状態では、車輪側ギヤ及びトランスミッション側ギヤがそれぞれ主動側作動部及び従動側作動部に相当し、車輪側からの動力が車輪側ギヤを介してトランスミッション側ギヤへと伝達される。一方、加速走行時には、トランスミッション側ギヤが車輪側ギヤに対して当接する接触状態（加速用接触状態）となっており、それにより、トランスミッション側ギヤから車輪側ギヤへと動力が伝達される。加速用接触状態では、トランスミッション側ギヤ及び車輪側ギヤがそれぞれ主動側作動部及び従動側作動部に相当し、動力源側からの動力がトランスミッション側ギヤを介して車輪側ギヤへと伝達される。このようなデファレンシャルギヤ機構の各々のギヤにおける減速用接触状態から加速用接触状態までの相対角度差を、状態変位に関するガタ（バックラッシュ）と見做すことができる。

【0009】

上記の特許文献１に記載された技術では、駆動状態の切り替え中、換言すると減速用接触状態から加速用接触状態までの変位期間中、要求トルクよりも小さいギヤガタ詰めトルクをエンジンの出力トルクとして保持することで、ギヤガタ詰めトルクの精度を向上しつつ、ギヤのガタ詰め時間（減速用接触状態から加速用接触状態までの変位に要する時間）を短縮化するようにしている。しかし、特許文献１に記載の技術は、ガタ詰め制御のとき、モータのガタ詰めトルクに含まれる駆動軸の共振成分が大きい場合、駆動軸の共振に起因したショックが発生する虞がある。また、コースティング走行中、運転者の加速要求に伴ってエンジン再始動を行った後にクラッチを締結操作した場合、エンジンの初爆トルクがトルクコンバータにより増幅されて車輪に伝達されるため、運転者が知覚するショックが発生する虞もある。このようなことから、特許文献１に記載の技術は、クラッチ締結に伴うショックを低減しつつ、ガタ詰め時間を適切に短縮するには十分でなかった。

【0010】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ハイブリッド車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、動力源とトランスミッションとの間に設けられたクラッチの締結に伴うショックを低減しつつ、デファレンシャルギヤ機構のガタ詰め時間を適切に短縮することができるハイブリッド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】

【0011】

上記の目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド車両の制御装置であって、エンジン及びモータを備える動力源と、動力源との間にクラッチを介して駆動力を伝達可能に連結されたトランスミッションと、トランスミッション側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第１動力伝達作動部と、この第１動力伝達作動部と噛合し、車輪側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第２動力伝達作動部と、をトランスミッションと車輪との間に備えるデファレンシャルギヤ機構と、ハイブリッド車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、解放状態にあるクラッチを締結した後に、車輪側から第２動力伝達作動部を介して第１動力伝達作動部へと動力が伝達されるような第１及び第２動力伝達作動部の第１接触状態から、動力源側から第１動力伝達作動部を介して第２動力伝達作動部へと動力が伝達されるような第１及び第２動力伝達作動部の第２接触状態へと移行させるように、第１動力伝達作動部と第２動力伝達作動部との間に存在するギヤのガタを詰めるためのガタ詰め制御を行うべく、モータのトルクを制御するよう構成された制御装置と、を有し、制御装置は、ガタ詰め制御の開始時に、第２動力伝達作動部に対する第１動力伝達作動部の相対角速度が０よりも大きい所定速度となるように、モータのトルクを制御するよう構成される、ことを特徴とする。

【0012】

このように構成された本発明では、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、動力源とトランスミッションとの間に設けられたクラッチを締結した後に、デファレンシャルギヤ機構の第１及び第２動力伝達作動部を減速側の第１接触状態（減速用接触状態）から加速側の第２接触状態（加速用接触状態）へと移行させるように、モータのトルクを調整して第１及び第２動力伝達作動部のガタ詰め制御を行う。これにより、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、クラッチの締結に伴うショックを低減しつつ、デファレンシャルギヤ機構のガタ詰め時間を適切に短縮することができる。特に、本発明では、第１及び第２動力伝達作動部の相対角速度を０よりも大きい所定速度に設定した状態においてガタ詰め制御を開始するようにするので、ガタ詰め時間を効果的に短縮することができると共に、たとえガタ詰め制御がずれたとしても、負の加速度が発生することを適切に抑制することができる。

【0013】

他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド車両の制御装置であって、エンジン及びモータを備える動力源と、動力源との間にクラッチを介して駆動力を伝達可能に連結されたトランスミッションと、トランスミッション側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第１動力伝達作動部と、この第１動力伝達作動部と噛合し、車輪側に設けられた少なくとも１つ以上のギヤを含む第２動力伝達作動部と、をトランスミッションと車輪との間に備えるデファレンシャルギヤ機構と、ハイブリッド車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、解放状態にあるクラッチを締結した後に、車輪側から第２動力伝達作動部を介して第１動力伝達作動部へと動力が伝達されるような第１及び第２動力伝達作動部の第１接触状態から、動力源側から第１動力伝達作動部を介して第２動力伝達作動部へと動力が伝達されるような第１及び第２動力伝達作動部の第２接触状態へと移行させるように、第１動力伝達作動部と第２動力伝達作動部との間に存在するギヤのガタを詰めるためのガタ詰め制御を行うべく、事前に求められた制御プロファイルに基づきモータのトルクを制御するよう構成された制御装置と、を有し、制御プロファイルは、ガタ詰め制御の開始時に設定されるべき初期状態と、ガタ詰め制御の終了時に設定されるべき終端状態とを拘束条件として用いて、事前に求められる、ことを特徴とする。

【0014】

このように構成された本発明でも、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、動力源とトランスミッションとの間に設けられたクラッチを締結した後に、デファレンシャルギヤ機構の第１及び第２動力伝達作動部を減速側の第１接触状態から加速側の第２接触状態へと移行させるように、モータのトルクを調整して第１及び第２動力伝達作動部のガタ詰め制御を行う。特に、本発明では、所定の初期状態及び終端状態を拘束条件として用いて事前に求められた制御プロファイルに基づき、ガタ詰め制御を行う。これにより、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、クラッチの締結に伴うショックを低減しつつ、デファレンシャルギヤ機構のガタ詰め時間を適切に短縮することができる。

【0015】

本発明において、好ましくは、制御プロファイルを求められるために用いられる初期状態は、（１）第１及び第２動力伝達作動部が第１接触状態にあること、及び、（２）第２動力伝達作動部に対する第１動力伝達作動部の相対角速度が０よりも大きい所定速度である状態にあること、を含み、制御プロファイルは、初期状態及び終端状態を拘束条件として終端状態制御に基づき求められる。
このように構成された本発明では、制御プロファイルのための終端状態制御において、第１及び第２動力伝達作動部の相対角速度が０よりも大きい所定速度である状態を初期状態として適用する。これにより、ガタ詰め時間を効果的に短縮することができると共に、たとえガタ詰め制御がずれたとしても、負の加速度が発生することを適切に抑制することができる。また、終端状態制御に関する初期状態を適切に安定化することができる。

【0016】

本発明において、好ましくは、制御プロファイルを求められるために用いられる終端状態は、（１）第１及び第２動力伝達作動部が第２接触状態にあること、（２）第１動力伝達作動部と第２動力伝達作動部との相対角速度が０であること、及び、（３）動力源のトルクが０であること、を含み、制御プロファイルは、初期状態及び終端状態を拘束条件として終端状態制御に基づき求められる。
このように構成された本発明によれば、相対角速度が０であること及び動力源のトルクが０であることを終端状態制御における終端状態として適用するので、第１及び第２動力伝達作動部のガタが詰まったときの衝撃（ショック）、換言すると第１動力伝達作動部が第２動力伝達作動部に勢いよく衝突することを効果的に抑制することができる。

【0017】

本発明において、好ましくは、制御プロファイルは、ガタ詰め制御を行う時間であるガタ詰め時間と、ガタ詰め制御でのモータの必要エネルギーと、ガタ詰め制御のロバスト性と、に基づき求められる。
このように構成された本発明によれば、ガタ詰め時間を短縮すること、必要エネルギーを低減すること、及び制御のロバスト性を確保すること、を考慮に入れた制御プロファイルをガタ詰め制御に適用することができる。

【0018】

本発明において、好ましくは、必要エネルギーを低減しつつ、ロバスト性が確保されるようなガタ詰め時間の中において最小の時間が制御プロファイルに適用される。
このように構成された本発明によれば、ガタ詰め時間を短縮すること、必要エネルギーを低減すること、及び制御のロバスト性を確保すること、をそれぞれ適切に実現することができる。

【0019】

本発明において、好ましくは、制御装置は、ガタ詰め制御の前に、クラッチを一時的に締結して、第１及び第２動力伝達作動部を第１接触状態に設定するよう構成される。
このように構成された本発明によれば、ガタ詰め制御前に、第１及び第２動力伝達作動部の初期状態を第１接触状態に容易に設定することができる。

【0020】

本発明において、好ましくは、制御装置は、ガタ詰め制御の後に、ハイブリッド車両のドライブシャフトのねじれに起因して発生する振動を抑制するためにモータを制御するよう構成される。
このように構成された本発明によれば、ガタ詰め制御後に、車両を振動無く加速させることが可能となる。

【発明の効果】

【0021】

本発明のハイブリッド車の制御装置によれば、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、動力源とトランスミッションとの間に設けられたクラッチの締結に伴うショックを低減しつつ、デファレンシャルギヤ機構のガタ詰め時間を適切に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態によるハイブリッド車両のパワートレインモデルを示す図である。

【図2】（ａ）は減速用接触状態の説明図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。

【図3】（ａ）は過渡状態の説明図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。

【図4】（ａ）は加速用接触状態の説明図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。

【図5】本発明の実施形態によるパワートレインの制御システムを示す制御ブロック図である。

【図6】本発明の実施形態によるガタ詰め制御ステップにおける機能ブロック図である。

【図7】本発明の実施形態によるパワープラント指令値演算機構を示す機能ブロック図である。

【図8】本発明の実施形態による各要素のタイムチャートである。

【図9】本発明の実施形態による制御処理手順を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施形態による制御プロファイルの説明図である。

【図11】本発明の実施形態による終端状態制御の評価関数の説明図である。

【図12】本発明の実施形態によるバウンド抑制制御の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置を説明する。

【0024】

まず、図１を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド車両のパワートレインＰＴの概略について説明する。

【0025】

図１に示すように、このハイブリッド車両のパワートレインＰＴは、第１動力源として直列４気筒レシプロエンジン１と、このエンジン１の下流側位置に配設された第２動力源としてのモータジェネレータ（以下、「モータ」と略す。）２と、このモータ２の下流側位置に配設されたオートマチックトランスミッション（以下、「ＡＴ」と略す。）３と、駆動力を左右１対の車輪５に対して分配するデファレンシャルギヤ機構（以下、「デフ機構」と略す。）４等を備えている。

【0026】

エンジン１の出力軸とモータ２の回転軸とは、断続可能な第１クラッチ１１を介して軸６によって同軸状に連結されている。第１クラッチ１１は、モータ（図示略）によりクラッチ作動油流量及びクラッチ作動油圧を連続的又は段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な乾式多板クラッチによって構成されている。この第１クラッチ１１の上流側端部は、軸部６ａを介してエンジン１の出力軸に連結され、第１クラッチ１１の下流側端部は、軸部６ｂを介してモータ２の回転軸の上流側端部に連結されている。

【0027】

モータ２の回転軸とＡＴ３の回転軸とは、断続可能な第２クラッチ１２を介して軸７によって同軸状に連結されている。第２クラッチ１２は、第１クラッチ１１と同様に、モータ（図示略）によりクラッチ作動油流量及びクラッチ作動油圧を連続的又は段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な乾式多板クラッチによって構成されている。この第２クラッチ１２の上流側端部は、軸部７ａを介してモータ２の回転軸の下流側端部に連結され、第２クラッチ１２の下流側端部は、軸部７ｂを介してＡＴ３の回転軸に連結されている。軸部７ａには、所定重量を有する上流側フライホイールが配設され、軸部７ｂには、下流側フライホイールが配設されている（何れも図示略）。なお、第２クラッチ１２は、少なくともモータ２とＡＴ３との駆動力の伝達を断続可能であれば良く、ＡＴ３の内部に形成しても良い。

【0028】

図１に示すように、デフ機構４は、ＡＴ３の出力軸８を介して駆動力が入力され、操舵状態に応じて左右の車輪５に夫々対応した駆動軸９（ドライブシャフト）への駆動力分配率を変更可能に構成されている。軸６、軸７、出力軸８、及び駆動軸９は、何れもねじり変形可能に形成され、特に、駆動軸９は、バネマスモデルを用いてモデル化可能な特性を有している。

【0029】

次に、図２に示すように、デフ機構４は、デファレンシャルギヤ、ファイナルギヤ及びピニオン等からなる複数の動力伝達作動部１３、１４を備えている。動力伝達作動部１３（第１動力伝達作動部に相当する）は、ＡＴ３側に設けられ、動力伝達作動部１４（第２動力伝達作動部に相当する）は、車輪５側に設けられ、動力伝達作動部１３と噛合可能に構成されている。これら動力伝達作動部１３、１４は、車両の走行状態に応じて、隣り合う作動部を各々のギヤの噛み合いを介して駆動する主動側作動部と、この主動側作動部から各々のギヤの噛み合いを介して駆動される従動側作動部とにそれらの機能が切り替え可能に構成されている。

【0030】

具体的には、減速走行時或いはコースティング走行時、車輪５の回転速度（駆動軸９の角速度）が動力源、例えばモータ２の角速度よりも速いため、下流側（車輪５側）の動力伝達作動部１４が主動側作動部の機能を果たし、この主動側作動部から駆動される上流側（ＡＴ３側）の動力伝達作動部１３が従動側作動部の機能を果たしている。なお、下流側の動力伝達作動部１４によって駆動される従動側作動部としての動力伝達作動部１３であっても、その作動部よりも上流側の作動部に対しては駆動力を伝達する主動側作動部の機能を果たしている。

【0031】

一方、図４に示すように、加速走行時、動力源の角速度が車輪５の回転速度よりも速いため、上流側の動力伝達作動部１３が主動側作動部の機能を果たし、この主動側作動部から駆動される下流側の動力伝達作動部１４が従動側作動部の機能を果たしている。

【0032】

本明細書では、下流側に位置する動力伝達作動部１４が主動側作動部で且つ上流側に位置する動力伝達作動部１３が従動側作動部である状態、つまり、下流側作動部からの動力が上流側作動部に円滑に伝達される状態（図２）を減速用接触状態と定義する。この減速用接触状態では、動力伝達作動部１４のギヤにおいて回転方向側の面が、動力伝達作動部１３のギヤにおいて回転方向と反対側の面と当接する。また、上流側に位置する動力伝達作動部１３が主動側作動部で且つ下流側に位置する動力伝達作動部１４が従動側作動部である状態（図４）を加速用接触状態と定義する。この加速用接触状態では、動力伝達作動部１３のギヤにおいて回転方向側の面が、動力伝達作動部１４のギヤにおいて回転方向と反対側の面と当接する。

【0033】

また、動力伝達作動部１３と動力伝達作動部１４との間には、所定の隙間（ガタ又はバックラッシュとも言う）が夫々形成されている。図３に示すように、車両の運転状態が減速走行から加速走行に操作された直後において、上流側の動力伝達作動部１３が従動側作動部の機能から主動側作動部の機能への機能変更途中、動力伝達作動部１３のギヤが隣り合う動力伝達作動部１４のギヤから所定距離離隔した過渡状態になる。そして、動力伝達作動部１３、１４には、構造全体として、下流側作動部の動力が上流側作動部に伝達される減速用接触状態から上流側作動部の動力が下流側作動部に伝達される加速用接触状態にわたって変位するための相対角度差Δθが形成されている。本実施形態の相対角度差Δθは、例えば、比較的大きな約４°に予め設定されている。なお、加速用接触状態から減速用接触状態にわたって変位するための相対角度差Δθは、減速用接触状態から加速用接触状態にわたって変位するための相対角度差Δθと同じである。

【0034】

ところで、ハイブリッド車両のパワートレインＰＴでは、低負荷・低速運転時に実行される電気走行モード（以下、「ＥＶモード」と表す。）が要求された場合、第１クラッチ１１が解放され、第２クラッチ１２が締結される。この状態でモータ２を駆動した場合、モータ２の回転出力がＡＴ３側に伝達される。ＡＴ３は、伝達された回転出力を選択中の変速段に変速してＡＴ３の出力軸８から出力する。ＡＴ３の出力軸８からの駆動力は、デフ機構４を介して左右の車輪５に至り、ＥＶモードによる走行が実行される。

【0035】

他方で、高負荷・高速運転時に実行されるハイブリッド走行モード（以下、「ＨＶモード」と表す。）が要求された場合、第１、第２クラッチ１１、１２が共に締結される。この状態では、エンジン１の回転出力又は、エンジン１の回転出力及びモータ２の回転出力の双方がＡＴ３側に伝達される。ＡＴ３は、伝達された回転出力を選択中の変速段に変速してＡＴ３の出力軸８から出力する。出力軸８からの駆動力は、デフ機構４及び駆動軸９を介して左右の車輪５に至り、ＨＶモードによる走行が実行される。なお、ＥＶモード及びＨＶモードの走行モード切り替えタイミングは、車速と負荷とをパラメータとして設定されたマップが予め用意されており、このマップに基づき判定される。

【0036】

また、パワートレインＰＴは、運転者による加速解除操作、つまり運転者によりアクセルペダルの踏み戻し操作がなされた場合、燃料カット制御によってエンジン１を停止すると共に第１、第２クラッチ１１、１２が解放されたコースティング走行（惰性走行）が実行される。これで、エンジン１は停止状態になり、デフ機構４の作動部の状態は、下流側作動部の動力が上流側作動部に伝達される減速用接触状態になっている。このように、停止中のエンジン１が車輪５から物理的に切り離されるため、エンジン１の引き摺りに伴うエネルギー損失を回避し、燃費効率を高くしている。

【0037】

次に、図５を参照して、ＶＣＭ２０について説明する。図５に示すように、このパワートレインＰＴは、統合コントローラとしてのＶＣＭ（Vehicle Control Module）２０（制御装置）によって統合制御されている。

【0038】

ＶＣＭ２０は、エンジン１に対して目標回転数及び目標トルクの指令信号を出力するＰＣＭ２１と、モータ２に供給する電気量を制御するインバータ１５に対してモータ２の目標回転数及び目標トルクに応じた指令信号を出力するＴＭＣＭ２２と、第１、第２クラッチ１１、１２のモータに対して作動指令信号を出力するＴＣＭ２３とに電気的に接続され、これらの制御モジュール対して周期的に制御指令を出力している。

【0039】

また、ＶＣＭ２０は、エンジン回転数センサ３１と、モータ回転数センサ３２と、モータトルクセンサ３３と、車両の走行速度を検出する速度センサ３４と、アクセルペダル（図示略）の踏込量を検出するアクセルセンサ３５と、インバータ１５に電気を供給するバッテリ１６の蓄電状態を検出する蓄電センサ３６と、ブレーキセンサ（図示略）等に電気的に接続され、これらのセンサから周期的に夫々の検出信号を入力している。これにより、ＶＣＭ２０は、検出されたスロットルバルブ開度や車速等に応じて、運転者が要求する走行状態（運転状態）を実現するように、ＰＣＭ２１に対してエンジン１の目標回転数及び目標トルクを指令し、ＴＭＣＭ２２に対してＡＴ３の目標回転数及び目標トルクを指令している。

【0040】

更に、ＶＣＭ２０は、初期状態設定機能と、エンジン回転数増加機能と、第２クラッチ締結機能と、コースティング走行或いは緩減速走行から加速走行に移行するときに実行されるガタ詰め制御機能と、バウンド抑制制御機能と、制振制御機能と、を備えている。なお、コースティング走行中におけるアクセルセンサ３５によるオン操作検出時、所謂運転者によるアクセルペダルの踏込操作検出時、運転者による加速要求検出と同時に第１クラッチ１１の締結操作とエンジン１の再始動とを実行している。

【0041】

まず、初期状態設定機能について説明する。ＶＣＭ２０は、初期状態設定機能に係る初期状態設定ステップにおいて、ガタ詰め制御ステップを実行する前に第２クラッチ１２を一時的且つ瞬間的に締結することにより、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４を初期状態としての減速用接触状態に設定している。これにより、動力伝達作動部１３、１４を随時一定の状態に精度良く初期設定することができる。なお、この初期状態設定ステップは、軸７の回転数Ｎ_ISがエンジン１の回転数Ｎ_eよりも高いことを実行条件としている。

【0042】

次に、エンジン回転数増加機能について説明する。ＶＣＭ２０は、エンジン回転数増加機能に係るエンジン回転数増加ステップにおいて、エンジン１の回転数Ｎ_eが軸部７ａの回転数Ｎ_ISとクラッチ締結前に予めクラッチ前後に作り出す所定の回転数差Ｎ_dとの和を超えるまでエンジン１を最大トルクで駆動する。エンジン１の回転数Ｎ_eが軸部７ａの回転数Ｎ_ISとモータ２の回転数Ｎ_mとの和を超え且つ軸部７ａの回転数Ｎ_ISと軸部７ｂの回転数Ｎ_DSとの差が所定の第１判定値を超えたとき、ＶＣＭ２０は、第２クラッチ締結機能を実行する。第２クラッチ１２は、上流側クラッチ板及び下流側クラッチ板の回転数を一致させるための摺動動作である半クラッチ期間を介することなく、モータの最大能力で締結される。

【0043】

次に、ガタ詰め制御機能について説明する。ここでは、ガタ詰め制御機能の概要を説明する。ＶＣＭ２０は、軸部７ｂの回転数Ｎ_DSが増加して軸部７ａの回転数Ｎ_ISと軸部７ｂの回転数Ｎ_DSとの差が所定の第２判定値（＜第１判定値）未満になったとき、ガタ詰め制御機能に係るガタ詰め制御ステップを実行する。ＶＣＭ２０は、ガタ詰め制御ステップでは、コースティング走行或いは緩減速走行から加速走行に移行する場合、減速用接触状態から加速用接触状態に移行する期間内において、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の相対角速度ωを収束させるようにモータ２を制御する。つまり、ＶＣＭ２０は、動力伝達作動部１３、１４を減速用接触状態から加速用接触状態へと移行させるべく、この移行期間において動力伝達作動部１３と動力伝達作動部１４との間に存在するギヤのガタを詰めるように、モータ２のトルクを制御する。

【0044】

より具体的には、図６に示すように、ガタ詰め制御ステップは、パワープラント指令値演算機構Ｐと、パワープラントモデルＭと、外乱オブザーバＲ等を含む機能ブロック図で表すことができる。パワープラントモデルＭは、エンジン１と、モータ２と、ＡＴ３と、デフ機構４等のパワープラントＰＴから、車輪５及び駆動軸９を除いた制御対象モデルである。外乱オブザーバＲは、推定エンジントルクｅＴｅと、軸部７ａの推定角速度ｅω_ISと、軸部７ｂの推定軸捩れ角θ_DS等を所定の観測値に基づいて推定可能なオブザーバ機構である。

【0045】

また、図７に示すように、上記のパワープラント指令値演算機構Ｐは、目標相対角度差設定手段Ｐ１と目標相対角速度設定手段Ｐ２と目標トルク設定手段Ｐ３とからなるオープンループ系制御と、エンジン角速度（回転数）Ｎ_eと軸部７ａの推定角速度ｅω_ISとに基づき動力伝達作動部１３、１４の推定相対角速度（減速用接触状態から加速用接触状態への遷移速度）を演算する状態フィードバック系制御によって構成され、最終的にエンジン目標トルクＴ_e ^*とモータ目標トルクＴ_m ^*の和を演算している。

【0046】

目標相対角度差設定手段Ｐ１は、相対角度差プロファイルを予め制御特性マップとして格納している。この相対角度差プロファイルは、基本的には、所定の期間において、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の相対角度差が、減速用接触状態に対応する減速側下限から加速用接触状態に対応する加速側上限へと収束するように設定されている。例えば、これら減速側下限と加速側上限との相対角度差Δθは、予め設定された４°である。目標相対角速度設定手段Ｐ２は、上記のような相対角度差プロファイルを微分することにより目標相対角速度を演算し、目標トルク設定手段Ｐ３は、目標相対角速度を微分することにより角加速度を演算している。この角加速度は、動力源のトルク、つまりエンジン１及びモータ２の合成トルクに相当する。

【0047】

このようなガタ詰め制御ステップによれば、減速用接触状態（図２参照）から加速用接触状態（図３参照）への移行期間において、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４が衝突するときの相対角速度ωを低減することができ、動力伝達作動部１３、１４の衝突に伴うショックを生じることなく、第２クラッチ１２の早期締結を図っている。

【0048】

次に、バウンド抑制制御機能について説明する。ＶＣＭ２０は、バウンド抑制制御機能に係るバウンド抑制制御ステップにおいて、ガタ詰め制御により動力伝達作動部１３、１４の接触状態が減速用接触状態から加速用接触状態へと移行したときに、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度ωが０よりも大きいことに起因する、動力伝達作動部１３、１４の衝撃によるバウンド動作（具体的には動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に勢いよく衝突して、動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に対してはね返るような動作）を抑制すべく、ガタ詰め制御の終了タイミングにおいてモータ２から正の所定トルクを発生させる。

【0049】

次に、制振制御機能について説明する。ＶＣＭ２０は、バウンド抑制制御ステップ後に、制振制御機能に係る制振制御ステップにおいて、軸部７ａ及び駆動軸９などのねじれに起因する振動を抑制しながら車両を加速させる。ＶＣＭ２０は、この制振制御ステップでは、モータ２のトルクＴ_mとエンジン１の回転数Ｎ_eとを観測点とした外乱オブザーバＲを用いて軸部７ｂの推定軸捩れ角ｅθ_DS及び駆動軸９の推定捩れトルクＴ_Sを推定し、これらの推定軸捩れ反力トルクｅＴ_DS及びｅＴ_sを考慮してエンジン１及びモータ２に対する制御指令を設定している。

【0050】

次に、図８のタイムチャートを参照して、ＶＣＭ２０の制御処理手順の概要について説明する。図８のタイムチャートは、１段目から順に、アクセル踏込操作、制御フェーズ、クラッチ締結トルク、エンジン回転数Ｎ_e、動力伝達作動部１３、１４の相対角度差Δθを夫々示している。

【0051】

まず、ＶＣＭ２０は、コースティング走行中に運転者から加速要求が発せられたときに（時刻ｔ０）、停止中のエンジン１を再始動して第１フェーズを開始する。この第１フェーズでは、ＶＣＭ２０は、第１クラッチ１１を最大トルクで締結した後、モータ２を用いてエンジン１のクランキングを行う。

【0052】

そして、ＶＣＭ２０は、第２フェーズである初期状態設定制御（初期状態設定ステップ）を実行する。具体的には、ＶＣＭ２０は、時刻ｔ１において、解放中の第２クラッチ１２を一時的且つ瞬間的に締結することにより、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４を減速用接触状態に設定する。この後、ＶＣＭ２０は、振動を抑制しつつ第２クラッチ１２前後の回転数を合わせるようにエンジン回転数Ｎ_eをフィードバック制御し、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和と一致したときに（時刻ｔ２）、第２クラッチ１２を最大トルクで締結操作する。この場合、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の間に相対角度差が存在するため、第２クラッチ１２を半クラッチ状態を介すことなく締結しても、クラッチ締結ショックは抑制される。

【0053】

そして、ＶＣＭ２０は、時刻ｔ２以降において、第３フェーズであるガタ詰め制御（ガタ詰め制御ステップ）を実行する。ＶＣＭ２０は、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行する期間内において、主動側作動部と従動側作動部との相対角速度を予め設定されている制御プロファイルに基づき算出し、これを収束させるようにする。図８の相対角度差Δθ（ガタ／バックラッシュ）に示すように、動力伝達作動部１３、１４が時刻ｔ２から時刻ｔ３に渡り、減速用接触状態から加速用接触状態へ早期且つ滑らかに移行するため、状態変位に伴うショックの発生が抑制される。この後、ＶＣＭ２０は、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行完了した時刻ｔ３において、第４フェーズである制振制御を実行する。なお、図８では、ガタ詰め制御後にバウンド抑制制御を実行しない場合のタイムチャートを例示している。

【0054】

次に、図９のフローチャートを参照して、ＶＣＭ２０の制御処理手順について、より具体的に説明する。

【0055】

まず、Ｓ１にて、ＶＣＭ２０は、各センサ３１～３６の検出値及び各種マップ等の情報を読み込み、Ｓ２に移行する。Ｓ２では、ＶＣＭ２０は、コースティング走行中に運転者による加速要求が有るか否か判定する。Ｓ２の判定の結果、コースティング走行中に運転者による加速要求が有る場合、ＶＣＭ２０は、エンジン１が停止されているため、エンジン１を再始動する（Ｓ３）。Ｓ３では、ＶＣＭ２０は、第１クラッチ１１を最大トルクで締結した後、モータ２を用いてエンジン１のクランキングを行う。一方、ＶＣＭ２０は、Ｓ２の判定の結果、コースティング走行中に運転者による加速要求がない場合、リターンする。

【0056】

Ｓ４では、ＶＣＭ２０は、初期状態設定制御を実行する。ＶＣＭ２０は、解放中の第２クラッチ１２を一時的且つ瞬間的に締結することにより、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４を減速用接触状態に設定している。Ｓ４の初期状態設定制御の後、ＶＣＭ２０は、エンジン１の回転数Ｎ_eを増加し（Ｓ５）、Ｓ６に移行する。

【0057】

Ｓ６では、ＶＣＭ２０は、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和を超えたか否か判定する。Ｓ６の判定の結果、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和を超えた場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ７に移行し、振動を抑制しつつ第２クラッチ１２前後の回転数を合わせるため、エンジン回転数Ｎ_eについて状態フィードバック回転数制御を実行する。一方、Ｓ６の判定の結果、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和以下の場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ５にリターンしてエンジン１の回転数Ｎ_e増加を継続する。

【0058】

Ｓ８では、ＶＣＭ２０は、エンジン回転数Ｎ_eが軸部７ａの回転数Ｎ_ISとクラッチ締結前に予めクラッチ前後に作り出す所定の回転数差Ｎ_dの和と一致したか否か判定する。Ｓ８の判定の結果、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和と一致した場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ９に移行し、第２クラッチ１２を最大トルクで締結操作する。一方、Ｓ８の判定の結果、エンジン回転数Ｎ_eがモータ回転数Ｎ_mと軸部７ａの回転数Ｎ_ISの和と一致しない場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ７にリターンして状態フィードバック回転数制御を継続する。

【0059】

Ｓ１０では、ＶＣＭ２０は、ガタ詰め制御を実行する。具体的には、まず、ＶＣＭ２０は、Ｓ１０の開始時におけるデフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の状態（初期状態）、例えば動力伝達作動部１３、１４の相対角速度などを計測する。加えて、ＶＣＭ２０は、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の間に存在するガタを詰めるために、つまり動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行する期間内においてこれらの間の相対角速度を収束させるために、事前に求められた制御プロファイルを所定のメモリから読み込む。そして、ＶＣＭ２０は、計測された初期状態及び読み込んだ制御プロファイルに基づき、動力伝達作動部１３、１４の間に存在するガタを詰めるように、つまり動力伝達作動部１３、１４の相対角速度を収束させるように、モータ２のトルクを制御する。この場合、ＶＣＭ２０は、制御プロファイルから動力源の目標トルクを求め、この目標トルクからエンジントルクを推定し、目標トルクとエンジントルクとの差分をモータ２から出力させるようにする。

【0060】

ここで、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施形態によるガタ詰め制御において使用する制御プロファイルについて具体的に説明する。

【0061】

図１０は、本発明の実施形態による制御プロファイルの一例を示しており、上から順に、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の相対角度差（ガタ／バックラッシュ）、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度、動力伝達作動部１３、１４の角加速度（動力源のトルク、つまりエンジン１及びモータ２の合成トルクに相当する）、を示している。相対角度差において、「下限（減速側）」は減速用接触状態に相当し、「上限（加速側）」は加速用接触状態に相当する。図１０に示す制御プロファイルは、時刻ｔ１１においてガタ詰め制御を開始し、時刻ｔ１２においてガタ詰め制御を終了するように規定されている。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間は、ガタ詰め時間に相当する。例えば、このガタ詰め時間は０．１秒程度である。

【0062】

具体的には、制御プロファイルは、ガタ詰め制御の開始時に設定されるべき初期状態と、ガタ詰め制御の終了時に設定されるべき終端状態とを拘束条件として用いて、終端状態制御に基づき事前に求められるものである。この終端状態制御は、システムの状態を初期状態から所望の終端状態まで有限ステップで移行させるようにするフィードフォワード制御である。また、終端状態制御は、初期状態及び終端状態を規定した上での最適制御であり、一般的に、入力エネルギーを最小にすることを最適化対象とすることが多い。本実施形態では、初期状態をガタ詰め制御の開始時の状態とし、終端状態をガタ詰め制御の終了時の状態とした上で、モータ２のエネルギーを最小にすることを最適化対象としている。基本的には、終端状態制御は、巨大な行列演算を要するため、必要となる計算リソースが大きく、量産用コントローラでのリアルタイム演算が困難である。そのため、本実施形態では、終端状態制御による最適な制御プロファイルをオフラインで生成し、この制御プロファイルを車両内の所定のメモリに事前に記憶させておき、車両の走行中においては、メモリに記憶された制御プロファイルを読み出してフィードフォワード制御を行うこととした。

【0063】

図１０に示すように、まず、制御プロファイルに関する初期状態（換言すると時刻ｔ１１において適用する条件）は、（１）動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態にあること、つまり動力伝達作動部１３、１４のガタが０であること（矢印Ａ１１参照）、及び、（２）動力伝達作動部１４に対する動力伝達作動部１４の相対角速度が０よりも大きい所定速度であること（矢印Ａ１２参照）、によって規定される。ここで、上述したようにオフラインで生成した制御プロファイルに基づきフィードフォワード制御を行う場合には、制御対象を前提とする初期状態に設定する必要がある、特に初期状態の安定化が必要となる。そのため、本実施形態では、ガタ詰め制御の前段階（具体的にはエンジン回転数を所定回転数に設定するための段階）において、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度を所定速度に設定するようにした。加えて、本実施形態では、ガタ詰め時間をできる限り短縮するため、及び、たとえガタ詰め制御がずれたとしても負の加速度が発生しないようにするために、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度の初期値（ガタ詰め制御の開始時の相対角速度）を０よりも大きい値（正値）に設定するようにした。このような観点より、初期状態として相対角速度に適用する実際の所定速度が定められる。

【0064】

時刻ｔ１１において上記の初期状態が適用されるが、この時刻ｔ１１以降の制御プロファイルでは、まず、相対加速度がほぼ一定となっており、また、角加速度がほぼ０になっている。この後、制御プロファイルでは、相対加速度が低下し（矢印Ａ１３参照）、角加速度が負の値になっている（矢印Ａ１４参照）、換言する動力源のトルクが負の値になっている。こうすることで、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度を適切に減速させて、動力伝達作動部１３、１４を緩やかに加速用接触状態へと移行させるようにしている。ただし、初期状態において角加速度をほぼ０にするよう制御プロファイルを規定することに限定はされず、初期状態の後に相対加速度をほぼ一定にするよう制御プロファイルを規定することに限定はされない。

【0065】

次いで、制御プロファイルに関する終端状態（換言すると時刻ｔ１２において適用する条件）は、（１）動力伝達作動部１３、１４が加速用接触状態にあること、つまり動力伝達作動部１３、１４のガタが０であること（矢印Ａ１５参照）、（２）動力伝達作動部１３、１４の相対角速度が０であること（矢印Ａ１６参照）、及び、（３）角加速度が０であること（矢印Ａ１７参照）、つまり動力源のトルクが０であること、によって規定される。こうすることで、動力伝達作動部１３、１４のガタが詰まったときの衝撃（ショック）、換言すると動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に勢いよく衝突することを抑制するようにしている。

【0066】

次に、図１１を参照して、制御プロファイルを作成するための終端状態制御の評価関数について説明する。図１１において、グラフＧ１は、ガタ詰め時間（横軸）とロバスト性（縦軸）との関係を示し、グラフＧ２は、ガタ詰め時間（横軸）とモータ２の必要エネルギー（縦軸）との関係を示している。

【0067】

まず、終端状態制御では、終端状態を満足する解が無数に存在するため、本実施形態では、終端状態を満足する解の中で入力エネルギー（具体的にはモータ２のエネルギー）を最小化するように終端状態制御を行うこととした。他方で、システムとして最適化したいこととしては、終端状態を満足する解の中でガタ詰め時間が最小となる解を選択することである。しかしながら、終端状態制御は固定の行列次数しか扱えない。以上より、本実施形態では、事前に時間と必要エネルギーとロバスト性との関係を評価した上で（図１１参照）、目標のガタ詰め時間を決めるようにした。

【0068】

すなわち、ガタ詰め時間を最小にすることを優先したいが、ガタ詰め時間のみから制御プロファイルを決めるのが困難であるので、本実施形態では、目標のガタ詰め時間を決めて（例えば０．１秒）、モータ２のエネルギー最小を条件として適用して、制御プロファイルを求めるようにした。具体的には、複数設定したガタ詰め時間のそれぞれについて、エネルギー最小の条件から制御プロファイルを求めていくと共に（グラフＧ２参照）、ガタ詰め時間とロバスト性との関係を求めると（グラフＧ１参照）、ガタ詰め時間を短くしていくとロバスト性が急激に悪化するガタ詰め時間があるので、この時間の手前の時間Ｔ１を制御プロファイルに適用するガタ詰め時間として採用した。つまり、モータ２の必要エネルギーを低減しつつ、制御のロバスト性が確保されるようなガタ詰め時間の中において最小の時間Ｔ１を、制御プロファイルのガタ詰め時間として適用することとした。

【0069】

図９に戻ると、Ｓ１０の後のＳ１１では、ＶＣＭ２０は、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行完了したか否か判定する。Ｓ１１の判定の結果、動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行完了した場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ１２に移行し、動力伝達作動部１３、１４の衝撃によるバウンド動作を抑制するためのバウンド抑制制御を実行する。一方、Ｓ１１の判定の結果、動力伝達作動部１３、１４が減速用接触状態から加速用接触状態に移行完了していない場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ１０にリターンしてガタ詰め制御を継続する。

【0070】

ここで、図１２を参照して、本発明の実施形態によるバウンド抑制制御について具体的に説明する。図１２も、上から順に、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の相対角度差（ガタ／バックラッシュ）、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度、動力伝達作動部１３、１４の角加速度、を示している。図１２に示すように、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２まで、ガタ詰め制御が行われ、時刻ｔ２２以降でバウンド抑制制御が行われる。この図１２は、図１０のように、制御プロファイルに対応する相対角度差、相対角速度及び角加速度を示しているのではなく、制御プロファイルを用いてガタ詰め制御を行ったときの実際の相対角度差、相対角速度及び角加速度の変化の一例を示している。また、図１２では、時刻ｔ２２以降において実線と破線のグラフを示しているが、実線は、本実施形態によるバウンド抑制制御を行った場合のグラフを示しており、破線は、バウンド抑制制御を行わなかった場合（比較例）のグラフを示している。

【0071】

上述した制御プロファイルを用いてガタ詰め制御を行っても、ばらつき（例えばエンジントルクの応答遅れやクラッチの応答遅れなど）により、ガタ詰め完了時において（時刻ｔ２２）、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４の相対角速度が０よりも大きくなることがある（矢印Ａ２１参照）。このときには、動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に勢いよく衝突して、動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に対してはね返るような動作（バウンド動作）が発生する場合がある。

【0072】

したがって、本実施形態では、ＶＣＭ２０は、このようなバウンド動作を抑制すべく、ガタ詰め制御の終了タイミングにおいて、典型的にはガタ詰めが完了した瞬間に、モータ２から正の所定トルクを発生させるバウンド抑制制御を行う（矢印Ａ２２参照）。具体的には、ガタ詰め制御終了時にはトルクはほぼ０であるので、ＶＣＭ２０は、このガタ詰め制御が終了した瞬間に、モータ２から正の所定トルクを一気に（ステップ状に）立ち上げる制御を行う。

【0073】

ガタ詰め制御後に制振制御が行われるが、これらの間に行われるバウンド抑制制御は、ガタ詰め制御から制振制御へ切り替えるときの初期値補償をモータ２から余分に付与する制御に相当する。つまり、ＶＣＭ２０は、バウンド抑制制御により所定トルク分だけモータ２のトルクをかさ上げした状態で、制振制御によりモータ２からトルクを発生させるようにする。なお、バウンド抑制制御において適用する所定トルクは、上記したバウンド動作を抑制するためにモータ２から発生させるべきトルクであり、事前にシミュレーションや実験などを行うことで求められる。例えば、この所定トルクには固定値が適用される。

【0074】

以上の本実施形態によるバウンド抑制制御によれば、比較例と比較すると、ガタ詰め制御後の動力伝達作動部１３、１４のバウンド動作を適切に抑制することができる（矢印Ａ２３参照）。具体的には、本実施形態によれば、ガタ詰め完了時にモータ２から正の所定トルクを発生させることで、つまり動力伝達作動部１３に正のトルクを付与することで、動力伝達作動部１４に対する動力伝達作動部１３の衝突によるはね返りを抑制し、動力伝達作動部１３が動力伝達作動部１４に接触した状態（加速用接触状態）をできるだけ維持させられるようになる。

【0075】

図９に戻ると、Ｓ１２の後のＳ１３では、ＶＣＭ２０は、制振制御を実行する。そして、Ｓ１４では、ＶＣＭ２０は、運転者による加速要求が終了したか否か判定する。Ｓ１４の判定の結果、運転者による加速要求が終了した場合、ＶＣＭ２０は、制振制御を終了し（Ｓ１５）、リターンする。一方、Ｓ１４の判定の結果、運転者による加速要求が終了していない場合、ＶＣＭ２０は、Ｓ１３にリターンして制振制御を継続する。

【0076】

次に、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の作用効果について説明する。

【0077】

本実施形態では、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、解放状態にある第２クラッチ１２を締結した後に、所定の初期状態及び終端状態を拘束条件として用いて終端状態制御により事前に求められた制御プロファイルに基づき、デフ機構４の動力伝達作動部１３、１４のガタ詰め制御を行う。これにより、車両が減速状態から加速状態へと変化するときに、第２クラッチ１２の締結に伴うショックを低減しつつ、デフ機構４のガタ詰め時間を適切に短縮することができる。

【0078】

特に、本実施形態では、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度を０よりも大きい所定速度に設定した状態においてガタ詰め制御を開始する。換言すると、制御プロファイルのための終端状態制御において、動力伝達作動部１３、１４の相対角速度が０よりも大きい所定速度である状態を初期状態として適用する。これにより、ガタ詰め時間を効果的に短縮することができると共に、たとえガタ詰め制御がずれたとしても、負の加速度が発生することを適切に抑制することができる。また、終端状態制御に関する初期状態を適切に安定化することができる。

【0079】

また、本実施形態では、ガタ詰め制御により動力伝達作動部１３、１４の接触状態が減速用接触状態から加速用接触状態へと移行したときに、モータ２から正の所定トルクを発生させるバウンド抑制制御を行う。これにより、動力伝達作動部１４に対する動力伝達作動部１３の相対角速度が０よりも大きいことに起因する、動力伝達作動部１３、１４の衝撃によるバウンド動作を適切に抑制することができる。

【0080】

また、本実施形態では、バウンド抑制制御により所定トルク分だけモータ２のトルクをかさ上げした状態で、制振制御によりモータ２からトルクを発生させるので、バウンド抑制制御の後の制振制御によって、ドライブシャフト（駆動軸９）などのねじれに起因する振動の抑制効果を適切に確保することができる。

【符号の説明】

【0081】

１ エンジン
２ モータ
３ オートマチックトランスミッション（ＡＴ）
４ デファレンシャルギヤ機構（デフ機構）
５ 車輪
９ 駆動軸（ドライブシャフト）
１１ 第１クラッチ
１２ 第２クラッチ
１３、１４ 動力伝達作動部
２０ ＶＣＭ（制御装置）
ＰＴ パワートレイン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】