(57)【要約】【課題】ハイブリッドシステムにおいてより好適な回生制動を行うことを可能にする技術を提供する。【解決手段】バッテリが充電可能な状態で、ＭＧ２に回生発電させて、回生電力によってバッテリ充電を行うことで、ＭＧ２に回生制動力を出力させる際に、ＭＧ１によってエンジンを連れ回しでモータリングさせることが必要な高速運転状態からの減速である場合には、ノズルベーン５の開弁、第１スロットルバルブ９の閉弁、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開弁を行ってエンジン１の回転抵抗を低減させる。バッテリが充電不可の状態で、ＭＧ２に回生発電させて、回生電力によってＭＧ１によるエンジンモータリングを行うことで、ＭＧ２に回生制動力を出力させる際に、回生制動力が要求制動力に不足する場合には、ノズルベーン５の閉弁、第１スロットルバルブ９の開弁、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の閉弁を行ってエンジン１の回転抵抗を増加させる。【選択図】図５
2010018212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１モータと、第２モータと、を駆動源として有し、これらの駆動源の少なくともいずれかにより駆動軸に動力を出力するハイブリッドシステムの制御装置であって、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第２モータのみによって前記駆動軸に駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能に構成され、
前記第１モータの動力を前記エンジンの動力入出力軸に入力することにより前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずにモータリングすることが可能に構成され、
前記駆動軸からの動力を前記第２モータの動力入出力軸に入力して前記第２モータに回生発電させることにより該駆動軸に制動力を出力することが可能に構成され、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第１モータ及び前記第２モータに電力を供給するとともに、少なくとも前記第２モータの回生発電による電力の供給を受けて充電可能なバッテリと、
前記バッテリの充電状態を取得するＳＯＣ取得手段と、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記第２モータに回生発電させることにより前記駆動軸に制動力を出力する回生制動手段と、
を有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記回生制動手段による制動時に、前記ＳＯＣ取得手段により取得される前記バッテリの充電状態と、前記エンジンをモータリングする所定のモータリング条件の成立の有無と、に基づいて、前記エンジンの回転抵抗を制御するエンジンフリクション制御手段を備えることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記ＳＯＣ取得手段によって取得される前記バッテリの充電状態が、充電余裕が有る状態であり、且つ、前記モータリング条件が成立する場合、
前記回生制動手段は、前記第２モータの回生発電による電力の一部を前記第１モータに供給し、該第１モータにより前記モータリング条件の要請に応じた前記エンジンのモータリングを行わせるとともに、該回生発電による電力のその他の部分を前記バッテリに供給し、該バッテリの充電によって該回生発電による電力を消費することにより、前記駆動軸に制動力を出力させ、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記エンジンの回転抵抗を低減する制御を行うことを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンの排気通路に設けられたタービン及び前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを有し、該タービンに開度可変のノズルベーンを備え、該ノズルベーンの開度を変更することによって該タービンにおける排気の流量特性を変更し、以て過給特性を変更可能な可変容量型ターボチャージャを、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、ノズルベーンの開度を開き側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を低減させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内を流れる吸気の流量を調節可能な
スロットルバルブを、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記スロットルバルブの開度を閉じ側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を低減させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンからの排気の一部を前記エンジンの吸気通路に流入させるＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を調節可能なＥＧＲバルブと、
を更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記ＥＧＲバルブの開度を開き側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を低減させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第１モータの動力を前記エンジンの入出力軸に伝達する経路上に減速比可変の減速機を、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする際のエンジン回転数を減少させるように前記減速機の減速比を設定することによって、前記エンジンの回転抵抗を低減させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記エンジンの吸気圧力が所定の基準圧力より低くならないように、前記エンジンの回転抵抗を低減させる制御を行うことを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記ＳＯＣ取得手段によって取得される前記バッテリの充電状態が、前記第２モータの回生発電による電力を該バッテリの充電により消費することで要求制動力に対して十分な制動力を前記駆動軸に出力可能なほど充電余裕が無い状態である場合、
前記回生制動手段は、前記第２モータの回生発電による電力を前記第１モータに供給し、該第１モータにより前記エンジンのモータリングを行わせることによって該回生発電による電力を消費することにより、前記駆動軸に制動力を出力させ、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記回生制動手段によって前記駆動軸に出力される制動力が要求制動力に対して不足する場合には、前記エンジンの回転抵抗を増大させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンの排気通路に設けられたタービン及び前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを有し、該タービンに開度可変のノズルベーンを備え、該ノズルベーンの開度を変更することによって該タービンにおける排気の流量特性を変更し、以て過給特性を変更可能な可変容量型ターボチャージャを、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、ノズルベーンの開度を閉じ側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を増大させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内を流れる吸気の流量を変更可能なスロットルバルブを、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記スロットルバルブの開度を開き側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を増大させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンからの排気の一部を前記エンジンの吸気通路に流入させるＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を変更可能なＥＧＲバルブと、
を更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記ＥＧＲバルブの開度を閉じ側に変更することによって、前記エンジンの回転抵抗を増大させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第１モータの動力を前記エンジンの入出力軸に伝達する経路上に減速比可変の減速機を、
更に有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする際のエンジン回転数を増加させるように前記減速機の減速比を設定することによって、前記エンジンの回転抵抗を増大させることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、更に、前記モータリング条件が成立する場合、
前記回生制動手段は、前記第１モータにより前記モータリング条件の要請に応じた前記エンジンのモータリングを行わせることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項において、
前記ハイブリッドシステムは、
前記エンジンの排気通路に設けられたタービン及び前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンより下流側の排気通路と前記コンプレッサより上流側の吸気通路とを接続するＬＰＬ−ＥＧＲ通路と、
を更に有して構成されることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源としてエンジン及びモータを有し、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット制御時にエンジンモータリングを行うハイブリッドシステムにおいて、燃料カット制御時にエンジンモータリングを行う場合に、エンジンの吸気バルブの開閉タイミングを遅角することによって、エンジンフリクションによる損失を低減することを図った技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００７−１９６８３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１１８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
燃料カット制御時にエンジンモータリングを行うハイブリッドシステムにおいては、バッテリの充電状態や要求制動力に応じてエンジンフリクションを制御することが重要である。また、ＥＧＲシステムやターボチャージャを備えたハイブリッドシステムの場合には、エンジンモータリング時にそれらの機器を適切に制御することが回生効率を高め、確実に制動力を得るために重要である。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ハイブリッドシステムにおいて燃料カット制御時により好適にエンジンモータリングを行う技術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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッドシステムの制御装置は、
エンジンと、第１モータと、第２モータと、を駆動源として有し、これらの駆動源の少なくともいずれかにより駆動軸に動力を出力するハイブリッドシステムの制御装置であって、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第２モータのみによって前記駆動軸に駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能に構成され、
前記第１モータの動力を前記エンジンの動力入出力軸に入力することにより前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずにモータリングすることが可能に構成され、
前記駆動軸からの動力を前記第２モータの動力入出力軸に入力して前記第２モータに回生発電させることにより該駆動軸に制動力を出力することが可能に構成され、
前記ハイブリッドシステムは、
前記第１モータ及び前記第２モータに電力を供給するとともに、少なくとも前記第２モータの回生発電による電力の供給を受けて充電可能なバッテリと、
前記バッテリの充電状態を取得するＳＯＣ取得手段と、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記第２モータに回生発電させることにより前記駆動軸に制動力を出力する回生制動手段と、
を有して構成されたハイブリッドシステムの制御装置において、
前記回生制動手段による制動時に、前記ＳＯＣ取得手段により取得される前記バッテリの充電状態と、前記エンジンをモータリングする所定のモータリング条件の成立の有無と、に基づいて、前記エンジンの回転抵抗を制御するエンジンフリクション制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
所定のモータリング条件とは、例えば高速運転状態からの減速時のように、燃料カット制御状態から通常のエンジン運転を再開する際の加速性を向上させる要請により、燃料カット制御時にエンジンをある程度の回転数で回転する状態に維持すべき場合に成立する。
【０００７】
また、例えば、サンギヤ、リングギヤ、及びプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリア、の３つの回転要素を有する遊星歯車機構を動力分割統合機構として備え、エンジンをキャリア軸、第１モータをサンギヤ、駆動軸をリングギヤ、第２モータを減速機を介してリングギヤにそれぞれ接続して構成されるハイブリッドシステムの場合、高速運転状態からの減速時に、第１モータの回転数が許容上限を超えないようにする要請から、エンジンをある程度の回転数で回転する状態とすべき場合に成立する。
【０００８】
また、制動要求時に、バッテリが充電不可能である場合、又は、要求制動力を満たす制動力を発生させるために十分な回生電力の消費を行えるほどバッテリに充電余裕がない場合に、不足する制動力に相当する電力消費を第１モータによるエンジンモータリングによって行うべき場合に成立する。
【０００９】
モータリング条件が成立する場合には、ＥＶ走行中の制動時に第２モータの回生発電によって発電される電力の少なくとも一部がエンジンモータリングによって消費される。エンジンモータリングによって消費される電力はエンジンフリクションに依存する。
【００１０】
ここで、エンジンモータリングによって消費される電力をなるべく低減したい、或いは逆に、回生発電によって発電される電力をなるべく多くエンジンモータリングによって消費したい、といった要請は、バッテリの充電状態に応じて異なる。
【００１１】
例えば、バッテリが充電余裕がある状態である場合には、エンジンモータリングによって消費される電力を低減することによって、より効率よくバッテリの充電を行うことができる。エンジンモータリングによって消費される電力を低減するためには、モータリング時のエンジンフリクションを低減すると好適である。
【００１２】
一方、制動時に、バッテリが充電不可能な場合や充電余裕が無い場合には、エンジンモータリングによって消費される電力を増大させることによって、より確実に制動力を発生させることができる。エンジンモータリングによって消費される電力を増大させるためには、モータリング時のエンジンフリクションを増加させると好適である。
【００１３】
本発明によれば、ＥＶ走行中の制動時に第２モータによる回生発電を行う際に、モータリング条件の成立の有無と、ＳＯＣ取得手段によって取得されるバッテリの充電状態と、に応じて、最適なエンジンフリクションとなるようにエンジンの回転抵抗が制御されるので、回生発電によるバッテリ充電の効率を好適に高めたり、要求制動力をより確実に発生させたりすることが可能となる。
【００１４】
例えば、本発明において、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記ＳＯＣ取得手段によって取得される前記バッテリの充電状態が、充電余裕が有る状態であり、且つ前記モータリング条件が成立する場合、
前記回生制動手段は、前記第２モータの回生発電による電力の一部を前記第１モータに供給し、該第１モータにより前記モータリング条件の要請に応じた前記エンジンのモータリングを行わせるとともに、残りの電力を前記バッテリに供給し、該バッテリの充電によって該回生発電による電力を消費することにより、前記駆動軸に制動力を出力する。
【００１５】
ここで、ＥＶ走行中の制動時に、バッテリの充電状態が、前記第２モータの回生発電による電力を該バッテリの充電により消費することで、制動時の要求制動力に対して十分な制動力を前記駆動軸に出力可能なほどの充電可能容量が有る状態の場合に、「充電余裕が有る状態である」と判断することができる。
【００１６】
この場合、第２モータによる回生発電により発電された電力のうち、第１モータによるエンジンモータリングのために消費される電力の分だけバッテリの充電に利用可能な電力が減少する。従って、回生発電により発電される電力によってより効率よくバッテリの充電を行うためには、エンジンモータリングによって消費される電力をできるだけ低減することが好ましい。
【００１７】
そこで、本発明においては、このような場合には、前記エンジンフリクション制御手段は、前記エンジンの回転抵抗を低減する制御を行う。これにより、第１モータがエンジンをモータリングするために消費する電力を低減することが可能となるので、回生電力のより多くをバッテリの充電に利用することが可能となる。これにより回生効率を向上させることができる。
【００１８】
モータリング条件が成立する場合としては、例えば、ある基準速度以上の高速運転状態からの減速時を例示できる。この場合、上述したように、燃料カット制御時にエンジンモータリングによってエンジンをある程度の回転数で回転する状態に維持しておくことにより、燃料カットモードから通常のエンジン運転に復帰する際の再加速性を向上させることができる。従って、基準速度とは、燃料カット制御時においてエンジンモータリングを行わないと燃料カットからの復帰時に所望の加速性能を発揮できないような車速の下限値に基づいて定めることができる。
【００１９】
また、遊星歯車機構にエンジン、第１モータ、駆動軸が接続された構成のハイブリッドシステムでは、エンジンの回転数、第１モータの回転数、駆動軸の回転数の間に一定の関係が成立するため、特に駆動軸の回転数が高くなる高速運転状態では、エンジンをある程度以上の回転数で回転させた状態にしないと、第１モータの回転数が許容上限を超えた高回転状態となる場合がある。このような場合には、ＥＶ走行モードであっても、第１モータの回転数を許容上限以下にすることができるように、エンジンをモータリングにより回転させる必要がある。従って、上記基準速度は、ＥＶ走行モードにおいてエンジンモータリングを行わないと第１モータの回転数が許容上限を超えてしまうような車速の下限値に基づいて定めても良い。
【００２０】
エンジンの回転抵抗を低減する方法としては、以下のような種々の方法を用いることができる。
【００２１】
例えば、本発明において、
前記エンジンの排気通路に設けられたタービン及び前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを有し、該タービンに開度可変のノズルベーンを備え、該ノズルベーンの開度を変更することによって該タービンにおける排気の流量特性を変更し、以て過給特性を変更可能な可変容量型のターボチャージャを備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、ノズルベーンの開度を開き側に変更することにより、タービンより上流側における排気通路内の排気圧力を低くすることができるため、エンジンの回転抵抗を低減することが可能である。
【００２２】
また、本発明において、
前記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内を流れる吸気の流量を調節可能なスロットルバルブを備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記スロットルバルブの開度を閉じ側に変更することにより、エンジンに吸入される空気量を減少させることができるため、エンジンの回転抵抗を低減することが可能である。
【００２３】
また、本発明において、
前記エンジンからの排気の一部を前記エンジンの吸気通路に流入させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を調節可能なＥＧＲバルブと、を備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記ＥＧＲバルブの開度を開き側に変更することにより、エンジンの排気通路内の排気圧力を低くすることができるため、エンジンの回転抵抗を低減することが可能である。
【００２４】
また、本発明において、
前記第１モータの動力を前記エンジンの入出力軸に伝達する経路上に減速比可変の減速機を備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする際のエンジン回転数を減少させるように減速機の減速比を設定することにより、エンジンの回転抵抗に起因する回生電力の消費量を低減することが可能である。従って、回生電力のうちより多くの電力をバッテリの充電に利用することが可能となる。
【００２５】
ここで、エンジンの回転抵抗を低減させる制御として、上記のように、ノズルベーンの開度を開き側にしたり、スロットルバルブの開度を閉じ側にしたり、ＥＧＲバルブの開度を開き側にしたりすると、ターボチャージャの過給効率が低下するため、場合によっては吸気圧力が過剰に低下し、再加速時に十分な過給圧が得られなくなり、再加速性が悪化する虞がある。
【００２６】
そこで、本発明において、エンジンの回転抵抗を低減させる制御を行う場合には、エンジンの吸気圧力が所定の基準圧力より低くならないように前記制御を行うと良い。ここで、基準圧力は、良好な再加速性が得られる吸気圧力の下限値に基づいて定めることができる。これにより、燃料カット時にエンジンの回転抵抗を低減させるべくノズルベーンの開度を開き側にしたり、スロットルバルブの開度を閉じ側にしたり、ＥＧＲバルブの開度を開き側にしたりする制御を行う場合においても、エンジンの運転再開時における再加速性の悪化を抑制することができる。
【００２７】
以上説明したエンジンフリクション低減制御により、以下のような副次的な効果を得ることもできる。すなわち、ノズルベーンの開度を開き側にすると、ターボチャージャの過給効率が低下してエンジンの吸入空気量が減少するので、エンジンの圧縮仕事が低減し、エンジンの振動を抑制できる。また、スロットルバルブの開度を開き側にした場合も同様にエンジンの吸入空気量が減少するので、エンジンの振動を抑制できる。また、ＥＧＲ弁の開度を開き側にするとタービンを回転させる排気の流量が減少して過給効率が低下するので、エンジンの吸入空気量が減少し、同様にエンジンの振動を抑制できる。
【００２８】
また、本発明において、
前記ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作中の制動時に、前記ＳＯＣ取得手段によって取得される前記バッテリの充電状態が、充電余裕が無い状態である場合、
前記回生制動手段は、前記第２モータの回生発電による電力を前記第１モータに供給し、該第１モータにより前記エンジンのモータリングを行わせることによって該回生発電による電力を消費することにより、前記駆動軸に制動力を出力する。
【００２９】
ここで、ＥＶ走行中の制動時に、バッテリの充電状態が、前記第２モータの回生発電に
よる電力を該バッテリの充電により消費することで、制動時の要求制動力に対して十分な制動力を前記駆動軸に出力可能なほどの充電可能容量が無い状態の場合に、「充電余裕が無い状態である」と判断することができる。
【００３０】
この場合、駆動軸に出力させることが可能な制動力は、エンジンモータリングによって消費可能な電力に依存する。そのため、要求制動力が大きい場合には、第２モータによる回生発電によって駆動軸に出力可能な制動力が、要求駆動力に対して不足する可能性がある。
【００３１】
そこで、本発明においては、前記回生制動手段によって前記駆動軸に出力される制動力が要求制動力に対して不足する場合には、前記エンジンフリクション制御手段は、前記エンジンの回転抵抗を増大させる制御を行う。これにより、第１モータがエンジンをモータリングするために消費する電力が増大するので、第２モータの回生発電に係る負荷が増大する。これにより、第２モータの回生発電によってより大きな制動力を駆動軸に出力することが可能になるので、要求制動力に対して十分な制動力を出力することができる。
【００３２】
ここで、バッテリに充電余裕が無い場合であって、且つ、モータリング条件が成立する場合には、前記回生制動手段は、前記第１モータにより前記モータリング条件の要請に応じた前記エンジンのモータリングを行わせるようにしても良い。
【００３３】
例えば、要求制動力を出力させるために要請されるエンジンモータリングの回転数よりも、上述したようなモータリング条件が成立する場合に、例えば第１モータの回転数が許容上限以下になるために要請されるエンジンモータリングの回転数の方が高い場合には、後者の回転数でエンジンをモータリングするようにしても良い。
【００３４】
エンジンの回転抵抗を増大させる方法としては、以下のような種々の方法を用いることができる。
【００３５】
例えば、本発明において、
前記エンジンの排気通路に設けられたタービン及び前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサを有し、該タービンに開度可変のノズルベーンを備え、該ノズルベーンの開度を変更することによって該タービンにおける排気の流量特性を変更し、以て過給特性を変更可能な可変容量型のターボチャージャを備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、ノズルベーンの開度を閉じ側に変更することにより、タービンより上流側における排気通路内の排気圧力を高くすることができるため、エンジンの回転抵抗を増大させることが可能である。
【００３６】
また、本発明において、
前記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内を流れる吸気の流量を調節可能なスロットルバルブを備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記スロットルバルブの開度を開き側に変更することにより、エンジンに吸入される空気量を増大させることができるため、エンジンの回転抵抗を増大させることが可能である。
【００３７】
また、本発明において、
前記エンジンからの排気の一部を前記エンジンの吸気通路に流入させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を調節可能なＥＧＲバルブと、を備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記ＥＧＲバルブの開度を閉じ側に変更することにより、エンジンの排気通路内の排気圧力を高くすることができるため、エンジンの回
転抵抗を増大させることが可能である。
【００３８】
また、本発明において、
前記第１モータの動力を前記エンジンの入出力軸に伝達する経路上に減速比可変の減速機を備えている場合には、
前記エンジンフリクション制御手段は、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする際のエンジン回転数を増加させるように減速機の減速比を設定することにより、エンジンの回転抵抗に起因する回生電力の消費量を増大させることが可能である。従って、第２モータの回生発電の負荷を増大させることができ、より大きな回生制動力を出力させることが可能となる。
【００３９】
以上説明したエンジンフリクション低減制御により、以下のような副次的な効果を得ることもできる。すなわち、従来、回生制動力が要求制動力に満たないときは、ディスクブレーキを作動させて不足分の制動力を得る場合があったが、この場合、エンジンモータリングによってエンジンオイル温度や冷却水温が低下したり、モータリング中に排出される低温の排気によって排気通路に配置された排気浄化触媒の温度が低下したりする問題が生じる場合があった。
【００４０】
この点、本発明の場合、エンジンの回転抵抗が増大することにより、エンジンにおける摩擦熱の発生が促進されるので、エンジンオイルの温度や冷却水の温度を保温することができる。また、排気の温度が高くなるので、排気通路に排気浄化触媒が配置されている場合には、排気浄化触媒の保温も可能である。また、不足分の制動力の出力をディスクブレーキに頼らないので、ディスクブレーキのブレーキパッドの摩耗を抑制できる。
【００４１】
また、ノズルベーンの開度を閉じ側にしたり、スロットルバルブを開き側にしたり、ＥＧＲバルブを閉じ側にすることで、ターボチャージャ過給効率が高くなるため、回生制動中の吸気圧力が高くなる。従って、燃料カットモードからエンジン運転モードへの復帰時に良好な再加速性が実現される。また、吸気流量が増大するので、特に、ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路にＥＧＲガスを流入させるＬＰＬ−ＥＧＲ装置を備えた構成において、吸気通路内に付着したＥＧＲガス由来のデポジットやインタークーラ内に溜まった凝縮水を吹き飛ばして除去することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明により、ハイブリッドシステムにおいて回生制動を行う場合に、良好な回生効率を実現し、要求制動力を満たす回生制動力を出力させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４４】
図１は、本発明に係るハイブリッドシステムの回生制動制御装置が適用されたハイブリッドシステムの概略構成を表すブロック図である。
【００４５】
このハイブリッドシステムは、動力源としてエンジン１と、第１モータジェネレータ（以下「ＭＧ１」という）と、第２モータジェネレータ（以下「ＭＧ２」という）と、を有する。エンジン１の動力は動力分割機構３によってＭＧ１及び出力部４に分配出力される。動力分割機構３は、遊星歯車機構によって構成される。ＭＧ２の動力は出力部４に出力される。出力部４に出力されたエンジン１及びＭＧ２の動力は、伝達部８を介して、このハイブリッドシステムが搭載された車両の駆動輪４０を駆動する駆動力として、駆動輪４０に伝達される。伝達部８はドライブシャフトやディファレンシャルギア等の構成を有す
る。
【００４６】
ＭＧ１は、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。
【００４７】
ＭＧ１は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ１の動力は、動力分割機構３を介してエンジン１をモータリングする駆動力としてエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に入力される。
【００４８】
ここで、エンジン１をモータリングする、とは、エンジン１を、燃料の燃焼による内燃エネルギーによらずに外力によって機械的に回転駆動させることを意味する。本実施例のハイブリッドシステムでは、ＭＧ１の動力によってエンジン１をモータリングすることができるので、エンジン１において燃料噴射が行われない状態や、エンジン１が自立回転するために必要な噴射量に満たない微少量燃料噴射が行われる状態においても、エンジン１を回転させることができる。
【００４９】
ＭＧ１は、動力分割機構３を介してＭＧ１に分配されるエンジン１の動力によって駆動されて、発電機として動作することができる。ＭＧ１が発電機として動作した場合に発電する電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ２をモータとして動作させるための電力として消費される。
【００５０】
ＭＧ２もＭＧ１と同様、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。
【００５１】
ＭＧ２は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ１によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ２の動力は、出力部４を介して、駆動輪４０を駆動するための駆動力として駆動輪４０に伝達される。
【００５２】
ＭＧ２は、伝達部８及び出力部４を介して伝達される駆動輪４０の運動エネルギーによって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ１をモータとして動作させるための電力として消費される。この場合、駆動輪４０の運動エネルギーによって回生発電が行われ、駆動輪４０に制動力が発生する。
【００５３】
インバータ２４は、バッテリ２５から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ１及びＭＧ２に供給するとともに、発電機として動作した場合にＭＧ１及びＭＧ２から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２５に供給する。
【００５４】
図２は、動力分割機構３及び動力分割機構３に接続されたハイブリッドシステムの各要素の関係を模式的に表した図である。
【００５５】
動力分割機構３は、外歯歯車のサンギヤＳと、サンギヤＳと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤＲと、サンギヤＳ及びリングギヤＲに噛合する複数のピニオンギヤＰと、各ピニオンギヤＰを自転自在かつサンギヤＳの周りに公転自在に支持するキャリアＣとを備え、サンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣと、を回転要素として作動作用を行う遊星歯車機構により構成される。
【００５６】
動力分割機構３のサンギヤＳにはＭＧ１の入出力軸２３が接続され、キャリアＣにはエンジン１のクランクシャフト２１が接続され、リングギヤＲにはリングギヤ軸３７（出力部４に相当）が接続され、リングギヤ軸３７には減速機３５を介してＭＧ２の入出力軸３
４が接続されている。
【００５７】
エンジン１の動力は、キャリアＣを介してサンギヤＳとリングギヤＲとにギヤ比に応じた比率で分配される。サンギヤＳに分配されたエンジン１の動力により、ＭＧ１は発電機として機能することができる。一方、ＭＧ１がモータとして機能する場合、サンギヤＳを介して入力されるＭＧ１の動力と、キャリアＣを介して入力されるエンジン１の動力とは、統合されてリングギヤＲに出力される。また、ＭＧ１がモータとして機能する場合、サンギヤＳを介して入力されるＭＧ１の動力をキャリアＣを介してエンジン１のクランクシャフト２１に入力し、エンジン１をモータリングすることができる。
【００５８】
エンジン１及びＭＧ１の動力はリングギヤＲを介して、ＭＧ２の動力は減速機３５を介して、リングギヤ軸３７に出力されて統合し、伝達部８を介して駆動軸３６に伝達され、駆動輪４０を駆動する駆動力となる。また、駆動輪４０の回転運動は、駆動軸３６を介してリングギヤ軸３７に伝達され、減速機３５を介してＭＧ２の入出力軸３４に入力されて、ＭＧ２を発電機として駆動する駆動力として伝達されるとともに、リングギヤＲ、キャリアＣを介してクランクシャフト２１に入力されて、エンジン１をモータリングする駆動力として伝達される。
【００５９】
エンジン１はディーゼルエンジンである。図３に、エンジン１の吸排気系及び制御系の概略構成を示す。
【００６０】
エンジン１は４気筒エンジンであり、各シリンダ４９には、エンジン１の燃焼室内に燃料を直接噴射供給するインジェクタ２９が備えられている。エンジン１には、燃焼室内に空気及び後述するＥＧＲガスを供給する吸気通路４２が吸気マニホールド１７を介して接続されている。またエンジン１には、燃焼室内の既燃ガスを排出するための排気通路４３が排気マニホールド１８を介して接続されている。
【００６１】
吸気マニホールド１７との接続箇所近傍の吸気通路４２には、排気マニホールド１８から排気通路４３に排出された排気の一部を吸気マニホールド１７との接続箇所近傍の吸気通路４２内に導くＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５が接続されている。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第１スロットルバルブ９が備えられている。第１スロットルバルブ９より上流側の吸気通路４２には、ターボチャージャ１３のコンプレッサ１１が備えられている。
【００６２】
コンプレッサ１１より上流側の吸気通路４２には、後述する排気浄化装置４１から流出した排気の一部をコンプレッサ１１より上流側の吸気通路４２内に導くＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４が接続されている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第２スロットルバルブ２２が備えられている。第２スロットルバルブ２２より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２に流入する空気の流量を測定するエアフローメータ７が備えられている。
【００６３】
排気マニホールド１８との接続箇所近傍の排気通路４３には、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５が接続されている。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の接続箇所より下流側の排気通路４３には、ターボチャージャ１３のタービン１２が備えられている。このターボチャージャ１３は、タービン１２に開度可変のノズルベーン５を備え、ノズルベーン５の開度を変化させることによってターボチャージャ１３による過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである。
【００６４】
タービン１２より下流側の排気通路４３には、排気中のＮＯｘや粒子状物質等の有害物質を浄化する排気浄化装置４１が備えられている。排気浄化装置４１は、吸蔵還元型ＮＯ
ｘ触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ、酸化触媒といった排気浄化触媒を含んで構成される。排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３には、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４が接続されている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所より下流側の排気通路４３には、排気通路４３を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁６が備えられている。
【００６５】
タービン１２より上流側の排気通路４３と、コンプレッサ１１より下流側の吸気通路４２とは、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５によって連通しており、タービン１２より上流側の排気通路４３を流れる排気の一部が、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って、ＨＰＬ−ＥＧＲガスとしてコンプレッサ１１より下流側の吸気通路４２に流入する。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の途中にはＨＰＬ−ＥＧＲガスを冷却するＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６が備えられている。ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６より吸気通路４２側のＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５には、ＨＰＬ−ＥＧＲガスの量を調節するＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４が備えられている。
【００６６】
排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３と、第２スロットルバルブ２２とコンプレッサ１１との間の吸気通路４２とは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４によって連通しており、排気通路４３を流れる排気の一部が、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って、ＬＰＬ−ＥＧＲガスとして吸気通路４２に流入する。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の途中にはＬＰＬ−ＥＧＲガスを冷却するＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３が備えられている。ＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３より吸気通路４２側のＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４には、ＬＰＬ−ＥＧＲガス量を調節するＬＰＬ−ＥＧＲバルブ４５が備えられている。
【００６７】
エンジン１には、エンジン１の冷却水温を測定する水温センサ４８、エンジン１のクランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ３０、アクセルペダル５２の踏み込み量を測定するアクセル開度センサ２７、ハイブリッドシステムが搭載された車両の車速を測定する車速センサ２８、吸気の圧力を測定する吸気圧センサ１９が備えられている。
【００６８】
図１、図２、図３に基づいて、このハイブリッドシステムの制御系について説明する。
【００６９】
このハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステム全体の動作を制御するコンピュータユニットであるＥＣＵ２６を備える。ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の構成を有する電子制御コンピュータである。
【００７０】
ＥＣＵ２６には、車速センサ２８、水温センサ４８、クランク角度センサ３０、エアフローメータ７、アクセル開度センサ２７、吸気圧センサ１９、バッテリ２５の充電状態を取得するＳＯＣセンサ５１、ＭＧ１の回転数を測定するＭＧ１回転数センサ３１、ＭＧ２の回転数を測定するＭＧ２回転数センサ３２、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の状態量を測定するセンサ装置が接続されており、各センサによって測定された状態量の情報がＥＣＵ２６に入力される。
【００７１】
また、ＥＣＵ２６には、インジェクタ２９、第１スロットルバルブ９、第２スロットルバルブ２２、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ４５、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４、排気絞り弁６、ノズルベーン５、インバータ２４、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の装置を駆動するアクチュエータ等が接続されており、前記各センサから入力される情報に基づいてこれら各機器の動作を駆動制御する制御信号を出力する。
【００７２】
ＥＣＵ２６は、車速センサ２８からの車速情報と、アクセル開度センサ２７からのアクセル開度情報から演算される要求駆動力と、ＳＯＣセンサ５１からのバッテリ充電状態情報と、に基づいて、例えば燃費が最適となる運転モードを選択し、現在選択されている運転モードから当該選択された運転モードへ遷移するよう、エンジン１、ＭＧ１、ＭＧ２の
制御を行う。選択された運転モードに応じて、エンジン１の運転／停止（燃料噴射の実行／停止）や、ＭＧ１／ＭＧ２の力行／発電の状態が切り替えられる。
【００７３】
ハイブリッドシステムの始動時には、バッテリ２５の電力によってＭＧ１がモータとして動作し、エンジン１をモータリング（クランキング）するとともにエンジン１が始動される。
【００７４】
車両の発進時には、エンジン１は暖機のための運転を行い、車両走行のための要求駆動力をＭＧ２によって出力する。バッテリ２５の充電状態が低下している場合には、エンジン１はＭＧ１を発電機として駆動するための運転を行い、ＭＧ１の発電する電力によってバッテリ２５の充電を行う。
【００７５】
低負荷走行時には、エンジン１における燃料噴射が停止され、エンジン１は停止する。車両走行のための要求駆動力をＭＧ２によって出力する。バッテリ２５の充電状態が低下している場合には、エンジン１はＭＧ１を発電機として駆動するための運転を行い、ＭＧ１の発電する電力によってバッテリ２５の充電を行う。
【００７６】
通常走行時には、車両走行のための要求駆動力は主としてエンジン１によって出力する。また、エンジン１の動力のうち動力分割機構３によってＭＧ１を発電機として動作させ、ＭＧ１で発電した電力によりＭＧ２をモータとして動作させ、ＭＧ２の動力によってエンジン１をアシストする。ＭＧ１の発電した電力の一部はバッテリ２５の充電に当てられる。
【００７７】
制動要求時には、駆動輪４０の回転エネルギーをＭＧ２に伝達してＭＧ２を発電機として動作させて回生発電による制動が行われる。本実施例のハイブリッドシステムは、この回生制動の制御に特徴点を有する。本実施例のハイブリッドシステムにおける回生制動制御については後述する。
【００７８】
ＥＣＵ２６は、アクセル開度センサ２７から入力されるアクセル開度情報とクランク角度センサ３０から入力されるクランク角度情報とに基づいて、現在のエンジン負荷及びエンジン回転数を把握する。そして、運転状態に応じて求められる車両走行用の要求駆動力や、ＳＯＣセンサ５１からのバッテリ２５の充電状態情報やエアコン等の補機類の要求電力等に応じて求められるＭＧ１の発電用の要求駆動力に基づいて、エンジン１の要求出力を算出する。そして、エンジン１の要求出力に基づいて、スロットルバルブ２２やインジェクタ２９等の機器に対する制御信号を出力する。
【００７９】
ＥＣＵ２６は、運転状態に応じてＭＧ１／ＭＧ２の力行／発電の要求動作状態、ＭＧ１及びＭＧ２の要求出力回転数及び要求出力トルクを求め、ＭＧ１及びＭＧ２をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４に出力する。インバータ２４は、ＥＣＵ２６からの指令に従い、バッテリ２５から供給される直流電圧からＭＧ１及びＭＧ２へ供給する三相交流電流を生成する。
【００８０】
ここで、本実施例のハイブリッドシステムにおける回生制動制御について説明する。
【００８１】
本実施例では、ＭＧ２のみを動力源として車両走行用の駆動力を出力させるＥＶ走行モードにおいて制動要求が発生した場合には、駆動輪４０の回転エネルギーを駆動軸３６を介してＭＧ２に伝達し、ＭＧ２を発電機として動作させて回生発電を行うことによって、ＭＧ２から駆動軸３６に制動力を出力させる回生制動を行う。
【００８２】
回生制動を行う時に、バッテリ２５の充電状態を取得し、バッテリ２５が充電余裕が有
る状態であれば、ＭＧ２が回生発電した電力をバッテリ２５に供給し、バッテリ２５の充電によって回生電力を消費することにより、ＭＧ２に発電負荷をかける。ここで、バッテリ２５に充電余裕が有る、とは、バッテリ２５の充電により回生電力を消費することによって、要求制動力を満たす制動力を駆動軸に出力することが可能なほどの充電可能容量が、バッテリ２５に存在する状態を意味するものとする。
【００８３】
一方、バッテリ２５が充電余裕が無い状態であれば、ＭＧ２が回生発電した電力をＭＧ１に供給し、ＭＧ１をモータとして動作させ、ＭＧ１の動力によりエンジン１をモータリングする。ＭＧ１によるエンジンモータリングにより回生電力を消費することによって、ＭＧ２に発電負荷をかける。これはＭＧ１による電力消費を介したエンジンブレーキである。ここで、バッテリ２５に充電余裕が無い、とは、バッテリ２５の充電により回生電力を消費しても、要求制動力を満たす十分な制動力を駆動軸に出力することが困難なほどの充電可能容量しかバッテリ２５に存在しない状態を意味するものとする。
【００８４】
このように、バッテリ２５に充電余裕が有る場合には、駆動軸からの動力を基本的には全てバッテリ２５の充電に充てることができるが、運転条件によっては、エンジン１をモータリングするためにＭＧ１に回生電力の一部を供給する必要が生じる場合がある。
【００８５】
例えば、エンジンの運転を再開する際の加速性を向上させる要請により、ＭＧ１によってエンジン１を有る程度の回転数で回転する状態に維持するために、エンジンモータリングを行う場合がある。
【００８６】
また、動力分割機構３が上述したような３つの回転要素を有する遊星歯車機構を有し、各回転要素に上述したようにエンジン１、ＭＧ１、駆動軸が接続されているという本実施例のハイブリッドシステムの構成のために、高速運転状態からの減速時に、ＭＧ１の回転数が許容上限を超えないようにする要請から、エンジン１をある程度の回転数で回転する状態とするために、エンジンモータリングを行う場合がある。これについて図４に基づいて説明する。
【００８７】
図４は動力分割機構３の３つの回転要素（サンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲ）の回転数の関係を表す共線図である。縦軸は左からサンギヤＳの回転数、キャリアＣの回転数、リングギヤＲの回転数を表し、サンギヤＳの回転数はＭＧ１の回転数に一致し、キャリアＣの回転数はエンジン１の回転数に一致し、リングギヤＲの回転数はＭＧ２の回転数を減速機３５で減速した回転数に一致し、これは駆動輪４０に接続しているので車速に対応している。
【００８８】
動力分割機構３の３つの回転要素の回転数は、この共線図上で１本の直線上に存在するような関係を満たさなければならない。そのため、リングギヤＲ（ＭＧ２）の回転数が高い高車速時にエンジン１の回転数を０にするためには、図４に示すように、ＭＧ１に可能な上限回転数Ｎｍ１ｓｕｐを超える回転数Ｎｍ１’でＭＧ１を回転させなければならない。ＭＧ１の回転数を上限回転数Ｎｍ１ｓｕｐ以下の回転数Ｎｍ１で回転させるためには、図４に示すように、エンジン１がある程度の回転数（Ｎｅ）で回転する状態とする必要がある。
【００８９】
従って、高速ＥＶ走行中に回生制動を行う場合には、ＭＧ２による回生電力の一部をＭＧ１に供給して、ＭＧ１の動力によってエンジン１をモータリング回転させる必要がある。これをエンジンの連れ回しと称する。エンジンの連れ回しが必要となるほどの高速運転状態からの回生制動時には、ＭＧ２による回生電力の一部がＭＧ１によるエンジンモータリングに消費されてしまい、バッテリ２５の充電に利用可能な回生電力が減少する。従って、回生電力のうちエンジンモータリングによって消費されてしまう電力をなるべく少な
くすることが、回生効率を向上させる上で好ましい。
【００９０】
本実施例の回生制動制御では、エンジンの連れ回しが必要となるほどの高速ＥＶ走行中に回生制動を行う場合には、エンジン１の回転抵抗を減少させるようにした。具体的には、ノズルベーン５の開度を開き側の開度に変更し、第１スロットルバルブ９の開度を閉じ側の開度に変更し、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を開き側の開度に変更するようにした。
【００９１】
ノズルベーン５を開き側にすることで、タービン１２より上流側の排気通路４３や排気マニホールド１８における排気の圧力が低くなるので、エンジン１の回転抵抗を低減できる。また、第１スロットルバルブ９を閉じ側にすることで、エンジン１の吸入空気量が減少するので、エンジン１の回転抵抗を低減できる。また、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を開き側にすることで、排気マニホールド１８から排出された排気のうちＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って吸気通路４２に流入する排気の量が増加するので、排気マニホールド１８における排気の圧力が低くなる。これによりエンジン１の回転抵抗を低減できる。
【００９２】
このように、エンジン１の回転抵抗を低減することにより、エンジン１をモータリングするために必要なエネルギーが低減されるので、エンジンの連れ回しに伴ってＭＧ１によって消費される回生電力を低減することができる。これにより、ＭＧ２による回生発電による回生電力のうちより多くの部分をバッテリ２５の充電のために利用することが可能となるので、回生効率を向上させることができる。
【００９３】
さらに、エンジンモータリング回転数を低下させることにより、エンジンモータリングによって消費されるエネルギーの総量を低減させるようにした。エンジンモータリング回転数は、動力分割機構３における減速比を調節することによって行う。図４に示すように、ＭＧ１の回転数をその上限回転数又はそれに近い回転数まで上昇させれば、エンジン１の回転数を低下させることが可能である。
【００９４】
なお、このようにノズルベーン５を開き側にしたり、第１スロットルバルブ９を閉じ側にしたり、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４を開き側にしたりすることで、ターボチャージャ１３の過給効率が低下し、吸気圧が低下する。過剰に吸気圧が低下してしまうと、再加速時に吸気圧の立ち上がりが遅くなり、良好な加速性が得られなくなる可能性がある。そこで、本実施例では、吸気圧センサ１９により吸気圧をモニターし、吸気圧が所定の基準値より低下した場合には、上述したエンジン１の回転抵抗を減少させるための各種のバルブ制御を行わないようにした。こうすることで、良好な再加速性を得ることが可能となる。
【００９５】
このように、ノズルベーン５を開き側にし、第１スロットルバルブ９を閉じ側にすることにより、エンジン１の吸入空気量が減少するので、エンジン１の圧縮仕事が低減し、エンジン１の振動を低減できるという副次的な効果を得ることもできる。
【００９６】
また、上述のように、本実施例の回生制動制御では、基本的に、バッテリ２５が充電余裕が無い場合、ＭＧ２による回生電力をＭＧ１に供給し、ＭＧ１によるエンジンモータリングによって回生電力を消費することによってＭＧ２に発電負荷をかけ、制動力を出力させる。この時、要求制動力が大きい場合には、回生発電により出力される制動力が要求制動力に対して不足する場合がある。このような場合、従来ではディスクブレーキを作動させて不足分の制動力を補うようにしていたが、このようにすると、モータリング中のエンジン１から排出される排気の温度が低いため、排気浄化装置４１内の排気浄化触媒の温度が低下して失活したり、エンジン１の油温や水温が低下したりする可能性がある。また、ディスクブレーキに不足分の制動力を負担させるので、ディスクブレーキのブレーキパッドの摩耗を早めるという問題もある。
【００９７】
この点、本実施例の回生制動制御では、ＭＧ２の回生発電によって出力した制動力が要求制動力に満たない場合には、エンジン１の回転抵抗を増加させるようにした。具体的には、ノズルベーン５の開度を閉じ側の開度に変更し、第１スロットルバルブ９の開度を開き側の開度に変更し、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を閉じ側の開度に変更するようにした。
【００９８】
ノズルベーン５を閉じ側にすることで、タービン１２より上流側の排気通路４３や排気マニホールド１８における排気の圧力が高くなるので、エンジン１の回転抵抗を増大させることができる。また、第１スロットルバルブ９を開き側にすることで、エンジン１の吸入空気量が増大するので、エンジン１の回転抵抗を増大させることができる。また、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を閉じ側にすることで、排気マニホールド１８から排出された排気の内ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って吸気通路４２に流入する排気の量が減少するので、排気マニホールド１８における排気の圧力が高くなる。これによりエンジン１の回転抵抗を増大させることができる。
【００９９】
このように、エンジン１の回転抵抗を増大させることにより、エンジン１をモータリングするために必要なエネルギーが増加するので、エンジン１をモータリングするためにＭＧ１によって消費される電力が増加する。これにより、ＭＧ２の回生発電に係る発電負荷が増大するので、ＭＧ２の回生発電により出力される制動力が増大する。これにより、要求制動力に対して十分な制動力を出力させることが可能となる。
【０１００】
さらに、エンジンモータリング回転数を増加させることにより、エンジンモータリングによって消費されるエネルギーの総量を増大させるようにした。エンジンモータリング回転数は、動力分割機構３における減速比を調節することによって行う。図４に示すように、ＭＧ１の回転数をその低下させることによって、エンジン１の回転数を上昇させることが可能である。
【０１０１】
このように、エンジン１の回転抵抗を増大させる制御を行うことで、エンジン１の温度やエンジン１からの排気の温度が上昇し、油温や水温の保温効果や、排気浄化触媒の温度低下が抑制されるといった副次的な効果を得ることができる。また、ノズルベーン５が閉じ側にされてターボチャージャ３１の過給効率が高くなるので、回生制動中のエンジン１の吸気圧が高く維持される。従って、制動状態から再加速する際の吸気圧の立ち上がりが早くなり、良好な再加速性が得られる。また、吸気圧が高くなるとともに、第１スロットルバルブ９の開度が開き側になることで吸気通路４２内を流れる吸気の流量が増大するので、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４やＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５から吸気通路４２内に流入した排気（ＥＧＲガス）由来のデポジットや、図示しないインタークーラ内の凝縮水を吹き飛ばして吸気通路４２内から除去することができる。また、不足分の制動力をディスクブレーキに負担させないので、ディスクブレーキのブレーキパッドの摩耗を抑制できる。
【０１０２】
以上説明した本実施例の回生制動制御の実行手順について、図５及び図６のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートによって表される回生制動制御ルーチンは、ハイブリッドシステムの稼働中繰り返し実行される。
【０１０３】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、ハイブリッドシステムのＥＶ走行中に制動要求が発せられたか否かを判定する。例えばドライバーがアクセルペダル５２を離した時や、ブレーキペダルを踏み込んだ時や、坂道を下っている時等に、制動要求が発せられたと判定する。ステップＳ１０１で制動要求が発せられたと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１で制動要求が発せられていないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１０４】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣセンサ５１によってバッテリ２５の充電状態を取得する。
【０１０５】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６は、要求制動力を算出する。要求制動力は、制動要求発生時の車速やシフトポジション、ブレーキペダルやアクセルペダルの踏み込み量等の情報に基づいて算出される。
【０１０６】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６は、バッテリ２５の充電状態が充電余裕が有る状態であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１０２で取得したバッテリ２５の蓄電状態と、ステップＳ１０３で算出した要求制動力と、を比較し、ＭＧ２による回生発電により発電される電力をバッテリ２５の充電によって消費した場合に、要求制動力に対して十分な制動力を駆動軸に出力可能なほど、バッテリ２５に充電可能容量が有るか否かを判定する。従って、充電余裕が有るか否かは、制動要求時の運転条件を考慮して判定するようにしても良いが、より簡単には、バッテリ２５の充電量が所定値（例えば９０％）以下なら充電可能であると判定するようにしても良い。ステップＳ１０４でバッテリ２５が充電余裕が有ると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４でバッテリ２５が充電余裕が無いと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は図６のステップＳ１１１に進む。
【０１０７】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２６は、モータリング条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、上述したエンジンの連れ回しが必要となるほどの高速運転状態からの減速における制動要求であるか否かの判定を行う。回生制動においてＭＧ１によるエンジン連れ回しを行う必要がある車速条件については、ＭＧ１の体格や動力分割機構３のギヤ比の設定等により、予め求めておくことができる。制動要求発生時の車速センサ２８からの情報に基づいて取得される車速に基づいて、当該取得された車速が、エンジン連れ回しが必要となる車速条件を満たすと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０６に進む。エンジン連れ回しが必要となる車速ではないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１１０に進む。
【０１０８】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ２６は、例えば、エンジン１を回転数０とし、ＭＧ２によって発電された回生電力の全てをバッテリ２５に充電することによって要求制動力を出力する。ステップＳ１１０を実行後、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１０９】
一方、ステップＳ１０６においては、ＥＣＵ２６は、ＭＧ２によって回生発電された電力の一部をＭＧ１に供給してＭＧ１によるエンジン１のモータリングを行うとともに、残余の回生電力をバッテリ２５に供給してバッテリ２５の充電を行うことによって、制動力を出力する。
【０１１０】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２６は、吸気圧が過剰に低下していないか否かを判定する。すなわち、吸気圧センサ１９によって吸気圧を測定し、測定された吸気圧が所定の基準吸気圧以上の場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進む。ここで、基準吸気圧は、制動制御終了後の再加速時に良好な再加速性が得られるための吸気圧の下限値に基づいて定められる。測定された吸気圧が基準吸気圧より低い場合には（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１１１】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２６は、エンジンフリクションを減少させる制御を行う。具体的には、上述したように、ノズルベーン５の開度を開き側の開度に変更し、第１スロットルバルブ９の開度を閉じ側の開度に変更し、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を開き側の開度に変更する。特に、ノズルベーン５を全開とし、第１スロットルバルブ９
を全閉とし、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４を全開としても良い。
【０１１２】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２６は、エンジン１のモータリング回転数を減少させるように、ＭＧ１を制御する。ステップＳ１０８を実行後、ＥＣＵ２６はステップＳ１０７に戻り、吸気圧が過剰に低下していないか確認する。
【０１１３】
次に、ステップＳ１０４でバッテリ２５が充電余裕が無い状態であると判定された場合について、図６に基づいて説明する。ステップＳ１０４で充電余裕が無いと判定された場合には（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１１１に進む。
【０１１４】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２６は、ＭＧ２によって発電された回生電力の全てをＭＧ１に供給してＭＧ１によるエンジン１のモータリングを行う。なお、バッテリ２５が充電余裕が無いものの、充電不可能ではないような状態である場合には、バッテリ２５の受け入れ可能な電力の許容上限を超えない範囲で、回生電力の一部をバッテリ２５に供給して充電するようにしても良い。
【０１１５】
ステップＳ１１２において、ＥＣＵ２６は、ＭＧ２の回生発電により出力される制動力がステップＳ１０３で算出した要求制動力に対して不足しているか否かを判定する。ＭＧ２の回生発電による制動力は、エンジン１をモータリングするＭＧ１がエンジン１から受けるトルクに基づいて算出される。制動力が要求制動力未満である場合、制動力が不足していると判定され（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１１３に進む。制動力が要求制動力以上である場合、制動力は不足していないと判定され（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１１６】
ステップＳ１１３において、ＥＣＵ２６は、エンジンフリクションを増大させる制御を行う。具体的には、上述したように、ノズルベーン５の開度を閉じ側の開度に変更し、第１スロットルバルブ９の開度を開き側の開度に変更し、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を閉じ側の開度に変更する。特に、ノズルベーン５を全閉とし、第１スロットルバルブ９の開度を全開とし、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４の開度を全閉としても良い。
【０１１７】
ステップＳ１１４において、ＥＣＵ２６は、エンジン１のモータリング回転数を増加させるように、ＭＧ１を制御する。ステップＳ１１４を実行後、ＥＣＵ２６はステップＳ１１２に戻り、回生制動力が要求制動力に対して不足していないか確認する。
【０１１８】
本実施例におけるＭＧ２が、本発明における第２モータに相当する。ＭＧ１が、本発明における第１モータに相当する。ＳＯＣセンサ５１が、本発明におけるＳＯＣ取得手段に相当する。ステップＳ１０６を実行するＥＣＵ２６が、本発明においてバッテリが充電余裕が有る状態の場合且つモータリング条件が成立する場合の回生制動制御手段に相当する。ステップＳ１０８及びステップＳ１０９を実行するＥＣＵ２６が、本発明においてエンジンフリクションを低減させる制御を行うエンジンフリクション制御手段に相当する。第１スロットルバルブ９が、本発明におけるスロットルバルブに相当する。ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４が、本発明におけるＥＧＲバルブに相当する。動力分割機構３が、本発明における減速機に相当する。ステップＳ１１１を実行するＥＣＵ２６が、本発明においてバッテリが充電余裕が無い状態の場合の回生制動制御手段に相当する。ステップＳ１１３及びステップＳ１１４を実行するＥＣＵ２６が、本発明においてエンジンフリクションを増大させる制御を行うエンジンフリクション制御手段に相当する。
【０１１９】
なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例において、エンジン１のモータリングで消費される電力を低減するために、ノズルベーン５を
開き側にすること、第１スロットルバルブ９を閉じ側にすること、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４を開き側にすること、エンジンモータリング回転数を低下させること、の全てを実行する例について説明したが、これらのうち少なくとも１つを実行すれば本発明の効果を得ることができる。全てを実行すればより確実に本発明の効果を得ることができる。
【０１２０】
同様に、エンジン１のモータリングで消費される電力を増加させるために、ノズルベーン５を閉じ側にすること、第１スロットルバルブ９を開き側にすること、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ１４を閉じ側にすること、エンジンモータリング回転数を増加させること、の全てを実行する例について説明したが、これらのうち少なくとも１つを実行すれば本発明の効果を得ることができる。全てを実行すればより確実に本発明の効果を得ることができる。
【０１２１】
また、上記実施例では、バッテリ２５に充電余裕が無い場合には、エンジン連れ回しが必要か否かの判定を行わずにエンジンモータリングを行う例について説明したが、バッテリ２５に充電余裕が無い場合においても、エンジン連れ回しが必要か否かの判定を行い、エンジン連れ回しが必要と判定された場合には、当該エンジン連れ回しにおいて要請されるエンジンモータリング回転数以上の回転数でステップＳ１１１のエンジンモータリングを行うようにしても良い。これにより、要求制動力を出力するためのエンジンモータリング回転数が、エンジン連れ回しにおいて要請されるエンジンモータリング回転数より低回転の場合においても、良好にエンジン連れ回しを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施例におけるハイブリッドシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例における動力分割機構の概略構成を示す図である。
【図３】実施例におけるエンジンの吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図４】実施例における動力分割機構の共線図を示す図である。
【図５】実施例における回生制動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】実施例における回生制動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１     エンジン
３     動力分割機構
４     出力部
５     ノズルベーン
６     排気絞り弁
７     エアフローメータ
８     伝達部
９     第１スロットルバルブ
１１   コンプレッサ
１２   タービン
１３   ターボチャージャ
１４   ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ
１５   ＨＰＬ−ＥＧＲ通路
１６   ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ
１７   吸気マニホールド
１８   排気マニホールド
１９   吸気圧センサ
２２   第２スロットルバルブ
２４   インバータ
２５   バッテリ
２６   ＥＣＵ
２７   アクセル開度センサ
２８   車速センサ
２９   インジェクタ
３０   クランク角度センサ
３１   ＭＧ１回転数センサ
３２   ＭＧ２回転数センサ
３３   ＬＰＬ−ＥＧＲクーラ
４０   駆動輪
４１   排気浄化装置
４２   吸気通路
４３   排気通路
４４   ＬＰＬ−ＥＧＲ通路
４５   ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ
４８   水温センサ
４９   シリンダ
５１   ＳＯＣセンサ
５２   アクセルペダル
【図１】
2010018212.tif 000003
【図２】
2010018212.tif 000004
【図３】
2010018212.tif 000005
【図４】
2010018212.tif 000006
【図５】
2010018212.tif 000007
【図６】
2010018212.tif 000008