(57)【要約】      （修正有）【課題】クルーズ走行中のハイブリッド車両において、充電可能電力の制限に起因してモータリング制御が実行された場合のエンジン回転速度の急上昇を抑制する。【解決手段】ＥＣＵは、クルーズ制御によって減速トルクが要求された場合にモータリング制御およびダウンシフト制御を実行する。モータリング制御は、充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈ未満に制限された場合に、エンジンブレーキトルクが駆動輪に作用するようにエンジン回転速度Ｎｅをモータジェネレータによって上昇させる制御である。ダウンシフト制御は、モータリング制御の実行前に、遊星歯車機構によるエンジン回転速度Ｎｅの変速比が予め定められた複数の値のうちのいずれかとなるようにモータジェネレータの出力を調整することによって、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させる制御である。【選択図】図７
2018118528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１の回転電機と、
駆動輪に連結された第２の回転電機と、
前記エンジン、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機を機械的に連結する遊星歯車機構と、
前記第１および第２の回転電機との間で充放電を行なう蓄電装置と、
クルーズ制御、ならびに、前記クルーズ制御によって減速トルクが要求された場合にモータリング制御および模擬有段変速制御を実行するように構成された制御装置とを備え、
前記クルーズ制御は、車速を目標値に維持する制御であり、
前記モータリング制御は、前記蓄電装置への充電可能電力がしきい値未満に制限された場合に、エンジンブレーキトルクが前記駆動輪に作用するように前記エンジンの回転速度を前記第１の回転電機によって上昇させる制御であり、
前記模擬有段変速制御は、前記モータリング制御の実行前に、前記遊星歯車機構による前記エンジンの回転速度の減速比である変速比が予め定められた複数の値のうちのいずれかとなるように前記第１の回転電機の出力を調整することによって、前記エンジンの回転速度を上昇させる制御である、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンブレーキトルクが前記減速トルクよりも小さくなる値であって、かつ前記変速比が前記複数の値のうちの最も大きい値となるまで前記模擬有段変速制御を実行する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記模擬有段変速制御において前記エンジンブレーキトルクが前記減速トルク未満の状態が所定期間継続した場合に、前記複数の値のうちの１段階大きい値に前記変速比を上昇させる、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記減速トルクに対して前記エンジンブレーキトルクでは不足するトルクを補うように前記第２の回転電機の回生トルクを調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、車速を目標値に維持する制御であるクルーズ制御を実行しながら走行しているハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、第１および第２の回転電機と、遊星歯車機構と、バッテリとを備えたハイブリッド車両が公知である（たとえば特開２００７−００１３９２号公報（特許文献１）参照）。第２の回転電機は、ハイブリッド車両の駆動輪に連結される。遊星歯車機構は、エンジンと、第１の回転電機と、第２の回転電機とを機械的に連結する。バッテリは、第１および第２の回転電機との間で充放電を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−００１３９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば上記特許文献１に開示されたハイブリッド車両の制動時には、第２の回転電機による回生制御が実行され、回生電力がバッテリに充電される。一方で、一般に、バッテリに充電可能な上限電力である「充電可能電力」がバッテリの温度およびＳＯＣ（State  Of  Charge）に応じて定められている。バッテリを適切に保護するためには、回生電力を充電可能電力以下に制限することが求められる。
【０００５】
ハイブリッド車両のなかには、アクセル開度にかかわらず車速を目標値に維持するクルーズ制御を実行することが可能に構成されたものが存在する。以下では、クルーズ制御を実行しながら走行（クルーズ走行）しているハイブリッド車両において、車速が増加しやすい走行状態が継続する状況を想定する。そのような状況としては、たとえば、ハイブリッド車両が長い下り坂を走行している状況が挙げられる。
【０００６】
長い下り坂を走行中に車速を一定に維持するためには、ハイブリッド車両全体として十分な制動トルクを継続的に発生させることが求められる。その実現手法としては、第２の回転電機により回生トルクを継続的に発生させることができる。しかし、その場合、第２の回転電機の回生電力（回生トルクに相当するパワー）がバッテリに連続的に充電されることになるため、バッテリのＳＯＣが満充電状態に近付き得る。その結果、充電可能電力がしきい値よりも小さな値に制限される可能性がある。そうすると、第２の回転電機では、十分な制動トルクを確保することができなくなる。
【０００７】
そこで、充電可能電力が制限された場合には、第１の回転電機によりエンジンのモータリングを行なうことで、エンジンの回転速度を上昇させることが考えられる。これにより、エンジンの回転速度に応じたエンジンブレーキトルクが駆動輪に制動トルクとして作用する（詳細は後述）。その結果、ハイブリッド車両全体としての制動トルクを確保しつつ、エンジンブレーキトルクが作用した分だけ回生トルクを小さくすることができるので、バッテリへの充電電力を低減することができる。
【０００８】
バッテリの状況によっては、充電可能電力を速やかに減少させなければならない場合がある。充電可能電力を速やかに減少させつつモータリングを行なう場合には、エンジンの回転速度を急上昇させ、それによりエンジンブレーキトルクを急速に増加させることが求められる。しかしながら、そうすると、下り坂を走行中であるにもかかわらずエンジンの回転速度が上昇し、ユーザに違和感を与えてしまう可能性がある。
【０００９】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クルーズ走行中のハイブリッド車両において、充電可能電力の制限に起因してモータリング制御が実行された場合のエンジン回転速度の急上昇を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本開示のある局面に従うハイブリッド車両は、エンジンと、第１の回転電機と、駆動輪に連結された第２の回転電機と、遊星歯車機構と、蓄電装置と、制御装置とを備える。遊星歯車機構は、エンジン、第１の回転電機および第２の回転電機を機械的に連結する。蓄電装置は、第１および第２の回転電機との間で充放電を行なう。制御装置は、クルーズ制御、ならびに、クルーズ制御によって減速トルクが要求された場合にモータリング制御および模擬有段変速制御を実行するように構成される。クルーズ制御は、車速を目標値に維持する制御である。モータリング制御は、蓄電装置への充電可能電力がしきい値未満に制限された場合に、エンジンブレーキトルクが駆動輪に作用するようにエンジンの回転速度を第１の回転電機によって上昇させる制御である。模擬有段変速制御は、モータリング制御の実行前に、遊星歯車機構によるエンジンの回転速度の比である変速比が予め定められた複数の値のうちのいずれかとなるように第１の回転電機の出力を調整することによって、前記エンジンの回転速度を上昇させる制御である。
【００１１】
上記構成によれば、クルーズ制御によって減速トルクが要求された場合、まず模擬有段変速制御が実行され、その後、蓄電装置への充電可能電力がしきい値未満に制限されるとモータリング制御が実行される。すなわち、モータリング制御の実行前に模擬有段変速制御が実行される。詳細なメカニズムは後述するが、有段模擬変速制御により変速比を変更することによって、モータリング制御の実行前にエンジンの回転速度を予め上昇させることができる。これにより、有段模擬変速制御が実行されない場合と比べて、モータリング制御の実行に伴うエンジンの回転速度の上昇量が小さくなる。つまり、エンジン回転速度の急上昇を抑制することができる。
【００１２】
（２）ある実施の形態において、制御装置は、エンジンブレーキトルクが減速トルクよりも小さくなる値であって、かつ変速比が上記複数の値のうちの最も大きい値となるまで模擬有段変速制御を実行する。
【００１３】
第２の回転電機の回生電力は、エンジンブレーキトルクと減速トルクとの差分に応じて定まる。また、変速比が大きいほどエンジンブレーキトルクが大きくなる。上記構成によれば、エンジンブレーキトルクが減速トルクよりも小さくなる値であって、かつ変速比が上記複数の値のうちの最も大きい値となるまで模擬有段変速制御が実行されるので、減速トルクに最も近い大きさのエンジンブレーキトルクを発生させ、回生電力の大きさを最も小さくすることができる。したがって、より確実に蓄電装置への充電電力を充電可能電力以下に制限することが可能になる。
【００１４】
（３）ある実施の形態において、模擬有段変速制御においてエンジンブレーキトルクが減速トルク未満の状態が所定期間継続した場合に、上記複数の値のうちの１段階大きい値に変速比を上昇させる。
【００１５】
クルーズ制御の実行中に減速トルクが時間的に安定していないにもかかわらず（たとえば増減を繰り返しているにもかかわらず）模擬有段変速制御を実行すると、変速比が不必要に変更されることでハイブリッド車両に振動または騒音などが生じ、ユーザの快適性が損なわれる可能性がある。上記構成によれば、エンジンブレーキトルクが減速トルク未満の状態が所定期間継続するまでは、模擬有段変速制御による変速比の変更が抑制される。したがって、ハイブリッド車両の振動または騒音等を低減することができる。
【００１６】
（４）ある実施の形態において、制御装置は、減速トルクに対してエンジンブレーキトルクでは不足するトルクを補うように第２の回転電機の回生トルクを調整する。
【００１７】
エンジンブレーキトルクが減速トルクよりも大きいと、ハイブリッド車両が過剰に減速してしまい、クルーズ走行を継続することができなくなる。上記構成によれば、エンジンブレーキトルクが減速トルクよりも小さく、その不足分が第２の回転電機の回生トルクにより補われる。これにより、ハイブリッド車両の過剰な減速を抑制してクルーズ走行を継続しつつ、回生トルクに相当する回生電力を蓄電装置に充電することでエネルギー効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、クルーズ走行中のハイブリッド車両において、充電可能電力の制限に起因してモータリング制御が実行された場合のエンジン回転速度の急上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態におけるクルーズ走行中の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】クルーズ走行中にエンジンのモータリングを行なった場合のハイブリッド車両の走行状態を説明するための共線図である。
【図４】比較例におけるクルーズ走行中の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図５】クルーズ走行中にダウンシフトを行なった場合の車両１の走行状態を説明するための共線図である。
【図６】本実施の形態における目標変速段の決定手法を説明するための図である。
【図７】本実施の形態におけるクルーズ走行中の制御の一例を説明するためのタイムチャートである。
【図８】本実施の形態におけるダウンシフト制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
［実施の形態］
＜ハイブリッド車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示す図である。図１を参照して、車両１は、バッテリ１０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）２０と、電力制御装置（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）３０と、エンジン４０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）ＭＧ１と、遊星歯車機構５０と、モータジェネレータＭＧ２と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）１００とを備える。
【００２２】
バッテリ１０は、再充電が可能な蓄電装置である。バッテリ１０は、代表的にはニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池などの二次電池を含んで構成される。なお、バッテリ１０に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを用いてもよい。なお、以下では、バッテリ１０への充電方向を電流（電力）の正方向として説明する。
【００２３】
バッテリ１０には、電池センサ１１が設けられている。電池センサ１１は、いずれも図示しないが、電圧センサと、電流センサと、温度センサとを含む。電圧センサは、バッテリ１０の電圧ＶＢを検出する。電流センサは、バッテリ１０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、バッテリ１０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、各センサからの信号に基づいて、バッテリ１０のＳＯＣ（State  Of  Charge）を算出する。
【００２４】
ＳＭＲ２０は、バッテリ１０とＰＣＵ３０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、バッテリ１０とＰＣＵ３０との導通と遮断とを切り替える。
【００２５】
ＰＣＵ３０は、いずれも図示しないが、コンバータと、インバータとを含んで構成される。ＰＣＵ３０は、バッテリ１０に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２に供給する。また、ＰＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２により発電された交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１０に供給する。
【００２６】
エンジン４０は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン４０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、車両１が走行するための動力を発生する。エンジン４０が発生した動力は遊星歯車機構５０に出力される。
【００２７】
エンジン４０には、エンジン回転速度センサ４１が設けられている。エンジン回転速度センサ４１は、エンジン４０の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００２８】
遊星歯車機構５０は、エンジン４０のクランクシャフト７１と、モータジェネレータＭＧ１の回転軸と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸とを機械的に連結する。より具体的には、遊星歯車機構５０は、サンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣＡと、ピニオンギヤＰとを含む。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳおよびリングギヤＲの各々と噛み合う。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰを自転可能に支持するとともに、エンジン４０のクランクシャフト７１に連結される。サンギヤＳは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤＲは、モータジェネレータＭＧ２の回転軸および駆動輪６０に連結される。
【００２９】
遊星歯車機構５０が上記のような構成を有することによって、モータジェネレータＭＧ１の回転速度（サンギヤＳの回転速度）と、エンジン４０の回転速度（キャリアＣＡの回転速度）と、モータジェネレータＭＧ２の回転速度（リングギヤＲの回転速度＝プロペラシャフト７３の回転速度）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まると残りの回転速度も決まる関係）を有する。以下、この関係を「共線図の関係」とも称する。共線図の関係については、図３および５において、より詳細に説明する。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の各々は、交流の回転電機であって、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４０を始動させる際にはバッテリ１０の電力を用いてエンジン４０のクランクシャフト７１を回転させる。また、モータジェネレータＭＧ１はエンジン４０の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力は、ＰＣＵ３０により直流電力に変換されてバッテリ１０に充電される。また、モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力は、モータジェネレータＭＧ２に供給される場合もある。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ１０からの電力と、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力とのうちの少なくとも一方を用いて、遊星歯車機構５０の出力軸を回転させる。また、モータジェネレータＭＧ２は、ユーザがアクセルペダルを踏んでいない状態では、駆動輪６０から伝達される車両１の運動エネルギーを用いて回生発電を行なう。モータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力は、ＰＣＵ３０により直流電力に変換されてバッテリ１０に充電される。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ１には、レゾルバ８１が設けられている。レゾルバ８１は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。同様に、モータジェネレータＭＧ２には、レゾルバ８２が設けられている。レゾルバ８２は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００３３】
プロペラシャフト７３には、車速センサ８３が設けられている。車速センサ８３は、プロペラシャフト７３の回転速度（プロペラシャフト回転速度）Ｎｐを検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、プロペラシャフト回転速度Ｎｐに基づいて車速Ｖを算出する。
【００３４】
車両１には、車両１の走行制御のための構成として、アクセルペダル８４と、アクセルポジションセンサ８５と、クルーズ制御スイッチ８６と、シフトゲート９０と、シフトセンサ９１とがさらに設けられている。
【００３５】
アクセルポジションセンサ８５は、ユーザによるアクセルペダル８４の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃを検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００３６】
クルーズ制御スイッチ８６は、ユーザによりオン操作されると、クルーズ制御が要求されていることを示すクルーズ指令ＣＲをＥＣＵ１００に出力する。クルーズ制御とは、アクセル開度Ａｃｃにかかわらず、車速Ｖを目標車速（目標値）Ｖｔａｇに維持する制御である。より具体的には、車両１の前方に追従可能な車速の車両（図示せず）が存在する場合、その車両の車速を目標車速Ｖｔａｇとして設定することができる。前方の車両との車間距離は、カメラまたはレーダ等（図示せず）を用いて計測することができる。あるいは、ユーザによって設定された車速を目標車速Ｖｔａｇとしてもよい。
【００３７】
シフトレバーの位置（シフトポジションＳＰ）は、ユーザによるシフトレバー操作に応じて、シフトゲート９０に沿って変位する。シフトゲートには、たとえば、パーキング（Ｐ）位置、リバース（Ｒ）位置、ニュートラル（Ｎ）位置、ドライブ（Ｄ）位置、およびシーケンシャルシフト（Ｓ）位置が形成されている。また、シフトゲートには、Ｓ位置を中立位置として、プラス（＋）位置およびマイナス（−）位置が設けられている。シフトセンサ９１は、シフトポジションＳＰを検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１と、メモリ１０２と、バッファ（図示せず）とを含む。ＥＣＵ１００は、各センサから受けた信号、ならびにメモリ１０２に格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように機器類を制御する。なお、ＥＣＵ１００の一部あるいは全部は、電子回路等のハードウェアにより演算処理を実行するように構成されていてもよい。
【００３９】
具体的には、ＥＣＵ１００は、クルーズ制御の実行中には、目標車速Ｖｔａｇと現在の車速Ｖとの差分に基づいて、車速Ｖを目標車速Ｖｔａｇに維持するための要求トルクを算出する。
【００４０】
なお、以下では、負の要求トルクを「減速トルク」Ｔｒ＊とも称する。また、要求トルクに相当するパワーを「要求パワー」とも称し、減速トルクＴｒ＊に相当するパワー（減速方向を正とするパワー）を「減速パワー」Ｐｒ＊とも称する。
【００４１】
さらに、ＥＣＵ１００は、電池センサ１１により検出されたバッテリ１０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢに基づいて、バッテリ１０に充電可能な上限電力（以下、単に「充電可能電力」とも称する）Ｗｉｎを設定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の温度ＴＢに応じて、充電可能電力Ｗｉｎを所定値よりも小さな値に制限する。また、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０のＳＯＣが大きいほど、充電可能電力Ｗｉｎを小さな値に制限する。そして、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０への充電電力が充電可能電力Ｗｉｎを超えないようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する電力を制御する。
【００４２】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン４０およびＰＣＵ３０（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）を制御することで、遊星歯車機構５０を電気式の変速装置（無段変速装置）として機能させることが可能に構成されている。より詳細には、ＥＣＵ１００は、共線図（図３または図５参照）の関係に基づき、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１（＝サンギヤＳの回転速度）を適宜調整することによって、プロペラシャフト回転速度Ｎｐ（＝リングギヤＲの回転速度）に対するエンジン回転速度Ｎｅ（＝キャリアＣＡの回転速度）の比である「変速比」を無段階で切り替えることができる。なお、変速比は、遊星歯車機構５０によるエンジン回転速度Ｎｅの減速比とも言い換えることができる。
【００４３】
車両１は、シフトレバーがＤ位置に操作されると、自動シフトモードに設定される。自動シフトモードにおいて、ＥＣＵ１００は、ユーザによるシフトレバー操作によらずに変速比を無段階で設定する。
【００４４】
一方、車両１は、シフトレバーがＳ位置に操作されると、シーケンシャルシフトモードに設定される。シーケンシャルシフトモードとは、ユーザによるシフトレバー操作に従って、変速比が予め定められた複数の値のうちのいずれかに設定されるモードである。シーケンシャルシフトモードにおいて、ＥＣＵ１００は、共線図の関係を利用して、遊星歯車機構５０を模擬的に有段変速装置のように制御する。
【００４５】
本実施の形態では、変速段の段数が１０であり、変速段が１速段（最低速段）から１０速段（最高速段）までのいずれかが設定される場合を例に説明する。１速段の変速比が最も大きく、１０速段の変速比が最も小さい。変速段を高速側に変更する制御（変速比を小さくする制御）を「アップシフト」と言い、変速段を低速側に変更する制御（変速比を大きくする制御）を「ダウンシフト」と言う。
【００４６】
＜クルーズ走行時のモータリング＞
以下では、クルーズ制御を実行しながら走行（クルーズ走行）している車両１において、車速Ｖが増加しやすい走行状態が継続する状況を想定する。そのような状況としては、たとえば、車両１が長い下り坂を走行している状況が挙げられる。
【００４７】
図２は、本実施の形態におけるクルーズ走行中の制御を説明するためのフローチャートである。図２および後述する図８に示すフローチャートは、所定の条件が整理する度に、あるいは所定の演算周期が経過する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、これらのフローチャートの各ステップ（以下「Ｓ」で示す）は、基本的にはＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００４８】
図１および図２を参照して、Ｓ１０において、ＥＣＵ１００は、車両１がクルーズ走行中であるか否かを判定する。車両１がクルーズ走行中であるか否かは、クルーズ制御スイッチ８６からのクルーズ指令ＣＲに基づいて判定することができる。
【００４９】
車両１がクルーズ走行中である場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１の要求トルクを算出し（Ｓ２０）、要求トルクが負であるか否かを判定する（Ｓ３０）。要求トルクの算出手法については図１にて説明したため、説明は繰り返さない。
【００５０】
車両１がクルーズ走行中でない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、または要求トルクが正もしくは０である場合（Ｓ３０においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、以下の処理をスキップして処理をメインルーチンに戻す。一方、要求トルクが負の場合、すなわち減速トルクＴｒ＊が発生している場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ４０に進める。
【００５１】
長い下り坂を走行中に車速Ｖを一定に維持するためには、車両１全体として十分な制動トルクを継続的に発生させることが求められる。その実現手法としては、モータジェネレータＭＧ２により回生トルクを継続的に発生させることができる。しかし、その場合、モータジェネレータＭＧ２の回生電力（回生トルクに相当するパワー）がバッテリ１０に連続的に充電されることになるため、バッテリ１０のＳＯＣが満充電状態に近付き得る。その結果、充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈよりも小さな値に制限される可能性がある。
【００５２】
Ｓ４０において、ＥＣＵ１００は、充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈ以下であるか否かを判定する。充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈ以下である場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ５０に進め、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン４０のモータリングを行なう。
【００５３】
図３は、クルーズ走行中にエンジン４０のモータリングを行なった場合（図２のＳ５０の処理を実行した場合）の車両１の走行状態を説明するための共線図である。クルーズ制御を実行中であるため、車速Ｖは一定速度Ｖｃに維持されている。
【００５４】
モータリングの開始前には、図３（Ａ）に示すように、エンジン４０は、自立運転されており、正方向のエンジントルクＴｅと負方向のフリクショントルクＴｆとが釣り合っている。一方、モータジェネレータＭＧ２からは回生トルクＴｍ２が出力され、回生電力がバッテリ１０に充電されている。なお、エンジン４０は停止していてもよい。
【００５５】
充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈ以下になると、モータリングが行なわれる。モータリングを行なうことで、図３（Ｂ）に示すように、モータジェネレータＭＧ１から正方向のトルクＴｍ１が出力されることにより、エンジン回転速度Ｎｅが上昇する。これとともに、フリクショントルクＴｆを反力とすることで、モータジェネレータＭＧ１からのトルクＴｍ１がリングギヤＲ（言い換えると駆動輪６０）に対して制動トルク（いわゆるエンジンブレーキ）として作用する。したがって、このトルクを以下では「エンジンブレーキトルク」Ｔｅｂと称する。
【００５６】
車速Ｖを一定速度Ｖｃに維持するための要求トルク（減速トルクＴｒ＊）と、回生トルクＴｍ２と、エンジンブレーキトルクＴｅｂとの間には下記式（１）が成立する。
【００５７】
Ｔｒ＊＝Ｔｍ２＋Ｔｅｂ                                            ・・・（１）
式（１）によれば、モータリングによりエンジンブレーキトルクＴｅｂが増加した分だけ、車両１全体としての減速トルクＴｒ＊を確保しつつ回生トルクＴｍ２を減少させることができるので、バッテリ１０への充電電力を低減することができる。さらに、モータリング時には、モータジェネレータＭＧ１が正回転するとともに正トルクであるトルクＴｍ１を出力する。そのため、モータジェネレータＭＧ１により電力が消費されることによっても、バッテリ１０への充電電力が低減される。したがって、バッテリ１０のＳＯＣの上昇などに伴い、充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈ以下に制限される場合であっても、バッテリ１０への充電電力を制限後の充電可能電力Ｗｉｎ以下の値に保持することが可能となる。
【００５８】
＜比較例におけるクルーズ走行のタイムチャート＞
以下では、本実施の形態におけるクルーズ走行の特徴を明確にするために、後述する「ダウンシフト制御」が実行されない比較例について、まず説明する。比較例に係る車両の構成は、本実施の形態に係る車両１の構成と基本的に同等であるため、説明は繰り返さない。
【００５９】
なお、以下では、フリクショントルクＴｆの増加に伴い生じるエンジンブレーキトルクＴｅｂ（図４参照）に相当するパワーを「フリクションパワーＰｆ」とも称する。また、モータジェネレータＭＧ２の回生電力としてバッテリ１０に充電される電力と、モータリング制御のためにモータジェネレータＭＧ１により消費される電力とを包括的に「バッテリパワーＰｂ」とも称する。
【００６０】
図４は、比較例におけるクルーズ走行中の制御を説明するためのタイムチャートである。図４において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、車速Ｖ、充電可能電力Ｗｉｎ、減速パワーＰｒ＊およびエンジン回転速度Ｎｅを示す。
【００６１】
図４および後述する図７の例では、車速Ｖは、Ｖｃで一定である。また、シフトポジションＳＰとしてＤ位置が選択されており、車両１は自動シフトモードである。減速パワーＰｒ＊は時間的に変化し得るが、ここでは理解を容易にするため、減速パワーＰｒ＊がＰｃで一定である場合を例に説明する。
【００６２】
図１および図４を参照して、時刻ｔ９０では、充電可能電力Ｗｉｎは、まだ制限されておらず、最大値Ｗｍｘである。そのため、モータジェネレータＭＧ２の全回生電力をバッテリ１０に充電することができる。このとき、エンジン４０は、低回転速度（たとえば１，０００ｒｐｍ程度）で自立運転されているか停止している（図４では自立運転の例を示す）。
【００６３】
時刻ｔ９１において、たとえばバッテリ１０のＳＯＣが所定範囲よりも大きくなることに起因して、充電可能電力Ｗｉｎが減少を始める。その結果、時刻ｔ９２において充電可能電力Ｗｉｎがしきい値Ｗｔｈに達する。しきい値Ｗｔｈは、減速パワーＰｒ＊から適宜算出される。
【００６４】
よって、時刻ｔ９２において、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン４０のモータリングが開始される。これにより、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させるためのイナーシャパワーＰｉ（慣性モーメントに相当するパワー）とともに、フリクションパワーＰｆが生じる。減速パワーＰｒ＊の一部をイナーシャパワーＰｉおよびフリクションパワーＰｆとして消費することにより、充電可能電力Ｗｉｎの減少分を補うことができる。
【００６５】
その後、充電可能電力Ｗｉｎがさらに減少すると、その減少分だけフリクションパワーＰｆを増加させることが求められる。よって、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１のトルクＴｍ１を増加させ、それによりフリクションパワーＰｆをさらに増加させる。なお、イナーシャパワーＰｉは、時間の経過とともに減少する。
【００６６】
時刻ｔ９３以降は、充電可能電力Ｗｉｎが０に達し、バッテリ１０への充電電力が０になる。つまり、フリクションパワーＰｆにより減速パワーＰｃを満足させ、回生電力は０になる。
【００６７】
図４に示すように、制御の時刻ｔ９２と時刻ｔ９３との間の期間において、バッテリ１０の状況によっては、充電可能電力Ｗｉｎを速やかに減少させなければならない場合がある。充電可能電力ｉｎを速やかに減少させつつモータリングを行なう場合には、エンジン回転速度Ｎｅを急上昇させ、それによりエンジンブレーキトルクＴｅｂを急速に増加させることが求められる。しかしながら、そうすると、下り坂を走行中であるにもかかわらずエンジンの回転速度が上昇したとして、ユーザに違和感を与えてしまう可能性がある（エンジン回転速度の上昇量をΔＮｅで示す）。
【００６８】
そこで、本実施の形態においては、モータリング制御が実行される（充電可能電力Ｗｉｎの制限によるモータリングが開始される）のに先立ち、ダウンシフト制御を実行する構成を採用する。以下に詳細に説明するように、モータリング制御の実行前に、ダウンシフト制御によりエンジン回転速度Ｎｅを予め上昇させておくことで、エンジン回転速度Ｎｅの急上昇を抑制することが可能となる。
【００６９】
図５は、クルーズ走行中にダウンシフトを行なった場合の車両１の走行状態を説明するための共線図である。車両１は、自動シフトモードに設定されている。このため、ＥＣＵ１００は、通常であれば、変速比を無段階で切替可能な無段変速装置として遊星歯車機構５０を機能させる。しかし、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、クルーズ制御を実行しており、かつ減速トルクが発生した場合に、遊星歯車機構５０を模擬的に有段変速装置のように制御することによって変速段を設定する。
【００７０】
変速段は基本的には車速Ｖに応じて定まるが、本実施の形態では、現在の変速段が１０速段であって、１０速段から５速段まで段階的にダウンシフトを行なう場合を例示的に説明する。図５では、１０速段〜５速段に対応する直線を１０ｔｈ〜５ｔｈでそれぞれ示す。
【００７１】
各変速段において、ＥＣＵ１００は、上記式（１）にて説明したように、減速トルク（負の要求トルク）Ｔｒ＊に応じた回生トルクＴｍ２およびエンジンブレーキトルクＴｅｂが駆動輪６０に作用するように、モータジェネレータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力させる。このとき、１０速段から５速段まで変速段を１段下げる毎に（変速比を１段階上げる毎に）、エンジン回転速度Ｎｅが上昇する。
【００７２】
このように、ダウンシフト制御は、変速比が予め定められた複数の値のうちのいずれかとなるようにモータジェネレータＭＧ１のトルクＴｍ１を調整することによって、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させる制御である。ダウンシフト制御は、本開示に係る「模擬有段変速制御」に相当する。
【００７３】
＜変速段の決定手法＞
１０速段から５速段までダウンシフトを行なうと説明したが、目標となる変速段（この例では５速段）の決定手法について以下に説明する。
【００７４】
図６は、本実施の形態における目標変速段の決定手法を説明するための図である。図６において、横軸は車速Ｖを示し、縦軸は減速トルク（制動方向のトルク）を示す。図６には、遊星歯車機構５０を有段変速装置のように制御した場合の各変速段でのエンジンブレーキトルクＴｅｂと車速Ｖとの関係が示されている。このような関係が予め実験により求められ、マップＭＰとしてＥＣＵ１００のメモリ１０２に格納されている。
【００７５】
図６に示す例では、クルーズ制御により車速Ｖを一定速度Ｖｃに維持する場合に、変速段として４速段を選択すると、エンジンブレーキトルクＴｅｂが減速トルクＴｒ＊よりも大きくなる（｜Ｔｅｂ（４，Ｖｃ）｜＞｜Ｔｒ＊（Ｖｃ）｜）。この場合、車速Ｖが過度に減少してしまう可能性がある。したがって、車速ＶをＶｃに維持することが可能な変速段は、エンジンブレーキトルクＴｅｂが減速トルクＴｒ＊以下となる変速段（｜Ｔｅｂ（Ｎ，Ｖｃ）｜≦｜Ｔｒ＊（Ｖｃ）｜となる変速段）である５速段〜１０速段のいずれかである。
【００７６】
本実施の形態においては、エンジンブレーキトルクＴｅｂが減速トルクＴｒ＊以下であり、かつ最も低速側の変速段（すなわち最も大きな変速比）が選択される。したがって、図６に示す例では５速段が目標変速段として選択される。そして、変速段が１０速段から５速段に達するまでダウンシフトが繰り返し行なわれる。たとえば５速段が形成されたモータリング制御の実行中には、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（５，Ｖｃ）と減速トルクＴｒ＊（Ｖｃ）との差分ΔＴに相当するパワー、すなわち、減速トルクＴｒ＊（Ｖｃ）のうちエンジンブレーキトルクＴｅｂ（５，Ｖｃ）を超過したトルクに相当するパワーは、バッテリ１０に充電されるか、モータジェネレータＭＧ１によるモータリングにより消費される。
【００７７】
＜本実施の形態におけるクルーズ走行のタイムチャート＞
図７は、本実施の形態におけるクルーズ走行中の制御の一例を説明するためのタイムチャートである。図７において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、車速Ｖ、充電可能電力Ｗｉｎ、減速パワーＰｒ＊、遊星歯車機構５０の模擬的な変速段、およびエンジン回転速度Ｎｅを示す。
【００７８】
図１および図７を参照して、時刻ｔ０においては、比較例（図４参照）と同様に、充電可能電力Ｗｉｎは最大値Ｗｍｘである。そのため、減速パワーＰｃに相当する回生電力をバッテリ１０に充電することができる。このとき、エンジン４０は、低回転速度で自立運転されているか停止している（図７では自立運転の例を示す）。また、変速段は、１０速段に設定されている。
【００７９】
本実施の形態では、図５および図６にて説明したように、自動シフトモードでのクルーズ走行中に減速トルクＴｒ＊が生じた場合（要求トルクが負になった場合）に、ダウンシフトを繰り返すことにより、エンジン回転速度Ｎｅを段階的に上昇させる。
【００８０】
より詳細には、時刻ｔ１において１０速段から９速段へのダウンシフトが行なわれる。このダウンシフトに伴い、エンジン回転速度Ｎｅが上昇する。
【００８１】
さらに、時刻ｔ２において、９速段から８速段へのダウンシフトが行なわれる。同様に、時刻ｔ３において８速段から７速段へのダウンシフトが行なわれ、時刻ｔ５において７速段から６速段へのダウンシフト制御が行なわれ、時刻ｔ６において６速段から５速段へのダウンシフトが行なわれる。本実施の形態では、図６にて説明したように、仮に４速段へのダウンシフトを行なった後にモータリング制御を実行すると、フリクションパワーＰｆが減速パワーＰｃを超過してしまう。そのため、変速段の変更は５速段までで終了し、変速段は５速段に維持される。
【００８２】
時刻ｔ４において、バッテリ１０のＳＯＣ上昇を抑制するために充電可能電力Ｗｉｎの減少が始まる。充電可能電力Ｗｉｎは減少を続け、時刻ｔ７においてしきい値Ｗｔｈに達する。そうすると、ＥＣＵ１００は、変速段を５速段に維持したまま、モータリングによりエンジン回転速度Ｎｅをさらに上昇させ、フリクションパワーＰｆを増加させる。しかしながら、時刻ｔ７では、ダウンシフト制御の実行前の状態（時刻ｔ１よりも前の状態）と比べて、エンジン回転速度Ｎｅが高い。よって、比較例（図５参照）と対比すると、エンジン回転速度Ｎｅの上昇量ΔＮｅは小さい。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、充電可能電力Ｗｉｎの制限によりバッテリ１０への充電が抑制されるのに先立ち、ダウンシフト制御を実行することによって、エンジン回転速度Ｎｅを段階的に予め上昇させておく。これにより、バッテリ１０への充電電力が充電可能電力Ｗｉｎにより抑制された場合であっても、モータリング制御によるエンジン回転速度Ｎｅの上昇量ΔＮｅを小さくすることができる。したがって、下り坂を走行中にもかかわらずエンジン回転速度Ｎｅが上昇したとのユーザの違和感を抑制することができる。
【００８４】
＜ダウンシフト制御フロー＞
図８は、本実施の形態におけるダウンシフト制御を説明するためのフローチャートである。図８では、車速Ｖでの走行時における現在の変速段をＮ（Ｎは１以上１０以下の整数）と記載する。図１および図８を参照して、Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理は、図４に示したＳ１０〜Ｓ３０の処理とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００８５】
車両１がクルーズ走行中であり、かつ減速トルクＴｒ＊が発生している場合（Ｓ１１０においてＹＥＳかつＳ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、図６に示したマップＭＰを参照することで、現在の車速Ｖと減速トルクＴｒ＊とから、Ｎ速段でのエンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）を算出するとともに目標変速段を決定する（Ｓ１４０）。
【００８６】
Ｓ１５０において、ＥＣＵ１００は、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒよりも大きい状態が所定の基準期間Δｔ１（たとえば数１００ｍｓ）継続したか否かを判定する。
【００８７】
エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊よりも大きい状態が基準期間Δｔ１継続した場合（Ｓ１５０においてＹＥＳ）、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊を超過した分のトルクは、モータジェネレータＭＧ２のトルクＴｍ２により調整される。
【００８８】
これに対し、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊よりも大きい状態が基準期間Δｔ１継続しなかった場合（Ｓ１５０においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１６０に進める。
【００８９】
Ｓ１６０において、ＥＣＵ１００は、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊以下の状態が所定の基準期間Δｔ２継続したか否かを判定する。エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊以下の状態が基準期間Δｔ２継続しなかった場合（Ｓ１６０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、以下の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。
【００９０】
一方、エンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊以下の状態が基準期間Δｔ２継続した場合（Ｓ１６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、現在の変速段（Ｎ速段）で所定時間Δｔ（たとえば２秒程度）だけ待機した後（Ｓ１７０）に、現在の変速段が目標変速段に達しているか否かを判定する（Ｓ１８０）。
【００９１】
現在の変速段が目標変速段に達していない場合（Ｓ１８０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、１段階のダウンシフトを行なう（Ｓ１９０）。一方、現在の変速段が目標変速段に達している場合（Ｓ１８０においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、ダウンシフトを行なうことなく処理をメインルーチンに戻す。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によれば、クルーズ走行中に減速トルク（負の要求トルク）Ｔｒ＊が発生した場合に、モータリング制御の実行前にダウンシフト制御が実行される。このダウンシフト制御により、遊星歯車機構５０の模擬的な変速段が１段ずつ低速側に変更されるに従って、エンジン回転速度Ｎｅが上昇する（図５または図７参照）。したがって、モータリング制御の実行前にダウンシフト制御を実行しない場合と比べて、モータリング制御によるエンジン回転速度Ｎｅの上昇量ΔＮｅが小さくなる。つまり、エンジン回転速度Ｎｅの急上昇を抑制することができる。その結果、下り坂を走行中にもかかわらずエンジン回転速度Ｎｅが吹き上がったとのユーザの違和感を抑制することができる。
【００９３】
また、Ｓ１６０においてエンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ，Ｖ）が減速トルクＴｒ＊以下の状態が基準期間Δｔ２継続しなかった場合（Ｓ１６０においてＮＯ）、すなわち、基準期間Δｔ２が経過するまでにエンジンブレーキトルクＴｅｂ（Ｎ）が減速トルクＴｒ＊よりも大きくなる瞬間が１度でも生じた場合には、減速トルクＴｒ＊が時間的に安定していなかったり、要求トルクを算出するための各種信号のハンチングが生じていたりする可能性がある。それにもかかわらずダウンシフトを行なうと、変速比が不必要に変更されることで車両１に振動または騒音などが生じ、ユーザの快適性が損なわれ得る。本実施の形態によれば、エンジンブレーキトルクＴｅｂが減速トルク以下の状態が基準期間Δｔ２継続するまでは、ダウンシフトが抑制される。これにより、車両１の振動または騒音等を低減することができる。Ｓ１５０の処理についても同様である。なお、Ｓ１５０における基準期間Δｔ１と、Ｓ１６０における基準期間Δｔ２とは、同じあってもよいし互いに異なってもよい。
【００９４】
なお、本実施の形態では、ダウンシフトが１段ずつ行なわれる構成を例に説明したが、たとえば２段ずつダウンシフトを行なってもよい。ただし、１回のダウンシフトで変更される段数が多過ぎると（たとえば３段以上など）、ダウンシフトに伴いエンジン回転速度Ｎｅが急上昇してしまう。ダウンシフトを１段ずつに制限することにより、エンジン回転速度Ｎｅを徐々に上昇させることができる。
【００９５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１  車両、１０  バッテリ、１１  電池センサ、２０  ＳＭＲ、３０  ＰＣＵ、４０  エンジン、４１  エンジン回転速度センサ、５０  遊星歯車機構、６０  駆動輪、７１  クランクシャフト、７３  プロペラシャフト、８１，８２  レゾルバ、８３  車速センサ、８４  アクセルペダル、８５  アクセルポジションセンサ、８６  クルーズ制御スイッチ、９０  シフトゲート、９１  シフトセンサ、１００  ＥＣＵ、１０１  ＣＰＵ、１０２  メモリ、ＣＡ  キャリア、Ｐ  ピニオンギヤ、Ｒ  リングギヤ、Ｓ  サンギヤ。
【図１】
2018118528.tif 000003
【図２】
2018118528.tif 000004
【図３】
2018118528.tif 000005
【図４】
2018118528.tif 000006
【図５】
2018118528.tif 000007
【図６】
2018118528.tif 000008
【図７】
2018118528.tif 000009
【図８】
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