(57)【要約】【課題】ＥＶ走行を行う際における走行可能な距離を長くすることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、エンジン及び第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータと、動力分配機構のいずれかの回転要素を固定可能なブレーキ部とを有するハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、ブレーキ部を用いて、回転要素を固定することにより固定変速モードを実現し、回転要素を解放することにより無段変速モードを実現する制御手段を備える。制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合には、第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止する。【選択図】図４
2011201377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータと、前記動力分配機構のいずれかの回転要素を固定可能なブレーキ部と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ブレーキ部を用いて、前記回転要素を固定することにより固定変速モードを実現し、前記回転要素を解放することにより無段変速モードを実現する制御手段を有し、
前記制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合には、前記第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止す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】
前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータと接続されたバッテリの残量容量が所定値よりも小さくなっている場合には、前記第２のモータジェネレータの回生制御を行う請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記ブレーキ部は、前記第１のモータジェネレータのロータを固定可能なロック機構である請求項１又は２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、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能するモータジェネレータを備えるハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキの過不足をモータジェネレータで補う。
【０００３】
このようなハイブリッド車両の一例として、以下の特許文献１に示すように、無段変速モードと固定変速モードとを切り替えて運転することが可能なように構成されたハイブリッド車両がある。このハイブリッド車両では、エンジンと発電機と駆動軸とが遊星歯車機構の各回転要素に連結されるとともに、発電機のロータにはブレーキが接続され、駆動軸には電動機が接続されている。ブレーキが解放された状態では、エンジントルクに対応する反力トルクをモータジェネレータに出力させ、発電機の回転数を連続的に変化させる。これにより、エンジンの回転数が連続的に変化し、無段変速モードでの運転が実行される。一方、ブレーキが係合された状態では、発電機の回転が固定され、遊星歯車機構における１つの回転要素の回転が阻止される。これにより、変速比が固定となり、固定変速モードでの運転が実行される。
【０００４】
ここで、特許文献１には、固定変速モードのまま、エンジントルクを最大エンジントルクにするとともに、駆動力の足りない分を、電動機の出力トルクによってアシストする技術が記載されている。特許文献２には、無段変速モードの場合と比較して、固定変速モードでは、バッテリ残存容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の目標値を高くする技術が記載されている。特許文献３には、エンジンと少なくとも１つのモータによる複数の動力源と、固定変速モードおよび無段変速モードを達成する締結要素と、締結要素の締結・解放の組み合わせを設定するモード制御手段とを有するハイブリッド車両において、当該締結要素が故障した場合に、モード制御手段に代えて代替モード手段に変更する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３４５１２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４０７１号公報
【特許文献３】特開２００６−２２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の特許文献１に記載の技術では、ブレーキに不具合が生じて、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切り替えを行うことができない場合であっても、要求駆動力が大きくなると、電動機の出力トルクによるアシストが行われる。この場合には、ＳＯＣの低下により、ＥＶ走行（モータ走行）が行われる際における走行可能な距離が短くなる恐れがある。この点について、特許文献２又は３には、何ら記載されていない。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＥＶ走行を行う際における走行可能な距離を長くすることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点では、エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータと、前記動力分配機構のいずれかの回転要素を固定可能なブレーキ部と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ブレーキ部を用いて、前記回転要素を固定することにより固定変速モードを実現し、前記回転要素を解放することにより無段変速モードを実現する制御手段を有し、前記制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合には、前記第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止する。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、エンジン及び第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータと、動力分配機構のいずれかの回転要素を固定可能なブレーキ部と、を有するハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの制御手段を備える。制御手段は、ブレーキ部を用いて、回転要素を固定することにより固定変速モードを実現し、回転要素を解放することにより無段変速モードを実現する。ここで、制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合には、第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止する。このようにすることで、第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止しない場合と比較して、バッテリ残存容量を保持することができ、ＥＶ走行距離を長くすることができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータと接続されたバッテリの残量容量が所定値よりも小さくなっている場合には、前記第２のモータジェネレータの回生制御を行う。このようにすることで、バッテリ残存容量を増加させることができ、ＥＶ走行距離をより長くすることができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例では、前記ブレーキ部は、前記第１のモータジェネレータのロータを固定可能なロック機構である。
【発明の効果】
【００１２】
エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータと、前記動力分配機構のいずれかの回転要素を固定可能なブレーキ部と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ブレーキ部を用いて、前記回転要素を固定することにより固定変速モードを実現し、前記回転要素を解放することにより無段変速モードを実現する制御手段を有し、前記制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合には、前記第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止する。このようにすることで、第２のモータジェネレータによる駆動力のアシストを禁止しない場合と比較して、バッテリ残存容量を保持することができ、ＥＶ走行距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】無段変速モード及び固定変速モードにおける共線図の一例を示す図である。
【図３】固定変速モードにおける共線図の一例を示す図である。
【図４】固定変速モードにおける共線図の一例を示す図である。
【図５】固定変速モード時におけるロック機構の状態に応じた駆動力を示す模式図である。
【図６】固定変速モードにおける共線図の一例を示す図である。
【図７】エンジントルクとエンジン回転数との関係、第２のモータジェネレータにおけるトルクと回転数との関係を示す図である。
【図８】エンジン直達トルクと、駆動力と、第２のモータジェネレータにおける回生可能なトルクとの関係を示す図である。
【図９】本実施形態に係るハイブリッド車両の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［装置構成］
最初に、本実施形態に係るハイブリッド車両の装置構成について説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、エンジン（内燃機関）１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０、を備える。動力源に相当するエンジン１と第１のモータジェネレータＭＧ１とは動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の駆動軸３には、駆動軸３のトルク（駆動力）又はブレーキ力のアシストを行うための動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。さらに、駆動軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリ、インバータ、又は適宜のコントローラ（図１参照）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。
【００１７】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴うトルクの反力が作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１のエンジン回転数が連続的に変化する。
【００１８】
第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動力又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動力をアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。
【００１９】
動力分配機構２０は、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、リングギヤＲ１、キャリアＣ１、サンギヤＳ１、を備える。キャリアＣ１は、リングギヤＲ１とサンギヤＳ１との両方に噛み合っているピニオンギヤＣＰ１を保持している。
【００２０】
エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリアＣ１に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の一端は第１の遊星歯車機構のサンギヤＳ１に連結されている。リングギヤＲ１は駆動軸３に連結されている。
【００２１】
第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の他端はロック機構７に連結されている。ロック機構７は、クラッチ７ａ、アクチュエータ７ｂ、を有する。クラッチ７ａにおいて、一方のクラッチ板はケースなどに固定され、他方のクラッチ板は第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１に連結されている。ロック機構７は、アクチュエータ７ｂを用いてクラッチ７ａを係合及び解放することが可能に構成されている。ロック機構７は、クラッチ７ａを係合することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定し、動力分配機構２０のサンギヤＳ１を固定する。また、ロック機構７は、クラッチ７ａの係合を解放することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を解放し、動力分配機構２０のサンギヤＳ１を解放する。ロック機構７は、ＥＣＵ５から送信された制御信号Ｓｉｇ５に基づいて、クラッチ７ａの係合及び解放を制御する。なお、ロック機構７としては、上述のクラッチ機構が用いられるとする代わりに、例えば、ドグクラッチやカムクラッチが用いられるとしても良い。
【００２２】
ロック機構７がクラッチ７ａを解放している状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１のエンジン回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、ロック機構７がクラッチ７ａを係合している状態では、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１のエンジン回転数が駆動軸３の回転数より小さくなる状態）に固定され、固定変速モードが実現される。
【００２３】
電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、バッテリ３３及びコンバータ３４を備える。第１のモータジェネレータＭＧ１は電源線３７によりインバータ３１に接続されており、第２のモータジェネレータＭＧ２は電源線３８によりインバータ３１に接続されている。また、インバータ３１はコンバータ３２に接続され、コンバータ３２はバッテリ３３に接続されている。さらに、バッテリ３３はコンバータ３４を介して補機バッテリ３５に接続されている。
【００２４】
インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間で電力の授受を行う。モータジェネレータの回生時には、インバータ３１はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が回生により発電した電力を直流に変換し、コンバータ３２へ供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換し、バッテリ３３を充電する。一方、モータジェネレータの力行時には、バッテリ３３から出力される直流電力はコンバータ３２により昇圧されてインバータ３１へ供給され、電源線３７又は３８を介してモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２へ供給される。
【００２５】
バッテリ３３の電力はコンバータ３４により電圧変換されて補機バッテリ３５に供給され、各種の補機の駆動に使用される。
【００２６】
インバータ３１、コンバータ３２、バッテリ３３及びコンバータ３４の動作はＥＣＵ４により制御されている。ＥＣＵ４は制御信号Ｓｉｇ４を送信することにより、電源ユニット３０内の各要素の動作を制御する。また、電源ユニット３０内の各要素の状態などを示す必要な信号は制御信号Ｓｉｇ４としてＥＣＵ４に供給される。具体的には、バッテリ３３のバッテリ残存容量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）及びバッテリの入出力制限値などは制御信号Ｓｉｇ４としてＥＣＵ４に供給される。
【００２７】
ＥＣＵ４は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を送受信することにより、それらを制御し、ロック機構７に制御信号Ｓｉｇ５を送信することにより、ロック機構７を制御する。例えば、ＥＣＵ４は、図示しないアクセルペダルからの制御信号に基づいて、アクセル開度を検出して要求駆動力を求め、駆動力が当該要求駆動力となるように、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２を制御する。また、ＥＣＵ４は、要求駆動力と車速とに基づいて、ロック機構７を制御する。従って、ＥＣＵ４は、本発明における制御手段として機能する。
【００２８】
［制御方法］
本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法について説明する。
【００２９】
まず、図２を参照して、無段変速モード及び固定変速モードにおけるハイブリッド車両の動作状態について説明する。図２は、無段変速モード及び固定変速モードにおける共線図の一例を示している。図２（ａ）、（ｂ）において、上下方向は回転数に対応しており、上方向が正回転に対応し、下方向が負回転に対応する。また、上方向が正トルクに対応し、下方向が負トルクに対応する。
【００３０】
図２（ａ）における直線Ａ１ａ、Ａ１ｂ、Ａ１ｃは無段変速モードにおける共線図の一例を示している。無段変速モードの場合には、エンジン１のエンジントルクＴＫＥに対応する反力トルクが、第１のモータジェネレータＭＧ１よりトルクＴＫ１として出力される。なお、トルクＴＫ２は、第２のモータジェネレータＭＧ２より出力されるトルクを示している。無段変速モードでは、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を増減変化させることにより、エンジン１のエンジン回転数を連続的に制御することが可能である。駆動軸３の回転数がＮ１であるとした場合において、例えば、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を白丸ｍ１、ｍ２、ｍ３と順次変化させた場合には、エンジン１のエンジン回転数は、白丸Ｎｅ１（＞Ｎ１）、Ｎｅ２（＝Ｎ１）、Ｎｅ３（＜Ｎ１）と順次変化する。つまり、エンジン１のエンジン回転数は、駆動軸３の回転数よりも高い値、等しい値及び低い値に順次変化する。このとき、第１のモータジェネレータＭＧ１は発電し、インバータ３１を介して、駆動軸３のアシストを行う第２のモータジェネレータＭＧ２に電力を供給する。つまり、無段変速モードでは、エンジン１からの出力は、動力分配機構２０を介して駆動軸３に直接伝達されるルートと、第１のモータジェネレータＭＧ１から駆動軸３のアシストを行う第２のモータジェネレータＭＧ２へ電気的に伝達されるルートと、の２つのルートで駆動軸３へ伝達される。
【００３１】
図２（ｂ）における直線Ａ２は固定変速モードにおける共線図の一例を示している。固定変速モードの場合には、ロック機構７が第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定するとともにサンギヤＳ１を固定している状態となるため、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１のエンジン回転数Ｎｅ４が駆動軸３の回転数Ｎ１より小さくなる状態）に固定される。このとき、ロック機構７が第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１は発電機及び電動機のいずれとしても機能しないため、第１のモータジェネレータＭＧ１から第２のモータジェネレータＭＧ２に電力が供給されない。従って、固定変速モードでは、エンジン１からの出力は、動力分配機構２０を介して駆動軸３に直接伝達されるルートでのみ、駆動軸３へ伝達される。
【００３２】
以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数及びトルクをそれぞれ、ＭＧ１回転数及びＭＧ１トルクと称することとし、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数及びトルクをそれぞれ、ＭＧ２回転数及びＭＧ２トルクと称することとする。
【００３３】
先にも述べたように、ＥＣＵ４は、要求駆動力と車速とに基づいて、固定変速モードと無段変速モードとの間で変速モードを切り替えるか否かを判断する。例えば、固定変速モードに変速モードが設定されている場合において、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替える判断を行った場合には、ロック機構７の解放制御を行う。しかしながら、何かしらの原因により、ロック機構７に不具合が生じ、ロック機構７の解放制御を行うことができない場合がある。このような場合には、ＥＣＵ４は、変速モードを固定変速モードに設定したまま、要求駆動力を満足させるために、ＭＧ２トルクで駆動力をアシストすることがある。以下、図３を用いて具体的に説明する。
【００３４】
図３は、固定変速モードにおける共線図の一例を示している。図３（ａ）は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ以上となっている場合の共線図を示し、図３（ｂ）は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓよりも小さい場合の共線図を示している。ここで、エンジン負荷運転回転数とは、エンジン１よりエンジントルクを出力することが可能な最低エンジン回転数である。
【００３５】
ロック機構７に不具合が生じ、ロック機構７の解放制御を行うことができない場合には、ＥＣＵ４は、固定変速モードのままで、要求駆動力を満足する制御を行う。このような場合において、図３（ａ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ以上となっている場合には、ＥＣＵ４は、エンジン１よりエンジントルクＴＫＥを出力するとともに、第２のモータジェネレータＭＧ２より出力されるＭＧ２トルクＴＫ２でアシストすることにより、要求駆動力を満足させる。このときの駆動力は、エンジントルクのうち、動力分配機構２０を介して駆動軸３に伝達されるトルク（以下、「エンジン直達トルク」と称する）ＴＫｄと、ＭＧ２トルクＴＫ２との和となる。
【００３６】
これに対し、図３（ｂ）に示すように、エンジン回転数がエンジン負荷運転回転数よりも小さくなった場合には、ＥＣＵ４は、エンジン１よりエンジントルクを出力することができない。この場合、ＥＣＵ４は、エンジン１を停止させ、第２のモータジェネレータＭＧ２より出力されるＭＧ２トルクＴＫ２のみで要求駆動力を満足させるＥＶ走行を行うことになる。そのため、これより先に、図３（ａ）で示したように、ＭＧ２トルクによるアシストが行われていた場合には、ＭＧ２トルクによるアシストが行われない場合と比較して、バッテリ３３から電力が持ち出されることによりＳＯＣが低下しているため、ＥＶ走行における走行距離が短くなる。
【００３７】
そこで、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切替制御を行うことができない場合には、図４に示すように、ＭＧ２トルクＴＫ２による駆動力のアシストを禁止することとする。具体的には、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ以上となっている場合には、エンジントルクＴＫＥのみで要求駆動力を満足させることとする。つまり、ＥＣＵ４は、エンジン直達トルクＴＫｄが要求駆動力となるようにエンジントルクＴＫＥを調整することとする。
【００３８】
ここで、エンジントルクが最大エンジントルク（エンジン１が出力可能な最大のエンジントルク）となるときのエンジン直達トルクよりも要求駆動力の方が大きい場合が考えられる。この場合について図５を用いて説明する。
【００３９】
図５は、固定変速モード時におけるロック機構７の状態に応じた駆動力を示す模式図である。図５において、「通常時」とは、ロック機構７の解放制御を行うことが可能な場合の駆動力、即ち、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることが可能な場合の駆動力を示し、「フェール時」とは、ロック機構７の解放制御を行うことができない場合の駆動力、即ち、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えることができない場合の駆動力を示している。
【００４０】
図５において、エンジントルクのみで可能な最大駆動力とは、エンジントルクが最大エンジントルクとなるときのエンジン直達トルクを示している。通常時において、ＥＣＵ４は、当該エンジン直達トルクよりも要求駆動力が大きい場合には、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを行い、要求駆動力を満足させることとしていた。それに対し、フェール時には、ＥＣＵ４は、当該エンジン直達トルクよりも要求駆動力が大きい場合であっても、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを禁止することとする。つまり、フェール時には、ＥＣＵ４は、要求駆動力と当該エンジン直達トルクとの差分の駆動力については無視して、当該エンジン直達トルク分のみを駆動力３に出力することとし、ＳＯＣの保持を優先することとする。
【００４１】
このようにすることで、ＳＯＣを保持することができ、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを行う場合と比較して、ＥＶ走行可能な距離を長くすることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切替制御を行うことができない場合において、ＳＯＣが最大値でない場合には、図６に示すように、負方向のＭＧ２トルクを出力させて、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御を行うことで、バッテリ３３の充電を行い、ＳＯＣを最大値にすることとする。以下では、負方向のＭＧ２トルクを「回生可能なＭＧ２トルク」と称する。
【００４３】
バッテリ３３の充電を行う場合には、種々の制約条件があるので、それらの制約条件に応じて、バッテリ３３の充電に用いられるエンジンパワーを決定する必要がある。例えば、バッテリ３３の充電に用いられるエンジンパワーがバッテリ３３の充電可能な電力（以下、「ＷＩＮ制限電力」と称する）を超えている場合には、その超えている分のパワーが駆動軸３に出力される。また、バッテリ３３の充電に用いられるエンジンパワーが、第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力を超えている場合にも、その超えている分のパワーが駆動軸３に出力される。ここで、第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力は、回生可能なＭＧ２トルクの最大値によって決まる。つまり、バッテリ３３のＷＩＮ制限電力、回生可能なＭＧ２トルクの最大値といった種々の制約条件に応じて、バッテリ３３のエンジンパワーを決定しないと、ＭＧ２の回生制御を行う際において、余分な駆動力が生じ、駆動力の急激な変化が生じる。以下では、バッテリ３３の充電に用いられるエンジンパワーの決定方法について図７を用いて具体的に説明する。
【００４４】
図７（ａ）は、エンジントルクとエンジン回転数との関係を示す図である。図７（ａ）において、現在の動作点をＰｅとし、走行に必要なトルク、例えば、エンジン直達トルクが要求駆動力と等しくなるときのエンジントルクをＴＫＥＡとしている。このとき、バッテリ３３の充電に用いることができるエンジントルクの最大値は、最大エンジントルクからエンジントルクＴＫＥＢを引いた値ＴＫＥＢとなる。従って、バッテリ３３の充電に用いることができるエンジンパワーの最大値（以下、「最大充電エンジンパワー」）は、エンジントルクＴＫＥＢと現在のエンジン回転数Ｎｅとの積で求められる。
【００４５】
ここで、最大充電エンジンパワーが、バッテリ３３のＷＩＮ制限電力を超えている場合には、その超えている分のパワーが余分な駆動力として出力されてしまうことになる。この場合、ＥＣＵ４は、バッテリ３３の充電に用いることのできるエンジンパワーとして、その超えている分だけ、最大充電エンジンパワーより低下させる必要がある。
【００４６】
図７（ｂ）は、ＭＧ２トルクとＭＧ２回転数との関係を示す図である。図７（ｂ）において、グラフ２００ａが、正方向のＭＧ２トルクの最大値を示し、グラフ２００ｂが負方向のＭＧ２トルクの最大値を示している。つまり、グラフ２００ｂは、回生可能なＭＧ２トルクの最大値を示している。第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力は、この回生可能なＭＧ２トルクの最大値と現在のＭＧ２回転数Ｎ１との積で求められる。
【００４７】
従って、最大充電エンジンパワーが、第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力を超えている場合にも、その超えている分のパワーが余分な駆動力として出力されてしまうことになる。この場合にも、ＥＣＵ４は、バッテリ３３の充電に用いることができるエンジンパワーとして、その超えている分だけ、最大充電エンジンパワーより低下させる必要がある。
【００４８】
つまり、ＥＣＵ４は、バッテリ３３の充電に用いることができるエンジンパワーを、最大充電エンジンパワー、第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力、ＷＩＮ制限電力のうち、最も小さい値に決定する。これにより、駆動力の急激な変化を抑制しつつ、バッテリ３３の充電を行い、ＳＯＣを増加させることが可能となる。
【００４９】
ここで、さらに、ＥＣＵ４は、要求駆動力に関係なく、バッテリ３３に充電される電力が最大となるように制御するのが好適である。以下、この場合の例について、図８を用いて具体的に説明する。
【００５０】
図８は、バッテリ３３に充電される充電電力が最大となるときのエンジン直達トルクと、駆動力と、回生可能なＭＧ２トルクとの関係を示す図である。このとき、上述の制約条件を満たした上でバッテリ３３に充電される充電電力が最大となっているので、バッテリ３３の充電に用いられるエンジンパワーは、最大充電エンジンパワー、第２のモータジェネレータＭＧ２による回生可能な最大電力、ＷＩＮ制限電力のうち、最も小さい値に設定されている。また、図８において、充電最大ＭＧ２トルクとは、バッテリ３３に充電される充電電力が最大となるときのＭＧ２トルクである。
【００５１】
図８に示すように、この場合、ＥＣＵ４は、要求駆動力に関係なく、充電される充電電力が最大となるときのエンジン直達トルクから充電最大ＭＧ２トルクを引いた値を駆動力とする。つまり、ＥＣＵ４は、当該駆動力よりも要求駆動力が大きい場合であっても、その差分については無視することとし、ＳＯＣを最大値にすることを優先することとする。ただし、ここで、ＥＣＵ４は、エンジン回転数がエンジン負荷運転回転数未満とならないようにする程度の駆動力は出力させることとし、エンジン回転数がエンジン負荷運転回転数未満となる場合には、ＭＧ２トルクを制御して、エンジン回転数がエンジン負荷運転回転数以上となるように駆動力を出力させる。このようにすることで、バッテリ３３に充電される充電電力を最大にすることができ、車速が低下してＥＶ走行に切り替わる前に、より確実にＳＯＣを最大値にすることができる。
【００５２】
次に、上述のハイブリッド車両の制御処理について図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ４は、変速モードが固定変速モードになっているか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、変速モードが固定変速モードになっていると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理へ進み、変速モードが固定変速モードになっていないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ４は、要求駆動力及び車速に基づいて、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り替えるか否か、即ち、ロック機構７を解放するか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、ロック機構７を解放すると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３の処理へ進み、ロック機構７を解放しないと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ４は、ロック機構７を解放する制御を行う。続くステップＳ１０４において、ＥＣＵ４は、例えばＭＧ１回転数に基づいて、ロック機構７の解放制御が正常に完了したか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、ロック機構７の解放制御が正常に完了したと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、本制御処理を終了し、ロック機構７の解放制御が正常に完了してないと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０５の処理へ進む。ステップＳ１０５において、ＥＣＵ４は、ロック機構７の解放制御が正常に完了しなかったことを示すフェールフラグをオンに設定する。この後、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０６の処理へ進む。
【００５６】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ以上になっているか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ以上になっていると判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７の処理へ進む。一方、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷運転回転数Ｎｅｓ未満になっていると判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１１２の処理へ進み、エンジン１の停止制御を行い、ＥＶ走行を行うとして、本制御処理を終了する。
【００５７】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ４は、第２のモータジェネレータＭＧ２による駆動力のアシストを禁止することとする。続く、ステップＳ１０８において、ＥＣＵ４は、ＥＶ走行を禁止することとする。つまり、ステップＳ１０７、Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ４は、ＳＯＣの保持を優先するための制御を行っている。この後、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０９の処理へ進む。
【００５８】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ４は、ＳＯＣが最大値よりも小さいか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、ＳＯＣが最大値になっていると判定した場合には（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０６の処理へ戻り、ＳＯＣが最大値よりも小さいと判定した場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０の処理へ進む。
【００５９】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ４は、ＭＧ２回転数に基づいて、回生可能なＭＧ２トルクの最大値を算出する。続くステップＳ１１１において、ＥＣＵ４は、回生可能なＭＧ２トルクの最大値及びバッテリ３３のＷＩＮ制限電力といった制約条件に基づいて、バッテリ３３の充電に用いることができるエンジンパワーを算出し、当該エンジンパワーに応じたエンジントルクをエンジン１より出力させる。ステップＳ１１０の処理は、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御によりＳＯＣを増加させるための処理である。この後、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０６の処理へ戻る。
【００６０】
以上述べたことから分かるように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切替制御を行うことができない場合には、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを禁止することとする。このようにすることで、ＳＯＣを保持することができ、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを行う場合と比較して、エンジン回転数がエンジン負荷運転回転数よりも小さくなった場合におけるＥＶ走行可能な距離を長くすることができる。また、ＥＣＵ４は、ＳＯＣが最大値でない場合には、負方向のＭＧ２トルクを出力させて、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御を行うことで、バッテリ３３の充電を行い、ＳＯＣを最大値にすることとする。これにより、ＥＶ走行可能な距離をより長くすることができる。
【００６１】
なお、ここで、ＥＣＵ４は、ＳＯＣが最大値よりも小さい場合に、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御を行い、バッテリ３３の充電を行うとしているが、これに限られるものではない。このようにする代わりに、ＥＣＵ４は、ＳＯＣが所定値（＜最大値）よりも小さい場合に、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御を行い、バッテリ３３の充電を行うとしても良いのは言うまでもない。ここで、所定値は、予め実験などにより求められた適合値である。これによっても、ＳＯＣを増加させて、所定値よりも大きくすることができる。また、本実施形態では、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを禁止する制御と、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御との両方を行うとしているが、これに限られるものではなく、いずれか一方を行うとしても良いのは言うまでもない。
【００６２】
［変形例］
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。
【００６３】
例えば、上述の実施形態では、動力分配機構２０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であるとしているがこれに限られない。代わりに、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であるとしてもよい。即ち、キャリアＣ１は、リングギヤＲ１とサンギヤＳ１との両方に噛み合っているピニオンギヤＣＰ１を保持する代わりに、サンギヤＳ１と噛み合うように構成されたインナーピニオンギヤと、当該インナーピニオンギヤ及びリングギヤＲ１と噛み合うように構成されたアウターピニオンギヤと、を保持するとしても良い。また、ピニオンギヤＣＰ１としては、段差付きのピニオンギヤであるとしても良い。
【００６４】
また、本発明を適用することが可能なハイブリッド車両の機構としては、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータをロックすることにより固定変速モードを実現するものには限られない。代わりに、例えば、以下の図１０で示すように、動力分配機構２０の回転要素のうち、いずれか一つをブレーキにより固定することで固定変速モードを実現する機構であっても、本発明を適用することが可能である。
【００６５】
図１０は、変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示すスケルトン図である。図１０において、図１に示すハイブリッド車両と同様の機能を有する構成要素については、図１と同じ符号を付して示している。
【００６６】
変形例に係るハイブリッド車両において、エンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の駆動軸３には、第２のモータジェネレータＭＧ２が変速部６を介して駆動軸３に接続されている。
【００６７】
動力分配機構２０は、エンジン１のエンジントルクを第１のモータジェネレータＭＧ１と駆動軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１のモータジェネレータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に駆動軸３が連結される。第４の回転要素はブレーキ部７ｂｋにより固定可能となっている。
【００６８】
動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１の遊星歯車機構はリングギヤＲ１、キャリアＣ１、サンギヤＳ１を備える。第２の遊星歯車機構はダブルピニオン式であり、リングギヤＲ２、キャリアＣ２、サンギヤＳ２を備える。
【００６９】
エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリアＣ１に連結され、そのキャリアＣ１は第２の遊星歯車機構のリングギヤＲ２に連結されている。これらが第１の回転要素を構成する。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１は第１の遊星歯車機構のサンギヤＳ１に連結され、これらが第２の回転要素を構成している。
【００７０】
第１の遊星歯車機構のリングギヤＲ１と第２の遊星歯車機構のキャリアＣ２は相互に連結されているとともに駆動軸３に連結されている。これらが第３の回転要素を構成している。また、第２の遊星歯車機構のサンギヤＳ２は回転軸２９に連結されており、回転軸２９とともに第４の回転要素を構成している。回転軸２９はブレーキ部７ｂｋにより固定可能となっている。ブレーキ部７ｂｋはＥＣＵ４により制御される。
【００７１】
ブレーキ部７ｂｋが第４の回転要素を固定していない状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１のエンジン回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、ブレーキ部７ｂｋが第４の回転要素を固定している状態では、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１より出力される回転数が駆動軸３の回転数より小さくなる状態）に固定され、固定変速モードが実現される。
【００７２】
変形例に係るハイブリッド車両においても、本発明を適用することが可能である。即ち、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切替制御を行うことができない場合には、ＭＧ２トルクによる駆動力のアシストを禁止することにより、ＳＯＣを保持することができる。また、ＥＣＵ４は、ＳＯＣが所定値よりも小さい場合には、負方向のＭＧ２トルクを出力させて、第２のモータジェネレータＭＧ２の回生制御を行うことにより、バッテリ３３の充電を行うことができ、ＳＯＣを増加させることができる。
【符号の説明】
【００７３】
ＭＧ１、ＭＧ２  モータジェネレータ
１  エンジン
７  ロック機構
２０  動力分配機構
４  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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