(57)【要約】【課題】固定変速モードから無段変速モードへの切り換え時間を短縮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。【解決手段】上記のハイブリッド車両の制御装置は、切換制御手段とエンジントルク推定手段と位相変化検出手段とを有する。切換制御手段は、ロック機構により回転要素を解放及び固定することにより、無段変速モード及び固定変速モードとの間で変速モードを切り換える。エンジントルク推定手段は、要求駆動力及びエンジン回転数に基づいて、エンジントルクの推定値である推定エンジントルク値を推定する。位相変化検出手段は、回転要素の位相変化を検出する。ここで、切換制御手段は、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替える際において、モータトルクの初期値を推定エンジントルク値に設定してから、モータトルクを変化させ、回転要素の位相が変化したときに回転要素を解放する。【選択図】図５
2011025742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素を固定可能なロック機構と、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、
前記ロック機構により前記回転要素を解放して、前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータより出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、
前記回転要素の位相変化を検出する位相変化検出手段と、
前記エンジントルクの推定値である推定エンジントルク値を推定するエンジントルク推定手段と、を有し、
前記切換制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切替える際において、前記モータジェネレータより出力されるモータトルクの初期値を前記推定エンジントルク値に設定してから、前記モータトルクを変化させ、前記位相変化検出手段が前記回転要素の位相変化を検出したときに前記回転要素を解放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】
前記エンジントルク推定手段は、要求駆動力及びエンジン回転数に基づいて、前記推定エンジントルク値を推定する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジントルク推定手段は、前記推定エンジントルク値を吸気温及び空気密度で補正する請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記切換制御手段は、前記エンジントルクと前記エンジン反力トルクとの間の差分のばらつきの上限値に基づいて、前記初期値を補正する請求項１乃至３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５】
前記切換制御手段は、前記固定変速モードの状態で前記モータトルクを０より次第に増加させた場合における、前記回転要素の位相変化が検出されたときの前記モータトルク及び前記エンジントルクに基づいて、前記初期値を補正する請求項１乃至３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】
前記回転要素は、前記動力分配機構における、前記モータジェネレータが連結される回転要素であることを特徴とする請求項１乃至５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７】
前記回転要素は、前記動力分配機構における、前記モータジェネレータ及び前記エンジンが連結される回転要素とは異なる回転要素であることを特徴とする請求項１乃至５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、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、遊星歯車機構にエンジン及びモータジェネレータが連結されたハイブリッド車両がある。このようなハイブリッド車両では、無段変速モードと固定変速モードとの間で変速モードを切り換え可能に構成されている。具体的には、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、エンジン回転数を連続的に変化させることにより、無段変速モードでの運転が実行される。一方、遊星歯車機構における複数の回転要素のうち、１つの回転要素を固定して変速比を固定にすることにより、固定変速モードでの運転が実行される。固定変速モードから無段変速モードへと切り換える際には、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より出力させる必要がある。なお、特許文献１には、固定変速モードに設定されている状態で、モータジェネレータより出力されるモータトルクを変化させていき、モータ位相が変化したときのモータトルクよりエンジントルクを推定する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、固定変速モードから無段変速モードへと切り換える際において、上述の特許文献１の手法を用いて、エンジントルクと等しい反力トルクをモータジェネレータより出力させようとすると、モータトルクの付与時間が長引いてしまい、切り換えに時間がかかる恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、固定変速モードから無段変速モードへの切り換え時間を短縮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】
【０００７】
本発明の１つの観点では、エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素を固定可能なロック機構と、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、前記ロック機構により前記回転要素を解放して、前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータより出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、前記回転要素の位相変化を検出する位相変化検出手段と、前記エンジントルクの推定値である推定エンジントルク値を推定するエンジントルク推定手段と、を有し、前記切換制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切替える際において、前記モータジェネレータより出力されるモータトルクの初期値を前記推定エンジントルク値に設定してから、前記モータトルクを変化させ、前記位相変化検出手段が前記回転要素の位相変化を検出したときに前記回転要素を解放する。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、モータジェネレータと、エンジン及びモータジェネレータが連結された動力分配機構と、動力分配機構におけるいずれかの回転要素を固定可能なロック機構と、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切換制御手段とエンジントルク推定手段と位相変化検出手段とを有する。切換制御手段及びエンジントルク推定手段は、例えば、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により実現される。切換制御手段は、ロック機構により回転要素を解放して、エンジンの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より出力させる無段変速モードと、ロック機構により回転要素を固定して、反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える。エンジントルク推定手段は、例えば、要求駆動力及びエンジン回転数に基づいて、エンジントルクの推定値である推定エンジントルク値を推定する。位相変化検出手段は、例えば回転角センサにより実現され、回転要素の位相変化を検出する。ここで、切換制御手段は、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替える際において、モータジェネレータより出力されるモータトルクの初期値を推定エンジントルク値に設定してから、モータトルクを変化させ、位相変化検出手段が回転要素の位相変化を検出したときに回転要素を解放する。このようにすることで、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換える時間を短縮することができ、インバータの保護を図ることができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、エンジントルク推定手段は、推定エンジントルク値を吸気温及び空気密度で補正する。これにより、推定エンジントルク値をより正確に求めることができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、切換制御手段は、エンジントルクとエンジン反力トルクとの間の差分のばらつきの上限値に基づいて、初期値を補正する。これにより、モータトルク及びエンジントルクの関係を示すトルク比の学習が未完了であっても、モータトルクの初期値をエンジン反力トルクに近い値に設定することができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様は、切換制御手段は、前記固定変速モードの状態で前記モータトルクを０より次第に増加させた場合における、前記回転要素の位相変化が検出されたときの前記モータトルク及び前記エンジントルクに基づいて、初期値を補正する。このようにすることで、モータトルクの初期値をエンジン反力トルクにより近い値に設定することができる。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例は、前記回転要素は、前記動力分配機構における、前記モータジェネレータが連結される回転要素である。
【００１３】
上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例は、前記回転要素は、前記動力分配機構における、前記モータジェネレータ及び前記エンジンが連結される回転要素とは異なる回転要素である。
【発明の効果】
【００１４】
エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素を固定可能なロック機構と、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、前記ロック機構により前記回転要素を解放して、前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータより出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、前記回転要素の位相変化を検出する位相変化検出手段と、前記エンジントルクの推定値である推定エンジントルク値を推定するエンジントルク推定手段と、を有し、前記切換制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切替える際において、前記モータジェネレータより出力されるモータトルクの初期値を前記推定エンジントルク値に設定してから、前記モータトルクを変化させ、前記位相変化検出手段が前記回転要素の位相変化を検出したときに前記回転要素を解放する。これにより、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換える時間を短縮することができ、インバータの保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】各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】エンジンの動作線の一例を示す図である。
【図４】一般的な変速モード切り換え制御のタイミングチャート及び共線図を示している。
【図５】第１実施形態に係る変速モードの切り換え制御のタイミングチャートを示している。
【図６】第２実施形態に係る変速モードの切り換え制御のタイミングチャートを示している。
【図７】第２実施形態に係る変速モードの切り換え制御のタイミングチャートを示している。
【図８】第２実施形態に係る変速モードの切り換え制御のフローチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［装置構成］
図１に各実施形態に係る制御装置を適用した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。駆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、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駆動力源である第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。
【００１８】
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。このとき、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数（以下、「ＭＧ１回転数」と称することもある）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。このような変速モードを無段変速モードという。従って、第１のモータジェネレータＭＧ１が本発明におけるモータジェネレータとして機能する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、コイル７ｂ及びコイルハウジング７ｃを有する。ロック機構７は、クラッチ７ａを固定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を固定する場合には、コイル７ｂに対して電流を供給する。コイル７ｂに対して電流が供給されることにより、クラッチ７ａは電磁力によりコイルハウジング７ｃに引き寄せられ接触する。クラッチ７ａがコイルハウジング７ｃに接触すると、クラッチ７ａとコイルハウジング７ｃとの間の摩擦力によりクラッチ７ａが固定される。一方、ロック機構７は、クラッチ７ｂを解放する場合には、コイル７ｂに対する電流の供給を停止する。コイル７ｂに対する電流の供給が停止されることにより、クラッチ７ａをコイルハウジング７ｃに引き寄せている電磁力が消滅する。このため、クラッチ７ａがバネ（図示せず）の力によりコイルハウジング７ｃより離れ、クラッチ７ａが解放される。ロック機構７は、ＥＣＵ４から送信された制御信号Ｓｉｇ５に基づいて、コイル７ｂに流す電流量を制御することにより、クラッチ７ａの固定／解放を制御する。
【００２３】
ロック機構７がクラッチ７ａを解放している状態では、ＭＧ１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。
【００２４】
電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶ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ＨＶバッテリ３３に接続されている。さらに、ＨＶ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。
【００２５】
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、ＨＶ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、ＨＶ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。
【００２６】
ＨＶ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。
【００２７】
インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶ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、ＨＶ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。また、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータには、所謂レゾルバなどの回転角センサ８が設置されている。回転角センサ８は、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータの位相変化を検出して、検出信号Ｓ６としてＥＣＵ４に送信する。
【００２８】
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、回転角センサ８からの検出信号に基づいて、ロック機構７を制御する。
【００２９】
次に、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において、上方向に向かうトルクは正トルクに対応し、下方向に向かうトルクは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（以下、単に「エンジン反力トルク」と称することもある）が、第１のモータジェネレータＭＧ１よりモータトルクＴＫ１として出力される。なお、以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１より出力されるモータトルクを「ＭＧ１トルク」と称する。また、第２のモータジェネレータＭＧ２はモータトルクＴＫｍを出力している。無段変速モードでは、ＭＧ１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、ＭＧ１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のクラッチ７ａがエンジン反力トルクを受け持つこととなる。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へは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】
無段変速モードから固定変速モードへと切り換える場合には、ＥＣＵ４は、ＭＧ１回転数が「０」またはおおよそ「０」となるように制御してから、ロック機構７を固定して（即ち、クラッチ７ａを固定して）、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定する。一方、固定変速モードから無段変速モードへと切り換える場合には、ＥＣＵ４は、ロック機構７を解放して（即ち、クラッチ７ａを解放して）、第１のモータジェネレータＭＧ１よりエンジン反力トルクを出力させる。
【００３３】
無段変速モードでは、第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン反力トルクを常に出力する必要がある。そのため、ＥＣＵ４は、無段変速モード時において、エンジン反力トルクとエンジントルクとの比を学習するトルク比学習制御を行い、ＭＧ１トルクがエンジン反力トルクとが常に等しくなるように制御する。
【００３４】
図３は、エンジン１の動作線の一例を示す図であり、縦軸がエンジントルクを示し、横軸がエンジン回転数を示している。図３において、破線で示す領域Ａｒｓは固定変速モードに設定される領域を示している。つまり、エンジントルクとエンジン回転数とで規定されるエンジン動作点が領域Ａｒｓ内にある場合には、変速モードは固定変速モードに設定され、エンジン動作点が領域Ａｒｓ外にある場合には、変速モードは無段変速モードに設定される。また、図３において、ＣＶＴ動作線は、無段変速モードの場合におけるエンジン１の動作線を示している。つまり、無段変速モードの場合には、エンジン動作点はＣＶＴ動作線上に位置するように制御される。ここで、ＣＶＴ動作線は、例えば、燃費の向上やＮＯｘの排出抑制の観点から最適となるように規定されている。そのため、無段変速モード時において、ＥＣＵ４は、ＣＶＴ動作線上にあるエンジン動作点についてのみ、トルク比学習制御を行うこととなる。
【００３５】
しかしながら、固定変速モード時では、エンジン動作点は、固定変速モード領域Ａｒｓ内の任意の場所に位置する可能性がある。即ち、エンジン動作点は、ＣＶＴ動作線上に位置するとは限らない。そのため、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられる際において、無段変速モード時のトルク比学習制御による学習値を基に算出されたＭＧ１トルクが第１のモータジェネレータＭＧ１より出力された場合には、当該ＭＧ１トルクと本来のエンジン反力トルクとの間にずれが生じ、ロック機構７の解放後にエンジン回転数がふらつく恐れがある。このことについて、図４を用いて説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、一般的な変速モード切り換え制御のタイミングチャートを示している。図４（ｂ）は、一般的な変速モード切り換え制御における共線図の変化を示している。
【００３７】
図４（ａ）において、破線で示すグラフｇｔｍ１、ｇｒｍ１はそれぞれ、本来のエンジン反力トルク、狙いのＭＧ１回転数を示し、実線で示すグラフｇｔｍ２、ｇｒｍ２はそれぞれ、一般的な変速モード切り換え制御におけるＭＧ１トルク及びＭＧ１回転数を示している。
【００３８】
なお、以下の図４〜図８において、回転数について、正の値は正回転であることを示し、負の値は負回転であることを示している。また、トルクについても、正の値は正トルクであることを示し、負の値は負トルクであることを示している。なお、以下に図４〜図８において、トルク及び回転数が上昇又は低下といった場合には、特に断りが無い限り、トルク及び回転数の大きさ、即ち、絶対値が上昇又は低下することを示すものとする。
【００３９】
もし、ロック機構７が解放される際において、グラフｇｔｍ１で示すように、本来のエンジン反力トルクと等しいＭＧ１トルクが第１のモータジェネレータＭＧ１より負トルクとして出力された場合には、グラフｇｒｍ１で示すようにＭＧ１回転数は変化する。即ち、第１のモータジェネレータＭＧ１は正回転し、ＭＧ１回転数は次第に上昇する。それに対し、一般的な変速モード切り換え制御では、ロック機構７が解放される際において、無段変速モード時の学習制御による学習値を基にしたＭＧ１トルクが第１のモータジェネレータＭＧ１より出力されるため、当該ＭＧ１トルクは本来のエンジン反力トルクと異なることがある。例えば、グラフｇｔｍ２で示すように、本来のエンジン反力トルクよりも大きなＭＧ１トルクが第１のモータジェネレータＭＧ１より負トルクとして出力された場合には、グラフｔｒｍ２に示すように第１のモータジェネレータＭＧ１は一旦負回転する。そのため、ＥＣＵ４は、狙いのＭＧ１回転数にするために、第１のモータジェネレータＭＧ１を正回転させ、ＭＧ１回転数を上昇させる必要がある。
【００４０】
図４（ｂ）において、直線ＫＡは、固定変速モード時の時刻ＴＡにおける共線図を示し、直線ＫＢは、ロック機構７が解放されてから第１のモータジェネレータＭＧ１が負回転している時の時刻ＴＢにおける共線図を示し、直線ＫＣは、狙いのＭＧ１回転数が実現された時の時刻ＴＣにおける共線図を示している。つまり、一般的な変速モード切換制御では、共線図は、ＫＡからＫＢへと変化した後、ＫＢからＫＣへと変化する。この共線図の変化から分かるように、一般的な変速モード切換制御では、破線矢印に示すように、ロック機構７の解放後にエンジン回転数が上下してしまい、ドライバーに違和感を与える恐れがある。
【００４１】
そこで、各実施形態に係る変速モード切り換え制御では、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を切り換える際において、第１のモータジェネレータＭＧ１を制御してＭＧ１トルクを調整し、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータの位相（以下、単に「ＭＧ１角度」と称する）が変化したことを確認してから、ロック機構７を解放することとする。以下、各実施形態について具体的に説明する。
【００４２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る変速モード切り換え制御では、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を切り換える際において、第１のモータジェネレータＭＧ１を制御してＭＧ１トルクを「０」から次第に増加させ、ＭＧ１角度が「０」から変化したときにロック機構７を解放することとする。以下、図５を用いて具体的に説明する。
【００４３】
図５は、第１実施形態に係る変速モード切り換え制御のタイミングチャートを示している。図５において、「ＭＧ１ロック」とは、ロック機構７が固定されている状態を示す。
【００４４】
ＥＣＵ４は、時刻Ｔ１において、エンジン動作点が固定変速モード領域から外れた等を検出すると、ロック機構７を解放する旨の解放指示を出す。例えば、ＥＣＵ４は、解放指示を示すフラグを立てる。ＥＣＵ４は、解放指示が出されていることを検出すると、第１のモータジェネレータＭＧ１を制御してＭＧ１トルクを「０」から次第に増加させる。ＥＣＵ４は、時刻Ｔ２において、回転角センサ８からの検出信号を基に、ＭＧ１角度が「０」から変化したことを検出すると、ＭＧ１トルクとエンジン反力トルクとが等しくなったとして、ロック機構７のコイル７ｂへの電流の供給を停止してロック機構７を解放する。
【００４５】
これによれば、実際のＭＧ１角度を見ながらＭＧ１トルクを制御するので、エンジン反力トルクにＭＧ１トルクを正確に合わせることができる。従って、ロック機構７が解放されたときにエンジン回転数が上下するのを防ぐことができ、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。
【００４６】
なお、ここで、回転角センサ８がＭＧ１角度の変化を検出してからＥＣＵ４が当該検出信号を受信するまでの通信遅れ時間に応じて、時間に対するＭＧ１トルクの変化の割合は設定される。例えば、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクを段階的に変化させる場合において、ＭＧ１トルクの１段階の変化にかかる時間を通信遅れ時間よりも長く設定する。このようにすることで、ＭＧ１角度が変化したときのＭＧ１トルクを精密に検出することができ、エンジン反力トルクにＭＧ１トルクをより正確に合わせることができる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。先に述べた第１実施形態に係る変速モード切り換え制御では、第１のモータジェネレータＭＧ１を制御してＭＧ１トルクを「０」から次第に増加させ、ＭＧ１角度に変化が生じたときにロック機構７を解放していた。しかしながら、第１実施形態に係る変速モード切り換え制御によれば、ＥＣＵ４が解放指示を検出してからロック機構７を解放するまでの間に時間がかかってしまう。
【００４８】
そこで、第２実施形態に係る変速モード切り換え制御では、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を切換える際において、そのときのエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルクの値（以下、単に「推定エンジントルク値」と称する）をＭＧ１トルクの初期値に設定してから、ＭＧ１トルクを当該初期値より変化させることとする。以下、図６に示すタイミングチャートを用いて具体的に説明する。
【００４９】
図６において、ＥＣＵ４は、時刻Ｔ１において、解放指示を検出すると、推定エンジントルク値を求める。推定エンジントルク値を求める方法としては、例えば、アクセル開度より求められた要求駆動力をエンジン回転数で割った値を推定エンジントルク値とすることが考えられる。なお、このとき、求められた推定エンジントルク値を吸気温や空気密度で補正しておくとしても良い。具体的には、吸気温や空気密度のそれぞれと推定エンジントルク値の変化量とのマップを予め実験などにより求めておき、当該マップを用いて、推定エンジントルク値を補正する方法が考えられる。これにより、推定エンジントルク値をより正確に求めることができる。ＥＣＵ４は、第１のモータジェネレータＭＧ１より出力されるＭＧ１トルクの初期値を推定エンジントルク値に設定する。
【００５０】
ここで、さらに、ＥＣＵ４は、推定エンジントルク値に対応するエンジン反力トルクの値に近い値となるようにＭＧ１トルクの初期値を補正する。具体的には、ＥＣＵ４は、予め、エンジン１と第１のモータジェネレータＭＧ１との個体差に基づいて、エンジントルクとエンジン反力トルクとの間の差分のばらつきの上限値を適合値として予め求めておく。そして、ＥＣＵ４は、推定エンジントルクに設定されたＭＧ１トルクの初期値を当該ばらつきの上限値で補正する。図６に示す例では、ＥＣＵ４は、推定エンジントルクに設定されたＭＧ１トルクの初期値を、ばらつきの上限値分だけ小さくしている。
【００５１】
次に、ＥＣＵ４は、第１のモータジェネレータＭＧ１を制御してＭＧ１トルクを初期値から次第に増加させる。ＥＣＵ４は、時刻Ｔ２ａにおいて、ＭＧ１角度に変化が生じたことを検出すると、ロック機構７のコイル７ｂへの電流の供給を停止してロック機構７を解放する。
【００５２】
このようにすることで、図６に示すように、ＥＣＵ４が解放指示を検出してからロック機構７を解放するまでの解放制御時間は時刻Ｔ１〜Ｔ２ａの間となり、第１実施形態における解放制御時間Ｔ１〜Ｔ２と比較して短縮することが可能となる。また、第１実施形態と比較して、第２実施形態によれば、ＭＧ１回転数が「０」の状態でＭＧ１トルクが出力される時間を短くすることができ、インバータ３１の保護を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、エンジン反力トルクの値に近づくようにＭＧ１トルクの初期値を補正する方法としては上述の方法に限られない。このようにする代わりに、ＥＣＵ４は、第１実施形態に係る方法を用いて、ＭＧ１角度に変化が生じたときのエンジントルクとＭＧ１トルクとの比（即ち、エンジントルクとエンジン反力トルクとの比、以下では、単に「トルク比」と称する）を予め学習しておくこととし、当該トルク比を用いて、エンジン反力トルクの値に近づくようにＭＧ１トルクの初期値を補正するとしても良い。この方法について、以下、図７（ａ）、（ｂ）に示すタイミングチャートを用いて具体的に説明する。
【００５４】
図７（ａ）において、ＥＣＵ４は、時刻Ｔ１において、解放指示を検出すると、推定エンジントルク値を求める。推定エンジントルク値を求める方法としては、図６で述べたのと同様に、例えば、アクセル開度より求められた要求駆動力をエンジン回転数で割った値を推定エンジントルク値とすることが考えられる。なお、このときも、求められた推定エンジントルク値を吸気温や空気密度で補正しておくこととしても良いのは言うまでもない。ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクの初期値を推定エンジントルク値に設定する。
【００５５】
さらに、ＥＣＵ４は、第１実施形態に係る方法を用いて学習されたトルク比を用いて、推定エンジントルク値に対応するエンジン反力トルクの値を求め、求められたエンジン反力トルク値と推定エンジントルク値と間の差分を学習値として、ＭＧ１トルクの初期値に上乗せする。つまり、ＥＣＵ４は、トルク比を用いて求められたエンジン反力トルクの値にＭＧ１トルクの初期値を設定する。この後、ＥＣＵ４は、ＭＧ１角度に変化が生じるまで、ＭＧ１トルクを初期値から次第に増加させる。
【００５６】
この方法では、第１実施形態に係る方法を用いて学習されたトルク比を基にして求められたエンジン反力トルクの値にＭＧ１トルクの初期値が設定されるため、ＭＧ１角度に変化が生じるまでの時間、即ち、実際のエンジン反力トルクにＭＧ１トルクを合わせる時間は非常に短いものとなる。図７（ａ）の例では、ＭＧ１トルクの初期値が設定されたのと略同時に、実際のエンジン反力トルクとＭＧ１トルクとが一致して、ＭＧ１角度に変化が生じている。このように、図７（ａ）に示す変速モード切り換え制御によれば、図６に示す変速モード切り換え制御と比較して、ＥＣＵ４が解放指示を検出してからロック機構７を解放するまでの解放制御時間をより短くすることができる。
【００５７】
なお、ＥＣＵ４は、推定エンジントルク値に学習値分上乗せした値をＭＧ１トルクの初期値に設定する代わりに、図７（ｂ）に示すように、ＭＧ１トルクの初期値として推定エンジントルク値を設定し、単位時間当たりのＭＧ１トルクの増加の割合を学習値に応じて変化させるとしても良い。
【００５８】
図７（ｂ）において、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクの初期値を推定エンジントルク値に設定した状態で、ＭＧ１トルクを初期値から次第に増加させる。このとき、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクの初期値から学習値分だけ増加させる間、時間当たりのＭＧ１トルクの増加の割合を最初は比較的大きく設定し、時間の経過に伴い、次第に小さくすることとする。
【００５９】
このようにしても、図７（ｂ）に示すように、ＥＣＵ４が解放指示を検出してからロック機構７を解放するまでの解放制御時間は時刻Ｔ１〜Ｔ２ｂの間となり、図６に示す解放制御時間Ｔ１〜Ｔ２ａと比較して短縮することが可能となる。
【００６０】
次に、上述の第２実施形態に係る変速モードの切り換え制御について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８に示すフローチャートでは、ＥＣＵ４は、トルク比の学習状態に応じてＭＧ１トルクの初期値を設定してから、ＭＧ１トルクを次第に増加させることとする。
【００６１】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ４は、エンジン動作点が固定変速モード領域から外れた等によりロック機構７を解放する旨の指示が出ているか否かについて判定する。ＥＣＵ４は、ロック機構７を解放する旨の指示が出ていないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了し、ロック機構７を解放する旨の指示が出ていると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ４は、エンジン回転数と要求駆動力とに基づいて、推定エンジントルク値を求める。この後、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０３の処理へ進む。
【００６３】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ４は、トルク比の学習状態に応じて、ＭＧ１トルクの初期値を設定する。具体的には、ＥＣＵ４は、トルク比の学習が未完了の場合には、エンジントルクとＭＧ１トルクとの差分のばらつきの上限値で推定エンジントルクを補正した値をＭＧ１トルクの初期値とする。一方、ＥＣＵ４は、トルク比の学習が完了している場合には、推定エンジントルクを学習値で補正した値をＭＧ１トルクの初期値とする。その後、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０４の処理へ進む。
【００６４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ４は、通信遅れ時間に応じて、時間に対するＭＧ１トルクの変化の割合を設定し、ＭＧ１トルクを初期値から増加させる。続くステップＳ１０５において、ＥＣＵ４は、回転角センサ８からの検出信号を基に、ＭＧ１角度に変化が生じたか否かを判定する。なお、ここで、ＥＣＵ４は、ＭＧ１角度に変化が生じたか否かを判定する代わりに、ＭＧ１回転数に変化が生じたか否かを判定するとしても良いのは言うまでもない。ＥＣＵ４は、ＭＧ１角度に変化が生じていないと判定した場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理へ戻り、ＭＧ１角度に変化が生じたと判定した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理へ進む。
【００６５】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ４は、ロック機構７のコイル７ｂへの電流の供給を停止するとともに、エンジン１及び第１のモータジェネレータＭＧ１を制御して、エンジン動作点をＣＶＴ動作線上に遷移させ、本制御処理を終了する。このようにすることで、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられる。
【００６６】
以上に述べたことから分かるように、第２実施形態に係る変速モード切り換え制御によれば、第１実施形態に係る変速モード切り換え制御と比較して、固定変速モードから無段変速モードへの変速モード切換時間をより短くすることができる。また、第１実施形態に係る変速モード切り換え制御と比較して、ＭＧ１回転数が「０」の状態でＭＧ１トルクが出力される時間がより短くなるので、インバータ３１の保護をより効果的に図ることが可能となる。
【００６７】
［変形例］
なお、本発明は上記の各形態に限定されず、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。例えば、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機構を有するものには限られない。代わりに、例えば、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される動力分配機構において、第１のモータジェネレータ及びエンジンが連結される回転要素とは異なる回転要素をブレーキによりロックすることが可能に構成されたハイブリッド車両にも本発明を適用することができる。このようなハイブリッド車両の一例では、シングルプラネタリギヤたる第１の遊星歯車機構とダブルプラネタリギヤたる第２の遊星歯車機構とを組み合わせて動力分配機構が構成されている。エンジンの出力軸は第１の遊星歯車機構のキャリアに連結され、そのキャリアは第２の遊星歯車機構のリングギヤに連結されている。第１のモータジェネレータのロータは第１の遊星歯車機構のサンギヤに連結されている。第１の遊星歯車機構のリングギヤと第２の遊星歯車機構のキャリアは相互に連結されているとともに駆動軸に連結されている。ここで、第２の遊星歯車機構のサンギヤはブレーキにより固定可能となっている。このハイブリッド車両の性質を示す共線図では、図２に示した第１のモータジェネレータ、エンジン、駆動軸の３つの点に加えて、ブレーキを示す点が新たに追加される。このようなハイブリッド車両に本発明を適用する場合には、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換える際において、ＥＣＵは、第１のモータジェネレータより出力されるモータトルクの初期値を推定エンジントルク値（又は、トルク比の学習状態に応じて、推定エンジントルク値を補正した値）に設定する。そして、ＥＣＵは、モータトルクを初期値より変化させ、ブレーキによりロックされている回転要素の位相変化を検出したときに、当該回転要素を解放する。このようにすることで、第１のモータジェネレータ及びエンジンが連結される回転要素とは異なる回転要素をブレーキによりロックすることが可能に構成されたハイブリッド車両においても本発明と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
また、上述の各機構に加えて、複数の変速段を有する固定変速装置を更に備える所謂マルチモードタイプのハイブリッド車両の機構であっても、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
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】
2011025742.tif 000009
【図８】
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