(57)【要約】【課題】リバース走行中のドライバビリティを低下させることなくハイブリッド車両のシステム効率を向上させる。【解決手段】エンジン２２と、第１モータジェネレータ５１と、遊星歯車機構３０と、第２モータジェネレータ５２と、バッテリ５０と、バッテリ５０の電圧及び残存容量を検出するバッテリ状態検出手段５５と、登り勾配を検出する勾配センサ８９と、アクセル踏込量センサ８４と、制御部７０とを備えるハイブリッド車両１００であって、リバース走行中で、且つ、バッテリ５０の電圧が第１閾値以下若しくはバッテリ５０の残存容量が第２閾値以下でバッテリ５０の充電を行っている場合、登り勾配とアクセル踏込量とに応じてエンジン２２の下限回転数を設定する。【選択図】図１
2015157518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１モータジェネレータと、
前記エンジンから出力された動力を前記第１モータジェネレータへの動力と車両駆動軸への動力とに分配する動力分配機構と、
前記車両駆動軸に動力を出力する第２モータジェネレータと、
前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータと電力の授受を行う充放電可能なバッテリと、
前記バッテリの電圧及び前記バッテリの残存容量を検出するバッテリ状態検出手段と、
走行方向の登り勾配を検出する勾配センサと、
アクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、
前記エンジンの回転数を調整する制御部と、を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御部は、
前記第２モータジェネレータで車両駆動軸を駆動してリバース走行中で、且つ、前記バッテリの電圧が第１閾値以下若しくは前記バッテリの残存容量が第２閾値以下で前記エンジンによって前記第１モータジェネレータを駆動して前記バッテリの充電を行っている場合、前記勾配センサで検出した走行方向の登り勾配と前記アクセル踏込量検出手段によって検出したアクセル踏込量とに応じて前記エンジンの下限回転数を設定する第１エンジン回転数設定手段を備えること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
前記第１エンジン回転数設定手段は、前記走行方向の登り勾配が大きく、前記アクセル踏込量が大きいほど前記エンジンの下限回転数を高く設定すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
前記制御部は、
前記バッテリ状態検出手段で検出した前記バッテリの電圧若しくは前記バッテリの残存容量に基づいて前記バッテリの出力可能電力を算出する出力可能電力計算手段と、
前記第２モータジェネレータで車両駆動軸を駆動してリバース走行中で、且つ、前記エンジンによって前記第１モータジェネレータを駆動して前記バッテリに給電を行っている場合、前記バッテリの電圧が前記第１閾値よりも大きい第３閾値を超えているか、若しくは、前記バッテリの残存容量が前記第２閾値よりも大きい第４閾値を超えている場合には、前記勾配センサで検出した走行方向の登り勾配と前記アクセル踏込量検出手段によって検出したアクセル踏込量と前記バッテリの出力可能電力計算手段で計算した出力可能電力とに応じて前記エンジンの下限回転数を設定する第２エンジン回転数設定手段とを備えること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両であって、
前記第２エンジン回転数設定手段は、前記走行方向の登り勾配が大きく、前記アクセル踏込量が大きいほど前記エンジンの下限回転数を高く設定し、
前記バッテリの前記出力可能電力が大きいほど、前記エンジンの回転数を低く設定すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンとモータジェネレータとを組み合わせたハイブリッド車両が多く用いられるようになってきている。このようなハイブリッド車両では、エンジンから出力された動力を第１モータジェネレータへの動力と車両駆動軸への動力とに分配する遊星歯車機構と車両駆動軸に動力を出力する第２モータジェネレータとで構成される車両駆動装置が用いられることが多い。遊星歯車機構はエンジンの回転方向と逆方向に車両駆動軸を回転させることができないので、上記のような車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両では車両駆動軸に接続されている第２モータジェネレータを逆方向に回転させてリバース走行を行う。
【０００３】
第２モータジェネレータはバッテリの電力によって駆動されるので、バッテリの残存容量が十分でない場合にはエンジンで第１モータジェネレータを駆動して発電することによってバッテリの充電を行いながら第２モータジェネレータを逆回転させてリバース走行を行う。この場合、バッテリの残存容量が小さいほどエンジンの回転数を高くしてリバース走行の際でもバッテリを充電するのに十分な発電電力を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、エンジンからの動力を用いてバッテリを充電しながらリバース走行する際に、登り勾配が小さいときには大きな電力を充電電力に設定し、登り勾配が大きいときには小さな電力を充電電力に設定し、この充電電力に基づいて設定される要求パワーがエンジンから出力されると共に要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンやモータジェネレータを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、リバース走行時に、第１モータジェネレータでエンジンをモータリングすることにより、第２モータジェネレータの逆回転方向の駆動トルクを増加させる方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５６９２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９５２５５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１８８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された従来技術の制御方法では、例えば、低温環境下のようにバッテリの電圧或いはバッテリの残存容量が低下した場合、運転者の意図と関係なくエンジン回転数が高くなってしまいドライバビリティが低下してしまうという問題がある。また、バッテリの電圧或いはバッテリの残存容量が低下するとエンジンの回転数が高い状態が維持されてしまうのでハイブリッド車両のシステム効率が低下し、航続距離が短くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された従来技術の制御方法では、登り勾配が大きく、大きな出力が必要な場合に充電電力が小さくなるので、勾配の大きな登り坂をリバース走行する際にバッテリの残存容量の低下により第２モータジェネレータの駆動力が低下し、十分な加速ができずドライバビリティが低下してしまうという問題があった。また、特許文献３に記載された従来技術の制御方法は、第１モータジェネレータでエンジンをモータリングすることにより、第２モータジェネレータの駆動トルクを増加させるので、エネルギのロスが大きく、ハイブリッド車両のシステム効率が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、リバース走行中のドライバビリティを低下させることなくハイブリッド車両のシステム効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、第１モータジェネレータと、前記エンジンから出力された動力を前記第１モータジェネレータへの動力と車両駆動軸への動力とに分配する動力分配機構と、前記車両駆動軸に動力を出力する第２モータジェネレータと、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータと電力の授受を行う充放電可能なバッテリと、前記バッテリの電圧及び前記バッテリの残存容量を検出するバッテリ状態検出手段と、走行方向の登り勾配を検出する勾配センサと、アクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、前記エンジンの回転数を調整する制御部と、を備えるハイブリッド車両であって、前記制御部は、前記第２モータジェネレータで車両駆動軸を駆動してリバース走行中で、且つ、前記バッテリの電圧が第１閾値以下若しくは前記バッテリの残存容量が第２閾値以下で前記エンジンによって前記第１モータジェネレータを駆動して前記バッテリの充電を行っている場合、前記勾配センサで検出した走行方向の登り勾配と前記アクセル踏込量検出手段によって検出したアクセル踏込量とに応じて前記エンジンの下限回転数を設定する第１エンジン回転数設定手段を備えること、を特徴とする。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両において、前記第１エンジン回転数設定手段は、前記走行方向の登り勾配が大きく、前記アクセル踏込量が大きいほど前記エンジンの下限回転数を高く設定すること、としても好適である。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両において、前記制御部は、前記バッテリ状態検出手段で検出した前記バッテリの電圧若しくは前記バッテリの残存容量に基づいて前記バッテリの出力可能電力を算出する出力可能電力計算手段と、前記第２モータジェネレータで車両駆動軸を駆動してリバース走行中で、且つ、前記エンジンによって前記第１モータジェネレータを駆動して前記バッテリに給電を行っている場合、前記バッテリの電圧が前記第１閾値よりも大きい第３閾値を超えているか、若しくは、前記バッテリの残存容量が前記第２閾値よりも大きい第４閾値を超えている場合には、前記勾配センサで検出した走行方向の登り勾配と前記アクセル踏込量検出手段によって検出したアクセル踏込量と前記バッテリの出力可能電力計算手段で計算した出力可能電力とに応じて前記エンジンの下限回転数を設定する第２エンジン回転数設定手段とを備えること、としても好適である。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両において、前記第２エンジン回転数設定手段は、前記走行方向の登り勾配が大きく、前記アクセル踏込量が大きいほど前記エンジンの下限回転数を高く設定し、前記バッテリの前記出力可能電力が大きいほど、前記エンジンの回転数を低く設定すること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、リバース走行中のドライバビリティを低下させることなくハイブリッド車両のシステム効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のシステムの構成を示す系統図である。
【図２】本発明のハイブリッド車両のリバース走行中の共線図である。
【図３】本発明のハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明のハイブリッド車両における登り勾配、アクセル踏込量、バッテリからの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）に応じたエンジン下限回転数を示すマップである。
【図５】エンジン回転数に対するエンジン直行トルクＴｒ、第２モータジェネレータ出力トルクＴｍ、車両駆動トルクＴｔを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された動力分配機構である３軸式の遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０に接続された第１モータジェネレータ（ＭＧ１）５１と、遊星歯車機構３０に接続された車両駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続された第２モータジェネレータ（ＭＧ２）５２と、充放電可能な二次電池であるバッテリ５０と、制御部７０とを備えている。
【００１７】
遊星歯車機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なうよう構成されている。遊星歯車機構３０のキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１には第１モータジェネレータ５１が、リングギヤ３２には車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａがそれぞれ連結されている。遊星歯車機構３０は、第１モータジェネレータ５１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、第１モータジェネレータ５１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力される第１モータジェネレータ５１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１８】
また、第２モータジェネレータ５２の回転軸４８は減速ギヤ３５を介して車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに接続されており、第２モータジェネレータ５２の動力は減速ギヤ３５、リングギヤ軸３２ａ、ギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介してエンジン２２からの動力、第１モータジェネレータからの動力と共に車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１９】
減速ギヤ３５は、外歯歯車のサンギヤ３６と、サンギヤ３６と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３７と、サンギヤ３６に噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のピニオンギヤ３８と、複数のピニオンギヤ３８を自転かつ公転自在に保持するキャリア３９とを備える歯車機構として構成されている。減速ギヤ３５のサンギヤ３６には第２モータジェネレータ５２の回転軸４８が、リングギヤ３７には車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａが接続されている。減速ギヤ３５のキャリア３９はケースに固定されて回転が禁止されているので、減速ギヤ３５は、サンギヤ３６の歯数とリングギヤ３７の歯数との比だけ第２モータジェネレータ５２の回転軸４８の回転数を減速するものである。
【００２０】
第１、第２モータジェネレータ５１，５２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、第１、第２インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力の授受を行なう。また、バッテリ５０と第１、第２インバータ４１，４２との間にはバッテリ５０の電圧を昇圧して各インバータ４１，４２に供給する昇圧コンバータ５３が接続されている。バッテリ５０には、バッテリ５０の電圧、出力電流、温度、残存容量を検出するバッテリ状態検出手段５５が接続されている。バッテリ状態検出手段５５は、バッテリ５０の電圧、電流、温度を検出するセンサを含み、バッテリ５０の電圧、出力電流、温度を制御部７０に出力すると共に、電圧、出力電流、温度からバッテリ５０の残存容量を算出してそのデータを出力するよう構成されている。なお、バッテリ状態検出手段５５は、バッテリ５０の電圧、出力電流、温度センサからの各信号に基づいて制御部７０の内部で演算処理してバッテリ５０の残存容量を計算するように構成してもよい。
【００２１】
制御部７０は、信号の処理を行うＣＰＵ７１と、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、エンジンの下限回転数の設定を行う第１、第２エンジン回転数設定プログラム７４，７５とバッテリ５０の電圧若しくは残存容量に基づいてバッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を計算する出力可能電力計算プログラム７６とを備えている。制御部７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジション信号，アクセルペダル８３の踏込量を検出するアクセル踏込量センサ８４（アクセル踏込量検出手段）からの信号、ブレーキペダル８５の踏込量を検出するブレーキ踏込量センサ８６からの信号、車速センサ８８からの車速信号、勾配センサ８９からの車両走行方向の登り勾配信号が入力ポートを介してそれぞれ入力されている。また、エンジン２２、各インバータ４１，４２、昇圧コンバータ５３はそれぞれ制御部７０に接続され、制御部７０の指令で駆動するよう構成されている。エンジン２２に取り付けられているレゾルバ２４、各モータジェネレータ５１，５２に取り付けられているレゾルバ４３，４４は制御部７０に接続され、エンジン２２の回転数、各モータジェネレータ５１，５２の回転子の位置の各信号はそれぞれ制御部７０に入力されるよう構成されている。
【００２２】
次に図２を参照しながら以上のように構成されたハイブリッド車両１００がリバース走行する際の基本動作について説明する。図２の線ａに示すように、制御部７０は、エンジン２２を停止させ（エンジン２２の回転数Ｎｅをゼロとし）、バッテリ５０から供給される電力によって第２モータジェネレータ５２の回転数ＮｍをＮｍ0とし、出力トルクＴｍ0で逆方向に回転させる。この出力トルクＴｍ0は、車両駆動トルクＴｔとして車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに伝達されて駆動輪６３ａ，６３ｂを逆方向に回転させる。したがって、この場合、リバース方向の車両駆動トルクＴｔは、Ｔｔ＝Ｔｍ0である。この際、図２の線ａに示すように、第１モータジェネレータ５１は回転数Ｎｓ0で空転している。
【００２３】
次に、リバース走行中にエンジン２２を回転させて第１モータジェネレータ５１で発電し、その発電電力でバッテリ５０を充電しながらリバース走行を行う際の基本動作について説明する。制御部７０は、図２の線ｂに示すように第２モータジェネレータ５２の回転数ＮｍをＮｍ0とし、出力トルクＴｍ0で逆方向に回転させる。一方、制御部７０は、エンジン２２を起動し、エンジン２２の回転数Ｎｅ、出力トルクＴｅをそれぞれ図２の線ｂに示すＮｅ1，Ｔｅ1とする。第２モータジェネレータ５２の回転数ＮｍはＮｍ0（逆方向）、エンジン回転数ＮｅはＮｅ1（正方向）であるから第１モータジェネレータ５１の回転数Ｎｓは図２の線ｂのようにＮｓ1（正方向）となる。エンジン２２の出力トルクＴｅ1は、動力分配機構である遊星歯車機構３０によって第１モータジェネレータ５１の回転軸４９を正方向に回転するトルクＴｓ1とリングギヤ３７を介して第２モータジェネレータ５２の回転軸４８を正方向に回転するエンジン直行トルクＴｒ1とに分配される。
【００２４】
トルクＴｓ1とエンジン直行トルクＴｒ1のエンジンの出力トルクＴｅ1に対する分配比率は、遊星歯車機構３０におけるサンギヤ３１の歯数のリングギヤ３２の歯数に対する比率ρで決定され、サンギヤ３１の歯数のリングギヤ３２の歯数に対する比率をρとすると以下の式で表される。
ρ    ＝（サンギヤ３１の歯数）／（リングギヤ３２の歯数）    −−    （式１）
Ｔｓ1＝ρ／（１＋ρ)×Ｔｅ1            −−−−−−−−−−−−    （式２）
Ｔｒ1＝１／（１＋ρ)×Ｔｅ1            −−−−−−−−−−−−    （式３）
【００２５】
トルクＴｓ1は、第１モータジェネレータ５１の回転軸４９を正方向に回転させて、第１モータジェネレータ５１を発電機として駆動するトルクである。一方、第２モータジェネレータ５２の回転軸４８には正方向にエンジン直行トルクＴｒ1が加わる。したがって、第２モータジェネレータ５２から車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに伝達されるリバース方向（逆回転方向）の車両駆動トルクＴｔは、Ｔｔ＝（Ｔｍ0−Ｔｒ1）となる。つまり、リバース走行中にエンジン２２を回転させて第１モータジェネレータ５１によって発電を行う場合には、第２モータジェネレータ５２から車両駆動軸に伝達されるトルクは第２モータジェネレータ５２の出力トルクＴｍ0よりもエンジン直行トルクＴｒ1だけ小さくなる。
【００２６】
一方、第１モータジェネレータ５１を発電機として駆動して発電する際の発電電力（ｋＷ）は、回転数とトルクを掛け合わせたもの（Ｎ・ｍ／ｓ）に比例するから、同一の発電電力、あるいはバッテリ５０の充電電力を得ようとする場合、第１モータジェネレータ５１の回転数Ｎｓを高くすればトルクＴｓが小さくて済む。上記の（式２）、（式３）に示すように、第１モータジェネレータ５１に分配されるトルクＴｓ1を小さくすることはすなわちエンジンの出力トルクＴｅ1を小さくすることとなり、この結果、第２モータジェネレータ５２に分配される正方向のエンジン直行トルクＴｒを小さくできる。つまり、図２の線ｃに示すように、第１モータジェネレータ５１の回転数Ｎｓを線ｂのＮｓ1よりも高いＮｓ2とし、トルクＴｓを線ｂのＴｓ1より小さい線ｃのＴｓ2とすると、図２に白抜き矢印で示すエンジン直行トルクＴｒをＴｒ1より小さいＴｒ2とすることができる。先に述べたように、リバース走行中にエンジン２２で第１モータジェネレータ５１を駆動すると、車両駆動トルクＴｔは（Ｔｍ−Ｔｒ）となるから、エンジン２２の回転数Ｎｅを高くしてエンジン直行トルクＴｒを小さくすると、エンジン直行トルクＴｒが減少した分だけ車両駆動トルクＴｔ（Ｔｍ−Ｔｒ）が大きくなる。このため、発電しながらリバース走行を行う場合には、エンジン２２の回転数Ｎｅを高くした方が少ない第２モータジェネレータ５２の出力トルクＴｍで同様のリバース走行することができることになる。
【００２７】
しかし、エンジン２２は回転数を上昇させると損失が増加するので、エンジン２２の回転数を高くしすぎるとハイブリッド車両１００全体としてのシステム効率が低下してしまう。そこで、本実施形態では、ハイブリッド車両１００のエンジン２２で第１モータジェネレータ５１を駆動して発電しながらリバース走行する際のエンジン２２の回転数の下限値を走行状況、バッテリの残存容量等によって変化させ、ハイブリッド車両１００全体としてのシステム効率を向上させることを目的としている。
【００２８】
以下、図２から図５を参照しながら本実施形態のハイブリッド車両１００がエンジン２２によって第１モータジェネレータ５１を駆動して発電しながらリバース走行を行う際の動作について説明する。
【００２９】
図３のステップＳ１０１に示すように、制御部７０には、図１に示すシフトポジションセンサ８２からのシフトポジション信号、アクセル踏込量センサ８４からのアクセル踏込量の信号、勾配センサからの走行方向の登り勾配信号が入力される。また制御部７０には、バッテリ状態検出手段５５からバッテリ５０の電圧、出力電流、温度、残存容量の信号が入力される。制御部７０は、図３のステップＳ１０２に示すように、例えば、シフトポジションがリバース位置でアクセル踏込量が所定以上であるかどうかによってリバース走行中（リバース方向に負荷運転中）かどうかを判断し、リバース走行中であると判断した際には、図３のステップＳ１０３に進む。そうでない場合、制御部７０は図３のステップＳ１０１に戻り、シフトポジション、アクセル踏込量、走行方向の登り勾配、バッテリの電圧、残存容量の監視を継続する。
【００３０】
制御部７０は、図３のステップＳ１０３に示すように、バッテリ状態検出手段５５で検出したバッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値以下かどうかを判断する。そして、制御部７０は、バッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値（例えば、３０％あるいは４０％）以下の場合、バッテリ５０からの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）はゼロであると判断し、図３のステップＳ１０４に進み、図１に示す第１エンジン回転数設定プログラム７４を実行してエンジン２２の下限回転数を設定する。そして、制御部７０は、図３のステップＳ１０５に示すように、エンジン２２を始動して第１モータジェネレータ５１を発電機として駆動し、その発電電力で第２モータジェネレータ５２を駆動してリバース走行を行い、残余の電力でバッテリ５０の充電を行う。この際、第１モータジェネレータ５１からバッテリ５０に入力される充電電力はバッテリ５０から第２モータジェネレータ５２に供給される電力よりも大きく、バッテリ５０は充電される。
【００３１】
制御部７０は、ＲＯＭ７２の中に格納した図４に示すマップを参照しながら次のように図１に示す第１エンジン回転数設定プログラム７４を実行する。図４に示すマップは、走行中の登り勾配の角度θ、アクセル踏込量、バッテリからの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）に応じたエンジン下限回転数ＮＬを規定したもので、図４において、ＮＬ0は、例えば、アイドリング回転数のようなエンジン２２の最低回転数である。図４に示すように、リバース方向の登り勾配の角度θが大きくなるほど、エンジン２２の下限回転数ＮＬは高く設定される。また、運転者のアクセル踏込量が大きいほど、換言すれば、運転者の要求トルクが大きくなるほどエンジン２２の下限回転数ＮＬは高く設定される。また、同じアクセル踏込量であっても、バッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）が大きい場合にはエンジン２２の下限回転数ＮＬは図４に示すハッチングの範囲内で低めに設定され、バッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）が小さい場合にはエンジン２２の下限回転数は図４に示すハッチングの範囲内で高めに設定される。バッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値以下の場合には、バッテリ５０からの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）はゼロとなるので、エンジン２２の下限回転数ＮＬは、図４に示すハッチング範囲の一番上の実線ｄからｆで規定される値に設定される。
【００３２】
例えば、制御部７０は、図３のステップＳ１０３でバッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値以下あると判断した場合であって、リバース走行中の登り勾配の角度θが図４に示すθ1で、運転者のアクセル踏込量が少ない場合には、図４のマップ中の線ｄに基づいてエンジン下限回転数ＮＬをＮＬ1に設定する。また、リバース走行中の登り勾配の角度θが図４に示すθ1であって、運転者のアクセル踏込量が中程度の場合には、図４のマップ中の線ｅからエンジン下限回転数ＮＬをＮＬ2に設定する。また、リバース走行中の登り勾配の角度θが先に説明したθ1よりも急なθ2であって、運転者のアクセル踏込量が少ない場合にも、図４のマップ中の線ｅからエンジン下限回転数ＮＬをＮＬ2に設定する。
【００３３】
リバース走行中の登り勾配の角度θが図４に示すθ1であって、運転者のアクセル踏込量が少ない場合に、図４のマップ中の線ｄからエンジン下限回転数ＮＬがＮＬ1に設定されると、図５に示すように、エンジン直行トルクＴｒは、エンジン下限回転数ＮＬを設定しない場合のＴｒ1からＴｒ3に小さくなる。第２モータジェネレータ５２の出力トルクＴｍ0が一定の場合、リングギヤ軸３２ａ（車両駆動軸）に出力される車両駆動トルクＴｔ（Ｔｍ−Ｔｒ）は、エンジン下限回転数ＮＬを設定しない場合の（Ｔｍ0−Ｔｒ1）よりも絶対値が大きい（Ｔｍ0−Ｔｒ3）となり、より大きなリバース方向の駆動力をリングギヤ軸３２ａ（車両駆動軸）に伝達することができる。
【００３４】
リバース走行中の登り勾配の角度θが先の例と同様の図４に示すθ1であって、運転者のアクセル踏込量が中程度の場合、エンジン下限回転数ＮＬは図４のマップ中の線ｅに基づいてＮＬ2に設定される。つまり、同一の上り勾配でも運転者がアクセルをより大きく踏込んで駆動力を要求している場合（ハイブリッド車両１００を加速しようとしているような場合）には、アクセルの踏込量が少ない場合よりもエンジン２２の下限回転数ＮＬが高く設定され、エンジン２２はＮＬ2以上の高い回転数で運転される。この場合、図５に示すように、エンジン直行トルクＴｒは、エンジン下限回転数ＮＬをＮＬ1に設定した場合のＴｒ3よりも小さいＴｒ4となり、リングギヤ軸３２ａ（車両駆動軸）に出力される車両駆動トルクＴｔ（Ｔｍ−Ｔｒ）は、（Ｔｍ0−Ｔｒ3）よりも絶対値が大きい（Ｔｍ0−Ｔｒ4）となり、より大きなリバース方向の駆動力をリングギヤ軸３２ａ（車両駆動軸）に伝達することができる。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、運転者がアクセルを踏込んで大きな駆動トルクを要求した場合ほど、エンジン２２の下限回転数ＮＬが高く設定され、車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに出力される車両駆動トルクＴｔも大きくなるので、運転者の運転感覚とエンジン２２の回転数、駆動力の大きさとのバランスがとれ、リバース登坂走行時のドライバビリティを向上させることができる。また、本実施形態では、図４に示すマップに基づいて必要に応じてエンジン２２の下限回転数ＮＬを高く設定するようにしているので、常時エンジン２２が高い回転数で運転されることが無く、ハイブリッド車両１００のシステム効率を向上させ、航続距離を長くすることができる。
【００３６】
上記のように、エンジン２２により第１モータジェネレータ５１を発電機として駆動してその発電電力でバッテリ５０を充電していくと、バッテリ５０の電圧、或いは残存容量が上昇してくる。制御部７０は、図３のステップＳ１０６に示すように、バッテリ状態検出手段５５で検出したバッテリ５０の電圧が第１閾値よりも大きい第３閾値を超えていないか、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値よりも大きい第４閾値（例えば、５０％あるいは６０％）を超えていない場合には、図３のステップＳ１０４に戻って、図４のマップを参照しながら第１エンジン回転数設定プログラム７４によってエンジン２２の下限回転数の設定を行い、バッテリ５０の充電を継続する。
【００３７】
一方、制御部７０は、図３のステップＳ１０６に示すように、バッテリ状態検出手段５５で検出したバッテリ５０の電圧が第３閾値を超えたか、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第４閾値を超えたと判断した場合には、バッテリ５０は電力を出力することができる状態まで充電されたと判断し、図３のステップＳ１０７に進み、図１に示す出力可能電力計算プログラム７６を実行してバッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を計算する。
【００３８】
制御部７０は、例えば、バッテリ５０の残存容量、温度に基づいてバッテリ５０からの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を規定しているマップ、若しくは、バッテリ５０の電圧、出力電流、温度に基づいてバッテリ５０からの出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を規定しているマップをＲＯＭに格納しておき、バッテリ状態検出手段５５から入力されたバッテリ５０の残存容量、温度若しくはバッテリ５０の電圧、出力電流、温度とこれらのマップからバッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を計算する。
【００３９】
次に、制御部７０は、図３のステップＳ１０８に示すように、図１に示す第２エンジン回転数設定プログラム７５を実行し、図３のステップＳ１０９に示すように、バッテリ５０からの出力を開始する。制御部７０は、エンジン２２によって第１モータジェネレータ５１を発電機として駆動してその発電電力とバッテリ５０からの出力電力（Ｗｏｕｔ）とによって第２モータジェネレータ５２を駆動してリバース走行を行う。この際、第１モータジェネレータ５１からバッテリ５０に供給される電力は、バッテリ５０から第２モータジェネレータ５２に供給される電力よりもバッテリ５０の出力電力（Ｗｏｕｔ）だけ小さい。このため、バッテリ５０は給電されるが充電はされず、電力を出力した分だけ残存容量が低下してくる。また、エンジン２２の出力は第１エンジン回転数設定プログラム７４を実行している際よりも小さくなる。
【００４０】
制御部７０は、先に図３のステップＳ１０７で計算した出力可能電力（Ｗｏｕｔ）に応じて、図４のハッチングの範囲内のラインを選択し、そのラインに基づいてエンジン２２の下限回転数ＮＬを設定する（図４のハッチング範囲内には、出力可能電力（Ｗｏｕｔ）の大きさに応じて複数のラインが存在するが、図４中では、破線で１本のラインを例示し、他のラインの図示は省略する）。例えば、Ｗｏｕｔが比較的大きい場合には、図４に示す線ｄ´或いは、線ｅ´、線ｆ´のようにエンジン２２の下限回転数をより低く設定し、Ｗｏｕｔが小さい場合には、線ｄ或いは線ｅ、線ｆのようにエンジン２２の下限回転数ＮＬを少し高めに設定する。また、制御部７０は、第１エンジン回転数設定プログラム７４を実行している際よりバッテリ５０の出力電力（Ｗｏｕｔ）だけ第１モータジェネレータ５１の発電電力を小さく設定し、その発電電力に応じてエンジン２２の出力を低減する。このように、バッテリ５０からの電力を第２モータジェネレータ５２の駆動電力として使用可能な場合には、エンジン２２の下限回転数を低めに設定して発電電力を小さくし、エンジン２２をなるべく効率の高い運転点で運転するようにすることによって、ハイブリッド車両１００全体のシステム効率をより効果的に向上させることができる。
【００４１】
制御部７０は、図３のステップＳ１１０に示すように、バッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値以下に達しない場合には、バッテリ５０は電力を出力できる状態であると判断して図３のステップＳ１０７に戻って出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を計算し、第２エンジン回転数設定プログラム７５を実行してリバース走行を継続する。
【００４２】
先に述べたように、第２エンジン回転数設定プログラム７５を実行している際には、バッテリ５０の残存容量は低下していくので、制御部７０は、バッテリ５０の残存容量の低下に応じて出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を再計算し、残存容量が低下するにつれて、バッテリ５０の残存容量の低下に伴うバッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）の低下を補うように図４に示すハッチング範囲の線ｄ或いは線ｅ、線ｆのようにエンジン２２の下限回転数ＮＬを高めに設定すると共に、エンジン２２の出力を高めに設定する。
【００４３】
制御部７０は、図３のステップＳ１１０に示すように、バッテリ５０の電圧が第１閾値以下、若しくは、バッテリ５０の残存容量が第２閾値以下になった場合には、バッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）がゼロとなったと判断し、図３のステップＳ１１１に進み、リバース走行継続中かどうか判断する。そして、リバース走行継続中の場合には、図３に示すステップＳ１０４に戻って図１に示す第１エンジン回転数設定プログラム７４を実行し、エンジン２２の下限回転数を再度設定してバッテリ５０を再度充電していく。一方、図３のステップＳ１１１で、例えば、シフトポジションがリバース位置ではなく、前進位置あるいは中立位置等の場合には、ハイブリッド車両１００はリバース走行を終了したと判断してリバース走行制御を終了する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両１００によれば、運転者がアクセルを踏込んで大きな駆動トルクを要求した場合ほど、エンジン２２の下限回転数ＮＬが高く設定され、車両駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに出力される車両駆動トルクＴｔも大きくなるので、運転者の運転感覚とエンジン２２の回転数、駆動力の大きさとのバランスがとれ、リバース登坂走行時のドライバビリティを向上させることができる。また、図４に示すマップに基づいて必要に応じてエンジン２２の下限回転数ＮＬを高く設定するようにしているので、常時エンジン２２が高い回転数で運転されることがないことに加えて、バッテリ５０の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）に応じてエンジン２２の下限回転数を低減しているのでリバース登坂走行時のハイブリッド車両１００のシステム効率を効果的に向上させて航続距離を長くすることができる。
【００４５】
本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。
【符号の説明】
【００４６】
２２  エンジン、２４，４３，４４  レゾルバ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  遊星歯車機構、３１，３６  サンギヤ、３２，３７  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３，３８  ピニオンギヤ、３４，３９  キャリア、３５  減速ギヤ、３７  リングギヤ、４１，４２  インバータ、４８，４９  回転軸、５０  バッテリ、５１  第１モータジェネレータ、５２  第２モータジェネレータ、５３  昇圧コンバータ、５５  バッテリ状態検出手段、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、７０  制御部、７１  ＣＰＵ、７２  ＲＯＭ、７３  ＲＡＭ、７４  第１エンジン回転数設定プログラム、７５  第２エンジン回転数設定プログラム、７６  出力可能電力計算プログラム、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセル踏込量センサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキ踏込量センサ、８８  車速センサ、８９  勾配センサ、１００  ハイブリッド車両。
【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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