(57)【要約】【課題】駆動力応答性低下要求時にアクセル操作に対する駆動力応答性を低下させる。【解決手段】内燃機関と、第１回転電機と、駆動輪に繋がる駆動軸と、前記内燃機関と前記第１回転電機と前記駆動軸とが連結される差動機構と、前記駆動軸との間でトルクを入出力可能な第２回転電機と、前記第１回転電機を回転が制限されたロック状態に維持するロック手段とを備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置（１００）は、駆動力の抑制を促す所定操作が検出された場合に、前記第２回転電機から前記駆動軸に供給されるアシストトルクを低減させる第１制御手段と、車速と要求出力とに応じて定まるロック領域において前記第１回転電機が前記ロック状態となるように前記ロック手段を制御すると共に、前記所定操作が検出された場合において前記ロック領域を高出力側に拡大する第２制御手段とを具備する。【選択図】図４
2015150973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
第１回転電機と、
駆動輪に繋がる駆動軸と、
前記内燃機関と前記第１回転電機と前記駆動軸とが連結される差動機構と、
前記駆動軸との間でトルクを入出力可能な第２回転電機と、
複数の係合要素を備え、該複数の係合要素が相互に係合した状態において、前記第１回転電機を、回転が制限されたロック状態に維持するロック手段と
を備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
駆動力の抑制を促す所定操作が検出された場合において、前記第２回転電機から前記駆動軸に供給されるアシストトルクを低減させる第１制御手段と、
車速と要求出力とに応じて定まる前記第１回転電機を前記ロック状態に維持すべきロック領域において前記第１回転電機が前記ロック状態となるように前記ロック手段を制御すると共に、前記所定操作が検出された場合において前記ロック領域を高出力側に拡大する第２制御手段と
を具備することを特徴とする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、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギ効率を優先する効率優先モードを備えたハイブリッド車両がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド自動車によれば、内燃機関と電動機との双方の動力を用いる走行時に効率優先モードが選択された場合には、電動機からの動力が非選択時と比べて低減される。このため、エネルギ効率を向上させることができるとされている。
【０００３】
また、無段変速モードと固定変速モードとを備えたハイブリッド車両において、燃費を重視する場合には、固定変速モード領域と無段変速モードとの間のオーバーラップ領域（変速モードの切り替えが禁止される領域）を小さくするものがある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６２４９０号公報
【特許文献２】特開２００８−１７９３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、高速定常走行時等において、アクセル操作に対する駆動力の応答性の低下要求が生じる場合がある。以下、この要求を適宜「駆動力応答性低下要求」と表現する。
【０００６】
ここで、特許文献１に開示される効率優先モードでは、電動機のアシストトルクは減少するものの、アクセル操作に対する車両の駆動力の応答特性は変化しない。従って、アクセル操作に伴う要求駆動力の変化に応じて、内燃機関の動作点が変化する。その結果、内燃機関の燃料消費率が悪化して車両のエネルギ効率が低下すると共に、車両の前後挙動がドライバビリティを悪化させる可能性がある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示される固定変速モードでは、変速比が固定されるため、要求駆動力の変化に対する内燃機関の動作点変化は緩慢となる。必然的に、要求駆動力に対する内燃機関由来の駆動力の応答は緩慢となり、一面的には駆動力応答性は低下する。
【０００８】
しかしながら、固定変速モードはハイブリッド車両のエネルギ効率に基づいて選択される走行モードであるから、アクセル操作によっては、駆動力応答性低下要求とは無関係に、変速モードが無段変速モードへ切り替わる可能性がある。このため、駆動力応答性が低下した状態を維持することが難しい。
【０００９】
また、固定変速モードでは電動機からのトルクアシストが可能であり、要求駆動力の変化に対する内燃機関由来の駆動力応答性が低下すると、車両の駆動力応答性を確保するために、通常、電動機によるトルクアシストが行われる。このような電動機のトルクアシストは、駆動力応答性低下要求に反して駆動力応答性を上昇させてしまう。また、この際、電動機における電力の入出力が頻繁に生じることから、車両のエネルギ効率も低下してしまう。
【００１０】
即ち、特許文献１及び２に開示されるものを含む従来の技術には、駆動力応答性低下要求に対して、十分に駆動力応答性を低下させることが困難であるという技術的問題点がある。
【００１１】
本発明は係る技術的問題点に鑑みてなされたものであって、アクセル操作に対する駆動力応答性を低下させ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】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、第１回転電機と、駆動輪に繋がる駆動軸と、前記内燃機関と前記第１回転電機と前記駆動軸とが連結される差動機構と、前記駆動軸との間でトルクを入出力可能な第２回転電機と、複数の係合要素を備え、該複数の係合要素が相互に係合した状態において、前記第１回転電機を、回転が制限されたロック状態に維持するロック手段とを備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、駆動力の抑制を促す所定操作が検出された場合において、前記第２回転電機から前記駆動軸に供給されるアシストトルクを低減させる第１制御手段と、車速と要求出力とに応じて定まる前記第１回転電機を前記ロック状態に維持すべきロック領域において前記第１回転電機が前記ロック状態となるように前記ロック手段を制御すると共に、前記所定操作が検出された場合において前記ロック領域を高出力側に拡大する第２制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、駆動力の抑制を促す所定操作がなされた場合において、第１制御手段により、第２回転電機から駆動軸へのトルクアシストに係るアシストトルクが低減される。従って、要求駆動力の変化に対する第２回転電機由来の駆動力応答性は、アシストトルクの低減措置が講じられない場合と比較して低下する。即ち、駆動力応答性低下要求に対して、第１制御手段に係るアシストトルクの低減措置は有効である。
【００１４】
尚、駆動力の抑制を促す所定操作とは、例えば、車両内に設置された、ＥＣＯスイッチ等の各種操作手段の操作や、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）において最高シフト段が選択された場合等を含み得る。この所定操作は、上述した、駆動力応答性低下要求を意味する。
【００１５】
一方、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の運転条件が、車速と要求出力とに応じて定まるロック領域に該当する場合に、第２制御手段によるロック手段の制御により、第１回転電機がロック状態とされる。
【００１６】
ロック状態とは、第１回転電機の回転が制限された状態を意味する。ロック状態には、第１回転電機がロックされることによって第１回転電機がゼロ回転に維持された状態と、差動機構が有する複数の差動要素のうち、内燃機関、第１回転電機及び駆動軸に夫々連結された差動要素を除く他の差動要素がロックされることによって第１回転電機がゼロでない回転速度に維持された状態とが含まれる。
【００１７】
第１回転電機がロック状態になると、差動機構に備わる差動要素相互間の差動作用により、内燃機関の機関回転速度は駆動軸の回転速度（即ち、一義的に車速）に対して一義的となる。即ち、内燃機関の機関回転速度と駆動軸の回転速度との比率である変速比は固定され、ハイブリッド車両の変速モードが固定変速モードとなる。固定変速モードでは、内燃機関の機関回転速度は車速に応じて決まるため、要求駆動力の変化に対する内燃機関由来の駆動力応答性は、無段変速モードが選択されている場合に対して低下する。即ち、駆動力応答性低下要求に対して、第２制御手段に係る固定変速モードの選択は効果的である。
【００１８】
ここで、本発明によれば、上述した駆動力の抑制を促す所定操作がなされた場合において、即ち、駆動力応答性低下要求に対して、第２制御手段により、上述したロック領域が拡大される。
【００１９】
ロック領域が拡大されると、ロック領域の拡大前と較べ、変速モードは固定変速モードに移行し易くなり、また固定変速モードから無段変速モードへの切り替えは生じ難くなる。即ち、第１回転電機をロック状態とすることにより実現される、比較的な緩慢な駆動力応答を、より広範な運転条件に対して得ることができる。
【００２０】
このように、本発明によれば、駆動力応答性低下要求に対し、変速モードが固定変速モードに制御される期間が長くなる。また、第１回転電機をロック状態とすることにより実現される固定変速モードにおいて、内燃機関に由来する車両の駆動力応答性と第２回転電機に由来する車両の駆動力応答性との双方が低下する。従って、アクセル操作に対し、ドライバの意思に反した俊敏な駆動力応答は抑制され、車両の駆動力応答性が低下した状態を維持することが可能となるのである。
【００２１】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図１のハイブリッド車両の変速モードを説明する動作共線図である。
【図４】図１のハイブリッド車両におけるＭＧ１ロック制御のフローチャートである。
【図５】図４のＭＧ１ロック制御におけるロック制御用マップの概念図である。
【図６】変形例に係る動力分割機構の概略構成図である。
【図７】図６の動力分割機構におけるロック状態に対応する動作共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２４】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２５】
図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３、アクセル開度センサ１４及びＥＣＯスイッチ１５並びにハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＭＧ１ロック制御を始めとする各種制御を実行可能に構成されている。
【００２７】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００２８】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電手段である。バッテリ１２は、出力電圧数Ｖの単位二次電池セルが数百個単位で直列に接続された構成を有している。
【００２９】
車速センサ１３は、ハイブリッド車両１の車速ＳＰＤを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速ＳＰＤは、ＥＣＵ１００に適宜参照される。
【００３０】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００に適宜参照される。
【００３１】
ＥＣＯスイッチ１５は、ハイブリッド車両１の室内に設けられた操作スイッチである。ＥＣＯスイッチ１５は、その操作状態に応じたスイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷを出力可能に構成されている。スイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷは、操作された状態で状態値「ＯＮ」を採り、操作されない状態で状態値「ＯＦＦ」を採る。ＥＣＯスイッチ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、スイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷは、ＥＣＵ１００により適宜参照される。
【００３２】
尚、ＥＣＯスイッチ１５は、ドライバがアクセル操作に対する駆動力応答性を低下させる意思を有する場合に操作することを前提として設けられており、スイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷが「ＯＮ」である場合、駆動力応答性低下要求が生じているものと扱われる。
【００３３】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ハイブリッド駆動装置１０は、後述するエンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２から供給される動力を、駆動輪ＤＷに連結された車軸ＶＳに伝達可能に構成される。
【００３４】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３５】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、ブレーキ機構ＢＲ及び減速機構４００を備える。
【００３６】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の一動力源として機能するように構成されている。本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを運動エネルギに変化して取り出し可能な機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、公知、非公知の別を問わず各種の態様を有してよい。尚、不図示のクランク軸を介したエンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅは、ハイブリッド駆動装置１０の入力軸ＩＳに入力される。
【００３７】
図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。
【００３８】
尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成となっている。但し、これらは他の構成を有していてもよい。
【００３９】
動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリアＣ１とを備えた、本発明に係る「差動機構」の一例たる遊星歯車機構である。サンギアＳ１、リングギアＲ１及びプラネタリキャリアＣ１の各回転要素は、夫々動力分割機構３００の差動要素として機能する。
【００４０】
サンギアＳ１は、サンギア軸ＳＳを介してモータジェネレータＭＧ１に連結されており、その回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１と等価である。
【００４１】
リングギアＲ１は、駆動軸ＤＳ及び減速機構４００を介して車軸ＶＳに連結されている。減速機構４００は、デファレンシャルギア等を含む各種減速ギアから構成されるギア機構である。このため、リングギアＲ１の回転速度は、車速に対し一義的な値を採る。また、駆動軸ＤＳには、モータジェネレータＭＧ２も連結されているため、リングギアＲ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２と等価である。必然的に、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２もまた、車速に対し一義的な値を採る。尚、ここではモータジェネレータＭＧ２が駆動軸ＤＳに直結された構成となっているが、駆動軸ＤＳとモータジェネレータＭＧ２との間には、適宜変速装置や減速装置が介装されていてもよい。
【００４２】
プラネタリキャリアＣ１は、上述した入力軸ＩＳに連結されている。従って、プラネタリキャリアＣ１の回転速度は、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅと等価である。
【００４３】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅを、プラネタリキャリアＣ１とピニオンギアＰ１とを介してサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配する構成となっている。
【００４４】
この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からプラネタリキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合にサンギアＳ１に作用するトルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸ＤＳに現れる直達トルクＴｅｐは下記（２）式により夫々表すことができる。
【００４５】
Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｐ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
ブレーキ機構ＢＲは、複数の係合要素を備え、これら複数の係合要素が相互に係合又は離間可能に構成された、本発明に係る「ロック手段」の一例たる係合装置である。ブレーキ機構ＢＲの一係合要素は、例えばシャシやトランスミッションケース等の固定要素に固定されており、他の一係合要素は、サンギアＳ１に固定されている。従って、ブレーキ機構ＢＲが、複数の係合要素が相互に係合してなる係合状態にある場合、サンギアＳ１及びサンギアＳ１に連結されたモータジェネレータＭＧ１は回転不能なロック状態に維持される。一方、ブレーキ機構ＢＲが、複数の係合要素が相互に離間してなる非係合状態にある場合、サンギアＳ１及びサンギアＳ１に連結されたモータジェネレータＭＧ１は回転可能な非ロック状態に維持される。
【００４６】
尚、ブレーキ機構ＢＲの物理的構成は何ら限定されない。例えば、ブレーキ機構ＢＲは、公知の油圧制御型湿式多板ブレーキ装置、ドグクラッチ装置、カムロック装置等の形態を採ることができる。いずれにせよ、ブレーキ機構ＢＲは、係合要素を駆動する駆動装置がＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００により、その動作状態が制御される構成となっている。
【００４７】
＜実施形態の動作＞
＜変速モードの詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１の変速モードは、ブレーキ機構ＢＲの動作状態に応じて、固定変速モード又は無段変速モードのいずれかに制御される。
【００４８】
ここで、図３を参照し、ハイブリッド車両１の変速モードについて説明する。ここに、図３は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００４９】
図３（ａ）は無段変速モードに対応する一動作共線図である。縦軸は回転速度を表している。
【００５０】
動力分割機構３００は、相互に差動関係にある３個の回転要素により構築された回転二自由度の差動機構であり、サンギアＳ１（一義的にモータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的にエンジン２００）及びリングギアＲ１（一義的にモータジェネレータＭＧ２）のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。
【００５１】
例えば、図３（ａ）において、車速ＳＰＤと一義的な関係にあるモータジェネレータＭＧ２の動作点が動作点ｍ１であるとする。この場合、モータジェネレータＭＧ１の動作点が動作点ｇ１であれば、残余の回転要素であるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は動作点ｅ１となる。
【００５２】
ここで、便宜的にリングギアＲ１の回転速度が一定であるとすると、モータジェネレータＭＧ１の動作点を動作点ｇ２及び動作点ｇ３に変化させた場合には、エンジン２００の動作点は夫々動作点ｅ２及び動作点ｅ３へと変化する。即ち、動力分割機構３００では、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置として利用することによって、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅを自由に変化させることができる。この状態に対応する変速モードが無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、機関回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２００の一動作条件を意味する）は、基本的に、エンジン２００の燃料消費率が実質最小となる最適燃費動作点に制御される。
【００５３】
ここで、無段変速モードにおいては、当然ながらＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は可変である必要がある。従って、無段変速モードが選択される場合、ブレーキ機構ＢＲは、サンギアＳ１が非ロック状態となるように、その動作状態が制御される。即ち、ブレーキ機構ＢＲの係合要素は相互に離間した状態に維持される。
【００５４】
動力分割機構３００において、駆動軸ＤＳに先述した直達トルクＴｅｐを供給するためには、エンジントルクＴｅに応じてサンギアＳＳに現れる先述したトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符合が反転した反力トルクを、モータジェネレータＭＧ１から供給する必要がある。この場合、動作点ｇ１或いは動作点ｇ２といった正回転領域の動作点において、ＭＧ１は正回転負トルクの電力回生状態（即ち、発電状態）となる。このように、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１を反力要素として機能させることにより、駆動軸ＤＳにエンジントルクＴｅの一部たる直達トルクＴｅｐを供給しつつ、サンギア軸ＳＳに分配されるトルクＴｅｓを利用した発電を行うことができる。また、駆動軸ＤＳに供給される直達トルクＴｅｐが要求トルクに対して不足する場合には、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴｍｇ２が駆動軸ＤＳに供給され、適宜トルクアシストが行われる。
【００５５】
一方、例えば高速軽負荷走行時等には、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１が、例えば動作点ｇ３等に相当する負回転領域の値となることがある。モータジェネレータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しているから、この場合、ＭＧ１は、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクたるＭＧ１トルクＴｍｇ１は、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸ＤＳに伝達される。
【００５６】
このため、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸ＤＳに出力される過剰なトルクを吸収するべく正回転負トルクの電力回生状態となる。この状態においては、ＭＧ１トルクＴｍｇ１をモータジェネレータＭＧ２での電力回生に利用し、この回生電力によってモータジェネレータＭＧ１を力行駆動することになり、動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド車両１のエネルギ効率が低下する。
【００５７】
そこで、ハイブリッド車両１では、予めこのような動力循環が生じ得る運転領域において、ＥＣＵ１００の制御によるブレーキ機構ＢＲの制御により、サンギアＳ１がロック状態に制御される。即ち、本発明に係る「第２制御手段」に係る動作の一例が実現される。
【００５８】
図３（ｂ）には、その様子が示される。ブレーキ機構ＢＲによりサンギアＳ１がロック状態に移行すると、サンギアＳ１は回転不能となり、モータジェネレータＭＧ１の動作点は図示動作点ｇ０に固定される。
【００５９】
この場合、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１（Ｎｍｇ１＝０）と、車速と一義的なＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２とにより、残余の機関回転速度Ｎｅは一義的に決定される（図示ｅ０参照）。即ち、モータジェネレータＭＧ１がロック状態になると、機関回転速度Ｎｅと、車速ＳＰＤと一義的なＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２との速度比たる変速比は一定となる。このロック状態に対応する変速モードが固定変速モードである。
【００６０】
固定変速モードでは、トルクＴｅｓに対抗する反力トルクを、ブレーキ機構ＢＲを介して負担することができる。従って、モータジェネレータＭＧ１を停止させることができる。そのため、ハイブリッド駆動装置１０における電気的損失が減少し、エネルギ効率が向上する。
【００６１】
固定変速モードにおいては、後述するシステム要求出力Ｐｓｙｓは基本的にエンジン２００の出力であるエンジン出力Ｐｅにより賄われる。しかしながら、物理的に回転不能なモータジェネレータＭＧ１と異なり、固定変速モードにおいてもモータジェネレータＭＧ２の動作は制限されない。従って、実践的には、アクセル操作に応じた要求駆動力の変化に対して駆動軸ＤＳに供給される直達トルクＴｅｐの応答が遅れ、過渡的に駆動軸ＤＳのトルクが不足する場合等には、ＭＧ２トルクＴｍｇ２により適宜トルクアシストが行われる。このため、固定変速モードにおいてもハイブリッド車両１の駆動力応答性は確保されている。
【００６２】
一方、ＥＣＯスイッチ１５が操作された場合等、ドライバが明示的に要求駆動力に対する駆動力応答性の低下を所望する状況がある。このような状況下では、上記モータジェネレータＭＧ２によるトルクアシストはドライバの意思と干渉する。ＥＣＵ１００により実行される、本実施形態に係るＭＧ１ロック制御では、固定変速モードと無段変速モードとの間の変速モードの切り替えに付随して、このような通常時の駆動力応答性向上に係る制御と、駆動力応答性低下要求時の制御との干渉が回避され、駆動力応答性低下要求に対し、駆動力応答性を好適に低下させることが可能となっている。
【００６３】
＜ＭＧ１ロック制御の詳細＞
ここで、図４を参照し、ＭＧ１ロック制御の詳細について説明する。ここに、図４はＭＧ１ロック制御のフローチャートである。
【００６４】
図４において、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１のシステム状態を特定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０において特定されるシステム状態には、車速ＳＰＤ、システム要求出力Ｐｓｙｓ、及びスイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷが含まれる。
【００６５】
システム要求出力Ｐｓｙｓは、ハイブリッド車両１の要求出力である。システム要求出力Ｐｓｙｓは、予めＲＯＭに格納された要求出力マップから、アクセル開度Ｔａ及び車速ＳＰＤに該当する値を選択することによって決定される駆動用要求出力を、バッテリ１２のＳＯＣ、充電制限値Ｗｉｎ、放電制限値Ｗｏｕｔ及び補機消費電力等に基づいて決定される補機要求発電量に応じて適宜補正することによって決定される。尚、システム要求出力Ｐｓｙｓの算出方法は公知の各種方法を適用可能である。
【００６６】
システム状態が特定されると、ＥＣＵ１００は、スイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷが「ＯＦＦ」であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。既に述べたように、スイッチ操作状態値Ｓｔａｔ＿ＳＷが「ＯＦＦ」である場合とは、ドライバがアクセル操作（即ち、要求駆動力）に対する駆動力応答性の低下を望んでいない場合に相当する。
【００６７】
スイッチ操作状態Ｓｔａｔ＿ＳＷが「ＯＦＦ」である場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ブレーキ機構ＢＲを制御するためのロック制御用マップとして通常時マップを選択する（ステップＳ１３０）。制御信号としては、マップ選択状態値Ｓｔａｔ＿ｍａｐに通常時マップを選択すべき旨を示す「ｍａｐ＿ｎｍｌ」が設定される。
【００６８】
一方、スイッチ操作状態Ｓｔａｔ＿ＳＷが「ＯＮ」である場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、先ずＥＣＵ１００は、アシストトルク低減処理を実行する（ステップＳ１６０）。
【００６９】
アシストトルク低減処理は、アシストトルク低減処理が実行されない場合と較べてＭＧ２トルクＴｍｇ２を低減する処理である。即ち、ステップＳ１６０は、本発明に係る「第１制御手段」の動作の一例である。このアシストトルク低減処理により、モータジェネレータＭＧ１がロック状態とされる固定変速モードにおいて、通常時の駆動力応答性向上作用と、駆動力応答性低下要求時の駆動力応答性低下作用とが干渉する事態が防止される。
【００７０】
アシストトルク低減処理の具体的態様は限定されない。例えば、ＭＧ２トルクＴｍｇ２の上限値を通常よりも低下させる処理であってもよいし、通常時のＭＧ２トルクＴｍｇ２に対して、なまし処理や補正係数による減少補正処理を施すものであってもよい。いずれにせよ、アシストトルク低減処理が実行されると、上述した駆動用要求出力に対して出力が不足傾向となるため、ハイブリッド車両１の駆動力応答性は低下する。
【００７１】
アシストトルク低減処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、ブレーキ機構ＢＲを制御するためのロック制御用マップとして、ロック領域拡大マップを選択する（ステップＳ１７０）。制御信号としては、マップ選択状態値Ｓｔａｔ＿ｍａｐにロック領域拡大マップを選択すべき旨を示す「ｍａｐ＿ｅｘｔ」が設定される。尚、ステップＳ１７０の動作は、本発明に係る「第２制御手段」の動作の一例である。
【００７２】
ステップＳ１３０又はステップＳ１７０が実行されると、処理はステップＳ１４０に移行し、ＥＣＵ１００は状態指示値を決定する（ステップＳ１４０）。
【００７３】
ステップＳ１４０に係る状態指示値とは、ロック制御用マップにおいて、その時点の車速ＳＰＤ及びシステム要求出力Ｐｓｙｓに該当する値を意味する。状態指示値が決定されると、変速モードが選択され、ブレーキ機構ＢＲがこの選択された変速モードに対応する状態に制御される（ステップＳ１５０）。
【００７４】
具体的には、選択されているロック制御用マップにおいて状態指示値がロック領域Ａｒｅａ＿Ｌｏｃｋに該当していれば、モータジェネレータＭＧ１がロック状態となるようにブレーキ機構ＢＲが制御される。また、選択されているロック制御用マップにおいて状態指示値が非ロック領域Ａｒｅａ＿ＣＶＴに該当していれば、モータジェネレータＭＧ１が非ロック状態となるようにブレーキ機構ＢＲが制御される。変速モードの制御が行われると、ＭＧ１ロック制御は終了する。
【００７５】
尚、ＭＧ１ロック制御は、所定周期で繰り返し実行される制御であるため、所定周期に対応する所定時間の経過後に、処理はステップＳ１１０に戻される。
【００７６】
ここで、本実施形態に係るＭＧ１ロック制御の効果について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、ロック制御用マップの概念図である。
【００７７】
図５において、縦軸にシステム要求出力Ｐｓｙｓが、横軸に車速ＳＰＤが表された二次元座標平面が示される。ロック制御用マップは、概念的には、この二次元座標平面と等価である。即ち、上述した状態指示値は、この二次元座標平面における一座標値と等価である。尚、この二次元座標平面の基本構成は、通常時マップとロック領域拡大マップとで変わることがないため、図５には、両マップの概念を表すものとなっている。
【００７８】
この二次元座標平面において、通常時マップにおけるロック領域Ａｒｅａ＿Ｌｏｃｋは、ロック下限車速（図では概ね６０ｋｍ／ｈ前後）を表すロック下限車速線Ｌ＿ＳＰＤｌｌと、ロック領域の低出力側の境界線である低出力側境界線Ｌ＿Ｐｓｙｓｌｌ（破線参照）と、ロック領域の高出力側の境界線である高出力側境界線Ｌ＿Ｐｓｙｓｕｌｎｍｌ（破線参照）とによって囲まれた、図示ハッチング領域である。
【００７９】
図示するように、この高出力側境界線Ｌ＿Ｐｓｙｓｕｌｎｍｌは、モータジェネレータＭＧ１がロック状態にある場合のハイブリッド車両１の最大出力（一義的に最大駆動力）を規定する最大出力線Ｌ＿ｌｋｍａｘ（鎖線参照）に対して十分な余裕がある。ロック領域拡大マップでは、この余裕を利用して、ロック領域が拡大される。
【００８０】
具体的には、ロック領域拡大マップにおけるロック領域Ａｒｅａ＿Ｌｏｃｋは、ロック下限車速線Ｌ＿ＳＰＤｌｌと、低出力側境界線Ｌ＿Ｐｓｙｓｌｌと、高出力側境界線Ｌ＿Ｐｓｙｓｕｌｅｘｔ（実線参照）とによって囲まれた領域となる。即ち、ロック領域拡大マップにおけるロック領域Ａｒｅａ＿Ｌｏｃｋは、通常時マップにおけるロック領域を、図示矢線方向、即ち、高出力側に拡大した領域である。
【００８１】
ロック領域が拡大すると、通常時マップではモータジェネレータＭＧ１が非ロック状態とされる領域（即ち、無段変速モードが選択される図示非ロック領域Ａｒｅａ＿ＣＶＴ）の一部がロック領域に編入される。このため、変速モードが固定変速モードとなる走行期間が拡大する。
【００８２】
固定変速モードでは、既に述べたように、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅが車速ＳＰＤに律束される。従って、アクセル操作に応じた要求駆動力の変化が生じても、実際の駆動力変化は緩慢となる。即ち、駆動力応答性低下要求に沿った応答特性を実現することができる。従って、ロック領域が拡大されることによって、より広範な運転条件に対してドライバの駆動力応答性低下要求を満たすことができる。
【００８３】
ここで特に、駆動力応答性低下要求が生じた場合には、上述したアシストトルク低減処理が実行される。このため、固定変速モードにおける緩慢な駆動力変化により過渡的に生じ得る駆動力不足をＭＧ２トルクＴｍｇ２で補償する通常時の駆動力応答性向上制御が、ＭＧ１ロック制御により実現しようとする緩慢な駆動力応答特性と干渉することがない。
【００８４】
従って、本実施形態に係るＭＧ１ロック制御によれば、駆動力応答性低下要求に対し、緩慢な駆動応答特性を可及的に維持することができるのである。また、これに付随して、モータジェネレータＭＧ２における不要な電力の入出力が生じないことから、ハイブリッド車両１のエネルギ効率の低下も防ぐことができるのである。
【００８５】
尚、本実施形態では、室内に設置されたＥＣＯスイッチ１５が操作された場合に駆動力応答性低下要求が生じているとの判定がなされたが、駆動力応答性の低下を明示的に要求するドライバの動作は、ＥＣＯスイッチ１５のような専用の操作手段の操作に限定されない。例えば、エンジン２００と動力分割機構３００との間の動力伝達経路に、ＡＭＴ等、クラッチ操作が不要な手動変速装置が介装される場合がある。この手動変速装置の変速段が最高速シフト段に設定された場合等には、ドライバが明示的に駆動力応答性の低下を要求しているものと判定することができる。
【００８６】
尚、本実施形態では、説明の煩雑化を防ぐ目的から、一個のＥＣＵ１００が、本発明に係る第１制御手段及び第２制御手段として機能する構成となっている。然るにこれは一例に過ぎない。即ち、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」は、例えば第１制御手段に相当するＥＣＵと第２制御手段に相当するＥＣＵとの別個のＥＣＵを含んでいてもよい。或いは、一個のＥＣＵの内部構造が、これら各手段に夫々対応する複数のサブプロセッサを含んでいてもよい。
【００８７】
＜変形例＞
上記実施形態においては、本発明に係る「ロック状態」として、サンギアＳ１を介してモータジェネレータＭＧ１が回転不能に固定される状態について説明した。しかしながら、本発明に係る「ロック状態」の実践的態様は、この種のＭＧ１ロックと称される状態に限定されない。即ち、本発明に係る差動機構としての動力分割機構の構成を、上記動力分割機構３００から変更することによって、本発明に係る「ロック状態」の他の例を実現することができる。ここでは、実施形態の変形例として、このような動力分割機構３０１の構成及び動作について説明する。
【００８８】
始めに、図６を参照し、動力分割機構３０１の構成について説明する。ここに、図６は、動力分割機構３０１の概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８９】
図６において、動力分割機構３０１は、二組の差動機構を備え、一方の差動機構（便宜的に、第１差動機構とする）が、実施形態に係るシングルピニオンギア型遊星歯車機構としての動力分割機構３００と同等の構成を有している。即ち、入力軸ＩＳにプラネタリキャリアＣ１が、サンギア軸ＳＳにサンギアＳ１が、駆動軸ＤＳにリングギアＲ１が、夫々連結されている。
【００９０】
一方、他方の差動機構（便宜的に、第２差動機構とする）は、相互に差動作用を呈するサンギアＳ２、キャリアＣ２及びリングギアＲ２と、軸線方向に自転し且つキャリアＣ２の自転により公転するように夫々キャリアＣ２に保持された、サンギアＳ２に噛合するピニオンギアＰ２１及びリングギアＲ２に噛合するピニオンギアＰ２２を備える。即ち、この他方の差動機構は、所謂ダブルピニオンギア型遊星歯車機構として構成される。
【００９１】
第１及び第２差動機構は、第１差動機構のキャリアＣ１に第２差動機構のリングギアＲ２が、第１差動機構のリングギアＲ１に第２差動機構のキャリアＣ２が夫々連結されることによって相互に連結されており、動力分割機構３０１は、全体として所謂ラビニヨ型遊星歯車機構となっている。動力分割機構３０１は、サンギアＳ１と、キャリアＣ１及びリングギアＲ２と、リングギアＲ１及びキャリアＣ２と、サンギアＳ２との計４個の回転要素を備える。
【００９２】
ここで、変形例においては、第２差動機構のサンギアＳ２がブレーキ機構ＢＲに連結される構成となっている。即ち、ブレーキ機構ＢＲが係合状態にある場合、第２差動機構のサンギアＳ２が回転不能に固定される。
【００９３】
ここで、サンギアＳ２が回転不能に固定された状態においては、モータジェネレータＭＧ１の回転は制限され、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は実質的に一の値に固定される。このことについて、図７を参照して説明する。ここに、図７は、動力分割機構３０１においてサンギアＳ２がロックされた状態に対応する動作共線図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９４】
図７において、左から順にモータジェネレータＭＧ１、サンギアＳ２、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２（一義的に駆動軸ＤＳ）が表される。また、図７には、ブレーキ機構ＢＲによりサンギアＳ２がロックされた状態における動作共線が示されている。
【００９５】
モータジェネレータＭＧ２の動作点が図示動作点ｍ１である場合にブレーキ機構ＢＲによりサンギアＳ２がロックされると、サンギアＳ２の動作点は、ゼロ回転に対応する動作点Ｓ２０に固定される。従って、必然的にエンジン２００の動作点は図示動作点ｅ０’に固定される。
【００９６】
一方、この状態では、動力分割機構３０１の残余の差動要素であるサンギアＳ１の動作点もまた、図示動作点ｇｆｉｘに固定される。即ち、モータジェネレータＭＧ１は、ブレーキ機構ＢＲにより直接的にロックされないものの、その回転速度は実質的に固定され、本発明に係る「ロック状態」の他の一例が実現される。
【００９７】
変形例に係るロック状態においても、エンジントルクＴｅの反力がブレーキ機構ＢＲを介して負担されるため、実施形態と同様に固定変速モードが実現される。必然的に、実施形態に係るＭＧ１ロック制御と同様の制御を適用可能である。
【００９８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９９】
１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置。１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、ＢＲ…ブレーキ機構。
【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】
2015150973.tif 000008
【図７】
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