(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力が入力される変速機と、
前記エンジンの出力軸に連結された第一モータジェネレータと、
前記第一モータジェネレータに対して充放電可能なバッテリと、
運転者の要求駆動力に基づいて前記変速機を目標変速段に変速する時に、前記エンジンの回転速度が前記変速機の目標変速段の回転速度となるように前記第一モータジェネレータを発電制御するモータジェネレータ制御手段と、
前記変速時に、前記第一モータジェネレータの発電電力から、前記第一モータジェネレータの要求出力電圧を演算する出力電圧推定手段と、
前記変速時に、前記出力電圧推定手段による出力電圧値が所定電圧以上になれば、前記バッテリを前記第一モータジェネレータから電気的に切り離すバッテリ接続制御手段と、
前記変速時に、前記出力電圧推定手段による出力電圧値が前記所定電圧以上になれば、前記第一モータジェネレータの出力電圧を降圧して前記バッテリに電力を充電する電圧調整手段と、
前記変速時に、前記第一モータジェネレータの出力電圧が第一所定電圧以上になれば、前記エンジンのトルクを低下させるエンジントルク制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記所定電圧は、前記バッテリの電圧であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
前記電圧調整手段は、前記第一モータジェネレータの出力電圧を、前記要求出力電圧に維持しつつ、前記バッテリに電力を充電することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
前記エンジントルク制御手段は、エンジン点火時期、スロットル開度、燃料噴射量を制御する複数のエンジントルク低下手段を備え、
前記エンジントルク低下手段によって、前記エンジンのトルクが低下し、前記第一モータジェネレータの出力電圧が前記第一所定電圧より低くなった場合は、まず前記スロットル開度の目標値を運転者の要求値に制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】
前記モータジェネレータ制御手段は、前記第一モータジェネレータの出力電圧が前記第一所定電圧よりも高い第二所定電圧になったときに、前記第一モータジェネレータの発電電力を低下させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項６】
前記電圧調整手段は、半導体素子を用いた降圧チョッパ回路であって、バッテリ接続制御手段は、前記半導体素子をオフすることで、前記バッテリを前記第一モータジェネレータから電気的に切り離すことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項７】
前記半導体素子のスイッチング周波数が所定周波数以上になれば、前記エンジンのトルクを低下させるエンジントルク制御を開始することを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項８】
前記エンジンと前記変速機との間に前記第一モータジェネレータを配設すると共に、前記変速機と車両駆動軸との間に第二モータジェネレータを配設し、前記変速時に、前記第一モータジェネレータの発電電力を供給して、前記第二モータジェネレータを駆動することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項９】
前記エンジンの出力で走行中に、運転者からの駆動要求がゼロ以下となったとき、前記第一モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上であれば、前記変速機の変速段を維持しつつ、前記バッテリを前記第一モータジェネレータから電気的に切り離し、前記第一モータジェネレータを発電制御して、前記第一モータジェネレータの出力電圧を上げることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項１０】
前記エンジンと前記第一モータジェネレータとの間にクラッチを配設し、前記第一モータジェネレータの出力電圧が前記要求出力電圧となり、前記エンジンのトルクがゼロ近傍となれば、前記クラッチを解放することを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【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駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動装置として、エンジンとモータジェネレータとを組み合わせ、エンジンとモータジェネレータの出力の両方を駆動軸に伝達可能に構成されたパラレル方式のハイブリッド車両の駆動装置が知られている。
【０００３】
モータジェネレータの出力向上には、その供給電圧を上げる手法が有効である。しかし、一般的に、供給電圧はバッテリの電圧で規定されているため、通常は出力がバッテリ依存となっている。
【０００４】
このような問題に対し、モータジェネレータを含むハイブリッドシステムから必要に応じてバッテリを電気的に切り離し、発電出力が負荷に従動し得るように構成したハイブリッド車両の駆動装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０−１９１５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述したハイブリッド車両の駆動装置は、バッテリを切り離している間、バッテリという電力貯蔵手段が使えないため、車両変速機の変速時など、モータジェネレータで電力が発電された場合に、不要な過渡電力が発生したときは、それを消費する手段がなかった。そのため、過渡電力が発生した場合には、それを全て駆動力に伝達してしまうことになり、運転者に違和感を与えるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、過渡電力が発生した場合には、降圧チョッパ動作を行うことで、過度電力分をバッテリに充電し、変速時間の短縮と変速性能の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンと、変速機と、エンジンの出力軸に連結された第一モータジェネレータと、前記第一モータジェネレータに対して充放電可能なバッテリと、からなるハイブリッド車両の駆動装置において、前記変速機の変速時に、前記第一モータジェネレータの出力電圧の推定値が、所定電圧以上になれば、前記バッテリを前記駆動装置から電気的に切り離すと共に、前記第一モータジェネレータ側の前記電力ラインの電圧を降圧して前記バッテリに電力を充電し、また、前記変速時に、前記第一モータジェネレータの出力電圧が第一所定電圧以上になれば、前記エンジンのトルクを低下させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、変速時に、応答性及び精度の高いモータジェネレータの発電制御を行うことで、エンジンを素早く目標回転速度に近づけることができ、変速時間の短縮を図ることができる。また、降圧回路によって、発電制御時にモータジェネレータの端子電圧を昇圧し、モータジェネレータを大出力化した状態で、バッテリに電力を充電できるため、高価となるバッテリ高圧化を抑えることができ、コストを抑えることができる。さらに、過渡電力が発生しても、過度電力分をバッテリに充電できるため、トルクショックが緩和され、変速性能も向上する。そして、変速時に、第一モータジェネレータの出力電圧が第一所定電圧以上になれば、エンジンのトルクを低下させることにより、第一モータジェネレータの出力電圧が過剰になることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
図１は本実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。
【００１０】
エンジン１０は内燃機関などの原動機であり駆動力を発生する。モータジェネレータ（以下、ＭＧという）１１（第一モータジェネレータ）の回転軸は、エンジン１０の出力軸に連結している。ＭＧ１１は、エンジン出力を受けて発電し、または、バッテリ２３から電力供給を受けて駆動力を発生する。
【００１１】
また、ＭＧ１１の回転軸は、変速機１３の入力軸に連結しており、変速機１３の入力軸に入力されたエンジン１０とＭＧ１１の駆動力は、車両走行状況に応じた駆動力に減速され、出力軸１４に出力される。そして、出力軸１４に出力された駆動力が、デファレンシャルギアを介して左右の駆動輪１５に伝達され、車両を駆動する。なお、変速機１３は有段変速機であり、一般的に遊星歯車機構や、手動変速機の変速動作を自動化した機械式自動変速機（ＡＭＴ）などが用いられる。本実施形態では、ＡＭＴを適用している。
【００１２】
本システムはバッテリ２３を備えており、バッテリ２３は、インバータ２１を介してＭＧ１１への電力供給及び充電受入などを行う。インバータ２１は、その直流端子から入力／出力される電力を、直流から交流に変換して、その交流端子から出力／入力することができる三相インバータである。インバータ２１は、バッテリ２３とＭＧ１１の間に設けられ、その直流端子側はバッテリ２３に、交流端子側はＭＧ１１に接続する。ＭＧ１１は、このインバータ２１によって速度制御されており、インバータ２１は、バッテリ２３からの電力をＭＧ１１に供給し、または、ＭＧ１１からの発電電力でバッテリ２３を充電する。
【００１３】
バッテリ２３とインバータ２１は直流の電力ライン２５によって接続されており、インバータ２１の直流端子側とバッテリ２３が接続される。
【００１４】
電力ライン２５の途中には、バッテリ電力変更スイッチ２４（バッテリ接続制御手段）が備えられる。このスイッチ２４を開放／短絡制御することで、ＭＧ１１とバッテリ２３との接続を自由に制御することができる。すなわち、ＭＧ１１から自由にバッテリ２３を電気的に切り離すことができる。スイッチ２４を開放した状態で、ＭＧ１１で発電制御が行われた場合には、その電力はインバータ２１に内蔵されるコンデンサに蓄積される。したがって、ＭＧ１１の発電電力量が多くなると、内蔵コンデンサ端の電位差が高くなり、それに応じて、電力ライン２５の電圧（以下、システム電圧という）ＶDCも高くなる。つまり、スイッチ２４を開放した状態では、ＭＧ１１の発電電力量によって、システム電圧ＶDCが決まり、システム電圧ＶDCは、ＭＧ１１の発電制御によって任意に制御することができる。
【００１５】
ここで、スイッチ２４は電力ライン２５の途中に介装した降圧回路２６の一部として構成されている。降圧回路２６（電圧調整手段）は、システム電圧ＶDCがバッテリ２３の電圧（以下、バッテリ電圧という）ＶBattよりも高いときに、システム電圧ＶDCに応じた周波数でスイッチ２４の開閉制御を行う。降圧回路２６は、電力ライン２５の電力を、電圧を低下させつつバッテリ２３へ供給する降圧チョッパ回路である。降圧回路２６のスイッチ２４が電力ライン２５とバッテリ２３との接続、遮断を行うスイッチ手段となる。
【００１６】
なお、本実施形態にかかるハイブリッド車両は図示しないコントローラを備えている。コントローラはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、マイクロコンピュータで構成されている。コントローラは、各種計器によって検出した車両の運転状態（例えば、エンジン回転速度やアクセル開度、車速、バッテリ電圧、変速機入出力軸の回転速度等）を基に、エンジン１０及び変速機１３の作動を制御し、また、上記インバータ２１やスイッチ２４を制御してＭＧ１１の作動を制御している。
【００１７】
具体的には、このコントローラにより、変速機１３の変速時には、ＭＧ１１の回転速度を制御して、変速機１３の入力回転速度を素早く目標回転速度へと変化させ、このとき、ＭＧ１１の回転速度制御が最大限に機能するように、ＭＧ１１とバッテリ２３との間に介装した降圧回路２６およびスイッチ２４を制御するようになっている。
【００１８】
まずここで、変速時における変速機１３の入力回転速度制御の原則について説明する。本実施形態にかかる変速機１３は複数のギア段を有する有段変速機であり、アップシフト時には変速機１３の入力側であるエンジン１０の回転速度を低下させる必要がある。エンジン１０の回転速度低下手段として、ここでは、ＭＧ１１の発電を用いる方法について述べる。
【００１９】
有段変速機の場合、アップシフト時のエンジン１０の目標回転速度は変速機１３のギア比により一義的に決まる。そこで、変速時には、エンジン１０が目標回転速度となるようにＭＧ１１による速度制御を行う。エンジンやクラッチと異なり、モータは速度制御の精度が高いため、ＭＧ１１を速度制御することで、容易にエンジン１０の回転速度を目標値へと導くことができる。なお、アップシフト時の場合は、エンジン１０の回転速度を低下させる必要があるため、ＭＧ１１に対して負のトルクを与え、ジェネレータとして作動するように制御することになる。したがって、ＭＧ１１の発電電力を大きくすれば、エンジン１０にかかる負荷トルクが大きくなり、回転速度を素早く目標値へ近づけることができる。
【００２０】
このとき問題となるのが、バッテリ２３の存在である。一般に同期型のモータやジェネレータは、供給電圧が高いほど、その出力の向上が期待できる。しかし、バッテリ２３が存在しているため、バッテリ電圧ＶBatt以上にシステム電圧ＶDCを上昇させることが難しく、ＭＧ１１の発電電力量の上限はバッテリ電圧ＶBattに依存していた。
【００２１】
そこで、本実施形態では、変速時にスイッチ２４を開放することで、バッテリ２３を電力ライン２５より切り離す。バッテリ２３が電力ライン２５より切り離された状態で、ＭＧ１１の発電電力が大きくなると、インバータ２１に内蔵されるコンデンサ端の電荷が大きくなり、システム電圧ＶDCは上昇する。したがって、バッテリ電圧ＶBattに依存することなくＭＧ１１の発電電力を大きくすることができるため、エンジン１０の回転速度を素早く目標値へ近づけることができる。さらに、ＭＧ１１の発電により上昇したシステム電圧ＶDCが所定の目標電圧値より高くなれば、降圧回路２６のスイッチ２４を制御して、ＭＧ１１の発電電力を降圧しつつバッテリ２３に充電する。
【００２２】
図２は本実施形態にかかるハイブリッド車両のＭＧ１１の特性を示す図である。図２の上段は、ＭＧ１１の回転速度に対応する軸出力を表している。中段は、ＭＧ１１の回転速度に対応する軸トルクを表している。下段は、ＭＧ１１の回転速度に対応するシステム電圧ＶDCを表している。
【００２３】
ハイブリッド車両では、一般にＭＧに対して高トルクが要求される。そのため、磁石量が多いＭＧとなり、高回転時に逆起電力が大きくなる。したがって、インバータ２１の端子電圧、つまりシステム電圧ＶDCが、バッテリ電圧ＶBattのままでは出力が低下してしまう。そこで、図２の下段に示すように、インバータの端子電圧ＶDCを、スイッチ２４を制御して可変とすることで、高回転まで高出力を維持できる。
【００２４】
大排気量エンジンとＭＧを組み合わせたハイブリッド車両の場合、ＭＧに対して大きな始動トルクが要求される代わりに、エンジントルクが十分に発生できる中回転速度領域ではＭＧに対するアシスト要求は小さくなる。しかし、エンジン慣性が大きいため、変速機１３の変速時には、変速ギアを切り替える度にエンジン１０のトルクが遮断されることに起因する変速ショックが発生し、特にアップシフト時に運転者に違和感を与え、変速品質に課題がある。
【００２５】
この変速ショックの低減手法として、アップシフト時にエンジン１０の回転慣性エネルギをＭＧ１１の発電エネルギに回生し、エンジン１０の回転速度変化を速め、変速時間を短縮する手法が考えられる。このとき、バッテリ２３とインバータ２１を電気的に切り離した状態で、エンジン１０の回転慣性エネルギをＭＧ１１で発電すれば、バッテリ電圧ＶBattに依存することなくシステム電圧（インバータ端子電圧）ＶDCを上げることができる。すなわち、バッテリ電圧ＶBattに依存することなくＭＧ１１の発電電力量を大きくすることができるため、エンジン１０の回転速度を素早く目標値へ近づけることが可能となり、変速時間の短縮を図ることができる。
【００２６】
なお、昇降圧回路との組み合わせの場合でも、本制御は有効である。変速開始直前まで電力ライン２５を昇圧してバッテリ電力全てをＭＧアシストに用いておきながら、変速時は、昇降圧回路のスイッチを制御して、バッテリ２３を切り離し、エンジン１０の慣性回転力を発電することが可能であり、また、高いインバータ端子電圧を得ることが可能である。
【００２７】
以下、図３、図４を参照してコントローラの制御内容につき、具体的に説明する。
【００２８】
図３は本実施形態にかかるハイブリッド車両のコントローラで実行される変速制御の一部を示す制御ブロック図である。コントローラは、各種計器によって検出したアクセル開度や車速等に基づいて、予め定められた変速マップを参照して変速指令を発する。また、目標変速段のエンジン目標回転速度等の演算も行っている。以下、変速指令が発せられたときの、エンジン制御及びＭＧ１１の制御について詳述する。なお、変速機１３自体の変速制御の説明については、従来通りの変速制御を実行しているため省略する。
【００２９】
電力ライン監視部６４には、電力ライン２５の電圧ＶDC及び電流ＩDCを入力する。電圧ＶDC及び電流ＩDCは、図示しない電圧センサ（電圧測定手段）や電流センサにより検出する。
【００３０】
電力ライン監視部６４は、これら入力値に基づいて、変速時エンジン制御部６５に対してエンジントルク制御フラグのセット／リセットを行う。また、変速時ＭＧ１１制御部６１に対して速度制御停止フラグのセット／リセットを行う。
【００３１】
システムからバッテリ２３を切り離した状態では、ＭＧ１１の発電量に応じてシステム電圧ＶDCが変動する。このとき、ＭＧ１１の発電量に応じてシステム電圧ＶDCが上昇し、所定値Ｖ1以上になると、エンジントルクを低下させるべく、エンジントルク制御フラグをセットする。そして、システム電圧ＶDCがさらに上昇して所定値Ｖ2（＞Ｖ1）以上になると、ＭＧ１１の発電量を低下させるべく、ＭＧ１１の速度制御停止フラグをセットする。
【００３２】
変速時ＭＧ１１制御部６１（モータジェネレータ制御手段）には、変速指令、目標変速段のエンジン目標回転速度ｔＮENG10、ＭＧ１１の実回転速度ｒＮMG11、エンジン１０の実回転速度ｒＮENG10及び速度制御停止フラグを入力する。
【００３３】
変速時ＭＧ１１制御部６１は、変速指令が発せられるとＭＧ１１を速度制御し、これら入力値に基づいて、ＭＧ１１の目標トルク出力ｔＴMG11を算出する。ＭＧ１１の目標トルク出力ｔＴMG11は次式で表される。
【００３４】
ｔＴMG11＝Ｋ（ｔＮENG10−ｒＮENG10）・・・・・（１）
ここでＫは制御ゲインである。
【００３５】
（１）式より、エンジン１０の実回転速度ｒＮENG10が目標変速段のエンジン目標回転速度ｔＮENG10より大きい場合（ｒＮENG10＞ｔＮENG10）は、ＭＧ１１に対して負のトルクが加わり、ＭＧ１１はジェネレータとして作動する。一方、エンジン１０の実回転速度ｒＮENG10が目標変速段のエンジン目標回転速度ｔＮENG10より小さい場合（ｒＮENG10＜ｔＮENG10）は、ＭＧ１１に対して正のトルクが加わり、ＭＧ１１はモータとして作動する。
【００３６】
なお、速度制御停止フラグがセットされた場合には、ＭＧ１１が無負荷状態になるように制御する。
【００３７】
ＭＧ１１必要電力推定部６２には、ＭＧ１１の実回転速度ｒＮMG11及びＭＧ１１の目標トルク出力ｔＴMG11を入力する。
【００３８】
ＭＧ１１必要電力推定部６２は、これら入力値に基づいて速度制御時のＭＧ１１の発電電力を推定する。ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11は次式で表される。
【００３９】
ｔＰMG11＝ｔＴMG11×ｒＮMG11×１／ηMG11・・・・・（２）
ここで、ηMG11はＭＧ１１の発電効率で、予めコントローラにマップで持たしてあり、例えば、電力ライン２５の電流ＩDC等から算出する。
【００４０】
スイッチ制御部６３には、ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11及び電力ライン２５の電圧ＶDCを入力する。
【００４１】
スイッチ制御部６３は、ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11及び電圧ＶDCに応じて、スイッチ２４の制御指令を発し、スイッチ２４の開放／短絡制御を行う。すなわち、ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11が上昇し、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBattより大きくなると判断すれば、スイッチ２４を開放してバッテリ２３と電流ライン２５を切り離す。続いて、降圧回路２６を用いての降圧制御を行う。降圧回路２６は、スイッチ２４とリアクトル、ダイオード、コンデンサなどからなる。スイッチ２４の開放／短絡時間を調整することで、システム電圧ＶDCを、発電制御時にＭＧ１１が要求する電圧値に維持したまま、バッテリ２３へ電力を供給する。
【００４２】
そして、変速制御終了後、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBattと同程度になったときは、バッテリ２４を短絡してバッテリ２３と電流ライン２５を接続する。
【００４３】
変速時エンジン制御部６５（エンジントルク制御手段）には、ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11、エンジントルク制御フラグ及び後述するスイッチ２４のスイッチング周波数を入力する。
【００４４】
変速時エンジン制御部６５は、これら入力値に基づいて、エンジン１０のトルクを制御する。すなわち、スイッチ２４のスイッチング周波数が所定の周波数に達してもなお、ＭＧ１１の発電電力量に応じてシステム電圧ＶDCが上昇し、所定値Ｖ1以上になると、エンジントルク低下制御を実施する。
【００４５】
図４は本実施形態にかかるハイブリッド車両のコントローラで実行される変速制御の一部を示すフローチャートである。なお、以下に示す各フローは所定の単時間毎に繰り返し実行される。
【００４６】
まず、コントローラから変速指令が発せられ、変速機１３の変速制御が開始すると、ステップＳ１０１でＭＧ１１の速度制御を開始する。前述したように、目標変速段のエンジン目標回転速度ｔＮENG10とエンジン１０の実回転速度ｒＮENG10からＭＧ１１の目標トルク出力ｔＴMG11を算出する（（１）式参照）。そして、アップシフトの場合は、実回転速度ｒＮENG10＞目標回転速度ｔＮENG10となるので、ＭＧ１１に対して負のトルクが加わり、ＭＧ１１はジェネレータとして作動する。
【００４７】
次にステップＳ１０２（出力電圧推定手段）で、このとき算出したＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11（（２）式参照）や変速時間などからＭＧ１１の要求電圧、すなわちインバータ２１の端子電圧ＶDCにかける必要のある電圧値（ＭＧ１１の出力電圧）を演算する。
【００４８】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で求めたＭＧ１１の要求電圧が、バッテリ電圧ＶBatt以上の場合は、バッテリ２３と電流ライン２５を切り離すべく、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップＳ１０２で求めたＭＧ１１の要求電圧が、バッテリ電圧ＶBatt以下の場合は、バッテリ２３を切り離さず、ステップＳ１０６に進む。
【００４９】
ステップＳ１０４に進むと、バッテリ２３の切り離し制御が行われ、スイッチ２４が開放される。なお、バッテリ２３の切り離しは、バッテリ２３からの入出力電流がほぼゼロとなったときに行われる。
【００５０】
そして、ステップＳ１０４でバッテリ２３の切り離しが行われると、ステップＳ１０５に進み、システム電圧ＶDCを、ＭＧ１１の要求電圧値に維持しつつ降圧する「降圧制御サブルーチン」の処理が実行される。これによって、ＭＧ１１の発電制御により、インバータ２１の端子電圧ＶDCが、ＭＧ１１の要求電圧以上まで上昇しても、それ以上の昇圧を防いで、余剰電力をバッテリ２３に充電することができる。したがって、ＭＧ１１は高回転領域でも大電力の発電が可能となり、また、その速度制御の応答性も向上するため、一層変速時間の短縮を図ることができる。なお、「降圧制御サブルーチン」の処理内容については後述する。
【００５１】
ステップＳ１０６では、エンジン回転速度が目標回転速度程度か否かを判定する。ＭＧ１１の速度制御により下げられたエンジン１０の回転速度が、目標変速段に対応するエンジン１０の目標回転速度よりも高い場合は、エンジン回転速度が目標回転速度程度になるまで、ＭＧ１１の速度制御を続行する。一方、エンジン１０の回転速度が、目標変速段に対応するエンジン１０の目標回転速度と同期した場合は、ステップＳ１０７に進む。
【００５２】
ステップＳ１０７で、ＭＧ１１の速度制御を終了する。そして、バッテリ２３が電力ライン２５から切り離されている場合は接続し、変速機１３の変速制御を終了する。
【００５３】
次に、上述した変速制御のステップＳ１０５で実行されている「降圧制御サブルーチン」の処理内容について、図５を参照して説明する。
【００５４】
まず、ステップＳ２０１で降圧回路２６の制御を開始する。降圧回路２６はコントローラによって制御されている。コントローラは、パルス信号を出力することで、スイッチ２４の開放／短絡動作を行っている。
【００５５】
ステップＳ２０２では、スイッチ２４の開放／短絡時間を調節するパルス信号のデューティ比を演算する。
【００５６】
次に、ステップＳ２０３では、パルス信号の周波数が所定値以下であるか否かが判断される。周波数が所定値以上になる場合には、ステップＳ２０４に進み、エンジン１０のトルク低下制御が行われる。これは、スイッチ２４の周波数特性、リアクトル、バッテリ２３及びコンデンサのインピーダンス特性などにより、降圧回路２６のスイッチング周波数には上限が存在し、その上限値を超えた周波数以上の降圧制御は不可能なためである。したがって、上限値よりも低い所定の周波数に達した場合は、ステップＳ２０４に進み、エンジン１０のトルク低下制御を行うことで、ＭＧ１１の発電量を抑え、システム電圧ＶDCの上昇を抑える。なお、エンジン１０のトルク制御は、ＭＧ１１の速度制御やスイッチ２４の制御と比べると応答性に劣り、その制御には遅れを生じる。このため、上記の所定の周波数は、この遅れを考慮した値に設定されている。また、ステップＳ２０４で実行されている「エンジントルク低下制御サブルーチン」の処理内容については後述することとして、先に進む。
【００５７】
ステップＳ２０３で周波数が所定値以下の場合は、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、システム電圧ＶDCとＭＧ１１の要求電圧との差異を比較する。差異がある場合は、差異を無くすべくステップＳ２０２に戻り、パルス信号のデューティ比を再計算する。一方、差異がない場合にはステップＳ２０６に進む。
【００５８】
次に、ステップＳ２０６では、システム電圧ＶDCとバッテリ電圧ＶBattとの差異を比較する。差異が無ければ、ＭＧ１１はバッテリ２３の電圧で目標トルクを発生できるからである。したがって、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBattと等しくなるとき、ＭＧ１１はバッテリ２３の電圧で目標トルクを発生できる状況となり、ステップＳ２０７に進む。一方、差異がある場合は、ステップＳ２０２に戻り、パルス信号のデューティ比を再計算する。
【００５９】
ステップＳ２０７に進むと、降圧回路２６による降圧制御を終了して、バッテリ２３と電力ライン２５を接続させて、本サブルーチンの処理を終了する。
【００６０】
次に、上述した「降圧制御サブルーチン」のステップＳ２０４で実行されている「エンジントルク低下制御サブルーチン」の処理内容について、図６を参照して説明する。
【００６１】
まず、ステップＳ３０１で、システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも高いか否かを判断する。システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも高ければ、エンジン１０のトルク低下制御を行うべく、ステップＳ３０２に進む。システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも高い場合にトルク低下制御を実施するのは、ＭＧ１１の発電電力ｔＰMG11が大きい場合は、インバータ２１に内蔵されるコンデンサの過電圧損傷が生じ得るためである。一方、システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも低ければ、ステップＳ３０５に進み、エンジントルク低下制御を終了し、本ルーチンの処理を終了する。
【００６２】
システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも高くなり、ステップＳ３０２に進むと、さらに、システム電圧ＶDCが第二制限電圧Ｖ2よりも低いか否かが判断される。エンジン１０のトルク制御は遅れを伴うため、システム電圧ＶDCがコンデンサの上限電圧に近い第二制限電圧Ｖ2よりも高い場合は、トルク低下制御が間に合わない。そこで、システム電圧ＶDCが第二制限電圧Ｖ2よりも高い場合は、ステップＳ３０３に進み、高応答なモータジェネレータの特性を活かして、ＭＧ１１の発電制御を禁止する。発電制御の禁止は、システム電圧ＶDCが第二制限電圧Ｖ2よりも低くなるまで実行する。一方、システム電圧ＶDCが第二制限電圧Ｖ2よりも低い場合、すなわち、Ｖ1＜ＶDC＜Ｖ2の場合は、ステップＳ３０４以降に進み、エンジントルク低下制御を実施する。
【００６３】
ステップＳ３０４では、エンジントルク低下制御を行う。エンジントルク低下手段として、まず最も応答性に優れる点火時期の遅角化を行う。変速時には、エンジン１０の出力を電力ライン２５の電力状態で計測できるため、点火時期の遅角度合いをフィードバックすることができ、過大な遅角化による燃費の悪化などを回避することができる。
【００６４】
点火時期制御だけではシステム電圧ＶDCを第一制限電圧Ｖ1以下にできない場合は、さらに、スロットルバルブの開度制御を行う。また、燃料カットも行うことで、よりエンジントルクを低下させることができる。
【００６５】
そして、システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも低くなれば、ステップＳ３０１からステップＳ３０５に進み、エンジントルク低下制御を終了し、本サブルーチンの処理を終了する。
【００６６】
図７は本実施形態にかかるハイブリッド車両のアップシフト変速時のタイムチャートの一例である。
【００６７】
時間ｔ0で変速制御が開始されると、ＭＧ１１にて速度制御を開始する。なお、アップシフト変速時なので、ＭＧ１１は発電制御されることになる。
【００６８】
発電制御によって、ＭＧ１１の発電電力が上昇していき、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBatt以上になると判断されたとき（時間ｔ1）、スイッチ２４を開放（ＯＦＦ）し、システムとバッテリ２３を切り離す。
【００６９】
時間ｔ2で、システム電圧ＶDCがＭＧ１１の要求電圧となると、降圧回路２６による降圧制御を開始してスイッチ２４を制御し、余剰電力をバッテリ２３へ充電する。また、エンジン１０の回転速度の低下に応じて、ＭＧ１１の発電電力も小さくなるので、システム電圧ＶDCは低下する（時間ｔ2〜ｔ3）。
【００７０】
そして、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBattと等しくなったとき、降圧回路２６による降圧制御を停止し、スイッチ２４を常時接続状態とする（時間ｔ3）。その後、トルク復帰（時間ｔ3〜ｔ4）を行い、変速を終了する（時間ｔ4）。
【００７１】
図８は、図７の状態において、バッテリ２３が電力ライン２５から切り離されている間の、エンジン１０のトルク低下制御と電力ライン２５の状態の一例を示すタイムチャートである。
【００７２】
時間ｔ10でシステム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1を超えると、点火時期を遅角させる。点火時期を遅角させることにより、内燃機関であるエンジン１０の燃焼効率が悪化し、出力を下げることができる。さらに、点火時期の遅角化のみでは、システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1を下回らない場合には、スロットルバルブの開度を調整し、流入空気量を抑えることで、出力を下げる。
【００７３】
システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1よりも低くなれば（時間ｔ11）、点火時期、スロットル開度ともに、変速前の状態に戻し、通常の制御が行われる。
【００７４】
図９は、図７の状態において、バッテリ２３が電力ライン２５から切り離されている間の、エンジン１０のトルク低下制御と電力ライン２５の状態の一例を示すタイムチャートである。
【００７５】
時間ｔ20でシステム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1を超えると、点火時期を遅角させる。点火時期を遅角させるだけでは、システム電圧ＶDCが第一制限電圧Ｖ1を下回らない場合は、スロットルバルブの開度を調整し、さらに場合によって燃料噴射も停止し、エンジン１０にマイナストルクを発生させる。それでもなお、システム電圧ＶDCの電圧が上昇し、第二制限電圧Ｖ2を超えると、ＭＧ１１の発電制御を停止する（時間ｔ21）。この間も降圧回路２６の降圧制御は行われているため、ＭＧ１１が発電制御を停止することで、システム電圧ＶDCは低下する。
【００７６】
時間ｔ22でシステム電圧ＶDCが第二制限電圧Ｖ2を下回ると、再びＭＧ１１の発電制御を開始する。そして、時間ｔ23で第一制限電圧Ｖ1も下回ると、エンジン１０の運転状態を元に戻す。このとき、まず最も応答性の遅いスロットルバルブから制御を行い、その後、点火時期と燃料噴射量を元に戻す。
【００７７】
図１０は本実施形態にかかるハイブリッド車両のダウンシフト変速時のタイムチャートの一例である。ここでは、７速から３速へのダウンシフトの場合について説明する。
【００７８】
運転者の加速要求指令であるアクセル開度量（以下、「ＡＰＯ」という）が大きくなると、車両は加速状態となる。このときは、まず応答性に優れるＭＧ１１にトルクを発生させる。次いで、スロットルバルブ開度（以下、「ＴＶＯ」という）を制御してスロットルバルブを開き、エンジン１０にもトルクを発生させる。さらに、変速機１３のダウンシフト制御が開始され、クラッチ断によるエンジン１０自身のトルクで、エンジン回転速度を上昇させる（時間ｔ30）。なお、変速機１３がＡＴの場合では、変速機１３内のクラッチにより、エンジン１０とＭＧ１１のトルクが車両駆動力として伝達される。
【００７９】
変速機１３の変速制御は、ダウンシフトのため、エンジン１０の回転速度を上昇させる必要がある。上述したように、ＴＶＯの制御は遅れを伴うため、エンジン１０の回転速度の上昇制御はオーバーシュートを生じ、変速の遅延化につながる。
【００８０】
そこで、変速時にＭＧ１１の変速制御により、エンジン１０の回転速度が目標回転速度よりも高くなるオーバーシュートを防止する（時間ｔ31〜時間ｔ33）。すなわち、バッテリ２３を切り離し（時間ｔ31〜時間ｔ32）、ＭＧ１１の発電電力を大きくすることで（時間ｔ32〜時間ｔ33）、素早くオーバーシュートを抑えることができ、変速時間の改善を図ることができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態によれば、変速時に、応答性や精度の高いＭＧ１１の発電制御を行うことで、エンジン１０の回転速度を素早く目標値に近づけることができ、変速時間の短縮を図ることができる。そして、発電制御時の発電電力量によっては、システムからバッテリ２３を切り離すことで、バッテリ電圧に依存することなくＭＧ１１の発電電力を大きくできるため、より素早い変速を実現できる。また、バッテリの高圧化を抑えることができるためコストを抑えることができる。
【００８２】
さらに、降圧回路２６の降圧制御によって、ＭＧ１１の発電制御時に、システム電圧ＶDCがＭＧ１１の要求電圧以上まで上昇しても、それ以上の昇圧を防いで、余剰電力をバッテリ２３に充電することができる。したがって、ＭＧ１１は高回転領域でも大電力の発電が可能となり、また、その速度制御の応答性も向上するため、一層変速時間の短縮を図ることができる。
【００８３】
エンジントルク低下制御は、システム電圧ＶDCが所定の第一制限電圧Ｖ1以上になったときに開始されるため、いたずらにエンジントルクを低下させることはない。また、エンジントルク低下制御により、インバータのコンデンサ端子電圧が過剰になることもなく、過電圧損傷を防止できる。さらに、エンジントルク低下制御では、システム電圧ＶDCの上昇が抑えられない場合には、ＭＧ１１も発電制御を中止することで、確実にコンデンサの過電圧損傷を防止することができる。
【００８４】
エンジントルク低下制御を終了するときは、その手段のうち、まず応答性の悪いスロットルバルブの制御から開始するため、制御終了後、即座にドライバーの要求駆動力を実現することが可能である。
【００８５】
（第二実施形態）
図１１は第二実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。以下、第一実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００８６】
エンジン１０とＭＧ１１の駆動力は、変速機１３を介して減速され、出力軸１４に出力される。
【００８７】
出力軸１４には、さらにＭＧ１２（第二モータジェネレータ）の回転軸が連結されている。ＭＧ１２は、減速走行時に発電し、または、バッテリ２３から電力供給を受けて駆動力を発生する。そして、出力軸１４に出力された駆動出力とＭＧ１２の駆動力は、デファレンシャルギアを介して左右の駆動輪１５に伝達され、車両が駆動する。
【００８８】
インバータ２２は、バッテリ２３とＭＧ１２の間に設けられ、その直流端子側はバッテリ２３に、交流端子側はＭＧ１２に接続する。ＭＧ１２は、このインバータ２２によって速度制御されており、インバータ２２は、バッテリ２３からの電力をＭＧ１２に供給し、または、ＭＧ１２からの発電電力でバッテリ２３を充電する。
【００８９】
バッテリ２３は、インバータ２１及び２２の間に設けられている。インバータ２１及び２２は電力ライン２５によって接続されており、この電力ライン２５にバッテリ２３を接続することで、インバータ２１及び２２それぞれの直流端子側とバッテリ２３が接続される。
【００９０】
バッテリ２３は、電力ライン２５との接続線の一方に、降圧回路２６の一部を構成するスイッチ２４を有している。このスイッチ２４を開放／短絡制御することで、本システムは、バッテリ２３との接続を自由に制御することができる。すなわち、本システムから自由にバッテリ２３を電気的に切り離すことができる。スイッチ２４を開放した場合、本システムとバッテリ２３は電気的に切り離されるため、ＭＧ１１の発電電力とＭＧ１２の消費電力との関係から電力ライン２５の電圧であるシステム電圧ＶDCが決まる。したがって、システム電圧ＶDCは、ＭＧ１１の発電制御とＭＧ１２の駆動力制御によって任意に制御することができる。
【００９１】
降圧回路２６は、システム電圧ＶDCがバッテリ電圧ＶBattよりも高いときに、電力ライン２５の電力を、スイッチ２４を開閉制御してバッテリ２３へ供給する降圧チョッパ回路である。降圧回路２６のスイッチ２４が電力ライン２５とバッテリ２３との接続、遮断を行うスイッチ手段となる。
【００９２】
第一実施形態と同様に、変速機１３は複数のギア段を有する有段変速機であり、アップシフト時にはエンジン１０の回転速度を低下させる必要がある。有段変速機の場合、アップシフト時のエンジン１０の目標回転速度は変速機１３のギア比により一義的に決まる。そこで、変速時には、エンジン１０が目標回転速度となるようにＭＧ１１の速度制御を行う。エンジンやクラッチと異なり、モータは速度制御の精度が高いため、ＭＧ１１を速度制御することで、容易にエンジン１０の回転速度を目標値へと導くことができる。なお、アップシフト時の場合は、エンジン１０の回転速度を低下させる必要があるため、ＭＧ１１に対して負のトルクを与え、ジェネレータとして作動するように制御することになる。したがって、ＭＧ１１の発電電力を大きくすれば、エンジン１０にかかる負荷トルクが大きくなり、回転速度を素早く目標値へ近づけることができる。
【００９３】
このとき問題となるのが、バッテリ２３の存在であることは先に述べた。
【００９４】
そこで、本実施形態では、変速時にスイッチ２４を開放することで、バッテリ２３を電力ライン２５より切り離す。そして、ＭＧ１１の発電電力をＭＧ１２に供給することで、変速時の車両の要求駆動力を確保する。このとき、ＭＧ１１の発電電力がＭＧ１２の消費電力よりも大きくなると、インバータ２１及び２２に内蔵されるコンデンサ端の電荷が大きくなり、システム電圧ＶDCは上昇する。したがって、バッテリ電圧ＶBattに依存することなくＭＧ１１の発電電力を大きくすることができるため、エンジン１０の回転速度を素早く目標値へ近づけることができる。
【００９５】
しかしながら、変速時間を優先した場合、ＭＧ１１の発電電力が要求駆動力や目標変速比から求まるＭＧ１２の駆動電力を越えてしまう場合が存在する。
【００９６】
このような余剰電力が発生した場合は、降圧回路２６による降圧制御によって、余剰電力をバッテリ２３に充電することができる。したがって、バッテリ電圧に依存することなくＭＧ１１の発電電力を大きくできるため、素早い変速制御を実行できる。
【００９７】
（第三実施形態）
図１２は、第三実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。第三実施形態にかかるハイブリッド車両は、エンジン１０とＭＧ１１の間にクラッチ３１を介している点で第一実施形態と相違する。
【００９８】
図１２において、エンジン１０とＭＧ１１の間には、クラッチ３１が配設されている。このクラッチ３１を接続することで、エンジン１０の駆動力をＭＧ１１、変速機１３を介して出力軸１４に伝達する。一方、クラッチ３１を解放することで、エンジン１０からの駆動力を遮断する。変速機１３には、有段、無段の機械式変速機が適用できる。本実施形態では、有段の機械式自動変速機（ＡＭＴ）を適用している。
【００９９】
高速道路への合流時など、比較的高車速まで加速を行い、目標の速度域に達すると、運転者は加速の必要性がなくなるのでアクセルを戻すことが多い。以下、この運転者の動作を足離しと称する。
【０１００】
一般的にエンジンの高効率領域は低回転域に存在するため、従来は、足離しが発生すると、エンジン１０の回転速度を低下させるべく、高ギア段に変速していた。以下、これを足離しアップと称する。足離しアップにより、エンジン１０の運動エネルギは熱やエンジン１０のマイナストルクとして消費される。
【０１０１】
このとき、ハイブリッド車両では、足離し後の車両減速要求時の回生に備え、ＭＧ１１を高効率状態としたい。前述したように、一般に同期型のモータやジェネレータは、供給電圧が高いほど、その出力の向上が期待でき、かつ、高効率となる。また、その効果は、比較的高回転領域で顕著である。
【０１０２】
しかし、バッテリ２３が存在しているため、バッテリ電圧ＶBatt以上にシステム電圧ＶDCを上昇させることが難しく、ＭＧ１１の発電電力の上限はバッテリ電圧ＶBattに依存していた。また、足離しアップをしては、エンジン回転速度の低下に伴い、ＭＧ１１の回転速度も低下するため、インバータの端子電圧ＶDCを高電圧化してもその効果が得られなかった。
【０１０３】
そこで、本実施形態では、以下のようにして、ＭＧ１１に対する供給電圧を高くし、また、ＭＧ１１を高回転速度に維持することで、ＭＧ１１を高効率状態にして発電制御を行う。
【０１０４】
まず、足離し時は同一の変速段を維持して、ＭＧ１１を高回転状態に保つ。さらに、スイッチ２４を開放して、バッテリ２３を電力ライン２５から電気的に切り離すことによって、バッテリ電圧ＶBattに依存することなく、システム電圧ＶDCを上昇させることができる状態にする。そして、足離し中のエンジン１０の減速回転慣性エネルギを用いて発電制御を行い、システム電圧ＶDCの昇圧を行う。なお、システム電圧ＶDCを所定の電圧まで昇圧させるため、エンジン１０のトルク低下時間を長くして、足離しが行われても、エンジントルクをゼロとしない制御を行う場合もある。
【０１０５】
そして、その後の運転者の制動要求により、クラッチ３１を解放し、制動要求に応じたＭＧ１１による回生制動を開始する。このときＭＧ１１で発電された電力は、降圧回路２６の降圧制御によって、バッテリ２３へ充電される。
【０１０６】
前述したように、大排気量エンジンとＭＧの組み合わせの場合、ＭＧに対して大きな始動トルクが要求される代わりに、エンジントルクが十分に発生できる中回転数領域ではＭＧアシストの要求は小さくなる。しかし、回生時は、ＭＧ１１の運転領域の拡大が回生エネルギの増加と高効率化につながる。そこで、バッテリ２３を電力ライン２５から電気的に切り離し、エンジン１０の過渡的な微小エネルギを発電することで、システム電圧ＶDCを上昇させ、ＭＧ１１の運転領域を拡大できる。
【０１０７】
図１３は本実施形態にかかるハイブリッド車両のコントローラで実行される足離し制御の一部を示す制御ブロック図である。
【０１０８】
電力ライン監視部１６４には、電力ライン２５の電圧（システム電圧）ＶDC及び電流ＩDCを入力する。
【０１０９】
電力ライン監視部１６４は、これら入力値に基づいて、エンジン制御部１６５に対してエンジントルク制御フラグのセット／リセットを行う。また、ＭＧ１１制御部６１に対して速度制御停止フラグのセット／リセットを行う。
【０１１０】
システムからバッテリ２３を切り離した状態では、ＭＧ１１の発電量に応じてシステム電圧ＶDCが変動する。このとき、ＭＧ１１の発電量に応じてシステム電圧ＶDCが上昇し、所定値Ｖ1以上になると、エンジントルクを低下させるべく、エンジントルク制御フラグをセットする。そして、システム電圧ＶDCがさらに上昇して所定値Ｖ2以上になると、ＭＧ１１の発電量を低下させるべく、ＭＧ１１の速度制御停止フラグをセットする。
【０１１１】
インバータ２１に内蔵されるコンデンサの容量は小さいため、足離し時のエンジン１０の過渡的なエネルギを発電するだけで、システム電圧ＶDCを所望の電圧に設定することできる。しかし、状況によっては、発電エネルギが不足する場合も考えられる。このような場合には、システム電圧ＶDCが目標値に達するまで、エンジン１０のトルクがゼロになるのを禁止する。
【０１１２】
ＭＧ１１制御部１６１には、運転者の要求駆動力、運転者の制動要求、ＭＧ１１の実回転速度及び速度制御停止フラグを入力する。
【０１１３】
ＭＧ１１制御部１６１は、運転者の要求駆動力がゼロとなり、ＭＧ１１の回転速度がシステム電圧ＶDCを昇圧させることによって高効率回生の効果が現れる回転速度以上のとき、昇圧による高効率回生の準備を判断する。また、ＭＧ１１に対して、運転者による制動要求に応じた制動トルクを算出する。
【０１１４】
ＭＧ１１必要電力推定部１６２には、ＭＧ１１の実回転速度及びＭＧ１１への制動トルクを入力する。
【０１１５】
ＭＧ１１必要電力推定部１６２は、これら入力値に基づいて、ＭＧ１１の発電電力量に対応したシステム電圧ＶDCを演算する。演算したシステム電圧ＶDCの値がバッテリ電圧ＶBatt以上になる場合には、バッテリ２３の切り離し指令を発する。
【０１１６】
変速機１３制御部１６６には、車速、運転者の要求駆動力及びＭＧ１１の実回転速度を入力する。
【０１１７】
変速機１３制御部１６６は、これら入力値に基づいて、現在の変速段を維持するか否かを判断する。また、ＭＧ１１の回転速度から、高効率回生の準備の有無を判断する。変速機１３制御部１６６は車速と要求駆動力から目標変速段を決定するマップを有しており、通常、足離しが行われれば、変速制御を行うようになっている。しかし、ＭＧ１１の高効率回生の準備をしている場合は、通常の足離しアップ制御をキャンセルし、現在の変速段を維持する。
【０１１８】
スイッチ制御部１６３には、システム電圧ＶDC及びＭＧ１１の発電電力量から演算したシステム電圧ＶDCを入力する。
【０１１９】
スイッチ制御部１６３は、これら入力値に基づいて、スイッチ２４に制御指令を発し、スイッチ２４の開放／短絡制御を行う。すなわち、演算したシステム電圧ＶDCの値がバッテリ電圧ＶBatt以上になる場合には、スイッチ２４を開放して、バッテリ２３を電力ライン２５から切り離す。続いて、降圧回路２６を用いての降圧制御を行う。スイッチ２４の開放／短絡時間を調整することで、システム電圧ＶDCを、ＭＧ１１の回転速度が高いときでも、高効率な発電が行える電圧値に維持したまま、バッテリ２３へ電力を供給する。そして、ＭＧ１１の回転速度低下とともに、ＭＧ１１の必要電圧も低くなり、バッテリ２３の電圧と等しくなると、スイッチ２４を短絡して、バッテリ２３と電力ライン２５を接続する。
【０１２０】
エンジン制御部１６５には、運転者の要求駆動力、ＭＧ１１の発電電力量から演算したシステム電圧ＶDC及びエンジントルク制御フラグを入力する。
【０１２１】
エンジン制御部１６５は、通常は、運転者の要求駆動力に応じてエンジン１０のトルクを制御している。なお、ＭＧ１１の発電電力量に応じてシステム電圧ＶDCが上昇し、システム電圧ＶDCが所定値以上になると、エンジントルク低下制御を実施する。
【０１２２】
クラッチ３１制御部１６７には、運転者の要求駆動力及びエンジン１０のトルクを入力する。
【０１２３】
クラッチ３１制御部１６７は、これら入力値に基づいてクラッチ３１の断接を行う。すなわち、エンジン１０制御部からのトルクがゼロの場合、または、運転者の要求駆動力が制動のとき、クラッチ３１を解放させる指令を発する。
【０１２４】
図１４は、本実施形態にかかるハイブリッド車両のコントローラで実行される足離し制御を示すフローチャートである。
【０１２５】
まず、運転者の足離しを確認し、要求駆動力がゼロ程度となると、ステップＳ４０１でＭＧ１１の回転速度を確認する。
【０１２６】
次にステップＳ４０２で、ＭＧ１１の回転速度が、システム電圧ＶDCを昇圧させることによって、効率及びトルクの向上が見込める回転速度以上であるか否かを判断する。ＭＧ１１の回転速度が所定の回転速度以下の場合は足離し制御による効果が少ないため、ステップＳ４０３に進み、通常の変速制御を実施する。ステップＳ４０３では、通常の変速制御が行われるため、足離しが発生すると、エンジン１０の回転速度を低下させるべく、アップシフト変速を行う。
【０１２７】
一方、ＭＧ１１の回転速度が所定の回転速度以上の場合は、足離し制御を行うべくステップＳ４０４に進む。
【０１２８】
ステップＳ４０４に進むと、通常の変速制御(足離し時のアップシフト変速）を禁止して、現在の変速段を維持する足離し制御を行う。
【０１２９】
ステップＳ４０５では、システム電圧ＶDCの目標電圧を設定する。大きな回生制動でも対応可能なように、各回転速度での損失を考慮した上で、ＭＧ１１の軸出力が、バッテリ２３の最大充放電電力相当の発電量となる電圧値を目標値とする。
【０１３０】
ステップＳ４０６でバッテリ２３を電力ライン２５から切り離す。
【０１３１】
ステップＳ４０７では、エンジン１０のトルクを発電して、システム電圧ＶDCを昇圧する。足離しと同期して、エンジン１０のトルクは低下しているが、インバータ２１の端子電圧は微小なエネルギで昇圧できるため、トルク応答遅れ相当の過渡的なエネルギを積極的に活用する。
【０１３２】
ステップＳ４０８では、システム電圧ＶDCが、ステップＳ４０５で設定した電圧値に達しているか否かを確認する。目標値に達していない場合は、ステップＳ４０７まで戻り、エンジン１０のトルクを増やして発電量を調整する。一方、目標値に達していれば、ステップＳ４０９に進む。なお、エンジン１０は、ＭＧ１１よりも応答性に劣り、トルク増加量は点火時期等の変更による非常に微小なレベルで行われるため、運転者に違和感を与えることはない。
【０１３３】
ステップＳ４０９では、降圧回路２６による降圧制御により、電圧調整を行う。ＭＧ１１の発電量により、過渡的にシステム電圧ＶDCが目標の電圧値以上となった場合に、その余剰電力をバッテリ２３へ吸収させることで、コンデンサ内の電荷を減らし、システム電圧ＶDCを目標値と一致させる。
【０１３４】
ステップＳ４１０では、その後の回生制動に備え、クラッチ３１解放時のショックを無くすため、エンジン１０をゼロトルクに制御する。そして、制動要求が発せられると、クラッチ３１を解放してエンジン１０を停止し、回生制動を行う。
【０１３５】
なお、このとき、ブレーキペダル等の踏み込みによる制動要求がない場合は、コースト減速力をＭＧ１１で発生する。ブレーキによる強制制動に比べ、惰性走行によるコースト減速は小さい制動力ではあるが、ＭＧ１１の電圧が高いほうが、弱め界磁の必要がないため高効率な回生が行える。強制減速、コースト減速ともに、ＭＧ１１の発電電力で発生させるため、発電された電力は降圧回路２６による降圧制御によって降圧し、バッテリ２３に充電する。
【０１３６】
そして、ＭＧ１１の回転速度低下とともに、ＭＧ１１の必要電圧も低くなり、バッテリ２３の電圧と等しくなると、電力ライン２５とバッテリ２３を接続し、足離し制御を終了する。
【０１３７】
以上説明した本実施形態によれば、運転者の要求駆動力がゼロとなったとき（足離し時）、ＭＧ１１の回転速度が、システム電圧ＶDCをバッテリ電圧ＶBatt以上に昇圧することによって充電効率効果が現れる回転速度以上であれば、ギア段を現段維持する。
【０１３８】
そして、バッテリ２３を電力ライン２５から切り離し、バッテリ電圧ＶBattに依存することなく、ＭＧ１１の発電制御により、システム電圧ＶDCを上昇させることができる状態にする。
【０１３９】
したがって、ギア段のアップシフトを行わないので、モータ効率の高い高回転領域を維持できる。また、バッテリ電圧ＶBattに依存することなくＭＧ１１の発電電力を大きくできるため、昇圧回路が不要な状態で、システム電圧を昇圧することができる。さらに、逆起電圧が高くなる小型・高トルクモータでありながら、制動要求時には、高効率な回生制動が可能である。そのため、回生エネルギも増加し、燃費の向上につながる。また、減速時に頻繁な変速動作を行わないため、変速品質も向上する。
【０１４０】
ＭＧ１１の発電制御は、エンジンの回転慣性エネルギを用いているので、システム電圧の変動によってエンジントルクを推定でき、エンジン１０のトルクを容易に制御できる。
【０１４１】
また、降圧回路２６の降圧制御によって、ＭＧ１１の発電制御時に、システム電圧ＶDCがＭＧ１１の要求電圧以上まで上昇しても、それ以上の昇圧を防いで、余剰電力をバッテリ２３に充電することができる。したがって、ＭＧ１１は高回転領域でも大電力の発電が可能となる。
【０１４２】
さらに、回生制動時に、クラッチ３１を解放してエンジン１０を切り離すことで、より高効率な回生を行うことができる。また、低いギア段が選択されたままなので、通常制御時よりも再加速時のエンジントルクの増幅率が大きく、加速性能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】第一実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。
【図２】本実施形態にかかるハイブリッド車両のＭＧ１１の特性を示す図である。
【図３】第一実施形態にかかるハイブリッド車両の変速制御を示す制御ブロック図である。
【図４】第一実施形態にかかるハイブリッド車両の変速制御のフローチャートである。
【図５】第一実施形態にかかるハイブリッド車両の変速制御時の降圧制御のフローチャートである。
【図６】第一実施形態にかかるハイブリッド車両の変速制御時のエンジントルク低下制御のフローチャートである。
【図７】第一実施形態にかかるハイブリッド車両のアップシフト変速時のタイムチャートの一例である。
【図８】第一実施形態にかかるハイブリッド車両のアップシフト変速時における、エンジントルク低下手段と電力ラインの状態の一例を示すタイムチャートである。
【図９】第一実施形態にかかるハイブリッド車両のアップシフト変速時における、エンジントルク低下手段と電力ラインの状態の一例を示すタイムチャートである。
【図１０】第一実施形態にかかるハイブリッド車両のアップシフト変速時のタイムチャートの一例である。
【図１１】第二実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。
【図１２】第三実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成を示す図である。
【図１３】第三実施形態にかかるハイブリッド車両の足離し制御を示す制御ブロック図である。
【図１４】第三実施形態にかかるハイブリッド車両の足離し制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  エンジン
１１  モータジェネレータ（第一モータジェネレータ）
１２  モータジェネレータ（第二モータジェネレータ）
１３  変速機
２３  バッテリ
２４  スイッチ（バッテリ接続制御手段）
２５  電力ライン
２６  降圧回路（電圧調整手段）
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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