(57)【要約】【課題】制動時におけるエネルギ効率の低下を抑制する。【解決手段】制動時に、第１モータの仮トルクＴｍ２ｔｍｐの絶対値が最小トルクＴｍｉｎの絶対値より大きく、且つ、有段変速機をダウンシフトしたときの第１モータの回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値より大きくなるときにおいて（ステップＳ１００，Ｓ１９０）、有段変速機をダウンシフトすることによる第１モータの損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１から有段変速機６０をダウンシフトすることによる第２モータの電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫを減じた判定用損失ｄｌｏｓｓが値０以下のときには、有段変速機をダウンシフトし（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、判定用損失ｄｌｏｓｓが値０より大きいときには、有段変速機をダウンシフトしない（ステップＳ２２０，Ｓ１５０）。これにより、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制できる。【選択図】図３
2016199108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
動力を入出力可能な第１モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と中間軸とにキャリヤとサンギヤとリングギヤとがこの順に接続されたプラネタリギヤと、
前記中間軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを介して前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記中間軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された変速機と、
制動時において、前記エンジンについては、自立運転または運転停止されるよう制御し、前記第１インバータについては、前記第１モータの回転数の絶対値がシャットダウン回転数の絶対値以下であるときにはシャットダウンすると共に前記第１モータの回転数の絶対値が前記シャットダウン回転数の絶対値より大きいときには前記第１モータからトルクが出力されないよう制御し、前記第２インバータについては、前記駆動軸の要求トルクに基づく要求モータトルクが前記第２モータから出力されるよう制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御手段は、
制動時に、前記要求モータトルクが前記第２モータから出力可能な最小トルクより小さく、且つ、前記変速機をダウンシフトすると前記第１モータの回転数の絶対値が前記シャットダウン回転数の絶対値より大きくなるときにおいて、
前記変速機をダウンシフトすることによる前記第１モータの損失の増加量が前記変速機をダウンシフトすることによる前記第２モータの回生電力の増加量を超えないときには、前記変速機をダウンシフトし、
前記変速機をダウンシフトすることによる前記第１モータの損失の増加量増が前記変速機をダウンシフトすることによる前記第２モータの回生電力の増加量を超えるときには、前記変速機をダウンシフトしない、
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、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、動力を入出力可能な第１モータと、エンジンの出力軸と第１モータの回転軸と中間軸とにキャリヤとサンギヤとリングギヤとがこの順に接続されたプラネタリギヤと、中間軸に動力を入出力可能な第２モータと、第１モータを駆動する第１インバータと、第２モータを駆動する第２インバータと、第１インバータおよび第２インバータを介して第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと、中間軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された変速機と、を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、第１モータジェネレータと、エンジンと第１モータジェネレータと駆動軸とに接続されエンジンからの駆動力を第１モータジェネレータと駆動軸とに伝達する動力分割装置と、駆動軸に動力を入出力する第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータを駆動する第１インバータと、第２モータジェネレータを駆動する第２インバータと、駆動軸と動力分割装置との間に設けられた自動変速機と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、第１インバータのシャットダウン制御の実行中に第１モータジェネレータの逆起電圧が第１インバータへ入力される直流電圧の近傍まで上昇したときには、シャットダウン制御を継続しながら、第１モータジェネレータの回転数を抑制するよう変速制御を実行する。これにより、シャットダウン制御を継続して、損失の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両では、制動時に、駆動軸に要求される要求トルクを出力するために第２モータジェネレータに要求される要求モータトルクが、第２モータジェネレータが出力可能な最小トルクを下回る場合がある。この場合、第２モータジェネレータの駆動を制限するため、要求モータトルクを出力できなくなり、回生電力が小さくなる不都合が生じる。こうした不都合を回避するために、変速機をダウンシフトして第２モータジェネレータの要求モータトルクを小さくする手法が考えられる。この手法では、第２モータジェネレータの駆動が最小トルクで制限され難くなり、回生電力が小さくなるのが抑制される。しかしながら、変速機をダウンシフトすると第１モータジェネレータの回転数の絶対値が大きくなることがあるから、第１インバータをシャットダウン制御すると第１モータジェネレータの逆起電圧が高くなり、第１モータジェネレータや第１インバータの損失が増加して、全体としてのエネルギ効率が低下してしまう場合がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド車両は、制動時におけるエネルギ効率の低下を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両は、
エンジンと、
動力を入出力可能な第１モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と中間軸とにキャリヤとサンギヤとリングギヤとがこの順に接続されたプラネタリギヤと、
前記中間軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを介して前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記中間軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された変速機と、
制動時において、前記エンジンについては、自立運転または運転停止されるよう制御し、前記第１インバータについては、前記第１モータの回転数の絶対値がシャットダウン回転数の絶対値以下であるときにはシャットダウンすると共に前記第１モータの回転数の絶対値が前記シャットダウン回転数の絶対値より大きいときには前記第１モータからトルクが出力されないよう制御し、前記第２インバータについては、前記駆動軸の要求トルクに基づく要求モータトルクが前記第２モータから出力されるよう制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御手段は、
制動時に、前記要求モータトルクが前記第２モータから出力可能な最小トルクより小さく、且つ、前記変速機をダウンシフトすると前記第１モータの回転数の絶対値が前記シャットダウン回転数の絶対値より大きくなるときにおいて、
前記変速機をダウンシフトすることによる前記第１モータの損失の増加量が前記変速機をダウンシフトすることによる前記第２モータの回生電力の増加量を超えないときには、前記変速機をダウンシフトし、
前記変速機をダウンシフトすることによる前記第１モータの損失の増加量増が前記変速機をダウンシフトすることによる前記第２モータの回生電力の増加量を超えるときには、前記変速機をダウンシフトしない、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車両では、制動時に、要求モータトルクが第２モータから出力可能な最小トルクより小さく、且つ、変速機をダウンシフトすると第１モータの回転数の絶対値がシャットダウン回転数の絶対値より大きくなるときにおいて、変速機をダウンシフトすることによる第１モータの損失の増加量が変速機をダウンシフトすることによる第２モータの回生電力の増加量を超えないときには、変速機をダウンシフトする。変速機をダウンシフトすることにより、第１モータの損失の増加量が第２モータの回生電力の増加量以下となるから、バッテリへ回生される電力量の減少を抑制することができる。そして、変速機をダウンシフトすることによる第１モータの損失の増加量が変速機をダウンシフトすることによる第２モータの回生電力の増加量を超えるときには、変速機をダウンシフトしない。これにより、第１モータの損失の増加量が第２モータの回生電力の増加量を超えることを抑制するから、バッテリへ回生される電力量の減少を抑制することができる。この結果、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される制動時変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】ダウンシフト前後におけるプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、有段変速機６０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１２】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。
【００１３】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ。スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への制御信号。スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即 ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１４】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、中間軸３２と、モータＭＧ２の回転子と、が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００１５】
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、上述したように、回転子が中間軸３２に接続されている。
【００１６】
図１や図２に示すように、インバータ４１，４２とバッテリ５０とは、電力ライン５４によって接続されている。そして、電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。
【００１７】
図２に示すように、インバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ電力ライン５４の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。
【００１８】
インバータ４２は、インバータ４１と同様に、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。
【００１９】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。平滑コンデンサ５７の電圧を検出する電圧センサ５７ａからの電圧ＶＨ。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、インバータ４１，４２と共に電力ライン５４に接続されている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。
【００２１】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂ。バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ。バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。
【００２２】
有段変速機６０は、中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）の動力を４段に変速して駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された車軸とデファレンシャルギヤ３７を介して接続された駆動軸３６（有段変速機６０の出力軸）に伝達すると共に中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達を解除する４段変速式の変速機として構成されている。
【００２３】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。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ＳＰ。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ。ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ。車速センサ８８からの車速Ｖ。ＨＶＥＣＵ７０からは、有段変速機６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰ）としては、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などが用意されている。
【００２５】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰが走行用ポジション（ＤポジションやＲポジション）のときには、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）で走行したり、電動走行（ＥＶ走行）で走行したりする。ＨＶ走行では、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行では、エンジン２２を運転停止して走行する。
【００２６】
ＨＶ走行では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６（有段変速機６０の出力軸）に要求される要求トルクＴｏｕｔ＊（力行トルクの場合は正の値）を設定する。続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２すなわち有段変速機６０の入力軸の回転数）を駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して有段変速機６０のギヤ比Ｇｒを計算する。そして、駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を有段変速機６０のギヤ比Ｇｒで除して中間軸３２に要求される要求トルクＴｉｎ＊を計算する。さらに、中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）を乗じて中間軸３２に要求される要求パワーＰｉｎ＊を計算する。続いて、計算した要求パワーＰｉｎ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。そして、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。さらに、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。続いて、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。このＨＶ走行での走行時には、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行での走行に移行する。
【００２７】
ＥＶ走行では、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行と同様に駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊や有段変速機６０のギヤ比Ｇｒ，中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。このＥＶ走行での走行時には、ＨＶ走行での走行時と同様に計算した要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動してＨＶ走行での走行に移行する。
【００２８】
シフトポジションＳＰがＤポジションのときの有段変速機６０の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｏｕｔ＊を設定し、車速Ｖと駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊と図示しない変速マップとに基づいて有段変速機６０の目標変速段Ｇｓ＊を設定する。こうして有段変速機６０の目標変速段Ｇｓ＊を設定すると、有段変速機６０の現在の変速段と目標変速段Ｇｓ＊とが一致するときには有段変速機６０の変速段が保持されるように有段変速機６０（油圧制御装置）を制御し、有段変速機６０の現在の変速段と目標変速段Ｇｓ＊とが異なるときには、有段変速機６０の変速段が目標変速段Ｇｓ＊となるように有段変速機６０を制御する。シフトポジションＳＰがＲポジションのときの有段変速機６０の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、後進段が保持されるように有段変速機６０を制御する。
【００２９】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキペダル８５が踏み込まれて減速するときには、エンジン２２が自立運転または運転停止され、モータＭＧ２が回生駆動される。制動時におけるエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン出力停止指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する。エンジン出力停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を自立運転するかエンジン２２の運転を停止する制御を実行する。そして、ＨＶＥＣＵ７０は、ブレーキポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｏｕｔ＊（負の値）を設定する。続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して有段変速機６０のギヤ比Ｇｒを計算する。そして、駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を有段変速機６０のギヤ比Ｇｒで除して中間軸３２に要求される要求トルクＴｉｎ＊を計算する。
【００３０】
続いて、コンデンサ５７の電圧ＶＨを用いて、インバータ４１をシャットダウンできるか否かを判定するためのシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆを設定する。シャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆは、コンデンサ５７の電圧ＶＨと、インバータ４１をシャットダウン（インバータ４１の各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６を全てオフ）にしたときのモータＭＧ１の逆起電圧が電圧ＶＨと等しくなるモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との関係を予め実験や解析などにより求めておき、コンデンサ５７の電圧ＶＨが与えられると対応するモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１をシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆとして導出して、設定するものとした。つまり、シャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆは、インバータ４１をシャットダウンしたときに、モータＭＧ１の逆起電力が電力ライン５４に供給されるか否かを判定するための閾値である。
【００３１】
こうしてシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆを計算したら、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値とシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値とを比較する。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値以下であるとき、すなわち、インバータ４１をシャットダウンしたときにモータＭＧ１の逆起電圧が電圧ＶＨを超えないと判定されたときには、インバータ４１のシャットダウン指令をモータＥＣＵ４０に送信する。そして、要求トルクＴｉｎ＊をモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐに設定し、モータＭＧ２から出力可能な最小トルクＴｍｍｉｎの範囲内で要求トルクＴｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。ここで、最小トルクＴｍｍｉｎは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と電圧ＶＨと最小トルクＴｍｍｉｎとの関係を予め実験や解析などにより求めておき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と電圧ＶＨとが与えられると対応する最小トルクを導出して設定するものとした。シャットダウン指令とトルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１がシャットダウンされるようインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６を全てオフにすると共に、モータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４２のトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、インバータ４１をシャットダウンしてインバータ４１の損失を低減させている。
【００３２】
モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値を超えるとき、すなわち、モータＭＧ１の逆起電圧がコンデンサ５７の電圧ＶＨを超えると判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、要求トルクＴｉｎ＊をモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐに設定し、最小トルクＴｍｍｉｎの範囲内で要求トルクＴｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータＭＧ１の逆起電圧が電圧ＶＨを超える状態が継続することを抑制している。
【００３３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、制動時に有段変速機６０を制御する際の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される制動時変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制動時に所定時間（例えば、数１０ｍｓｅｃなど）毎に繰り返し実行される。
【００３４】
本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰや車速センサ８８からの車速Ｖ、電圧ＶＨ、有段変速機６０の現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄおよび現在のギヤ比Ｇｒ＿ｏｌｄを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。電圧ＶＨは、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。
【００３５】
続いて、ブレーキポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する（ステップＳ１１０）。そして、要求トルクＴｏｕｔ＊を有段変速機６０の現在ギヤ比Ｇｒ＿ｏｌｄで除したもの（中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊）をモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐに設定して、車速Ｖに換算係数を乗じて得られる駆動軸３６の回転数Ｎｐにギヤ比Ｇｒ＿ｏｌｄを乗じて現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄを維持した場合におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＿ｏｌｄを計算する（ステップＳ１２０）。
【００３６】
続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＿ｏｌｄとコンデンサ５７の電圧ＶＨとに制動時のモータＭＧ２の制御と同様にモータＭＧ２から出力可能な最小トルクＴｍｉｎを計算し（ステップＳ１３０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐの絶対値と最小トルクＴｍｉｎの絶対値とを比較する（ステップＳ１４０）。仮トルクＴｍ２ｔｍｐの絶対値が最小トルクＴｍｉｎの絶対値以下であるときには、有段変速機６０の変速段を現在変速段Ｇｓ＿ｏｌｄで維持しても最小トルクＴｍｉｎで制限されることなくモータＭＧ２から仮トルクＴｍ２ｔｍｐ（要求トルクＴｉｎ＊）を出力することができると判断して、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄを目標変速段Ｇｓ＊に設定して（ステップＳ１５０）、変速段が目標変速段Ｇｓ＊になるよう有段変速機６０を制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、有段変速機６０の変速段を変更することなく、モータＭＧ２から要求トルクＴｉｎ＊を出力することができ、所望の回生電力を出力することができる。
【００３７】
仮トルクＴｍ２ｔｍｐの絶対値が最小トルクＴｍｉｎの絶対値より大きいときには（ステップＳ１４０）、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄを維持するとモータＭＧ２からのトルクが最小トルクＴｍｉｎで制限されてモータＭＧ２から仮トルクＴｍ２ｔｍｐを出力できないと判断して、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄが値１より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４５）。現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄが値１であるときには、これ以上変速できない判断して、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄを目標変速段Ｇｓ＊に設定して（ステップＳ１５０）、変速段が目標変速段Ｇｓ＊になるよう有段変速機６０を制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。
【００３８】
現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄが値１より大きいときには（ステップＳ１４５）、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄより１段低い変速段を仮目標変速段Ｇｓｔｍｐに設定し（ステップＳ１６０）、仮目標変速段Ｇｓｔｍｐでのギヤ比Ｇｒｔｍｐと駆動軸３６の回転数Ｎｐとから、有段変速機６０を１段ダウンシフトをしたときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１＿ｄを計算する（ステップＳ１７０）。ダウンシフト前後におけるプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図４に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）であるリングギヤの回転数を示す。ステップＳ１７０の処理では、この共線図を用いて、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１＿ｄを計算する。
【００３９】
そして、コンデンサ５７の電圧ＶＨを用いて上述したシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆを計算し（ステップＳ１８０）、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１９０）。上述の制動時のモータＭＧ１の制御では、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値以下であるときには、インバータ４１をシャットダウンし、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値を超えるときには、値０のトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を駆動する。モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値を超えるときには、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値以下であるときと比較すると、モータＭＧ１とインバータ４１との損失がより増加して全体としてのエネルギ効率が低下する可能性がある。そのため、ステップＳ１９０の処理は、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値とシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値とを比較することにより、有段変速機６０をシフトダウンしたときにモータＭＧ１の損失の増加によるエネルギ効率の低下の可能性があるか否かを判定している。
【００４０】
モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値以下であるときには、有段変速機６０をダウンシフトしても損失がさほど増加しないと判断して、仮目標変速段Ｇｓｔｍｐを目標変速段Ｇｓ＊に設定する（ステップＳ２３０）。そして、変速段が目標変速段Ｇｓ＊になるよう有段変速機６０を制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。このように有段変速機６０をダウンシフトすることにより、有段変速機６０のギヤ比Ｇｒが大きくなり、中間軸３２へ要求される要求トルクＴｉｎ＊が小さくなる。そのため、上述した制動時のモータＭＧ２の制御において、仮トルクＴｍ２ｔｍｐが小さくなり、最小トルクＴｍｉｎで制限され難くなる。したがって、ダウンシフトしない場合と比較すると、モータＭＧ２から出力されるトルク、すなわち、回生電力をより大きくすることができる。また、このとき、上述した制動時のモータＭＧ１の制御において、モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値以下であるから、インバータ４１をシャットダウンすることになり、インバータ４１の損失を低減させることができる。よって、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００４１】
モータ回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値より大きいときには（ステップＳ１９０）、有段変速機６０をダウンシフトするとモータＭＧ１の損失が増加して全体としてのエネルギ効率が低下する可能性があると判断して、続いて、有段変速機６０をダウンシフトして値０のトルク指令Ｔｍ１＊でインバータ４１を駆動したときの損失の増加量として損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１と、有段変速機６０をダウンシフトしたときの回生電力の増加量としての電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫを計算する（ステップＳ２００）。損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１との関係を予め実験や解析などにより求めて損失増加量設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が与えられると損失増加量設定要マップから対応する損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１を導出して設定するものとした。電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫは、有段変速機６０をダウンシフトしたときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化量にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の変化量を乗じたものとした。
【００４２】
そして、損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１から電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫを減じた判定用損失ｄｌｏｓｓを計算し（ステップＳ２１０）、判定用損失ｄｌｏｓｓが値０より大きいか否かを判定する（ステップＳ２２０）。損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１から電力増加量ｄｌｏｓＢＲＫを減じたものが判定用損失ｄｌｏｓｓであることから、ステップＳ２１０の処理は、有段変速機６０をダウンシフトすると却って損失が大きくなるか否かを判定する処理となる。
【００４３】
判定用損失ｄｌｏｓｓが値０以下のとき、すなわち、有段変速機６０をダウンシフトしても損失が大きくならないときには（ステップ２２０）、仮目標変速段Ｇｓｔｍｐ（＝Ｇｓ＿ｏｌｄ−１）を目標変速段Ｇｓ＊に設定し（ステップＳ２３０）、変速段が目標変速段Ｇｓ＊になるよう有段変速機６０を制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、有段変速機６０をダウンシフトすることができる。このとき、上述の制動時のモータＭＧ１の制御では、値０のトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を駆動し、モータＭＧ１の損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１が増加するが、有段変速機６０をダウンシフトすることによるモータＭＧ２の電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫがモータＭＧ１の損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１以上となることから、バッテリ５０へ回生される電力の低下を抑制することができる。したがって、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００４４】
判定用損失ｄｌｏｓｓが値０より大きいとき、すなわち、有段変速機６０をダウンシフトすると損失が大きくなるときには（ステップ２２０）、現在の変速段Ｇｓ＿ｏｌｄを目標変速段Ｇｓ＊に設定して（ステップＳ１５０）、変速段が目標変速段Ｇｓ＊になるよう有段変速機６０を制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、有段変速機６０をダウンシフトせずに現在の変速段を維持する。これにより、モータＭＧ１の損失の増加を抑制して、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時に、仮トルクＴｍ２ｔｍｐの絶対値が最小トルクＴｍｉｎの絶対値より大きく、且つ、有段変速機６０をダウンシフトしたときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１＿ｄの絶対値がシャットダウン回転数Ｎｍ１ｒｅｆの絶対値より大きくなるときにおいて、有段変速機６０をダウンシフトすることによるモータＭＧ１の損失増加量ｄｌｏｓｓＭＧ１から有段変速機６０をダウンシフトすることによるモータＭＧ２の電力増加量ｄｌｏｓｓＢＲＫを減じた判定用損失ｄｌｏｓｓが値０以下のときには、有段変速機６０をダウンシフトし、判定用損失ｄｌｏｓｓが値０より大きいときには、有段変速機６０をダウンシフトしない。これにより、全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、有段変速機６０は、前進第１速段から前進第４速段まで形成できる４速の有段変速機６０であるものとしたが、ダウンシフトが可能なもの、すなわち、２速以上の有段変速機６０であればよいから、例えば、５速以上の有段変速機としてもよい。また、有段変速機６０に代えて無段変速機を用いるものとしてもよい
【００４７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、インバータ４１が「第１インバータ」に相当し、インバータ４２が「第２インバータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、有段変速機６０が「変速機」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とを組み合わせたものが「制御手段」に相当する。
【００４８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２０ ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２３  クランクポジションセンサ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、２９  トランスミッションケース、３０  プラネタリギヤ、３２  中間軸、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３  回転位置検出センサ、４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、５７  コンデンサ、５７ａ  電圧センサ、６０  有段変速機、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６  ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２  モータＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６  トランジスタ。
【図１】
2016199108.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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