JP2009286203A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータの高応答性を確保することで、変速をスムーズに行う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】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に好適に適用され、モータジェネレータの動作点（回転数、トルク）によって規定された制御領域に応じて、当該モータジェネレータに対する制御方式を変更する。具体的には、制御手段は、変速時において、モータジェネレータの動作点が、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、エンジンのトルクを制御する。これにより、変速時に、モータジェネレータをＰＷＭ制御方式によって適切に制御することができ、モータジェネレータの高応答性を適切に確保することが可能となる。したがって、変速をスムーズに行うことが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動源として内燃機関及びモータジェネレータを用い、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源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電動機又はモータジェネレータで補う。

このようなハイブリッド車両の一例として、例えば、特許文献１には、３つ以上の変速段を有する固定変速装置を備える、いわゆるマルチモードタイプのハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。

特開２０００−６９６１１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されたようなマルチモードタイプのハイブリッド車両においては、変速（同期係合変速）をスムーズに行うことができない場合があった。これは、例えば、モータジェネレータに対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式が適切に実行されずに、過変調制御方式や矩形波制御方式が実行されたために、モータジェネレータの望ましい応答性や精度が得られなかったからであると考えられる。

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、モータジェネレータの高応答性を確保することで、変速をスムーズに行う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。

本発明の１つの観点では、エンジン及びモータジェネレータを有し、前記モータジェネレータの動作点によって規定された制御領域に応じて、当該モータジェネレータに対する制御方式を変更するハイブリッド車両の制御装置は、変速時において、前記モータジェネレータの動作点が、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、前記エンジンのトルクを制御する制御手段を備える。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に好適に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、モータジェネレータの動作点（回転数、トルク）によって規定された制御領域に応じて、当該モータジェネレータに対する制御方式を変更する。例えば、ＰＷＭ制御方式、過変調制御方式、及び矩形波制御方式のうちのいずれかを選択して、モータジェネレータに対する制御を行う。そして、制御手段は、変速時において、モータジェネレータの動作点がＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、エンジンのトルクを制御する。これにより、変速時に、モータジェネレータをＰＷＭ制御方式によって適切に制御することができ、モータジェネレータの高応答性を適切に確保することが可能となる。したがって、変速を応答良くスムーズに行うことが可能となる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンのトルクを制御することで、前記モータジェネレータのトルクを変化させることにより、当該モータジェネレータの動作点を前記ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入れる。つまり、モータジェネレータの回転数は一意に決まるため、制御手段は、モータジェネレータのトルクがＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、エンジンのトルクの制御を行う。

上記のハイブリッド車両の制御装置において好適には、前記制御手段は、前記ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域での前記モータジェネレータの回転数に対応する上限トルクを求め、当該上限トルクから求まる前記エンジンの上限トルクに基づいて前記エンジンのトルクを制御する。

更に好適には、前記制御手段は、同期係合変速時に、前記エンジンのトルクの制御を行うことができる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に好適に適用され、モータジェネレータの動作点（回転数、トルク）によって規定された制御領域に応じて、当該モータジェネレータに対する制御方式を変更する。具体的には、制御手段は、変速時において、モータジェネレータの動作点が、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、エンジンのトルクを制御する。これにより、変速時に、モータジェネレータをＰＷＭ制御方式によって適切に制御することができ、モータジェネレータの高応答性を適切に確保することが可能となる。したがって、変速をスムーズに行うことが可能となる。

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。

［装置構成］
図１に本発明のハイブリッド車両の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、主に、エンジン（内燃機関）１０、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３０、変速装置４１、を備える。なお、以下では、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との区別をしないで用いる場合には、「モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２」とも表記する。

エンジン１０、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、は、動力分配機構３０に連結されている。エンジン１０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及び第２のモータジェネレータＭＧ２は、エンジン１０からトルクを受けて回転する場合には発電機として機能し、発電に伴う反力トルクが作用する。一方、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は、駆動力（以下「駆動トルク」と称することもある）をアシストする場合には、電力の供給を受けて電動機として機能し、出力が変速装置４１を介して駆動軸（出力軸）７０へ伝達される。

動力分配機構３０は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。具体的には、動力分配機構３０は、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１に噛み合わされた第２ピニオンギヤＣＰ１２と、この第２ピニオンギヤＣＰ１２及びリングギヤＲ１に噛み合わされた第１ピニオンギヤＣＰ１１と、第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２を自転可能かつ公転可能に支持しているキャリアＣ１とを有している。

エンジン１０は、リングギヤＲ１と連結されており、エンジン１０の出力は、リングギヤＲ１に伝達される。また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、キャリアＣ１を介して第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２と連結されており、第１ピニオンギヤＣＰ１１及び第２ピニオンギヤＣＰ１２は、入力軸３７と連結されている。つまり、第２のモータジェネレータＭＧ２は、入力軸３７とも連結されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１は、入力軸３６と連結されている。入力軸３６、３７は、変速装置４１と連結されている。

変速装置４１は、入力軸３６、３７、駆動軸７０、と連結されている。つまり、変速装置４１は、入力軸３６を介して第１のモータジェネレータＭＧ１と連結されるとともに、入力軸３７を介して第２のモータジェネレータＭＧ２と連結されている。変速装置４１は、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２と、遊星歯車機構ＹＰ２、ＹＰ３と、を備えている。具体的には、クラッチＣｔ１及び入力軸３７は、遊星歯車機構ＹＰ２と連結されており、クラッチＣｔ２及び入力軸３６は、遊星歯車機構ＹＰ３に連結されている。また、駆動軸７０は、遊星歯車機構ＹＰ２及びＹＰ３の両方に連結されている。

遊星歯車機構ＹＰ２は、リングギヤＲ２と、サンギヤＳ２と、リングギヤＲ２及びサンギヤＳ２に噛み合わされたピニオンギヤＣＰ２と、より構成されている。サンギヤＳ２は入力軸３７と連結されている。一方、遊星歯車機構ＹＰ３は、リングギヤＲ３と、サンギヤＳ３と、リングギヤＲ３及びサンギヤＳ３に噛み合わされたピニオンギヤＣＰ３と、より構成されている。サンギヤＳ３は、入力軸３６と連結されている。ピニオンギヤＣＰ２、ＣＰ３には、共通のキャリアＣ２３が連結されている。キャリアＣ２３は、駆動軸７０と連結されている。

クラッチＣｔ１は、ハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂ、Ｃｔｈｃ、及びスリーブＣｔ１ｓから構成されている。また、クラッチＣｔ２は、ハブＣｔｈｃ、Ｃｔｈｄ、Ｃｔｈｅ、及びスリーブＣｔ２ｓから構成されている。ハブＣｔｈａ〜Ｃｔｈｅは、並んで設けられており、ハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｅは、例えばケースなどに固定されている。ハブＣｔｈｂは、遊星歯車機構ＹＰ２のリングギヤＲ２と連結され、ハブＣｔｈｄは、遊星歯車機構ＹＰ３のリングギヤＲ３と連結されている。ハブＣｔｈｃは、キャリアＣ２３と直接連結されている。なお、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２は、例えばドグクラッチや多板クラッチなどにより構成される。

変速装置４１は、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２を制御することにより、１速から４速までの間で変速モードを切り換える。図１において、数字１、３は、１速及び３速の変速モードが実現されるときのスリーブＣｔ１ｓの位置を示し、数字２、４は、２速及び４速の変速モードが実現されるときのスリーブＣｔ２ｓの位置を示している。

変速装置４１は、クラッチＣｔ１が係合状態にされ、かつ、クラッチＣｔ２が解放状態にされることにより、入力軸３７と駆動軸７０とが連結され、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が駆動軸７０に伝達される変速モードとなる。このときの変速モードとしては、１速の変速モード（１速走行モード）又は３速の変速モード（３速走行モード）である。例えば、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合されることにより１速走行モードが実現され、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈｂ、Ｃｔｈｃの両方と係合されることにより３速走行モードが実現される。

また、変速装置４１は、クラッチＣｔ２が係合状態にされ、かつ、クラッチＣｔ１が解放状態にされることにより、入力軸３６と駆動軸７０とが連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が駆動軸７０に伝達される変速モードとなる。このときの変速モードとしては、２速の変速モード（２速走行モード）又は４速の変速モード（４速走行モードである。例えば、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｄ、ハブＣｔｈｅの両方と係合されることにより２速走行モードが実現され、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｃ、ハブＣｔｈｄの両方と係合されることにより４速走行モードが実現される。

ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ５０は、エンジン１０、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、クラッチＣｔ１に制御信号Ｓｉｇ５を送信することによりクラッチＣｔ１を制御し、クラッチＣｔ２に制御信号Ｓｉｇ６を送信することによりクラッチＣｔ２を制御する。具体的には、ＥＣＵ５０は、要求駆動力や車速などに基づいて変速要求があるか否かを判定し、変速要求があると判定された場合に、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の係合／解放を制御すると共に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のモータ回転数などを制御することで、１速〜４速の変速モードを切り替える変速制御を実行する。また、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の動作点（モータ回転数、モータトルク）によって規定された制御領域に応じて、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に対する制御方式を変更する。例えば、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２におけるモータ回転数及びモータトルクに基づいて、ＰＷＭ制御方式、過変調制御方式、及び矩形波制御方式のうちのいずれかを選択して、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に対する制御を行う。以上のように、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段として機能する。

［制御方法］
以下で、本実施形態に係る制御方法について具体的に説明する。

まず、本実施形態に係る制御方法の概要について、簡単に説明する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、変速時において、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２における高応答性が確保されるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、変速時（詳しくは、同期係合変速時）において、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の動作点が、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、エンジン１０のトルク（エンジントルク）を制御する。つまり、ＥＣＵ５０は、エンジントルクを変化させて、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２のモータトルクを変化させることで、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の動作点をＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入れる。こうすることで、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の高応答性を適切に確保することができ、同期係合変速をスムーズに行うことが可能となる。

なお、本明細書では、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２を用いて、変速を行うためのクラッチ機構（具体的にはクラッチＣｔ１、Ｃｔ２において１速〜４速の変速モードをそれぞれ実現するために用いる回転要素と固定要素）における回転数及び位相の少なくともいずれかの同期制御を行うことにより実現する変速を、「同期係合変速」と呼ぶ。

次に、図２乃至図４を参照して、本実施形態に係る制御方法を詳細に説明する。

図２は、一般的なハイブリッド車両の制御方法が実行された場合におけるハイブリッド車両の動作状態を示す共線図である。具体的には、図２（ａ）は、１速走行モード時における共線図を示しており、図２（ｂ）は、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の両方が係合状態にある「１＋２速」の変速モード（１＋２速走行モード）を示している。この「１＋２速走行モード」は、１速走行モードから２速走行モードへ切り替える途中の段階で実行されるモードである。また、図２（ａ）、図２（ｂ）において、上下方向は回転数を示しており（上方向が正回転に対応する）、黒丸は係合状態にあることを示している。なお、１速走行モードから２速走行モードへと変速モードを切り換える場合において、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の両方を解放状態にすると、ハイブリッド車両は、一時的であれ動力源を失ってしまうこととなる。そこで、必然的に、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の両方が係合状態にある１＋２速走行モードを経て変速モードは切り換えられることとなる。

具体的には、図２（ａ）に示すように、ハイブリッド車両が１速走行モードで走行する場合には、クラッチＣｔ１が係合状態にされ、かつ、クラッチＣｔ２が解放状態にされる。具体的には、スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合されることにより、クラッチＣｔ１が係合状態にされる。ハブＣｔｈａはケースなどに固定されているため、クラッチＣｔ１が係合状態にされると、ハブＣｔｈｂも固定され、黒丸で示すように、ハブＣｔｈｂと連結されたリングギヤＲ２の回転数は０となる。従って、キャリアＣ２３と連結された駆動軸７０の回転数は、サンギヤＳ２の回転数、即ち、入力軸３７の回転数（第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数）により一義的に決まる。

また、１速走行モードでは、第１のモータジェネレータＭＧ１は、エンジン１０のエンジントルクを受けて回転する発電機として機能し、エンジントルクに対応する反力トルクを出力する。ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の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変化させることができる。従って、１速走行モードでは無段変速モードとなっている。このとき、クラッチＣｔ１が係合状態にされることにより、入力軸３７の出力が駆動軸７０に伝達されるため、第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクは駆動トルクとして駆動軸７０に伝達される。従って、第２のモータジェネレータＭＧ２は電動機として機能する。ここで、動力分配機構３０において、エンジン１０はリングギヤＲ１と連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１はサンギヤＳ１と連結され、第２のモータジェネレータＭＧ２及び入力軸３７はキャリアＣ１と連結されているので、入力軸３７の回転数（第２のモータジェネレータＭＧ２の回転数）は、エンジン１０のエンジン回転数及び第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数により一義的に決まる。更に、ハブＣｔｈｄはリングギヤＲ３と連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１はサンギヤＳ３と連結されている。ハイブリッド車両が１速走行する場合には、クラッチＣｔ２は解放状態にされるので、リングギヤＲ３と連結されたハブＣｔｈｄの回転数は、キャリアＣ２３と連結された駆動軸７０の回転数と、サンギヤＳ３と連結された第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数と、により一義的に決まる。

一方、図２（ｂ）に示すように、１＋２速走行モードでは、クラッチＣｔ１、Ｃｔ２の両方が係合状態にある。スリーブＣｔ１ｓがハブＣｔｈａ、Ｃｔｈｂの両方と係合されることにより、クラッチＣｔ１が係合状態にされ、スリーブＣｔ２ｓがハブＣｔｈｄ、Ｃｔｈｅの両方と係合されることにより、クラッチＣｔ２が係合状態にされる。ハブＣｔｈａはケースなどに固定されているため、クラッチＣｔ１が係合状態にされると、ハブＣｔｈｂも固定され、黒丸で示すように、ハブＣｔｈｂと連結されたリングギヤＲ２の回転数は０となる。また、ハブＣｔｈｅはケースなどに固定されているため、クラッチＣｔ２が係合状態にされると、ハブＣｔｈｄも固定され、黒丸で示すように、ハブＣｔｈｄと連結されたリングギヤＲ３の回転数は０となる。そのため、サンギヤＳ３と連結された第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数と、サンギヤＳ２と連結された第２のモータジェネレータの回転数とは、キャリアＣ２３の回転数、即ち、駆動軸７０の回転数によって一義的に決まる。言い換えると、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数と、第２のモータジェネレータの回転数とは、車速に応じて一義的に決まる。

ここで、上記したように１速走行モードから１＋２速走行モードへ切り替える場合、ハブＣｔｈｂと連結されたリングギヤＲ２の回転数を速やかに０にすることが望ましいと言える（破線領域８１参照）。つまり、第１のモータジェネレータＭＧ１を用いて素早く且つ精度良く、回転位相同期制御を行うことが望ましいと言える（破線領域８２参照）。そのためには、第１のモータジェネレータＭＧ１の高応答性が確保されることが必要であると考えられる。

したがって、本実施形態では、このような変速時に、高応答性を実現可能なＰＷＭ制御方式によって第１のモータジェネレータＭＧ１の制御を行うべく、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に第１のモータジェネレータＭＧ１の動作点が入るようにエンジントルクを制御する。なお、上記では、１速走行モードから１＋２速走行モードへ変速する場合を例に挙げて説明したが、これ以外の変速時にも（１＋２速走行モードから２速走行モードなど）、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の高応答性が確保されることが望ましいので、本実施形態に係る制御が同様にして行われる。

次に、図３を参照して、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の制御方式について説明する。図３は、左から順に、ＰＷＭ制御方式、過変調制御方式、矩形波制御方式において用いられる電圧の一例を示している。具体的には、実線Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれＰＷＭ制御方式、過変調制御方式、矩形波制御方式におけるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２への供給電圧を示している。言い換えると、供給電圧におけるスイッチングのオン・オフを示している。また、太実線Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、それぞれＰＷＭ制御方式、過変調制御方式、矩形波制御方式におけるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の目標電圧（目標電流に相当する）を示している。このような制御方式は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の動作点（モータ回転数とモータトルク）によって規定された制御領域に応じて切り替えられる。なお、制御領域については、詳細は後述する。

図３に示すように、ＰＷＭ制御方式は、過変調制御方式及び矩形波制御方式と比較して、スイッチング回数が大きいことがわかる。そのため、ＰＷＭ制御方式は、過変調制御方式及び矩形波制御方式と比較して、応答性が良いと考えられる。言い換えると、過変調制御方式及び矩形波制御方式は、ＰＷＭ制御方式と比較して、応答性が悪いと言える。なお、ＰＷＭ制御方式は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２における高回転／高トルク域では実行電圧が不足する傾向にあるため、当該領域では過変調制御方式及び矩形波制御方式のいずれかを実行することが望ましいと言える。

次に、図４は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の各制御方式が実行される制御領域の一例を示している。図４は、横軸にモータ回転数を示し、縦軸にモータトルクを示している。この場合、ハッチング領域９１はＰＷＭ制御方式が実行される領域（以下、「ＰＷＭ制御領域」と呼ぶ。）を示し、ハッチング領域９２は過変調制御方式が実行される領域（以下、「過変調制御領域」と呼ぶ。）を示し、ハッチング領域９３は矩形波制御方式が実行される領域（以下、「矩形波制御領域」と呼ぶ。）を示している。また、実線９５はＰＷＭ制御領域９１における上限のモータトルクに相当し、実線９６は過変調制御領域９２における上限のモータトルクに相当し、実線９７は矩形波制御領域９３における上限のモータトルクに相当する。図示のように、低回転／低トルク域はＰＷＭ制御領域に設定されており、高回転／高トルク域は過変調制御領域若しくは矩形波制御領域に設定されている。なお、このような制御領域は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の特性に応じて予め設定され、マップとしてＥＣＵ５０内などに記憶される。また、制御領域は、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ごとに設定される。

前述したように、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、同期係合変速時に、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の制御を、高応答性を実現可能なＰＷＭ制御方式によって行うべく、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の動作点がＰＷＭ制御領域９１に入るようにエンジントルクを制御する。具体的には、モータ回転数は一意に決まるため、モータトルクがＰＷＭ制御領域９１に入るように、ＥＣＵ５０は、エンジントルクの制御を行う。つまり、エンジントルクを変化させて、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２のモータトルクを変化させることで、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の動作点をＰＷＭ制御領域９１に入れる。

このような本実施形態に係る制御によれば、変速時に、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２をＰＷＭ制御方式によって適切に制御することができ、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の高応答性を適切に確保することが可能となる。したがって、同期係合変速を応答良くスムーズに行うことが可能となる。

［制御処理］
次に、本実施形態において行われる制御処理について、具体的に説明する。

まず、図５を参照して、本実施形態に係る制御処理の基本概念について説明する。図５は、横軸にモータ回転数を示し、縦軸にモータトルクを示しており、図４に示したものと同様の制御領域９１〜９３を示している。前述したように、モータ回転数は一意に決まるので、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２におけるモータトルクがＰＷＭ制御領域９１に入るように、エンジントルクの制御を行う。より具体的には、まず、ＥＣＵ５０は、図５中の白抜き矢印で示すように、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の現在のモータ回転数Ｎｍｇから、ＰＷＭ制御領域９１での当該モータ回転数Ｎｍｇに対応する上限トルクＴｍｇｌｉｍ（以下、「ＭＧ上限トルク」と呼ぶ。）を求める。

そして、ＥＣＵ５０は、求められたＭＧ上限トルクＴｍｇｌｉｍに基づいて、エンジン１０の上限トルク（以下、「エンジン上限トルク」と呼ぶ。）を求め、当該エンジン上限トルクに基づいてエンジン１０に対する制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、ＰＷＭ制御方式にて現在制御中であるか否かなどを考慮に入れて、エンジン上限トルクを補正するための値（以下、「エンジン上限トルク補正項」と呼ぶ。）を求め、当該エンジン上限トルク補正項によって補正を行うことでエンジン上限トルクを求める。そして、ＥＣＵ５０は、このように得られたエンジン上限トルクに基づいてエンジントルクを制御する。具体的には、エンジン上限トルクによってエンジントルクを制限する。

図６は、本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、ハイブリッド車両における動作状態（運転状態）などに基づいて、同期係合変速中であるか否かを判定する。同期係合変速中である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、同期係合変速中でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２における現在のモータ回転数Ｎｍｇから、当該モータジェネレータのＭＧ上限トルクＴｍｇｌｉｍを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図５に示すような制御領域９１〜９３が設定されたマップを参照して、現在のモータ回転数Ｎｍｇに対応するＰＷＭ制御領域９１でのＭＧ上限トルクＴｍｇｌｉｍを求める。なお、図６では、このような処理を「Ｔｍｇｌｉｍ←ｍａｐ＿ｌｉｍ（Ｎｍｇ）」と表現している。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２で算出されたＭＧ上限トルクＴｍｇｌｉｍに対応するエンジン上限トルクＴｅｌｉｍを算出する。具体的には、ＭＧ上限トルクＴｍｇｌｉｍに対してギヤ比Ｇｒ＿ｒａｔｉｏを積算することで、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍを算出する。このギヤ比Ｇｒ＿ｒａｔｉｏは、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２における軸とエンジン１０の軸との間におけるギヤ比に相当する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍを補正するために用いるエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを決定するために、ＰＷＭ制御方式で現在制御中であるか否かの判定を行う。ＰＷＭ制御方式で制御中である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合には、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍを大きく補正する必要はないと考えられるため、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊの減算を行う（ステップＳ１０５）。つまり、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを減少させる。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊ（前回の処理にて決定された値）から、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを補正するための補正項補正値αを減算する。そして、ＥＣＵ５０は、このような演算により得られた値を、新たなエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊとして設定する。この後、処理はステップＳ１０７に進む。

これに対して、ＰＷＭ制御方式で制御中でない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍを比較的大きく補正すべきと考えられるため、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊの加算を行う（ステップＳ１０６）。つまり、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを増大させる。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊ（前回の処理にて決定された値）に対して、補正項補正値αを加算する。そして、ＥＣＵ５０は、このような演算により得られた値を、新たなエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊとして設定する。この後、処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５若しくはステップＳ１０６の処理で補正されたエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊに対して、上限値ガードを施す。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊが、０以上で且つエンジン上限トルク補正項上限値β以下となるように更に補正を行う。つまり、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊが０未満である場合には、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを０に補正し、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊがエンジン上限トルク補正項上限値βよりも大きい場合には、エンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊをエンジン上限トルク補正項上限値βに補正する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０３で算出されたエンジン上限トルクＴｅｌｉｍを、ステップＳ１０７で得られえたエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊによって補正する。具体的には、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍからエンジン上限トルク補正項Ｔｅｌｉｍａｄｊを減算した値を、新たなエンジン上限トルクＴｅｌｉｍとして設定する。そして、処理は当該フローを抜ける。

なお、この後、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０８で得られたエンジン上限トルクＴｅｌｉｍに基づいて、エンジントルクの制御を行う。具体的には、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍによってエンジントルクを制限する。例えば、ＥＣＵ５０は、エンジン上限トルクＴｅｌｉｍを考慮に入れて、エンジン１０の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度や点火時期などを調整することで、エンジントルクの制御を行う。

このような制御処理によれば、変速時に、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２をＰＷＭ制御方式によって適切に制御することができ、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の高応答性を適切に確保することが可能となる。したがって、変速時に同期係合変速を応答良くスムーズに行うことが可能となる。

［変形例］
本発明は、図１に示したようなハイブリッド車両への適用に限定はされない。本発明は、図７に示すようなハイブリッド車両に対しても適用可能である。

図７は、変形例に係るハイブリッド車両の模式図である。なお、図７において、図１に示したものと同じ構成要素については、同じ符号を付して示すこととし、説明を省略する。

図７に示すハイブリッド車両は、エンジン１０と、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、動力分配機構３０と、クラッチＣＬと、変速装置４１０と、を備えている。エンジン１０は動力分配機構３０のリングギヤＲ１に連結され、第１のモータジェネレータＭＧ１はクラッチＣＬを介して動力分配機構３０のサンギヤＳ１に連結され、第２のモータジェネレータＭＧ２は動力分配機構３０のキャリアＣ１に連結されている。変速装置４１０は、第１のモータジェネレータと動力分配機構３０との間に設けられ、第２のモータジェネレータＭＧ２と連結されている。

変速装置４１０は、１速ギヤ５１０と、２速ギヤ５２０と、３速ギヤ５３０と、４速ギヤ５４０と、を備えている。また、変速装置４１０は、クラッチ機構として、クラッチＣ４と、クラッチＣ５と、を備えている。クラッチＣ４は、クラッチ板４２０と、１速ギヤ５１０及び３速ギヤ５３０のそれぞれと連結されたクラッチ板と、を供えている。クラッチＣ５は、クラッチ板４３０と、２速ギヤ５２０及び４速ギヤ５４０のぞれぞれと連結されたクラッチ板と、を備えている。ここで、クラッチ板４２０、４３０は、駆動軸７０と連結されており、両端矢印の方向にストロークすることができる。クラッチ板４２０がストロークすることにより、１速ギヤ５１０又は３速ギヤ５３０と、駆動軸７０とが接続される。これにより、クラッチＣ４は係合状態となり、１速ギヤ５１０又は３速ギヤ５３０を介して、第２のモータジェネレータＭＧ２の出力が駆動軸７０に伝達される。クラッチ板４３０がストロークすることにより、２速ギヤ５２０又は４速ギヤ５４０と、駆動軸７０とが接続される。これにより、クラッチＣ５は係合状態となり、２速ギヤ５２０又は４速ギヤ５４０を介して、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が駆動軸７０に伝達される。従って、クラッチＣ４、Ｃ５が制御されることにより、変速モードの切り換えが行われる。変速モードの切り換えが行われる際には、変速装置４１０は、先に述べた実施形態と同様、基本的には、クラッチＣ４、Ｃ５の両方が同期係合状態となる変速モードを経る。つまり、同期係合変速を行う。

したがって、このような変形例に係るハイブリッド車両においても、本発明を好適に適用することができる。即ち、同期係合変速時に、エンジン１０の反力トルクが作用するモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の動作点がＰＷＭ制御領域９１に入るように、エンジントルクを制御する。これによっても、モータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２の高応答性を適切に確保することができ、同期係合変速をスムーズに行うことが可能となる。

なお、本発明は、図１及び図７に示すようなハイブリッド車両への適用に限定はされない。言い換えると、マルチモードタイプのハイブリッド車両への適用に限定はされない。例えば、無段変速モードと固定変速比モードとの少なくとも２つのモードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両に対しても、本発明を同様に適用することができる。これによっても、変速時（上記モードの切り替え時）にモータジェネレータの高応答性を確保することができ、スムーズに変速を行うことが可能となる。

本実施形態に係るハイブリッド車両の模式図である。 一般的なハイブリッド車両の動作状態を示す共線図の一例である。 モータジェネレータの制御方式を説明するための図である。 モータジェネレータの各制御方式が実行される制御領域の具体例を示す。 本実施形態に係る制御処理の基本概念を説明するための図である。 本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。 変形例に係るハイブリッド車両の模式図である。

符号の説明

１０ エンジン
３０ 動力分配機構
４１ 変速装置
５０ ＥＣＵ
７０ 駆動軸
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ
Ｃｔ１、Ｃｔ２ クラッチ

Claims (4)

1. エンジン及びモータジェネレータを有し、前記モータジェネレータの動作点によって規定された制御領域に応じて、当該モータジェネレータに対する制御方式を変更するハイブリッド車両の制御装置であって、
   変速時において、前記モータジェネレータの動作点が、ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入るように、前記エンジンのトルクを制御する制御手段を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記エンジンのトルクを制御することで、前記モータジェネレータのトルクを変化させることにより、当該モータジェネレータの動作点を前記ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域に入れる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記ＰＷＭ制御方式が行われる制御領域での前記モータジェネレータの回転数に対応する上限トルクを求め、当該上限トルクから求まる前記エンジンの上限トルクに基づいて前記エンジンのトルクを制御する請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、同期係合変速時に、前記エンジンのトルクの制御を行う請求項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。

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