JP2015205547A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセル開度が所定開度以上かつ車速が値０を含む所定車速以下のときに、モータやインバータの温度上昇の抑制と走行性の向上との両立をより適正に図る。
【解決手段】車両状態（シフトポジションＳＰや退避走行時か否かなど）に応じたモータ温度ｔｍ２やインバータ温度ｔｉ２やバッテリ蓄電割合ＳＯＣの条件（置換条件）が成立するときには（Ｓ１３０，Ｓ１５０，Ｓ２１０）、車両状態に応じてモータのトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍを設定し（Ｓ１４０，Ｓ１７０，Ｓ１８０，Ｓ２２０）、モータのトルク（駆動トルク）のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに対する超過分をブレーキ装置のトルク（制動トルク）に置き換える（Ｓ１９０，Ｓ２３０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置に関し、詳しくは、エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に回転軸が接続された第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、車両に制動力を付与可能な制動力付与装置と、を備えるハイブリッド自動車の制御装置に関する。

従来、自動車の制御装置としては、アクセル開度が所定値以上で車速がゼロ程度のときに、動力源としてのインホイールモータが過熱しやすい状況であると判断して、ブレーキ操作とは無関係にブレーキ装置により車輪を制動させる保護ブレーキを作動させた後にインホイールモータの電流を値０にするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、このようにしてインホイールモータの駆動力を制動力に置き換えることにより、インホイールモータの温度上昇を抑制している。

特開２０１１−１６６９９６号公報

上述の自動車の制御装置では、アクセル開度が所定値以上で車速がゼロ程度のときには、インホイールモータの駆動力の全てを制動力に置き換えていることから、この状態からアクセルペダルが更に踏み込まれて発進するときに若干のモタツキを運転者に感じさせることがある。これを踏まえて、インホイールモータの駆動力を値０以外の所定値に制限すると共にその制限分を制動力に置き換えることが考えられるが、そのときの車両状態（シフトポジションなど）によっては、その所定値が適正とはならない可能性がある。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、アクセル開度が所定開度以上かつ車速が値０を含む所定車速以下のときに、モータやインバータの温度上昇の抑制と走行性の向上との両立をより適正に図ることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、
エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続された第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、車両に制動力を付与可能な制動力付与装置と、を備えるハイブリッド自動車の制御装置であって、
アクセル開度が所定開度以上かつ車速が値０を含む所定車速以下のときにおいて、車両状態に応じた前記第２モータの温度または前記第２インバータの温度または前記バッテリの蓄電割合の条件が成立しているときには、前記車両状態に応じて前記第２モータのトルク制限を設定し、前記第２モータに要求される要求モータトルクの前記トルク制限に対する超過分を前記制動力付与装置による制動力に置き換える、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車の制御装置では、アクセル開度が所定開度以上かつ車速が値０を含む所定車速以下のとき（以下、アクセルホールド時という）において、車両状態に応じた第２モータの温度または第２インバータの温度またはバッテリの蓄電割合の条件が成立しているときには、車両状態に応じて第２モータのトルク制限を設定し、第２モータに要求される要求モータトルクのトルク制限に対する超過分を制動力付与装置による制動力に置き換える。これにより、アクセルホールド時において、車両状態に応じた条件の成立時に、車両状態に応じたトルク制限に対する要求モータトルクの超過分を制動力付与装置による制動力に置き換えることができる。この結果、車両状態に応じて、アクセルホールド時のモータやインバータの温度上昇の抑制とアクセルホールドが解消された後の走行性の向上との両立をより適正に図ることができる。ここで、「車両状態」としては、シフトポジション，シフトポジションが後進走行用ポジションのときにおいてエンジンが負荷運転されているか否か，退避走行時か否か，退避走行時においてエンジンや第１モータを駆動停止して第２モータだけを駆動するモードか第２モータを駆動停止してエンジンおよび第１モータを駆動するモードかなどを考えることができる。

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。 アクセルホールド時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 後進時にエンジン２２を負荷運転する際のプラネタリギヤ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の一例を示す説明図である。 アクセル開度Ａｃｃとアクセルホールド判定とモータＭＧ２の温度ｔｍ２とモータＭＧ２のトルクＴｍ２とブレーキ装置９０のトルクＴｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。

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。

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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに機械的な制動力を付与可能なブレーキ装置９０と、車両全体を制御する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。

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を介して入力されており、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。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

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おり、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子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、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。

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。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、図示しない電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

ブレーキ装置９０は、ブレーキペダル８５の踏み込みにより加圧されるマスタシリンダ９２と、駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄのブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄへの油圧を調整するブレーキアクチュエータ９４と、ブレーキアクチュエータ９４を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９８と、を備える。

ブレーキアクチュエータ９４は、マスタシリンダ９２の圧力と車速Ｖとに応じて車両に作用させる制動力のうちブレーキの分担分に応じた制動力が駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みとは無関係に、制動力が駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄへの油圧を調整したりすることができるように構成されている。

ブレーキＥＣＵ９８には、マスタシリンダ９２に取り付けられた図示しない圧力センサにより検出されるマスタシリンダ圧（ブレーキ踏力Ｆｂ）や駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速，図示しない操舵角センサからの操舵角などが入力ポートを介して入力されており、ブレーキＥＣＵ９８からはブレーキアクチュエータ９４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ９８は、車輪速センサからの駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄの車輪速や操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄのいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキ装置機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３８ａ，３８ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。

ＨＶＥＣＵ７０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ＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ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などが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９８と通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９８と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。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）などがある。

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、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モードや、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モードで走行する。

ハイブリッド走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となりながら要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，ブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ブレーキトルク指令Ｔｂ＊に送信する。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＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン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＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。さらに、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９８は、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊が負の値のとき（値０でないとき）に、ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄによる制動力が駆動軸３６に換算したときにブレーキトルク指令Ｔｂ＊に相当するトルクとなるようブレーキアクチュエータ９４を駆動制御する。このＨＶ走行での走行時には、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがバッテリ５０の強制充電を必要とする閾値Ｓｃｈ（例えば４０％など）より大きく要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ（例えば数ｋＷなど）未満に至ったときなどに、エンジン２２の停止条件が成立したと判定して、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。

電動走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、ハイブリッド走行モードと同様に要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となりながら要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊やブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してモータＥＣＵ４０やブレーキトルク指令Ｔｂ＊に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）を制御する。また、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９８は、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊に基づいてブレーキアクチュエータ９４を制御する。この電動走行モードでの走行時には、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｃｈ以下のときや、ハイブリッド走行モードでの走行時と同様に計算した要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐよりマージンだけ大きな始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどに、エンジン２２の始動条件が成立したと判定して、エンジン２２を始動してハイブリッド走行モードでの走行に移行する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかが故障したときなどには、エンジン２２を運転停止すると共にインバータ４１をゲート遮断（モータＭＧ１を駆動停止）してモータＭＧ２からの動力だけを駆動軸３６に出力する退避用電動走行モードや、インバータ４２をゲート遮断して（モータＭＧ２を駆動停止して）エンジン２２の運転とモータＭＧ１の駆動とによって駆動軸３６に動力を出力する退避用直行走行モードで走行する。退避用電動走行モードは、エンジン２２やモータＭＧ１の故障時などに選択され、上述の電動走行モードと同様にモータＭＧ２（インバータ４２）やブレーキアクチュエータ９４を制御する。退避用直行走行モードは、モータＭＧ２の故障時などに選択され、バッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となりながら要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊（所定回転数）や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊，ブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１（インバータ４１）とブレーキアクチュエータ９４とを制御する。

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、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ（例えば、３０％や４０％など）以上で且つ車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ（例えば、１ｋｍ／ｈや２ｋｍ／ｈなど）以下であるいわゆるアクセルホールド時の動作について説明する。なお、このときには、モータＭＧ２の特定の相に電流が集中して流れることから、モータＭＧ２やインバータ４２の温度が上昇しやすい。図２は、アクセルホールド時処理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、アクセルホールド時に、上述の駆動制御と並行して、繰り返し実行される。

アクセルホールド時処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや、図示しない温度センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の温度ｔｍ１，ｔｍ２，図示しない温度センサからのインバータ４１，４２の温度ｔｉ１，ｔｉ２，図示しない電流センサからのバッテリ５０の充放電電流Ｉｂに基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算されたバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣなどのデータを入力し（ステップＳ１００）、退避走行時でないか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

退避走行時でないと判定されたときには、シフトポジションＳＰを調べ（ステップＳ１２０）、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、モータＭＧ２のトルク（駆動トルク）の一部をブレーキ装置９０の制動力（制動トルク）に置き換えるモータブレーキ置換処理を行なう置換条件（いま、退避走行時でなく且つシフトポジションＳＰがＤポジションである通常前進時を考えているから、通常前進時の置換条件）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この判定は、モータＭＧ２の温度ｔｍ２を閾値ｔｍｒｅｆ１（例えば１４０℃など）と比較すると共にインバータ４２の温度ｔｉ２を閾値ｔｉｒｅｆ１（例えば９０℃など）と比較する、ことにより行なうものとした。ここで、閾値ｔｍｒｅｆ１や閾値ｔｉｒｅｆ１，後述の閾値ｔｍｒｅｆ２や閾値ｔｉｒｅｆ２，閾値ｔｍｒｅｆ３，閾値ｔｉｒｅｆ３は、モータＭＧ２やインバータ４２の過熱を判定する温度（例えばモータＭＧ２は１８０℃など、インバータ４２は１２０℃など）よりある程度低い温度を用いることができる。なお、モータＭＧ２やインバータ４２の過熱が判定されると、これらを保護するために、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の大きさが、上述の駆動制御によって設定した値に拘わらず非常に小さな値（後述のＴ１〜Ｔ４より小さな値）に制限される。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ１未満で且つインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ１未満のときには、通常前進時の置換条件は成立していないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、上述の駆動制御によって設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊（以下、それぞれ基本目標回転数Ｎｅｔｍｐ，基本目標トルクＴｅｔｍｐ，基本トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐ，Ｔｍ２ｔｍｐと称することがある）に基づいてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）を制御する。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ１以上のときやインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ１以上のときには、通常前進時の置換条件が成立していると判断し、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに所定値Ｔ１（例えば８０Ｎｍなど）を設定し（ステップＳ１４０）、設定したトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍを用いて、モータＭＧ２のトルク（駆動トルク）の一部をブレーキ装置９０の制動力（制動トルク）に置き換えるモータブレーキ置換処理を行なって（ステップ１９０）、本ルーチンを終了する。これにより、登坂路で前進時にアクセルホールドとなったときに、モータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇やモータＭＧ２での電力消費（バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下）を抑制しつつ車両のずり下がりを抑制することができる。

ここで、モータブレーキ置換処理は、基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐが正の値のとき（前進時）には、基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐを正側のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍで上限ガードしてトルク指令Ｔｍ２＊を再設定すると共に基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐのトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに対する超過分（Ｔｍ２ｔｍｐ−Ｔｍ２ｌｉｍ）をブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定し、基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐが負の値のとき（後進時）には、基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐを負側のトルク制限（−Ｔｍ２ｌｉｍ）で下限ガードしてトルク指令Ｔｍ２＊を再設定すると共に基本トルク指令Ｔｍ２ｔｍｐのトルク制限（−Ｔｍ２ｌｉｍ）に対する超過分（Ｔｍ２ｔｍｐ＋Ｔｍ２ｌｉｍ）をブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定する、ことにより行なうものとした。こうしたモータブレーキ置換処理を行なう場合、エンジン２２やモータＭＧ１については上述の基本目標回転数Ｎｅｔｍｐ，基本目標トルクＴｅｔｍｐ，基本トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐに基づいて制御し、モータＭＧ２についてはモータブレーキ置換処理により再設定したトルク指令Ｔｍ２＊に基づいて制御し、ブレーキ装置９０についてはモータブレーキ置換処理により設定したブレーキトルク指令Ｔｂ＊に基づいて制御することになる。

なお、こうしてモータブレーキ置換処理を行なうと、その後に、置換条件が成立しなくなったときやアクセルペダル８３が更に踏み込まれてアクセルホールドでなくなったときに、ブレーキ装置９０の制動力をモータＭＧ２のトルクに置き換える（戻す）ブレーキモータ置換処理を行なう。ここで、モータブレーキ置換処理を開始する際の置換条件とモータブレーキ置換処理を解除する（ブレーキモータ置換処理を行なう）際の置換条件とは、同一としてもよいし、マージン（ヒステリシス）を設けるものとしてもよい。

ステップＳ１２０でシフトポジションＳＰがＲポジションのときには、退避走行時でなく且つシフトポジションＳＰがＲポジションである通常後進時の置換条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。この判定は、モータＭＧ２の温度ｔｍ２を閾値ｔｍｒｅｆ１より低い閾値ｔｍｒｅｆ２（例えば１２０℃など）と比較すると共にインバータ４２の温度ｔｉ２を閾値ｔｉｒｅｆ１より低い閾値ｔｉｒｅｆ２（例えば８０℃など）と比較すると共にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを上述の閾値Ｓｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆ２（例えば４５％など）と比較する，ことにより行なうものとした。なお、閾値ｔｍｒｅｆ２や閾値ｔｉｒｅｆ２の詳細については後述する。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ２未満で且つインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ２未満で且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２より大きいときには、通常後進時の置換条件は成立していないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ２以上のときやインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ２以上のとき，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２以下のときには、通常後進時の置換条件が成立していると判断し、エンジン２２が負荷運転されている（ハイブリッド走行モード）か自立運転や運転停止されている（電動走行モード）かを判定する（ステップＳ１６０）。そして、エンジン２２が自立運転や運転停止されているときには、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに所定値Ｔ１より小さい所定値Ｔ２（例えば５０Ｎｍなど）を設定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２が負荷運転されているときには、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに所定値Ｔ２より小さより小さい所定値Ｔ３（例えば２５Ｎｍなど）を設定し（ステップＳ１８０）、設定したトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍを用いてモータブレーキ置換処理を行なって（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。これにより、登坂路で後進時にアクセルホールドとなったときに、モータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇やモータＭＧ２での電力消費（バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下）を抑制しつつ車両のずり下がりを抑制することができる。

ここで、閾値ｔｍｒｅｆ１，ｔｍｒｅｆ２の関係や閾値ｔｉｒｅｆ１，ｔｉｒｅｆ２の関係，所定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の関係について説明する。図３は、後進時にエンジン２２を負荷運転する際のプラネタリギヤ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の一例を示す説明図である。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であるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１（エンジン２２）から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（直行トルク）と、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクとを示す。図３から分かるように、後進時には、エンジン２２を負荷運転すると、直行トルク（前進走行用のトルク）が駆動軸３６に作用して駆動軸３６に出力される後進走行用のトルクを小さくする。このため、登坂性能は、ハイブリッド走行モードでの前進時，電動走行モードでの前進時や後進時，ハイブリッド走行モードでの後進時の順に低下する。実施例では、これを考慮して、登坂性能が低いほど、アクセルホールド時のモータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇をより抑制して、アクセルペダル８３が踏み込まれてアクセルホールドが解消した後のモータＭＧ２やインバータ４２の過熱に基づくモータＭＧ２の駆動制限に起因する車両のずり下がり（登坂性能の低下）を抑制するために、「ｔｍｒｅｆ１＞ｔｍｒｅｆ２」，「ｔｉｒｅｆ１＞ｔｉｒｅｆ２」を満たすように閾値ｔｍｒｅｆ１，ｔｍｒｅｆ２や閾値ｔｉｒｅｆ１，ｔｉｒｅｆ２を定めると共に、「Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３」を満たすように所定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を定めるものとした。これにより、登坂路で後進時にアクセルホールドからアクセルペダル８３が更に踏み込まれたときの発進性をより向上させることができる。

ステップＳ１１０で退避走行時であると判定されたときには、退避用ＥＶ（電動走行）モードか退避用直交走行モードかを判定し（ステップＳ２００）、退避用電動走行モードであると判定されたときには、退避用電動走行モードでの置換条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、モータＭＧ２の温度ｔｍ２を閾値ｔｍｒｅｆ１や閾値ｔｍｒｅｆ２より低い閾値ｔｍｒｅｆ３（例えば１００℃など）と比較すると共にインバータ４２の温度ｔｉ２を閾値ｔｉｒｅｆ１や閾値ｔｉｒｅｆ２より低い閾値ｔｉｒｅｆ３（例えば７０℃など）と比較すると共にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ２より大きい閾値Ｓｒｅｆ３（例えば５０％など）と比較する、ことにより行なうものとした。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ３未満で且つインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ３未満で且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ３より大きいときには、退避用電動走行モードでの置換条件は成立していないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。

モータＭＧ２の温度ｔｍ２が閾値ｔｍｒｅｆ３以上のときやインバータ４２の温度ｔｉ２が閾値ｔｉｒｅｆ３以上のとき，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ３以下のときには、退避用電動走行モードでの置換条件が成立していると判断し、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに所定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３より小さい所定値Ｔ４（例えば１０Ｎｍなど）を設定し（ステップＳ２２０）、ステップＳ１９０の処理と同様に、設定したトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍを用いてモータブレーキ置換処理を行なって（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。これにより、登坂路で退避用電動走行モードでアクセルホールドとなったときに、モータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇やモータＭＧ２での電力消費（バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下）を抑制しつつ車両のずり下がりを抑制することができる。

ここで、閾値ｔｍｒｅｆ３や閾値ｔｉｒｅｆ３，閾値Ｓｒｅｆ３，所定値Ｔ４について説明する。退避用電動走行モードでのアクセルホールド時には、エンジン２２を運転停止しているから、これによるバッテリ５０の充電を行なうことができない。これを考慮して、実施例では、モータＭＧ２での電力消費（バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下）を抑制するために、閾値ｔｍｒｅｆ３を閾値ｔｍｒｅｆ１や閾値ｔｍｒｅｆ２より小さな値とすると共に閾値ｔｉｒｅｆ３を閾値ｔｉｒｅｆ１や閾値ｔｉｒｅｆ２より小さな値とすると共に閾値Ｓｒｅｆ３を閾値Ｓｒｅｆ２より大きな値とし（置換条件が成立しやすくなるようにし）、所定値Ｔ４を所定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３より小さな値とするものとした。これにより、アクセルホールドが解消した後の走行可能距離を長くすることができる。

ステップＳ２００で退避用直行走行モードであると判定されたときには、退避用直行走行モードで直行トルク（駆動トルク）の一部をブレーキ装置９０の制動力（制動トルク）に置き換える置換条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２４０）。この判定は、モータＭＧ１の温度ｔｍ１を閾値ｔｍｒｅｆ４（例えば１００℃など）と比較すると共にインバータ４１の温度ｔｉ１を閾値ｔｉｒｅｆ４（例えば７０℃など）と比較すると共にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ４（例えば７０％など）と比較する、ことにより行なうものとした。ここで、閾値ｔｍｒｅｆ４や閾値ｔｉｒｅｆ４は、モータＭＧ１やインバータ４１の過熱を判定する温度（例えばモータＭＧ１は１８０℃など、インバータ４１は１２０℃など）よりある程度低い温度を用いることができる。なお、モータＭＧ１やインバータ４１の過熱が判定されると、これらを保護するために、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊およびエンジン２２の目標トルクＴｅ＊の大きさが、上述の駆動制御によって設定した値に拘わらず非常に小さな値に制限される。また、閾値Ｓｒｅｆ３は、バッテリ５０が過充電となる蓄電割合（例えば９０％や９５％など）よりある程度低い値を用いることができる。これは、退避用直行走行モードでは、エンジン２２からの動力の出力とモータＭＧ１による発電とによって駆動軸３６に動力を出力することによってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが時間の経過に従って上昇するためである。

モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔｍｒｅｆ４未満で且つインバータ４１の温度ｔｉ１が閾値ｔｉｒｅｆ４未満で且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ４未満のときには、退避用直行走行モードでの置換条件は成立していないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。

モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔｍｒｅｆ４以上のときやインバータ４１の温度ｔｉ１が閾値ｔｉｒｅｆ４以上のとき，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ４以上のときには、退避用直行走行モードでの置換条件が成立していると判断し、エンジン２２のトルク制限Ｔｅｌｉｍに所定値Ｔ５（例えば数十Ｎｍなど）を設定し（ステップＳ２５０）、設定したトルク制限Ｔｅｌｉｍを用いて直行トルク（駆動トルク）の一部をブレーキ装置９０の制動力（制動トルク）に置き換えるエンジンブレーキ置換処理を行なって（ステップ２６０）、本ルーチンを終了する。これにより、登坂路で退避用直行走行モードでアクセルホールドとなったときに、モータＭＧ１やインバータ４１の温度上昇やモータＭＧ１による発電（バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの上昇）を抑制しつつ車両のずり下がりを抑制することができる。

ここで、エンジンブレーキ置換処理は、基本目標トルクＴｅｔｍｐをトルク制限Ｔｅｌｉｍで上限ガードして目標トルクＴｅ＊を再設定すると共にこの目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再設定し更に基本目標トルクＴｅｔｍｐのトルク制限Ｔｅｌｉｍに対する超過分（Ｔｅ−Ｔｅｌｉｍ）を駆動軸３６に換算した値（Ｔｅ−Ｔｅｌｉｍ）／（１＋ρ）をブレーキ装置９０のブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定する、ことにより行なうものとした。いま、退避用直行走行モードのときを考えているから、エンジンブレーキ置換処理を行なう場合には、エンジン２２については、基本目標回転数Ｎｅｔｍｐ（所定回転数）とエンジンブレーキ置換処理により再設定した目標トルクＴｅ＊とに基づいて制御し、モータＭＧ１については、エンジンブレーキ置換処理により再設定したトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて制御し、ブレーキ装置９０についてはモータブレーキ置換処理により設定したブレーキトルク指令Ｔｂ＊に基づいて制御することになる。

なお、こうしてエンジンブレーキ置換処理を行なうと、その後に、置換条件が成立しなくなったときやアクセルペダル８３が更に踏み込まれてアクセルホールドでなくなったときに、ブレーキ装置９０の制動力をエンジン２２やモータＭＧ１のトルクに置き換える（戻す）ブレーキエンジン置換処理を行なう。ここで、エンジンブレーキ置換処理を開始する際の置換条件とエンジンブレーキ置換処理を解除する（ブレーキエンジン置換処理を行なう）際の置換条件とは、同一としてもよいし、マージン（ヒステリシス）を設けるものとしてもよい。

図４は、アクセル開度Ａｃｃとアクセルホールド判定とモータＭＧ２の温度ｔｍ２とモータＭＧ２のトルクＴｍ２とブレーキ装置９０のトルクＴｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、閾値ｔｍｒｅｆは、走行状態（シフトポジションＳＰや退避走行時か否かなど）に応じた閾値ｔｍｒｅｆ１〜ｔｍｒｅｆ３を意味する。図示するように、時刻ｔ１でアクセルホールド判定がなされると、モータＭＧ２の温度ｔｍ２と閾値ｔｍｒｅｆとの比較などによってモータブレーキ置換処理を行なうための条件が成立しているか否かを判定し、条件が成立しているときには、モータブレーキ置換処理として、モータＭＧ２のトルクＴｍ２を所定値Ｔ１〜Ｔ４のうち走行状態に応じた値に制限すると共にその制限分をブレーキ装置９０のトルクＴｂに置き換える。そして、その後に、時刻ｔ２にアクセルペダル８３が更に踏み込まれてアクセルホールド判定が解除になると、ブレーキ装置９０のトルクＴｂをモータＭＧ２のトルクＴｍ２に置き換えて走行を行なう。これにより、車両状態に応じて、アクセルホールド時のモータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇の抑制とアクセルホールドが解消された後の走行性の向上との両立をより適正に図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０の制御装置によれば、車両状態（シフトポジションＳＰや退避走行時か否かなど）に応じたモータＭＧ２の温度ｔｍ２やインバータ４２の温度ｔｉ２やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの条件（置換条件）が成立するときには、車両状態に応じてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍを設定し、モータＭＧ２のトルク（駆動トルク）のトルク制限Ｔｍ２ｌｉｍに対する超過分をブレーキ装置９０のトルク（制動トルク）に置き換えるから、車両状態に応じて、アクセルホールド時のモータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇の抑制とアクセルホールドが解消された後の走行性の向上との両立をより適正に図ることができる。

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モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、マスタシリンダ９２やブレーキアクチュエータ９４，ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄが「制動力付与装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ＨＶＥＣＵ７０，ブレーキＥＣＵ９８が「制御装置」に関する。

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。

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。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

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）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３８ｃ，３８ｄ 従動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、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 アクセル開度センサ、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、９０ ブレーキ装置、９２ マスタシリンダ、９４ ブレーキアクチュエータ、９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、９８ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続された第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、車両に制動力を付与可能な制動力付与装置と、を備えるハイブリッド自動車の制御装置であって、
   アクセル開度が所定開度以上かつ車速が値０を含む所定車速以下のときにおいて、車両状態に応じた前記第２モータの温度または前記第２インバータの温度または前記バッテリの蓄電割合の条件が成立しているときには、前記車両状態に応じて前記第２モータのトルク制限を設定し、前記第２モータに要求される要求モータトルクの前記トルク制限に対する超過分を前記制動力付与装置による制動力に置き換える、
   ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。

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