JP2016130082A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータＭＧ１を使用して制動時の回生エネルギーの回収量を増加させる。
【解決手段】ハイブリッド車両１は、エンジン１００とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とを第１状態と第２状態とに制御する制御装置２００とを備える。第１状態は、エンジン１００の運転停止中において、モータジェネレータＭＧ２で回生制動力を発生させるとともに、モータジェネレータＭＧ１では制動力を発生させない状態である。第２状態は、エンジン１００の運転停止中において、モータジェネレータＭＧ２で回生制動力を発生させるとともに、モータジェネレータＭＧ１でも回生制動力を発生させる状態である。制御装置２００は、第２状態では、第１状態よりも、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように電動ＶＶＴ装置４００を作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動で吸気バルブの開弁タイミングが変更可能なエンジンと回転電機と駆動輪とが連結される動力分割装置を備えたハイブリッド車両の制御に関する。

従来、ハイブリッド車両として、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輪とに連結される遊星歯車機構と、駆動輪に連結される第２モータジェネレータとを備えるものが公知である。

このようなハイブリッド車両として、たとえば、特開２０１１−２３５６９４号公報（特許文献１）には、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）やモータジェネレータの定格などにより発電トルクが制限される場合に、エンジンの出力を制限することによってモータジェネレータの過回転を防止する技術が開示される。

特開２０１１−２３５６９４号公報

上記のような２つのモータジェネレータを有するハイブリッド車両では、制動時には駆動輪に連結される第２モータジェネレータによって回生トルクを発生させエネルギーをバッテリに回収させる。しかし、要求制動力が大きい場合は、第２モータジェネレータの回生トルクを超える分の制動力については油圧ブレーキを使用することによって発生させ、車両の一部の運動エネルギーを熱として捨ててしまっていた。

本願発明者は、第１モータジェネレータにも回生トルクを発生させることによって、油圧ブレーキによって失われていた分のエネルギーを回収することを検討した。しかし、エンジンの運転を停止した状態で車両が走行している場合（以下、ＥＶ走行時という）、第２モータジェネレータに加えて第１モータジェネレータでも回生トルクを発生させると、第１モータジェネレータの回生トルクによって、エンジンが回転されてしまう。このため、エンジンのフリクションなどによってエネルギーが失われ、回収できる回生エネルギーが少なくなる可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、制動時の回生エネルギーの回収量が増加されたハイブリッド車両を提供することである。

この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、吸気バルブの開閉タイミングを可変動弁機構によって変更可能なエンジンと、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、エンジンの回転軸と第１モータジェネレータの回転軸と第２モータジェネレータの回転軸とにそれぞれ連結される３つの回転要素を有する動力分割装置と、第２モータジェネレータの回転軸に連結される駆動輪と、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを第１状態と第２状態とに制御する制御装置とを備える。

第１状態は、エンジンの運転停止中において、第２モータジェネレータで回生制動力を発生させるとともに、第１モータジェネレータでは回生制動力を発生させない状態である。第２状態は、エンジンの運転停止中において、第２モータジェネレータで回生制動力を発生させるとともに、第１モータジェネレータでも回生制動力を発生させる状態である。

制御装置は、第２状態では、第１状態よりも、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁機構を作動させる。

エンジン始動時には、一般に、可変動弁機構の吸気バルブの開弁期間は、排気バルブの開弁期間とのオーバーラップを減らし、排気ガスが吸気ポートに吹き返す量を抑えて燃焼を安定させるために、最遅角になるように制御される。したがって、通常は、エンジン停止時にも吸気バルブの開弁期間は、最遅角になるように制御される。吸気バルブの開弁期間を最遅角とすると、吸気バルブの閉弁するタイミングが遅くなりピストンが下死点から少し上昇した時点となるので、低回転時には筒内で圧縮される空気量が少なくなる。このため吸気バルブの開弁期間を最遅角とするとピストンを押す力が少なくてもエンジンは回転することができるので、第１モータジェネレータで回生制動を行なうとエンジンが回転する可能性が高まる。

しかし、ＥＶ走行時には、エンジンの燃焼を安定させる必要はないので、本実施の形態では、吸気バルブの開弁期間を最遅角よりは進角させて、筒内で圧縮される空気量を増加させ、エンジンの回転抵抗を増加させる。これによって、エンジンが回転しにくくなるので、第１モータジェネレータで回生制動を行なったときのエンジン回転速度の上昇を抑えることができ、その結果、回生制動によって回収できるエネルギーを増やすことができる。

好ましくは、制御装置は、第１状態において、制動力の要求量が第２モータジェネレータで回生可能な回生トルクに相当する制動力を超える場合には、可変動弁機構を作動させ吸気バルブの開閉タイミングを進角側に変化させた後に、第１モータジェネレータにも回生トルクを発生させる。

本発明によれば、制動時の回生エネルギーの回収量が増加されるので、ハイブリッド車両の燃費が向上する。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の基本構成を示した図である。 図１に示されたエンジン１００の構成を示す図である。 電動ＶＶＴ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。 ＥＶ走行中にモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の両方で回生ブレーキを作動させる様子を示した共線図である。 制御装置２００が実行する車両制動時の制御を説明するためのフローチャートである。 図５の制御実行中において、蓄電装置のＳＯＣが大きいときにＶＶＴの進角とＭＧ１による回生を中止する制御を説明するためのフローチャートである。 図５の制御実行中において、モータジェネレータＭＧ１による回生を最適化する学習制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の基本構成を示した図である。
図１を参照して、ハイブリッド車両（以下、単に車両と記載する）１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６と、蓄電装置１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、油圧ブレーキ４５０と、制御装置２００とを備える。

車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン１００は、動力分割装置４を介して駆動輪６および発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１のうちの少なくともいずれかに動力を供給する。

エンジン１００は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングされて始動し得る。このエンジン１００は、吸気バルブの作動特性を変更するための電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置４００を有する。車両の走行状況やエンジン１００の始動性に応じて、制御装置２００によって電動ＶＶＴ装置４００が制御される。

動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、減速機５を介して駆動輪６を駆動するための動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。この場合において、たとえば、遊星歯車機構のサンギヤには、モータジェネレータＭＧ１が連結され、遊星歯車機構のキャリアには、エンジン１００が連結され、遊星歯車機構のリングギヤには、モータジェネレータＭＧ２および減速機５を経由して駆動輪６が連結される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介して受けるエンジン１００の動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置１０のＳＯＣ（State Of Charge）が下限管理値に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換され、蓄電装置１０に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給されたりする。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置１０に蓄えられた電力、およびモータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機５を介して駆動輪６に伝達される。

なお、車両の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置１０に蓄えられる。モータジェネレータＭＧ２の回生ブレーキを超える制動力が要求された場合には、油圧ブレーキ４５０が併用される。なお、図１では図示の簡単のため、油圧ブレーキ４５０は後輪側に設けられているが、前輪側にも設けられている。

ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置１０との間で電圧変換するためのコンバータを含んでもよい。

蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータＭＧ２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。また、蓄電装置１０には、蓄電装置１０の温度、電圧および電流を検出するためのセンサが設けられ、センサによる検出値が制御装置２００へ出力される。

制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、記憶装置、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んで構成される。制御装置２００は、各種センサからの信号（アクセル開度ＡＣＣや車速ＶＳＳ等）の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。主要なものとして、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、走行制御に応じたエンジン１００（たとえば、電動ＶＶＴ装置４００等）の制御を実行する。制御装置２００の動作については、後ほど説明する。

次に、電動ＶＶＴ装置４００を有するエンジン１００の構成について説明する。図２は、図１に示されたエンジン１００の構成を示す図である。

図２を参照して、エンジン１００への吸入空気量は、スロットルモータ３１２により駆動されるスロットルバルブ１０４により調整される。インジェクタ１０８は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ１１８が開くことによって、シリンダ１０６内へ導入される。なお、インジェクタ１０８は、シリンダ１０６内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ１０８は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、排気通路に排出される。排気通路には、触媒を用いて排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置は、触媒１１２Ｓ（以下「Ｓ／Ｃ（スタートキャット）触媒」とも称する。）と、Ｓ／Ｃ触媒１１２Ｓよりも下流側に配置される触媒１１２Ｕ（以下「Ｕ／Ｆ（アンダーフロア）触媒」とも称する。）とを含んで構成される。排気ガスは、Ｓ／Ｃ触媒１１２ＳおよびＵ／Ｆ触媒１１２Ｕにより浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および排出時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

吸気バルブ１１８の作動特性は、電動ＶＶＴ装置４００によって変化される。電動ＶＶＴ装置４００は、カムシャフトと、カムスプロケットと、電動アクチュエータとを含む（いずれも図示せず）。カムシャフトは、回転軸の方向がクランクシャフトの回転軸と平行になるようにエンジン１００のシリンダヘッドに回転自在に設けられる。カムシャフトは、カムによって各気筒に設けられる排気バルブを開閉する排気側カムシャフトと、カムによって各気筒に設けられる吸気バルブを開閉する吸気側カムシャフトとを含む。排気側カムシャフトには、複数のカム１２４が所定の間隔で固定される。吸気側カムシャフトには、複数のカム１２２が所定の間隔で固定される。

吸気側および排気側のカムシャフトの各々の一方端には、カムスプロケットが設けられる。双方のカムスプロケットには同じタイミングチェーンが巻き掛けられる。タイミングチェーンは、クランクシャフト１１６に設けられるタイミングロータ（図示せず）にも巻き掛けられる。そのため、クランクシャフトとカムシャフトとはタイミングチェーンによって同期して回転する。

カムシャフトとカムスプロケットとの間には電動アクチュエータが設けられる。電動アクチュエータは、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を変化させる。電動アクチュエータは、制御装置２００から送信される制御信号ＶＶＴに基づいてその動作が制御される。電動アクチュエータが吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの回転位相を変化させると、吸気バルブ１１８においては、開弁期間が維持されるとともに、開弁タイミングおよび開弁タイミングに連動して閉弁タイミングが変化されることとなる。

電動ＶＶＴ装置４００による吸気バルブ１１８の開弁タイミングの変化の態様については後述する。なお、電動ＶＶＴ装置４００は、吸気バルブ１１８に代えてまたは加えて排気バルブ１２０の開弁タイミングを変化させるようにしてもよい。

制御装置２００には、アクセル開度ＡＣＣや車速ＶＳＳを示す信号のほか、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２およびスロットル開度センサ３０６の各センサから信号が入力される。

カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表す信号を出力する。制御装置２００は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン１００を制御する。

制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御において、エンジン１００への要求出力を設定する。さらに、制御装置２００は、エンジン１００が設定された要求出力を発生するための動作点（エンジン回転数およびエンジントルクの組み合わせ）で動作するように、上記のパラメータ群を制御する。

図３は、電動ＶＶＴ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図３において、縦軸はバルブ変位量を示し、横軸はクランク角を示す。

図３に示すように、排気行程において排気バルブ１２０が開いて変位量がピークとなった後に閉じ、その後の吸気行程において吸気バルブ１１８が開いて変位量がピークとなった後に閉じる。排気バルブ１２０のバルブ変位量が波形ＥＸに示されており、これに対して、吸気バルブ１１８のバルブ変位量が波形ＩＮに示されている。

なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ１１８（あるいは、排気バルブ１２０）が閉じた状態からの吸気バルブ１１８の変位量を意味する。吸気バルブ１１８の開度がピークに達したときのバルブ変位量をリフト量といい、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角を作用角という。

電動ＶＶＴ装置４００は、リフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ１１８を開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更する。すなわち、電動ＶＶＴ装置４００は、波形ＩＮの実線波形と破線波形との間で波形を維持した状態で開弁タイミングを変化させる。本実施の形態においては、クランク角ＣＡ（０）が波形ＩＮ（実線）でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応し、クランク角ＣＡ（１）が波形ＩＮ（破線）でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応する。

以下の説明においてクランク角ＣＡ（０）からクランク角ＣＡ（１）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「遅角する」といい、クランク角ＣＡ（１）からクランク角ＣＡ（０）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「進角する」という。また、本実施の形態においてクランク角ＣＡ（０）が最進角の開弁タイミングであり、クランク角ＣＡ（１）が最遅角の開弁タイミングであるものとする。

なお、本実施の形態においては、図３に最進角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ（実線）と、最遅角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ（破線）とを例示したが、特に、電動ＶＶＴ装置４００の開弁タイミングの変更範囲は、図３に示すＣＡ（０）とＣＡ（１）との間に限定されるものではない。

［ＥＶ走行時の制動の説明］
以上の構成を有するハイブリッド車両において、エンジン１００を停止した状態の走行中（ＥＶ走行中）にドライバーがブレーキペダルを踏んだり、自動ブレーキが作動したりなどして制動力の要求が発生した場合を考える。この場合、要求される制動力が小さい場合には、モータジェネレータＭＧ２で回生制動が行なわれ、車両の運動エネルギーが電力エネルギーに変換され蓄電装置１０に蓄積される。このようにして、ハイブリッド車両は、エネルギーの損失を防いで燃費の向上を図っている。

しかし、要求される制動力がモータジェネレータＭＧ２の回生ブレーキにより発生可能な制動力を超える場合もある。このような場合には、不足する制動力は油圧ブレーキ４５０で発生させることが考えられる。ただし、油圧ブレーキ４５０では、車両の運動エネルギーはブレーキ部で発生する熱として失われてしまう。そこで、モータジェネレータＭＧ１でも回生ブレーキを使用することによって、さらに燃費を向上させることが考えられる。

図４は、ＥＶ走行中にモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の両方で回生ブレーキを作動させる様子を示した共線図である。

図４を参照して、ＥＶ走行中には、エンジン１００の回転速度Ｎｅは基本的にはゼロである。回生ブレーキを作用させると、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に矢印に示すような回生トルクが発生する。これらの回生トルクが駆動輪に伝わると制動力になる。ここで、モータジェネレータＭＧ２に発生するトルクは、車速と連動している回転速度Ｎｍを引き下げる方向に働くので問題ない。しかし、モータジェネレータＭＧ１に発生するトルクは、回転速度Ｎｇをゼロに近づける方向に働く。このトルクは、動力分割装置４を介してエンジン１００および駆動輪に伝達される。このとき、車両の慣性力と比べるとエンジンの回転抵抗は小さいので、Ｎｍを変化させるよりもゼロであったエンジン１００の回転速度Ｎｅを正回転させるように働く。エンジン１００が被駆動状態となると、その分エネルギ損失が増える。また通常のエンジン運転時の回転速度よりも低回転領域には、エンジン１００の共振帯があるので、車両に大きな振動が発生する可能性もある。

そこで、本実施の形態では、エンジン１００のバルブタイミングを操作することによって、回転抵抗が大きくなる状態にエンジン１００を制御した上で、モータジェネレータＭＧ１による回生ブレーキを作動させることとした。

これにより、従来は油圧ブレーキ４５０によって熱として捨てていた車両の運動エネルギの一部を回収することができる。

図５は、制御装置２００が実行する車両制動時の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図５を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、ＥＶ走行中であるか否かが判断される。ＥＶ走行中は、エンジン１００の運転を停止した状態で、モータジェネレータＭＧ２によって車両が駆動される。制御装置２００は、蓄電装置１０のＳＯＣ、車速、ユーザの動作モード切換スイッチ（エコモード・パワーモードなど）を参照してＥＶ走行を行なうか、ＨＶ走行を行なうか随時決定している。ステップＳ１においてＥＶ走行中でないと判断された場合には（Ｓ１でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められ、メインルーチンに制御が戻される。ステップＳ１において、ＥＶ走行中であると判断された場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に処理が進められる。

ステップＳ２では、車両における要求制動力（以下「要求ブレーキ量」ともいう）がモータジェネレータＭＧ２によって可能な回生制動力（以下、「ＭＧ２回生ブレーキ量」という）より大きいか否かが判断される。ステップＳ２において、要求ブレーキ量がＭＧ２回生ブレーキ量を超える場合には（Ｓ２でＹＥＳ）ステップＳ３に処理が進められる。

ステップＳ３では、制御装置２００は、電動ＶＶＴ装置４００によって吸気バルブ１１８の開弁タイミングを最も進角させて、エンジン１００の回転抵抗（エンジンフリクションということもある）を増大させる。なお、通常は、ＥＶ走行中はエンジンを始動できる状態にしておく必要があるので、始動時に好適な最遅角になるように電動ＶＶＴ装置４００が制御されている。

ここで、再び図３を参照して、吸気バルブ１１８の開弁タイミングを進角させることと、回転抵抗との関係について簡単に説明する。エンジンでは、吸入工程、圧縮工程、燃焼・膨張行程、排気工程の４つの工程が順に行なわれる。図３の波形では、概して、排気バルブが開いている期間が排気工程で、吸気バルブが開いている期間が吸入工程である。吸気バルブが閉じてから以降、圧縮工程となる。

図３において、波形ＩＮ（実線）で示した進角した波形はクランク角ＣＡが下死点を過ぎるとすぐに吸気バルブが閉じているのに対し、波形ＩＮ（破線）で示した進角した波形はクランク角ＣＡが下死点を過ぎてしばらくしてから吸気バルブが閉じている。

吸気バルブが閉じるタイミングが遅いと、下死点から吸気バルブの閉じるタイミングまでにピストンが上昇した分だけ、筒内の空気が吸気バルブから漏れてしまい、圧縮される空気量が減ってしまう。これに対して、最進角時の波形ＩＮ（実線）では波形ＩＮ（破線）よりも圧縮空気量が多くなる。圧縮空気量が多いと筒内圧も高くなるので、ピストンを押し上げるための力が多く必要である。このため波形ＩＮ（実線）の方が波形ＩＮ（破線）よりもエンジンの回転抵抗（フリクション）、すなわちエンジンを回転開始させるために必要な力（筒内空気の圧縮の反力に打ち勝って回転させる力）が大きくなる。

再び図５に戻って、ステップＳ３に続いて、ステップＳ４において、制御装置２００は、モータジェネレータＭＧ２に加えてモータジェネレータＭＧ１でも回生ブレーキを作動させる。これにより、図４に示したようにエンジン１００の回転抵抗（フリクション）が増加した状態で２つのモータジェネレータで同時に回生ブレーキが働く。

そしてステップＳ５において、車両における要求ブレーキ量がモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２によって可能な回生制動力（以下、「ＭＧ１＆ＭＧ２回生ブレーキ量」という）より大きいか否かが判断される。ステップＳ２において、要求ブレーキ量がＭＧ１＆ＭＧ２回生ブレーキ量を超える場合には（Ｓ５でＹＥＳ）ステップＳ６に処理が進められる。一方、要求ブレーキ量がＭＧ１＆ＭＧ２回生ブレーキ量を超えない場合には（Ｓ５でＮＯ）ステップＳ８に処理が進められる。

ステップＳ６では、制御装置２００は、ＭＧ１＆ＭＧ２回生ブレーキ量を超えた分の要求ブレーキ量を補うように、油圧ブレーキ４５０で全体の制動力（ブレーキ量）を調整する。その後、ステップＳ８に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。

［ＶＶＴ進角制御時の追加制御］
以上説明した図５に示した制御を単独で行っても良いが、以下の２つの制御を個別にまたは併せて組み合わせて行なうとより好ましい。以下、図５の制御に追加して用いられる２つの制御について図６、図７を用いて説明する。図６は、図５の制御実行中において、蓄電装置のＳＯＣが大きいときにＶＶＴの進角とＭＧ１による回生を中止する制御を説明するためのフローチャートである。図７は、図５の制御実行中において、モータジェネレータＭＧ１による回生を最適化する学習制御を説明するためのフローチャートである。

図６を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１１において、制御装置２００は、ＥＶ走行中かつ電動ＶＶＴ装置４００による進角実施中であるか否かを判断する。なお、通常ＥＶ走行中は、エンジン始動時に好適な最遅角となるように電動ＶＶＴ装置４００が制御されている。図５のＳ２において要求ブレーキ量がＭＧ２回生ブレーキ量を超えた場合に、電動ＶＶＴ装置４００による進角が実施される。

ステップＳ１１において、ＥＶ走行中かつ電動ＶＶＴ装置４００による進角実施中であると判断された場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に処理が進められるが、そうでない場合（Ｓ１１でＮＯ）には、ステップＳ１５に処理が進められる。

ステップＳ１２では、蓄電装置１０のＳＯＣがしきい値を超えているか否かが判断される。たとえば、このしきい値は、ＳＯＣの管理上限値に設定することができる。ＳＯＣがしきい値を超える場合（Ｓ１２でＹＥＳ）には、蓄電装置１０をこれ以上積極的に充電する必要が無いか、またはこれ以上充電できないので、ステップＳ１３に処理が進められ、電動ＶＶＴ装置４００による進角を中止するとともに、モータジェネレータＭＧ１による回生制動を中止しその分の制動力を油圧ブレーキ４５０によって発生させる。

一方、ステップＳ１２において、ＳＯＣがしきい値を超えていなければ（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１４に処理が進められる。ステップＳ１４では、電動ＶＶＴ装置４００による進角およびモータジェネレータＭＧ１による回生を継続し、なるべく多くのエネルギーを蓄電装置１０に回収する。

ステップＳ１３またはＳ１４の後にはステップＳ１５に処理が進められる。ステップＳ１５では、制御はメインルーチンに戻される。

次に、ＭＧ１の回生トルク量を最適化する制御について説明する。この制御も図５のフローチャートの制御と組み合わせて用いられる。

図７を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ２１において、制御装置２００は、ＥＶ走行中かつ電動ＶＶＴ装置４００による進角実施中であるか否かを判断する。なお、通常ＥＶ走行中は、エンジン始動時に好適な最遅角となるように電動ＶＶＴ装置４００が制御されている。図５のＳ２において要求ブレーキ量がＭＧ２回生ブレーキ量を超えた場合に、電動ＶＶＴ装置４００による進角が実施される。

ステップＳ２１において、ＥＶ走行中かつ電動ＶＶＴ装置４００による進角実施中であると判断された場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２に処理が進められるが、そうでない場合（Ｓ２１でＮＯ）には、ステップＳ２５に処理が進められる。

ステップＳ２２では、エンジン１００が正回転側に回転したか否かが判断される。エンジン１００が正回転側に回転した（Ｎｅ＞０）の場合（Ｓ２２でＹＥＳ）には、モータジェネレータＭＧ１の回生トルクがエンジン１００の回転抵抗（フリクション）よりも大きいことがわかる。したがって、ステップＳ２３に処理が進められ、次回ブレーキ時のＭＧ１回生トルクを現時点よりも小さくする。小さくする１ステップの変化幅は、実験的に定めておけば良い。これにより、次回ブレーキ時には、エンジン１００が回転せずに止まった状態のままＭＧ１回生トルクを発生させることができる可能性がある。次回もエンジン１００が正回転するときには、次々回にさらにＭＧ１回生トルクが小さく設定され、これを繰り返すことによって、エンジンフリクションのバラツキが適切に学習され、モータジェネレータＭＧ１による制動時のエネルギーの回収量が適正化される。

一方、ステップＳ２２においてエンジンが正回転しなかった場合（Ｓ２２でＮＯ）には、ステップＳ２４に処理が進められ、制御装置２００は、ＭＧ１回生トルクを現在のまま維持する。なお、学習値は、季節によるエンジンの回転抵抗の変動などを考慮して、定期的に（たとえば年に４回など）初期値に戻すようにしても良い。

ステップＳ２３またはＳ２４の後にはステップＳ２５に処理が進められる。ステップＳ２５では、制御はメインルーチンに戻される。

最後に、再び図１、図２を参照して、本実施の形態について総括する。本実施の形態のハイブリッド車両１は、吸気バルブ１１８の開閉タイミングを電動ＶＶＴ装置４００によって変更可能なエンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、エンジン１００の回転軸とモータジェネレータＭＧ１の回転軸とモータジェネレータＭＧ２の回転軸とにそれぞれ連結される３つの回転要素を有する動力分割装置４と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に連結される駆動輪６と、エンジン１００とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とを第１状態と第２状態とに制御する制御装置２００とを備える。

第１状態は、エンジン１００の運転停止中において、モータジェネレータＭＧ２で回生制動力を発生させるとともに、モータジェネレータＭＧ１では回生制動力を発生させない状態である。第２状態は、エンジン１００の運転停止中において、モータジェネレータＭＧ２で回生制動力を発生させるとともに、モータジェネレータＭＧ１でも回生制動力を発生させる状態である。

制御装置２００は、第２状態では、第１状態よりも、吸気バルブ１１８の開弁タイミングを進角させるように電動ＶＶＴ装置４００を作動させる。

好ましくは、制御装置２００は、第１状態において、制動力の要求量がモータジェネレータＭＧ２で回生可能な回生トルクに相当する制動力を超える場合には、可変動弁機構４００を作動させ吸気バルブ１１８の開弁タイミングを進角側に変化させた後に、モータジェネレータＭＧ１にも回生トルクを発生させる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、モータジェネレータＭＧ１を使用して制動時の回生エネルギーの回収量が増加されるので、ハイブリッド車両の燃費が向上する。

特に、エンジン１００が故障した時の退避走行としてＥＶ走行を行なっている場合には、ＳＯＣが低下してもエンジン１００により発電を行なって蓄電装置１０に補充電を行なうことができない。したがって、本実施の形態に示した回生時の制御を行なうことによって、エンジン１００が故障した時の退避走行可能な距離を延ばすことができるという効果がある。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、４ 動力分割装置、５ 減速機、６ 駆動輪、１０ 蓄電装置、１００ エンジン、１０４ スロットルバルブ、１０６ シリンダ、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１２Ｓ，１１２Ｕ 触媒、１１４ ピストン、１１６ クランクシャフト、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、２００ 制御装置、３００ カム角センサ、３０２ クランク角センサ、３０６ スロットル開度センサ、３１２ スロットルモータ、４００ 電動ＶＶＴ装置。

Claims (1)

1. 吸気バルブの開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを可変動弁機構によって変更可能なエンジンと、
   第１モータジェネレータと、
   第２モータジェネレータと、
   前記エンジンの回転軸と第１モータジェネレータの回転軸と第２モータジェネレータの回転軸とにそれぞれ連結される３つの回転要素を有する動力分割装置と、
   前記第２モータジェネレータの回転軸に連結される駆動輪と、
   前記エンジンと前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータとを第１状態と第２状態とに制御する制御装置とを備え、
   前記第１状態は、前記エンジンの運転停止中において、前記第２モータジェネレータで回生制動力を発生させるとともに、前記第１モータジェネレータでは回生制動力を発生させない状態であり、
   前記第２状態は、前記エンジンの運転停止中において、前記第２モータジェネレータで回生制動力を発生させるとともに、前記第１モータジェネレータでも回生制動力を発生させる状態であり、
   前記制御装置は、前記第２状態では、前記第１状態よりも、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように前記可変動弁機構を作動させる、ハイブリッド車両。

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