JP2016199131A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車の燃費の向上を図る。
【解決手段】蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１以上で閾値Ｓ２未満の蓄電割合判定範囲内にあるか否かの判定とバッテリ５０の充放電量Ｑが閾値Ｑ１以上で閾値Ｑ２未満の充放電量判定範囲内にあるか否かの判定とに基づいて、通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップとから切り替えて実行用変速マップを設定する。そして、実行用変速マップを用いて変速する際に、変速の前後のシステム損失のうち変速後のシステム損失の方が大きいと判断したときには（Ｓ２４０，Ｓ２５０）、遅延用変速マップによる変速の判断を行ない（Ｓ２６０，Ｓ２７０）、変速前のシステム損失の方が大きいと判断したときに比して、変速を遅らせて実行する。これらにより、全体としてシステムのエネルギ効率を向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと２つのモータとをプラネタリギヤの３つの回転要素に接続すると共に、これらと車軸に連結された駆動軸との間に自動変速機が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、アクセル操作量と車速に応じた変速線を用いて自動変速機を変速している。

特開２０１４−１５１８４５号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、変速線に基づいて自動変速機を変速すると、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きくなり、燃費が悪化する場合が生じる。例えば、バッテリの充電を行なうためにエンジン２２の回転数が比較的高いときにアップシフトすると、プラネタリギヤのサンギヤに接続されて発電機として機能しているモータの回転数が大きくなり、機械損失が増加することによりシステム損失が大きくなり、結果として燃費が悪化する。

本発明のハイブリッド自動車は、燃費の向上を図ることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、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は、
エンジンと、発電機としても機能する第１モータと、車軸に連結された駆動軸に接続された自動変速機と、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と前記自動変速機の入力軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記入力軸に動力を入出力する発電機としても機能する第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータと前記自動変速機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、
前記バッテリの蓄電割合と前記バッテリの充放電量との少なくとも一方に基づいて前記自動変速機の変速線を変更する手段であり、且つ、
前記変速線に基づいて変速する際、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きいと判断されるときには変速前に比して変速後の方がシステム損失が小さいと判断されるときより遅れて変速するよう前記自動変速機を制御する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、バッテリの蓄電割合とバッテリの充放電量との少なくとも一方に基づいて自動変速機の変速線を変更し、変速線に基づいて変速する際、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きいと判断されるときには変速前に比して変速後の方がシステム損失が小さいと判断されるときより遅れて変速するよう自動変速機を制御する。このように、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きいと判断されるときに遅れて変速するように自動変速機を制御することにより、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きいと判断されるときでも直ちに変速するよう自動変速機を制御するものに比して、燃費の向上を図ることができる。

ここで、バッテリの蓄電割合とバッテリの充放電量との少なくとも一方に基づいて自動変速機の変速線を変更する手法としては、バッテリの蓄電割合が小さいときには大きいときより高車速側に変速線を変更する手法や、バッテリの充放電量が大きいときには小さいときより高車速側に変速線を変更する手法を用いることができる。即ち、バッテリの蓄電割合が所定割合未満のときには所定割合以上のときより高車速側に変速線を変更するものとしたり、バッテリの充放電量が所定充放電量以上のときには所定充放電量未満のときより高車速側に変速線を変更するものとするのである。なお、バッテリの蓄電割合は、バッテリの全容量（満充電のときに放電可能な電力量）に対するそのときの容量（そのときに放電可能な電力量）の割合である。

また、遅れて変速するよう自動変速機を制御する手法としては、変速線を所定量だけ超えたときに変速するよう自動変速機を制御する手法や、変速線に基づく変速をすべき状態が所定時間経過したときに変速するよう自動変速機を制御する手法を用いることができる。

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。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される変速マップ切替処理の一例を示すフローチャートである。 通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップの一例を示す説明図である。 充放電量Ｑが充放電量判定範囲内のときに２速から３速に変速する際の共線図の一例を示す説明図である。 充放電量Ｑが閾値Ｑ１未満のときに２速から３速に変速する際の共線図の一例を示す説明図である。 充放電量Ｑが閾値Ｑ２以上のときに２速から３速に変速する際の共線図の一例を示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される変速処理の一例を示すフローチャートである。 実行用変速マップと遅延用変速マップ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、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、自動変速機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。

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により運転制御されている。

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。クランクシャフト２６の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション。エンジン２２の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温Ｔｗ。燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出する図示しないカムポジションセンサからのカムポジション。スロットルバルブのポジションを検出する図示しない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。吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ。吸気管に取り付けられた図示しない温度センサからの吸気温Ｔａ。吸気管に取り付けられた図示しない吸気圧センサからの吸気圧Ｐｉｎ。また、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。燃料噴射弁への駆動信号。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駆動信号。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りエンジン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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、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。

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、自動変速機６０の入力軸６２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。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されており、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、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０によってインバータ４１，４２を制御することにより駆動する。インバータ４１，４２は、バッテリ５０が接続された電力ライン５４に接続されている。インバータ４１，４２は、６つのトランジスタと６つのダイオードとにより構成される周知のインバータとして構成されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。

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図示しない回転位置検出センサからの回転位置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。コンデンサ４６の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのコンデンサ４６（電力ライン５４）の電圧ＶＬ。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するためのインバータ４１，４２の各トランジスタ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。なお、モータＥＣＵ４０は、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おり、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりをする。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により管理されている。

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信号が入力ポートを介して入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。入力ポートを介して入力される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図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ。バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ。バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂ。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために蓄電割合ＳＯＣや入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、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り、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。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り、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて演算される。

自動変速機６０は、入力軸６２がプラネタリギヤ３０のリングギヤに接続されており、出力軸としての駆動軸がデファレンシャルギヤ３７を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続されている。自動変速機６０は、油圧により作動する図示しないブレーキやクラッチにより前進３速、ニュートラル、後進１速に変速可能な周知の３速オートマチックトランスミッションとして構成されている。自動変速機６０は、ＨＶＥＣＵ７０により駆動制御される。前進走行中の自動変速機６０の制御としては、基本的には、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対して予め定められた変速マップにおいて変速段を変更するための変速線を超えるときに変速するようにブレーキやクラッチの係合状態を変更することにより行なわれる。

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。また、ＨＶＥＣＵ７０からは、自動変速機６０への駆動制御信号など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やモータ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やモータ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。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０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（ＨＶ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（ＥＶ走行モード）で走行する。

ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに自動変速機６０の変速比と換算係数とを乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ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。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差分ΔＳＯＣに基づいて、差分ΔＳＯＣの絶対値が小さくなるように設定する。次に、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＊を設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについては、エンジンＥＣＵ２４に送信する。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。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。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の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊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。そして、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＊を設定する。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。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２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、特に自動変速機６０の変速の際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される変速マップ切替処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎（例えば、数秒毎）に繰り返し実行される。

変速マップ切替処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣやバッテリ５０の充放電量Ｑを入力する処理をじ実行する（ステップＳ１００）。実施例では、バッテリの蓄電割合ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により受信することにより入力するものとした。バッテリ５０の充放電量Ｑは、充放電要求パワーＰｂ＊の所定時間の積分量として計算したものを用いるものとした。したがって、充放電量Ｑは充電時には負の値となり放電時には正の値となる。

続いて、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１以上で閾値Ｓ２未満の蓄電割合判定範囲内にあるか否かを判定すると共に（ステップＳ１１０）、充放電量Ｑが閾値Ｑ１（負の値）以上で閾値Ｑ２未満の充放電量判定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。実施例では、閾値Ｓ１としては通常の蓄電割合ＳＯＣの制御範囲の下限値程度の値かそれより若干小さい値を用い、閾値Ｓ２としては通常の蓄電割合ＳＯＣの制御範囲の上限値程度の値かそれより若干大きい値を用いた。閾値Ｑ１としては通常の充電量（負の値）の範囲の下限値程度の値かそれより若干小さい値（絶対値としては大きい値）を用い、閾値Ｑ２としては、通常の放電量の範囲の上限値程度の値かそれより若干大きい値を用いた。蓄電割合ＳＯＣが蓄電割合判定範囲内であり、且つ、充放電量Ｑが充放電量判定範囲内のときには、通常用変速マップを実行用変速マップとして設定し（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１未満であったり、蓄電割合ＳＯＣが蓄電割合判定範囲内でも充放電量Ｑが閾値Ｑ１未満であるときには、充電用変速マップを実行用変速マップとして設定し（ステップＳ１４０）、本処理を終了する。蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ２以上であったり、蓄電割合ＳＯＣが蓄電割合判定範囲内でも充放電量Ｑが閾値Ｑ２以上であるときには、放電用変速マップを実行用変速マップとして設定し（ステップＳ１５０）、本処理を終了する。図３に通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップの一例を示す。図３中、実線が通常用変速マップであり、一点鎖線が充電用変速マップであり、破線が放電用変速マップである。充電用変速マップは通常用変速マップより高車速側で変速するように設定されており、放電用変速マップは通常用変速マップより低車速側で変速するように設定されている。

図４は充放電量Ｑが充放電量判定範囲内のときに２速から３速に変速する際の共線図の一例を示す説明図であり、図５は充放電量Ｑが閾値Ｑ１未満のときに２速から３速に変速する際の共線図の一例を示す説明図であり、図６は充放電量Ｑが閾値Ｑ２以上のときに２速から３速に変速する際の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を示す。また、実線が２速のときを示し、破線が３速のときを示す。図４〜図６には、比較的高車速で比較的小さな駆動力で走行している状態を示した。こうした走行状態では、充放電量Ｑが充放電量判定範囲内のときには、図４に示すように、モータＭＧ１は負の回転数で電動機として機能するため、モータＭＧ２で充電した電力をモータＭＧ１で消費するというエネルギ効率が比較的悪い状態（いわゆる動力循環の状態）がその程度は小さいものの生じることになる。充放電量Ｑが閾値Ｑ１未満のとき、即ち、バッテリ５０を充電しているときには、充放電要求パワーＰｂ＊が負の値となり、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が大きくなり、同じ車速Ｖでもエンジン２２は高い回転数Ｎｅで運転される。このため、図５に示すように、モータＭＧ１は２速でも３速でも正の回転数で発電機として機能している。２速から３速にアップシフトすると、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくなり、機械損が大きくなってシステム損失が大きくなる。このため、アップシフトのタイミングを遅くすることによりシステム損失が大きくなるのを抑制することができる。これが実施例で充電用変速マップを通常用変速マップより高車速側で変速するように設定している理由である。充放電量Ｑが閾値Ｑ２以上のとき、即ち、バッテリ５０から放電しているときには、充放電要求パワーＰｂ＊が正の値となり、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が小さくなり、同じ車速Ｖでもエンジン２２は低い回転数Ｎｅで運転される。このため、図６に示すように、モータＭＧ１は２速でも３速でも負の回転数で電動機として機能し、程度の大きな動力循環の状態となる。２速から３速にアップシフトすると、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくなるため、動力循環の程度が小さくなり、システム損失が小さくなる。このため、アップシフトのタイミングを早くすることによりシステム損失が大きくなるのを抑制することができる。これが実施例で放電用変速マップを通常用変速マップより低車速側で変速するように設定している理由である。

図７は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される変速処理の一例を示すフローチャートである。この変速処理は、所定時間毎（例えば１００ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。変速処理は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと実行用変速マップとにより変速の判断を行なう（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。即ち、変速線を越えたときに変速が必要であると判断するのである。変速が不要のときには、そのときの変速段を保持して本処理を終了する。

変速が必要なときには、まず、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やそのときの変速段Ｍ，エンジン２２の回転数Ｎｅなど変速処理に必要なデータを入力する（ステップＳ２２０）。次に、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２や変速段Ｍ，変速比に基づいて変速後のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１（ａｆ）を計算し（ステップＳ２３０）、変速の前後のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１（ｂｅ），Ｎｍ１（ａｆ）に基づいて変速の前後におけるシステム損失のうち大きい方を判断する（ステップＳ２４０，Ｓ２５０）。これは、変速後に、動力循環が解消される場合、動力循環の程度が小さくなる場合、動力循環が生じていない状態でモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が小さくなる場合には、変速前の方がシステム損失が大きいと判断し、変速後に、動力循環が生じる場合、動力循環の程度が大きくなる場合、動力循環が生じていない状態でモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくなる場合には、変速後の方がシステム損失が大きいと判断することができる。このように判断できるのは、動力循環はエネルギ効率が悪いこと、プラネタリギヤ３０のギヤ比により変速による回転数の変化量がモータＭＧ２に比してモータＭＧ１の方が大きいために機械損の変動量はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の変化量に依存することに基づく。

変速前のシステム損失の方が大きいと判断したときには、直ちに変速するべきと判断し、変速を実行して（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。一方、変速後のシステム損失の方が大きいと判断したときには、遅延用変速マップによる変速の判断を行ない（ステップＳ２６０，Ｓ２７０）、遅延用変速マップにより変速が不要と判断されたときには変速せずに本処理を終了し、遅延用変速マップにより変速が必要と判断されたときには変速を実行して（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。実行用変速マップと遅延用変速マップの一例を図８に示す。図中、実線は実行用変速マップを示し、破線は遅延用変速マップを示す。いま、２速から３速への変速を考えると、３速の遅延用変速マップは３速の実行用変速マップの変速線より高車速側の破線の変速線となる。したがって、実行用変速マップにより変速が必要であると判断された直後は遅延用変速マップにより変速は不要と判断されるため、変速は行なわれない。実行用変速マップにより変速が必要であると判断されてから車速Ｖが大きくなり遅延用変速マップの変速線を越えると、遅延用変速マップによっても変速が必要と判断されるから、変速が実行される。このように変速を遅延させるのは、変速後のシステム損失の方が大きいため、変速を遅延させることにより、システム損失が大きくなるのを遅らせて全体としてのシステム効率を向上させるためである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１以上で閾値Ｓ２未満の蓄電割合判定範囲内にあるか否かの判定とバッテリ５０の充放電量Ｑが閾値Ｑ１以上で閾値Ｑ２未満の充放電量判定範囲内にあるか否かの判定とに基づいて、通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップとから切り替えて実行用変速マップを設定する。そして、実行用変速マップを用いて変速する際に、変速の前後のシステム損失のうち変速後のシステム損失の方が大きいと判断したときには、変速前のシステム損失の方が大きいと判断したときに比して変速を遅らせて実行する。これらにより、全体としてシステムのエネルギ効率を向上させることができ、燃費を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１以上で閾値Ｓ２未満の蓄電割合判定範囲内にあるか否かの判定とバッテリ５０の充放電量Ｑが閾値Ｑ１以上で閾値Ｑ２未満の充放電量判定範囲内にあるか否かの判定とに基づいて、通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップとから切り替えて実行用変速マップを設定した。しかし、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１以上で閾値Ｓ２未満の蓄電割合判定範囲内にあるか否かの判定だけに基づいて、通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップとから切り替えて実行用変速マップを設定するものとしてもよい。また、バッテリ５０の充放電量Ｑが閾値Ｑ１以上で閾値Ｑ２未満の充放電量判定範囲内にあるか否かの判定だけに基づいて、通常用変速マップと充電用変速マップと放電用変速マップとから切り替えて実行用変速マップを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、実行用変速マップを用いて変速する際に、変速の前後のシステム損失のうち変速後のシステム損失の方が大きいと判断したときには、遅延用変速マップによる変速の判断を行ない、遅延用変速マップにより変速が必要であると判断されたときに変速を実行するものとした。しかし、実行用変速マップを用いて変速する際に、変速の前後のシステム損失のうち変速後のシステム損失の方が大きいと判断したときには、変速前のシステム損失の方が大きいと判断したときに比して遅れて変速すればよいから、実行用変速マップによって変速が必要であると判断されてから所定時間（例えば１秒や２秒或いは３秒）経過したときに変速を実行するものとしてもよいし、実行用変速マップによって変速が必要であると判断されてから加速度や減速度に応じた時間だけ経過したときに変速を実行するものとしてもよい。この加速度や減速度に応じた時間だけ経過したときに変速を実行する場合、アップシフトする際には加速度が大きいほど短くなる時間が経過したときに変速を実行し、ダウンシフトする際には減速度が大きいほど短くなる時間が経過したときに変速を実行すればよい。

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、自動変速機６０が「自動変速機」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、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とが「制御手段」に相当する。

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、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４６ コンデンサ、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、６０ 自動変速機、６２ 入力軸、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、発電機としても機能する第１モータと、車軸に連結された駆動軸に接続された自動変速機と、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と前記自動変速機の入力軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記入力軸に動力を入出力する発電機としても機能する第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータと前記自動変速機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、
   前記バッテリの蓄電割合と前記バッテリの充放電量との少なくとも一方に基づいて前記自動変速機の変速線を変更する手段であり、且つ、
   前記変速線に基づいて変速する際、変速前に比して変速後の方がシステム損失が大きいと判断されるときには変速前に比して変速後の方がシステム損失が小さいと判断されるときより遅れて変速するよう前記自動変速機を制御する手段である、
   ハイブリッド自動車。

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