JP2017144971A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸に要求される制動力を確保できるようにする。【解決手段】走行中のアクセルオフにより駆動軸に制動力が要求されると、駆動軸の現在の回転数からモータＭＧ１の最高回転数の範囲内で正回転・燃料カットモードにより駆動軸に出力可能な最大制動力と、モータＭＧ１の最高回転数の範囲内で負回転・燃料カットモードにより駆動軸に出力可能な最大制動力とを算出する。そして、正回転・燃料カットモードと負回転・燃料カットモードのうち最大制動力が大きい方のモードを選択する。これにより、駆動軸に対する大きな制動力の要求に対応することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンと、第１モータと、遊星歯車機構と、第２モータと、二次電池とを備える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、モータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置と、バッテリ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）。このハイブリッド自動車では、モータＭＧ２による回生制御の実行中に、エンジンの吸気バルブのリフト量と作用角とを小さくすることで、エンジンブレーキ力を増加させる。これにより、駆動軸に出力する制動力を確保しつつモータＭＧ２から駆動軸に出力する回生制動力を低減させることができ、バッテリの過充電を抑制することができる。

特開２０１５−５８８２８号公報

しかしながら、吸気バルブのリフト量や作用角を小さくするだけでは、得られる制動力には限界があるため、十分な制動力を確保できない場合がある。

本発明のハイブリッド自動車は、駆動軸に要求される制動力を確保できるようにす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、
第１モータと、
共線図上で第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素の順に並び前記第１回転要素に前記第１モータの回転軸が接続され前記第２回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第３回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
前記駆動軸に制動力の出力が要求されたとき、前記エンジンへの燃料供給を停止させた状態で該エンジンが正回転方向にモータリングされると共に要求制動力が出力されるよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する第１制動制御と、前記エンジンへの燃料供給を停止させた状態で該エンジンが負回転方向にモータリングされると共に前記要求制動力が前記駆動軸に出力されるよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する第２制動制御とを実行可能な制動制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制動制御手段は、前記第１制動制御において前記第１モータが正回転方向に許容最大回転数で回転するよう駆動された場合に前記駆動軸の現在の回転数に基づき前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとから前記駆動軸に出力可能な最大制動力と、前記第２制動制御において前記第１モータが負回転方向に許容最大回転数で回転するよう駆動された場合に前記駆動軸の現在の回転数に基づき前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとから前記駆動軸に出力可能な最大制動力とのうち制動力が大きい方の制動制御を選択して実行する
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、駆動軸に制動力の出力が要求されたとき、制動制御として、第１制動制御と第２制動制御とを実行可能である。第１制動制御は、エンジンへの燃料供給を停止させた状態でエンジンを正回転方向にモータリングし、第２制動制御は、エンジンへの燃料供給を停止させた状態でエンジンを負回転方向にモータリングする。ここで、エンジンは正回転で回転する方が負回転で回転するよりも回転抵抗が小さくなるよう設計されているのが一般的である。このため、第１モータでエンジンを負回転方向にモータリングした方が正回転方向にモータリングするよりもエンジンでの消費エネルギを高くすることができる。したがって、第２制動制御を実行することで、第１制動制御に比して、大きな制動力を駆動軸に出力することが可能である。しかしながら、第１モータにはその許容最大回転数が定められており、第２制動制御を実行した場合に、遊星歯車機構の特性上、駆動軸の回転数が高くなるほど、第１モータの回転数は許容最大回転数に到達し易くなる。このため、駆動軸の回転数によっては、第１制動制御の方が第２制動制御よりも駆動軸に出力可能な制動力が大きくなる場合がある。本発明では、第１制動制御と第２制動制御のうち駆動軸の現在の回転数に基づき駆動軸に出力可能な最大制動力が大きくなる方の制動制御を選択して実行するから、駆動軸に要求される制動力をより確実に出力することができる。

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。 エンジン２２を正回転方向にモータリングする場合と負回転方向にモータリングする場合のプラネタリギヤ３０の各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。 制動時モード選択ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２を正回転方向にモータリングすること（正回転・燃料カットモード）で駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクとエンジン２２を負回転方向にモータリングすること（負回転・燃料カットモード）で駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクとの関係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と、モータＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０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、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角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などが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、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も演算している。

プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４と、を有する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。サンギヤ３１には、モータＭＧ１の回転子が接続されている。リングギヤ３２には、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８およびギヤ機構３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。キャリア３４には、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、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３１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、回転子が減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４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の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

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の一部として、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

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、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。

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。このバッテリ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。

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，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の一部として、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５１ａ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５１ｂからの電池電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）
・バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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５１ｂ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、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０に充放電してもよい許容最大充放電電力（放電側が正の値）である入力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔも設定している。

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６，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の一部として、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。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｐ＊を計算し、この要求トルクＴｐ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては以下の（１）〜（３）のものがある。（１）のトルク変換運転モードと（２）の充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モード（ハイブリッドモード）という。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する運転モード
（２）充放電運転モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによりトルク変換されて要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する運転モード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう駆動制御する運転モード

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバーのシフトポジションＳＰとして、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）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）が用意されている。加えて、アクセルオン時の駆動力の設定等はＤポジションと同一であるが走行中のアクセルオフ時に作用させる制動力がＤポジションより大きく設定されるブレーキポジション（Ｂポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションを有するシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）も用意されている。ここで、Ｓポジションは、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動力を例えば４段階（Ｓ１〜Ｓ４）に変更するポジションである。このＳポジションでは、アップシフト指示ポジションを操作してアップシフトする毎にアクセルオン時の駆動力と走行中のアクセルオフ時の制動力は小さくなり、ダウンシフト指示ポジションを操作してダウンシフトする毎にアクセルオン時の駆動力と走行中のアクセルオフ時の制動力は大きくなる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中にアクセルオフされたときのエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の制御として、シフトポジションＳＰがＤポジションの場合には、エンジン２２への燃料供給を停止し、モータＭＧ１から出力するトルクを値０とすると共に要求トルクＴｐ＊（制動力）が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２を駆動制御する。一方、シフトポジションＳＰがＢポジションまたはＳポジションの場合には、エンジン２２への燃料供給を停止し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でモータリングするようモータＭＧ１を駆動制御すると共に要求トルクＴｐ＊（制動力）が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２を駆動制御する。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として、正回転方向の回転数を設定すれば、モータＭＧ１からの正のトルクによってエンジン２２を正回転方向にモータリングすることができ、負回転方向の回転数を設定すれば、モータＭＧ１からの負のトルクによってエンジン２２を負回転方向にモータリングすることができる。

図２は、エンジン２２を正回転方向にモータリングする場合と負回転方向にモータリングする場合のプラネタリギヤ３０の各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。図示するように、エンジン２２への燃料供給を停止してモータＭＧ１からの正のトルクによりエンジン２２を正回転方向にモータリングする場合、モータＭＧ１は正の回転数で正のトルクを出力するから電力を消費する。また、エンジン２２のフリクション（エンジンブレーキ）は負の方向に作用するから、駆動軸３６には負のトルク（直達トルク）が出力される。このエンジン２２の動作モードを、正回転・燃料カットモードという。この正回転・燃料カットモードでは、モータＭＧ２は、要求トルクＴｐ＊（負のトルク）から直達トルク（負のトルク）を減じたトルクを出力する（図２中、（１）参照）。これにより、エンジン２２のフリクション（エンジンブレーキ）を用いてモータＭＧ１で電力を消費しながら、駆動軸３６に比較的大きな制動力を出力することができる。また、エンジン２２のフリクションを用いてモータＭＧ１で電力を消費するから、バッテリ５０に過大な電力により充電されるのを抑制することができる。

一方、エンジン２２への燃料供給を停止してモータＭＧ１からの負のトルクによりエンジン２２を負回転方向にモータリングする場合、モータＭＧ１は負の回転数で負のトルクを出力するから電力を消費する。また、エンジン２２のフリクション（エンジンブレーキ）は正の方向に作用するから、駆動軸３６には正のトルク（直達トルク）が出力される。このエンジン２２の動作モードを、負回転・燃料カットモードという。負回転・燃料カットモードでは、モータＭＧ２は、要求トルクＴｐ＊に直達トルク（正のトルク）を相殺するための負のトルクを付加したトルクを出力する（図２中、（２）参照）。これにより、負回転・燃料カットモードは、正回転・燃料カットモードと同様に、エンジン２２のフリクションを用いてモータＭＧ１で電力を消費しながら、駆動軸３６に比較的大きな制動力を出力することができる。

ここで、エンジン２２は、負回転方向に回転する方が正回転方向に回転するよりもフリクション（消費エネルギ）が大きいのが一般的である。このため、モータＭＧ１の回転数に制限がなければ、エンジン２２をモータＭＧ１の最高回転数付近までモータリングすることで、負回転・燃料カットモードの方が正回転・燃料カットモードよりも、全体の消費エネルギが大きくなり、より大きな制動力の出力に対応することができる。しかし、モータＭＧ１には最高回転数が正回転方向および負回転方向に定められており、前進走行している状況（駆動軸３６が正回転している状況）を考えれば、車速Ｖ（駆動軸３６の回転数）が高いほど、モータＭＧ１によりエンジン２２を負回転方向にモータリングする際に、モータＭＧ１の最高回転数に達しやすくなる。この場合、エンジン２２を十分な回転数でモータリングすることができないから、車速Ｖ（駆動軸３６の回転数）によっては、正回転・燃料カットモードの方が負回転・燃料カットモードよりも駆動軸３６に大きな制動力を出力できる場合がある。

次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、前進走行中にアクセルオフされた際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行される制動時モード選択ルーチンの一例を示すフローチャートである。

制動時モード選択ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２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、車速センサ８８からの車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎなどのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサにより検出される信号に基づいてエンジンＥＣＵ２４により演算されたものを通信により入力するものとした。また、モータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４によりそれぞれ検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０により演算されたものを通信により入力するものとした。また、入出力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリＥＣＵ５２により設定されたものを通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいてアクセルオフであるか否かを判定すると共に（ステップＳ１１０）、シフトポジションＳＰがＢポジションまたはＳポジションであるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。アクセルオフでないと判定したり、シフトポジションＳＰがＢポジションまたはＳポジションでないと判定すると、他の制御を実行するため、制動時モード選択ルーチンを終了する。

一方、アクセルオフされており、且つ、シフトポジションＳＰがＢポジションまたはＳポジションであると判定すると、入力した車速ＶとモータＭＧ１の正回転方向の最高回転数Ｎｍ１ｍａｘとに基づいて次式（１）によりエンジン２２の正回転方向の制限回転数としての仮の値である仮エンジン制限回転数Ｎｅｆｔｍｐを設定し、入力した車速ＶとモータＭＧ１の負回転方向の最高回転数（−Ｎｍ１ｍａｘ）とに基づいて次式（２）によりエンジン２２の負回転方向の制限回転数としての仮の値である仮エンジン制限回転数Ｎｅｒｔｍｐを設定する（ステップＳ１３０）。なお、式（１）および（２）中の「ｋ」は、車速Ｖを駆動軸３６の回転数に換算する換算係数である。なお、駆動軸３６の回転数として、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ったもの（Ｎｍ２／Ｇｒ）を用いるものとしてもよい。

Neftmp=(ρ・Nm1max+V・k)/(1+ρ) …（１）
Nertmp=(-ρ・Nm1max+V・k)/(1+ρ) …（２）

仮エンジン制限回転数Ｎｅｆｔｍｐ，Ｎｅｒｔｍｐを計算すると、次式（３），（４）により計算した仮エンジン制限回転数Ｎｅｆｔｍｐ，Ｎｅｒｔｍｐをそれぞれエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘ，−Ｎｅｍａｘでガードしてエンジン制限回転数Ｎｅｆ，Ｎｅｒを算出する（ステップＳ１４０）。

Nef=min(Neftmp,Nemax) …（３）
Ner=max(Nertmp,-Nemax) …（４）

そして、エンジン制限回転数Ｎｅｆ，Ｎｅｒでエンジン２２をモータリングした場合にエンジン２２から出力されるフリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒをそれぞれを算出する（ステップＳ１５０）。ここで、フリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒは、本実施例では、エンジン制限回転数Ｎｅｆ，ＮｅｒとフリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒとの関係を予め実験的に求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン制限回転数Ｎｅｆ，Ｎｅｒが与えられると、マップから対応するフリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒを導出するものとした。

フリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒを算出すると、算出したフリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒがリングギヤ３２側に分配、即ち駆動軸３６に伝達されるトルク（直達トルク）Ｔｅｐｆ，Ｔｅｐｒを次式（５），（６）により算出する（ステップＳ１６０）。

Tepf=Tef/(1+ρ) …（５）
Tepr=Ter/(1+ρ) …（６）

次に、エンジン２２をそれぞれエンジン制限回転数Ｎｅｆ，Ｎｅｒで回転させるためのモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１ｆ，Ｎｍ１ｒを次式（７），（８）により算出する（ステップＳ１７０）。そして、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１ｆ，Ｎｍ１ｒとフリクショントルクＴｅｆ，Ｔｅｒとに基づいて次式（９），（１０）によりそれぞれのモータＭＧ１の消費パワーＰｍ１ｆ，Ｐｍ１ｒを算出する（ステップＳ１８０）。なお、式（９）中、｛−Ｔｅｆ・ρ／（１＋ρ）｝は、フリクショントルクＴｅｆがサンギヤ３１側に分配されるトルクの反力を受け持つためにモータＭＧ１から出力するトルクを示す。また、式（１０）中、｛−Ｔｅｒ・ρ／（１＋ρ）｝は、フリクショントルクＴｅｒがサンギヤ３１側に分配されるトルクの反力を受け持つためにモータＭＧ１から出力するトルクを示する。

Nm1f=Nef・(1+ρ)/ρ-V・k/ρ …（７）
Nm1r=Ner・(1+ρ)/ρ-V・k/ρ …（８）
Pm1f=Nm1f・[-Tef・ρ/(1+ρ)] …（９）
Pm1r=Nm1r・[-Ter・ρ/(1+ρ)] …（１０）

そして、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと算出したモータＭＧ１の消費パワーＰｍ１ｆ，Ｐｍ１ｒとの偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータトルクＴｍ２ｆ，Ｔｍ２ｒを次式（１１），（１２）により算出する（ステップＳ１９０）。

Tm2f=(Win-Pm1f)/Nm2 …（１１）
Tm2r=(Win-Pm1r)/Nm2 …（１２）

こうして直達トルクＴｅｐｆ，ＴｅｐｒとモータトルクＴｍ２ｆ，Ｔｍ２ｒとを算出すると、直達トルクＴｅｐｆ，ＴｅｐｒとモータトルクＴｍ２ｆ，Ｔｍ２ｒとのそれぞれの和により正回転・燃料カットモード，負回転・燃料カットモードでそれぞれ駆動軸３６に出力される合計トルクＴｐｆ，Ｔｐｒを次式（１３），（１４）により算出する（ステップＳ２００）。こうして合計トルクＴｐｆ，Ｔｐｒを算出することにより、合計トルクＴｐｆの絶対値は、駆動軸３６の現在の回転数において、正回転・燃料カットモードにより、モータＭＧ１の最高回転数Ｎｍ１ｍａｘおよびエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘの範囲内で駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクを示す。また、合計トルクＴｐｒの絶対値は、駆動軸３６の現在の回転数において、負回転・燃料カットモードにより、モータＭＧ１の最高回転数（−Ｎｍ１ｍａｘ）およびエンジン２２の最高回転数（−Ｎｅｍａｘ）の範囲内で駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクを示す。

Tpf=Tepf+Tm2f …（１３）
Tpr=Tepr+Tm2r …（１４）

合計トルクＴｐｆ，Ｔｐｒを算出すると、算出した合計トルクＴｐｆの絶対値（最大制動トルク）が合計トルクＴｐｒの絶対値（最大制動トルク）よりも大きいか否か、即ち正回転・燃料カットモードの方が負回転・燃料カットモードよりも大きな制動力を出力できるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。合計トルクＴｐｆの絶対値が合計トルクＴｐｒの絶対値よりも大きいと判定すると、エンジン２２の動作モードとして正回転・燃料カットモードを選択し（ステップＳ２２０）、合計トルクＴｐｆの絶対値が合計トルクＴｐｒの絶対値よりも大きくないと判定すると、エンジン２２の動作モードとして負回転・燃料カットモードを選択して（ステップＳ２３０）、制動時モード選択ルーチンを終了する。

なお、走行中にアクセルオフで且つシフトポジションＳＰがＢポジションまたはＳポジションとなって（エンジン２２のフリクションを用いた制動力の要求がなされて）エンジン２２の動作モードが一旦選択されると、アクセルオンあるいはＢポジションおよびＳポジション以外のポジションへの変更のいずれかが成立する（エンジン２２のフリクションを用いた制動力の要求が解除される）まで、選択した動作モードを維持するものとしてもよい。これにより、エンジン２２の回転方向が途中で変更されることにより、駆動軸３６に伝達されるトルクが急変するのを抑制することができる。

以上説明した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行中のアクセルオフにより駆動軸３６に制動力が要求されると、駆動軸３６の現在の回転数からモータＭＧ１の最高回転数Ｎｍ１ｍａｘおよびエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘの範囲内で正回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｆの絶対値）と、モータＭＧ１の最高回転数（−Ｎｍ１ｍａｘ）およびエンジン２２の最高回転数（−Ｎｅｍａｘ）の範囲内で負回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｒの絶対値）とを算出する。そして、正回転・燃料カットモードと負回転・燃料カットモードのうち最大制動トルク（合計トルクの絶対値）が大きい方のモードを選択する。これにより、駆動軸３６に対する大きな制動力の要求に対応することができる。

実施例では、駆動軸３６の現在の回転数からモータＭＧ１の最高回転数Ｎｍ１ｍａｘおよびエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘの範囲内で正回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｆの絶対値）と、モータＭＧ１の最高回転数（−Ｎｍ１ｍａｘ）およびエンジン２２の最高回転数（−Ｎｅｍａｘ）の範囲内で負回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｒの絶対値）とを比較し、両者のうち大きい方のモードを選択した。しかし、エンジン２２として高回転型エンジンが採用されている場合には、駆動軸３６の現在の回転数からモータＭＧ１の最高回転数Ｎｍ１ｍａｘの範囲内で正回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクと、モータＭＧ１の最高回転数（−Ｎｍ１ｍａｘ）の範囲内で負回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルクとを比較するものとしてもよい。この場合、ステップＳ１３０で算出される回転数Ｎｅｆｔｍｐ，Ｎｅｒｔｍｐをそのままエンジン制限回転数Ｎｅｆ，Ｎｅｒとし、ステップＳ１４０の処理を省略するものとすればよい。

実施例では、駆動軸３６の現在の回転数から正回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｆの絶対値）と、負回転・燃料カットモードにより駆動軸３６に出力可能な最大制動トルク（合計トルクＴｐｒの絶対値）とをそれぞれ算出するものとした。しかし、最大制動トルクを算出することなく、駆動軸３６の回転数（車速Ｖ）に基づいて動作モード（正回転・燃料カットモード，負回転・燃料カットモード）を選択するものとしてもよい。この場合、図４に示すように、駆動軸３６の回転数と正回転・燃料カットモードで出力可能な最大制動トルク（負側に大きい方が制動トルクが大きい）との関係および駆動軸３６の回転数と負回転・燃料カットモードで出力可能な最大制動トルクとの関係をそれぞれ求め、両者の関係から最大制動トルクの大小が逆転するときの駆動軸３６の回転数を閾値Ｎｐｒｅｆとして予め定めておく。そして、駆動軸３６の回転数が閾値Ｎｐｒｅｆ未満の場合に、負回転・燃料カットモードを選択し、駆動軸３６の回転数が閾値Ｎｐｒｅｆ以上の場合に、正回転・燃料カットモードを選択する。

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「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制動制御手段」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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３６ 駆動軸、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、
   第１モータと、
   共線図上で第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素の順に並び前記第１回転要素に前記第１モータの回転軸が接続され前記第２回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第３回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
   前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
   前記駆動軸に制動力の出力が要求されたとき、前記エンジンへの燃料供給を停止させた状態で該エンジンが正回転方向にモータリングされると共に要求制動力が出力されるよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する第１制動制御と、前記エンジンへの燃料供給を停止させた状態で該エンジンが負回転方向にモータリングされると共に前記要求制動力が前記駆動軸に出力されるよう前記第１モータと前記第２モータとを制御する第２制動制御とを実行可能な制動制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制動制御手段は、前記第１制動制御において前記第１モータが正回転方向に許容最大回転数で回転するよう駆動された場合に前記駆動軸の現在の回転数に基づき前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとから前記駆動軸に出力可能な最大制動力と、前記第２制動制御において前記第１モータが負回転方向に許容最大回転数で回転するよう駆動された場合に前記駆動軸の現在の回転数に基づき前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとから前記駆動軸に出力可能な最大制動力とのうち制動力が大きい方の制動制御を選択して実行する
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。

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