JP5359937B2

JP5359937B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP5359937B2
Application number: JP2010050243A
Authority: JP
Inventors: 幸治山本; 圭祐遠藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: JP2011183917A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の構造に関する。

車両用ハイブリッドシステムは、エンジンとモータの２種類の動力源を組み合わせて走行するもので、動力分配機構によってエンジンの出力を第１、第２の２つのモータジェネレータへの駆動力に分配し、第１モータジェネレータを発電機として駆動し、その発電電力を車両駆動用の二次電池に充電し、分配されたエンジン出力の一部で車両駆動軸に接続されている第２モータジェネレータの出力軸を駆動するとともに、二次電池からの電力によって第２モータジェネレータをモータとして駆動する方法が用いられることが多い。このようなハイブリッド車両は、その走行状態や、二次電池の残存容量の変化に応じて、エンジンと第１、第２モータジェネレータの出力配分を切り替え、エンジンの出力のみで走行したり、二次電池の電力のみによって走行したりすることができる。

このようなハイブリッド車両では、例えば、車両の走行状態から走行に必要なエネルギを計算し、その出力を出すために燃料消費が最小となるエンジンの最適回転数と最適トルクを目標回転数、目標トルクとして設定し、この目標回転数、目標トルクとなるようにエンジンの回転数を制御する方法を用いることが多い。この場合、エンジン、モータジェネレータの回転数は無段階に変更される変速モードと、動力分配機構の一部の回転を拘束することによって動力分配機構の変速比を固定する固定変速比モードとを切り替えて走行を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ハイブリッド車は、減速の際にモータを発電機として利用し、発電電力を二次電池に充電してエネルギを回収する回生ブレーキと従来から用いられている油圧ブレーキとを併用して車両を制動するものが多い。また、ハイブリッド車両では、エンジンフリクション分の制動トルクとモータでの電力回生を行うことによる制動トルクとを利用して従来のガソリンエンジン車のエンジンブレーキに相当する制動力を得るようにしている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、ハイブリッド車両で前方の車両に追従して自車を走行させる追従走行での減速走行の際に、自車の車速、前方車両の車速、前方車両との距離等に基づいて目標制動トルクを計算し、この目標制動トルクに必要なエンジンフリクション分の制動トルクとモータ回生分の制動トルクとを求め、エンジンのフリクションの制動力とモータ回生分の制動力によって車両を減速させることが提案されている。この際、二次電池への充電可能電力が少ない場合には、モータ回生による制動を二次電池への充電可能電力が大きい場合に比較して早い時点から開始することが提案されている。また、自車と前方車両との走行状態の関係等に応じて、制動トルクを求める際にエンジンフリクション分の制動トルクとモータ回生分の制動トルクの比率を変更する方法が提案されている。

特開２００９−２０８７２１号公報特開２００７−１８６０４５号公報

ところで、特許文献１，２に記載されている従来技術による制御方式の場合には、エンジンの回転数は走行状態によって定まる最適回転数となるように自動的に制御される。このため、従来の有段の自動変速機を搭載したガソリンエンジン車のように、加速の際のシフトアップや減速の際のシフトダウンの場合のように変速段の切り替わりの際にエンジン回転数が変化するということがほとんどない。このため、今まで有段のガソリンエンジン車を運転していた運転者がハイブリッド車両を運転した際には、違和感を覚える場合があった。

そこで、ハイブリッド車両でも、運転者がシフトポジションを選択するスイッチを設け、運転者がこのスイッチによってシフトポジションを変更した場合、エンジンの回転数を変化させ、有段の自動変速機の慣れている運転者がハイブリッド車両を運転する際に違和感を与えないシーケンシャルシフトを備えるものがある。

このシーケンシャルシフトを備えたハイブリッド車両では、エンジンブレーキと同様、運転者がシフトダウンした際にはエンジンのフリクション分の制動力とモータでの回生による制動力とによって大きな制動力が発生するようにしているが、バッテリの充電可能電力が低い場合には、モータでの回生による制動力が十分に得られず、シフトダウンの際にメリハリのある運転感覚が得られない場合があった。

本発明は、シーケンシャルシフトを備えるハイブリッド車両において、バッテリの充電可能電力が低い場合でもシフトダウンの際にメリハリのある運転感覚が得られることを目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、第１モータジェネレータと第２のモータジェネレータで構成されるモータジェネレータ部と、前記エンジンのトルクを車両の動力出力軸と前記第１モータジェネレータとに分配し、前記動力出力軸を前記第２モータジェネレータに直結する動力分配機構と、前記モータジェネレータ部との間で電力の授受を行う蓄電装置と、前記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御部と、を含むハイブリッド車両であって、前記エンジン回転数制御部は、各シフト段と車速とに応じて設定されるエンジンの上限回転数と下限回転数との間の範囲に入るようにエンジン回転数の変更制御が行われる手段であって、前記エンジンの上限回転数はどのシフト段でも同じに設定され、前記エンジン下限回転数は、前記シフトアップのときにより低く前記シフトダウンのときにより高く設定されるエンジン回転数変更制御手段と、前記蓄電装置への充電可能電力を計算する充電可能電力計算手段と、前記シフト段の変更がシフトダウンとなるときに、充電可能電力計算手段によって計算した計算充電可能電力が小さくなるに従って、前記各シフト段において設定される前記エンジン下限回転数をより大きくすることで、前記エンジンの制動力をより増加させて、前記計算充電可能電力が小さくなるに従って前記第２モータジェネレータの回生による制動力がより低下する分を補う下限回転数変更手段と、を有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両において、前記モータジェネレータ部と蓄電装置との間で授受する前記電力の電圧を変化させる電圧制御部を含み、前記電圧制御部は、前記蓄電装置の前記計算充電可能電力が所定の閾値よりも小さい場合には、前記モータジェネレータ部と蓄電装置との間で授受する前記電力の上限電圧を前記蓄電装置の前記計算充電可能電力が該閾値よりも大きい場合よりも高くし、前記第１モータジェネレータの回転数をより高めることを可能にして前記エンジンの回転数をさらに高めて前記エンジンの制動力をさらに高くする上限電圧変化手段を有すること、としても好適である。

本発明は、シーケンシャルシフトを備えるハイブリッド車両において、バッテリの充電可能電力が低い場合でもシフトダウンの際にメリハリのある運転感覚が得られるという効果を奏する。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成を示す系統図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の車速に対するエンジン下限回転数のマップである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の二次電池の充電可能電力に対するエンジン下限回転数変更係数のマップである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の昇圧後電圧の上限電圧マップである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の減速時のシフトダウンとエンジンの回転数の変化を示すグラフである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の減速時のエンジンとモータジェネレータの回転数の変化を示す共線図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のシフトダウンの際の電力の流れを示す説明図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン下限回転数、ＶＨ上限電圧の変更動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、第１モータジェネレータ１６と、第２モータジェネレータ２２と、動力分配機構２０および減速ギヤ２６，３０，３１を備えている。エンジン１２の出力は、動力分配機構２０により２分され、その出力の一方は第２モータジェネレータ２２と車輪に、他方は第１モータジェネレータ１６に伝達され、エンジン１２の動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪３４に伝達される。

動力分配機構２０は、遊星歯車（プラネタリーギヤ）によって構成されており、各構成ギヤの比率でエンジン１２のトルクを動力出力軸１９と第１モータジェネレータ１６に分配している。歯車機構内部のキャリア２０ｃの回転軸は、回転変動を吸収するダンパ装置１４を介してエンジン１２と連結され、ピニオンギヤ２０ｐを通じて外周のリングギヤ２０ｒおよび内側のサンギヤ２０ｓに動力を伝達する。サンギヤ２０ｓの回転軸２４は第１モータジェネレータ１６に連結され、リングギヤ２０ｒは第２モータジェネレータ２２の回転子２２ｒに直結され、回転子２２ｒの回転軸１８は第２モータジェネレータ２２と動力出力軸１９に直結している。動力出力軸１９は減速ギヤ２６，３０，３１を介してディファレンシャル３３に駆動力を伝達するように構成され、ディファレンシャル３３は車両駆動軸であるドライブシャフト３２を介して車輪３４に接続されている。ハイブリッド車両１０の車室内には、シフトレバー４７が設けられている。シフトレバー４７には運転モードに合わせて、パーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤ、シーケンシャルシフトポジションＳ等の各ポジションが設けられている。そして、シフトレバー４７がシーケンシャルシフトポジションＳにある場合には、運転者がシフトレバー４７を図中に（＋）で示すシフトアップポジション或いは図中に（−）で示すシフトダウンポジションに移動させることが出来るよう構成されている。シフトレバー４７のシフトポジション及びシフトレバーがシフトアップ、シフトダウンの位置にあるかどうかはシフトポジションセンサ４８によって検出され、シフトレバー４７のポジション信号として制御装置９０に入力される。また、同様に、車室内にはブレーキペダル４６、アクセルペダル４９が設けられている。また、車輪３４には摩擦力によって車輪の回転を制動する摩擦ブレーキ４２が取り付けられている。

ハイブリッド車両１０は、充放電可能な二次電池４０の直流電力を各モータジェネレータ１６，２２駆動用の交流電力に変換すると共に、各モータジェネレータ１６，２２の交流の発電電力を二次電池４０に充電するために直流電力に変換する第１、第２インバータ３６，３７と、二次電池４０からの電圧を駆動用電圧に昇圧すると共に発電電圧を二次電池４０への充電電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ３９と、電流を平滑化するコンデンサ３５，３８とが設けられている。各インバータ３６，３７は互いに２本の接続線で接続され、この２本の接続線の間にコンデンサ３５が設けられている。そして、これら２本の接続線にはＤＣ／ＤＣコンバータ３９が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９にはコンデンサ３８と二次電池４０が並列に接続されている。

エンジン１２と第１モータジェネレータ１６、第２モータジェネレータ２２にはそれぞれの回転数を検出する回転数センサ４３，４４，４５が取付けられている。また、ハイブリッド車両１０には車速を検出する速度センサ４１が取り付けられ、二次電池４０には温度を検出する温度センサ５３が取り付けられ、二次電池４０からの電力出力線には二次電池４０から入出力電流を検出する電流センサ５２が取り付けられ、二次電池４０の出力端には出力電圧を検出する電圧センサ５１が取り付けられている。

ハイブリッド車両１０は、エンジン１２の出力と各モータジェネレータ１６，２２の回転数、トルクを制御するエンジン回転数制御部９７とＤＣ／ＤＣコンバータ３９で昇圧した後の昇圧電圧（以下、ＶＨという）を制御する電圧制御部９８とを含む制御装置９０を備えている。制御装置９０は内部にＣＰＵ９１とＣＰＵ９１に接続されたメモリ９２とを備えるコンピュータである。そして、エンジン１２、回転数センサ４３，４４，４５、速度センサ４１、各インバータ３６，３７、二次電池４０、ブレーキペダル４６、シフトポジションセンサ４８の信号はそれぞれ制御装置９０に接続されている。メモリ９２は内部に制御用プログラム９６と、エンジン下限回転数マップ９３と、エンジン下限回転数変更係数マップ９４と、ＶＨ上限電圧マップ９５を格納している。本実施形態では一つの制御装置９０の中にエンジン回転数制御部９７と電圧制御部９８とを含む構成となっており、ＣＰＵ９１、制御用プログラム９６、エンジン下限回転数マップ９３、エンジン下限回転数変更係数マップ９４とはエンジン回転数制御部９７を構成し、ＣＰＵ９１、制御用プログラム９６、ＶＨ上限電圧マップ９５とは電圧制御部９８を構成する。また、エンジン回転数制御部９７と電圧制御部９８とを別々の制御装置として構成するようにしてもよい。なお、図１の一点鎖線は信号線を示している。また、本実施形態では、充電可能電力は、二次電池４０に充電することができる電力の大きさを示すもので、二次電池４０を充電する方向に電流が流れる場合がプラスである。

図２に示すように、エンジン下限回転数マップ９３は、シフトレバー４７がシーケンシャルシフトポジションＳにある場合の車速に対する各シフト段に応じたエンジンの下限回転数を示している。図２において、実線ａ，ｂ，ｃは二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合の各シフト段におけるエンジン下限回転数を設定する線であり、実線ａはシフト段が１速の場合のエンジン下限回転数を示し、実線ｂはシフト段が２速の場合のエンジン下限回転数を示し、実線ｃはシフト段が３速の場合のエンジン下限回転数を示す。また、エンジン下限回転数は、車速が早くなってくると実線ｄのように一つの線で表されるので、二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合の各シフト段のエンジン下限回転数は実線ａ，ｂ，ｃと実線ｄによって構成されるマップによって設定される。また、図２の一点鎖線ｈは車速に対しするエンジン上限回転数を示している。そして、二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合に運転者がシフトレバー４７によって１速のシフト段を選択した場合には、エンジン回転数は、実線ａと一点鎖線ｈとの間の回転数となるように制御され、２速のシフト段を選択した場合には、実線ｂと実線ａとの間の回転数となるように制御され、３速のシフト段を選択した場合には、実線ｃと実線ｂとの間の回転数となるように制御される。例えば、図２に示すように、運転者が３速のシフト段を選択して車速Ｖ₀で車両を走行させている場合には、エンジン１２の回転数は図２に示すマップの実線ｃと実線ｂとの間にあるエンジン回転数Ｎ_e0となる（図２の点ｐ）。

また、エンジン下限回転数マップ９３は、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）が高い場合や、二次電池４０の温度が低い場合のように二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが小さい場合に各シフト段におけるエンジン下限回転数を設定するラインを含んでいる。図２に示す、点線ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ、充電可能電力Ｗｉｎが小さい場合の１速、２速、３速の各シフト段を選択した場合のエンジン下限回転数を設定する。点線ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合の各シフト段のエンジン下限回転数を設定する実線ａ，ｂ，ｃよりも高いエンジン回転数となるように設定されている。また、車速が早くなった場合には、充電可能電力Ｗｉｎが小さい場合でもエンジン下限回転数は充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合と同様、実線ｄによって設定されるので、二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが小さい場合の各シフト段のエンジン下限回転数は点線ｅ，ｆ，ｇと実線ｄによって構成されるマップによって設定される。そして、二次電池４０への充電可能電力Ｗｉｎが小さい場合に運転者がシフトレバー４７によって１速のシフト段を選択した場合には、エンジン回転数は、点線ｅと一点鎖線ｈとの間の回転数となるように制御され、２速のシフト段を選択した場合には、点線ｆと点線ｅとの間の回転数となるように制御され、３速のシフト段を選択した場合には、点線ｇと点線ｆとの間の回転数となるように制御される。

先に述べたように、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎは二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）或いは温度等によって変化する。そこで、制御装置９０は図３に示すエンジン下限回転数変更係数マップ９４を用いて、二次電池４０の充電可能電力によってエンジン下限回転数を上昇させる度合いを変化させるようにしている。図２に示すように、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが所定の閾値Ｗ₁よりも小さい場合にはエンジン下限回転数変更係数Ｃは１．０にセットされ、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが所定の閾値Ｗ₂よりも小さい場合にはエンジン下限回転数変更係数Ｃは０にセットされ、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが所定の閾値Ｗ₁とＷ₂との間にある場合には、エンジン下限回転数変更係数Ｃは１．０と０との間で充電可能電力Ｗｉｎの値に比例して直線的に変化する。

エンジン下限回転数変更係数Ｃが１．０の場合、図２に示した各シフト段のエンジン下限回転数は点線ｅ，ｆ，ｇと実線ｄによって構成されるマップによって設定され、エンジン下限回転数変更係数Ｃが０の場合には、図２に示した各シフト段のエンジン下限回転数は実線ａ，ｂ，ｃと実線ｄによって構成されるマップによって設定される。そして、エンジン下限回転数変更係数Ｃが１．０と０との間にある場合には、エンジン下限回転数変更係数Ｃによって点線ｅ，ｆ，ｇと実線ａ，ｂ，ｃとの間をそれぞれ線形補間した位置にある各一点鎖線ｉ，ｊ，ｋと実線ｄによって構成されるマップによって各シフト段のエンジン下限回転数が設定される。

また、制御装置９０は図４に示すＶＨ上限電圧マップ９５を用いて、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎに応じてＶＨ上限電圧を変化させる。図４に示すように、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが所定のＷ₄よりも大きい場合には、ＶＨ上限電圧はＶＨ₀に設定され、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが所定のＷ₃よりも小さい場合には、ＶＨ上限電圧はＶＨ₀よりも高いＶＨ₁に設定され、充電可能電力ＷｉｎがＷ₃よとＷ₄との間にある場合には、例えば、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）が減少して充電可能電力Ｗｉｎが増加する方向にある場合には、ＶＨ₁に設定され、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）が増加して充電可能電力Ｗｉｎが減少する方向にある場合にはＶＨ₀に設定され、ＶＨ上限電圧の設定値にヒステリシスを持たせ設定値がハンチングして制御が不安定とならないように構成されている。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０がシーケンシャルシフトモードでシフトダウンしながら減速する際の動作について説明する。

図５に示すように、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが図３に示すＷ₂、図４に示すＷ₄よりも大きく、ハイブリッド車両１０が時間ｔ₁に車速Ｖ₀で走行している場合には、エンジン回転下限回転数は図２に示す実線ａ，ｂ，ｃ，ｄによって構成されるマップで設定され、運転者が３速のシフト段を選択している場合には、エンジン回転数は実線ｃと実線ｂとの間のＮ_e0となっている（図２の点ｐ）。この状態で、運転者がシフトレバー４７をシーケンシャルシフトポジションの（−）位置としてシフトダウンした場合、シフト段は３速から２速にシフトダウンする。エンジンの回転数Ｎ_e0は、図２のエンジン下限回転数マップ９３に示すように、シフト段が２速の際の車速Ｖ₀に対する最低回転数を示す実線ｂよりも下になっているため、制御装置９０は、エンジン回転数が実線ｂの上に来るようにエンジン１２の回転数を上昇させる指令を出力する（図２の点ｑ）。図６に示すように、この指令によって第１モータジェネレータ１６は正回転方向に回転数が増加するように力行し、第１モータジェネレータ１６の回転数をＮ_m0からＮ_m1に上昇させ、エンジンの回転数をＮ_e0からＮ_e1に引き上げていく。一方、第２モータジェネレータ２２は発電機として機能して発電することにより回生ブレーキが動作する。図７に示すように第２モータジェネレータ２２で発生した電力は二次電池４０に充電されると共に、第１モータジェネレータ１６の回転数を上昇させてエンジン回転数を上昇させることによって消費される。このように、エンジン１２の回転抵抗に対抗して第１モータジェネレータ１６を力行させて第２モータジェネレータで回生した電力の一部を消費することと、第２モータジェネレータ２２で回生した残りの電力を二次電池４０に充電することによってハイブリッド車両１０を減速し、従来のガソリン車のエンジンブレーキと同様の減速動作を行う。

しかし、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）が大きい場合や、二次電池４０の温度が低い場合には、第２モータジェネレータ２２で回生した電力を十分に二次電池に充電することが困難となってくるので、第２モータジェネレータ２２で回生した電力をより多くエンジン１２の回転抵抗によって消費させることが必要となってくる。そこで、制御装置９０は、次に説明するようにエンジン下限回転数マップ９３、ＶＨ上限電圧の設定を変更してエンジン１２の回転抵抗によってより多くの電力を消費させ、二次電池４０に充電される電力を低減する。

制御装置９０は、図８のステップＳ１０１に示すように、二次電池４０の温度センサ５３によって二次電池４０の温度を取得する。また、制御装置９０は、図８のステップＳ１０２に示すように、電流センサ５２と電圧センサ５１によって二次電池４０からの出力電流と出力電圧とを取得する。制御装置９０は、図８のステップＳ１０３に示すように、電流センサ５２と電圧センサ５１によって取得して二次電池４０の出力電流と出力電圧とに基づいて二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）を計算する。これは、出力電流を積分しておき、その積分値を用いて残存容量（ＳＯＣ）を計算するようにしてもよいし、二次電池４０の出力電圧と出力電流との特性カーブを用いて残存容量（ＳＯＣ）を計算するようにしてもよい。制御装置９０は二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）と二次電池４０の温度に基づいて二次電池４０に充電することが可能な電力である充電可能電力Ｗｉｎを計算する。充電可能電力Ｗｉｎは、二次電池４０の温度が低い場合には小さくなり、温度が高くなってくると大きくなり、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）が大きい場合には小さく、残存容量（ＳＯＣ）が小さい場合には大きくなる性質を持っている。制御装置９０は、図８のステップＳ１０４に示すように、温度と残存容量（ＳＯＣ）とから二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎを計算する。

図８のステップＳ１０５に示すように、制御装置９０は、計算した二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎと図３に示すエンジン下限回転数変更係数マップ９４とに基づいて、エンジン下限回転数変更係数Ｃを取得する。図３に示すように、充電可能電力ＷｉｎがＷ₁とＷ₂との間のＷ₀の場合、エンジン下限回転数変更係数Ｃは１．０と０との間のＣ₁（１．０＞Ｃ₁＞０）となる。次に制御装置９０は、図２に示すエンジン下限回転数マップ９３を切り替える。制御装置９０は、図８のステップＳ１０６に示すように、充電可能電力Ｗｉｎが閾値Ｗ₂よりも大きい場合の１速のエンジン下限回転数を設定する実線ａと充電可能電力Ｗｉｎが閾値Ｗ₁よりも小さい場合の１速のエンジン下限回転数を設定する点線ｅとの間を（Ｃ₁）と（１．０−Ｃ₁）とに線形補間して、二次電池４０の充電可能電力ＷｉｎがＣ₁の場合の車速に対応する１速のエンジン下限回転数を一点鎖線ｉに変更する。同様に、制御装置９０は、実線ｂと点線ｆとの間を線形補間して車速に対応する２速のエンジン下限回転数を一点鎖線ｊに変更し、同様に、制御装置９０は、実線ｂと点線ｆとの間を線形補間して車速に対応する３速のエンジン下限回転数を一点鎖線ｋに変更する。そして、制御装置９０は、図８のステップＳ１０７に示すように、車速に対する各シフト段でのエンジン下限回転数を示すマップを、一点鎖線ｉ，ｊ，ｋと実線ｄとによって構成されるものに変更する。

制御装置９０は、図８のステップＳ１０８に示すように、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎに応じてＶＨ上限電圧の変更を行う。図４に示すように、充電可能電力Ｗｉｎが閾値Ｗ₃よりも小さい場合には、ＶＨ上限電圧は二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが大きい場合のＶＨ₀よりも高いＶＨ₁に設定変更される。

このように、制御装置９０がエンジン下限回転数マップ９３の設定変更、ＶＨ上限電圧の設定変更を行った後に、運転者がシフトレバー４７を操作してシフトダウンする場合のハイブリッド車両１０の動作について説明する。

図５に示すように、二次電池４０の充電可能電力ＷｉｎがＷ₀でこれに応じてエンジン下限回転数マップ９３の設定変更、ＶＨ上限電圧の設定変更がされた後、図５に示すように、ハイブリッド車両１０が時間ｔ₁に車速Ｖ₀で走行している場合には、エンジン回転下限回転数は図２に示す一点鎖線ｊ，ｊ，ｋ及び実線ｄによって構成されるエンジン下限回転数マップ９３で設定され、運転者が３速のシフト段を選択している場合には、エンジン回転数は一点鎖線ｊと一点鎖線ｋとの間のＮ_e0となっている（図２の点ｐ）。この状態で、運転者がシフトレバー４７をシーケンシャルシフトポジションの（−）位置としてシフトダウンした場合、シフト段は３速から２速にシフトダウンする。エンジンの回転数Ｎ_e0は、図２のエンジン下限回転数マップ９３に示すように、シフト段が２速の際の車速Ｖ₀に対する最低回転数を示す一点鎖線ｊよりも下になっているため、制御装置９０は、エンジン回転数が一点鎖線ｊの上の来るようにエンジン１２の回転数をＮ_e2まで上昇させる指令を出力する（図２の点ｒ）。図６に示すように、この指令によって第１モータジェネレータ１６は正回転方向に回転数が増加するように力行する。第１モータジェネレータ１６に印加されるＶＨ電圧のＶＨ上限電圧は通常のＶＨ₀よりも高いＶＨ₁に変更されているので、第１モータジェネレータ１６は通常の場合の上昇回転数Ｎ_m1よりも高いＮ_m2まで回転数を上昇されることができ、これによってエンジン１２の回転数を通常の上昇回転数のＮ_e1よりも高いＮ_e2まで上昇させる。エンジン１２の回転数が通常の上昇回転数よりも高いＮ_e2となるとエンジン１２の回転抵抗が増大し、第１モータジェネレータ１６はエンジン１２の回転数をＮ_e2まで上昇させることによって通常の場合よりもより多くの電力を消費することができる。すると、図７に斜線矢印で示すように、第２モータジェネレータ２２によって回生した電力の大部分は第２インバータ３７から第１インバータ３６を介して第１モータジェネレータ１６によって消費され、ごくわずかな電力が第２インバータ３７からＤＣ／ＤＣコンバータ３９で減圧されて二次電池４０に充電される。この際の二次電池４０への充電電力は二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎよりも小さな電力となっている。

以上説明したように、本実施形態のシーケンシャルシフトを備えるハイブリッド車両１０は、二次電池４０の充電可能電力Ｗｉｎが低い場合でもシフトダウンの際にメリハリのある運転感覚が得られるという効果を奏する。

以上説明した実施形態のハイブリッド車両１０では、エンジン下限回転数マップ９３、エンジン下限回転数変更係数マップ９４、上限電圧マップ９５を用いてエンジン下限回転数やＶＨ上限電圧の設定を行うこととして説明したが、このようなマップを用いずに、例えば、車両の走行状態やシフト段などの信号に基づいて下限回転数を計算するようにしてもよいし、エンジン下限回転数テーブル等を用いてエンジン下限回転数を設定するようにしてもよい。

１０ハイブリッド車両、１２エンジン、１４ダンパ装置、１６第１モータジェネレータ、１８回転軸、１９動力出力軸、２０動力分配機構、２０ｃキャリア、２０ｐピニオンギヤ、２０ｒリングギヤ、２０ｓサンギヤ、２２第２モータジェネレータ、２２ｒ回転子、２４回転軸、２６，３０，３１減速ギヤ、３２ドライブシャフト、３３ディファレンシャル、３４車輪、３５，３８コンデンサ、３６第１インバータ、３７第２インバータ、３９ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０二次電池、４１速度センサ、４２摩擦ブレーキ、４３，４４，４５回転数センサ、４６ブレーキペダル、４７シフトレバー、４８シフトポジションセンサ、４９アクセルペダル、５１電圧センサ、５２電流センサ、５３温度センサ、９０制御装置、９２メモリ、９３エンジン下限回転数マップ、９４エンジン下限回転数変更係数マップ、９５上限電圧マップ、９６制御用プログラム、９７エンジン回転数制御部、９８電圧制御部Ｃエンジン下限回転数変更係数、Ｗｉｎ充電可能電力。

Claims

エンジンと、
第１モータジェネレータと第２のモータジェネレータで構成されるモータジェネレータ部と、
前記エンジンのトルクを車両の動力出力軸と前記第１モータジェネレータとに分配し、前記動力出力軸を前記第２モータジェネレータに直結する動力分配機構と、
前記モータジェネレータ部との間で電力の授受を行う蓄電装置と、
前記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御部と、
を含むハイブリッド車両であって、
前記エンジン回転数制御部は、
各シフト段と車速とに応じて設定されるエンジンの上限回転数と下限回転数との間の範囲に入るようにエンジン回転数の変更制御が行われる手段であって、前記エンジンの上限回転数はどのシフト段でも同じに設定され、前記エンジン下限回転数は、前記シフトアップのときにより低く前記シフトダウンのときにより高く設定されるエンジン回転数変更制御手段と、
前記蓄電装置への充電可能電力を計算する充電可能電力計算手段と、
前記シフト段の変更がシフトダウンとなるときに、充電可能電力計算手段によって計算した計算充電可能電力が小さくなるに従って、前記各シフト段において設定される前記エンジン下限回転数をより大きくすることで、前記エンジンの制動力をより増加させて、前記計算充電可能電力が小さくなるに従って前記第２モータジェネレータの回生による制動力がより低下する分を補う下限回転数変更手段と、
を有すること、を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
前記モータジェネレータ部と蓄電装置との間で授受する前記電力の電圧を変化させる電圧制御部を含み、
前記電圧制御部は、前記蓄電装置の前記計算充電可能電力が所定の閾値よりも小さい場合には、前記モータジェネレータ部と蓄電装置との間で授受する前記電力の上限電圧を前記蓄電装置の前記計算充電可能電力が該閾値よりも大きい場合よりも高くし、前記第１モータジェネレータの回転数をより高めることを可能にして前記エンジンの回転数をさらに高めて前記エンジンの制動力をさらに高くする上限電圧変化手段を有すること、を特徴とするハイブリッド車両。