JP6067218B2 - 車両駆動システムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの動力とモータジェネレータの動力を車両の車軸に伝達可能な動力伝達装置を備えた車両駆動システムの制御装置に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとＭＧ（モータジェネレータ）を搭載したハイブリッド車が注目されている。このハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特開２００３−１９１７６２号公報）に記載されているように、車両の減速時に、車軸の動力でＭＧを駆動して車両の運動エネルギをＭＧで電力に変換してバッテリに回収（充電）する回生制御を行う際に、動力伝達経路に設けたクラッチを制御してエンジンや変速機構の引き摺りによるエネルギロスをなくすことで、車両の減速時の運動エネルギを効率的に回生するようにしたり、バッテリ（蓄電池）の残容量が所定値以上のときに、バッテリの電力によるＭＧの動力で車軸を駆動して車両を走行させるＥＶ走行を行う際に、動力伝達経路に設けたクラッチを制御してエンジンや変速機構の引き摺りによるエネルギロスをなくすことで、ＥＶ走行時のエネルギロスを低減するようにしたものがある。

特開２００３−１９１７６２号公報

しかし、車両の減速時に、バッテリの残容量が既に満充電容量又はその付近に達していてバッテリにほとんど充電できない状態の場合には、車両の運動エネルギをバッテリに回収することができず、車両の減速時の運動エネルギを有効に利用することができないという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、車両の減速時の運動エネルギを有効に利用することができる車両駆動システムの制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンの動力と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）及び第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）の動力を車両の車軸に伝達可能な動力伝達装置と、第１及び第２のＭＧと電力を授受するバッテリとを備えた車両駆動システムの制御装置において、動力伝達装置は、エンジンの動力を伝達するエンジン入力軸と、第１のＭＧの動力を伝達するモータ入力軸と、第２のＭＧの動力が入力されると共に車軸に伝達するための動力を出力する出力軸と、エンジン入力軸の動力をモータ入力軸を介さずに出力軸に伝達するためのエンジン側ギヤ機構と、モータ入力軸の動力をエンジン入力軸を介さずに出力軸に伝達するためのモータ側ギヤ機構と、エンジン入力軸とモータ入力軸との間の動力伝達を断続する第１のクラッチと、モータ側ギヤ機構と出力軸との間の動力伝達を断続する第２のクラッチと、エンジン側ギヤ機構と出力軸との間の動力伝達を断続する第３のクラッチとを備え、第１のクラッチが接続された場合にエンジン側ギヤ機構とモータ側ギヤ機構との間が動力伝達可能となるように構成され、車両の減速時に、バッテリの残容量又はこれに応じて変化する情報（以下これらを「バッテリ残量情報」と総称する）が所定の閾値よりも低い場合には第１のクラッチと第２のクラッチと第３のクラッチを全て切断して車軸の動力で第２のＭＧを駆動して該第２のＭＧで発電した電力をバッテリに充電するＭＧ回生制御を実行し、バッテリ残量情報が閾値以上の場合にはエンジン側ギヤ機構とモータ側ギヤ機構のうちでギヤ比が小さい方のギヤ機構であるエンジン側ギヤ機構を介して車軸の動力をエンジンに伝達するように第１のクラッチと第２のクラッチを切断すると共に第３のクラッチを接続して車軸の動力でエンジンを駆動する第１のエンジン回生制御を実行する減速時回生制御手段を備えた構成としたものである。

この構成では、車両の減速時に、バッテリ残量情報が閾値よりも低い場合には、バッテリに充電可能であると判断して、車軸の動力で第２のＭＧを駆動して該第２のＭＧで発電した電力をバッテリに充電するＭＧ回生制御を実行することで、車両の運動エネルギを第２のＭＧで電力に変換してバッテリに回収することができる。

一方、バッテリ残量情報が閾値以上の場合には、バッテリにあまり充電できないと判断して、車軸の動力で燃焼停止状態のエンジンを駆動する第１のエンジン回生制御を実行することで、車両の減速時にエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域（燃料噴射及び点火を再開するだけでエンジンを始動可能なエンジン回転速度領域）まで引き上げておくことができる。これにより、車両の減速後の加速時にＭＧ等でエンジンをクランキングしなくても燃料噴射及び点火を再開するだけでエンジンを速やかに再始動することが可能となり、車両の減速時の運動エネルギをエンジン再始動用のエネルギとして有効に利用することができる。

本発明は、第１のＭＧと第２のＭＧとを備え、動力伝達装置は、エンジンの動力を伝達するエンジン入力軸と、第１のＭＧの動力を伝達するモータ入力軸と、第２のＭＧの動力が入力されると共に車軸に伝達するための動力を出力する出力軸と、エンジン入力軸の動力をモータ入力軸を介さずに出力軸に伝達するためのエンジン側ギヤ機構と、モータ入力軸の動力をエンジン入力軸を介さずに出力軸に伝達するためのモータ側ギヤ機構と、エンジン入力軸とモータ入力軸との間の動力伝達を断続する第１のクラッチと、モータ側ギヤ機構と出力軸との間の動力伝達を断続する第２のクラッチと、エンジン側ギヤ機構と出力軸との間の動力伝達を断続する第３のクラッチとを備え、第１のクラッチが接続された場合にエンジン側ギヤ機構とモータ側ギヤ機構との間が動力伝達可能となるように構成している。このようにすれば、エンジンの動力とＭＧの動力を車両の車軸に伝達する動力伝達装置を小型化することができる。

更に、ＭＧ回生制御を行う際に、第１のクラッチと第２のクラッチと第３のクラッチを全て切断して第２のＭＧでＭＧ回生制御を行うようにしているため、車軸の動力を第２のＭＧに伝達する動力伝達経路からエンジンを切り離して、エンジンの引き摺りによるエネルギロスをなくした状態でＭＧ回生制御を行うことができ、車両の減速時の運動エネルギを効率的に回生することができる。

また、エンジン回生制御を行う際に、エンジン側ギヤ機構とモータ側ギヤ機構のうちでギヤ比が小さい方のギヤ機構であるエンジン側ギヤ機構を介して車軸の動力をエンジンに伝達するように第１のクラッチと第２のクラッチを切断すると共に第３のクラッチを接続してエンジンを駆動する第１のエンジン回生制御を実行するようにしているため、エンジン回生制御によるエンジンブレーキが過度に大きくなることを抑制して、運転者の意に反して急減速してしまうことを防止することができる。

この場合、請求項２のように、車両の減速時にバッテリ残量情報が前記閾値以上の場合に、出力軸の回転速度と第１のエンジン回生制御で使用するエンジン側ギヤ機構（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）のギヤ比とに基づいて第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度を算出し、該上昇可能なエンジン回転速度が所定の再始動回転速度下限値よりも高いときに、第１のエンジン回生制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度が再始動回転速度下限値（再始動可能な回転速度領域の下限値）よりも高いときに、第１のエンジン回生制御によってエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域まで引き上げることができると判断して、第１のエンジン回生制御を実行することができ、第１のエンジン回生制御を無駄に実行することを回避できる。

また、請求項３のように、第１のエンジン回生制御を実行した後、エンジン側ギヤ機構とモータ側ギヤ機構のうちでギヤ比が大きい方のギヤ機構であるモータ側ギヤ機構を介して車軸の動力をエンジンに伝達するように各クラッチを制御してエンジンを駆動する第２のエンジン回生制御に移行するようにしても良い。このようにすれば、第１のエンジン回生制御によってエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域に引き上げた後、第２のエンジン回生制御に移行して、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域に維持することができ、エンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域に維持できる期間を長くすることができる。しかも、ギヤ比が小さい方のギヤ機構を使用する第１のエンジン回生制御によるエンジンブレーキによってある程度まで減速した後、第２のエンジン回生制御に移行するため、ギヤ比が大きい方のギヤ機構を使用する第２のエンジン回生制御を実行しても、エンジン回生制御によるエンジンブレーキが過度に大きくなることを抑制して、運転者の意に反して急減速してしまうことを防止することができる。

この場合、請求項４のように、第１のエンジン回生制御によりエンジンの回転速度が所定の再始動回転速度下限値よりも高くなったときに、出力軸の回転速度と第２のエンジン回生制御で使用するモータ側ギヤ機構（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）のギヤ比とに基づいて第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度を算出し、該上昇可能なエンジン回転速度が所定の再始動回転速度上限値よりも高いときに、第２のエンジン回生制御に移行するようにしても良い。このようにすれば、第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度が再始動回転速度上限値（再始動可能な回転速度領域の上限値）よりも高いときに、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域に維持することができると判断して、第２のエンジン回生制御に移行することができ、第２のエンジン回生制御を無駄に実行することを回避できる。

図１は本発明の実施例１におけるハイブリッド車の駆動システムの概略構成を示す図である。 図２は実施例１の減速時回生制御の各動作モードにおけるクラッチとＭＧとエンジンの制御状態を示す図である。 図３は実施例１の減速時回生制御を説明する図である。 図４は実施例１の減速時回生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は実施例２の減速時回生制御の各動作モードにおけるクラッチとＭＧとエンジンの制御状態を示す図である。 図６は実施例２の減速時回生制御を説明する図である。 図７は実施例２の減速時回生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 図８は実施例２の減速時回生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）である。 図９は本発明に関連する参考例としてのハイブリッド車の駆動システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド車の駆動システムの概略構成を説明する。

ハイブリッド車に搭載される動力伝達装置１１は、エンジン１２、第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）１３、第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）１４、第１エンジン入力軸１５、ダンパ１６、第２エンジン入力軸１７、モータ入力軸１８、エンジン側のドライブギヤ１９及びドリブンギヤ２０、モータ側のドライブギヤ２１及びドリブンギヤ２２、第１のクラッチ２３、第２のクラッチ２４、第３のクラッチ２５、出力軸２６、ディファレンシャルギヤ２７等を備えており、エンジン１２、第１及び第２のＭＧ１３，１４が発生した動力（すなわち駆動トルク）を車軸２８に伝達し、それによって駆動輪２９に駆動力を発生させるようになっている。

第１及び第２のＭＧ１３，１４は、インバータ３０を介してバッテリ３１（蓄電池）に接続され、第１及び第２のＭＧ１３，１４がインバータ３０を介してバッテリ３１と電力を授受するようになっている。エンジン１２は内燃機関であり、第１及び第２のＭＧ１３，１４は、バッテリ３１の電力によって回転する電気モータであると共に、動力伝達装置１１（具体的には第１のＭＧ１３ならモータ入力軸１８、第２のＭＧ１４なら出力軸２６）から伝達された軸トルクを利用して発電してバッテリ３１に充電を行うジェネレータでもある。

エンジン１２から伸びる第１エンジン入力軸１５には、エンジン１２が発生した動力が入力される。この第１エンジン入力軸１５は、エンジン１２から入力された動力を伝達する軸として機能する。この第１エンジン入力軸１５のエンジン１２と反対側の端部には、周知のトーションダンパ１６が取り付けられている。

また、ダンパ１６の第１エンジン入力軸１５とは反対側には、第２エンジン入力軸１７が第１エンジン入力軸１５に対して同軸に取り付けられている。従って、この第２エンジン入力軸１７は、ダンパ１６を介して第１エンジン入力軸１５の動力を伝達するようになっている。

また、第２エンジン入力軸１７には、エンジン側のドライブギヤ１９が軸着され、このドライブギヤ１９が第２エンジン入力軸１７と共に回転するようになっている。

また、第１のＭＧ１３から伸びるモータ入力軸１８には、第１のＭＧ１３が発生した動力が入力される。このモータ入力軸１８は、第１のＭＧ１３から入力された動力を伝達する軸として機能する。

また、モータ入力軸１８には、モータ側のドライブギヤ２１が軸着され、このドライブギヤ２１がモータ入力軸１８と共に回転するようになっている。

また、第２エンジン入力軸１７とモータ入力軸１８は、互いに平行かつ同軸に配置されている。また、第１のクラッチ２３は、第２エンジン入力軸１７とモータ入力軸１８との間に設けられ、第２エンジン入力軸１７とモータ入力軸１８を相互に同軸に断続するクラッチ機構である。第１のクラッチ２３としては、湿式クラッチを採用しても良いし、乾式クラッチを採用しても良い。

また、第２のＭＧ１４から伸びる出力軸２６には、第２のＭＧ１４が発生した動力が入力される。この出力軸２６は、第１エンジン入力軸１５、第２エンジン入力軸１７、モータ入力軸１８の側方にこれら入力軸１５，１７，１８に対して平行に配置され、ディファレンシャルギヤ２７、車軸２８等に伝達するための動力を出力する。

また、エンジン側のドリブンギヤ２０は、ドライブギヤ１９に噛合し、出力軸２６に回動自在に支持される。また、第３のクラッチ２５は、出力軸２６に取り付けられ、出力軸２６とドリブンギヤ２０とを相互に断続するクラッチ機構である。第３のクラッチ２５としては、湿式クラッチを採用しても良いし、乾式クラッチを採用しても良く、或は、シンクロ機構等のかみ合い式クラッチを採用しても良い。

また、モータ側のドリブンギヤ２２は、ドライブギヤ２１に噛合し、出力軸２６に回動自在に支持される。また、第２のクラッチ２４は、出力軸２６に取り付けられ、出力軸２６とドリブンギヤ２２とを相互に断続するクラッチ機構である。第２のクラッチ２４としては、湿式クラッチを採用しても良いし、乾式クラッチを採用しても良く、或は、シンクロ機構等のかみ合い式クラッチを採用しても良い。

また、出力軸２６の動力は、図示しないファイナルギヤ及びディファレンシャルギヤ２７及び車軸２８を介して駆動輪２９に伝達される。

第３のクラッチ２５を接続することで、出力軸２６とエンジン側のドリブンギヤ２０との間で動力伝達が行われる。従って、エンジン側のドライブギヤ１９、ドリブンギヤ２０、第３のクラッチ２５を介して第２エンジン入力軸１７と出力軸２６の間で（モータ入力軸１８を介さず）動力伝達が行われる。逆に、第３のクラッチ２５を切ると、第２エンジン入力軸１７と出力軸２６の間で動力伝達が行われることがなくなる。エンジン側のドライブギヤ１９とドリブンギヤ２０がハイギヤ機構３２（エンジン側ギヤ機構の一例に相当する）を構成している。尚、ハイギヤ機構３２の減速比（ギヤ比）は、動力伝達装置１１に備えられたギヤ機構の減速比のうちで最も小さい。

また、第２のクラッチ２４を接続することで、出力軸２６とモータ側のドリブンギヤ２２との間で動力伝達が行われる。従って、モータ側のドライブギヤ２１、ドリブンギヤ２２、第２のクラッチ２４を介してモータ入力軸１８と出力軸２６の間で（エンジン入力軸１５，１７を介さず）動力伝達が行われる。逆に、第２のクラッチ２４を切ると、モータ入力軸１８と出力軸２６の間で動力伝達が行われることがなくなる。モータ側のドライブギヤ２１とドリブンギヤ２２がローギヤ機構３３（モータ側ギヤ機構の一例に相当する）を構成している。尚、ローギヤ機構３３の減速比（ギヤ比）は、動力伝達装置１１に備えられたギヤ機構の減速比のうちで最も大きい。従って、ローギヤ機構３３の減速比は、ハイギヤ機構３２の減速比よりも大きくなっている。

この動力伝達装置１１においては、動力の伝達経路から見ても配置から見ても、エンジン１２に近い方のギヤ機構がハイギヤ機構３２であり、第１のＭＧ１３に近い方のギヤ機構がローギヤ機構３３である。

また、第１のクラッチ２３を接続すると、第１のクラッチ２３を介して第２エンジン入力軸１７とモータ入力軸１８の間で動力が伝達されるようになり、第１のクラッチ２３を切ると、第２エンジン入力軸１７とモータ入力軸１８の間で動力が伝達されなくなる。

また、第１のクラッチ２３が接続された場合、第２エンジン入力軸１７上のドライブギヤ１９が設けられる位置からモータ入力軸１８上のドライブギヤ２１が設けられる位置までの間は、常に動力伝達が可能となっている。換言すれば、入力軸１５，１７，１８上のエンジン側のドライブギヤ１９が設けられる位置からモータ側のドライブギヤ２１までの動力伝達経路に第１のクラッチ２３以外のクラッチが介在しない。このようになっていることで、クラッチの数を従来よりも低減することができ、ひいては、動力伝達装置１１を小型化することが可能となる。

また、第１のクラッチ２３及びエンジン側のドライブギヤ１９を、モータ側のドライブギヤ２１とエンジン１２との間の位置に配置することで、エンジン１２からエンジン側のドライブギヤ１９までの距離を低減することができ、その結果、エンジン入力軸１５，１７のねじれ振動に対する耐性を高く保つことができる。

また、第１のクラッチ２３及びモータ側のドライブギヤ２１を、エンジン側のドライブギヤ１９と第１のＭＧ１３との間の位置に配置することで、第１のＭＧ１３からモータ側のドライブギヤ２１までの距離を低減することができ、その結果、モータ入力軸１８のねじれ振動に対する耐性を高く保つことができる。

また、ＥＣＵ３４（電子制御回路）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、車両内で取得された各種物理量に基づいて、上記の第１及び第２のＭＧ１３，１４の駆動／非駆動、及び、第１〜第３のクラッチ２３〜２５の接続／切断を制御することで、エンジン１２、第１のＭＧ１３が発生する動力の伝達経路及び減速比を制御する。

このＥＣＵ３４には、車速センサ（図示せず）で検出した車速、アクセルセンサ（図示せず）で検出したアクセル開度（アクセル操作量）、バッテリ監視装置（図示せず）で検出したバッテリ３１の充電状態を表すＳＯＣ(State Of Charge) 、クランク角センサ（図示せず）で検出したエンジン回転速度等の各種の信号が入力される。

ＥＣＵ３４は、これら入力された信号に基づいて、第１〜第３のクラッチ２３〜２５の接続／切断を切り換える。具体的には、ＥＣＵ３４は、クラッチ２３〜２５のそれぞれに対して設けられたアクチュエータ（例えばクラッチの断続のための油圧を発生するアクチュエータ）の作動を制御することで、クラッチ２３〜２５の接続／切断を個別に切り換える。

このようなＥＣＵ３４によるクラッチ２３〜２５の制御によって、第１のＭＧ１３の発生する動力は、ローギヤ機構３３を介して駆動輪２９に伝達されることも、ハイギヤ機構３２を介して駆動輪２９に伝達されることも、可能となる。また、エンジン１２の発生する動力についても、ローギヤ機構３３を介して駆動輪２９に伝達されることも、ハイギヤ機構３２を介して駆動輪２９に伝達されることも、可能となる。

また、本実施例１では、ＥＣＵ３４により後述する図４の減速時回生制御ルーチンを実行することで、車両の減速時に、バッテリ残量情報（バッテリ３１の残容量又はこれに応じて変化する情報）を検出し、このバッテリ残量情報が所定の上限側閾値（例えば充電目標上限値）よりも低い場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、車軸２８の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行し、一方、バッテリ残量情報が上限側閾値以上の場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、車軸２８の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動するエンジン回生制御を実行する。

具体的には、図２及び図３に示すように、車両の減速時に、バッテリ残量情報として、バッテリ３１のＳＯＣを検出する（例えばバッテリ監視装置で検出したバッテリ３１のＳＯＣを読み込む）。ここで、バッテリ３１のＳＯＣは、例えば、次式より定義される。
ＳＯＣ＝残容量／満充電容量×１００

(a) バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低い場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、動作モードをＭＧ回生モードに設定する。このＭＧ回生モードでは、第１〜第３のクラッチ２３〜２５を全て切断して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行することで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１４で電力に変換してバッテリ３１に回収する。

その後、(b) バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上になった場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、動作モードをエンジン回生モードに設定する。このエンジン回生モードでは、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１及び第２のクラッチ２３，２４を切断、第３のクラッチ２５を接続）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動するエンジン回生制御（第１のエンジン回生制御）を実行することで、車両の減速時にエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域（燃料噴射及び点火を再開するだけでエンジン１２を始動可能なエンジン回転速度領域）まで引き上げる。

その後、(c) 加速要求が発生して、動作モードが加速モードに設定された場合には、エンジン１２の燃料噴射及び点火を再開してエンジン１２を速やかに再始動すると共に、エンジン１２の動力と第１及び第２のＭＧ１３，１４の動力を車軸２８に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１及び第２のクラッチ２３，２４を接続、第３のクラッチ２５を切断）して、車両を加速させる。

以下、本実施例１でＥＣＵ３４が実行する図４に示す減速時回生制御ルーチンの処理内容を説明する。

図４に示す減速時回生制御ルーチンは、ＥＣＵ３４の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう減速時回生制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、車両の減速時であるか否かを、例えば、車速の差分（車速の今回値と前回値との差）が所定値以下であるか否か、或は、アクセル開度の差分（アクセル開度の今回値と前回値との差）が所定値以下であるか否か等によって判定する。

このステップ１０１で、減速時ではない判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、減速時であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いか否かを判定する。ここで、上限側閾値は、例えば、バッテリ３１の充電目標上限値であり、バッテリ３１の満充電容量よりも少し小さい値に設定されている。

このステップ１０２で、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いと判定された場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、ステップ１０３に進み、動作モードをＭＧ回生モードに設定する。

このＭＧ回生モードでは、第１〜第３のクラッチ２３〜２５を全て切断して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行することで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１４で電力に変換してバッテリ３１に回収する（ステップ１０４，１０５）。

この後、ステップ１０６に進み、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上であるか否かを判定し、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いと判定された場合には、上記ステップ１０４に戻り、ＭＧ回生制御を継続する。

一方、上記ステップ１０２又は上記ステップ１０６で、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上であると判定された場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、ステップ１０７に進み、現在の出力軸２６の回転速度Ｎout とエンジン回生制御で使用するハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）のギヤ比Ｇhighとを用いて、エンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 を次式により算出する。
Ｎemax1 ＝Ｎout ×（１／Ｇhigh）

尚、出力軸２６の回転速度Ｎout は、回転速度センサ等で検出するようにしても良いし、車速（又は車軸２８の回転速度）から算出するようにしても良い。

この後、ステップ１０８に進み、エンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が所定の再始動回転速度下限値（再始動可能な回転速度領域の下限値）よりも高いか否かを判定する。

このステップ１０８で、エンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が再始動回転速度下限値よりも高いと判定された場合には、エンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域まで引き上げることができると判断して、ステップ１０９に進み、動作モードをエンジン回生モードに設定する。

このエンジン回生モードでは、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１及び第２のクラッチ２３，２４を切断、第３のクラッチ２５を接続）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動するエンジン回生制御を実行する（ステップ１１０，１１１）。

この後、ステップ１１２に進み、クランク角センサで検出したエンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高いか否かを判定し、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値以下である判定された場合には、上記ステップ１１０に戻り、エンジン回生制御を継続し、その後、上記ステップ１１２で、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高いと判定された場合には、エンジン回生制御によってエンジン回転速度が再始動可能な回転速度領域まで引き上げられたと判断して、本ルーチンを終了する。

尚、上記ステップ１０８で、エンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が再始動回転速度下限値以下であると判定された場合には、エンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域まで引き上げることができないと判断して、エンジン回生制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例１では、車両の減速時に、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低い場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、車軸２８の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行するようにしたので、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１４で電力に変換してバッテリ３１に回収することができる。一方、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上になった場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、車軸２８の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動するエンジン回生制御を実行するようにしたので、車両の減速時にエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域まで引き上げておくことができる。これにより、車両の減速後の加速時にＭＧ等でエンジン１２をクランキングしなくても燃料噴射及び点火を再開するだけでエンジン１２を速やかに再始動することが可能となり、車両の減速時の運動エネルギをエンジン再始動用のエネルギとして有効に利用することができる。

また、本実施例１では、ＭＧ回生制御を行う際に、第１〜第３のクラッチ２３〜２５を全て切断して、第２のＭＧ１４でＭＧ回生制御を行うようにしたので、車軸２８の動力を第２のＭＧ１４に伝達する動力伝達経路からエンジン１２を切り離して、エンジン１２の引き摺りによるエネルギロスをなくした状態でＭＧ回生制御を行うことができ、車両の減速時の運動エネルギを効率的に回生することができる。

更に、本実施例１では、エンジン回生制御を行う際に、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御してエンジン回生制御を行うようにしたので、エンジン回生制御によるエンジンブレーキが過度に大きくなることを抑制して、運転者の意に反して急減速してしまうことを防止することができる。

その際、本実施例１では、車両の減速時にバッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上の場合に、出力軸２６の回転速度Ｎout とエンジン回生制御で使用するハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）のギヤ比Ｇhighとに基づいてエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 を算出し、この上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が再始動回転速度下限値よりも高いときに、エンジン回生制御によってエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域まで引き上げることができると判断して、エンジン回生制御を実行するようにしたので、エンジン回生制御を無駄に実行することを回避できる。

次に、図５乃至図８を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３４により後述する図７及び図８の減速時回生制御ルーチンを実行することで、車両の減速時に、バッテリ残量情報が上限側閾値以上の場合には、まず、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御してエンジン１２を回転駆動する第１のエンジン回生制御を実行し、その後、ローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御してエンジン１２を回転駆動する第２のエンジン回生制御に移行する。

具体的には、図５及び図６に示すように、車両の減速時に、バッテリ３１のＳＯＣを検出し、(a) バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低い場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、動作モードをＭＧ回生モードに設定する。このＭＧ回生モードでは、第１〜第３のクラッチ２３〜２５を全て切断して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行することで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１４で電力に変換してバッテリ３１に回収する。

その後、(b1)バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上になった場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、動作モードを第１のエンジン回生モードに設定する。この第１のエンジン回生モードでは、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１及び第２のクラッチ２３，２４を切断、第３のクラッチ２５を接続）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動する第１のエンジン回生制御を実行することで、車両の減速時にエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域まで引き上げる。

その後、(b2)エンジン回転速度が再始動回転速度下限値よりも高くなったときに、動作モードを第２のエンジン回生モードに設定する。この第２のエンジン回生モードでは、ローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１のクラッチ２３を接続又は半クラッチ状態、第２のクラッチ２４を接続、第３のクラッチ２５を切断）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動する第２のエンジン回生制御を実行することで、車両の減速時にエンジン回転速度を再始動可能な回転速度領域に維持する。

以下、本実施例２でＥＣＵ３４が実行する図７及び図８に示す減速時回生制御ルーチンの処理内容を説明する。

図７及び図８に示す減速時回生制御ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、車両の減速時であるか否かを判定し、減速時であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いか否かを判定する。このステップ２０２で、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いと判定された場合には、バッテリ３１に充電可能であると判断して、ステップ２０３に進み、動作モードをＭＧ回生モードに設定する。

このＭＧ回生モードでは、第１〜第３のクラッチ２３〜２５を全て切断して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で第２のＭＧ１４を回転駆動して第２のＭＧ１４で発電した電力をバッテリ３１に充電するＭＧ回生制御を実行することで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１４で電力に変換してバッテリ３１に回収する（ステップ２０４，２０５）。

この後、ステップ２０６に進み、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上であるか否かを判定し、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値よりも低いと判定された場合には、上記ステップ２０４に戻り、ＭＧ回生制御を継続する。

一方、上記ステップ２０２又は上記ステップ２０６で、バッテリ３１のＳＯＣが上限側閾値以上であると判定された場合には、バッテリ３１にあまり充電できないと判断して、ステップ２０７に進み、現在の出力軸２６の回転速度Ｎout と第１のエンジン回生制御で使用するハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）のギヤ比Ｇhighとを用いて、第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 を次式により算出する。
Ｎemax1 ＝Ｎout ×（１／Ｇhigh）

この後、ステップ２０８に進み、第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が所定の再始動回転速度下限値（再始動可能な回転速度領域の下限値）よりも高いか否かを判定する。

このステップ２０８で、第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax1 が再始動回転速度下限値よりも高いと判定された場合には、第１のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域まで引き上げることができると判断して、ステップ２０９に進み、動作モードを第１のエンジン回生モードに設定する。

この第１のエンジン回生モードでは、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１及び第２のクラッチ２３，２４を切断、第３のクラッチ２５を接続）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動する第１のエンジン回生制御を実行する（ステップ２１０，２１１）。

この後、ステップ２１２に進み、クランク角センサで検出したエンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高いか否かを判定し、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値以下である判定された場合には、上記ステップ２１０に戻り、第１のエンジン回生制御を継続し、その後、上記ステップ２１２で、エンジン回転速度が再始動回転速度下限値よりも高いと判定された場合には、第１のエンジン回生制御によってエンジン回転速度が再始動可能な回転速度領域まで引き上げられたと判断して、図８のステップ２１３に進み、現在の出力軸２６の回転速度Ｎout と第２のエンジン回生制御で使用するローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）のギヤ比Ｇlow とを用いて、第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 を次式により算出する。
Ｎemax2 ＝Ｎout ×（１／Ｇlow ）

この後、ステップ２１４に進み、第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 が所定の再始動回転速度上限値（再始動可能な回転速度領域の上限値）よりも高いか否かを判定する。

このステップ２１４で、第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 が再始動回転速度上限値よりも高いと判定された場合には、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持することができると判断して、ステップ２１５に進み、動作モードを第２のエンジン回生モードに設定する。

この第２のエンジン回生モードでは、ローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御（第１のクラッチ２３を接続又は半クラッチ状態、第２のクラッチ２４を接続、第３のクラッチ２５を切断）して、車軸２８の動力で回転駆動される出力軸２６の動力で燃焼停止状態のエンジン１２を回転駆動する第２のエンジン回生制御を実行する（ステップ２１６，２１７）。

具体的には、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高く且つ再始動回転速度上限値以下（再始動回転速度下限値＜Ｎe ≦再始動回転速度上限値）の場合には、第１及び第２のクラッチ２３，２４を接続、第３のクラッチ２５を切断して、エンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持する。また、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度上限値よりも高い場合には、第１のクラッチ２３を半クラッチ状態（滑り状態）、第２のクラッチ２４を接続、第３のクラッチ２５を切断して、エンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域まで下降させる。

この後、ステップ２１８に進み、クランク角センサで検出したエンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値以下であるか否かを判定し、エンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高いと判定された場合には、上記ステップ２１６に戻り、第２のエンジン回生制御を継続し、その後、上記ステップ２１８で、エンジン回転速度が再始動回転速度下限値以下であると判定された場合には、本ルーチンを終了する。

尚、上記ステップ２１４で、第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 が再始動回転速度上限値以下であると判定された場合には、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持することが困難出であると判断して、第２のエンジン回生制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例２では、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御してエンジン１２を回転駆動する第１のエンジン回生制御を実行した後、ローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）を介して車軸２８の動力をエンジン１２に伝達するように各クラッチ２３〜２５を制御してエンジン１２を回転駆動する第２のエンジン回生制御に移行するようにしたので、第１のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に引き上げた後、第２のエンジン回生制御に移行して、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持することができ、エンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持できる期間を長くすることができる。しかも、ハイギヤ機構３２（ギヤ比が小さい方のギヤ機構）を使用する第１のエンジン回生制御によるエンジンブレーキによってある程度まで減速した後、第２のエンジン回生制御に移行するため、ローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）を使用する第２のエンジン回生制御を実行しても、エンジン回生制御によるエンジンブレーキが過度に大きくなることを抑制して、運転者の意に反して急減速してしまうことを防止することができる。

その際、本実施例２では、第１のエンジン回生制御によりエンジン回転速度Ｎe が再始動回転速度下限値よりも高くなったときに、出力軸２６の回転速度Ｎout と第２のエンジン回生制御で使用するローギヤ機構３３（ギヤ比が大きい方のギヤ機構）のギヤ比とに基づいて第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 を算出し、この上昇可能なエンジン回転速度Ｎemax2 が再始動回転速度上限値よりも高いときに、第２のエンジン回生制御によってエンジン回転速度Ｎe を再始動可能な回転速度領域に維持することができると判断して、第２のエンジン回生制御に移行するようにしたので、第２のエンジン回生制御を無駄に実行することを回避できる。

尚、上記各実施例１，２では、バッテリ残量情報としてバッテリ３１のＳＯＣを用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、バッテリ３１の残容量やバッテリ３１の電圧をバッテリ残量情報として用いるようにしても良い。

図９に示す動力伝達装置３５を備えたシステムは、本発明に関連する参考例としてのハイブリッド車の駆動システムである。この動力伝達装置３５は、エンジン３６の動力を出力軸４１に伝達する動力伝達経路にＭＧ３７と変速機３８を配置し、エンジン３６とＭＧ３７との間に第１のクラッチ３９を設けると共に、ＭＧ３７と変速機３８との間に第２のクラッチ４０を設けた構成となっている。出力軸４１の動力は、ディファレンシャルギヤ４２や車軸４３を介して駆動輪４４に伝達される。

１１…動力伝達装置、１２…エンジン、１３，１４…ＭＧ、１５，１７…エンジン入力軸、１８…モータ入力軸、１９…ドライブギヤ、２０…ドリブンギヤ、２１…ドライブギヤ、２２…ドリブンギア、２３〜２５…クラッチ、２６…出力軸、２８…車軸、３０…インバータ、３１…バッテリ、３２…ハイギア機構（エンジン側ギア機構）、３３…ローギア機構（モータ側ギア機構）、３４…ＥＣＵ（減速時回生制御手段）

Claims (4)

1. エンジンの動力と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）及び第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）の動力を車両の車軸に伝達可能な動力伝達装置と、前記第１及び第２のＭＧと電力を授受するバッテリとを備えた車両駆動システムの制御装置において、
   前記動力伝達装置は、前記エンジンの動力を伝達するエンジン入力軸と、前記第１のＭＧの動力を伝達するモータ入力軸と、前記第２のＭＧの動力が入力されると共に前記車軸に伝達するための動力を出力する出力軸と、前記エンジン入力軸の動力を前記モータ入力軸を介さずに前記出力軸に伝達するためのエンジン側ギヤ機構と、前記モータ入力軸の動力を前記エンジン入力軸を介さずに前記出力軸に伝達するためのモータ側ギヤ機構と、前記エンジン入力軸と前記モータ入力軸との間の動力伝達を断続する第１のクラッチと、前記モータ側ギヤ機構と前記出力軸との間の動力伝達を断続する第２のクラッチと、前記エンジン側ギヤ機構と前記出力軸との間の動力伝達を断続する第３のクラッチとを備え、前記第１のクラッチが接続された場合に前記エンジン側ギヤ機構と前記モータ側ギヤ機構との間が動力伝達可能となるように構成され、
   前記車両の減速時に、前記バッテリの残容量又はこれに応じて変化する情報（以下これらを「バッテリ残量情報」と総称する）が所定の閾値よりも低い場合には前記第１のクラッチと前記第２のクラッチと前記第３のクラッチを全て切断して前記車軸の動力で前記第２のＭＧを駆動して該第２のＭＧで発電した電力を前記バッテリに充電するＭＧ回生制御を実行し、前記バッテリ残量情報が前記閾値以上の場合には前記エンジン側ギヤ機構と前記モータ側ギヤ機構のうちでギヤ比が小さい方のギヤ機構である前記エンジン側ギヤ機構を介して前記車軸の動力を前記エンジンに伝達するように前記第１のクラッチと前記第２のクラッチを切断すると共に前記第３のクラッチを接続して前記車軸の動力で前記エンジンを駆動する第１のエンジン回生制御を実行する減速時回生制御手段を備えていることを特徴とする車両駆動システムの制御装置。
2. 前記減速時回生制御手段は、前記車両の減速時に前記バッテリ残量情報が前記閾値以上の場合に、前記出力軸の回転速度と前記第１のエンジン回生制御で使用する前記エンジン側ギヤ機構のギヤ比とに基づいて前記第１のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度を算出し、該上昇可能なエンジン回転速度が所定の再始動回転速度下限値よりも高いときに、前記第１のエンジン回生制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システムの制御装置。
3. 前記減速時回生制御手段は、前記第１のエンジン回生制御を実行した後、前記エンジン側ギヤ機構と前記モータ側ギヤ機構のうちでギヤ比が大きい方のギヤ機構である前記モータ側ギヤ機構を介して前記車軸の動力を前記エンジンに伝達するように前記各クラッチを制御して前記エンジンを駆動する第２のエンジン回生制御に移行することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動システムの制御装置。
4. 前記減速時回生制御手段は、前記第１のエンジン回生制御により前記エンジンの回転速度が所定の再始動回転速度下限値よりも高くなったときに、前記出力軸の回転速度と前記第２のエンジン回生制御で使用する前記モータ側ギヤ機構のギヤ比とに基づいて前記第２のエンジン回生制御により上昇可能なエンジン回転速度を算出し、該上昇可能なエンジン回転速度が所定の再始動回転速度上限値よりも高いときに、前記第２のエンジン回生制御に移行することを特徴とする請求項３に記載の車両駆動システムの制御装置。

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