JP6292112B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関し、特に、エンジン、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータの少なくともいずれかの動力を用いて走行する車両に関する。

エンジンと第１ＭＧ（モータジェネレータ）、第２ＭＧとの間に変速装置および差動装置が設けられた構成を有するハイブリッド車両が知られている。たとえば、国際公開第２０１３／１１４５９４号（特許文献１）に開示されるハイブリッド車両においては、キャリア、サンギヤ、およびリングギヤを有する遊星歯車機構が差動装置として用いられている。キャリアは、変速装置を介してエンジンに接続される。サンギヤは、第１の回転電機に接続される。リングギヤは、第２の回転電機および駆動輪に接続される。

特許文献１に開示されるハイブリッド車両では、ハイブリッド（ＨＶ）走行モード、両モータ走行モードなどの複数の走行モードを選択することが可能である。

ＨＶ走行モードでは、エンジンと第２ＭＧの動力で走行する。ＨＶ走行モードでは、エンジンの動力が差動装置のキャリアに入力される。そして、第１ＭＧをジェネレータとして動作させてエンジンの反力トルクをサンギヤに作用させる。これにより、キャリアに入力されたエンジントルクがリングギヤに伝達されるため、エンジンの動力が車両駆動力の一部として作用する。

一方、両モータ走行モードでは、変速装置の摩擦係合要素（クラッチＣ１、ブレーキＢ１）を係合することによって作動装置のキャリアの回転をロックし、この状態で第１ＭＧおよび第２ＭＧをモータとして動作させる。

国際公開第２０１３／１１４５９４号 特許第５４７７４７７号

特許文献１に記載されたハイブリッド車両においては、ＨＶ走行モードで前進し、両モータ走行モードで後進することが可能である。

上述したように、ＨＶ走行モードにおいては、エンジントルクをリングギヤに伝達するために、第１ＭＧで発電させる。第１ＭＧで発電された電力は駆動用バッテリに受け入れられる。したがって、エンジントルクは、駆動用バッテリの受入可能電力によって制限されることになる。この影響により、前進時に発生可能な車両駆動力の上限値（以下「前進上限駆動力」ともいう）は、駆動用バッテリの受入可能電力に応じて制限され得る。

一方、両モータ走行モードでは、第１ＭＧおよび第２ＭＧの双方がモータとして動作して駆動用バッテリの電力を消費する。したがって、後進時に発生可能な車両駆動力の上限値（以下「後進上限駆動力」ともいう）は、駆動用バッテリの受入可能電力に応じて制限されない。

そのため、前進時にＨＶ走行モードでの走行（ＨＶ走行）を行ない後進時に両モータ走行モードでの走行（両モータ走行）を行なう場合には、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも大きくなる場合が生じ得る。一般的に、後進時に必要な駆動力は、前進時に必要な駆動力よりも小さいことが多い。そのため、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも大きくなると、ユーザに違和感を与えることが懸念される。

この対策として、前進上限駆動力を算出し、算出された前進上限駆動力よりも後進上限駆動力を小さい値に設定することが考えられる。これにより、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも小さい値となる状態を常に維持することができる。

しかしながら、上記の対策では、ユーザに別の違和感を与えることが懸念される。すなわち、後進中に駆動用バッテリの受入可能電力が大きくなり前進上限駆動力が大きい値に変更されると、前進上限駆動力に基づいて設定される後進上限駆動力も大きい値にリアルタイムで変更され得る。その結果、ユーザの意図しない駆動力増加が生じ、車両の後進方向への飛び出し感をユーザに与えてしまうことが懸念される。

本発明は、上述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、ユーザの意図しない駆動力変動を抑制することである。

この発明に係る車両は、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、エンジンに接続される第１回転要素と第１モータジェネレータに接続される第２回転要素と第２モータジェネレータおよび駆動輪に接続される第３回転要素とを有する差動装置と、シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方のレンジである場合にエンジンを停止し第１、第２モータジェネレータの出力を用いるモータ走行を行ない、シフトレンジが一方のレンジとは異なる他方のレンジである場合にエンジンおよび第２モータジェネレータの出力を用いるハイブリッド走行を行なう制御装置とを備える。制御装置は、他方のレンジにおける車両駆動力の第１上限値を算出する。制御装置は、一方のレンジが選択されていない場合、第１上限値力よりも小さい値を一方のレンジにおける車両駆動力の第２上限値に設定する。制御装置は、一方のレンジが選択されている場合、一方のレンジが選択されていない場合に設定された第２上限値を超えないように車両駆動力を制限するとともに、第２上限値の更新を制限する。

好ましくは、制御装置は、一方のレンジが選択されている場合、第２上限値の更新を禁止する。

好ましくは、制御装置は、一方のレンジが選択されている場合、第２上限値の単位時間あたりの変化量を所定値未満に制限する。

好ましくは、一方のレンジは後進レンジである。他方のレンジは前進レンジである。
好ましくは、車両は、ハイブリッド走行が行なわれる場合にエンジンの動力を用いて第１モータジェネレータが発電した電力を受け入れるバッテリをさらに備える。ハイブリッド走行が行なわれる場合のエンジンの出力は、バッテリの受入可能電力に応じて制限される。

本発明によれば、ユーザの意図しない駆動力変動を抑制することができる。

車両の全体構成を示す図である。 変速装置のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。 ＨＶ走行モード中（Ｌｏ）の共線図である。 ＨＶ走行モード中（Ｈｉ）の共線図である。 単モータ走行モード中の共線図である。 両モータ走行モード中の共線図である。 駆動用バッテリの温度およびＳＯＣと、受入可能電力ＷＩＮとの関係を示す図である。 ＥＣＵが行なう処理手順を示すフローチャートである。 後進上限駆動力の変化の一例を示す図である。

図１は、本実施の形態による駆動装置を備える車両１の全体構成を示す図である。車両１は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）３０と、第１ＭＧおよび第２のＭＧをそれぞれ駆動するためのインバータ２５，３５と、変速装置４０と、動力伝達装置（遊星歯車装置）５０と、カウンタ軸（出力軸）７０と、差動装置８０と、駆動輪９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。

車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。なお、車両１の駆動方式は、ＦＦ方式に限定されず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。また、車両１は、駆動用バッテリ（図示せず）を外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。

エンジン１０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である。エンジン１０は、ＥＣＵ１００からの制御信号により制御される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ２０の回転軸２１は、エンジン１０のクランク軸と同軸上に配置されている。第２ＭＧ３０の回転軸３１は、第１ＭＧ２０の回転軸２１と平行に配置される。カウンタ軸（出力軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２１および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、インバータ２５，３５によってそれぞれ駆動される。インバータ２５はＥＣＵ１００からの制御信号によって制御され、駆動用バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０に供給する。同様に、インバータ３５はＥＣＵ１００からの制御信号によって制御され、駆動用バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ３０に供給する。なお、第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０によって発電された電力によっても駆動される。

変速装置４０は、エンジン１０と動力伝達装置（遊星歯車装置）５０との間に設けられ、エンジン１０の回転を変速して動力伝達装置５０に出力する。変速装置４０は、サンギヤＳ１とピニオンギヤＰ１とリングギヤＲ１とキャリアＣＡ１とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを備える。

キャリアＣＡ１は、エンジン１０のクランク軸と連結される。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわちエンジン１０の回転速度）、リングギヤＲ１の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。

クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１が連結される。クラッチＣ１が解放されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とが切り離される。

ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）に固定されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）から切り離されるため、サンギヤＳ１の回転が許容される。

変速装置４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的にはキャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組合せに応じて切り替えられる。クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放すると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合すると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合すると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。

動力伝達装置５０は、サンギヤＳ２とピニオンギヤＰ２とリングギヤＲ２とキャリアＣＡ２とを含むシングルピニオン式の遊星歯車装置である。動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２は、変速装置４０の出力要素であるリングギヤＲ１に連結され、リングギヤＲ１と一体的に回転する。

ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ２は、第１ＭＧ２０の回転軸２１に連結される。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体回転する、動力伝達装置５０の出力ギヤである。

サンギヤＳ２の回転速度（すなわち第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度、リングギヤＲ２の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。したがって、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、キャリアＣＡ２の回転速度とリングギヤＲ２との比を無段階に切り替えることができる。

カウンタ軸（出力軸）７０には、ドリブンギヤ７１およびドライブギヤ７２が設けられる。ドリブンギヤ７１は、動力伝達装置５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合う。つまり、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、動力伝達装置５０のカウンタドライブギヤ５１を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

なお、変速装置４０と動力伝達装置５０とは、エンジン１０からカウンタ軸（出力軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。そのため、エンジン１０の回転は、変速装置４０と動力伝達装置５０とにおいて変速された後に、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

また、ドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２とも噛み合う。つまり、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

ドライブギヤ７２は、差動装置８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。差動装置８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。つまり、カウンタ軸（出力軸）７０の回転は、差動装置８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。

車両１は、変速装置４０を駆動するための構成として、電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）６１、機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）６２、油圧回路６３を備える。

ＥＯＰ６１は、内部に設けられるモータ（以下「内部モータ」ともいう）によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路６３に供給する。ＥＯＰ６１の内部モータは、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。したがって、ＥＯＰ６１は、エンジン１０の停止中も作動可能である。

ＭＯＰ６２は、エンジン１０の動力によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路６３に供給する。したがって、エンジン１０が作動されるとＭＯＰ６２も駆動され、エンジン１０が停止されるとＭＯＰ６２も停止される。

油圧回路６３は、ＥＯＰ６１およびＭＯＰ６２の少なくとも一方から供給される油圧を元圧として、変速装置４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１に供給する油圧をそれぞれ調圧するソレノイドバルブを含む。油圧回路６３におけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１を駆動する各ソレノイドバルブは、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。

ＥＣＵ１００には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ、油温センサ、シフトセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＥＣＵ１００は、車速、アクセル開度、第１ＭＧ２０の回転数（回転速度）、第２ＭＧ３０の回転数、動力伝達装置５０の出力軸の回転数、駆動用バッテリの電流、電圧、温度、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の温度、シフトレンジ等を取得する。

シフトレンジは、前進（Ｄ）レンジ、後進（Ｒ）レンジ、パーキング（Ｐ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジなどを含む複数のシフトレンジのうちから、ユーザのシフトレバー操作によって選択される。

ＥＣＵ１００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリの電流および電圧の少なくとも一方に基づいて、駆動用バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。なお、ＳＯＣの算出方法としては、駆動用バッテリの電圧とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、駆動用バッテリの電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。

ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリの温度およびＳＯＣに基づいて、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮ（単位はワット）を設定する（後述の図７参照）。ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリに入力される電力が受入可能電力ＷＩＮを超えないように第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を制御する。

ＥＣＵ１００は、「ハイブリッド走行モード」（以下「ＨＶ走行モード」という）あるいは「モータ走行モード」（以下「ＥＶ走行モード」という）で車両１を走行させる。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードとは、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モード中においては、ＥＣＵ１００は、第２ＭＧ３０単独の動力で車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力で車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。

図２は、各走行モードにおける変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。図２において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１の欄およびＢ１の欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」はジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」はモータとして動作させることを示す。

ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ１００は、車速に応じて変速装置４０の変速比を切り替える。中低速域で車両１を前進させる場合あるいは車両１を後進させる場合、ＥＣＵ１００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図３参照）。一方、高速域で車両１を前進させる場合、ＥＣＵ１００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図４参照）。また、エンジン走行モードにおいては、ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ２０をモータとして動作させる。

ＥＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ１００は、上述したように、単モータ走行モードと両モータ走行モードとを選択的に切り替える。単モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ１００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速装置４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。単モータ走行モードで車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、ＥＣＵ１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。これにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されることによってエンジン１０が回転させられる、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。なお、単モータ走行モードにおいては、ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ２０をモータとして動作させる（後述の図５参照）。

一方、両モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ１００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速装置４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１に連結された動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される。そして、ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ２０をモータとして動作させる（後述の図６参照）。

図３〜６は、それぞれＨＶ走行モード中（Ｌｏ／Ｈｉ）、単モータ走行モード中、両モータ走行モード中の共線図である。図３〜６に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ動力伝達装置５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。

図３を参照して、ＨＶ走行モード中の制御状態について説明する。なお、図３には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合が例示されている。ローギヤ段Ｌｏ形成時には、クラッチＣ１が係合され、ブレーキＢ１が解放される。そのため、回転要素Ｓ１，ＣＡ１，Ｒ１は一体となって回転する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速装置４０のリングギヤＲ１から動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。

動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて動力伝達装置５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力を第１ＭＧトルクＴｍ１が受け持つことになる。

リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。

このように、ＨＶ走行モードにおいては、エンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するために、第１ＭＧ２０で発電させる。第１ＭＧ２０で発電された電力は駆動用バッテリに受け入れられる。したがって、エンジントルクＴｅは、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮ（後述）によって制限されることになる。

また、ＨＶ走行モードでは、ＥＣＵ１００は、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。第２ＭＧ３０のトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」という）は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。

図４には、ハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合が例示されている。ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速装置４０のリングギヤＲ１から動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。

次に、図５を用いて、単モータ走行モード中の制御状態について説明する。単モータ走行モードでは、ＥＣＵ１００は、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。そのため、単モータ走行モードでは、第２ＭＧトルクＴｍ２を用いて車両１は走行する。

この際、ＥＣＵ１００は、サンギヤＳ１の回転速度が０となるように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ１は回転しない。しかしながら、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、動力伝達装置５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速装置４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。

一方、変速装置４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速装置４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。

図６を参照して、両モータ走行モード中における制御状態について説明する。両モータ走行モードでは、ＥＣＵ１００は、エンジン１０を停止し、変速装置４０のクラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合する。したがって、変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が規制される。

変速装置４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、動力伝達装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。具体的には、第２ＭＧトルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、第１ＭＧトルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。

クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。そのため、両モータ走行モードでは、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。ＥＣＵ１００は、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２との分担比率を調整する。

図７は、駆動用バッテリの温度およびＳＯＣと、受入可能電力ＷＩＮとの関係を示す図である。図７に示すように、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣが所定値よりも高ＳＯＣ状態である場合、ＳＯＣが所定値よりも低い低ＳＯＣ状態あるいは中ＳＯＣ状態である場合に比べて、受入可能電力ＷＩＮを小さい値に設定する。

さらに、たとえば低い外気温の影響で駆動用バッテリの温度が所定温度Ｔ１よりも低い場合、ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリの温度が低いほど、受入可能電力ＷＩＮをＳＯＣに基づく値よりも低い値に制限する。また、ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリの温度が所定温度Ｔ２よりも高い場合、駆動用バッテリの温度が高いほど、受入可能電力ＷＩＮをＳＯＣに基づく値よりも低い値に制限する。

以上のような構成を有する車両１においては、前進時にＨＶ走行モードで走行し、後進時には両モータ走行モードで走行することが可能である。

上述したように、ＨＶ走行モードでの走行（ＨＶ走行）においては、エンジントルクＴｅは、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮによって制限されることになる。この影響により、前進時に発生可能な車両駆動力の上限値（以下「前進上限駆動力」ともいう）は、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮに応じて制限され得る。

一方、両モータ走行モードでの走行（両モータ走行）は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の双方がモータとして動作して駆動用バッテリの電力を消費する。したがって、後進時に発生可能な車両駆動力の上限値（以下「後進上限駆動力」ともいう）は、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮに応じては制限されない。

そのため、前進時にＨＶ走行を行ない後進時に両モータ走行を行なう場合には、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも大きくなる場合が生じ得る。一般的に、後進時に必要な駆動力は、前進時に必要な駆動力よりも小さいことが多い。そのため、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも大きくなると、ユーザに違和感を与えることが懸念される。

この対策として、前進上限駆動力を算出し、算出された前進上限駆動力よりも後進上限駆動力を小さい値に設定することが考えられる。これにより、後進上限駆動力が前進上限駆動力よりも小さい値となる状態を常に維持することができる。

しかしながら、上記の対策では、ユーザに別の違和感を与えることが懸念される。すなわち、たとえば後進中のアクセル全開操作（ＷＯＴ：Wide Open Throttle）によりバッテリ温度が上昇したことによって受入可能電力ＷＩＮの制限が緩和され前進上限駆動力が大きい値に更新されると、前進上限駆動力に基づいて設定される後進上限駆動力も大きい値にリアルタイムで更新され得る。その結果、後進中にユーザの意図しない駆動力増加が生じ、後進方向への飛び出し感をユーザに与えてしまうことが懸念される。

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、前進上限駆動力を算出し、後進レンジ以外のシフトレンジにおいては前進上限駆動力よりも小さい値を後進上限駆動力に設定（更新）する。そして、ＥＣＵ１００は、後進レンジにおいては、前進レンジ中に設定された後進上限駆動力を超えないように車両駆動力を制限するとともに、後進上限駆動力の更新を制限する。なお、後進上限駆動力の更新を「制限」するとは、更新を禁止するものであってもよいし、更新による単位時間あたりの変化量を所定値未満に制限するものであってもよい。以下では、更新を禁止する場合について説明する。

図８は、後進上限駆動力の更新を制限する際にＥＣＵ１００が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、ＥＣＵ１００の作動中に所定周期で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、前進上限駆動力を算出する。たとえば、ＥＣＵ１００は、駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮを取得し、第２ＭＧ２０の消費電力と第１ＭＧ１０の発電電力との差分が駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮ以内に収まるエンジントルクＴｅ、および第２ＭＧ２０の温度などから求まる第２ＭＧ２０の発生可能トルクから、前進上限駆動力を算出する。第１ＭＧ１０の発電電力を駆動用バッテリに代えてあるいは加えて摩擦係合装置によって吸収する場合は、摩擦係合装置が吸収可能なエネルギを考慮して前進上限駆動力を算出するようにしてもよい。なお、前進発進時にアクセル全開動作があった場合には、この前進上限駆動力を目標として車両駆動力が制御される。

Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、後進（Ｒ）レンジが選択されているか否かを判定する。Ｒレンジが選択されていない場合（Ｓ１１にてＮＯ）、Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、前進上限駆動力に基づいて後進駆動力を設定する。すなわち、Ｒレンジが選択されていない場合には、前進上限駆動力に基づいて後進駆動力を更新することが許容される。たとえば、ＥＣＵ１００は、前進上限駆動力から所定値（０＜所定値＜前進上限駆動力）を減じた値を後進上限駆動力に設定したり、前進上限駆動力に所定割合（０＜所定割合＜１）を乗じた値を後進上限駆動力に設定したりすることができる。設定された後進上限駆動力は、その後にＲレンジが選択された際に必要となるため、ＥＣＵ１００の内部メモリに記憶される。これにより、後進上限駆動力が更新されることになる。

一方、Ｒレンジが選択されている場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２の処理を行なうことなく、処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ１００は、Ｒレンジの選択中においては、後進上限駆動力の更新を行なわない。すなわち、ＥＣＵ１００は、Ｒレンジの選択中においては、Ｒレンジ以外のシフトレンジにおいて設定および記憶された後進上限駆動力を超えないように車両駆動力を制限するとともに、後進上限駆動力の更新を禁止する。

図９は、後進上限駆動力の変化の一例を示す図である。図９において、横軸には時間が示され、縦軸には駆動用バッテリの受入可能電力ＷＩＮ、エンジン上限トルク（前進時に発生可能なエンジントルク）、前進上限駆動力、後進上限駆動力、シフトレンジ、バッテリ温度（駆動用バッテリの温度）、クラッチＣ１の状態、ブレーキＢ１の状態、および車速が示される。

図９に示す例では、時刻ｔ２以前はＰレンジが選択され、時刻ｔ２〜ｔ４はＲレンジが選択され、時刻ｔ４以降はＤレンジが選択されている。

時刻ｔ１にて、低い外気の影響で受入可能電力ＷＩＮが低下したことによって、エンジン上限トルクが制限され始める（低下し始める）。これにより、前進上限駆動力も低下し始める。

時刻ｔ２よりも前の期間においては、Ｐレンジが選択されており、Ｒレンジは選択されていない。Ｒレンジが選択されていない場合は、前進上限駆動力に基づいて後進上限駆動力を更新することが許容されるため、図９に示すように、前進上限駆動力の低下に伴って後進上限駆動力も低下する。

時刻ｔ２にて、シフトレンジがＰレンジからＲレンジに切り替えられるとともにアクセルベダルが踏まれると、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が係合されて両モータ走行で後進し始める。

図９に示す例では、両モータ走行モードでの後進によってバッテリ温度が上昇し、受入可能電力ＷＩＮの制限が緩和されてエンジン上限トルクの制限も緩和されている。その結果、前進上限駆動力は増加している。しかしながら、時刻ｔ２〜ｔ４の期間においてはＲレンジ選択中であるため、後進上限駆動力の更新は禁止される。

すなわち、Ｒレンジ選択中においては、受入可能電力ＷＩＮの制限が緩和されたことによって前進上限駆動力が増加しても、後進上限駆動力は増加されず時刻ｔ２（Ｒレンジへの切替直前）の値に維持される。そのため、ユーザの意図しない駆動力変動を抑制することができる。すなわち、仮に前進上限駆動力が増加したことに応じて後進上限駆動力をリアルタイムで増加させた場合（破線参照）、ユーザの意図しない駆動力増加が生じ、車両後進方向への飛び出し感をユーザに与えてしまうことが懸念される。本実施の形態においてはこのような問題が生じることを抑制することができる。

時刻ｔ３にて車両が停止された時点では、エンジン上限トルクが制限されなくなっている。

時刻ｔ４にてシフトレンジがＲレンジからＤレンジに切り替えられると、ブレーキＢ１が解放され変速装置４０においてローギヤ段Ｌｏが形成されるとともに、前進上限駆動力に基づいて後進上限駆動力を更新することが再び許容される。

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、前進上限駆動力を算出し、後進レンジ以外のシフトレンジにおいては前進上限駆動力よりも小さい値を後進上限駆動力に設定（更新）する。そして、ＥＣＵ１００は、後進レンジにおいては、前進レンジ中に設定された後進上限駆動力を超えないように車両駆動力を制限するとともに、後進上限駆動力の更新を禁止する。そのため、Ｒレンジ選択中において前進上限駆動力が増加しても、後進上限駆動力は増加されない。これにより、ユーザの意図しない駆動力変動を抑制することができる。

＜変形例＞
上述の実施の形態は、たとえば以下のように変更することもできる。

（１） 上述の実施の形態においては、図８のＳ１１にてＲレンジが選択されていないと判定された場合（Ｓ１１にてＮＯ）に、次のＳ１２に進んで後進上限駆動力を設定する場合を説明した。

しかしながら、図８のＳ１１にてＲレンジが選択されていないと判定された場合（Ｓ１１にてＮＯ）に、一旦前進した履歴があったことを確認してから、次のＳ１２に進んで後進駆動力を設定するようにしてもよい。

このようにすると、ＲレンジとＮレンジとの切替を繰り返しているうちに、後進上限駆動力が変化することを避けることができる。すなわち、ＲレンジとＮレンジとの切替を繰り返している最中にも、エアコンなどの補機の駆動や駆動用バッテリの冷却等により駆動用バッテリのＳＯＣや温度が変わり受入可能電力ＷＩＮが刻々と変化し得るが、このような場合にまで後進上限駆動力が変化することを避けることができる。

（２） 上述の実施の形態においては、図８のＳ１２にて後進上限駆動力を前進上限駆動力よりも小さい値に設定したが、たとえばユーザがＲレンジでアクセル全開操作を行なっているのに登坂等で車両が発進しない場合は、後進上限駆動力を前進上限駆動力よりも一時的に大きい値に設定して発生し得る駆動力を出力するようにしてもよい。

（３） 上述の実施の形態においては、Ｒレンジ以外のシフトレンジからＲレンジに切り替えられた直後から後進駆動力設定の更新を禁止する場合を説明したが、Ｒレンジに切り替えられた後、実際にユーザによってアクセルペダルが踏まれるまで後進駆動力設定の更新を許容するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態およびその変形例については、適宜組合せることも可能である。

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説明では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 車両、１０ エンジン、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、２５，３５ インバータ、３２ リダクションギヤ、４０ 変速装置、５０ 動力伝達装置、５１ カウンタドライブギヤ、６３ 油圧回路、７１ ドリブンギヤ、７２ ドライブギヤ、８０ 差動装置、８１ デフリングギヤ、８２ 駆動軸、９０ 駆動輪、１００ ＥＣＵ、Ｂ１ ブレーキ、Ｃ１ クラッチ。

Claims (1)

1. 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、
   前記エンジンに接続される第１回転要素と、前記第１モータジェネレータに接続される第２回転要素と、前記第２モータジェネレータおよび駆動輪に接続される第３回転要素とを有する差動装置と、
   シフトレンジが前進レンジおよび後進レンジの一方のレンジである場合に前記エンジンを停止し前記第１、第２モータジェネレータの出力を用いるモータ走行を行ない、シフトレンジが前記一方のレンジとは異なる他方のレンジである場合に前記エンジンおよび前記第２モータジェネレータの出力を用いるハイブリッド走行を行なう制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記他方のレンジにおける車両駆動力の第１上限値を算出し、
   前記一方のレンジが選択されていない場合、前記第１上限値よりも小さい値を前記一方のレンジにおける車両駆動力の第２上限値に設定し、
   前記一方のレンジが選択されている場合、前記一方のレンジが選択されていない場合に設定された前記第２上限値を超えないように車両駆動力を制限するとともに、前記第２上限値の更新を制限し、
   前記一方のレンジは前記後進レンジであり、
   前記他方のレンジは前記前進レンジである、車両。

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