JP6458778B2

JP6458778B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6458778B2
Application number: JP2016131773A
Authority: JP
Inventors: 憲治板垣; 曲田　尚史; 尚史曲田; 加藤　浩一; 浩一加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN107554514A; US20180001884A1; JP2018001970A; US10272898B2; CN107554514B

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、車両のハイブリッドシステムにプラネタリギヤとセレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）とを組み合わせる構成が知られている。ＳＯＷＣは、所定の一方向にのみ回転を許容する係合状態と、両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替え可能なクラッチである。ＳＯＷＣの係合状態においては、回転が許容される一方向への回転はロック解除状態になり、回転が許容されない一方向に対する反対方向への回転はロック状態となる。

特許文献１には、ＳＯＷＣを係合状態にすることによってエンジン回転数よりも回転数が増加されて出力軸に伝達する、いわゆるオーバードライブモード（ＯＤモード）での駆動が可能なパワートレーンが記載されている。特許文献１に記載された技術によれば、ＯＤモードにおいて、プラネタリのリングギヤとともに第１電動機が固定されて第１電動機をシャットダウン状態にできるので、第１電動機の駆動に用いる燃料の消費を低減できて高速走行時の燃費を向上できる。

また、車両の燃費を向上させる技術として、アクセルのオフ時にエンジンへの燃料の供給を停止させたフューエルカット状態で走行する技術が知られている。フューエルカット状態では、エンジンの回転運動が車両にとって負荷になって負トルクが発生し、いわゆるエンジンブレーキが車両に作用する。

特開２０１５−２０９０５４号公報

ところで、車両がオーバードライブモードであってＳＯＷＣが係合状態にある場合、ＳＯＷＣのロック状態は、エンジンの出力した正トルクが、回転の許容されない向きに作用することによって維持される。一方、車両にエンジンブレーキが作用する状態においては、エンジンに負トルクが発生して、この負トルクが係合状態のＳＯＷＣに対して回転が許容される向きに作用する。これにより、エンジンブレーキが作用する状態では、ＳＯＷＣのロック状態を維持することが困難になる。

この状態で、ドライバによりアクセルペダルのオフとオンとの操作が短期間に行われると、フューエルカットが行われたり燃料が供給されたりを繰り返すことになるため、ＳＯＷＣのロック状態とロック解除状態とが短期間で交互に発生する。これにより、ドライバが係合の遅れやビジー感に起因する違和感を覚える可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、オーバードライブモードである車両のエンジンが正トルクを出力していない場合においても、セレクタブルワンウェイクラッチをロック状態に維持でき、ドライバが係合の遅れやビジー感に起因する違和感を覚えることを抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１電動機と、前記エンジンと別軸上に配置され、駆動輪の出力軸に動力を出力する第２電動機と、前記エンジンに連結されたキャリヤと前記第１電動機に連結されたサンギヤと前記出力軸にトルクを出力するリングギヤとを有して構成され、前記エンジンが出力した動力を前記第１電動機の側と前記出力軸の側とに分割する動力分割機構と、所定の一方向に回転するロック解除状態と前記所定の一方向に対して反対方向の回転が規制されたロック状態とが生じる係合状態と、前記所定の一方向および前記反対方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替え可能であって、前記第１電動機と前記キャリヤとの動力伝達経路または前記第１電動機に連結して設けられたセレクタブルワンウェイクラッチと、を備え、前記セレクタブルワンウェイクラッチが係合状態の場合に、前記エンジンの回転数が増加されて前記出力軸に伝達するオーバードライブ状態の駆動が可能なハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記オーバードライブ状態において前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態で前記ハイブリッド車両が走行する場合に、前記第１電動機に対して、前記エンジンにおいて生じる負トルクの向きとは反対向きで、前記セレクタブルワンウェイクラッチにおける前記ロック状態を維持可能な大きさのエンブレ相当トルクを出力する制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記第１電動機の出力する正トルクの大きさを増加させる制御、および前記第２電動機が出力する負トルクの大きさを増加させる制御の少なくとも一方の制御によって、前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態での前記出力軸に生じるエンジンブレーキトルクの大きさを、前記エンジンから出力されるフリクショントルクに応じて前記出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさより大きい所望のブレーキトルクに調整する制御を行うことを特徴とする。

この構成により、出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさを増加できるので、エンジンに燃料が供給されていない状態で出力されるフリクショントルクに応じて出力軸に出力されるエンジンブレーキトルクが、所望の大きさより小さい場合であっても、出力軸から出力させるエンジンブレーキトルクを、所望の大きさに調整可能になる。

本発明の一態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記第２電動機に正トルクを出力させる制御によって、前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態での前記出力軸に生じるエンジンブレーキトルクの大きさを、前記エンジンから出力されるフリクショントルクに応じて前記出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさより小さい所望のブレーキトルクに調整する制御を行うことを特徴とする。

この構成により、出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさを低減できるので、エンジンに燃料が供給されていない状態で出力されるフリクショントルクに応じて出力軸に出力されるエンジンブレーキトルクが、所望の大きさ以上であっても、出力軸から出力させるエンジンブレーキトルクを所望の大きさに調整できる。

本発明の一態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記エンジンにおいて測定された任意の回転数でのフリクショントルクの大きさに基づいてあらかじめ設定され、前記制御手段に格納された前記エンブレ相当トルクのマップから、前記エンジンの回転数に応じた前記エンブレ相当トルクを抽出することを特徴とする。

この構成により、エンジンの回転数に応じて、適切なエンブレ相当トルクを選択することができるので、セレクタブルワンウェイクラッチにおいてロック解除状態になる可能性を低減でき、ロック状態に維持する頻度を多くできる。

本発明の一態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記セレクタブルワンウェイクラッチが連結された軸の回転数を導出して、前記軸の回転数が負になった場合に、前記第１電動機が出力する前記エンブレ相当トルクを増加させる制御を行うことを特徴とする。

この構成により、エンジンにおいて、燃料の供給が停止されて生じるフリクショントルクにばらつきが生じた場合でも、第１電動機が出力するエンブレ相当トルクを、適切な大きさのトルクに決定することができる。

本発明の一態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記エンブレ相当トルクを前記エンジンにおいて任意の回転数でのフリクショントルクの大きさに基づいた一定値にすることを特徴とする。

この構成により、十分な大きさのエンブレ相当トルクを設定できるので、セレクタブルワンウェイクラッチにおいて、ロック解除状態になる可能性を低減でき、ロック状態に維持する頻度を多くできる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、第１電動機に対して、エンジンにおいて生じる負トルクの向きとは反対向きで、セレクタブルワンウェイクラッチにおけるロック状態を維持可能な大きさのエンブレ相当トルクを出力していることにより、エンジンが正トルクを出力していない場合においても、第１電動機によってセレクタブルワンウェイクラッチをロック状態に維持できるので、ドライバが係合の遅れやビジー感に起因する違和感を覚えることを抑制できる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるセレクタブルワンウェイクラッチを搭載したハイブリッド車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。図２は、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置による制御方法を示すタイミングチャートである。図４は、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両におけるＯＤロック走行モードを示す共線図である。図５は、本発明の第２の実施形態によるセレクタブルワンウェイクラッチを搭載したハイブリッド車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。図６は、本発明の第２の実施形態によるハイブリッド車両におけるＭＧ１ロック走行モードを示す共線図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。図１は、この第１の実施形態によるセレクタブルワンウェイクラッチを搭載したハイブリッド車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。

図１に示すように、ハイブリッド（ＨＶ）車両Ｖｅは、エンジン１、第１電動機としての第１モータＭＧ１、および第２電動機としての第２モータＭＧ２を備えた、複軸で２モータ式のハイブリッド車両である。

エンジン１は、従来公知の動力源としての構成を有する。それぞれの第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２は、モータ機能（力行）と発電機能（回生）とを有する周知のモータ／ジェネレータであって、インバータを介してバッテリ（いずれも図示せず）に電気的に接続されている。

ＨＶ車両Ｖｅのパワートレーン１００は、第１遊星歯車機構１０、第２遊星歯車機構２０、セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）３０、カウンタギヤ機構４０、およびデファレンシャルギヤ機構５０を備える。ＨＶ車両Ｖｅにおいて、エンジン１が出力した動力は、動力分割機構としての第１遊星歯車機構１０によって第１モータＭＧ１側と駆動輪２側とに分割される。エンジントルクを駆動輪２に伝達する際、ＳＯＷＣ３０がエンジン反力を受け持つ機構として機能することによって、変速手段としての第２遊星歯車機構２０は増速機として機能する。第１モータＭＧ１側に分割された機械的な動力によって、第１モータＭＧ１を発電機として機能させて、第１モータＭＧ１において発電した電力をバッテリに充電したり、インバータを介して第２モータＭＧ２に供給したりする。第１モータＭＧ１が発電した電力によって、第２モータＭＧ２をモータとして機能させることもできる。

エンジン１のクランクシャフトは、入力軸３に連結されている。入力軸３は、クランクシャフトの回転中心軸線と同一軸線上に配置されている。パワートレーン１００において、入力軸３と同一軸線上に、第１遊星歯車機構１０、第１モータＭＧ１、第２遊星歯車機構２０、およびＳＯＷＣ３０が配置されている。第２モータＭＧ２は、エンジン１の回転中心軸線とは別軸の軸線上に配置されている。

第１遊星歯車機構１０は、複数の回転要素を有する差動機構からなり、例えばシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。第１遊星歯車機構１０は、３つの回転要素として、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、および第１キャリヤＣ１を備える。第１サンギヤＳ１は、外歯歯車である。第１リングギヤＲ１は、第１サンギヤＳ１に対して同心円上に配置された内歯歯車である。第１キャリヤＣ１は、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに噛み合っているピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持している。

第１サンギヤＳ１には、第１モータＭＧ１のロータ軸４が一体回転するように連結されている。第１キャリヤＣ１には、入力軸３が一体回転するように連結され、入力軸３を介してエンジン１が連結されている。第１リングギヤＲ１には、第１遊星歯車機構１０から駆動輪２側にエンジントルクを伝達する外歯歯車の出力ギヤ５が一体化されている。

出力ギヤ５は、カウンタドリブンギヤ４２と噛み合っている。出力ギヤ５は、カウンタドリブンギヤ４２を含むカウンタギヤ機構４０を介してデファレンシャルギヤ機構５０に連結されている。カウンタギヤ機構４０は、入力軸３と平行に配置されたカウンタシャフト４１、出力ギヤ５と噛み合っているカウンタドリブンギヤ４２、およびデファレンシャルギヤ機構５０のリングギヤ５１と噛み合うカウンタドライブギヤ４３を含む。カウンタシャフト４１には、カウンタドリブンギヤ４２とカウンタドライブギヤ４３とが一体回転可能に取り付けられている。デファレンシャルギヤ機構５０には、左右の出力軸としてのドライブシャフト６を介して駆動輪２が連結されている。

ＨＶ車両Ｖｅにおいては、エンジン１から駆動輪２に伝達されるトルクに、第２モータＭＧ２が出力したトルクを付加できるように構成されている。第２モータＭＧ２は、ロータと一体回転するロータ軸７を備える。第２モータＭＧ２のロータ軸７は、カウンタシャフト４１と平行に配置されている。また、ロータ軸７には、カウンタドリブンギヤ４２と噛み合っているリダクションギヤ８が一体回転するように取り付けられている。

第２遊星歯車機構２０は、複数の回転要素を有する差動機構からなり、例えばダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。第２遊星歯車機構２０は、３つの回転要素として、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、および第２キャリヤＣ２を備える。第２サンギヤＳ２は、外歯歯車である。第２リングギヤＲ２は、第２サンギヤＳ２に対して同心円上に配置された内歯歯車である。第２キャリヤＣ２は、第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持する。第１ピニオンギヤは、第２サンギヤＳ２と噛み合う。第２ピニオンギヤは、第１ピニオンギヤおよび第２リングギヤＲ２に噛み合う。

第２サンギヤＳ２には、第１モータＭＧ１のロータ軸４が一体回転するように連結されている。第２キャリヤＣ２には、入力軸３が一体回転するように連結され、入力軸３を介してエンジン１が連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構１０および第２遊星歯車機構２０において、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが一体回転し、かつ第１キャリヤＣ１と第２キャリヤＣ２とが一体回転する。また、第２遊星歯車機構２０の第２リングギヤＲ２には、連結部材であるセレクタブルワンウェイクラッチ軸（ＳＯＷＣ軸）９を介してＳＯＷＣ３０の回転側部材が連結されている。ＳＯＷＣ３０は、第２リングギヤＲ２と固定部としてのケーシング６１との間に設けられる。これにより、ＳＯＷＣ３０は、第１モータＭＧ１と第１遊星歯車機構１０の第１キャリヤＣ１との動力伝達経路に設けられる。第２リングギヤＲ２とＳＯＷＣ３０の回転側部材とは、ＳＯＷＣ軸９を介して一体回転するように構成される。

ＳＯＷＣ３０は、固定側部材であるポケットプレート３１と、回転側部材であるノッチプレート３２とを有する。また、ＳＯＷＣ３０は、切替部材であるセレクタプレート、スナップリング、およびポケットプレート３１に保持された係合片であるストラット（いずれも図示せず）を備える。これによって、ＳＯＷＣ３０は、第２リングギヤＲ２の回転方向が一方向のみに規制される片方係合状態（以下、単に係合状態という）と、第２リングギヤＲ２の回転方向が両方向に回転可能になる解放状態とを選択的に切り替え可能に構成されている。これらの係合状態と解放状態とは、例えばセレクタプレートなどにセンサを設けることによって検知可能である。

ＳＯＷＣ３０が係合状態の場合、セレクタプレートが開いた状態になり、バネの作用によりストラットが立ち上がって、ストラットが係合凹部としてのノッチ（いずれも図示せず）に収まる。これによって、ＳＯＷＣ３０において所定の一方向としての負方向の回転が許容され、反対方向である正方向の回転が規制される。この第１の実施形態においては、ＳＯＷＣ３０が係合状態の場合、第２リングギヤＲ２の負方向の回転が許容され、反対方向である正方向の回転が規制される。なお、正方向とは、エンジン１のクランクシャフトの回転方向と同一方向のことである。負方向とは、正方向に対して反対方向のことである。本明細書では、係合状態のＳＯＷＣ３０において、正方向の回転が規制された状態を「ロック状態」と言い、負方向に回転している状態を「ロック解除状態」と言う。ＳＯＷＣ３０は、トランスアクスルケース（図示せず）の内部に設けられる。

第１の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅは、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。ＥＶ走行モードは、第２モータＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、例えば、比較的低車速や低負荷の走行条件において選択される。一方、ＨＶ走行モードは、エンジン１を動力源として走行する走行モードである。ＨＶ走行モードでは、さらに、第２モータＭＧ２を動力源とすることができる。ＨＶ走行モードは、ＴＨＳ（Toyota Hybrid System）走行モードと、ＯＤ（Over Drive）ロック走行モードの２つの走行モードを有する。

ＴＨＳ走行モードとは、第１モータＭＧ１によってエンジン１の動力に対する反力を発生させて走行するモードである。すなわち、ＴＨＳ走行モードは、ＳＯＷＣ３０を解放状態として走行する走行モードである。第２リングギヤＲ２は両方向の回転が許容されている。このとき、第１モータＭＧ１は、エンジン１が出力するエンジントルクに対する反力トルクを出力して反力受けとして機能する。エンジントルクは、第１リングギヤＲ１からカウンタドライブギヤ４３を介して駆動輪２に伝達されてＨＶ車両Ｖｅを駆動する駆動力を発生させる。ＴＨＳ走行モードでは、第１モータＭＧ１の回転数を変化させることにより、第１遊星歯車機構１０および第２遊星歯車機構２０による変速比を無段階に変化可能であり、ＴＨＳ走行モードはＣＶＴ制御ともいう。

また、ＯＤロック走行モードは、第２遊星歯車機構２０の回転要素（第２リングギヤＲ２）の回転を規制することによって、エンジン１の回転を増速して第１遊星歯車機構１０の第１リングギヤＲ１からカウンタドライブギヤ４３に出力するモードである。ＳＯＷＣ３０は、第２遊星歯車機構２０の回転要素（第２リングギヤＲ２）の回転を規制または許容することで、ＨＶ走行モードにおいて、例えばＴＨＳ走行モードとＯＤロック走行モードとを切り替えるためのブレーキ機構である。

ＨＶ車両Ｖｅの各部は、制御装置を構成する制御手段としてのＥＣＵ２００により制御される。ＥＣＵ２００は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）およびインターフェースなどを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ２００は、ＲＡＭに入力されたデータおよびあらかじめＲＯＭなどに記憶されているデータを使用して演算を行い、その演算結果を指令信号として出力する。ＥＣＵ２００の各機能は、ＲＯＭに保持されるプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することで、ＣＰＵの制御に基づいてＨＶ車両Ｖｅ内の各種装置を動作させるとともに、記録部としてのＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出しおよびＲＡＭへの書き込みを行うことで実現される。

すなわち、ＥＣＵ２００には、車速、アクセル開度、エンジン回転数、推定出力トルク、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２との回転数、トルク、およびＳＯＷＣ３０の動作状態などの検出信号がデータとして入力される。一方、このＥＣＵ２００からは、入力されたデータに基づいて演算された結果に応じて、エンジン１のエンジン回転数や、第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２や、ＳＯＷＣ３０を制御するための指令信号が出力される。

次に、上述のように構成されたＨＶ車両Ｖｅの制御方法について説明する。図２は、第１の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅの制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態による制御方法を示すタイミングチャートである。なお、第１の実施形態による制御処理の開始時点においてＳＯＷＣ３０は係合状態であり、係合状態のＳＯＷＣ３０において、負方向の回転がロック解除状態、正方向の回転がロック状態である。

図２に示すように、ステップＳＴ１において、ＥＣＵ２００は、車両要求またはドライバ要求によって、ＯＤロック走行モードを継続する指示、すなわちロック継続要求がされているか否かを判定する。ここで、ロック継続要求については、従来公知の車両要求によるロック継続要求またはドライバ要求によるロック継続要求を採用できる。具体的には、ドライバ要求によるロック継続要求としては、ドライバによるロック継続モードの選択などを挙げることができる。車両要求によるロック継続要求としては、ビジー感の低減のための所定時間のロック継続や、所定時間のブレーキ操作の入力などによってロック継続条件が成立した場合などを挙げることができる。この場合、例えば、ＥＣＵ２００においてロック継続要求のフラグが立てられ、フラグによってＯＤロック走行モードを継続するロック継続要求がされているか否かを判定できる。ステップＳＴ１において、ＥＣＵ２００が、ロック継続要求のフラグが立てられていると判断した場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に移行する。

ステップＳＴ２においてＥＣＵ２００は、エンジン１に対する燃料の供給を停止させる要求であるフューエルカット要求（Ｆ／Ｃ要求）が入力されているか否かを判断する。エンジン１に対するＦ／Ｃ要求の入力は例えば、ドライバによってアクセルペダルが戻される状態の検出信号の入力、すなわちアクセル開度が減少する検出信号の入力などである。図３に示すタイミングチャートにおいては、時点Ｔ１〜Ｔ３の間の時間でドライバによってアクセルが戻されてアクセルペダル開度が減少する。ＥＣＵ２００は、アクセルペダル開度の減少に応じて、出力軸であるドライブシャフト６から出力される駆動力として要求される駆動力（要求駆動力）を正トルクから負トルクまで低下させる。ＥＣＵ２００は、要求駆動力が０になる時点Ｔ２においてＦ／Ｃ要求がされたと判断する。さらに、アクセルペダル開度が０になった時点Ｔ３（＞Ｔ２）において、要求駆動力は、ドライブシャフト６に対して、負トルクであるエンジンブレーキトルク（エンブレトルク）として出力される。

図２に示すステップＳＴ２においてＥＣＵ２００は、Ｆ／Ｃ要求がされたと判断した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ３においてＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１をシャットダウン状態から復帰させる制御を行う。なお、第１モータＭＧ１のシャットダウン状態とは、第１モータＭＧ１に対して通電されておらず、第１モータＭＧ１が自由回転可能な状態である。図３に示すタイミングチャートにおいては、Ｆ／Ｃ要求がされた時点Ｔ２において、ＥＣＵ２００によってＭＧ１シャットダウンがＯＮからＯＦＦに切り替えられる。これによって、第１モータＭＧ１に電力が供給されて、第１モータＭＧ１はシャットダウン状態から復帰する。その後、図２に示すステップＳＴ４に移行する。

ステップＳＴ４においてＥＣＵ２００は、エンジン１に対してフューエルカットした場合にエンジン１に生じる負トルクであるフリクショントルクに起因して、ＳＯＷＣ３０がロック解除状態にならないような、第１モータＭＧ１がフリクショントルクに対抗可能な大きさの正トルクＴｇ（以下、エンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcという）を導出する。

ここで、第１モータＭＧ１から出力されるエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの導出方法について説明する。この第１の実施形態においては、エンジン１において任意の回転数でのフリクショントルクを測定し、エンジン１の個体ばらつきを考慮して、ＳＯＷＣ軸の回転数（ＳＯＷＣ軸回転数Ｎso）が負にならない必要十分なトルクをあらかじめ算出して、ＥＣＵ２００の記録部にマップとして格納する。なお、必要十分なトルクとは、第１モータＭＧ１によりＳＯＷＣ３０をロック状態に維持でき、かつ第１モータＭＧ１が駆動する際に消費する電力量が可能な限り小さくなるトルクである。また、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になるとは、ＳＯＷＣ３０の回転方向が負方向であることを意味する。ＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅの走行中において、エンジン１のエンジン回転数に応じて、エンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcをマップから抽出する。その後、ステップＳＴ５に移行する。

ステップＳＴ５においてＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１に対してエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力する指令信号を出力する。ここで、ＥＣＵ２００は、ステップＳＴ4においてマップから抽出したエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力するように第１モータＭＧ１を制御する。これにより、第１モータＭＧ１は、フューエルカット状態でエンジン１に生じるフリクショントルクの向きとは反対向きの正方向にエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力する。図３に示すタイミングチャートにおいては、時点Ｔ２において、ＥＣＵ２００から第１モータＭＧ１に対してエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの出力が指示される。その後、第１モータＭＧ１は出力するトルクを増加させて、時点Ｔ４においてエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcが出力される。その後、ステップＳＴ６に移行する。

ステップＳＴ６においてＥＣＵ２００は、エンジン１に対してフューエルカット（Ｆ／Ｃ）を実行する指令信号を出力する。これにより、エンジン１においてフューエルカットが実行されて、エンジン１から負トルクのフリクショントルクが出力される。図３に示すタイミングチャートにおいては、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）指示がＯＮになった時点Ｔ５において、エンジン１においてフューエルカットが実行され、エンジン１に負トルクであるフリクショントルクが出力される。エンジン１のフリクショントルクは、ドライブシャフト６においてエンジンブレーキトルクとなって出力される。その後、ＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅに対する処理を終了する。

ステップＳＴ１においてＥＣＵ２００が、ロック継続要求はされていないと判断した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、ステップＳＴ７に移行する。ステップＳＴ７においてＥＣＵ２００は、ＳＯＷＣ３０を解放状態に制御して、ＨＶ車両Ｖｅの走行モードをＴＨＳ走行モード（ＣＶＴ制御）に切り替える。その後、ＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅに対する処理を終了する。

ステップＳＴ２においてＥＣＵ２００は、エンジン１に対するＦ／Ｃ要求が入力されていないと判断した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、ステップＳＴ８に移行する。ステップＳＴ８においてＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅの走行モードがＯＤロック走行モードであるか否かを判定する。

ステップＳＴ８においてＥＣＵ２００が、ＨＶ車両ＶｅはＯＤロック走行モードであると判断した場合（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、ＨＶ車両Ｖｅに対する処理を終了する。

一方、ステップＳＴ８においてＥＣＵ２００が、ＨＶ車両ＶｅはＴＨＳ走行モードであると判断した場合（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、ステップＳＴ９に移行する。ＨＶ車両ＶｅがＴＨＳ走行モードである場合、ＳＯＷＣ３０は解放状態になっている。ステップＳＴ９においてＥＣＵ２００は、ＳＯＷＣ３０を制御して係合状態に移行させ、ＨＶ車両Ｖｅの走行モードをＯＤロック走行モードに移行する。その後、ＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅに対する処理を終了する。

以上説明したＨＶ車両Ｖｅに対する制御方法において、エンジン１に対してフューエルカットされた場合に、第１モータＭＧ１が出力するエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcについて説明する。図４は、第１の実施形態によるＨＶ車両ＶｅのＯＤロック走行モードを示す共線図である。

図４に示すように、ＯＤロック走行モードが継続されているロック継続状態において、ＳＯＷＣ３０は係合状態になる。ＳＯＷＣ３０は第２リングギヤＲ２における正方向の回転に対するブレーキ機構として作用する。第２リングギヤＲ２は正方向への回転が規制されるとともに負方向への回転が許容される。

ＯＤロック走行モードにおいては、エンジン１が正トルクを出力している間、第２遊星歯車機構２０の第２リングギヤＲ２の回転が規制される。これにより、エンジン１の回転が増速されて、第１遊星歯車機構１０の第１リングギヤＲ１からカウンタギヤ機構４０およびドライブシャフト６を介して駆動輪２に出力される。

ここで、ＳＯＷＣ３０およびＳＯＷＣ軸９においては負回転が許容されている。そのため、第１モータＭＧ１がシャットダウン状態にあり、かつエンジン１に対してフューエルカットが実行されてエンジン１からフリクショントルクが出力されると、ＳＯＷＣ３０が負回転してＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になる可能性が生じる。そこで、ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１をシャットダウン状態から復帰させて、フリクショントルクに対して対抗する正方向に向けて、ＳＯＷＣ３０がロック状態を維持可能な大きさのエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力させる。これによって、エンジン１が正トルクを出力していない状態であっても、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが０未満にならないように維持できるので、ＳＯＷＣ３０をロック状態に維持できる。

以上のように、エンジン１からフリクショントルクが出力されると、フリクショントルクは、出力軸であるドライブシャフト６からエンジンブレーキトルクとして出力される。第１モータＭＧ１がシャットダウン状態の場合、ドライブシャフト６から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさは、エンジン１のフリクショントルクに応じた大きさになる。

ここで、ドライブシャフト６から出力するエンジンブレーキトルクの大きさを、エンジン１のフリクショントルクに応じたエンジンブレーキトルクの大きさよりも大きくする場合、ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１または第２モータＭＧ２が出力するトルクを調整する。

具体的に例えば、ＥＣＵ２００は、第２モータＭＧ２から負方向に作用する負トルクを出力する制御を行う。第２モータＭＧ２から負トルクが出力されると、エンジン１のフリクショントルクに応じてドライブシャフト６から出力される負トルクに、第２モータＭＧ２から出力される負トルクが加算される。そして、ＥＣＵ２００が第２モータＭＧ２の出力からの負トルクを調整することにより、ドライブシャフト６からエンジン１のフリクショントルクに応じた負トルクの大きさよりも大きい所望のエンジンブレーキトルクを出力することができる。

また、例えば、ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１から正方向に作用する正トルクを出力する制御を行う。第１モータＭＧ１から正トルクが出力されると、この第１モータＭＧ１からの正トルクはドライブシャフト６において負トルクとして作用する。そのため、エンジン１のフリクショントルクに応じてドライブシャフト６から出力される負トルクに、第１モータＭＧ１から出力される正トルクに応じてドライブシャフト６に作用する負トルクが加算される。そして、ＥＣＵ２００が第１モータＭＧ１の出力する正トルクを調整することにより、ドライブシャフト６からエンジン１のフリクショントルクに応じた負トルクの大きさよりも大きい所望のエンジンブレーキトルクを出力することができる。

上述したように、ＯＤロック走行モードにおいてエンジン１に対してフューエルカットされた場合、ＳＯＷＣ３０のロック状態を維持するために、第１モータＭＧ１はエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力している。ここで、ドライブシャフト６から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさを、第１モータＭＧ１が出力する正トルクＴｇの増加により増加させる場合、第１モータＭＧ１は、上述のように決定されたエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcより大きい正トルクＴｇを出力する。第１モータＭＧ１が出力する正トルクＴｇによって、ＳＯＷＣ３０がロック状態からロック解除状態に移行する可能性を低減することができ、ロック状態が解除される頻度が低下するので、ビジー感を低減することができる。

反対に、ドライブシャフト６から出力するエンジンブレーキトルクの大きさを、エンジン１のフリクショントルクに応じたエンジンブレーキトルクの大きさよりも小さくする場合、ＥＣＵ２００は、第２モータＭＧ２が出力するトルクを調整する。具体的に例えば、ＥＣＵ２００は、第２モータＭＧ２から正方向に作用する正トルクを出力する制御を行う。これにより、エンジン１のフリクショントルクに応じてドライブシャフト６から出力される負トルクに、第２モータＭＧ２から出力される正トルクが加算される。ドライブシャフト６からは、エンジン１のフリクショントルクに応じたトルクの大きさよりも小さい大きさの所望のエンジンブレーキトルクが出力される。

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、ＯＤロック走行モードにおいてエンジン１からフリクショントルクが出力された際に、第１モータＭＧ１からエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力していることにより、ＳＯＷＣ３０に対してロック状態となる方向にトルクが作用する。これにより、ＨＶ車両ＶｅがＯＤロック走行モード中の場合に、エンジン１のフリクショントルクの予期せぬ変動によって、ＳＯＷＣ３０の回転数（ＳＯＷＣ軸回転数Ｎso）が負になる頻度を低減することができる。そのため、ＳＯＷＣ３０において、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になってロック解除状態になった後に、再度ロック状態に戻ることを繰り返す可能性が低減する。したがって、ドライバが係合の遅れやビジー感に起因する違和感を覚えることを抑制できる。

また、この第１の実施形態におけるノッチにストラットが係合するＳＯＷＣ３０においては、ロック解除状態とロック状態とを繰り返す可能性が低減するため、ロック解除状態からロック状態になる際に、ＳＯＷＣ３０におけるストラットとノッチの内面とが衝突することによって生じる異音が繰り返し発生することを抑制することが可能となる。

（変形例）
次に、上述した第１の実施形態における第１モータＭＧ１から出力されるエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの導出方法および制御方法の他の例について説明する。

（第１の実施形態の第１変形例）
第１変形例によるエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの導出方法は、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になる頻度を可能な限り低減するために、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoに応じてフィードバック制御を行ってエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを調整する方法である。すなわち、ＥＣＵ２００は、所定の方法により常時ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoを導出して、導出したＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になったと判断した時点で、第１モータＭＧ１に対して、出力するエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを増加させる制御を行う。ＥＣＵ２００によるＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoの導出としては、例えば、ＥＣＵ２００に入力される第１モータＭＧ１の回転数および第２モータＭＧ２の回転数のデータに基づいて、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoを算出する方法が挙げられる。また、ＳＯＷＣ３０に回転数センサを設け、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoを検出してＥＣＵ２００に供給する方法を採用してもよい。

（第１の実施形態の第２変形例）
第２変形例によるエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの導出方法は、上述した第１の実施形態による導出方法と、第１変形例による導出方法とを組み合わせた方法である。すなわち、まず、ＥＣＵ２００は、あらかじめ設定された、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負にならない必要十分なエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcのマップから、エンジン回転数ごとに第１モータＭＧ１が出力するエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを抽出する。その後、ＥＣＵ２００は、常時ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoを導出して、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になった時点で、第１モータＭＧ１が出力するエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを増加させる制御を行う。これにより、エンジン１の状態が経年劣化した場合であっても、ＯＤロック走行モードにおいて、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になる頻度を低減できるので、ＳＯＷＣ３０がロック状態である頻度を増加させることができる。

（第１の実施形態の第３変形例）
第３変形例によるエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの導出方法は、エンジン１の回転数にかかわらずＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負にならない程度に十分なエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを一定値とする方法である。すなわち、ＥＣＵ２００は、ＯＤロック走行モードにおいてエンジン１がフリクショントルクを出力した場合に、第１モータＭＧ１に対して常に一定のエンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcを出力するように制御する。これにより、ＯＤロック走行モードにおいて、ＳＯＷＣ軸回転数Ｎsoが負になる時間を大幅に低減できるので、ＳＯＷＣ３０がロック状態にある時間を増加できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。図５は、第２の実施形態によるセレクタブルワンウェイクラッチを搭載した車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。

図５に示すように、第２の実施形態によるハイブリッド車両であるＨＶ車両Ｖｅ２においては、第１の実施形態と異なり、第２遊星歯車機構２０が設けられていない。すなわち、第１モータＭＧ１が連結されている第１サンギヤＳ１と、固定部としてのケーシング６１との間に、ＳＯＷＣ３０が設けられている。

ＨＶ車両Ｖｅ２は、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。ＨＶ走行モードは、ＴＨＳ走行モード、およびＭＧ１ロック走行モードの２つの走行モードを有する。ＳＯＷＣ３０は、第１遊星歯車機構１０の回転要素（第１サンギヤＳ１）の回転を規制または許容することで、ＨＶ走行モードにおいて、例えばＴＨＳ走行モードとＭＧ１ロック走行モードとを切り替えるためのブレーキ機構である。

ＴＨＳ走行モードは、ＳＯＷＣ３０を解放状態にして走行する走行モードであり、第１サンギヤＳ１は両方向の回転が許容される。ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１にエンジントルクに対する反力トルクを出力させて反力受けとして機能させる。エンジントルクは、第１リングギヤＲ１からカウンタギヤ機構４０およびドライブシャフト６を介して駆動輪２に伝達されて、ＨＶ車両Ｖｅ２を駆動する駆動力を発生させる。ＭＧ１ロック走行モードは、ＳＯＷＣ３０を係合状態にして走行する走行モードである。

図６は、第２の実施形態によるＨＶ車両におけるＭＧ１ロック走行モードを示す共線図である。図６に示すように、ＭＧ１ロック走行モードにおいては、第１サンギヤＳ１の正方向の回転が規制されることにより、オーバードライブ状態となってエンジン１の回転が増速されて第１遊星歯車機構１０の第１リングギヤＲ１からカウンタギヤ機構４０に出力される。

ＭＧ１ロック走行モードにおいて、エンジン１に対してフューエルカットが指示された場合、ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１を制御して、エンブレ相当トルクＴｇ_lckfrcの正トルクを出力する。これにより、第１モータＭＧ１が出力したトルクはＳＯＷＣ３０において回転が正方向となる向きに作用するため、フリクショントルクが発生した状態でも、ＳＯＷＣ３０のロック状態を維持できる。

この状態で出力軸としてのドライブシャフト６から出力されるエンジンブレーキトルクを調整する場合、ＥＣＵ２００は第２モータＭＧ２が出力するトルクを調整する。すなわち、第２モータＭＧ２から負トルクを出力することで、ドライブシャフト６から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさを増加させる。反対に、第２モータＭＧ２から正トルクを出力することで、エンジンブレーキトルクの大きさを低減させる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、ＨＶ車両Ｖｅ２がＭＧ１ロック走行モードの場合においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

１エンジン
２駆動輪
３入力軸
１０第１遊星歯車機構
２０第２遊星歯車機構
３０セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）
４０カウンタギヤ機構
５０デファレンシャルギヤ機構
１００パワートレーン
２００ＥＣＵ
ＭＧ１第１モータ
ＭＧ２第２モータ
Ｖｅ，Ｖｅ２車両

Claims

エンジンと、
第１電動機と、
前記エンジンと別軸上に配置され、駆動輪の出力軸に動力を出力する第２電動機と、
前記エンジンに連結されたキャリヤと前記第１電動機に連結されたサンギヤと前記出力軸にトルクを出力するリングギヤとを有して構成され、前記エンジンが出力した動力を前記第１電動機の側と前記出力軸の側とに分割する動力分割機構と、
所定の一方向に回転するロック解除状態と前記所定の一方向に対して反対方向の回転が規制されたロック状態とが生じる係合状態と、前記所定の一方向および前記反対方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替え可能であって、前記第１電動機と前記キャリヤとの動力伝達経路または前記第１電動機に連結して設けられたセレクタブルワンウェイクラッチと、を備え、
前記セレクタブルワンウェイクラッチが係合状態の場合に、前記エンジンの回転数が増加されて前記出力軸に伝達するオーバードライブ状態の駆動が可能なハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記オーバードライブ状態において前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態で前記ハイブリッド車両が走行する場合に、前記第１電動機に対して、前記エンジンにおいて生じる負トルクの向きとは反対向きで、前記セレクタブルワンウェイクラッチにおける前記ロック状態を維持可能な大きさのエンブレ相当トルクを出力する制御を行う制御手段を備える
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記第１電動機の出力する正トルクの大きさを増加させる制御、および前記第２電動機が出力する負トルクの大きさを増加させる制御の少なくとも一方の制御によって、前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態での前記出力軸に生じるエンジンブレーキトルクの大きさを、前記エンジンから出力されるフリクショントルクに応じて前記出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさより大きい所望のブレーキトルクに調整する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、
前記第１電動機に対して行う前記制御に加えてさらに、
前記第２電動機に正トルクを出力させる制御によって、前記エンジンへの燃料の供給が停止した状態での前記出力軸に生じるエンジンブレーキトルクの大きさを、前記エンジンから出力されるフリクショントルクに応じて前記出力軸から出力されるエンジンブレーキトルクの大きさより小さい所望のブレーキトルクに調整する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記エンジンにおいて測定された任意の回転数でのフリクショントルクの大きさに基づいてあらかじめ設定され、前記制御手段に格納された前記エンブレ相当トルクのマップから、前記エンジンの回転数に応じた前記エンブレ相当トルクを抽出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記セレクタブルワンウェイクラッチが連結された軸の回転数を導出して、前記軸の回転数が負になった場合に、前記第１電動機が出力する前記エンブレ相当トルクを増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記エンブレ相当トルクを前記エンジンにおいて任意の回転数でのフリクショントルクの大きさに基づいた一定値にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記オーバードライブ状態であって前記セレクタブルワンウェイクラッチが係合状態にある場合、前記セレクタブルワンウェイクラッチのロック状態は、前記エンジンの出力した正トルクが、回転の許容されない向きに作用することによって維持され、前記エンジンへの燃料の供給が停止して前記出力軸にエンジンブレーキトルクが生じる状態においては、前記エンジンに発生した負トルクが、前記セレクタブルワンウェイクラッチに対して回転が許容される向きに作用するように構成されている前記ハイブリッド車両を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。