JP7087805B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動力源としてエンジンと発電機能のあるモータとを備えたハイブリッド車両を対象とする制御装置に関し、特に車両の減速時にエンジンを制御する装置に関するものである。

特許文献１には、車両の減速時におけるエンジン回転数の吹け上がりや動力伝達経路内における歯車等のバックラッシのガタ詰め音、あるいは、それに応じたショックを抑制するように構成された車両が記載されている。具体的には、特許文献１には、ロックアップクラッチを備えた車両が記載されており、そのロックアップクラッチを完全係合した状態（ロックアップクラッチ完全係合制御）と、車両の加速状態において前記ロックアップクラッチが任意の差回転になる状態（加速スリップ制御）と、車両の減速状態において前記ロックアップクラッチが任意の差回転になる状態（減速スリップ制御）とのいずれかの状態を選択するように構成されている。

そして、例えば車両がアクセルオンからアクセルオフに切り替わった際に、エンジントルクおよびエンジントルクの変化量が所定値より大きい場合には、上記のエンジン回転数の吹け上がりやショックが発生するおそれがあると判断し、ロックアップクラッチの完全係合制御から直ちに減速スリップ制御に移行しないように構成されている。具体的には、そのようなショック等が発生するおそれがある場合には、ロックアップクラッチの完全係合制御から加速スリップ制御へ移行し、車両が駆動状態から被駆動状態に切り替わった後に減速スリップ制御に移行するように構成されている。

特開２０１７－２２３３０９号公報

上述したように、特許文献１の構成によればロックアップクラッチを制御することにより減速時における前記エンジン回転数の吹け上がりやショック等の発生を抑制することができる。一方、特許文献１に記載された車両では、エンジントルクやそのエンジントルクの変化量を直接的に制御していないものの、例えば上記のショックなどトルクの急変を避けるためにエンジントルクやエンジン回転数を制御することも可能である。

しかしながら、例えば減速要求があり、すなわち運転者がアクセルオンからアクセルオフした場合に、スロットル開度を全閉して、エンジントルクをゼロに制御（あるいは、エンジンパワーを制御）した場合には、吸入空気量が急減するなどして、排気が悪化するおそれがある。また、このような制御をエンジンおよび発電機能を有するモータを備えたハイブリッド車両に適用した場合には、エンジンの制御の状態によっては、モータやバッテリなどの機器を適切に保護できないおそれがある。例えば、モータの過熱やバッテリの過充電などが生じるおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目して創作されたものであり、車両の減速時に、エンジンの排気性能が低下（排気が悪化）することを抑制するとともに、モータやバッテリなどの機器を適切に保護することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンの回転数を制御可能な第１モータと、エネルギ回生トルクを制動トルクとして駆動輪に作用させる第２モータと、前記第１モータと前記第２モータとに電気的に接続された蓄電装置とを備え、前記第１モータにより前記エンジンの回転数を低下させつつ、前記第２モータが前記制動トルクを発生させて減速走行できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、減速要求時に、エンジントルクおよび前記エンジンの出力を所定の変化率で低下させ、かつ前記第２モータが発生する制動トルクで減速走行する低出力モードと、前記減速要求時に、前記エンジントルクおよび前記エンジンの出力を前記低出力モードにおける前記所定の変化率より小さい変化率で低下させ、かつ前記第２モータが発生する制動トルクで減速走行する高出力モードとを設定することができるように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記高出力モードは、前記エンジントルクおよび前記エンジンの回転数を燃焼効率が最適な運転状態を示す最適燃費線上の運転点で変化させつつ減速させる第１制御モードと、前記第１制御モードに対して、前記エンジントルクの変化率は前記第１制御モードにおけるエンジントルクの変化と同様に変化させ、かつ前記エンジンの回転数は前記第１制御モードにおけるエンジンの回転数より低下させる変化率が大きく、かつ前記エンジンの出力の変化率は前記低出力モードにおけるエンジンの出力の変化率より小さい制御モードであって、前記エンジンの排気の悪化を抑制する第２制御モードとを備えていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記減速走行時における前記蓄電装置の蓄電残量もしくは前記減速走行時における前記蓄電装置に受け入れ可能な上限電力に基づいて前記エンジンの制御モードを選択するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記蓄電装置の前記蓄電残量が第１ＳＯＣ閾値未満の場合に、前記第１制御モードを選択し、前記蓄電装置の前記蓄電残量が前記第１ＳＯＣ閾値以上かつ第２ＳＯＣ閾値未満の場合に、前記第２制御モードを選択し、前記蓄電装置の前記蓄電残量が前記第２ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記低出力モードを選択するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が予め定められた第１入力電力より大きい場合に、前記第１制御モードを選択し、前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が前記第１入力電力以下であって、かつ予め定められた第２入力電力より大きい場合に、前記第２制御モードを選択し、前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が第２入力電力以下の場合に、前記低出力モードを選択するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力は、前記エンジンを前記第１制御モードもしくは前記第２制御モードに制御した場合に、前記第２モータの制動トルクにより発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能か否かを判断するように構成され、前記コントローラは、前記エンジンを前記第１制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能と判断された場合に前記第１制御モードを選択し、前記エンジンを前記第１制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れできないと判断された場合であって、かつ前記エンジンを前記第２制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能と判断された場合に、前記第２制御モードを選択し、前記エンジンを前記第１制御モードおよび前記第２制御モードのいずれの制御モードで制御しても前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れできないと判断された場合に、前記低出力モードを選択するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記減速要求時に、前記高出力モードで減速走行が可能か否かを判断するように構成され、前記高出力モードで前記減速走行が可能か否かの判断は、前記第２モータのトルクと前記エンジントルクとの運動方程式に基づいて行うように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記減速要求時の減速要求度を判断するように構成され、前記減速要求度は、シフトレンジ、ブレーキペダルの操作量、加速および減速を一つのペダルで操作可能な前記ペダルの操作量、および、走行路面からの勾配角のうちの少なくともいずれか一つのパラメータに基づいて判断され、前記判断されたパラメータにおける予め定められた所定の条件が成立する場合は、前記第１制御モードもしくは前記第２制御モードを選択し、前記判断されたパラメータにおける予め定められた所定の条件が成立しない場合には、前記低出力モードを選択するように構成されていてよい。

そして、この発明では、前記エンジンが出力した駆動力を出力部材と前記第１モータとに分割して伝達する動力分割機構を更に備え、前記動力分割機構は、前記エンジンに連結された入力要素と、前記第１モータに連結された反力要素と、前記出力部材に連結された出力要素との少なくとも三つの回転要素からなる遊星歯車機構により構成され、前記第２モータは、前記駆動輪と前記出力部材との間の動力伝達経路に連結されていてよい。

この発明によれば、エンジンの回転数を第１モータにより制御し、かつ第２モータで回生トルクを制動トルクとして駆動輪に作用させつつ減速走行するように構成されている。また、減速要求時にエンジントルクおよびエンジンの出力を所定の変化率より小さい変化率で低下させるように構成されている（高出力モード）。そのため、例えば運転者の減速要求に即座に応答してエンジントルクおよびエンジンの出力を所定の変化率で低下させるように構成された（低出力モード）車両に比べて、エンジンの吸入空気量の変化速度が低下するので、その吸入空気量の推定誤差が小さくなり、その結果、排気性能が低下する（すなわち排気が悪化する）ことを抑制できる。

また、この発明によれば、上記の高出力モードとして第１制御モードと第２制御モードとを備えている。具体的には、エンジントルクおよびエンジン回転数を燃焼効率が最適な運転状態を示す最適燃費線に沿うようにエンジンを制御させる第１制御モードと、その第１制御モードに対して、エンジントルクは第１制御モードとほぼ同様に変化させ、前記エンジン回転数は、第１制御モードより低下させる変化率が大きくかつ低出力モードよりエンジン出力の変化率が小さい第２制御モードとを備えている。そして、その第２制御モードは排気性能を担保するように制御される。そのため、第２制御モードを選択してエンジンを制御した場合には、第１制御モードに比べてエンジン回転数を低下させる変化率が大きいため、エンジントルクとエンジン回転数とから求まるエンジン出力が低下する。そのため、第２モータで発生するエネルギの回生量が第１制御モードに比べて低下する。そのため、例えばハイブリッド車両における蓄電装置の蓄電残量が予め定められた所定のＳＯＣ値より大きい場合や、その蓄電装置に入力可能な上限電力が所定の入力電力に制限されている場合には、エンジンを第２制御モードに制御することにより、蓄電装置の過充電を抑制し、言い換えれば蓄電装置の性能の劣化を抑制しつつ、かつエンジンの排気性能を考慮して減速走行することができる。

また、この発明によれば、例えばモータの温度やモータの出力を調整するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）における基盤の温度が所定値以上の場合であることを要因として、第２モータで減速走行可能か否か判断するように構成されている。つまり、減速走行する際に、第２モータでエンジンのトルクより大きいトルク（すなわち制動トルク）を出力して減速走行可能か否かを判断するように構成されている。したがって、例えば第２モータが要求される制動トルクを出力できる場合には、エンジンは上記の第１制御モードもしくは第２制御モードに制御される。そのため、少なくとも排気性能を担保しつつ減速走行することができる。また、それとは反対に、例えば第２モータが要求される制動トルクを出力することができない場合には、低出力モードに制御される。そのため、モータやＰＣＵを保護しつつ、減速することができる。

さらに、この発明によれば、上述した蓄電装置の蓄電残量、蓄電装置に入力可能な上限電力、モータやＰＣＵの保護を考慮した上で、更に減速度に応じてエンジンを制御するように構成されている。その減速度を示すパラメータは、例えばシフトレンジ、ブレーキペダルの操作量、いわゆるワンペダルモードの操作量、走行路面の勾配角などに基づいて判断される。したがって、例えばそれら減速度を示すパラメータが所定の条件を満たす場合には、第１制御モードあるいは第２制御モードを選択し、または、所定の条件を満たさない場合には低出力モードを選択するように構成されている。そのため、上記の蓄電装置、モータ、ＰＣＵなどの機器の保護を図りつつ、運転者の減速要求に応えることができる。

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両におけるパワートレーンの一例を模式的に示す図である。 図１の車両における制御系統の一例を説明するためのブロック図である。 高出力モードおよび低出力モードにおける減速時のエンジントルク・エンジン出力の変化を説明する図である。 第１制御モード、第２制御モード、および低出力モードのエンジンの動作を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、ＳＯＣに基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、そのＳＯＣの閾値を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、Ｗｉｎに基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、そのＷｉｎの閾値を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、Ｗｉｎを所定の制御モードに追従させた場合のフローチャートを示し、（ｂ）は、Ｗｉｎ、エンジン出力、ならびに、アクセル開度の変化を示すタイムチャートを示し、（ｃ）は、（ｂ）のタイムチャートに対応するエンジンの動作を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、特に第２モータの出力可能なトルクに基づいてエンジンを制御するためのフローチャートである。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、要求減速度に基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、その要求減速度の閾値を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、特にシフトレンジがＢレンジであるか否かに基づいてエンジンを制御するためのフローチャートである。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、そのブレーキペダルの踏み込み量の閾値を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、ワンペダルモードのリリース速度に基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、そのリリース速度の閾値を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、（ａ）は、路面の勾配角に基づいてエンジンを制御するためのフローチャートを示し、（ｂ）は、その路面の勾配角における閾値を説明する図である。 この発明で対象とすることのできる他のハイブリッド車両を模式的に示す図である。 この発明の実施形態における制御例を説明する図であって、特に図１４の車両に適用した場合において、第２モータの出力可能なトルクに基づいてエンジンを制御するためのフローチャートである。 参考例を説明する図であって、第１制御モードを加速時に適用した場合の例を説明する図である。

つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。先ず、この発明に係る実施形態の制御装置で対象とするハイブリッド車両について説明する。図１は、ハイブリッド車両Ｖｅ（以下、単に車両Ｖｅとも記す）のパワートレーンの一例を示すスケルトン図であって、駆動力源としてエンジン（ＥＮＧ）１、および、第１モータ（ＭＧ１）２ならびに第２モータ（ＭＧ２）３を備えている。車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータ２側と駆動輪５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３が出力する駆動力を駆動軸５ａおよび駆動輪５に付加することができるように構成されている。

第１モータ２は、発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン１の回転数を第１モータ２によって制御するとともに、第１モータ２で発電された電力により第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成されている。また、第２モータ３は、発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成される。それら第１モータ２および第２モータ３としては、例えば、永久磁石式同期モータあるいは誘導モータなどの交流モータが用いられる。なお、上記の第１モータ２および第２モータ３は、バッテリ（ＢＡＴＴ）６に電気的に接続されている。

そのバッテリ６は、上記の第１モータ２および第２モータ３で発生した電気を蓄える蓄電装置であって、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池、あるいは、キャパシタなどにより構成されている。バッテリ６は、第１モータ２および第２モータ３に対して、それぞれ、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、上記のように第１モータ２で発生した電力をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えた電力を第１モータに供給し、第１モータを駆動することができる。同様に、第２モータで発生した電力をバッテリ６に蓄えることができるとともに、バッテリ６に蓄えた電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。

動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪５との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ７、リングギヤ８、および、キャリア９を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、三つの回転要素からなるシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構のサンギヤ７に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ８が配置されている。これらサンギヤ７とリングギヤ８とに噛み合っているピニオンギヤ１０がキャリア９によって自転および公転が可能なように保持されている。なお、キャリア９がこの発明の実施形態における「入力要素」に相当し、サンギヤ７がこの発明の実施形態における「反力要素」に相当し、ならびに、リングギヤ８がこの発明の実施形態における「出力要素」に相当する。

動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構のキャリア９に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。その出力軸１ａは、エンジン１から駆動輪５に到る動力伝達経路において動力分割機構４の入力軸となる。また、キャリア９には、エンジン１の出力軸１ａが連結されていることに加えて、オイルポンプ１１の回転軸１１ａが連結されている。このオイルポンプ１１は、動力分割機構４の潤滑および冷却のため、あるいは第１モータ２や第２モータ３の銅損や鉄損により生じる熱を冷却するために設けられている。そのオイルポンプ１１は、オイルの供給用のポンプとして、従来、車両のエンジンや変速機に用いられている一般的な構成のオイルポンプであって、例えばエンジン１によってオイルポンプ１１を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。

遊星歯車機構のサンギヤ７には、第１モータ２が連結されている。第１モータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側（図１の左側）に配置されている。その第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂが、サンギヤ７に連結されている。なお、ロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸は中空軸になっている。それらロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸の中空部に、上記のオイルポンプ１１の回転軸１１ａが配置されている。すなわち、その回転軸１１ａは、上記の中空部を通ってエンジン１の出力軸１ａに連結されている。

遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、この発明の実施形態における「出力部材」に相当する外歯歯車の第１ドライブギヤ１２がリングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。このカウンタシャフト１３の一方（図１での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方（図１での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ（ファイナルドライブギヤ）１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１６のデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、上記の第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、および、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ列１８を介して、駆動軸５ａおよび駆動輪５に動力伝達可能に連結されている。

この車両Ｖｅのパワートレーンは、上記の動力分割機構４から駆動軸５ａおよび駆動輪５に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１３と平行に配置されている。そのロータ軸３ｂの先端（図１での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、上記のようなデフリングギヤ１７および第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータ３と共に、デフリングギヤ１７を介して、駆動軸５ａおよび駆動輪５に動力伝達可能に連結されている。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上述したように、エンジンと二つのモータとを備えているので、多様な駆動状態（動作状態）を設定することができる。そのための制御系統の一例を図２を参照して説明する。図２に示す例は、図１に示す車両Ｖｅにおける制御系統の対象の一例として、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、インバータ２０、ならびにバッテリ６を示している。エンジン１は、スロットル開度や点火時期などを電気的に制御できるように構成されている。また、各モータ２，３は、インバータ２０に接続されており、インバータ２０を介して制御され、つまり各モータ２，３を電動機として機能させ、あるいは発電機として機能させるように構成されている。また各モータ２，３は、上述したようにバッテリ６に電力を蓄電可能に、ならびに、バッテリ６から電力が各モータ２，３に供給されるように構成されている。

そして、これらエンジン１、第１モータ２、第２モータ３、インバータ２０、ならびにバッテリ６は電子制御装置（ＥＣＵ）２１によって制御される。このＥＣＵ２１は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、マイクロコンピュータを主体にして構成され、車両Ｖｅにおける各部の各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号などが入力されるように構成されている。例えば、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２２ａ、駆動要求量であるアクセル開度センサ２２ｂ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ２２ｃ、エンジン１の出力軸の回転数を検出するエンジン回転数センサ２２ｄ、各モータ２，３の回転数を検出するモータ回転数センサ２２ｅ、エンジントルクや各モータトルクを検出するトルクセンサ２２ｆ、バッテリ６の充電残量を検出するＳＯＣセンサ２２ｇ、および、各車輪の回転速度をそれぞれ検出して車速を求める車速センサ２２ｈなどからの検出信号がＥＣＵ２１に入力されるように構成されている。また予め記憶しているデータは、走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費運転点などエンジン１の運転点を決めてあるマップ、要求パワーを決めてあるマップなどである。そして、それら入力されたデータおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に制御指令信号を出力するように構成されている。なお、図２に示す例では、前記検出または算出するセンサや機器を総称して検出部２２と記している。そして、検出部２２は、ＥＣＵ２１に電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてＥＣＵ２１に出力する。また、図１および図２では一つのＥＣＵが設けられた例を示しているものの、ＥＣＵは、例えば制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。

また、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のようにエンジン１、第１モータ２、第２モータ３などを、それぞれＥＣＵ２１で制御することにより、複数の走行モードで走行することが可能である。具体的には、エンジン１を動力源としたハイブリッド走行や第１モータ２、第２モータ３をバッテリ６の電力で駆動して走行するＥＶ走行が可能である。そして、このような各走行モードの切り替えは、例えば要求駆動力および車速をパラメータとするモードの切り替えマップ等を用いて設定される。

このように構成された車両Ｖｅは、従来知られているハイブリッド車両におけるエンジンの制御では、例えば運転者のアクセルペダルの操作により減速要求があった場合、すなわちアクセルオンからアクセルオフに切り替わった際に、その減速要求に追従させるようにエンジントルクを速やかに低下させ、また第１モータでエンジン回転数を振動や騒音を考慮しつつ所定の変化率で低下させる。しかしながら、減速要求に応じてリニアにエンジントルクあるいはエンジンパワーを低下させると、排気性能が低下（すなわち排気が悪化）するおそれがある。具体的には、ガソリンエンジンの場合、吸入空気量に応じて燃料がシリンダ内に噴射されるから、アクセルオンからアクセルオフに切り替わった際に、直ちにスロットルバルブを全閉すると、いわゆるエミッション性能が低下するおそれがある。具体的には、吸入空気量が急減して吸入空気量の推定誤差が拡大し、適切な燃料噴射量とならず、ひいては適切な空燃比が得られず排気性能が低下するおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、減速時に排気性能の悪化を抑制するようにエンジントルクおよびエンジン回転数（すなわちエンジン出力）を制御するように構成されている。

図３は、減速時に前記排気性能を考慮してエンジントルク、エンジン出力（エンジンパワー）を低下させる制御を模式的に示す図である。破線が、エンジントルクおよびエンジン出力を所定の速度勾配（例えばギヤの歯打ち音などの振動・騒音を考慮した所定の速度）で低下させる従来制御を示し、実線が排気性能を考慮してエンジントルクおよびエンジン出力の変化率を前記従来制御における所定の変化率（時間変化率）より小さい変化率で低下させる制御を示す。なお、これ以降の説明では、この排気性能を考慮したエンジン１の制御を「第１制御モード」と記し、また上記の従来制御を「低出力モード」と記す。

図３に示すように、破線で示す低出力モード（従来制御）では、アクセルオフされたらエンジントルク、エンジン出力は、変化率が比較的大きい所定の変化率で（すなわち減速要求に追従して）低減するように制御される。それに対して、実線で示す第１制御モードでは、アクセルオフされてもエンジントルク、エンジン出力は、比較的緩やかに低下し、その変化率は上述したように排気性能が低下しない程度の変化率とされる。つまり、この第１制御モードでは、アクセルオフされた場合であっても、そのアクセルオフの操作によって減速走行が開始するものの、運転者のアクセル操作に依拠せず（すなわち低出力モードのようにリニアに変化せず）エンジン１が制御される。言い換えれば、アクセルオフで直ちにエンジン出力を低下させず、所定のエンジン出力を維持しつつ、徐々にエンジントルク、ならびに、そのエンジン出力を低下させるように構成されている。なお、エンジン回転数（あるいはエンジン１の運転点）は、このハイブリッド車両Ｖｅでは、第１モータ２により制御され、また第２モータ３でエネルギ回生トルクを制動トルクとして駆動輪に作用させて減速走行し、かつ回生したエネルギをバッテリ６に充電するように構成されている。また、第１制御モードでは、上述したように、排気の悪化を抑制するようにエンジン１が制御されるから、エンジントルクおよびエンジン出力は、低出力モードよりその変化率が小さい（すなわち緩やか）に低減させられる。

また、この第１制御モードでは、上述した排気性能に加えて燃費を向上させるようにエンジン１を制御している。具体的には、予めＥＣＵ２１に記憶しているエンジン１の最適燃費運転点を決めてあるマップに沿うように、エンジントルクおよびエンジン回転数を制御する。図４は、減速時のエンジントルクとエンジン回転数との関係を示す図であって、上述した第１制御モードおよび低出力モードを含む３つのパターンにおけるエンジン１の動作を示す。なお、３つのパターンのうちのもう一つの制御モード（第２制御モード）については、後述する。

第１制御モードでは、最適燃費線上を通るようにエンジン回転数ならびにエンジントルクが制御される。なお、最適燃費線は、実験などによって求められた燃焼効率が良いエンジン１の最適燃費運転点を結んだ線をいい、すなわちエンジントルクとエンジン回転数とを変数としたマップ上にその最適燃費運転点をプロットし、その最適燃費運転点を結んだ線が最適燃費線となる。そして、図４に示すように等出力線と最適燃費線との交点が、最適燃費でエンジン１を運転することができる運転点であって、その運転点に対応したエンジン回転数およびエンジントルクが要求エンジン出力（要求エンジンパワー）に対応する要求回転数および要求トルクとなる。そして、エンジン１はその要求回転数で回転し、また要求トルクを出力するように制御される。これは、例えば第１モータ２によってエンジン回転数を制御し、またスロットル開度によってエンジントルクを制御することにより行われる。

つまり、第１制御モードは、上述した排気性能および最適燃費を考慮したエンジン１の運転状態を示すモードであって、最も効率的なエンジン１の制御モードと言い得る。したがって、例えばバッテリ６や各モータ２，３などの機器の状態による制約がない場合には、エンジン１は第１制御モードに制御される。なお、上述した低出力モードは、図４に示すように減速要求（アクセルオフ）に伴って、エンジントルクおよびエンジン回転数（すなわちエンジン出力）が速やかに低下させられる。

このように減速時においては、エンジン１を第１制御モードで制御することが望ましい。その一方、第１制御モードでは、上述したようにエンジン１を最適燃費線に制御した場合にはエンジン１は出力を維持しつつ減速するため、第２モータ３での制動トルクが増大し、すなわち回生エネルギが増大する。したがって、例えばバッテリ６の蓄電残量（ＳＯＣ）が所定値以上の場合には、エネルギの回生量が増大することによりバッテリ６が過充電となるおそれがある。また、バッテリ６の状態によっては、受け入れ可能な上限電力（Ｗｉｎ）が制限される場合がある。あるいは、インバータ２０やコンバータにより構成されるパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）の状態によっては、それら機器が過熱状態となるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、バッテリ６や各モータ２，３などの機器の状態に応じて、エンジン１の動作を制御するように構成されている。

図５から図８は、そのバッテリ６や各モータ２，３などの機器の状態に応じてエンジン１を制御するように構成された例であって、図５はバッテリ６のＳＯＣに応じてエンジン１を制御する例を示し、図６および図７はバッテリ６に入力可能な上限電力（Ｗｉｎ）に応じてエンジン１を制御する例を示し、図８は、各モータ２，３やＰＣＵの状態に応じてエンジン１を制御する例を示している。なお、これ以降に説明する各フローチャートは、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。以下、具体的に説明する。

先ず、図５は、上述したようにバッテリ６のＳＯＣ（蓄電残量）の状態に応じてエンジン１を制御するように構成された制御例であって、図５（ａ）はフローチャートを示し、図５（ｂ）はＳＯＣの閾値を説明する図である。すなわち、この図５に示す例では、バッテリ６のＳＯＣの状態に応じて図４に示すいずれかのパターンでエンジン１の動作を制御するように構成されている。この制御例について具体的に説明すると、先ずバッテリ６のＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値未満か否かを判断する（ステップＳ１）。これは図５（ｂ）に示すように、バッテリ６のＳＯＣは、バッテリ６の劣化を抑制するために所定の下限値から上限値の範囲で制御され、アクセルオンからアクセルオフに切り替わり、すなわち減速要求された現在のバッテリ６のＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値未満か否かを判断する。そして、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値未満の場合には、比較的ＳＯＣの上限に余裕があると判断し、エンジン１の動作として第１制御モードを選択する（ステップＳ２）。すなわち排気性能を考慮しつつエネルギを回生するようにエンジン１を制御する。

一方、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値以上の場合には、そのＳＯＣが第２ＳＯＣ閾値未満か否かを判断する（ステップＳ３）。これは、図５（ｂ）に示すように、ＳＯＣの閾値が上限値に近い第２ＳＯＣ閾値未満か否かを判断する。したがって、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値以上かつ第２ＳＯＣ閾値未満（第１ＳＯＣ閾値≦ＳＯＣ＜第２ＳＯＣ閾値）である場合には、エンジン１の動作として図４で示す第２制御モードを選択する（ステップＳ４）。

ここで、第２制御モードについて説明する。第２制御モードは、上述した第１制御モードと同様に排気性能の低下を抑制しつつ減速走行する制御モードであって、その第１制御モードを完全に解除するまでもないものの、充電量（すなわち回生量）を第１制御モードより少ない所定の範囲に制御することが可能なモードである。また、この第２制御モードは、減速走行時において、第１制御モードよりエンジン出力の変化率（時間変化率）は大きいものの、低出力モードよりその変化率は小さい。したがって、この第２制御モード、ならびに、上述した第１制御モードは、低出力モードより高出力になるので、この第１制御モードおよび第２制御モードが、この発明の実施形態における「高出力モード」に相当する。

より具体的に第２制御モードについて説明する。この発明の実施形態では、第２制御モードは、エンジントルクおよびエンジン回転数を例えば図４で示す点線で囲った範囲かつ矢印の経路（パス）を通るように制御する。なお、この点線で囲った範囲が、排気性能の低下を抑制する範囲であって、例えば実験等からエンジン回転数を下げることによる排気性能への影響は小さく、エンジントルクを下げることによる排気性能への影響が大きいことが把握されている。したがって、この第２制御モードでは、排気性能の低下を抑制するように、エンジントルクの変化率を小さくして、言い換えれば排気性能の影響が少ない方向にエンジントルクおよびエンジン回転数を制御するように構成されている。そして、図４の例では、エンジン回転数を低下させることによりエンジン出力を低下させ、エネルギ回生量（発電電力量）を低減するように構成されている。つまり、第２制御モードは、上述した第１制御モードに対して、エンジントルクの変化率は第１制御モードにおけるエンジントルクの変化と同様に変化させ、かつエンジン回転数は第１制御モードにおけるエンジン回転数より低下させる変化率が大きくなるように制御されることで、排気の悪化を抑制しつつ、エネルギ回生量を所定の範囲に低減するように構成されている。なお、第２制御モードのエンジン出力の変化率は、上述したように低出力モードにおけるエンジン出力の変化率より小さい制御モードである。

また、この第２制御モードは、アクセルオフされた場合の制御であるから、エンジントルクは上記図４の点線で囲った範囲の中で最も低い出力点（Ｂ地点）を通るように構成されている。なお、図４に示す第２制御モードの例は、１ステップ目（例えば１ルーチン）でアクセルオフされるＡ地点から上記Ｂ地点に制御される。そして２ステップ目以降は、逐次、排気性能が低下しない範囲かつ、その範囲における出力の最低点を通りつつエンジン１の停止に向けて制御される（図示せず）。なお、エンジン出力は、エンジントルクとエンジン回転数とから求まり、エンジン出力が小さければ、エネルギの回生量は低下する。

一方、前記ステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわち減速要求された現在のＳＯＣが第２ＳＯＣ閾値以上の場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ５）。つまり、ＳＯＣは上限値に近いため、充電量が過度に増大しないように、エンジントルクおよびエンジン回転数（すなわちエンジン出力）を速やかに低下させる。

つぎに、バッテリ６へ入力可能な上限電力（以下、単にＷｉｎとも記す）の状態に応じてエンジン１を制御する例について説明する。なお、このＷｉｎは、例えばバッテリ６のＳＯＣとバッテリ６の温度とから演算され、具体的には、バッテリ６の充電残量が多い場合、バッテリ６の温度が低温の場合、あるいはバッテリ６の温度が上限温度近傍である場合には、バッテリ６に入力される電力が制限される。また、例えば電解液が局所的に凝固した状態においてバッテリ６が充電された場合などに生じるリチウム析出を防ぐためにＷｉｎが制限される場合もある。なお、これ以降に説明するエンジン１の制御、すなわち第１制御モード、第２制御モード、ならびに、低出力モードについては図４のエンジン１の動作および図５の例で説明した通りであるため、詳細な説明については省略あるいは簡略する。

図６（ａ）に示すフローチャートについて説明すると、先ず減速要求された現在のＷｉｎが第１入力電力より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０）。つまり、図６（ｂ）に示すように電力の受け入れ可能な電力が第１入力電力より大きい場合か否かを判断する。したがって、このステップＳ１０で肯定的に判断された場合、すなわちＷｉｎが第１入力電力より大きいと判断された場合には、Ｗｉｎに余裕があると判断できるためエンジン１の動作として第１制御モードを選択する（ステップＳ１１）。

一方、このステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわちＷｉｎが第１入力電力以下であると判断された場合には、ついで、そのＷｉｎが第２入力電力より大きいか否かを判断する（ステップＳ１２）。すなわちＷｉｎが第２入力電力より大きく、かつ第１入力電力以下か否かを判断する。したがって、このステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、エンジン１の動作として第２制御モードを選択する（ステップＳ１３）。つまり、排気性能を担保しつつ、エネルギ回生量を所定の範囲に制限するようにエンジン１を制御する。

これとは反対に、このステップＳ１２で否定的に判断された場合、すなわちＷｉｎが第２入力電力以下であると判断された場合には、エンジン１の動作として低出力モードを選択する（ステップＳ１４）。すなわち、バッテリ６のＷｉｎが制限されているため、従来制御と同様、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

上述したように、エンジン１の動作は、第１制御モードに制御されることが最も望ましく、そうでない場合であっても第２制御モードに制御されることが望ましい。したがって、上記のＷｉｎを第１制御モードあるいは第２制御モードに追従させることができるか否かに応じて、エンジン１の制御モードを選択してもよい。

図７（ａ）は、その制御例を示すフローチャートであって、先ず、第１制御モードになるようにエンジン１の出力を決定した場合に、Ｗｉｎの要求を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０）。すなわち、エンジン１を第１制御モードに追従させた場合にＷｉｎの要求を満たすか否かを判断する。なお、そのＷｉｎの要求は、上述したように例えばバッテリ６の温度やＳＯＣの状態から判断することができる。したがって、このステップＳ２０で肯定的に判断された場合、すなわちＷｉｎを第１制御モードに追従させて制御することが可能であると判断された場合には、第１制御モードを選択する（ステップＳ２１）。

これとは反対に、このステップＳ２０で否定的に判断された場合、すなわちＷｉｎを第１制御モードに追従させてエンジン１を制御できないと判断された場合には、ついでそのＷｉｎを第２制御モードに追従させることができるか否かを判断する（ステップＳ２２）。つまり、第２制御モードになるようにエンジン１の出力を決定した場合にＷｉｎの要求を満たすか否かを判断する。したがって、このステップＳ２２で肯定的に判断された場合、すなわちＷｉｎを第２制御モードに追従させることができると判断された場合には、エンジン１の動作として第２制御モードを選択する（ステップＳ２３）。

一方、このステップＳ２２で否定的に判断された場合、すなわちＷｉｎを第２制御モードに追従して制御することができないと判断された場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ２４）。つまり、Ｗｉｎを第１制御モードおよび第２制御モードのいずれの制御モードにも追従させるように制御できないため、従来制御と同様にエンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

ここで、上記のＷｉｎの追従制御を実行した場合のエンジン１の動作についてより具体的に説明する。図７（ｂ）は、Ｗｉｎ、エンジン出力、ならびにアクセル開度の変化を説明するタイムチャートであって、図７（ｃ）は、上述した図４と同様の図である。なお、この図７（ｂ）および図７（ｃ）に示す例では、１ステップ目から３ステップ目（１ルーチンから３ルーチン）までの動作を示しており、１ステップ目および２ステップ目は図７（ａ）のフローチャートの判断で第１制御モードを選択し、３ステップ目はそのフローチャートで第２制御モードを選択するように判断された例である。したがって、ｔ１時点でアクセルオフされると、Ｗｉｎは図７（ｂ）に示すように、エンジン１は第１制御モードで制御されるから、そのｔ１時点からＷｉｎの上限値が徐々に低下し、例えばｔ２時点ではｔ１時点よりＷｉｎ線とＷｉｎ追従線との幅が小さくなる。そして、３ステップ目（ｔ３時点）では、Ｗｉｎは第１制御モードに追従することができなくなり、したがって、第２制御モードに移行する。つまり、図７（ｂ）に示すように、Ｗｉｎ線（実線）とＷｉｎ追従線（破線）とが重なる。

ついで、この図７（ｂ）の変化を図７（ｃ）を用いて説明する。ａ地点でアクセルオフされると、１ステップ目でｂ地点に向けてエンジン１が制御される。すなわちこの１ステップ目は第１制御モードが選択されているから、排気性能を考慮した点線で囲った範囲かつ、最適燃費線を通るように制御される。また、２ステップ目においても１ステップ目と同様に制御され、図７（ｃ）の例ではｂ地点からｃ地点にパスされる。そして、３ステップ目でＷｉｎの制限により第１制御モードに追従できなくなり、第２制御モードが選択される。つまり、点線で囲った範囲、かつその範囲における最低の出力点（ｄ地点）を通るようにエンジン１が制御される。なお、例えば３ステップ目の制御において、点線で囲った範囲の最低の出力点を通る場合に、その出力点で要求されるエンジン出力に満たない場合には、低出力モードを選択する。また、上述したＷｉｎの制御は、過充電などバッテリ６の耐久性を考慮してＷｉｎに所定の安全率α（α＜１）を掛けて制御することが望ましい。

つぎに、各モータ２，３やインバータ２０などの機器の状態に応じてエンジン１の動作を制御する例について説明する。各モータ２，３やインバータ２０などの電力装置は、例えばインバータ２０における特定の相（あるいは素子）のみに過剰な電流が流れることによりモータが過熱し、そのモータやインバータ２０の耐久性が低下する場合がある。そのような場合、モータの出力は低下するから、例えばエンジン１の動作として第１制御モードを選択した場合であっても要求通りに第２モータ３が制動トルクを出力できないおそれがある。ここで、図１における車両Ｖｅのパワートレーンの構造から求まる運動方程式について説明する。先ず出力軸トルクＴｐは以下のように示すことができる。
Ｔｐ＝Ｔｍ×Ｇｒｍ＋１／（１＋ρ）×Ｔｅ・・・（１）
と示すことができ、またエンジントルクＴｅは、
Ｔｅ＝-（１＋ρ）／ρ×Ｔｇ・・・（２）
と示すことができる。なお、Ｔｇは第１モータトルクを示し、Ｔｍは第２モータトルクを示し、ρは動力分割機構４を構成する遊星歯車機構におけるギヤ比（サンギヤ７の歯数／リングギヤ８の歯数）を示し、Ｇｒｍは、第２モータ３のギヤ比を示す。

そして、減速時は、Ｔｐが少なくとも「０」以下でなければならないので、すなわち式（１）を展開して、
Ｔｍ×Ｇｒｍ＜-１／（１＋ρ）×Ｔｅ・・・（３）
の関係が成立するＴｍを実現可能となる場合に第１制御モードを選択し、それとは反対に、この関係が成立するＴｍを出力できない場合には、第１制御モードの選択を禁止する。図８は、その制御の一例を示すフローチャートであって、先ずエンジン１を第１制御モードに制御した場合に、上述した式（３）の関係が成立するか否かを判断する（ステップＳ３０）。すなわち第１制御モードは所定の出力を維持しつつ、第２モータ３で減速する制御モードであるから、エンジントルクＴｅに対して、車両Ｖｅを減速させる制動トルクＴｍを第２モータ３が出力できるか否かを判断する。なお、その第２モータ３が式（３）を満たすモータトルクＴｍを出力できるか否かは、例えば上述した第２モータ３（あるいは第１モータ２）の温度やＰＣＵの状態に基づくものである。したがって、このステップＳ３０で肯定的に判断された場合、すなわち第１制御モードを実行した場合のエンジントルクＴｅに対して、式（３）が成立する第２モータトルクＴｍを出力できる場合には、第１制御モードを選択する（ステップＳ３１）。

なお、このステップＳ３０で肯定的に判断された場合には、言い換えればエネルギを回生しつつ車両Ｖｅを減速させることができるため、第２制御モードを選択することを含んでよい。一方、このステップＳ３０で否定的に判断された場合、すなわち上記式（３）が成立するＴｍを出力できない場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ３２）。つまり、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

また、図８の例において、上記の式（３）が成立しない場合、すなわち要求されるＴｍを出力できない場合には、例えばモータの温度やインバータ２０に通電される電流量、あるいはＰＣＵの基盤の温度が要因となる。したがって、それらを制御モードの選択のパラメータとしてもよい。例えば各モータ２，３の温度が所定温度以上、あるいは、所定温度未満の場合、ＰＣＵの基盤の温度が所定温度以上の場合、インバータ２０に通電する電流値が所定値以上の場合にいずれかの制御モードを選択するように構成してもよい。

このように、この発明の実施形態では、減速時に特に制約がない場合にはエンジン１を第１制御モードに制御するように構成されている。つまり、エンジントルクおよびエンジン回転数を最適燃費線に沿うように制御する。そのため、例えば運転者の減速要求に即座に応答してエンジン出力およびエンジントルクを低下させるように、すなわち低出力モードに比べて、エンジンの吸入空気量の変化速度が低下するので、その吸入空気量の推定誤差が小さくなり、その結果、排気が悪化することを抑制できる。また、バッテリ６、各モータ２，３あるいはインバータ２０などの機器の状態に応じて、エンジン１を制御するように構成されている。具体的にはバッテリ６のＳＯＣの状態に応じて第１制御モード、第２制御モード、および、低出力モードのいずれかを選択するように構成され、例えばＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値未満である場合にはバッテリ６の充電を積極的に行う第１制御モードを選択し、ＳＯＣが第１ＳＯＣ閾値以上かつ第２ＳＯＣ閾値未満の場合には充電量を所定の範囲に制限する第２制御モードを選択するように構成されている。一方、ＳＯＣが第２ＳＯＣ閾値以上でありＳＯＣに余裕がない場合には、従来制御と同様に速やかにエンジン出力を低下させるように構成されている。つまり、バッテリ６のＳＯＣの状態を考慮してエンジン１を制御するように構成されているから、バッテリ６の過充電を抑制でき、言い換えればバッテリ６の劣化を抑制することができる。

また、この発明の実施形態では、図６および図７で説明したようにバッテリ６のＷｉｎを考慮してエンジン１の動作を制御するように構成されている。そのため、ＳＯＣの例と同様に過充電を抑制するとともに、バッテリ６の劣化を抑制することができる。

さらに、図８で説明したように、各モータ２，３やＰＣＵの状態に応じて各モータ２，３が所定のトルクを出力できるか否かを判断し、その判断に応じてエンジン１を制御するように構成されている。つまり、図８の例で言えば、式（３）の運動方程式が成立する場合には、第１制御モードあるいは第２制御モードを選択し、それとは反対にその運動方程式が成立しない場合には、低出力モードを選択するように構成されている。そのため、第１制御モードあるいは第２制御モードが選択された場合にはエネルギを回生しつつ、排気性能が低下することを抑制できる。それとは反対に、低出力モードが選択された場合には、モータ２，３やインバータ２０の過熱を抑制し、すなわち機器を適切に保護することができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。上述した例ではいずれもバッテリ６、各モータ２，３ならびにＰＣＵなど機器の状態に応じてエンジン１の動作を制御するように構成されていた。一方、この発明の実施形態は、減速要求があった場合の制御であるから、その要求される減速度に応じてエンジン１を制御することが望ましい。そこで、上述したバッテリ６などの機器を保護する要求を満たす場合、すなわち第１制御モードもしくは第２制御モードが選択可能と判断された場合であっても、要求される減速度に基づいて、更に制御モードを選択するように構成されている。図９から図１３に示す例では、その要求される減速度に基づいてエンジン１を制御するように構成されている。

図９は、車速に応じた減速度に基づくエンジン１の制御の一例を示す図であって、図９（ａ）は、その制御の一例を示すフローチャートである。ここでいう車速の減速度とは、例えばシフトレンジがＤレンジ（ドライブレンジ）が設定されている場合における要求減速度であって、したがって、先ずその要求減速度が第１閾値未満か否かを判断する（ステップ４０）。この第１閾値は図９（ｂ）に示すように、比較的小さい減速度とされ、エンジン１を例えば従来制御に比べて緩やかに制御することが可能である。したがって、このステップＳ４０で肯定的に判断された場合には、第１制御モードを選択する（ステップＳ４１）。

一方、このステップＳ４０で否定的に判断された場合、すなわち要求減速度が第１閾値以上の場合には、ついでその要求減速度が第２閾値未満か否かを判断する（ステップＳ４２）。なお、第２閾値は図９（ｂ）に示すように、例えば最大減速度との中間程度の所定の減速度であって、したがって、このステップＳ４２で肯定的に判断された場合には、エンジン１の動作として、第２制御モードを選択する（ステップＳ４３）。つまり、減速要求を満たしつつ、排気性能を担保するようにエンジン１を制御する。

これとは反対に、前記ステップＳ４２で否定的に判断された場合、すなわち要求減速度が第２閾値より大きい場合には、エンジン１の動作として低出力モードを選択する（ステップＳ４４）。つまり、要求減速度が大きいため、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

図１０は、エンジンブレーキを効かせて走行可能なＢレンジが選択されているか否かに応じてエンジン１を制御する例である。Ｂレンジを設定して走行している場合には、Ｄレンジよりも大きな減速度が要求されることになり、すなわちエンジン出力をより制限することになる。したがって、この図１０に示す例では、Ｂレンジが設定されているか否かを判断し（ステップＳ５０）、このステップＳ５０で肯定的に判断された場合、すなわちＢレンジが設定されている場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ５１）。つまり、Ｂレンジが選択された場合には、要求減速度が大きいと判断できるため、速やかにエンジントルクおよびエンジン回転数を低下させる。

一方、このステップＳ５１で否定的に判断された場合、すなわちＢレンジが設定されていない場合には、第１制御モードもしくは第２制御モードを選択する（ステップＳ５２）。なお、図１０に示す例では、Ｂレンジが設定されているか否かに応じて一律に低出力モードまたは第１制御モードもしくは第２制御モードを選択するか否かを判断しているものの、上述した図９のＤレンジにおける要求減速度のように閾値を設定して各制御モードを選択するように構成してもよい。

図１１は、ブレーキペダルが操作された場合の制御の一例を示すフローチャートである。運転者によってブレーキペダルが操作された場合には、明示的に減速要求があるため、エンジン１は即座に停止させることが望ましいものの、運転者は速度を調整するためにブレーキペダルを操作する場合もある。そこで、図１１に示す例では、ブレーキペダルの操作量（踏み込み量）に応じてエンジン１を制御するように構成されている。

具体的には、図１１（ａ）に示すように、ブレーキペダルの踏み込み量Ｂｓが予め定められたＢｓ閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ６０）。Ｂｓ閾値は例えば図１１（ｂ）に示すようにエンジン１を即座に停止すべきか否かを判断する所定の値に設定される。したがって、このステップＳ６０で肯定的に判断された場合、すなわちそのブレーキペダルの踏み込み量ＢｓがＢｓ閾値より大きい場合には、エンジン１の動作として低出力モードを選択する（ステップＳ６１）。つまり、要求される減速度が大きいと判断できるため、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

一方、このステップＳ６０で否定的に判断された場合、すなわちブレーキペダルの踏み込み量ＢｓがＢｓ閾値以下と判断された場合には、エンジン１の動作として第１制御モードもしくは第２制御モードを選択する（ステップＳ６２）。なお、この図１１に示す制御例では、閾値を一つ設けて低出力モードまたは第１制御モードもしくは第２制御モードを選択するように構成されているものの、例えば閾値を二つ以上設けて、いずれかの制御モードを選択するように構成してもよい。

なお、車両Ｖｅは、一つのペダルの操作に応じて車両の加速および減速を制御するいわゆるワンペダルモードを搭載していてもよい。図１２は、そのワンペダルモードが選択されているか否かに応じてエンジン１を制御する例を説明する図である。ワンペダルモードが選択されている場合には、通常のアクセルペダルとはその性質あるいは性能は異なる。このワンペダルモードにおける要求減速度あるいは減速側の加加速度（ジャークあるいは躍度とも称される）は、ペダルのリリース速度Ｖｐｒに基づいて定まるから、そのリリース速度Ｖｐｒに基づいてエンジン１を制御することが好ましい。したがって、先ず図１２（ａ）のフローチャートに示すように、ワンペダルモードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ７０）。このワンペダルモードが選択されているか否かの判断は、例えば車両に設けられたワンペダルモードのスイッチがＯＮにされたか、あるいは、メータパネルにワンペダルモードが選択された表示灯が点灯しているか否かなどによって判断できる。したがって、このステップＳ７０で否定的に判断された場合、すなわちワンペダルモードが選択されていない場合には、通常のペダルモードでの制御に移行する（ステップＳ７１）。つまり、上述した図１１のブレーキペダルの操作量に基づく制御に移行する。

一方、このステップＳ７０で肯定的に判断された場合、すなわちワンペダルモードが選択されている場合には、ペダルのリリース速度Ｖｐｒが第１Ｖｐｒ閾値未満か否かを判断する（ステップＳ７２）。図１２（ｂ）に示すように第１Ｖｐｒ閾値は比較的小さく、例えば要求される減速度が小さくエンジン１を最適燃費線に沿って制御可能な値に設定される。したがって、このステップＳ７２で肯定的に判断された場合、すなわちリリース速度Ｖｐｒが第１Ｖｐｒ閾値未満であると判断された場合には、第１制御モードを選択する（ステップＳ７３）。

これとは反対に、ステップＳ７２で否定的に判断された場合、すなわちリリース速度Ｖｐｒが第１Ｖｐｒ閾値以上と判断された場合には、ついでそのリリース速度Ｖｐｒが第２Ｖｐｒ閾値未満か否かを判断する（ステップＳ７４）。つまり、リリース速度Ｖｐｒが第１Ｖｐｒ閾値以上かつ第２Ｖｐｒ閾値より小さいか否かを判断する。なお、第２閾値は、例えば排気性能を担保しつつエンジン出力を低下させることが可能なリリース速度とされる。したがって、このステップＳ７４で肯定的に判断された場合には、第２制御モードを選択する（ステップＳ７５）。一方、このステップＳ７４で否定的に判断された場合、すなわちリリース速度Ｖｐｒが第２Ｖｐｒ閾値以上の場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ７６）。つまり、要求される減速度が大きいため、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

図１３は、車両Ｖｅが下り坂を走行する際のエンジン１の制御モードについて説明する図であって、水平面（すなわち走行路面）からの勾配角θが所定の閾値より大きいか否かに応じてエンジン１を制御するように構成されている。図１３（ａ）は、その制御の一例を示すフローチャートであって、先ず、勾配角θが第１θ閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ８０）。なお、この第１θ閾値は、図１３（ｂ）に示すように、下り坂である場合の制御であるため、負の値とされている。したがって、このステップＳ８０で肯定的に判断された場合、すなわち勾配角θが第１θ閾値より大きい場合には、第１制御モードを選択する（ステップＳ８１）。つまり、下り勾配が比較的緩やかである場合や平坦路である場合には、エンジン１を最適燃費線に沿うように制御する。

一方、このステップＳ８０で否定的に判断された場合、すなわち勾配角θが第１θ閾値以下である場合には、ついでその勾配角θが第２θ閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ８２）。すなわち、勾配角θが第１θ閾値以下、かつ第２θ閾値より大きいか否かを判断する。なお、この第２θ閾値は、第１θ閾値より下り勾配が大きいものの、例えば直ちに制動力を作用させるまでには到らない程度の勾配角である。したがって、このステップＳ８２で肯定的に判断された場合には、第２制御モードを選択する（ステップＳ８３）。それとは反対に、このステップＳ８２で否定的に判断された場合、すなわち勾配角θが第２θ閾値以下である場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ８４）。つまり、下り勾配が大きく、減速要求が大きいためエンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

なお、上記の勾配角は、θに代えて単位がパーセント（％）で表示され、すなわち水平距離１００ｍに対して垂直に何メートル上がるかで表される道路勾配を基に判断してもよい。

このように、図９から図１３で説明した制御例では、バッテリ６や各モータ２，３などの機器を保護する要求を満たす上で、車両に要求される減速度に応じてエンジン１を制御するように構成されている。具体的には、その減速度は、車速に基づく減速度（ＤレンジおよびＢレンジ）、ブレーキペダルやワンペダルモードなどのペダルに基づく減速度、ならびに路面の勾配角に基づく減速度などのパラメータに基づいて判断される。そして、各パラメータにおいて、例えば減速度が所定値より大きい場合など所定の条件が成立する場合には、減速要求度が比較的大きいと判断して低出力モードを選択するように構成されている。つまり、エンジン出力を速やかに低下させるように構成されている。そのため、車両Ｖｅは意図した減速要求に応えることができる。

一方、各パラメータにおいて、減速度が所定値未満である場合など比較的小さい場合には、第１制御モードあるいは第２制御モードが選択され、エンジントルクおよびエンジン出力の変化率を低下させるように構成されている。そのため、第１制御モードあるいは第２制御モードを選択した場合には、排気性能の悪化を抑制しつつ運転者の減速要求を満たす走行が可能となる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。例えば車両Ｖｅは、エンジンと発電機能のあるモータとを備えた構成であればよく、その一例として、いわゆるシリーズハイブリッド方式の車両（以下、シリーズＨＶ車と記す）を図１４に示してある。その車両Ｖｅの構成を簡単に説明すると、図１４に示すように駆動力源として、エンジン２３、第１モータ（ＭＧ１）２４および第２モータ（ＭＧ２）２５を備えている。また、駆動輪５、バッテリ６、および、ＥＣＵ２１を備えている。エンジン２３は、前述のエンジン１と同様に、ガソリンエンジンなどの内燃機関である。第１モータ２４および第２モータ２５は、前述の第１モータ２および第２モータ３と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータである（なお、第１モータ２４は、発電機能のみを有する発電機であってもよい）。この図１４に示す車両Ｖｅでは、エンジン２３と第１モータ２４とが連結されている。したがって、エンジン２３の出力によって第１モータ２４を駆動し、第１モータ２４で発電させることができる。また、第２モータ２５と駆動輪５とが連結されている。第１モータ２４と第２モータ２５とは、例えばバッテリ６を介して、互いに電気的に接続されている。したがって、第１モータ２４で発生させた電力を第２モータ２５に供給し、第２モータ２５を駆動することができる。また第１モータ２４および第２モータ２５で発電した電力をバッテリ６に充電することができる。

図１５は、上述した図８の例に対応した制御例であって、すなわちモータやＰＣＵの状態に応じてエンジン２３を制御する例である。シリーズＨＶ車は、エンジントルクＴｅは「０」であるから、第２モータトルクＴｍ＜０を実現できればよい。すなわち車両に制動力を作用させるように回生制御できればよい。したがって、先ず第１制御モード（あるいは第２制御モード）を実行した場合に、Ｔｍ＜０が実現可能か否かを判断する（ステップＳ９０）。したがって、このステップＳ９０で肯定的に判断された場合、すなわち第２モータ２５やＰＣＵ（例えばインバータ）などの機器の状態から減速しつつ回生制御できる場合には、第１制御モードもしくは第２制御モードを選択する（ステップＳ９１）。それとは反対に、このステップＳ９０で否定的に判断された場合、すなわち要求されるＴｍを出力できない場合には、低出力モードを選択する（ステップＳ９２）。つまり、エンジントルクおよびエンジン回転数を速やかに低下させる。

なお、上述した各実施形態では、減速時のエンジン１の制御について説明したものの、例えば第１制御モードを加速時に適用してもよい。その場合には、エンジン１は図１６（参考例）のように制御される。つまり、従来はエンジントルク、エンジン出力を運転者のアクセル操作に依拠してリニアに変化させるのに対して（破線）、第１制御モード（実線）を適用した場合には、排気性能や燃費を考慮して、変化率が小さい勾配でエンジントルクおよびエンジン出力を上昇させる。そして、上記変化率を緩めた分の不足分の駆動力は第２モータ３で出力する。それにより、要求駆動力を満たしつつ、排気性能ならびに燃費が最適となる加速走行が可能となる。

１，２３…エンジン（ＥＮＧ）、 ２，２４…第１モータ（ＭＧ１）、 ３，２５…第２モータ（ＭＧ２）、 ４…動力分割機構、 ５…駆動輪、 ６…バッテリ（ＢＡＴＴ）、 ７…サンギヤ、 ８…リングギヤ、 ９…キャリア、 １２…第１ドライブギヤ、 ２０…インバータ、 ２１…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２２…検出部、 Ｖｅ…車両。

Claims (9)

1. エンジンと、前記エンジンの回転数を制御可能な第１モータと、エネルギ回生トルクを制動トルクとして駆動輪に作用させる第２モータと、前記第１モータと前記第２モータとに電気的に接続された蓄電装置とを備え、前記第１モータにより前記エンジンの回転数を低下させつつ、前記第２モータが前記制動トルクを発生させて減速走行できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   減速要求時に、エンジントルクおよび前記エンジンの出力を所定の変化率で低下させ、かつ前記第２モータが発生する制動トルクで減速走行する低出力モードと、
   前記減速要求時に、前記エンジントルクおよび前記エンジンの出力を前記低出力モードにおける前記所定の変化率より小さい変化率で低下させ、かつ前記第２モータが発生する制動トルクで減速走行する高出力モードとを設定することができる
   ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記高出力モードは、前記エンジントルクおよび前記エンジンの回転数を燃焼効率が最適な運転状態を示す最適燃費線上の運転点で変化させつつ減速させる第１制御モードと、
   前記第１制御モードに対して、前記エンジントルクの変化率は前記第１制御モードにおけるエンジントルクの変化と同様に変化させ、かつ前記エンジンの回転数は前記第１制御モードにおけるエンジンの回転数より低下させる変化率が大きく、かつ前記エンジンの出力の変化率は前記低出力モードにおけるエンジンの出力の変化率より小さい制御モードであって、前記エンジンの排気の悪化を抑制する第２制御モードとを備えている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記減速走行時における前記蓄電装置の蓄電残量もしくは前記減速走行時における前記蓄電装置に受け入れ可能な上限電力に基づいて前記エンジンの制御モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記蓄電装置の前記蓄電残量が第１ＳＯＣ閾値未満の場合に、前記第１制御モードを選択し、
   前記蓄電装置の前記蓄電残量が前記第１ＳＯＣ閾値以上かつ第２ＳＯＣ閾値未満の場合に、前記第２制御モードを選択し、
   前記蓄電装置の前記蓄電残量が前記第２ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記低出力モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が予め定められた第１入力電力より大きい場合に、前記第１制御モードを選択し、
   前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が前記第１入力電力以下であって、かつ予め定められた第２入力電力より大きい場合に、前記第２制御モードを選択し、
   前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力が第２入力電力以下の場合に、前記低出力モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記蓄電装置に対する前記受け入れ可能な上限電力は、前記エンジンを前記第１制御モードもしくは前記第２制御モードに制御した場合に、前記第２モータの制動トルクにより発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能か否かを判断するように構成され、
   前記コントローラは、
   前記エンジンを前記第１制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能と判断された場合に前記第１制御モードを選択し、
   前記エンジンを前記第１制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れできないと判断された場合であって、かつ前記エンジンを前記第２制御モードに制御した場合に前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れ可能と判断された場合に、前記第２制御モードを選択し、
   前記エンジンを前記第１制御モードおよび前記第２制御モードのいずれの制御モードで制御しても前記発電された電力を前記蓄電装置に受け入れできないと判断された場合に、前記低出力モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記減速要求時に、前記高出力モードで減速走行が可能か否かを判断するように構成され、
   前記高出力モードで前記減速走行が可能か否かの判断は、前記第２モータのトルクと前記エンジントルクとの運動方程式に基づいて行うように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項３ないし６のいずれか一項、または請求項２ないし６を引用する請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記減速要求時の減速要求度を判断するように構成され、
   前記減速要求度は、シフトレンジ、ブレーキペダルの操作量、加速および減速を一つのペダルで操作可能な前記ペダルの操作量、および、走行路面からの勾配角のうちの少なくともいずれか一つのパラメータに基づいて判断され、
   前記判断されたパラメータにおける予め定められた所定の条件が成立する場合は、前記第１制御モードもしくは前記第２制御モードを選択し、
   前記判断されたパラメータにおける予め定められた所定の条件が成立しない場合には、前記低出力モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンが出力した駆動力を出力部材と前記第１モータとに分割して伝達する動力分割機構を更に備え、
   前記動力分割機構は、前記エンジンに連結された入力要素と、前記第１モータに連結された反力要素と、前記出力部材に連結された出力要素との少なくとも三つの回転要素からなる遊星歯車機構により構成され、
   前記第２モータは、前記駆動輪と前記出力部材との間の動力伝達経路に連結されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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