JP6958329B2

JP6958329B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP6958329B2
Application number: JP2017243555A
Authority: JP
Inventors: 朋幸柴田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-12-20
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Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、蓄電装置と、シフト装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、モータ（第２モータジェネレータ）と、蓄電装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジンは、駆動輪を連結するための駆動軸に動力を出力する。モータは、駆動輪に動力を出力する。蓄電装置は、モータと電力をやりとりする。この車両では、蓄電装置の電力を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、蓄電装置の蓄電量を維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードと、を含む複数の走行モードのうちのいずれかを選択し、選択した走行モードで走行するようにエンジンとモータとを制御している。

特許第６１４９８０６号公報

上述のハイブリッド車両では、アクセルオフ時に車両に作用する制動トルクを変更するシーケンシャルシフト操作が可能なシーケンシャルポジションを含む複数のシフトポジションのうち１つのシフトポジションを選択可能なシフト装置を搭載する場合がある。一般に、アクセルオフ時に運転者によりシーケンシャルポジションが選択されているときには、走行モードがＣＤモードであるかＣＳモードであるかに拘わらず、同一の制御によりシーケンシャルシフト操作に基づく要求制動トルクを車両に作用させている。しかしながら、運転者は、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる車両挙動を意図していることがある。そのため、シーケンシャルポジションが選択されているときに、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる制御を行なうことが望まれている。

本発明のハイブリッド車両は、シーケンシャルポジションが選択されているときに、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる制御を行なうことを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車両は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
アクセルオフ時に車両に作用する制動トルクを変更するシーケンシャルシフト操作が可能なシーケンシャルポジションを含む複数のシフトポジションのうち１つのシフトポジションを選択可能なシフト装置と、
前記蓄電装置の電力を消費させるＣＤ（Charge Depleting)モードと、前記蓄電装置の蓄電量を保持するＣＳ(Charge Sustaining) モードと、を含む複数の走行モードのうち１つの走行モードで車両が走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されている場合において、前記走行モードが前記ＣＤモードであるときには、前記走行モードが前記ＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能な前記制動トルクの範囲を狭くする、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、蓄電装置の電力を消費させるＣＤ（Charge Depleting)モードと、蓄電装置の蓄電量を保持するＣＳ(Charge Sustaining) モードと、を含む複数の走行モードのうち１つの走行モードで車両が走行するようにエンジンとモータとを制御する。そして、アクセルオフ時に運転者によりシーケンシャルポジションが選択されている場合において、走行モードがＣＤモードであるときには、走行モードがＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能な制動トルクの範囲を狭くする。これにより、運転者によりシーケンシャルポジションが選択されているときに、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる制御を行なうことができる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、前記走行モードが前記ＣＤモードであるときに車両に作用させることが可能な前記制動トルクの範囲は、前記モータからの出力が許容される前記制動トルクの範囲としてもよい。こうすれば、走行モードがＣＤモードであるときには、モータを出力が許容される制動トルクの範囲内で駆動させることにより、車両に制動トルクを作用させることができる。

また、本発明のハイブリッド車両において、前記シーケンシャルシフト操作は、アップシフト指示またはダウンシフト指示によりアクセルオフ時の前記制動トルクを複数の仮想的な変速段に応じた段階に変更する操作であり、前記制御装置は、前記変速段が大きいときには小さいときに比して要求制動トルクを小さくし、アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されており且つ前記走行モードが前記ＣＤモードである場合において、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に基づく前記要求制動トルクが、前記走行モードを前記ＣＤモードとしたときに選択可能な前記制動トルクの範囲の上限より大きいときには、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に拘わらず、前記変速段をアップシフトする。こうすれば、アクセルオフ時に運転者によりシーケンシャルポジションが選択されている場合において、走行モードがＣＤモードであるときには、走行モードがＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能な制動トルクの範囲を狭くすることができる。

さらに、本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されており且つ前記走行モードが前記ＣＤモードである場合において、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に基づく前記要求制動トルクが、前記走行モードを前記ＣＤモードとしたときに選択可能な前記制動トルクの範囲の上限より大きいときには、前記要求制動トルクより小さい制動トルクが車両に作用するように前記エンジンと前記モータとを制御してもよい。こうすれば、アクセルオフ時に運転者によりシーケンシャルポジションが選択されている場合において、走行モードがＣＤモードであるときには、走行モードがＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能な制動トルクの範囲を狭くすることができる。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。シフトポジションＳＰがＳポジションでアクセルオフされているとき（アクセル開度Ａｃｃが値０であるとき）の要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、充電器６０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒやスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨなどを挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される制御信号としては、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号や燃料噴射弁への制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号など、その他にも種々のものを挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２を挙げることができる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流も挙げることができる。

モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどを挙げることができる。

バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０を充電してもよい最大許容電力（負の値）であり、出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力（正の値）である。

充電器６０は、電力ライン５４に接続されており、電源プラグ６１が家庭用電源などの外部電源に接続されているときに、外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電することができるように構成されている。この充電器６０は、ＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータは、電源プラグ６１を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＣ／ＤＣコンバータからの直流電力の電圧を変換してバッテリ５０側に供給する。この充電器６０は、電源プラグ６１が外部電源に接続されているときに、ＨＶＥＣＵ７０によって、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとが制御されることにより、外部電源からの電力をバッテリ５０に供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，車速センサ８８からの車速Ｖを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、充電器６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）で走行したり、電動走行（ＥＶ走行）で走行したりする。ＨＶ走行では、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行では、エンジン２２を運転停止して走行する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）の他に、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションを有するシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）が用意されている。ここで、Ｓポジションは、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動トルクを例えば５段階（Ｓ１〜Ｓ５）に変更するポジションである。具体的には、シフトポジションＳＰをＳポジションにした状態で、アップシフト指示ポジションの操作に応じてアップシフトする毎に、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動トルクを小さくする。また、ダウンシフト指示ポジションの操作に応じてダウンシフトする毎に、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動トルクを大きくする。以下、こうしたアップシフト指示ポジションやダウンシフト指示ポジションの操作を「シーケンシャルシフト操作」という。これにより、Ｓポジションでは、シフトレバー８１の操作に対して仮想的な有段変速機による変速感を運転者に与えることができる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅或いは予め設定された充電ポイントでシステムオフ中において、ＨＶＥＣＵ７０は、接続検出センサから接続検出信号が入力されると（電源プラグ６１が外部電源に接続されると）、外部電源からの電力を用いて、バッテリ５０が満充電状態またはそれよりも若干低い所定充電状態となるように充電器６０を制御する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ（例えば２５％や３０％，３５％など）以下に至るまでは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下を優先するＣＤモード（Charge Depletingモード）で走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ以下に至った以降は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを保持するＣＳモード（Charge Sustainingモード）で走行する。なお、実施例では、ＣＤモードのときに、ＨＶ走行よりもＥＶ走行を優先すると共に、ＣＳモードのときに、ＥＶ走行よりＨＶ走行を優先するものとした。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に、Ｓポジションでアクセルペダル８３とブレーキペダル８５とが共にオフされているときの動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、Ｓポジションでアクセルペダル８３とブレーキペダル８５とが共にオフされているときに、繰り返して実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＣＰＵは、まず、車速センサ８８からの車速Ｖやシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５のいずれか），モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，入力制限Ｗｉｎを入力する処理を実行する（Ｓ１００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４からの回転位置θｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０により演算されたものを通信により入力している。また、入力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力している。

続いて、入力制限ＷｉｎをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ２から出力可能なトルクの下限値であるトルク制限Ｔｍｉｎ（負の値）を設定する（ステップＳ１１０）。

次に、車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいて、車両に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｄ＊は、実施例では、車速ＶとシフトポジションＳＰと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、車速ＶとシフトポジションＳＰとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。シフトポジションＳＰがＳポジションでアクセルオフされているとき（アクセル開度Ａｃｃが値０であるとき）の要求トルク設定用マップの一例を図３に示す。なお、要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルクが要求されていることを意味する。図中、実線は、シフトポジションＳＰがＳポジションであるときの要求トルクＴｄ＊である。なお、比較のために、シフトポジションＳＰがＤポジションであるときの要求トルクＴｄ＊を破線で示している。

続いて、走行モードがＣＤモードであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。走行モードがＣＤモードではないとき、即ち、走行モードがＣＳモードであるときには、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。

ステップＳ１４０で要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上であるときには、モータＭＧ２から出力される駆動トルクまたは回生制動トルクにより駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊が出力されるようにエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１６０では、詳細には、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する。そして、値０をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定すると共に、要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定して、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御を停止する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。こうした制御により、モータＭＧ２から出力される駆動トルクまたは回生制動トルクにより、運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５のいずれか）に基づく要求トルクＴｄ＊（要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルク）を駆動軸３６に出力することができる。

ステップＳ１４０で要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいとき、即ち、要求トルクＴｄ＊が負の値で、要求トルクＴｄ＊の絶対値である要求制動トルク｜Ｔｄ＊｜がトルク制限Ｔｍｉｎの絶対値である回生制動トルクの上限値｜Ｔｍｉｎ｜より大きいときには、モータＭＧ２から出力されるトルクと燃料供給をカットした状態でエンジン２２のモータリングによる制動トルクとにより駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊が出力されるようにエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１７０では、詳細には、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する。そして、車速Ｖを用いてエンジン２２のモータリング回転数Ｎｒｅｆを設定し、エンジン２２をモータリング回転数Ｎｒｅｆでモータリングするために必要なトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。さらに、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように要求トルクＴｄ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊＋Ｔｍ１＊／ρ）を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御を停止する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。こうした制御により、エンジン２２への燃料供給を停止した状態でモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングすることによる制動トルク（フリクショントルク）とモータＭＧ２からの回生制動トルクとにより、運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５）に基づく要求トルクＴｄ＊（制動トルク）を駆動軸３６に出力することができる。

ステップＳ１３０で走行モードがＣＤモードであるときには、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。

ステップＳ１５０で要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上であるときには、ステップＳ１６０の処理へ進み、モータＭＧ２から出力される駆動トルクまた回生制動トルクにより駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊が出力されるようにエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御して、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータＭＧ２から出力される駆動トルクまたは回生制動トルクにより、運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５のいずれか）に基づく要求トルクＴｄ＊（要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルク）を駆動軸３６に出力することができる。

ステップＳ１５０で要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいとき、即ち、要求トルクＴｄ＊が負の値で、要求トルクＴｄ＊の絶対値である要求制動トルク｜Ｔｄ＊｜がトルク制限Ｔｍｉｎの絶対値である回生制動トルクの上限値｜Ｔｍｉｎ｜より大きいときには、シフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５のいずれか）を１段アップシフトして（ステップＳ１８０）、ステップＳ１２０の処理に戻り、車速Ｖとアップシフト後のシフトポジションＳＰとに基づいて、車両に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する。こうした処理により、要求トルクＴｄ＊は、アップシフトする前より大きいトルク（制動トルクとしては小さいトルク）に設定される。そして、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となるまで、ステップＳ１５０，Ｓ１８０，Ｓ１２０，Ｓ１３０を繰り返す実行する。したがって、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となるまで、運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰからアップシフトすることになる。

そして、ステップＳ１５０で要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となったときには、ステップＳ１６０へ進み、モータＭＧ２から出力される駆動トルクまたは回生制動トルクにより駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊が出力されるようにエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御して、本ルーチンを終了する。こうした制御により、シフトポジションＳＰがＳポジションである場合において、走行モードがＣＳモードであるときには、ステップＳ１００で入力される運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５のいずれか）に基づく要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいときでも、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２，エンジン２２を制御する。一方で、走行モードがＣＤモードであるときには、ステップＳ１００で入力される運転者のシーケンシャルシフト操作によるシフトポジションＳＰ（Ｓ１〜Ｓ５）に基づく要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいときには、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となるまでシフトポジションＳＰをアップシフトし、アップシフト後のシフトポジションＳＰに基づく要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２，エンジン２２を制御する。つまり、走行モードがＣＤモードであるときには、ＣＳモードであるときに比して車両に作用させることが可能なトルク（要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルク）を狭くしている。これにより、シフトポジションＳＰがＳポジション（Ｓ１〜Ｓ５）である場合でも、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる制御を行なうことが可能となり、運転者に違和感を与えることを抑制できる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ時に運転者によりＳポジションが選択されている場合において、走行モードがＣＤモードであるときには、走行モードがＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能なトルク（要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルク）の範囲を狭くするから、走行モードがＣＤモードであるときとＣＳモードであるときとで異なる制御を行なうことが可能となる。

また、走行モードがＣＤモードであるときには、トルク制限Ｔｍｉｎ以上となるように要求トルクＴｄ＊を設定する、即ち、車両に作用させることが可能な制動トルクの範囲を上限値｜Ｔｍｉｍ｜以下の範囲とするから、モータＭＧ２から出力が許容される制動トルクの範囲内で駆動させることにより、車両に制動トルクを作用させることができる。

さらに、走行モードがＣＤモードである場合において、運転者によるシーケンシャルシフト操作に基づく要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいとき、即ち、要求制動トルク｜Ｔｄ＊｜が制動トルクの上限値｜Ｔｍｉｎ｜より大きいときには、運転者によるシーケンシャルシフト操作に拘わらず、アップシフトするから、走行モードがＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能なトルク（要求トルクＴｄ＊が負の場合、制動トルク）の範囲を狭くすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１４０，Ｓ１５０で、要求トルクＴｄ＊とトルク制限Ｔｍｉｎとを比較している。しかしながら、要求トルクＴｄ＊と比較するトルクとしては、トルク制限Ｔｍｉｎに代えてトルク制限Ｔｍｉｎより若干小さいトルクとしてもよいしモータＭＧ２の定格トルクとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｄ＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいときには、シフトポジションＳＰをアップシフトしているが、トルク制限Ｔｍｉｎより大きいトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定して、トルク指令Ｔｍ２＊で駆動するようにモータＭＧ２を制御してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介して発電可能なモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、シフトレバー８１が「シフト装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３クランクポジションセンサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ５２）、５４電力ライン、６０充電器、６１電源プラグ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、１２９クラッチ、１３０変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
アクセルオフ時に車両に作用する制動トルクを変更するシーケンシャルシフト操作が可能なシーケンシャルポジションを含む複数のシフトポジションのうち１つのシフトポジションを選択可能なシフト装置と、
前記蓄電装置の電力を消費させるＣＤ（Charge Depleting)モードと、前記蓄電装置の蓄電量を保持するＣＳ(Charge Sustaining) モードと、を含む複数の走行モードのうち１つの走行モードで車両が走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されている場合において、前記走行モードが前記ＣＤモードであるときには、前記走行モードが前記ＣＳモードであるときに比して、車両に作用させることが可能な前記制動トルクの範囲を狭くする、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記走行モードが前記ＣＤモードであるときに車両に作用させることが可能な前記制動トルクの範囲は、前記モータからの出力が許容される前記制動トルクの範囲である、
ハイブリッド車両。
請求項１または２記載のハイブリッド車両であって、
前記シーケンシャルシフト操作は、アップシフト指示またはダウンシフト指示によりアクセルオフ時の前記制動トルクを複数の仮想的な変速段に応じた段階に変更する操作であり、
前記制御装置は、
前記変速段が大きいときには小さいときに比して要求制動トルクを小さくし、
アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されており且つ前記走行モードが前記ＣＤモードである場合において、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に基づく前記要求制動トルクが、前記走行モードを前記ＣＤモードとしたときに選択可能な前記制動トルクの範囲の上限より大きいときには、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に拘わらず、前記変速段をアップシフトする、
ハイブリッド車両。
請求項１または２記載のハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、
アクセルオフ時に運転者により前記シーケンシャルポジションが選択されており且つ前記走行モードが前記ＣＤモードである場合において、運転者による前記シーケンシャルシフト操作に基づく要求制動トルクが、前記走行モードを前記ＣＤモードとしたときに選択可能な制動トルクの範囲の上限より大きいときには、前記要求制動トルクより小さい制動トルクが車両に作用するように前記エンジンと前記モータとを制御する、
ハイブリッド車両。