JP6693363B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、プラネタリギヤの共線図において順に並ぶ第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素に第１モータ，エンジン，車軸に連結された駆動軸が接続されたハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、プラネタリギヤの共線図において順に並ぶ第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素に第１モータ，エンジン，車軸に連結された駆動軸が接続されたハイブリッド自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、リバース走行時に第２モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないときには、エンジンの回転数を引き上げる制御を行なっている。エンジンの回転数を引き上げると、エンジンの摩擦によるフリクショントルクとエンジンの回転数の上昇率に基づくイナーシャトルクとの和のトルクが駆動軸にリバース方向のトルクとして作用する。従って、第２モータから許容最大トルクを出力すると共にこうしたエンジンの回転数の引き上げを行なうことにより、より大きなリバース方向のトルクを出力して段差を乗り越えるようにしている。

特開２０１５−１１６９２２号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、モータＭＧ１の最大回転数やプラネタリギヤ３０のピニオンギヤの最大回転数などから、エンジンの最大回転数が制限されるため、段差を乗り越えることができない場合が生じる。車両が段差を乗り越えるには、段差を乗り越えるのに十分なエネルギとトルクの作用が必要と考えられるが、エンジンの最大回転数が制限されると、許容される最大上昇率でエンジンの回転数を上昇させた際のエネルギやトルクでは、乗り越えられない段差が生じてしまう。

本発明のハイブリッド自動車は、リバース方向のより高い段差を乗り越えることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、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自動車は、
エンジンと、
第１モータと、
共線図において順に並ぶ第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素に前記第１モータ，前記エンジン，車軸に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御すると共にリバース走行時に前記第２モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないリバース段差乗り越え時を判定する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御装置は、前記リバース段差乗り越え時を判定したときには、前記第２モータから許容最大トルクを出力すると共に前記エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後に前記エンジンが正回転方向に回転している状態となるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、リバース段差乗り越え時を判定したときには、第２モータから許容最大トルクを出力すると共に、エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後にエンジンが正回転方向に回転している状態となるように第１モータおよび第２モータを制御する。これにより、エンジンを停止している状態からエンジンが正回転方向に回転している状態となるように制御するものに比して、エネルギを大きくすることができ、リバース方向のより高い段差を乗り越えることできるようになる。エンジンが逆回転方向に回転している状態からエンジンが正回転方向に回転している状態とする際のエンジンの回転数の上昇率としては、エンジンの回転数の上昇率として許容される最大上昇率とするのが好ましい。また、エンジンが逆回転方向に回転している状態としては、エンジンの逆回転によるフリクショントルクが最大上昇率でエンジンの回転数を変化させたときのイナーシャトルクと釣り合う回転数で逆回転方向に回転している状態とするのが好ましい。

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。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるリバース走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 プラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を用いて説明する説明図である。 エンジン２２のトルクＴｅとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係を用いて説明する説明図である。 リバース走行時における段差乗り越え時の車速ＶやモータトルクＴｍ１，Ｔｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅなどの時間変化の一例を示す説明図である。

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、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。このエンジン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，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、例えば、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２３ａからのクランク角θｃｒや、冷却水の流路に取り付けられた図示しない温度センサからの冷却水温Ｔｗなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種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は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したりしている。

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３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８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、ダンパ２８を介してエンジン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、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン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，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、例えば、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などが入力ポートを介して入力されている。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いる。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おり、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。このバッテリ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，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、例えば、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いる。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。

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，データを一時的に記憶するＲＡＭ，フラッシュメモリ、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、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号ＩＧ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，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。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いる。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰ）としては、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），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などがある。

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、前進走行時には、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転（燃料噴射制御など）を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行し、後進走行時には、基本的には、ＥＶ走行モードで走行する。

ＨＶ走行モードでは以下のように駆動制御する。アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊（前進走行するときが正の値）を設定する。設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えばモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（前進走行するときが正の値））を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転するための動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に伝達されるトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じて更にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し、仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘおよび正側，負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２で制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算する。ここで、定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２との関係を予め定めたマップに回転数Ｎｍ２を適用して設定するものとした。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでは以下のように駆動制御する。アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にＨＶ走行モードでの走行時と同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の特定の相に電流が集中して流れる（第２モータがモータロック状態となった）のが判定されたときには、モータＭＧ２の特定の相に電流が集中して流れるのが解除されたと判定されるまで、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の絶対値を値０より若干大きな所定値Ｔ１まで低下させて保持するロック保護制御を実行する。このロック保護制御は、モータＭＧ２の特定の相に電流が集中して流れるとその特定の相での発熱によりモータＭＧ２の温度上昇が促進されやすいことを考慮して、モータＭＧ２の過熱を抑制するために行なわれる。なお、ロック保護制御の開始条件は、例えば、モータＭＧ２の各相に流れる電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれかが所定時間（例えば、数百ｍｓｅｃや１秒など）に亘って所定値以上である条件などを用いることができる。また、ロック保護制御の解除条件は、例えば、ロック保護制御の実行中にモータＭＧ２が回転して電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち所定値以上であった電流が所定値未満に至った条件などを用いることができる。例えば、後進走行で段差を乗り越えようとするときを考えると、段差に差し掛かって後輪のタイヤが若干凹んでモータＭＧ２がモータロック状態となったときに、ロック保護制御を開始し、その後に、モータＭＧ２のトルクの絶対値の低下に従って後輪のタイヤの弾性力（反発力）などにより車両が若干前進側に移動したときに、ロック保護制御を解除する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にシフトポジションＳＰをリバースポジション（Ｒポジション）としてリバース走行で段差を乗り越えようとしている際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるリバース走行時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、シフトポジションＳＰをリバースポジション（Ｒポジション）としている際に所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、このルーチンと並行して、上述の駆動制御により、モータＭＧ２によるリバース走行時の制御が行なわれる。

リバース走行時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ２のトルクＴｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２のトルクＴｍ２は、モータＭＧ２の各相の相電流に基づいて推定されたトルクをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いるものとしてもよい。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃを閾値Ａｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１１０）、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ａｒｅｆおよび閾値Ｖｒｅｆは、車速Ｖは小さいが運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んでいる状況か否か、具体的には、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況か否かを判定するために用いられるものであり、閾値Ａｒｅｆは、例えば、８０％や９０％などを用いることができ、閾値Ｖｒｅｆは、例えば、１ｋｍ／ｈや２ｋｍ／ｈなどを用いることができる。

アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ未満のときや、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより高いときには、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況ではないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、上述した駆動制御により、モータＭＧ２からはアクセル開度Ａｃｃに応じたトルクが出力されている。

アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上で且つ車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況であると判断し、モータＭＧ２のロック保護制御を実行中か否かを判定する（ステップＳ１３０）。ロック保護制御を実行中のときには、エンジン２２は停止中であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２が停止中ではないときには、エンジン２２を停止して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了し、エンジン２２が停止中のときには、そのまま本ルーチンを終了する。なお、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２は、ロック保護制御が実行されている場合を除いて、基本的には負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２がトルク指令Ｔｍ２＊に設定されて制御される。

ステップＳ１３０でロック保護制御を実行していないと判定したときには、モータＭＧ２のトルクＴｍ２が負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２に等しいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。モータＭＧ２のトルクＴｍ２が負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２に等しくないときには、エンジン２２が停止中ではないときにはエンジン２２を停止する処理（ステップＳ１５０，Ｓ１６０を実行して、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１４０でモータＭＧ２のトルクＴｍ２が負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２に等しいと判定したときには、エンジン２２が停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。エンジン２２が停止中であるときには、カウンタＣをアップ量Ｃｓｔｅｐだけカウントアップした値を新たなカウンタＣとし（ステップＳ１８０）、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。このカウンタＣは、エンジン２２が停止中にモータＭＧ２から負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２が出力されているにも拘わらず車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のほぼ停車の状態を一定時間保持すると閾値Ｃｒｅｆ以上となるから、リバース走行時の段差の乗り越えであるの確定するためのカウンタであるということができる。なお、アップ量Ｃｓｔｅｐは、一定時間保持するための時間と本ルーチンを繰り返し実行する頻度とによって定められるものである。カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満のときには、本ルーチンを終了する。

本ルーチンが繰り返し実行されてステップＳ１９０でカウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上であると判定されると、停止しているエンジン２２の逆回転を開始する（ステップＳ２００）。エンジン２２の逆回転は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に停止しているエンジン２２を逆回転させる方向の所定トルクを設定してモータＥＣＵ４０に送信し、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されるようにインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。

エンジン２２の逆回転を開始すると、エンジン２２の回転数Ｎｅは負側に大きくなるから、ステップＳ１７０ではエンジン２２は停止中ではないと判定される。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍに一致したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍは、実施例では、逆回転しているエンジン２２のフリクショントルクＴｅｆがエンジン２２の回転数Ｎｅを最大上昇率で上昇させたときのイナーシャトルクＴｅｉに一致する回転数であるが、この回転数より小さな回転数（絶対値としては大きな回転数）としたり、この回転数より大きな回転数（絶対値としては小さな回転数）としたりしてもよい。エンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍに一致するまでは、ステップＳ２１０で否定的判定がなされ、エンジン２２の回転数Ｎｅが正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに一致したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐは、実施例では、モータＭＧ１の上限回転数によって定まるエンジン２２の上限回転数であるが、この回転数より若干小さな回転数としてもよい。いま、エンジン２２の逆回転時を考えているから、ステップＳ２３０では否定的判定がなされ、本ルーチンを終了する。即ち、エンジン２２の逆回転を開始すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍに一致するまでは、エンジン２２の逆回転を開始した状態、即ち、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２を逆回転させる方向の所定トルクを設定する状態を保持する。

エンジン２２の逆回転を開始し、ステップＳ２１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍに一致すると判定されると、エンジン２２の回転数ＮｅをモータＭＧ１の性能などにより予め定めた最大上昇率で上昇させる（ステップＳ２２０）。エンジン２２の回転数Ｎｅの最大上昇率での上昇は、エンジン２２の回転数Ｎｅを許容される最大上昇レートにより上昇させるトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してモータＥＣＵ４０に送信し、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されるようにインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。

エンジン２２の回転数Ｎｅの最大上昇率での上昇が開始されると、ステップＳ２１０では否定的判定がなされるから、ステップＳ２３０に進み、エンジン２２の回転数Ｎｅが正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに一致したか否かを判定する。いま、エンジン２２の回転数Ｎｅの最大上昇率での上昇が開始された直後を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに一致しない。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅを最大上昇率で上昇させる状態、即ち、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に最大上昇率用に予め定められたトルクを設定する状態を保持する。

エンジン２２の回転数Ｎｅの最大上昇率での上昇により、エンジン２２の回転数Ｎｅが正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに一致すると、エンジン２２の回転数Ｎｅを正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐで保持して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の回転数Ｎｅの正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐでの保持は、エンジン２２の回転数Ｎｅと正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐとの差分を打ち消すようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をフィードバック制御により設定してモータＥＣＵ４０に送信し、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されるようにインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。

上述したリバース走行時制御ルーチンを実行している最中に車両が段差を乗り越えると、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きくなるため、ステップＳ１２０で否定的判定がなされ、通常のリバース走行時の制御（ＥＶ走行モードによるリバース走行時の制御）が実行される。

図３は、モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍから正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐまで最大上昇率で上昇させる際のプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。また、Ｃ軸上の２つの太矢印はエンジン２２のフリクショントルクＴｅｆとイナーシャトルクＴｅｉとを示し、Ｒ軸上の２つの太線矢印はモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクとモータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクとを示す。モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを最大上昇率で上昇させている最中は、エンジン２２からその回転数によるフリクショントルクＴｅｆとエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる際のイナーシャトルクＴｅｉが出力されるから、駆動軸３６には、エンジン２２から出力されプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に出力されるトルクとモータＭＧ２から出力された負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ２とが作用する。図４は、モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍから正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐまで最大上昇率で上昇させる際のエンジン２２のトルクＴｅとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。図中、ハッチングされた部分（第３象限および第４象限）は、モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍから正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐまで最大上昇率で上昇させる際にエンジン２２から出力されるエネルギに相当する。図示するように、実施例では、エンジン２２から出力するエネルギは、モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを値０から正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐまで最大上昇率で上昇させる場合に比して、エンジン２２の回転数Ｎｅが負側の領域（第３象限）のエネルギの分だけ大きくなる。こうしたエネルギが大きくなる分だけ、車両はリバース方向のより高い段差を乗り越えることができるようになる。

図５は、リバース走行時における段差乗り越え時の車速ＶやモータトルクＴｍ１，Ｔｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅなどの時間変化の一例を示す説明図である。図中、上から順に、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、モータＭＧ２のトルクＴｍ２、モータＭＧ１のトルクＴｍ１、エンジン２２の回転数Ｎｅ、カウンタＣを示す。モータＭＧ２から負側のトルクを出力してリバース走行している最中の時間Ｔ１に段差によって車速Ｖが値０となると、段差を乗り越えるために時間Ｔ２に運転者がアクセルペダル８３を踏み込むことによりアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆを超え、モータＭＧ２のトルクＴｍ２は負側に大きくなる。モータＭＧ２から出力されるトルクでは段差を乗り越えることができない時間Ｔ３にロック保護制御が実行される。このロック保護制御が解除された時間Ｔ４からカウンタＣがカウントアップされ、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆに至った時間Ｔ５にエンジン２２の逆回転が開始される。このため、モータＭＧ１からエンジン２２を逆回転させるトルクが出力され、エンジン２２の回転数Ｎｅが負側に増加する。エンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍに至った時間Ｔ５にエンジン２２の回転数Ｎｅを最大上昇率で上昇させるためにモータＭＧ１からエンジン２２を正回転側に回転させる大きなトルクが出力され、エンジン２２の回転数Ｎｅは上昇する。エンジン２２の回転数Ｎｅが正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐの近傍に至った時間Ｔ７に車両が段差を乗り上げ、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満に至った時間Ｔ８に段差を乗り越えたと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定され、エンジン２２の回転数Ｎｅも低下する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、リバース走行時に段差を乗り越えられないと判定したときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍまで引き下げてから最大上昇率で正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに至るまで上昇させることにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを値０から最大上昇率で正回転用上限閾値Ｎｅｌｉｍｐに至るまで上昇させる場合に比して、より大きなエネルギを駆動軸３６に作用させることができ、より高い段差を乗り越えることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、逆回転用下限閾値Ｎｅｌｉｍｍとして、逆回転しているエンジン２２のフリクショントルクＴｅｆがエンジン２２の回転数Ｎｅを最大上昇率で上昇させたときのイナーシャトルクＴｅｉに一致する回転数を用いることにより、不必要なエネルギ消費を抑制することができる。

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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ａ 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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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ＥＣＵ）、５４ 電力ライン、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   第１モータと、
   共線図において順に並ぶ第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素に前記第１モータ，前記エンジン，車軸に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
   前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、
   前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御すると共にリバース走行時に前記第２モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないリバース段差乗り越え時を判定する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車において、
   前記制御装置は、前記リバース段差乗り越え時を判定したときには、前記第２モータから許容最大トルクを出力すると共に前記エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後に前記エンジンが正回転方向に回転している状態となるように前記第１モータおよび前記第２モータを制御する、
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。

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