ハイブリッド車両の制御装置
【課題】回転磁界制御と固定磁界制御とを適切なタイミングにより切り替え、ショック等を発生させることなく回転電機をロック可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、車両に搭載され、内燃機関と、回転電機と、差動機構と、ロック手段と、制御手段と、を備える。ロック手段は、回転電機をロックする。制御手段は、ロック手段に回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで回転電機の回転数が略０になった時に、回転電機の制御を回転磁界制御から固定磁界制御に切り替える。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、車両に搭載され、内燃機関と、回転電機と、差動機構と、ロック手段と、制御手段と、を備える。ロック手段は、回転電機をロックする。制御手段は、ロック手段に回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで回転電機の回転数が略０になった時に、回転電機の制御を回転磁界制御から固定磁界制御に切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能する回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、ブレーキによって発電機を固定（ロック）する非発電機モードと、ブレーキを解除した発電モードとに切り替え走行可能な構成とし、発電機回転数をゼロに近づけてからブレーキを係合することで、係合時ショックの軽減を図ることが可能なハイブリッド車両が開示されている。また、特許文献２には、停車時に電動機を回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える点が開示されている。さらに、特許文献３には、電動機の回転制限用トルクが大きいほど大きな電流を当該電動機に通電させてステータの固定磁界を形成させる点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１５６３８７
【特許文献２】特開２００８−２５９３２８
【特許文献３】特開２００８−１４３４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１及び第２のモータジェネレータを有し、走行モードに応じて第１のモータジェネレータをロックさせるハイブリッド車両において、第１のモータジェネレータの回転数を０に近づけて、当該モータジェネレータをロックさせる場合、エンジンの反力トルクを正確に把握する必要がある。しかし、外乱等により当該反力トルクを正確に把握することができない場合があり、この場合には第１のモータジェネレータの回転数を０に収束させるのに時間がかかる。また、他の例として、当該回転数の変化中に固定磁界制御を実行して第１のモータジェネレータをロックさせる場合であっても、当該変化中での第１のモータジェネレータにかかるトルクが把握できないため、第２のモータジェネレータによる駆動力の補償ができず、ショックが発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転磁界制御と固定磁界制御とを適切なタイミングにより切り替え、ショック等を発生させることなく回転電機をロック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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関と、固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を伝達可能な回転電機と、前記内燃機関に連結された第１回転要素と、前記回転電機に連結された第２回転要素と、駆動軸に連結された第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を有する差動機構と、前記回転電機の回転をロックするロック手段と、前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで前記回転電機の回転数が略０になった時に、前記回転電機の制御を、前記固定子の回転磁界により前記回転子が回転駆動されるよう前記回転電機を制御する回転磁界制御から、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記回転電機を制御する固定磁界制御に切り替える制御手段と、を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、車両に搭載され、内燃機関と、回転電機と、差動機構と、ロック手段と、制御手段と、を備える。ロック手段は、例えば電磁ドグクラッチ機構、カムロック機構、ブレーキ機構であり、回転電機をロックする。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ロック手段により回転電機をロックさせる場合に当該回転電機を制御することで回転電機の回転数が略０になった時に、回転電機の制御を回転磁界制御から固定磁界制御に切り替える。ここで、「回転電機の回転数が略０」とは、０又は０に相当する値であり、例えば０の場合と同様の作用効果が奏する範囲に実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン反力を正確に把握しなくても回転電機の回転数を０にすることができる。また、ハイブリッド車両の制御装置は、固定磁界制御への切り替え後に回転電機の回転数がハンチングすることを防ぎ、イナーシャトルクの変動に基づくショックを抑制することができる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合、前記回転電機の回転数の目標値を当該回転電機の回転数から０をまたぐ値に設定する。言い換えると、制御手段は、回転電機の回転数が負値の場合には回転電機の目標回転数を正値に設定し、回転電機の回転数が正値の場合には回転電機の目標回転数を負値に設定することで、回転電機の回転数を０にする。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、固定磁界制御への切り替えのタイミングが遅延するのを抑制することができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の放電許容電力が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。また、「蓄電手段の放電許容電力」とは、言い換えると蓄電手段の出力可能な電力の上限値である。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の蓄電状態に対応する状態量が所定値以下の場合、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記回転電機に流す電流の限界値が所定値以下の場合、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記固定磁界制御での前記固定子の磁界の強さを、前記固定磁界制御に切り替える前の前記回転軸にかかるトルクの変動幅が小さいほど弱く設定する。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転電機の磁界の強さを適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。
【図２】ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。
【図３】（ａ）無段変速モードの場合の動作共線図を示す。（ｂ）固定変速比モードの場合の動作共線図を示す。
【図４】第１実施形態におけるＭＧ１回転数及びＭＧ１トルクのタイムチャートの一例を示す。
【図５】（ａ）期間ｔｗ１のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図６】（ａ）時刻ｔ２でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図７】（ａ）時刻ｔ３でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図８】第１実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図９】第１比較例におけるタイムチャートの一例を示す。
【図１０】（ａ）期間ｔｗ２のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１１】（ａ）期間ｔｗ３のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１２】（ａ）期間ｔｗ４のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１３】第２比較例におけるタイムチャートの一例を示す。
【図１４】（ａ）第２比較例の時刻ｔ３でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１５】（ａ）期間ｔｗ１２のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１６】（ａ）ロック遷移制御時にＭＧ１回転数が負の場合であって、目標回転数を「０」に設定した場合のＭＧ１回転数の時間変化のグラフを示す。（ｂ）ロック遷移制御時にＭＧ１回転数が負値の場合であって、目標回転数を所定の正値に設定した場合のＭＧ１回転数の時間変化のグラフを示す。
【図１７】第２実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１８】（ａ）固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。（ｂ）トルク変動幅が小さい場合における固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１９】制御切り替え後の固定磁界の強さとトルク変動幅との関係を示すテーブルである。
【図２０】（ａ）高回転変化時補正テーブルの一例である。（ｂ）低回転変化時補正テーブルの一例である。
【図２１】第３実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図２２】第３実施形態のトルク変動幅の取得処理の手順を示すフローチャートの一例である。
【図２３】第４実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図２４】制御切り替え実行可能判定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
【図２５】制御切り替え実行可能判定処理の他の例にかかる処理手順を示すフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、及びハイブリッド駆動装置１０を備える。
【００１６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における「制御手段」として機能する。なお、本発明に係る各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。
【００１７】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００１８】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００１９】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。バッテリ１２は、本発明における「蓄電手段」の一例である。
【００２０】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２１】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２２】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００２３】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４００、ロック機構５００、ＭＧ２リダクション機構６００及び減速機構７００を備える。
【００２４】
エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、本発明における「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、公知のガソリンエンジンであり、ここでは、その詳細な構成を割愛するが、エンジン２００の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４００に連結されている。ここで、「連結」とは、動力（回転）の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。
【００２５】
モータＭＧ１は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する力行機能と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。モータＭＧ１は、本発明における「回転電機」の一例である。
【００２６】
モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する力行機能と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生機能とを備える。
【００２７】
尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。以後では、モータＭＧ１のロータを「ロータＲＯ」と呼び、モータＭＧ１のステータを「ステータＳＴ」と呼ぶ。ロータＲＯは、本発明の「回転子」の一例であり、ステータＳＴは、本発明の「固定子」の一例である。
【００２８】
動力分割機構３００は、遊星歯車機構であり、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。動力分割機構３００は、本発明における「差動機構」の一例である。
【００２９】
ここで、サンギヤＳ１は、モータＭＧ１のロータＲＯに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。サンギヤＳ１は、本発明における「第２回転要素」の一例である。また、リングギヤＲ１は、減速機構７００及びＭＧ２リダクション機構６００の後述するリングギヤＲ２に連結されており、その回転数は、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。リングギヤＲ１は、本発明における「第３回転要素」の一例である。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００のクランク軸に連結された入力軸４００と連結されており、その回転数は、エンジン２００の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。キャリアＣ１は、本発明における「第１回転要素」の一例である。
【００３０】
ＭＧ２リダクション機構６００は、動力分割機構３００と同様の遊星歯車機構である。ＭＧ２リダクション機構６００は、中心部に設けられたサンギヤＳ２と、サンギヤＳ２の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ２と、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置されてサンギヤＳ２の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ２とを備える。また、サンギヤＳ２には、モータＭＧ２のロータが連結される。
【００３１】
ここで、ＭＧ２リダクション機構６００のリングギヤＲ２は、先に述べたように動力分割機構３００のリングギヤＲ１と連結され、車軸と一義的な回転状態を呈する。また、キャリアＣ２は、固定要素により回転不能に固定されている。従って、残余の一回転要素たるサンギヤＳ２に固定されたモータＭＧ２には、駆動軸ＯＵＴの回転がＭＧ２リダクション機構６００を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形で伝達される。このように、ＭＧ２リダクション機構６００は、減速ギヤ機構として機能する。そして、ＭＧ２リダクション機構６００と動力分割機構３００とによって規定される複合型遊星歯車機構は、回転二自由度の差動機構である。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。
【００３２】
減速機構７００は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤ（符号省略）と、デファレンシャル（符号省略）とを含むギヤ機構である。各車軸の回転数は、減速機構７００により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。この駆動軸ＯＵＴには、先に述べたようにリングギヤＲ１及びリングギヤＲ２が連結されており、各リングギヤが、車速Ｖと一義的な回転状態を呈する構造となっている。
【００３３】
尚、モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２００と異なり、駆動軸ＯＵＴに対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍｇ２」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも可能であり、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００３４】
ハイブリッド駆動装置１０は、図示破線枠Ａ１及びＡ２に相当する部位に、レゾルバ等の回転センサが設けられている。これら回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、検出された回転数（回転角速度）は、夫々ＥＣＵ１００に対し一定又は不定の周期で送出されている。補足すると、図示破線枠Ａ１に相当する部位の回転数とは、ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２であり、図示破線枠Ａ２に相当する部位の回転数とは、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１である。
【００３５】
動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３００は、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。この際、リングギヤＲ１の歯数に対するサンギヤＳ１の歯数としてのギヤ比「Ｐ」を定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギヤＳ１に作用するトルク「Ｔｅｓ」は下記（１）式により、また駆動軸ＯＵＴに現れるトルク（以後、「エンジン直達トルクＴｅｒ」と呼ぶ。）は下記（２）式により、夫々表される。
【００３６】
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×Ｐ／（１＋Ｐ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋Ｐ）・・・（２）
ロック機構５００は、サンギヤＳ１の状態を、回転不能なロック状態と回転可能な解放状態との間で選択的に切り替え可能に構成された係合装置であり、本発明における「ロック手段」の一例である。ここで、サンギヤＳ１は、既に述べた通りモータＭＧ１に連結されており、サンギヤＳ１がロック状態にある場合、モータＭＧ１もまた回転不能なロック状態となる。以後では、サンギヤＳ１がロック状態にあることを適宜「モータＭＧ１がロック状態にある」と表現する。ロック機構５００は、例えば、一対の係合要素の各々に形成された歯状部材を相互に噛合させることにより係合要素同士を係合させる電磁ドグクラッチ等の噛合式係合装置であってもよいし、所謂電磁カムロック式の係合装置であってもよい。他の例では、ロック機構５００は、不図示の油圧制御機構により供給される制御油圧に応じて相互に係合及び解放可能に構成された複数の係合要素を備えた湿式多板型ブレーキ装置であってもよい。
【００３７】
［制御方法］
以下では、ＥＣＵ１００が実行する制御方法について具体的に説明する。
【００３８】
（各変速モードでの基本制御）
ハイブリッド車両１は、ロック対象となる動力分割機構３００のサンギヤＳ１の状態に応じて、固定変速比モード及び無段変速モードを選択可能である。以下、各変速モードでの基本的な制御について説明する。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。具体的には、図３（ａ）は、無段変速モードの場合の動作共線図を示す。また、図３（ｂ）は、固定変速比モードの場合の動作共線図を示す。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４０】
図３（ａ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ１（一義的にサンギヤＳ１）、エンジン２００（一義的にキャリアＣ１）及びモータＭＧ２（一義的に駆動軸ＯＵＴ）を表す。
【００４１】
ここで、動力分割機構３００は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ１、キャリアＣ１及びリングギヤＲ１のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表される。
【００４２】
図３（ａ）において、車速Ｖ及び出力回転数Ｎｏｕｔと一義的な関係にあるモータＭＧ２の動作点が動作点「ｍ１」であるとする。この場合、モータＭＧ１の動作点が動作点「ｇ１」であれば、残余の回転要素の一たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は、動作点「ｅ１」となる。この際、ＥＣＵ１００は、出力回転数Ｎｏｕｔを維持したままモータＭＧ１の動作点を動作点「ｇ２」及び動作点「ｇ３」に変化させた場合、エンジン２００の動作点は、夫々動作点「ｅ２」及び動作点「ｅ３」へと変化する。
【００４３】
即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１を回転数制御機構として機能させることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（以後、「エンジン動作点」と呼ぶ。）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となるエンジン動作点（以後、「最適燃費動作点」と呼ぶ。）に制御される。なお、この場合のエンジン動作点とは、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２００の一動作条件を意味する。
【００４４】
ここで、無段変速モードでは、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は可変である必要がある。このため、ＥＣＵ１００は、無段変速モードを選択する場合、ロック機構５００を、サンギヤＳ１が非ロック状態となるように制御する。
【００４５】
また、駆動軸ＯＵＴにエンジン直達トルクＴｅｒを供給するため、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅに応じてサンギヤＳ１の回転軸であるサンギヤ軸３１０に現れる先述のトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符号が反転した（即ち、負トルクである）反力トルクを、モータＭＧ１からこのサンギヤ軸３１０に供給する。この場合、動作点ｇ１或いは動作点ｇ２といった正回転領域の動作点で、モータＭＧ１は正回転負トルクの電力回生状態（即ち、発電状態）となる。このように、ＥＣＵ１００は、無段変速モードでは、モータＭＧ１を反力要素として機能させることにより、駆動軸ＯＵＴにエンジントルクＴｅの一部を供給しつつ、サンギヤ軸３１０に分配されるエンジントルクＴｅの一部で電力回生（発電）を行う。駆動軸ＯＵＴに対し要求されるトルクがエンジン直達トルクＴｅｒで不足する場合、ＥＣＵ１００は、この回生電力を利用する形で、或いは適宜バッテリ１２から電力を持ち出して、モータＭＧ２から駆動軸ＯＵＴに対し適宜アシストトルクとしてのＭＧ２トルクＴｍｇ２を供給する。
【００４６】
一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えば出力回転数Ｎｏｕｔが高い割にエンジン回転数Ｎｅが低く済むような運転条件では、モータＭＧ１が、例えば動作点ｇ３の如き負回転領域の動作点となる。モータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しているから、この場合、モータＭＧ１は、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータＭＧ１の入出力トルクであるＭＧ１トルクＴｍｇ１は、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸ＯＵＴに伝達される。他方、ＥＣＵ１００は、エンジン直達トルクＴｅｒとＭＧ２トルクＴｍｇ２との総和がドライバの要求するトルクに合致するように、エンジン２００、モータＭＧ１及びモータＭＧ２が相互に協調的に制御する。従って、このようにモータＭＧ１が力行状態に陥った場合、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴに供給される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって電力回生状態となる。このような状態においては、モータＭＧ１からの駆動力をモータＭＧ２での電力回生に利用し、この回生電力によりモータＭＧ１を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置１０のシステム効率が低下する。
【００４７】
そこで、ＥＣＵ１００は、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ロック機構５００によりサンギヤＳ１をロック状態に制御する。以後、ＥＣＵ１００がサンギヤＳ１を非ロック状態からロック状態に遷移させる制御を「ロック遷移制御」とも呼ぶ。その様子が図３（ｂ）に示される。ロック機構５００によりサンギヤＳ１がロック状態に移行すると、モータＭＧ１の動作点は、回転数「０」に対応する図示動作点「ｇ４」に固定される。
【００４８】
この場合、出力回転数Ｎｏｕｔとこの０回転とにより、残余のエンジン回転数Ｎｅは一義的に固定され、その動作点は図示動作点「ｅ４」となる。即ち、サンギヤＳ１がロックされた場合、エンジン回転数Ｎｅは、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転数Ｎｍｇ２により一義的に決定される。即ち、この場合、変速比が一定となる。この状態に対応する変速モードが固定変速比モードである。
【００４９】
固定変速比モードでは、ＥＣＵ１００は、本来モータＭＧ１が負担すべきエンジントルクＴｅの反力トルクを、ロック機構５００の物理的な係合力により代替させる。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１を電力回生状態にも力行状態にも制御する必要がないため、モータＭＧ１を停止させる。従って、基本的には、モータＭＧ２を稼動させる必要もなくなり、モータＭＧ２は、言わば空転状態となる。結局、固定変速比モードでは、駆動軸ＯＵＴに現れる駆動トルクが、エンジントルクＴｅのうち、動力分割機構３００により駆動軸ＯＵＴ側に分割された直達トルクＴｅｒのみとなり、ハイブリッド駆動装置１０は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。
【００５０】
尚、固定変速比モードにおいて、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ２を必ずしも停止させる必要はない。例えば、ハイブリッド車両１には、各種の電装補器類が備わっており、それら電装補器類の駆動には然るべき駆動電力が必要となる。モータＭＧ２は、この駆動電力に対応する電力をバッテリ１２に供給するために、小規模の電力回生を行ってもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅの直達成分がハイブリッド車両１を走行させるために要求されるトルクに対し余剰となるようにエンジントルクＴｅを制御し、余剰分のトルクをモータＭＧ２で回生させる。また、ＥＣＵ１００は、エンジン直達トルクＴｅｒのみでは駆動トルクが不足する場合、モータＭＧ２を力行駆動させ、ＭＧ２トルクＴｍｇ２によって駆動トルクを適宜アシストする。
【００５１】
（モータＭＧ１の回転制御）
次に、モータＭＧ１をロック状態にする場合に、ＥＣＵ１００が行うＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の制御方法について具体的に説明する。ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に以下に示す第１実施形態乃至第４実施形態の少なくともいずれか一つを実行することで、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０ｒｐｍに固定する。そして、その後、ＥＣＵ１００は、ロック機構５００を係合させることで、モータＭＧ１をロック状態にする。
【００５２】
なお、以後では、「回転磁界制御」とは、ステータＳＴの回転磁界によってロータＲＯが回転駆動されるようにモータＭＧ１を制御することを指し、「固定磁界制御」とは、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転が制限されるようにモータＭＧ１を制御することを指す。
【００５３】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るＥＣＵ１００の制御について説明する。概略的には、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０ｒｐｍになるタイミングに基づき、回転磁界制御から固定磁界制御への切り替え（単に「制御切り替え」とも呼ぶ。）を行う。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の反力を正確に把握できなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態に遷移させると共に、イナーシャトルクの変動に伴うショックの発生を抑制する。
【００５４】
１．タイムチャート
図４は、第１実施形態におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。図４において、グラフ「Ａ１」は、第１実施形態におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化を示し、グラフ「Ａ２」は、第１比較例、具体的には回転磁界制御を継続したままＭＧ１回転数Ｎｍｇ１のフィードバック制御によりモータＭＧ１をロック状態にする場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化を示す。また、グラフ「Ａ３」は、第１実施形態におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化を示す。なお、グラフＡ２に相当する第１比較例の詳細は、後述する「３．効果」のセクションで詳しく説明する。
【００５５】
まず、ロック遷移制御の開始後時刻「ｔ２」までの期間「ｔｗ１」の一時点でのモータＭＧ１の状態について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、時刻ｔｗ１の一時点でのステータＳＴの磁極（ステータ磁極）ＬｓｔとロータＲＯの永久磁石（ロータ磁石）Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図５（ｂ）は、ステータ磁極Ｌｓｔに対するロータ磁石Ｌｒｏの位相（「ロータ磁石位相」とも呼ぶ。）に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ１」は、図５（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１を示す。
【００５６】
期間ｔｗ１では、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御を実行しつつＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づける。具体的には、ＥＣＵ１００は、図５（ａ）に示すように、矢印「Ｙ３」により示される正回転方向に作用するエンジン２００の反力トルクであるトルクＴｅｓ（「エンジン反力トルクＴｅｓ」とも呼ぶ。）よりも矢印「Ｙ２」により示される負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。これにより、矢印Ｙ２及び矢印Ｙ３に相当するトルクが互いに打ち消し合い、結果として、ロータＲＯには正回転方向に矢印「Ｙ４」により示される所定のトルクが作用することになる。なお、矢印Ｙ４に相当するトルクは、図５（ｂ）の矢印「Ｙ５」が示す幅である。
【００５７】
また、期間ｔｗ１では、負回転方向に慣性エネルギーが発生している。従って、期間ｔｗ１では、慣性エネルギーが矢印Ｙ４に示すトルクにより減少しつつ、慣性エネルギーによりロータＲＯが負回転方向に回転している（矢印Ｙ１参照）。
【００５８】
次に、制御切り替えの実行直前の時間帯に該当する時刻「ｔ２」でのモータＭＧ１の状態について図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は、時刻ｔ２でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図６（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ２」は、図６（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００５９】
時刻ｔ２では、ＥＣＵ１００は、引き続き回転磁界制御を継続している。そして、この場合、回転磁界により生じるＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとのトルク差だけロータＲＯに正回転方向のトルクが作用する（矢印Ｙ６、Ｙ７参照）。なお、時刻ｔ２では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０近傍であるため、慣性エネルギーが無いか無視できる程度に小さい。
【００６０】
次に、制御切り替え実行直後の時刻に該当する時刻「ｔ３」でのモータＭＧ１の状態について図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）は、時刻ｔ３でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図７（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。このＭＧ１トルクＴｍｇ１は、固定磁界によりモータＭＧ１に発生するトルクである。そして、動作点「Ｐ３」は、図７（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００６１】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ３でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になったことを検出する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替え、ステータ磁極Ｌｓｔを固定する。これにより、ＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとが釣り合ってロータＲＯが停止する。具体的には、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、負回転方向、言い換えると、ロータ磁石ＬｒｏのＮ極又はＳ極がステータ磁極ＬｓｔのＳ極とに対向する方向に作用する（矢印Ｙ８参照）。一方、エンジン反力トルクＴｅｓがロータＲＯの正回転方向に発生する（矢印Ｙ９参照）。そして、図７（ｂ）に示すように、矢印Ｙ８及び矢印Ｙ９に示す両者のトルクが釣り合っている。
【００６２】
また、時刻ｔ３では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるため慣性エネルギーがない。そして、時刻ｔ３以降では、ＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとが引き続き釣り合い、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１がハンチングせずイナーシャトルクは変動しない。このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握しなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態にすることができると共に、制御切り替え後のイナーシャトルクの変動によるショックを抑制することができる。
【００６３】
なお、上述のタイムチャートの説明では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」に向かって収束させる場合に、制御切り替えを行った。これに限らず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」に向かって収束させる場合であっても同様に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで制御切り替えを行う。
【００６４】
２．処理フロー
次に、第１実施形態の処理手順について図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図８に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述した図２に示す破線枠Ａ２に相当する回転センサの検出信号に基づきＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する。
【００６６】
次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ１０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転を制限し、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに０に収束させることができる。
【００６７】
一方、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０でないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ１０４）。この場合、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御を継続する。
【００６８】
３．効果
次に、第１実施形態の効果について、第１比較例及び第２比較例を参照して説明する。
【００６９】
図９は、第１比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。第１比較例では、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御中では、回転磁界制御を継続しつつ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の目標値と実値との偏差に基づくフィードバック制御を行う。ここで、ＥＣＵ１００は、エンジン反力トルクＴｅｓを推定し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が上昇する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓより小さいと判断する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が下降する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓより大きいと判断する。
【００７０】
まず、モータＭＧ１をロックする制御を開始後、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０に達するまでの期間「ｔｗ１」では、ＥＣＵ１００は、第１実施形態の図５と同様、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づけるため、正回転方向に作用するエンジン反力トルクＴｅｓよりも負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。これにより、ロータＲＯは、負回転方向に回転しつつ、正回転方向に所定のトルクが加えられる。一方、期間ｔｗ１では、慣性エネルギーが負回転方向に発生している。
【００７１】
次に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」を通過後、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓを通過するまでの期間「ｔｗ２」でのモータＭＧ１の状態について図１０（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１０（ａ）は、期間ｔｗ２のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１０（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ４」は、図１０（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７２】
図１０（ｂ）に示すように、期間ｔｗ２では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力がＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力より強い。よって、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、そのトルク差（矢印Ｙ１２参照）に相当するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正回転方向に増加させる力がロータＲＯに作用する（矢印Ｙ１０参照）。その結果、期間ｔｗ２では、ロータＲＯは正回転方向に回転する（矢印Ｙ１１参照）と共に、慣性エネルギーが正回転方向に発生している。
【００７３】
次に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓを通過後、負回転方向のＭＧ１トルクＴｍｇ１が正回転方向のエンジン反力トルクＴｅｓより大きい期間「ｔｗ３」でのモータＭＧ１の状態について図１１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１１（ａ）は、期間ｔｗ３のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１１（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ５」は、図１１（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７４】
図１１（ｂ）に示すように、期間ｔｗ３では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力よりもＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力の方が強い。これにより、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、そのトルク差（矢印Ｙ１５参照）に相当するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負回転方向に遷移させる力がロータＲＯに作用する（矢印Ｙ１３参照）。また、期間ｔｗ３では、正回転方向の慣性エネルギーが期間ｔｗ２から引き続き存在し、これにより、ロータＲＯは、徐々に減少しつつも正回転方向に回転する（矢印Ｙ１４参照）。
【００７５】
次に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束後の期間「ｔｗ４」でのモータＭＧ１の状態について図１２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１２（ａ）は、期間ｔｗ４のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１２（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ６」は、図１２（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７６】
図１２（ｂ）に示すように、期間ｔｗ４では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力（矢印Ｙ１６参照）とＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力（矢印Ｙ１７参照）とがつり合い、これらのトルク差が「０」となっている。そして、期間ｔｗ４では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、モータＭＧ１はロック状態となる。
【００７７】
このように、第１比較例では、ＥＣＵ１００は、エンジン反力トルクＴｅｓを推定しつつ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化に基づき、モータＭＧ１を制御する。しかし、第１比較例では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化幅が大きい場合には、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束するのに時間を要する。同様に、エンジントルクＴｅの指令値と実値との偏差が大きい場合、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に推定するのに時間を要するため、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束するのに時間を要する。
【００７８】
以上を勘案し、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に収束させる。従って、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化幅によらず、かつ、エンジントルクＴｅの指令値と実値との偏差によらず、即ち、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに「０」に収束させることができる。
【００７９】
次に、第２比較例について図１３乃至図１５を参照して説明する。
【００８０】
図１３は、第２比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。図１３において、グラフ「Ａ５」は、第２比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化に相当し、グラフ「Ａ６」は、第２比較例におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化に相当する。第２比較例では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないタイミングで制御切り替えを行う。
【００８１】
まず、モータＭＧ１をロックする制御を開始後、制御切り替えを行う直前までの期間「ｔｗ１１」では、第１比較例の期間ｔｗ１と同様、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づけるため、正回転方向に作用するエンジン反力トルクＴｅｓよりも負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。また、期間ｔｗ１１では、慣性エネルギーが負回転方向に発生している。これにより、ロータＲＯは、負回転方向に回転しつつ、正回転方向に所定のトルクが加えられる。
【００８２】
次に、制御切り替えを実行した直後に相当する時刻「ｔ４」でのモータＭＧ１の状態について図１４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１４（ａ）は、時刻ｔ４でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１４（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ７」は、図１４（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００８３】
図１４（ｂ）に示すように、時刻ｔ４では、エンジン反力トルクＴｅｓとＭＧ１トルクＴｍｇ１とが等しくなる。一方、図１４（ａ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は負であり（矢印Ｙ２１参照）、慣性エネルギーは、負回転方向に発生している。
【００８４】
そして、時刻ｔ４以後の期間「ｔｗ１２」でのモータＭＧ１の状態について図１５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１５（ａ）は、期間ｔｗ１２の初期の一時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１５（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ８」は、図１５（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００８５】
図１５（ａ）に示すように、期間ｔｗ１２の初期では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負である（矢印Ｙ２３参照）。従って、図１５（ｂ）に示すように、負回転方向の慣性エネルギーによって、ロータＲＯが負側に回転し、固定磁界制御によって、ロータＲＯにかかるＭＧ１トルクＴｍｇ１が小さくなる。結果として、図１５（ａ）に示すように、ロータＲＯは、正回転方向のトルクが作用される（矢印Ｙ２２参照）。その後、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は、正となり、さらに期間ｔｗ１２が終了するまでハンチングを続ける。
【００８６】
なお、期間ｔｗ１２では、ＥＣＵ１００は、図１３に示すように、ステータＳＴの磁界方向を固定した状態でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を制御するため、モータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１を把握することができない。従って、当該期間中では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１に基づきエンジン直達トルクＴｅｒを算出して駆動力の不足分を特定することができない。従って、ＥＣＵ１００は、この期間でモータＭＧ２を用いた当該駆動力の補償をすることができず、駆動力の変動を抑制できない。
【００８７】
以上を勘案し、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、ロック遷移制御時にＭＧ１トルクＴｍｇ１が把握できなくなることを防ぎ、モータＭＧ２による駆動力の補償を精度よく実行することができる。また、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にエンジン回転数Ｎｅ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１がハンチングすることを防ぎ、当該回転数変動に基づくイナーシャトルクの変動を抑制する。
【００８８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態に加えて、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」まで変化させるときに、現在のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１から「０」をまたぐ値にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の目標値（以後、「目標回転数Ｎｍｇ１＊」と呼ぶ。）を設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御開始から制御切り替えまでに要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にする。
【００８９】
図１６（ａ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負の場合であって、目標回転数Ｎｍｇ１＊を「０」に設定した場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化のグラフを示す。図１６（ｂ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負値の場合であって、目標回転数Ｎｍｇ１＊を所定の正値（例えば５０ｒｐｍ）に設定した場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化のグラフを示す。
【００９０】
図１６（ａ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたがない値に目標回転数Ｎｍｇ１＊が設定された場合、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は、緩やかに「０」に向かう。そして、時刻「ｔ５」でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、ＥＣＵ１００は、制御切り替えを行う。
【００９１】
一方、第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。これにより、図１６（ｂ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１はより速やかに「０」に向かって上昇する。この場合、時刻ｔ５よりも早い時刻「ｔ６」でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ６で制御切り替えを行う。
【００９２】
このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。目標回転数Ｎｍｇ１＊の具体的な値は、例えば実験等により定められＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御に要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９３】
また、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値の場合であっても、上述した負値の場合と同様、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値（例えば−５０ｒｐｍ）に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値から「０」に向かう場合であっても、ロック遷移制御に要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９４】
次に、第２実施形態における処理フローについて図１７を参照して説明する。図１７は、第２実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図１７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００９５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述した図２に示す破線枠Ａ２に相当する回転センサの検出信号に基づきＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する。次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ２０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転を制限し、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに０に収束させることができる。
【００９６】
一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」でないと判断した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きいか否か判定する（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きいと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、目標回転数Ｎｍｇ１＊を負値に設定する（ステップＳ２０５）。言い換えると、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きくないと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、即ちＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より小さいと判断した場合、目標回転数Ｎｍｇ１＊を正値に設定する（ステップＳ２０６）。このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定することで、制御切り替えのタイミングが遅れることを防ぎ、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９７】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１、第２実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御でのステータＳＴの磁界の強さを、エンジン反力トルクＴｅｓなどのモータＭＧ１の回転軸にかかるトルク（「ＭＧ１軸トルク」とも呼ぶ。）と、制御切り替え直前の当該トルクの変動幅（以後、「トルク変動幅Ｔｗ」と呼ぶ。）と、に基づき決定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御でのステータＳＴの磁界の強さを、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクが小さいほど弱く設定すると共に、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど弱く設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界を適切に設定してＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に停止させると共に、磁界を不要に大きくすることによる損失を抑制する。
【００９８】
これについて図１８を参照して具体的に説明する。図１８（ａ）、（ｂ）は、固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の場合より制御切り替えの直前の所定時間幅でのトルク変動幅Ｔｗが小さい場合に相当する。動作点「Ｐ１０」、「Ｐ１１」は、制御切り替え時（直前）の各ＭＧ１トルクＴｍｇ１の動作点を示す。
【００９９】
ＥＣＵ１００は、図１８（ｂ）の場合に設定する固定磁界の強さを、図１８（ａ）の場合に設定する固定磁界よりも弱くなるように設定する。言い換えると、ＥＣＵ１００は、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど、制御切り替え後のステータＳＴの磁界を弱く設定する。
【０１００】
図１９は、ＥＣＵ１００が制御切り替え後の固定磁界の強さとトルク変動幅Ｔｗとの関係を示すテーブルの一例である。図１９に示すように、制御切り替え後の固定磁界の強さは、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど弱く、トルク変動幅Ｔｗが大きいほど強く設定される。また、固定磁界の強さは、トルク変動幅Ｔｗの他、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクが小さいほど弱く、ＭＧ１軸トルクが大きいほど強く設定される。
【０１０１】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクと、トルク変動幅Ｔｗと、固定磁界の強さとのマップ等をメモリに予め記憶しておく。上述のマップ等は、予め実験等に基づき作成される。そして、ＥＣＵ１００は、上述のマップ等を参照し、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクとトルク変動幅Ｔｗとに基づき固定磁界の強さを設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界の強さを大きくしすぎることなく、安定してモータＭＧ１を０ｒｐｍに停止させることができる。また、ＥＣＵ１００は、不要に固定磁界を強く設定することによるエネルギー損失を抑制することができる。
【０１０２】
ここで、トルク変動幅Ｔｗを求める方法について具体的に説明する。例えば、ＥＣＵ１００は、制御切り替え直前のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化率（単に「回転数変化率ｄＮ」とも呼ぶ。）の平均（単に「平均回転数変化率ＡｄＮ」と呼ぶ。）に対する振れ（変動）幅（単に「回転数変動幅ｄＮｗ」とも呼ぶ。）に基づきトルク変動幅Ｔｗを推定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１軸トルクを表す等式である式（３）を変形した式（４）を参照することで、トルク変動幅Ｔｗを求める。ここで、「Ｉｇ」は、モータＭＧ１の慣性モーメントを示し、「Ｔｘ」は、エンジントルクＴｅのうち、エンジン回転数Ｎｅの変化に費やされるトルクを除いたトルクを示す。そして、式（４）は、式（３）の差分に相当する。
【０１０３】
Ｉｇ×ｄＮ＝Ｔｍｇ１＋Ｐ／（１＋Ｐ）×Ｔｘ 式（３）
Ｔｗ＝Ｐ／（１＋Ｐ）×（Ｔｘの変動幅）＝Ｉｇ×ｄＮｗ 式（４）
このように、ＥＣＵ１００は、式（４）を参照して、慣性モーメントＩｇ及び回転数変動幅ｄＮｗによりトルク変動幅Ｔｗを求める。慣性モーメントＩｇは、例えば実験等に基づき予め定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１０４】
次に、回転数変動幅ｄＮｗの算出方法の一例について説明する。まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間の回転数変化率ｄＮの平均、例えばエンジン２００が一般的な直列４気筒エンジンであれば１／２エンジン回転以上の期間の回転数変化率ｄＮの平均を平均回転数変化率ＡｄＮとして算出する。そして、ＥＣＵ１００は、回転数変動幅ｄＮｗを、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間での回転数変化率ｄＮの最大値及び最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分、即ち、平均回転数変化率ＡｄＮの算出に用いられた回転数変化率ｄＮの最大値及び最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分に定める。具体的には、回転数変動幅ｄＮｗは、上述の最大値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分又は上述の最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分のうちいずれか一方、若しくは、これらの和に設定される。
【０１０５】
また、好適には、ＥＣＵ１００は、上述の処理に加え、エンジン２００やダンパの設計により、エンジン回転数Ｎｅの低回転時には高回転時に比べてトルク変動幅Ｔｗが大きくなることを勘案し、トルク変動幅Ｔｗをエンジン回転数Ｎｅに基づき補正してもよい。この場合、トルク変動幅Ｔｗに乗じる補正率を「補正率Ｒａ」とすると、ＥＣＵ１００は、式（４）に代えて以下の式（５）を参照してトルク変動幅Ｔｗを算出する。
【０１０６】
Ｔｗ＝Ｉｇ×ｄＮｗ×Ｒａ 式（５）
図２０（ａ）、（ｂ）は、エンジン回転数Ｎｅに対応するトルク変動幅Ｔｗに乗じる補正率Ｒａのテーブルを示す。具体的には、図２０（ａ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ遷移させる場合に使用するテーブル（「高回転変化時補正テーブル」とも呼ぶ。）に相当し、図２０（ｂ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」へ遷移させる場合に使用するテーブル（「低回転変化時補正テーブル」とも呼ぶ。）に相当する。図２０（ａ）、（ｂ）に示すテーブルは、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される。
【０１０７】
そして、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負値の場合には、図２０（ａ）に示す高回転変化時補正テーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅが低いほど補正率Ｒａを小さく設定し、エンジン回転数Ｎｅが高いほど補正率Ｒａを大きく設定する。また、この場合、補正率Ｒａは、おおむね１以下の値に設定される。
【０１０８】
一方、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値の場合には、図２０（ｂ）に示す低回転変化時補正テーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅが低いほど補正率Ｒａを大きく設定し、エンジン回転数Ｎｅが高いほど補正率Ｒａを小さく設定する。また、この場合、補正率Ｒａは、おおむね１以上の値に設定される。
【０１０９】
このように、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを設定する。また、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ増加させる場合にはトルク変動幅Ｔｗが小さくなるように補正率Ｒａを定め、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」へ減少させる場合にはトルク変動幅Ｔｗが大きくなるように補正率Ｒａを定める。
【０１１０】
次に、第３実施形態の処理フローについて図２１、２２を参照して説明する。図２１は、第３実施形態でＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２１に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【０１１１】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ３０１）。次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ３０２）。
【０１１２】
そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、回転磁界の強さを決定する（ステップＳ３０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述するステップＳ３０５で求めたトルク変動幅Ｔｗが小さいほど、固定磁界制御時のステータＳＴの磁界を弱く設定する。そして、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ３０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界の強さを大きくしすぎることなく、安定してモータＭＧ１を０ｒｐｍに停止させることができ、不要に固定磁界を強く設定することによるエネルギー損失を抑制することができる。
【０１１３】
一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないと判断した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、トルク変動幅Ｔｗの取得処理を行う（ステップＳ３０５）。この具体的な処理内容については、図２２のフローチャートで説明する。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ３０６）。
【０１１４】
図２２は、ステップＳ３０５のトルク変動幅Ｔｗの取得処理の処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２２に示すフローチャートを、ステップＳ３０５へ処理を進めた場合に実行する。
【０１１５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の回転数変化率ｄＮを算出する（ステップＳ４０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、一定間隔ごとに取得されたＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の差分を算出することにより、回転数変化率ｄＮを算出する。
【０１１６】
そして、ＥＣＵ１００は、回転数変化率ｄＮの平均回転数変化率ＡｄＮを算出する（ステップＳ４０２）。例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間内での回転数変化率ｄＮの平均値を平均回転数変化率ＡｄＮに定める。
【０１１７】
次に、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮに基づき回転数変動幅ｄＮｗを算出する（ステップＳ４０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮを求めた期間での平均回転数変化率ＡｄＮに対する回転数変化率ｄＮの振れ幅を、回転数変動幅ｄＮｗに定める。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅを取得する（ステップＳ４０４）。
【０１１８】
次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満であるか否か判定する（ステップＳ４０５）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満であると判断した場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）、即ち、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ遷移させる場合、高回転変化時補正テーブルを参照して補正率Ｒａを算出する（ステップＳ４０６）。例えば、この場合、ＥＣＵ１００は、図２０（ａ）に示すテーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを特定する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満ではないと判断した場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）、即ち、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値から「０」へ遷移する場合、低回転変化時補正テーブルを参照して補正率Ｒａを算出する（ステップＳ４０７）。具体的には、この場合、ＥＣＵ１００は、図２０（ｂ）に示すテーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを特定する。
【０１１９】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０６又はステップＳ４０７の実行後、トルク変動幅Ｔｗを算出する（ステップＳ４０８）。具体的には、ＥＣＵ１００は、式（５）を参照し、慣性モーメントＩｇ、回転数変動幅ｄＮｗ、及び補正率Ｒａを乗じた値を、トルク変動幅Ｔｗと定める。これにより、ＥＣＵ１００は、トルク変動幅Ｔｗを精度よく推定することができ、図２１のステップＳ３０３で回転磁界の強さを正確に設定することができる。
【０１２０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第１乃至第３実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、運転者からの要求、車両の状態等に応じてＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に変化させる際の制御切り替えを行うか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の固定磁界を十分な強さで作れない可能性がある場合には、制御切り替えを行わない。これにより、ＥＣＵ１００は、予め制御切り替えによるロック遷移制御が可能か否か判断し、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぎ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にできないことやロック遷移制御が長期化することを抑制する。
【０１２１】
これについて、具体例を２つ挙げてさらに詳しく説明する。
【０１２２】
第１の例では、ＥＣＵ１００は、バッテリ１２の持ち出し可能な電力であるバッテリ１２の出力の上限値（「放電許容電力Ｗｏｕｔ」とも呼ぶ。）が所定値よりも低い場合には、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぐ。
【０１２３】
ここで、ＥＣＵ１００は、好適には、上述の所定値を、固定磁界制御時の消費電力の予測値に定める。そして、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが固定磁界制御時の消費電力の予想値より低い場合には、モータＭＧ１で強い固定磁界を発生させるだけの電力をバッテリ１２から持ち出せない可能性が高いと判断する。
【０１２４】
次に、固定磁界制御時の消費電力の予測値の算出方法について説明する。ＥＣＵ１００は、後述するように、固定磁界制御時のモータＭＧ２での予想消費電力（以後、「予想モータ消費電力Ｗｍ」と呼ぶ。）と、固定磁界制御時のモータＭＧ１での予想消費電力（以後、「予想発電機消費電力Ｗｇ」と呼ぶ。）との和を、固定磁界制御時の消費電力の予測値として求める。
【０１２５】
ここで、ＥＣＵ１００は、予想モータ消費電力Ｗｍを算出するため、まず、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａに基づき、所定のマップ等を参照し、運転者の操作に基づく要求パワー（ドライバ要求パワー）を求める。次に、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、エンジン２００の出力パワーを、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」の時のエンジン回転数Ｎｅ及びドライバ要求パワーに基づき求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、モータＭＧ２の出力パワーをドライバ要求パワーとエンジン２００の出力パワーに基づき求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、当該モータ出力パワーに基づき予想モータ消費電力Ｗｍを求める。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１２６】
また、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１での必要な固定磁界の強さに基づき予想発電機消費電力Ｗｇを算出する。ここで、ＥＣＵ１００は、必要な固定磁界の強さを決定するため、所定のマップ等を参照し、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」の時のエンジン回転数Ｎｅ、エンジン２００の出力パワーに基づき、エンジントルクＴｅを求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、当該エンジントルクＴｅに基づき必要な固定磁界の強さを決定し、当該固定磁界の強さに基づき予想発電機消費電力Ｗｇを求める。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１２７】
第２の例では、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１が許容可能な電流の限界値の予測値（以後、「予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍ」と呼ぶ。）が所定値よりも小さい場合には、制御切り替えを行わず、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、各種センサから取得したモータＭＧ１の温度、インバータ温度、インバータ冷却水温に基づき、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍを求め、これが所定値よりも小さいか否か判定する。
【０１２８】
一般に、モータＭＧ１の温度、インバータ温度、インバータ冷却水温などが高い場合には、モータＭＧ１が許容可能な電流が小さく、固定磁界を発生するのに必要な電流をモータＭＧ１に供給できない可能性が高まる。以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが所定値よりも小さい場合には回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行うことで、制御切り替え後に固定磁界を発生させられないこと等を抑制する。
【０１２９】
また、好適には、ＥＣＵ１００は、上述の所定値を、固定磁界を発生させるために必要なモータＭＧ１に流す電流の予測値（以後、「予想発電機必要電流Ｉｇ＊」と呼ぶ。）に設定する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊よりも低い場合には、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。
【０１３０】
ここで、予想発電機必要電流Ｉｇ＊の算出方法について説明する。まず、ＥＣＵ１００は、ドライバ要求パワーを、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａに基づき算出する。また、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の出力パワーを、車速Ｖによって決まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」のときのエンジン回転数Ｎｅ及びドライバ要求パワーにより求める。そして、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅを、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」のときのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン２００の出力パワーにより求める。そして、ＥＣＵ１００は、必要な固定磁界の強さを、上述のエンジントルクＴｅにより求め、当該固定磁界の強さに基づき、予想発電機必要電流Ｉｇ＊を定める。
【０１３１】
次に、第４実施形態の処理フローについて図２３乃至図２５を参照して説明する。
【０１３２】
図２３は、第４実施形態でＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２３に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【０１３３】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ５０１）。次に、ＥＣＵ１００は、制御切り替え実行可能判定を行う（ステップＳ５０２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、この場合、図２４に示すフローチャートの処理又は図２５に示すフローチャートの処理のいずれかを実行する。これらの具体的な処理手順については後述する。
【０１３４】
そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替え実行可能判定に基づき、制御切り替えが可能であるか否か判定する（ステップＳ５０３）。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替えが可能であると判断した場合（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ５０４へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、制御切り替えが可能ではないと判断した場合（ステップＳ５０３；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ５０６）。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御中に制御切り替えを実行せず、回転磁界制御を継続する。
【０１３５】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０４でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ５０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないと判断した場合（ステップＳ５０４；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ５０６）。
【０１３６】
図２４は、図２３のステップＳ５０２の制御切り替え実行可能判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図２４に示すフローチャートの処理を、ステップＳ５０２へ処理を進めた場合に実行する。
【０１３７】
まず、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔを取得する（ステップＳ６０１）。例えば、ＥＣＵ１００は、例えば、バッテリ１２に付設された温度センサやＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）センサの検出信号に基づき放電許容電力Ｗｏｕｔを特定する。そして、ＥＣＵ１００は、予想モータ消費電力Ｗｍを算出する（ステップＳ６０２）。次に、ＥＣＵ１００は、予想発電機消費電力Ｗｇを算出する（ステップＳ６０３）。
【０１３８】
次に、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和以上であるか否か判定する（ステップＳ６０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御へ遷移した場合の消費電力が放電許容電力Ｗｏｕｔを超えないか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和以上であると判断した場合（ステップＳ６０４；Ｙｅｓ）、制御切り替えが可能であると判定する（ステップＳ６０５）。そして、その後、ＥＣＵ１００は、図２３のフローチャートに示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、速やかにかつ確実にロック遷移制御を実行することができる。
【０１３９】
一方、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和未満であると判断した場合（ステップＳ６０４；Ｎｏ）、制御切り替えが不可能であると判定する（ステップＳ６０５）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にモータＭＧ１に必要な固定磁界を発生させるだけの電力が不足する虞があると判断する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、図２３のステップＳ５０６で回転磁界制御を継続し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１をフィードバック制御する。
【０１４０】
図２５は、図２３のステップＳ５０２の制御切り替え実行可能判定の処理手順の他の例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図２４に示すフローチャートの処理を、ステップＳ５０２へ処理を進めた場合に実行する。
【０１４１】
まず、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍを算出する（ステップＳ７０１）。次に、ＥＣＵ１００は、予想発電機必要電流Ｉｇ＊を算出する（ステップＳ７０２）。そして、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊以上であるか否か判定する（ステップＳ７０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御へ遷移した場合に十分な電流をモータＭＧ１に流すことができるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊以上であると判断した場合（ステップＳ７０３；Ｙｅｓ）、制御切り替えが可能であると判定する（ステップＳ７０４）。そして、その後、ＥＣＵ１００は、図２３のフローチャートに示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、速やかにかつ確実にロック遷移制御を実行することができる。
【０１４２】
一方、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊未満であると判断した場合（ステップＳ７０３；Ｎｏ）、制御切り替えが不可能であると判定する（ステップＳ７０５）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にモータＭＧ１に必要な固定磁界を発生させるだけの電流を設定できない虞があると判断する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、図２３のステップＳ５０６で回転磁界制御を継続し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１をフィードバック制御する。
【０１４３】
[変形例]
次に、第１実施形態乃至４実施形態の変形例について説明する。以下に示す変形例は、任意に組み合わされて上述の実施形態に適用されてもよい。
【０１４４】
（変形例１）
第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで制御切り替えを行った。しかし、本発明が適用可能な方法はこれに限定されない。これに代えて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が略０になるタイミングで制御切り替えを実行してもよい。具体的には、この場合、ＥＣＵ１００は、例えばＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０又は０に相当する値、即ちＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が第１実施形態と同様の作用効果を奏する値の範囲内になった場合に制御切り替えを行う。上述の範囲は、例えば予め実験等に基づき定められＥＣＵ１００のメモリに記憶される。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替えを実行後、ロック機構５００を係合させることで、モータＭＧ１をロック状態にする。これによっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の反力を正確に把握できなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態にすることができる。
【０１４５】
（変形例２）
第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたぐように目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定した。この制御に加え、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化中に、当該回転数の変化率（回転数変化率ｄＮ）の変化に基づき、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたがないか否か判定してもよい。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたがないと判断した場合にのみ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたぐように目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。
【０１４６】
例えば、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時の直前の所定時間幅で回転数変化率ｄＮを監視し、当該回転数変化率ｄＮの変化が所定値以下の場合にのみＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。上述の所定時間幅及び所定値は、例えば予め実験等に基づき定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１４７】
（変形例３）
第３実施形態では、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮに対する振れ幅（回転数変動幅ｄＮｗ）に基づきトルク変動幅Ｔｗを算出した。これに代えて、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅの変化に基づきトルク変動幅Ｔｗを算出してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、例えば、図２１のステップＳ３０５のトルク変動幅取得処理でエンジン回転数Ｎｅの変化率を算出し、当該変化率から所定のマップ等を参照してトルク変動幅Ｔｗを特定する。上述のマップ等は、例えば予め実験等に基づき定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１４８】
（変形例４）
第４実施形態では、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが所定値以下の場合、制御切り替えを行わす回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行った。これに代えて、ＥＣＵ１００は、バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）が所定値以下の場合、制御切り替えを行わす回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行ってもよい。上述の所定値は、実験等に基づき予め定められた値又は動的に定められた値のいずれであってもよい。後者の場合、所定値は、例えば、固定磁界制御を実行してＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にするのに必要なＳＯＣに定められる。なお、ＳＯＣは、本発明に係る「蓄電状態に対応する状態量」の一例であり、完全放電状態が０（％）、満充電状態が１００（％）として定量化されている。これによっても、好適に、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぎ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にできないことやロック遷移制御が長期化することを抑制する。
【符号の説明】
【０１４９】
１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッド駆動装置
１２ バッテリ
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン
３００ 動力分割機構
４００ 入力軸
５００ ロック機構
６００ ＭＧ２リダクション機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能する回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、ブレーキによって発電機を固定（ロック）する非発電機モードと、ブレーキを解除した発電モードとに切り替え走行可能な構成とし、発電機回転数をゼロに近づけてからブレーキを係合することで、係合時ショックの軽減を図ることが可能なハイブリッド車両が開示されている。また、特許文献２には、停車時に電動機を回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える点が開示されている。さらに、特許文献３には、電動機の回転制限用トルクが大きいほど大きな電流を当該電動機に通電させてステータの固定磁界を形成させる点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１５６３８７
【特許文献２】特開２００８−２５９３２８
【特許文献３】特開２００８−１４３４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１及び第２のモータジェネレータを有し、走行モードに応じて第１のモータジェネレータをロックさせるハイブリッド車両において、第１のモータジェネレータの回転数を０に近づけて、当該モータジェネレータをロックさせる場合、エンジンの反力トルクを正確に把握する必要がある。しかし、外乱等により当該反力トルクを正確に把握することができない場合があり、この場合には第１のモータジェネレータの回転数を０に収束させるのに時間がかかる。また、他の例として、当該回転数の変化中に固定磁界制御を実行して第１のモータジェネレータをロックさせる場合であっても、当該変化中での第１のモータジェネレータにかかるトルクが把握できないため、第２のモータジェネレータによる駆動力の補償ができず、ショックが発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転磁界制御と固定磁界制御とを適切なタイミングにより切り替え、ショック等を発生させることなく回転電機をロック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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関と、固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を伝達可能な回転電機と、前記内燃機関に連結された第１回転要素と、前記回転電機に連結された第２回転要素と、駆動軸に連結された第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を有する差動機構と、前記回転電機の回転をロックするロック手段と、前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで前記回転電機の回転数が略０になった時に、前記回転電機の制御を、前記固定子の回転磁界により前記回転子が回転駆動されるよう前記回転電機を制御する回転磁界制御から、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記回転電機を制御する固定磁界制御に切り替える制御手段と、を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、車両に搭載され、内燃機関と、回転電機と、差動機構と、ロック手段と、制御手段と、を備える。ロック手段は、例えば電磁ドグクラッチ機構、カムロック機構、ブレーキ機構であり、回転電機をロックする。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ロック手段により回転電機をロックさせる場合に当該回転電機を制御することで回転電機の回転数が略０になった時に、回転電機の制御を回転磁界制御から固定磁界制御に切り替える。ここで、「回転電機の回転数が略０」とは、０又は０に相当する値であり、例えば０の場合と同様の作用効果が奏する範囲に実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン反力を正確に把握しなくても回転電機の回転数を０にすることができる。また、ハイブリッド車両の制御装置は、固定磁界制御への切り替え後に回転電機の回転数がハンチングすることを防ぎ、イナーシャトルクの変動に基づくショックを抑制することができる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合、前記回転電機の回転数の目標値を当該回転電機の回転数から０をまたぐ値に設定する。言い換えると、制御手段は、回転電機の回転数が負値の場合には回転電機の目標回転数を正値に設定し、回転電機の回転数が正値の場合には回転電機の目標回転数を負値に設定することで、回転電機の回転数を０にする。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、固定磁界制御への切り替えのタイミングが遅延するのを抑制することができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の放電許容電力が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。また、「蓄電手段の放電許容電力」とは、言い換えると蓄電手段の出力可能な電力の上限値である。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の蓄電状態に対応する状態量が所定値以下の場合、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記回転電機に流す電流の限界値が所定値以下の場合、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる。「所定値」は、動的に定まる変動値であっても予め定められた固定値であってもよい。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える場合に、固定磁界を発生させられなくなることを防ぐことができる。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記固定磁界制御での前記固定子の磁界の強さを、前記固定磁界制御に切り替える前の前記回転軸にかかるトルクの変動幅が小さいほど弱く設定する。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、回転電機の磁界の強さを適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。
【図２】ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。
【図３】（ａ）無段変速モードの場合の動作共線図を示す。（ｂ）固定変速比モードの場合の動作共線図を示す。
【図４】第１実施形態におけるＭＧ１回転数及びＭＧ１トルクのタイムチャートの一例を示す。
【図５】（ａ）期間ｔｗ１のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図６】（ａ）時刻ｔ２でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図７】（ａ）時刻ｔ３でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図８】第１実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図９】第１比較例におけるタイムチャートの一例を示す。
【図１０】（ａ）期間ｔｗ２のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１１】（ａ）期間ｔｗ３のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１２】（ａ）期間ｔｗ４のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１３】第２比較例におけるタイムチャートの一例を示す。
【図１４】（ａ）第２比較例の時刻ｔ３でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１５】（ａ）期間ｔｗ１２のある時点でのステータ磁極とロータ磁石との位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。（ｂ）ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１６】（ａ）ロック遷移制御時にＭＧ１回転数が負の場合であって、目標回転数を「０」に設定した場合のＭＧ１回転数の時間変化のグラフを示す。（ｂ）ロック遷移制御時にＭＧ１回転数が負値の場合であって、目標回転数を所定の正値に設定した場合のＭＧ１回転数の時間変化のグラフを示す。
【図１７】第２実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１８】（ａ）固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。（ｂ）トルク変動幅が小さい場合における固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するトルクのグラフを示す。
【図１９】制御切り替え後の固定磁界の強さとトルク変動幅との関係を示すテーブルである。
【図２０】（ａ）高回転変化時補正テーブルの一例である。（ｂ）低回転変化時補正テーブルの一例である。
【図２１】第３実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図２２】第３実施形態のトルク変動幅の取得処理の手順を示すフローチャートの一例である。
【図２３】第４実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図２４】制御切り替え実行可能判定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
【図２５】制御切り替え実行可能判定処理の他の例にかかる処理手順を示すフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、及びハイブリッド駆動装置１０を備える。
【００１６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における「制御手段」として機能する。なお、本発明に係る各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。
【００１７】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００１８】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００１９】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。バッテリ１２は、本発明における「蓄電手段」の一例である。
【００２０】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２１】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２２】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００２３】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４００、ロック機構５００、ＭＧ２リダクション機構６００及び減速機構７００を備える。
【００２４】
エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、本発明における「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、公知のガソリンエンジンであり、ここでは、その詳細な構成を割愛するが、エンジン２００の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４００に連結されている。ここで、「連結」とは、動力（回転）の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。
【００２５】
モータＭＧ１は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する力行機能と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。モータＭＧ１は、本発明における「回転電機」の一例である。
【００２６】
モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する力行機能と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生機能とを備える。
【００２７】
尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。以後では、モータＭＧ１のロータを「ロータＲＯ」と呼び、モータＭＧ１のステータを「ステータＳＴ」と呼ぶ。ロータＲＯは、本発明の「回転子」の一例であり、ステータＳＴは、本発明の「固定子」の一例である。
【００２８】
動力分割機構３００は、遊星歯車機構であり、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。動力分割機構３００は、本発明における「差動機構」の一例である。
【００２９】
ここで、サンギヤＳ１は、モータＭＧ１のロータＲＯに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。サンギヤＳ１は、本発明における「第２回転要素」の一例である。また、リングギヤＲ１は、減速機構７００及びＭＧ２リダクション機構６００の後述するリングギヤＲ２に連結されており、その回転数は、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。リングギヤＲ１は、本発明における「第３回転要素」の一例である。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００のクランク軸に連結された入力軸４００と連結されており、その回転数は、エンジン２００の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。キャリアＣ１は、本発明における「第１回転要素」の一例である。
【００３０】
ＭＧ２リダクション機構６００は、動力分割機構３００と同様の遊星歯車機構である。ＭＧ２リダクション機構６００は、中心部に設けられたサンギヤＳ２と、サンギヤＳ２の外周に同心円状に設けられたリングギヤＲ２と、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置されてサンギヤＳ２の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ２とを備える。また、サンギヤＳ２には、モータＭＧ２のロータが連結される。
【００３１】
ここで、ＭＧ２リダクション機構６００のリングギヤＲ２は、先に述べたように動力分割機構３００のリングギヤＲ１と連結され、車軸と一義的な回転状態を呈する。また、キャリアＣ２は、固定要素により回転不能に固定されている。従って、残余の一回転要素たるサンギヤＳ２に固定されたモータＭＧ２には、駆動軸ＯＵＴの回転がＭＧ２リダクション機構６００を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形で伝達される。このように、ＭＧ２リダクション機構６００は、減速ギヤ機構として機能する。そして、ＭＧ２リダクション機構６００と動力分割機構３００とによって規定される複合型遊星歯車機構は、回転二自由度の差動機構である。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。
【００３２】
減速機構７００は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤ（符号省略）と、デファレンシャル（符号省略）とを含むギヤ機構である。各車軸の回転数は、減速機構７００により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。この駆動軸ＯＵＴには、先に述べたようにリングギヤＲ１及びリングギヤＲ２が連結されており、各リングギヤが、車速Ｖと一義的な回転状態を呈する構造となっている。
【００３３】
尚、モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２００と異なり、駆動軸ＯＵＴに対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍｇ２」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも可能であり、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００３４】
ハイブリッド駆動装置１０は、図示破線枠Ａ１及びＡ２に相当する部位に、レゾルバ等の回転センサが設けられている。これら回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、検出された回転数（回転角速度）は、夫々ＥＣＵ１００に対し一定又は不定の周期で送出されている。補足すると、図示破線枠Ａ１に相当する部位の回転数とは、ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２であり、図示破線枠Ａ２に相当する部位の回転数とは、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１である。
【００３５】
動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３００は、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。この際、リングギヤＲ１の歯数に対するサンギヤＳ１の歯数としてのギヤ比「Ｐ」を定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギヤＳ１に作用するトルク「Ｔｅｓ」は下記（１）式により、また駆動軸ＯＵＴに現れるトルク（以後、「エンジン直達トルクＴｅｒ」と呼ぶ。）は下記（２）式により、夫々表される。
【００３６】
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×Ｐ／（１＋Ｐ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋Ｐ）・・・（２）
ロック機構５００は、サンギヤＳ１の状態を、回転不能なロック状態と回転可能な解放状態との間で選択的に切り替え可能に構成された係合装置であり、本発明における「ロック手段」の一例である。ここで、サンギヤＳ１は、既に述べた通りモータＭＧ１に連結されており、サンギヤＳ１がロック状態にある場合、モータＭＧ１もまた回転不能なロック状態となる。以後では、サンギヤＳ１がロック状態にあることを適宜「モータＭＧ１がロック状態にある」と表現する。ロック機構５００は、例えば、一対の係合要素の各々に形成された歯状部材を相互に噛合させることにより係合要素同士を係合させる電磁ドグクラッチ等の噛合式係合装置であってもよいし、所謂電磁カムロック式の係合装置であってもよい。他の例では、ロック機構５００は、不図示の油圧制御機構により供給される制御油圧に応じて相互に係合及び解放可能に構成された複数の係合要素を備えた湿式多板型ブレーキ装置であってもよい。
【００３７】
［制御方法］
以下では、ＥＣＵ１００が実行する制御方法について具体的に説明する。
【００３８】
（各変速モードでの基本制御）
ハイブリッド車両１は、ロック対象となる動力分割機構３００のサンギヤＳ１の状態に応じて、固定変速比モード及び無段変速モードを選択可能である。以下、各変速モードでの基本的な制御について説明する。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。具体的には、図３（ａ）は、無段変速モードの場合の動作共線図を示す。また、図３（ｂ）は、固定変速比モードの場合の動作共線図を示す。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４０】
図３（ａ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ１（一義的にサンギヤＳ１）、エンジン２００（一義的にキャリアＣ１）及びモータＭＧ２（一義的に駆動軸ＯＵＴ）を表す。
【００４１】
ここで、動力分割機構３００は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ１、キャリアＣ１及びリングギヤＲ１のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表される。
【００４２】
図３（ａ）において、車速Ｖ及び出力回転数Ｎｏｕｔと一義的な関係にあるモータＭＧ２の動作点が動作点「ｍ１」であるとする。この場合、モータＭＧ１の動作点が動作点「ｇ１」であれば、残余の回転要素の一たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は、動作点「ｅ１」となる。この際、ＥＣＵ１００は、出力回転数Ｎｏｕｔを維持したままモータＭＧ１の動作点を動作点「ｇ２」及び動作点「ｇ３」に変化させた場合、エンジン２００の動作点は、夫々動作点「ｅ２」及び動作点「ｅ３」へと変化する。
【００４３】
即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１を回転数制御機構として機能させることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（以後、「エンジン動作点」と呼ぶ。）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となるエンジン動作点（以後、「最適燃費動作点」と呼ぶ。）に制御される。なお、この場合のエンジン動作点とは、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２００の一動作条件を意味する。
【００４４】
ここで、無段変速モードでは、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は可変である必要がある。このため、ＥＣＵ１００は、無段変速モードを選択する場合、ロック機構５００を、サンギヤＳ１が非ロック状態となるように制御する。
【００４５】
また、駆動軸ＯＵＴにエンジン直達トルクＴｅｒを供給するため、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅに応じてサンギヤＳ１の回転軸であるサンギヤ軸３１０に現れる先述のトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符号が反転した（即ち、負トルクである）反力トルクを、モータＭＧ１からこのサンギヤ軸３１０に供給する。この場合、動作点ｇ１或いは動作点ｇ２といった正回転領域の動作点で、モータＭＧ１は正回転負トルクの電力回生状態（即ち、発電状態）となる。このように、ＥＣＵ１００は、無段変速モードでは、モータＭＧ１を反力要素として機能させることにより、駆動軸ＯＵＴにエンジントルクＴｅの一部を供給しつつ、サンギヤ軸３１０に分配されるエンジントルクＴｅの一部で電力回生（発電）を行う。駆動軸ＯＵＴに対し要求されるトルクがエンジン直達トルクＴｅｒで不足する場合、ＥＣＵ１００は、この回生電力を利用する形で、或いは適宜バッテリ１２から電力を持ち出して、モータＭＧ２から駆動軸ＯＵＴに対し適宜アシストトルクとしてのＭＧ２トルクＴｍｇ２を供給する。
【００４６】
一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えば出力回転数Ｎｏｕｔが高い割にエンジン回転数Ｎｅが低く済むような運転条件では、モータＭＧ１が、例えば動作点ｇ３の如き負回転領域の動作点となる。モータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しているから、この場合、モータＭＧ１は、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータＭＧ１の入出力トルクであるＭＧ１トルクＴｍｇ１は、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸ＯＵＴに伝達される。他方、ＥＣＵ１００は、エンジン直達トルクＴｅｒとＭＧ２トルクＴｍｇ２との総和がドライバの要求するトルクに合致するように、エンジン２００、モータＭＧ１及びモータＭＧ２が相互に協調的に制御する。従って、このようにモータＭＧ１が力行状態に陥った場合、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴに供給される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって電力回生状態となる。このような状態においては、モータＭＧ１からの駆動力をモータＭＧ２での電力回生に利用し、この回生電力によりモータＭＧ１を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置１０のシステム効率が低下する。
【００４７】
そこで、ＥＣＵ１００は、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ロック機構５００によりサンギヤＳ１をロック状態に制御する。以後、ＥＣＵ１００がサンギヤＳ１を非ロック状態からロック状態に遷移させる制御を「ロック遷移制御」とも呼ぶ。その様子が図３（ｂ）に示される。ロック機構５００によりサンギヤＳ１がロック状態に移行すると、モータＭＧ１の動作点は、回転数「０」に対応する図示動作点「ｇ４」に固定される。
【００４８】
この場合、出力回転数Ｎｏｕｔとこの０回転とにより、残余のエンジン回転数Ｎｅは一義的に固定され、その動作点は図示動作点「ｅ４」となる。即ち、サンギヤＳ１がロックされた場合、エンジン回転数Ｎｅは、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転数Ｎｍｇ２により一義的に決定される。即ち、この場合、変速比が一定となる。この状態に対応する変速モードが固定変速比モードである。
【００４９】
固定変速比モードでは、ＥＣＵ１００は、本来モータＭＧ１が負担すべきエンジントルクＴｅの反力トルクを、ロック機構５００の物理的な係合力により代替させる。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１を電力回生状態にも力行状態にも制御する必要がないため、モータＭＧ１を停止させる。従って、基本的には、モータＭＧ２を稼動させる必要もなくなり、モータＭＧ２は、言わば空転状態となる。結局、固定変速比モードでは、駆動軸ＯＵＴに現れる駆動トルクが、エンジントルクＴｅのうち、動力分割機構３００により駆動軸ＯＵＴ側に分割された直達トルクＴｅｒのみとなり、ハイブリッド駆動装置１０は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。
【００５０】
尚、固定変速比モードにおいて、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ２を必ずしも停止させる必要はない。例えば、ハイブリッド車両１には、各種の電装補器類が備わっており、それら電装補器類の駆動には然るべき駆動電力が必要となる。モータＭＧ２は、この駆動電力に対応する電力をバッテリ１２に供給するために、小規模の電力回生を行ってもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅの直達成分がハイブリッド車両１を走行させるために要求されるトルクに対し余剰となるようにエンジントルクＴｅを制御し、余剰分のトルクをモータＭＧ２で回生させる。また、ＥＣＵ１００は、エンジン直達トルクＴｅｒのみでは駆動トルクが不足する場合、モータＭＧ２を力行駆動させ、ＭＧ２トルクＴｍｇ２によって駆動トルクを適宜アシストする。
【００５１】
（モータＭＧ１の回転制御）
次に、モータＭＧ１をロック状態にする場合に、ＥＣＵ１００が行うＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の制御方法について具体的に説明する。ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に以下に示す第１実施形態乃至第４実施形態の少なくともいずれか一つを実行することで、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０ｒｐｍに固定する。そして、その後、ＥＣＵ１００は、ロック機構５００を係合させることで、モータＭＧ１をロック状態にする。
【００５２】
なお、以後では、「回転磁界制御」とは、ステータＳＴの回転磁界によってロータＲＯが回転駆動されるようにモータＭＧ１を制御することを指し、「固定磁界制御」とは、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転が制限されるようにモータＭＧ１を制御することを指す。
【００５３】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るＥＣＵ１００の制御について説明する。概略的には、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０ｒｐｍになるタイミングに基づき、回転磁界制御から固定磁界制御への切り替え（単に「制御切り替え」とも呼ぶ。）を行う。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の反力を正確に把握できなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態に遷移させると共に、イナーシャトルクの変動に伴うショックの発生を抑制する。
【００５４】
１．タイムチャート
図４は、第１実施形態におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。図４において、グラフ「Ａ１」は、第１実施形態におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化を示し、グラフ「Ａ２」は、第１比較例、具体的には回転磁界制御を継続したままＭＧ１回転数Ｎｍｇ１のフィードバック制御によりモータＭＧ１をロック状態にする場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化を示す。また、グラフ「Ａ３」は、第１実施形態におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化を示す。なお、グラフＡ２に相当する第１比較例の詳細は、後述する「３．効果」のセクションで詳しく説明する。
【００５５】
まず、ロック遷移制御の開始後時刻「ｔ２」までの期間「ｔｗ１」の一時点でのモータＭＧ１の状態について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、時刻ｔｗ１の一時点でのステータＳＴの磁極（ステータ磁極）ＬｓｔとロータＲＯの永久磁石（ロータ磁石）Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図５（ｂ）は、ステータ磁極Ｌｓｔに対するロータ磁石Ｌｒｏの位相（「ロータ磁石位相」とも呼ぶ。）に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ１」は、図５（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１を示す。
【００５６】
期間ｔｗ１では、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御を実行しつつＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づける。具体的には、ＥＣＵ１００は、図５（ａ）に示すように、矢印「Ｙ３」により示される正回転方向に作用するエンジン２００の反力トルクであるトルクＴｅｓ（「エンジン反力トルクＴｅｓ」とも呼ぶ。）よりも矢印「Ｙ２」により示される負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。これにより、矢印Ｙ２及び矢印Ｙ３に相当するトルクが互いに打ち消し合い、結果として、ロータＲＯには正回転方向に矢印「Ｙ４」により示される所定のトルクが作用することになる。なお、矢印Ｙ４に相当するトルクは、図５（ｂ）の矢印「Ｙ５」が示す幅である。
【００５７】
また、期間ｔｗ１では、負回転方向に慣性エネルギーが発生している。従って、期間ｔｗ１では、慣性エネルギーが矢印Ｙ４に示すトルクにより減少しつつ、慣性エネルギーによりロータＲＯが負回転方向に回転している（矢印Ｙ１参照）。
【００５８】
次に、制御切り替えの実行直前の時間帯に該当する時刻「ｔ２」でのモータＭＧ１の状態について図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は、時刻ｔ２でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図６（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ２」は、図６（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００５９】
時刻ｔ２では、ＥＣＵ１００は、引き続き回転磁界制御を継続している。そして、この場合、回転磁界により生じるＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとのトルク差だけロータＲＯに正回転方向のトルクが作用する（矢印Ｙ６、Ｙ７参照）。なお、時刻ｔ２では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０近傍であるため、慣性エネルギーが無いか無視できる程度に小さい。
【００６０】
次に、制御切り替え実行直後の時刻に該当する時刻「ｔ３」でのモータＭＧ１の状態について図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）は、時刻ｔ３でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図７（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。このＭＧ１トルクＴｍｇ１は、固定磁界によりモータＭＧ１に発生するトルクである。そして、動作点「Ｐ３」は、図７（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００６１】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ３でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になったことを検出する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替え、ステータ磁極Ｌｓｔを固定する。これにより、ＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとが釣り合ってロータＲＯが停止する。具体的には、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、負回転方向、言い換えると、ロータ磁石ＬｒｏのＮ極又はＳ極がステータ磁極ＬｓｔのＳ極とに対向する方向に作用する（矢印Ｙ８参照）。一方、エンジン反力トルクＴｅｓがロータＲＯの正回転方向に発生する（矢印Ｙ９参照）。そして、図７（ｂ）に示すように、矢印Ｙ８及び矢印Ｙ９に示す両者のトルクが釣り合っている。
【００６２】
また、時刻ｔ３では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるため慣性エネルギーがない。そして、時刻ｔ３以降では、ＭＧ１トルクＴｍｇ１とエンジン反力トルクＴｅｓとが引き続き釣り合い、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１がハンチングせずイナーシャトルクは変動しない。このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握しなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態にすることができると共に、制御切り替え後のイナーシャトルクの変動によるショックを抑制することができる。
【００６３】
なお、上述のタイムチャートの説明では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」に向かって収束させる場合に、制御切り替えを行った。これに限らず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」に向かって収束させる場合であっても同様に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで制御切り替えを行う。
【００６４】
２．処理フロー
次に、第１実施形態の処理手順について図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図８に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述した図２に示す破線枠Ａ２に相当する回転センサの検出信号に基づきＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する。
【００６６】
次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ１０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転を制限し、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに０に収束させることができる。
【００６７】
一方、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０でないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ１０４）。この場合、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御を継続する。
【００６８】
３．効果
次に、第１実施形態の効果について、第１比較例及び第２比較例を参照して説明する。
【００６９】
図９は、第１比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。第１比較例では、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御中では、回転磁界制御を継続しつつ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の目標値と実値との偏差に基づくフィードバック制御を行う。ここで、ＥＣＵ１００は、エンジン反力トルクＴｅｓを推定し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が上昇する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓより小さいと判断する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が下降する場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓより大きいと判断する。
【００７０】
まず、モータＭＧ１をロックする制御を開始後、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０に達するまでの期間「ｔｗ１」では、ＥＣＵ１００は、第１実施形態の図５と同様、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づけるため、正回転方向に作用するエンジン反力トルクＴｅｓよりも負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。これにより、ロータＲＯは、負回転方向に回転しつつ、正回転方向に所定のトルクが加えられる。一方、期間ｔｗ１では、慣性エネルギーが負回転方向に発生している。
【００７１】
次に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」を通過後、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓを通過するまでの期間「ｔｗ２」でのモータＭＧ１の状態について図１０（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１０（ａ）は、期間ｔｗ２のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１０（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ４」は、図１０（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７２】
図１０（ｂ）に示すように、期間ｔｗ２では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力がＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力より強い。よって、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、そのトルク差（矢印Ｙ１２参照）に相当するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正回転方向に増加させる力がロータＲＯに作用する（矢印Ｙ１０参照）。その結果、期間ｔｗ２では、ロータＲＯは正回転方向に回転する（矢印Ｙ１１参照）と共に、慣性エネルギーが正回転方向に発生している。
【００７３】
次に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジン反力トルクＴｅｓを通過後、負回転方向のＭＧ１トルクＴｍｇ１が正回転方向のエンジン反力トルクＴｅｓより大きい期間「ｔｗ３」でのモータＭＧ１の状態について図１１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１１（ａ）は、期間ｔｗ３のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１１（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ５」は、図１１（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７４】
図１１（ｂ）に示すように、期間ｔｗ３では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力よりもＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力の方が強い。これにより、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、そのトルク差（矢印Ｙ１５参照）に相当するＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負回転方向に遷移させる力がロータＲＯに作用する（矢印Ｙ１３参照）。また、期間ｔｗ３では、正回転方向の慣性エネルギーが期間ｔｗ２から引き続き存在し、これにより、ロータＲＯは、徐々に減少しつつも正回転方向に回転する（矢印Ｙ１４参照）。
【００７５】
次に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束後の期間「ｔｗ４」でのモータＭＧ１の状態について図１２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１２（ａ）は、期間ｔｗ４のある時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１２（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ６」は、図１２（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００７６】
図１２（ｂ）に示すように、期間ｔｗ４では、エンジン反力トルクＴｅｓによる正回転方向の力（矢印Ｙ１６参照）とＭＧ１トルクＴｍｇ１による負回転方向の力（矢印Ｙ１７参照）とがつり合い、これらのトルク差が「０」となっている。そして、期間ｔｗ４では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、モータＭＧ１はロック状態となる。
【００７７】
このように、第１比較例では、ＥＣＵ１００は、エンジン反力トルクＴｅｓを推定しつつ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化に基づき、モータＭＧ１を制御する。しかし、第１比較例では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化幅が大きい場合には、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束するのに時間を要する。同様に、エンジントルクＴｅの指令値と実値との偏差が大きい場合、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に推定するのに時間を要するため、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」に収束するのに時間を要する。
【００７８】
以上を勘案し、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に収束させる。従って、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化幅によらず、かつ、エンジントルクＴｅの指令値と実値との偏差によらず、即ち、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに「０」に収束させることができる。
【００７９】
次に、第２比較例について図１３乃至図１５を参照して説明する。
【００８０】
図１３は、第２比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１のタイムチャートの一例を示す。図１３において、グラフ「Ａ５」は、第２比較例におけるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化に相当し、グラフ「Ａ６」は、第２比較例におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化に相当する。第２比較例では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないタイミングで制御切り替えを行う。
【００８１】
まず、モータＭＧ１をロックする制御を開始後、制御切り替えを行う直前までの期間「ｔｗ１１」では、第１比較例の期間ｔｗ１と同様、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に近づけるため、正回転方向に作用するエンジン反力トルクＴｅｓよりも負回転方向に作用するＭＧ１トルクＴｍｇ１を小さくする。また、期間ｔｗ１１では、慣性エネルギーが負回転方向に発生している。これにより、ロータＲＯは、負回転方向に回転しつつ、正回転方向に所定のトルクが加えられる。
【００８２】
次に、制御切り替えを実行した直後に相当する時刻「ｔ４」でのモータＭＧ１の状態について図１４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１４（ａ）は、時刻ｔ４でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１４（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ７」は、図１４（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００８３】
図１４（ｂ）に示すように、時刻ｔ４では、エンジン反力トルクＴｅｓとＭＧ１トルクＴｍｇ１とが等しくなる。一方、図１４（ａ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は負であり（矢印Ｙ２１参照）、慣性エネルギーは、負回転方向に発生している。
【００８４】
そして、時刻ｔ４以後の期間「ｔｗ１２」でのモータＭＧ１の状態について図１５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１５（ａ）は、期間ｔｗ１２の初期の一時点でのステータ磁極Ｌｓｔとロータ磁石Ｌｒｏとの位置関係及び各種トルクの方向を示した図である。図１５（ｂ）は、各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。そして、動作点「Ｐ８」は、図１５（ａ）に示すロータ磁石位相の場合にモータＭＧ１に発生するトルクを示す。
【００８５】
図１５（ａ）に示すように、期間ｔｗ１２の初期では、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負である（矢印Ｙ２３参照）。従って、図１５（ｂ）に示すように、負回転方向の慣性エネルギーによって、ロータＲＯが負側に回転し、固定磁界制御によって、ロータＲＯにかかるＭＧ１トルクＴｍｇ１が小さくなる。結果として、図１５（ａ）に示すように、ロータＲＯは、正回転方向のトルクが作用される（矢印Ｙ２２参照）。その後、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は、正となり、さらに期間ｔｗ１２が終了するまでハンチングを続ける。
【００８６】
なお、期間ｔｗ１２では、ＥＣＵ１００は、図１３に示すように、ステータＳＴの磁界方向を固定した状態でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を制御するため、モータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１を把握することができない。従って、当該期間中では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１に基づきエンジン直達トルクＴｅｒを算出して駆動力の不足分を特定することができない。従って、ＥＣＵ１００は、この期間でモータＭＧ２を用いた当該駆動力の補償をすることができず、駆動力の変動を抑制できない。
【００８７】
以上を勘案し、第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで回転磁界制御から固定磁界制御に切り替えることで、ロック遷移制御時にＭＧ１トルクＴｍｇ１が把握できなくなることを防ぎ、モータＭＧ２による駆動力の補償を精度よく実行することができる。また、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にエンジン回転数Ｎｅ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１がハンチングすることを防ぎ、当該回転数変動に基づくイナーシャトルクの変動を抑制する。
【００８８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態に加えて、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」まで変化させるときに、現在のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１から「０」をまたぐ値にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の目標値（以後、「目標回転数Ｎｍｇ１＊」と呼ぶ。）を設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御開始から制御切り替えまでに要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にする。
【００８９】
図１６（ａ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負の場合であって、目標回転数Ｎｍｇ１＊を「０」に設定した場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化のグラフを示す。図１６（ｂ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負値の場合であって、目標回転数Ｎｍｇ１＊を所定の正値（例えば５０ｒｐｍ）に設定した場合のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の時間変化のグラフを示す。
【００９０】
図１６（ａ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたがない値に目標回転数Ｎｍｇ１＊が設定された場合、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は、緩やかに「０」に向かう。そして、時刻「ｔ５」でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、ＥＣＵ１００は、制御切り替えを行う。
【００９１】
一方、第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。これにより、図１６（ｂ）に示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１はより速やかに「０」に向かって上昇する。この場合、時刻ｔ５よりも早い時刻「ｔ６」でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１は「０」となり、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ６で制御切り替えを行う。
【００９２】
このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。目標回転数Ｎｍｇ１＊の具体的な値は、例えば実験等により定められＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御に要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９３】
また、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値の場合であっても、上述した負値の場合と同様、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値（例えば−５０ｒｐｍ）に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値から「０」に向かう場合であっても、ロック遷移制御に要する時間を短縮し、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９４】
次に、第２実施形態における処理フローについて図１７を参照して説明する。図１７は、第２実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図１７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００９５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述した図２に示す破線枠Ａ２に相当する回転センサの検出信号に基づきＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する。次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ２０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、ステータＳＴの磁界の向きを固定してロータＲＯの回転を制限し、エンジン反力トルクＴｅｓを正確に把握することなく、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を速やかに０に収束させることができる。
【００９６】
一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」でないと判断した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きいか否か判定する（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きいと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、目標回転数Ｎｍｇ１＊を負値に設定する（ステップＳ２０５）。言い換えると、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より大きくないと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、即ちＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０より小さいと判断した場合、目標回転数Ｎｍｇ１＊を正値に設定する（ステップＳ２０６）。このように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定することで、制御切り替えのタイミングが遅れることを防ぎ、速やかにモータＭＧ１をロック状態にすることができる。
【００９７】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１、第２実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御でのステータＳＴの磁界の強さを、エンジン反力トルクＴｅｓなどのモータＭＧ１の回転軸にかかるトルク（「ＭＧ１軸トルク」とも呼ぶ。）と、制御切り替え直前の当該トルクの変動幅（以後、「トルク変動幅Ｔｗ」と呼ぶ。）と、に基づき決定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御でのステータＳＴの磁界の強さを、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクが小さいほど弱く設定すると共に、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど弱く設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界を適切に設定してＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に停止させると共に、磁界を不要に大きくすることによる損失を抑制する。
【００９８】
これについて図１８を参照して具体的に説明する。図１８（ａ）、（ｂ）は、固定磁界での各ロータ磁石位相に対応してモータＭＧ１に発生するＭＧ１トルクＴｍｇ１のグラフを示す。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の場合より制御切り替えの直前の所定時間幅でのトルク変動幅Ｔｗが小さい場合に相当する。動作点「Ｐ１０」、「Ｐ１１」は、制御切り替え時（直前）の各ＭＧ１トルクＴｍｇ１の動作点を示す。
【００９９】
ＥＣＵ１００は、図１８（ｂ）の場合に設定する固定磁界の強さを、図１８（ａ）の場合に設定する固定磁界よりも弱くなるように設定する。言い換えると、ＥＣＵ１００は、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど、制御切り替え後のステータＳＴの磁界を弱く設定する。
【０１００】
図１９は、ＥＣＵ１００が制御切り替え後の固定磁界の強さとトルク変動幅Ｔｗとの関係を示すテーブルの一例である。図１９に示すように、制御切り替え後の固定磁界の強さは、トルク変動幅Ｔｗが小さいほど弱く、トルク変動幅Ｔｗが大きいほど強く設定される。また、固定磁界の強さは、トルク変動幅Ｔｗの他、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクが小さいほど弱く、ＭＧ１軸トルクが大きいほど強く設定される。
【０１０１】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクと、トルク変動幅Ｔｗと、固定磁界の強さとのマップ等をメモリに予め記憶しておく。上述のマップ等は、予め実験等に基づき作成される。そして、ＥＣＵ１００は、上述のマップ等を参照し、制御切り替え直前のＭＧ１軸トルクとトルク変動幅Ｔｗとに基づき固定磁界の強さを設定する。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界の強さを大きくしすぎることなく、安定してモータＭＧ１を０ｒｐｍに停止させることができる。また、ＥＣＵ１００は、不要に固定磁界を強く設定することによるエネルギー損失を抑制することができる。
【０１０２】
ここで、トルク変動幅Ｔｗを求める方法について具体的に説明する。例えば、ＥＣＵ１００は、制御切り替え直前のＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化率（単に「回転数変化率ｄＮ」とも呼ぶ。）の平均（単に「平均回転数変化率ＡｄＮ」と呼ぶ。）に対する振れ（変動）幅（単に「回転数変動幅ｄＮｗ」とも呼ぶ。）に基づきトルク変動幅Ｔｗを推定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１軸トルクを表す等式である式（３）を変形した式（４）を参照することで、トルク変動幅Ｔｗを求める。ここで、「Ｉｇ」は、モータＭＧ１の慣性モーメントを示し、「Ｔｘ」は、エンジントルクＴｅのうち、エンジン回転数Ｎｅの変化に費やされるトルクを除いたトルクを示す。そして、式（４）は、式（３）の差分に相当する。
【０１０３】
Ｉｇ×ｄＮ＝Ｔｍｇ１＋Ｐ／（１＋Ｐ）×Ｔｘ 式（３）
Ｔｗ＝Ｐ／（１＋Ｐ）×（Ｔｘの変動幅）＝Ｉｇ×ｄＮｗ 式（４）
このように、ＥＣＵ１００は、式（４）を参照して、慣性モーメントＩｇ及び回転数変動幅ｄＮｗによりトルク変動幅Ｔｗを求める。慣性モーメントＩｇは、例えば実験等に基づき予め定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１０４】
次に、回転数変動幅ｄＮｗの算出方法の一例について説明する。まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間の回転数変化率ｄＮの平均、例えばエンジン２００が一般的な直列４気筒エンジンであれば１／２エンジン回転以上の期間の回転数変化率ｄＮの平均を平均回転数変化率ＡｄＮとして算出する。そして、ＥＣＵ１００は、回転数変動幅ｄＮｗを、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間での回転数変化率ｄＮの最大値及び最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分、即ち、平均回転数変化率ＡｄＮの算出に用いられた回転数変化率ｄＮの最大値及び最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分に定める。具体的には、回転数変動幅ｄＮｗは、上述の最大値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分又は上述の最小値と平均回転数変化率ＡｄＮとの差分のうちいずれか一方、若しくは、これらの和に設定される。
【０１０５】
また、好適には、ＥＣＵ１００は、上述の処理に加え、エンジン２００やダンパの設計により、エンジン回転数Ｎｅの低回転時には高回転時に比べてトルク変動幅Ｔｗが大きくなることを勘案し、トルク変動幅Ｔｗをエンジン回転数Ｎｅに基づき補正してもよい。この場合、トルク変動幅Ｔｗに乗じる補正率を「補正率Ｒａ」とすると、ＥＣＵ１００は、式（４）に代えて以下の式（５）を参照してトルク変動幅Ｔｗを算出する。
【０１０６】
Ｔｗ＝Ｉｇ×ｄＮｗ×Ｒａ 式（５）
図２０（ａ）、（ｂ）は、エンジン回転数Ｎｅに対応するトルク変動幅Ｔｗに乗じる補正率Ｒａのテーブルを示す。具体的には、図２０（ａ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ遷移させる場合に使用するテーブル（「高回転変化時補正テーブル」とも呼ぶ。）に相当し、図２０（ｂ）は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」へ遷移させる場合に使用するテーブル（「低回転変化時補正テーブル」とも呼ぶ。）に相当する。図２０（ａ）、（ｂ）に示すテーブルは、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される。
【０１０７】
そして、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が負値の場合には、図２０（ａ）に示す高回転変化時補正テーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅが低いほど補正率Ｒａを小さく設定し、エンジン回転数Ｎｅが高いほど補正率Ｒａを大きく設定する。また、この場合、補正率Ｒａは、おおむね１以下の値に設定される。
【０１０８】
一方、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値の場合には、図２０（ｂ）に示す低回転変化時補正テーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅが低いほど補正率Ｒａを大きく設定し、エンジン回転数Ｎｅが高いほど補正率Ｒａを小さく設定する。また、この場合、補正率Ｒａは、おおむね１以上の値に設定される。
【０１０９】
このように、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを設定する。また、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ増加させる場合にはトルク変動幅Ｔｗが小さくなるように補正率Ｒａを定め、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を正値から「０」へ減少させる場合にはトルク変動幅Ｔｗが大きくなるように補正率Ｒａを定める。
【０１１０】
次に、第３実施形態の処理フローについて図２１、２２を参照して説明する。図２１は、第３実施形態でＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２１に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【０１１１】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ３０１）。次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ３０２）。
【０１１２】
そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、回転磁界の強さを決定する（ステップＳ３０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述するステップＳ３０５で求めたトルク変動幅Ｔｗが小さいほど、固定磁界制御時のステータＳＴの磁界を弱く設定する。そして、ＥＣＵ１００は、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ３０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の磁界の強さを大きくしすぎることなく、安定してモータＭＧ１を０ｒｐｍに停止させることができ、不要に固定磁界を強く設定することによるエネルギー損失を抑制することができる。
【０１１３】
一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないと判断した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、トルク変動幅Ｔｗの取得処理を行う（ステップＳ３０５）。この具体的な処理内容については、図２２のフローチャートで説明する。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を０へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ３０６）。
【０１１４】
図２２は、ステップＳ３０５のトルク変動幅Ｔｗの取得処理の処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２２に示すフローチャートを、ステップＳ３０５へ処理を進めた場合に実行する。
【０１１５】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の回転数変化率ｄＮを算出する（ステップＳ４０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、一定間隔ごとに取得されたＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の差分を算出することにより、回転数変化率ｄＮを算出する。
【０１１６】
そして、ＥＣＵ１００は、回転数変化率ｄＮの平均回転数変化率ＡｄＮを算出する（ステップＳ４０２）。例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の圧縮、膨張工程を１回以上含む期間内での回転数変化率ｄＮの平均値を平均回転数変化率ＡｄＮに定める。
【０１１７】
次に、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮに基づき回転数変動幅ｄＮｗを算出する（ステップＳ４０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮを求めた期間での平均回転数変化率ＡｄＮに対する回転数変化率ｄＮの振れ幅を、回転数変動幅ｄＮｗに定める。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅを取得する（ステップＳ４０４）。
【０１１８】
次に、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満であるか否か判定する（ステップＳ４０５）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満であると判断した場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）、即ち、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を負値から「０」へ遷移させる場合、高回転変化時補正テーブルを参照して補正率Ｒａを算出する（ステップＳ４０６）。例えば、この場合、ＥＣＵ１００は、図２０（ａ）に示すテーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを特定する。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０未満ではないと判断した場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）、即ち、ロック遷移制御時にＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が正値から「０」へ遷移する場合、低回転変化時補正テーブルを参照して補正率Ｒａを算出する（ステップＳ４０７）。具体的には、この場合、ＥＣＵ１００は、図２０（ｂ）に示すテーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅに基づき補正率Ｒａを特定する。
【０１１９】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０６又はステップＳ４０７の実行後、トルク変動幅Ｔｗを算出する（ステップＳ４０８）。具体的には、ＥＣＵ１００は、式（５）を参照し、慣性モーメントＩｇ、回転数変動幅ｄＮｗ、及び補正率Ｒａを乗じた値を、トルク変動幅Ｔｗと定める。これにより、ＥＣＵ１００は、トルク変動幅Ｔｗを精度よく推定することができ、図２１のステップＳ３０３で回転磁界の強さを正確に設定することができる。
【０１２０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第１乃至第３実施形態に加え、ＥＣＵ１００は、運転者からの要求、車両の状態等に応じてＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」に変化させる際の制御切り替えを行うか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後の固定磁界を十分な強さで作れない可能性がある場合には、制御切り替えを行わない。これにより、ＥＣＵ１００は、予め制御切り替えによるロック遷移制御が可能か否か判断し、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぎ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にできないことやロック遷移制御が長期化することを抑制する。
【０１２１】
これについて、具体例を２つ挙げてさらに詳しく説明する。
【０１２２】
第１の例では、ＥＣＵ１００は、バッテリ１２の持ち出し可能な電力であるバッテリ１２の出力の上限値（「放電許容電力Ｗｏｕｔ」とも呼ぶ。）が所定値よりも低い場合には、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。これにより、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぐ。
【０１２３】
ここで、ＥＣＵ１００は、好適には、上述の所定値を、固定磁界制御時の消費電力の予測値に定める。そして、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが固定磁界制御時の消費電力の予想値より低い場合には、モータＭＧ１で強い固定磁界を発生させるだけの電力をバッテリ１２から持ち出せない可能性が高いと判断する。
【０１２４】
次に、固定磁界制御時の消費電力の予測値の算出方法について説明する。ＥＣＵ１００は、後述するように、固定磁界制御時のモータＭＧ２での予想消費電力（以後、「予想モータ消費電力Ｗｍ」と呼ぶ。）と、固定磁界制御時のモータＭＧ１での予想消費電力（以後、「予想発電機消費電力Ｗｇ」と呼ぶ。）との和を、固定磁界制御時の消費電力の予測値として求める。
【０１２５】
ここで、ＥＣＵ１００は、予想モータ消費電力Ｗｍを算出するため、まず、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａに基づき、所定のマップ等を参照し、運転者の操作に基づく要求パワー（ドライバ要求パワー）を求める。次に、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、エンジン２００の出力パワーを、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」の時のエンジン回転数Ｎｅ及びドライバ要求パワーに基づき求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、モータＭＧ２の出力パワーをドライバ要求パワーとエンジン２００の出力パワーに基づき求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、当該モータ出力パワーに基づき予想モータ消費電力Ｗｍを求める。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１２６】
また、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１での必要な固定磁界の強さに基づき予想発電機消費電力Ｗｇを算出する。ここで、ＥＣＵ１００は、必要な固定磁界の強さを決定するため、所定のマップ等を参照し、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」の時のエンジン回転数Ｎｅ、エンジン２００の出力パワーに基づき、エンジントルクＴｅを求める。そして、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、当該エンジントルクＴｅに基づき必要な固定磁界の強さを決定し、当該固定磁界の強さに基づき予想発電機消費電力Ｗｇを求める。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１２７】
第２の例では、ＥＣＵ１００は、モータＭＧ１が許容可能な電流の限界値の予測値（以後、「予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍ」と呼ぶ。）が所定値よりも小さい場合には、制御切り替えを行わず、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、所定のマップ等を参照し、各種センサから取得したモータＭＧ１の温度、インバータ温度、インバータ冷却水温に基づき、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍを求め、これが所定値よりも小さいか否か判定する。
【０１２８】
一般に、モータＭＧ１の温度、インバータ温度、インバータ冷却水温などが高い場合には、モータＭＧ１が許容可能な電流が小さく、固定磁界を発生するのに必要な電流をモータＭＧ１に供給できない可能性が高まる。以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが所定値よりも小さい場合には回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行うことで、制御切り替え後に固定磁界を発生させられないこと等を抑制する。
【０１２９】
また、好適には、ＥＣＵ１００は、上述の所定値を、固定磁界を発生させるために必要なモータＭＧ１に流す電流の予測値（以後、「予想発電機必要電流Ｉｇ＊」と呼ぶ。）に設定する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊よりも低い場合には、回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行う。
【０１３０】
ここで、予想発電機必要電流Ｉｇ＊の算出方法について説明する。まず、ＥＣＵ１００は、ドライバ要求パワーを、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａに基づき算出する。また、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の出力パワーを、車速Ｖによって決まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」のときのエンジン回転数Ｎｅ及びドライバ要求パワーにより求める。そして、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅを、車速Ｖによって定まるＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」のときのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン２００の出力パワーにより求める。そして、ＥＣＵ１００は、必要な固定磁界の強さを、上述のエンジントルクＴｅにより求め、当該固定磁界の強さに基づき、予想発電機必要電流Ｉｇ＊を定める。
【０１３１】
次に、第４実施形態の処理フローについて図２３乃至図２５を参照して説明する。
【０１３２】
図２３は、第４実施形態でＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図２３に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【０１３３】
まず、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を取得する（ステップＳ５０１）。次に、ＥＣＵ１００は、制御切り替え実行可能判定を行う（ステップＳ５０２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、この場合、図２４に示すフローチャートの処理又は図２５に示すフローチャートの処理のいずれかを実行する。これらの具体的な処理手順については後述する。
【０１３４】
そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替え実行可能判定に基づき、制御切り替えが可能であるか否か判定する（ステップＳ５０３）。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替えが可能であると判断した場合（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ５０４へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、制御切り替えが可能ではないと判断した場合（ステップＳ５０３；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ５０６）。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御中に制御切り替えを実行せず、回転磁界制御を継続する。
【０１３５】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０４でＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であるか否か判定する（ステップＳ５０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」であると判断した場合（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。一方、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」ではないと判断した場合（ステップＳ５０４；Ｎｏ）、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」へ変化させるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を変更する（ステップＳ５０６）。
【０１３６】
図２４は、図２３のステップＳ５０２の制御切り替え実行可能判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図２４に示すフローチャートの処理を、ステップＳ５０２へ処理を進めた場合に実行する。
【０１３７】
まず、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔを取得する（ステップＳ６０１）。例えば、ＥＣＵ１００は、例えば、バッテリ１２に付設された温度センサやＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）センサの検出信号に基づき放電許容電力Ｗｏｕｔを特定する。そして、ＥＣＵ１００は、予想モータ消費電力Ｗｍを算出する（ステップＳ６０２）。次に、ＥＣＵ１００は、予想発電機消費電力Ｗｇを算出する（ステップＳ６０３）。
【０１３８】
次に、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和以上であるか否か判定する（ステップＳ６０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御へ遷移した場合の消費電力が放電許容電力Ｗｏｕｔを超えないか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和以上であると判断した場合（ステップＳ６０４；Ｙｅｓ）、制御切り替えが可能であると判定する（ステップＳ６０５）。そして、その後、ＥＣＵ１００は、図２３のフローチャートに示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、速やかにかつ確実にロック遷移制御を実行することができる。
【０１３９】
一方、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが予想モータ消費電力Ｗｍと予想発電機消費電力Ｗｇとの和未満であると判断した場合（ステップＳ６０４；Ｎｏ）、制御切り替えが不可能であると判定する（ステップＳ６０５）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にモータＭＧ１に必要な固定磁界を発生させるだけの電力が不足する虞があると判断する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、図２３のステップＳ５０６で回転磁界制御を継続し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１をフィードバック制御する。
【０１４０】
図２５は、図２３のステップＳ５０２の制御切り替え実行可能判定の処理手順の他の例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、図２４に示すフローチャートの処理を、ステップＳ５０２へ処理を進めた場合に実行する。
【０１４１】
まず、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍを算出する（ステップＳ７０１）。次に、ＥＣＵ１００は、予想発電機必要電流Ｉｇ＊を算出する（ステップＳ７０２）。そして、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊以上であるか否か判定する（ステップＳ７０３）。これにより、ＥＣＵ１００は、固定磁界制御へ遷移した場合に十分な電流をモータＭＧ１に流すことができるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊以上であると判断した場合（ステップＳ７０３；Ｙｅｓ）、制御切り替えが可能であると判定する（ステップＳ７０４）。そして、その後、ＥＣＵ１００は、図２３のフローチャートに示すように、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になった場合に（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、回転磁界制御から固定磁界制御へ切り替える（ステップＳ５０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、速やかにかつ確実にロック遷移制御を実行することができる。
【０１４２】
一方、ＥＣＵ１００は、予想発電機限界電流Ｉｇｌｉｍが予想発電機必要電流Ｉｇ＊未満であると判断した場合（ステップＳ７０３；Ｎｏ）、制御切り替えが不可能であると判定する（ステップＳ７０５）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後にモータＭＧ１に必要な固定磁界を発生させるだけの電流を設定できない虞があると判断する。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、図２３のステップＳ５０６で回転磁界制御を継続し、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１をフィードバック制御する。
【０１４３】
[変形例]
次に、第１実施形態乃至４実施形態の変形例について説明する。以下に示す変形例は、任意に組み合わされて上述の実施形態に適用されてもよい。
【０１４４】
（変形例１）
第１実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」になるタイミングで制御切り替えを行った。しかし、本発明が適用可能な方法はこれに限定されない。これに代えて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が略０になるタイミングで制御切り替えを実行してもよい。具体的には、この場合、ＥＣＵ１００は、例えばＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が０又は０に相当する値、即ちＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が第１実施形態と同様の作用効果を奏する値の範囲内になった場合に制御切り替えを行う。上述の範囲は、例えば予め実験等に基づき定められＥＣＵ１００のメモリに記憶される。そして、ＥＣＵ１００は、制御切り替えを実行後、ロック機構５００を係合させることで、モータＭＧ１をロック状態にする。これによっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の反力を正確に把握できなくてもモータＭＧ１を速やかにロック状態にすることができる。
【０１４５】
（変形例２）
第２実施形態では、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時に、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたぐように目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定した。この制御に加え、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の変化中に、当該回転数の変化率（回転数変化率ｄＮ）の変化に基づき、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたがないか否か判定してもよい。そして、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたがないと判断した場合にのみ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１が「０」をまたぐように目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。
【０１４６】
例えば、ＥＣＵ１００は、ロック遷移制御時の直前の所定時間幅で回転数変化率ｄＮを監視し、当該回転数変化率ｄＮの変化が所定値以下の場合にのみＭＧ１回転数Ｎｍｇ１の実値から「０」をまたぐ値に目標回転数Ｎｍｇ１＊を設定する。上述の所定時間幅及び所定値は、例えば予め実験等に基づき定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１４７】
（変形例３）
第３実施形態では、ＥＣＵ１００は、平均回転数変化率ＡｄＮに対する振れ幅（回転数変動幅ｄＮｗ）に基づきトルク変動幅Ｔｗを算出した。これに代えて、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅの変化に基づきトルク変動幅Ｔｗを算出してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、例えば、図２１のステップＳ３０５のトルク変動幅取得処理でエンジン回転数Ｎｅの変化率を算出し、当該変化率から所定のマップ等を参照してトルク変動幅Ｔｗを特定する。上述のマップ等は、例えば予め実験等に基づき定められ、ＥＣＵ１００のメモリに記憶される。
【０１４８】
（変形例４）
第４実施形態では、ＥＣＵ１００は、放電許容電力Ｗｏｕｔが所定値以下の場合、制御切り替えを行わす回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行った。これに代えて、ＥＣＵ１００は、バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）が所定値以下の場合、制御切り替えを行わす回転磁界制御を継続してロック遷移制御を行ってもよい。上述の所定値は、実験等に基づき予め定められた値又は動的に定められた値のいずれであってもよい。後者の場合、所定値は、例えば、固定磁界制御を実行してＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にするのに必要なＳＯＣに定められる。なお、ＳＯＣは、本発明に係る「蓄電状態に対応する状態量」の一例であり、完全放電状態が０（％）、満充電状態が１００（％）として定量化されている。これによっても、好適に、ＥＣＵ１００は、制御切り替え後に固定磁界を発生させられなくなることを防ぎ、ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１を「０」にできないことやロック遷移制御が長期化することを抑制する。
【符号の説明】
【０１４９】
１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッド駆動装置
１２ バッテリ
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン
３００ 動力分割機構
４００ 入力軸
５００ ロック機構
６００ ＭＧ２リダクション機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を伝達可能な回転電機と、
前記内燃機関に連結された第１回転要素と、前記回転電機に連結された第２回転要素と、駆動軸に連結された第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を有する差動機構と、
前記回転電機の回転をロックするロック手段と、
前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで前記回転電機の回転数が略０になった時に、前記回転電機の制御を、前記固定子の回転磁界により前記回転子が回転駆動されるよう前記回転電機を制御する回転磁界制御から、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記回転電機を制御する固定磁界制御に切り替える制御手段と、
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。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合、前記回転電機の回転数の目標値を当該回転電機の回転数から０をまたぐ値に設定する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の放電許容電力が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の蓄電状態に対応する状態量が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記回転電機に流す電流の限界値が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記固定磁界制御での前記固定子の磁界の強さを、前記固定磁界制御に切り替える前の前記回転軸にかかるトルクの変動幅が小さいほど弱く設定する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、
固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を伝達可能な回転電機と、
前記内燃機関に連結された第１回転要素と、前記回転電機に連結された第２回転要素と、駆動軸に連結された第３回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を有する差動機構と、
前記回転電機の回転をロックするロック手段と、
前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合であって当該回転電機を制御することで前記回転電機の回転数が略０になった時に、前記回転電機の制御を、前記固定子の回転磁界により前記回転子が回転駆動されるよう前記回転電機を制御する回転磁界制御から、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記回転電機を制御する固定磁界制御に切り替える制御手段と、
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。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ロック手段に前記回転電機をロックさせる場合、前記回転電機の回転数の目標値を当該回転電機の回転数から０をまたぐ値に設定する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の放電許容電力が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記蓄電手段の蓄電状態に対応する状態量が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記回転電機に対し電力を供給可能かつ当該回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロック手段により前記回転電機をロックさせる場合であって前記回転電機に流す電流の限界値が所定値以下の場合、前記回転電機の制御を、前記固定磁界制御に切り替えず、前記回転磁界制御により前記回転電機の回転を停止させる請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記固定磁界制御での前記固定子の磁界の強さを、前記固定磁界制御に切り替える前の前記回転軸にかかるトルクの変動幅が小さいほど弱く設定する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−５１５３２（Ｐ２０１２−５１５３２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７６５０（Ｐ２０１０−１９７６５０）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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