(57)【要約】【課題】４輪駆動が可能なハイブリッド車両において前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比の変化を抑制しつつエンジンの始動を可能とする。【解決手段】ＥＣＵは、ＥＶ走行中であると判定される場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＥＶ走行時の駆動トルクの目標配分比を設定するステップ（Ｓ１０２）と、設定された配分比になるように第１ＭＧおよび第２ＭＧのトルク制御を実行するステップ（Ｓ１０４）と、エンジンの始動要求があると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、エンジンの始動制御を実行するステップ（Ｓ１０８）とを含む、処理を実行する。【選択図】図７
2020192828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車軸と、
第２の車軸と、
エンジンと前記エンジンの出力軸のモータリングを可能とする第１モータとを有し、前記第１の車軸と前記第２の車軸とに対して前記エンジンと前記第１モータとのうちの少なくともいずれかからの動力の伝達が可能に構成される動力源と、
前記動力源と前記第２の車軸との間の動力伝達経路に設けられ、サンギヤとリングギヤとキャリアとを有する遊星歯車機構と、
前記サンギヤと前記リングギヤとのうちのいずれか一方に動力を伝達可能に構成される第２モータとを備え、
前記サンギヤと前記リングギヤとのうちのいずれか他方は、前記動力源からの動力が伝達可能に構成され、
前記キャリアには、前記第２の車軸が連結され、
前記動力源から前記第１の車軸と前記第２の車軸との各々に対して伝達される駆動トルクの配分比が目標配分比になるように前記第２モータを制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの燃焼動作を停止させた状態で車両を走行させる電動走行時における前記第１モータのトルク上限値を、前記第１モータによって出力可能な最大トルクよりも前記エンジンの始動に要するトルク分だけ低い値以下に設定して、少なくとも前記第１モータを用いて前記車両を走行させ、
前記電動走行時に前記エンジンを始動させる条件が成立する場合に、前記第１モータを用いて前記エンジンを始動させる、ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、４輪駆動が可能なハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、前輪と後輪とを駆動させる４輪駆動が可能な車両においてモータを用いて前後の駆動トルクの配分を行なう技術が公知である。
【０００３】
たとえば、特開２００３−３３５１４３号公報（特許文献１）には、動力伝達経路である前輪と後輪とを連動させるプロペラシャフトにプラネタリギヤと配分調整用モータとを設けることによって、前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比を調整可能とする車両が開示される。
【０００４】
さらに、上述のような前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比を配分調整用モータを用いて調整する技術は、たとえば、エンジンと車両駆動用モータとを駆動源とした４輪駆動が可能なハイブリッド車両にも適用することができる。
【０００５】
ハイブリッド車両の走行モードは、エンジンを停止した状態で車両駆動用モータを用いて車両を走行させる走行モード（以下、電動走行モードと記載する）と、エンジンを動作させた状態で車両を走行させる走行モード（以下、ハイブリッド走行モード）とを含む。この走行モードの切り替えは、たとえば、エンジンの始動条件および停止条件の成立の有無によって行なわれる。また、車両駆動用モータや配分調整用モータは、動力伝達経路に設けられるため、ハイブリッド車両の構成によってはエンジンの始動に利用することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電動走行時に車両駆動用モータを高負荷で動作させている場合には、エンジンを始動させる余力がないため車両用駆動用モータを用いてエンジンを始動させることができない場合がある。また、配分調整用モータを用いてエンジンを始動させる場合には、エンジンの始動前後で前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比が変化し、車両のドライバビリティが悪化する場合がある。
【０００８】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、４輪駆動が可能なハイブリッド車両において前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比の変化を抑制しつつエンジンの始動が可能なハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のある局面に係るハイブリッド車両は、第１の車軸と、第２の車軸と、エンジンとエンジンの出力軸のモータリングを可能とする第１モータとを有し、第１の車軸と第２の車軸とに対してエンジンと第１モータとのうちの少なくともいずれかからの動力の伝達が可能に構成される動力源と、動力源と第２の車軸との間の動力伝達経路に設けられ、サンギヤとリングギヤとキャリアとを有する遊星歯車機構と、サンギヤとリングギヤとのうちのいずれか一方に動力を伝達可能に構成される第２モータとを備える。サンギヤとリングギヤとのうちのいずれか他方は、動力源からの動力が伝達可能に構成される。キャリアには、第２の車軸が連結される。ハイブリッド車両は、動力源から第１の車軸と第２の車軸との各々に対して伝達される駆動トルクの配分比が目標配分比になるように第２モータを制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、エンジンの燃焼動作を停止させた状態で車両を走行させる電動走行時における第１モータのトルク上限値を、第１モータによって出力可能な最大トルクよりもエンジンの始動に要するトルク分だけ低い値以下に設定して、少なくとも第１モータを用いて車両を走行させる。制御装置は、電動走行時にエンジンを始動させる条件が成立する場合に、第１モータを用いてエンジンを始動させる。
【００１０】
このようにすると、電動走行時に第１モータにおいてエンジンを始動する余力を確保しつつ、少なくとも第１モータを用いて車両を走行させることができる。そのため、エンジンを始動させる場合に、第１モータのトルクを用いてエンジンを始動させることができる。また、エンジンの始動の際に第２モータのトルクが変化することが抑制されるため、第１の車軸と第２の車軸との各々における駆動トルクの配分比がエンジンの始動前後で変化することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によると、４輪駆動が可能なハイブリッド車両において前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比の変化を抑制しつつエンジンの始動が可能なハイブリッド車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイブリッド車両の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】駆動トルクの配分比が５０：５０となる場合の制御の一例を説明するための図である。
【図３】駆動トルクの配分比が１００：０となる場合の制御の一例を説明するための図である。
【図４】駆動トルクの配分比が５０：５０となる場合の制御（発電制御を含む）の一例を説明するための図である。
【図５】駆動トルクの配分比が０：１００となる場合の制御の一例を説明するための図である。
【図６】ＥＶ走行中のエンジン始動時における駆動トルクの配分比の変化を説明するための図である。
【図７】ＥＣＵで実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】ＥＶ走行中の駆動トルクの配分比を説明するための図である。
【図９】ＥＶ走行中のエンジン始動時における駆動トルクの配分比を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１４】
図１は、ハイブリッド車両（以下、単に車両と記載する）１の全体構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、車両１は、エンジン２と、第１トランスアクスル４と、トランスファー１２と、プロペラシャフト１４と、第２トランスアクスル１６と、前輪３０と、後輪４０と、ドライブシャフト１００，２００と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを含む。
【００１５】
エンジン２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン２の出力軸は、第１トランスアクスル４の入力軸に連結される。エンジン２は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｃ１に応じた動力を出力する。
【００１６】
第１トランスアクスル４は、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）６と、自動変速機８と、第１デファレンシャルギヤ１０とを含む。
【００１７】
第１ＭＧ６は、たとえば、三相交流回転電機によって構成される。第１ＭＧ６は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の各種二次電池やキャパシタ等によって構成される直流電源である蓄電装置（図示せず）から第１ＰＣＵ（Power  Control  Unit）５を経由して供給される電力によって動作する。第１ＰＣＵ５は、たとえば、ＥＣＵ３００から制御信号Ｃ２に応じて蓄電装置の直流電力を交流電力に変換する。第１ＰＣＵ５は、たとえば、インバータによって構成されてもよいし、あるいは、インバータとコンバータとによって構成されてもよい。
【００１８】
第１ＭＧ６の回転軸は、エンジン２の出力軸とクラッチを介在して連結される。第１ＭＧ６の回転軸は、自動変速機８の入力軸に連結される。自動変速機８の入力軸には、第１ＭＧ６の動力と、エンジン２の動力とのうちの少なくともいずれかの動力が入力され得る。クラッチは、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、エンジン２の出力軸と第１ＭＧ６と連結した状態と、第１ＭＧ６との連結が解除された状態とのうちのいずれか一方から他方に切り替え可能に構成される。
【００１９】
自動変速機８は、入力軸に入力される動力を変速して第１デファレンシャルギヤ１０に設けられるリングギヤ１１に伝達する。自動変速機８は、たとえば、有段式自動変速機であってもよいし、あるいは、無段変速機であってもよい。自動変速機８は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｃ３に応じて、車両１の走行状態に応じた変速段あるいは変速比が形成されるように動作する。
【００２０】
第１デファレンシャルギヤ１０は、一対のドライブシャフト１００を介して車両１の左右端にそれぞれ配置される一対の前輪３０の各々に連結される。第１デファレンシャルギヤ１０は、たとえば、車両１の旋回時において一対の前輪３０の各々の回転数差を吸収しつつ、自動変速機８から入力される動力を一対の前輪３０の各々に伝達する。第１デファレンシャルギヤ１０には、リングギヤ１１が設けられる。自動変速機８からの動力によってリングギヤ１１が回転する場合には、リングギヤ１１と一体的に第１デファレンシャルギヤ１０が回転する。なお、自動変速機８の構成および第１デファレンシャルギヤ１０の構成については、公知の構成を適用すればよく、その詳細な説明は行なわない。
【００２１】
トランスファー１２は、第１トランスアクスル４の動力をプロペラシャフト１４に伝達する。第１デファレンシャルギヤ１０に設けられるリングギヤ１１と一体的に回転する傘歯車１３を有する。傘歯車１３は、プロペラシャフト１４の一方端に設けられる傘歯車１５と噛み合う。
【００２２】
プロペラシャフト１４は、トランスファー１２と第２トランスアクスル１６との間で動力の授受が可能に構成される。プロペラシャフト１４の他方端には、傘歯車１７が設けられる。
【００２３】
第２トランスアクスル１６は、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）１８と、配分比調整装置２２と、第２デファレンシャルギヤ２０とを含む。
【００２４】
第２ＭＧ１８は、配分比調整装置２２を用いた前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比の調整に用いられる。第２ＭＧ１８は、たとえば、三相交流回転電機によって構成される。第２ＭＧ１８は、蓄電装置から第２ＰＣＵ１９を経由して供給される電力によって動作する。第２ＰＣＵ１９は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｃ４に応じて蓄電装置の直流電力を交流電力に変換する。
【００２５】
配分比調整装置２２は、たとえば、サンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣと、複数のピニオンギヤＰとを含む遊星歯車機構によって構成される。
【００２６】
リングギヤＲは、内歯車によって構成され、サンギヤＳの外周にサンギヤＳと噛み合うように配置された複数のピニオンギヤＰと噛み合う。リングギヤＲは、プロペラシャフト１４の他方端に設けられる傘歯車１７と噛み合う傘歯車２１と一体的に回転するように構成される。そのため、プロペラシャフト１４が回転する場合にはリングギヤＲが回転する。
【００２７】
サンギヤＳは、外歯車によって構成される。サンギヤＳは、第２ＭＧ１８の回転軸に連結される。具体的には、サンギヤＳは、リングギヤ２４と一体的に回転するように構成される。そのため、第２ＭＧ１８の回転軸が回転する場合にはサンギヤＳが回転する。キャリアＣは、複数のピニオンギヤＰの各々を自転および公転可能に保持する。キャリアＣは、第２デファレンシャルギヤ２０に連結され、後輪４０の回転軸回りに一体的に回転可能に構成される。本実施の形態においては、たとえば、リングギヤＲとサンギヤＳとのギヤ比が２：１である場合を一例として説明する。
【００２８】
第２デファレンシャルギヤ２０は、一対のドライブシャフト２００を介して車両１の左右端に配置される一対の後輪４０の各々に連結される。第２デファレンシャルギヤ２０は、配分比調整装置２２のキャリアＣと一体的に回転する。第２デファレンシャルギヤ２０は、たとえば、車両１の旋回時において一対の後輪４０の各々の回転数差を吸収しつつ、キャリアＣから入力される動力を一対の後輪４０の各々に伝達する。なお、第２デファレンシャルギヤ２０の構成については、公知の構成を適用すればよく、その詳細な説明は行なわない。
【００２９】
ＥＣＵ３００は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ（いずれも図示せず）とを備える。メモリは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および書き換え可能な不揮発性メモリを含む。メモリ（たとえば、ＲＯＭ）に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。ＥＣＵ３００は、たとえば、各種センサから受ける信号、並びにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の動作状態となるように各機器（具体的には、エンジン２、第１ＰＣＵ５、自動変速機８、第２ＰＣＵ１９）を制御する。ＥＣＵ３００が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３０】
ＥＣＵ３００は、駆動トルクの配分比が車両１の走行状態に応じて設定される目標配分比になるようにエンジン２、第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９のうちの少なくともいずれかを制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、車両１の走行状態に応じて、前輪１００％：後輪０％（以下、単に「１００：０」と省略して記載する）とを目標配分比として設定したり、５０：５０を目標配分比として設定したり、０：１００を目標配分比として設定したりする。
【００３１】
ＥＣＵ３００は、設定された目標配分比および走行状態に応じてエンジン２のトルク、第１ＭＧ６のトルクおよび第２ＭＧ１８のトルクを設定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、アクセル開度から車両１に要求されるパワーを算出し、車両１の速度等から前輪３０および後輪４０において発生する駆動トルクの総和を設定する。ＥＣＵ３００は、設定された駆動トルクの総和が出力されるとともに前輪３０および後輪４０の駆動トルクの配分比が目標配分比になるようにエンジン２のトルク、第１ＭＧ６のトルクおよび第２ＭＧ１８のトルクを設定する。
【００３２】
駆動トルクの総和と、駆動トルクの配分比と、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、第２ＭＧ１８のトルクとの関係は、たとえば、配分比調整装置２２におけるトルクやモーメントの釣り合い等の関係式を考慮して予め作成されたマップを用いて設定されてもよい。すなわち、ＥＣＵ３００は、たとえば、アクセル開度から算出される駆動トルクの総和と、走行状態に応じて設定される駆動トルクの目標配分比と、予め作成されたマップとを用いてエンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、第２ＭＧ１８のトルクとを設定してもよい。なお、予め作成されたマップとしては、たとえば、エンジン２の燃焼動作が停止している場合と、エンジン２の燃焼動作が行なわれている場合とで異なるマップが作成されてもよい。
【００３３】
図２は、駆動トルクの配分比が５０：５０となる場合の制御の一例を説明するための図である。図２には、リングギヤＲと、キャリアＣと、サンギヤＳとに作用する各種トルクの大きさと向きとが矢印の態様で示される。
【００３４】
また、図２においては、説明の便宜上、第１ＭＧ６の最大トルクに対する比を「１」として、エンジン２、第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８のトルクの大きさを記載するものとする。第１ＭＧ６の最大トルクは、第１ＭＧ６において出力可能なトルクの最大値を示し、第１ＭＧ６の仕様や予め設定される設計寿命等を考慮して設計的あるいは実験的に適合されて設定される。第１ＭＧ６の最大トルクは、予め定められた値であってもよいし、使用期間や負荷履歴に応じて設定される値であってもよい。
【００３５】
したがって、図２に示す第１ＭＧ６のトルクを示す矢印に記載される「１」は、第１ＭＧ６の最大トルクに相当するトルクが出力されることを示す。また、図２に示すエンジン２のトルクを示す矢印に記載される「２」は、第１ＭＧ６の最大トルクの２倍に相当するトルクが出力されることを示す。さらに、図２に示す第２ＭＧ１８のトルクを示す矢印に記載される「０．６」は、第１ＭＧ６の最大トルクの０．６倍に相当するトルクが出力されることを示す。なお、図３、図４、図５、図６、図８および図９についても同様である。
【００３６】
図２に示すように、リングギヤＲには、エンジン２のトルクおよび第１ＭＧ６のトルクのうちの少なくともいずれかが作用するとともに、走行路面から前輪３０への反力に基づく前輪側駆動反力トルクが作用する。また、キャリアＣには、走行路面から後輪４０への反力に基づく後輪側駆動反力トルクが作用する。さらに、サンギヤＳには、第２ＭＧ１８のトルクが作用する。
【００３７】
たとえば、エンジン２の作動中において目標配分比として５０：５０が設定される場合に、アクセル開度に応じて、上述の予め作成されたマップを用いてエンジン２のトルクが「２」となり、第１ＭＧ６のトルクが「１」となり、第２ＭＧ１８のトルクが「０．６」となるようにエンジン２、第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９が制御されるものとする。
【００３８】
この場合、配分比調整装置２２のリングギヤＲには、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、前輪側駆動反力トルクとが作用する。さらに、配分比調整装置２２のキャリアＣには、後輪側駆動反力トルクが作用する。さらに、配分比調整装置２２のサンギヤＳには、第２ＭＧ１８のトルクが作用する。
【００３９】
車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクと、第２ＭＧ１８のトルクとの総和はゼロになる第１関係式と、キャリアＣを基準としたサンギヤＳに作用するトルクを力と同様とみなした場合の第１モーメントと、リングギヤＲに作用するトルクを力と同様とみなした場合の第２モーメントとが釣り合う第２関係式とが成立する。
【００４０】
すなわち、エンジン２のトルク「２」と、第１ＭＧ６のトルク「１」と、第２ＭＧ１８のトルク「０．６」と、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの総和がゼロになる第１関係式が成立する。そのため、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの和は、「−３．６」になる。
【００４１】
さらに、リングギヤＲとサンギヤＳとのギヤ比が２：１であることから、第２ＭＧ１８のトルク「０．６」と、ギヤ比２：１のうちの「２」とを乗算して算出される第１モーメントと、エンジン２のトルク「２」と、第１ＭＧ６のトルク「１」と、前輪側駆動反力トルクとの総和と、ギヤ比２：１のうちの「１」とを乗算して算出される第２モーメントとが釣り合う第２関係式が成立する。そのため、第２関係式から前輪側駆動反力トルクが「−１．８」になり、第１関係式から後輪側駆動反力トルクも「−１．８」になる。すなわち、前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が５０：５０の配分比になる。
【００４２】
なお、上述の前後の駆動トルクの配分比を５０：５０とするために設定される、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、第２ＭＧ１８のトルクとは、一例であって、たとえば、アクセル開度が異なる場合や後述するように蓄電装置における電力の入出力をゼロとする場合やエンジン２を停止させた状態である場合には、異なるトルクが設定されることとなる。
【００４３】
図３は、駆動トルクの配分比が１００：０となる場合の制御の一例を説明するための図である。
【００４４】
たとえば、エンジン２の作動中において目標配分比として１００：０が設定される場合に、アクセル開度に応じて、上述の予め作成されたマップを用いてエンジン２のトルクが「２」となり、第１ＭＧ６のトルクが「０」となり、第２ＭＧ１８のトルクが「０」となるように、エンジン２、第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９が制御されるものとする。
【００４５】
この場合、配分比調整装置２２のリングギヤＲには、エンジン２トルクと、前輪側駆動反力トルクとが作用する。さらに、配分比調整装置２２のキャリアＣには、後輪側駆動反力トルクが作用する。
【００４６】
車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、エンジン２のトルクと、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの総和がゼロになる第１関係式が成立する。そのため、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの和は、「−２」となる。
【００４７】
さらに、第１モーメント（ゼロ）と、エンジン２のトルク「２」と、前輪側駆動反力トルクとの総和と、「１」とを乗算して算出される第２モーメントとが釣り合う第２関係式が成立する。そのため、第２関係式から前輪側駆動反力トルクが「−２．０」になり、第１関係式から後輪側駆動反力トルクがゼロになる。すなわち、前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が１００：０の配分比になる。
【００４８】
図４は、駆動トルクの配分比が５０：５０となる場合の制御（発電制御を含む）の一例を説明するための図である。たとえば、エンジン２の作動中において目標配分比として５０：５０が設定される場合を想定する。
【００４９】
このとき、蓄電装置における電力の入出力をゼロとする場合には、第１ＭＧ６において発電制御が実行される。すなわち、第１ＭＧ６において発電された電力を用いて第２ＭＧ１８を動作させるものとする。なお、変換効率は０．８であるものとする。なお、図５についても同様である。
【００５０】
たとえば、エンジン２の作動中において目標配分比として５０：５０が設定される場合に、アクセル開度に応じて、上述の予め作成されたマップを用いてエンジン２のトルクが「２」となり、第１ＭＧ６のトルクが「−０．４」となり、変換効率を考慮して第２ＭＧ１８のトルクが「０．３２」となるようにエンジン２、第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９が制御されるものとする。
【００５１】
車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクと、第２ＭＧ１８のトルクとの総和はゼロになる第１関係式が成立する。そのため、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの和は、「−１．９２」となる。
【００５２】
さらに、第２ＭＧ１８のトルク「０．３２」と、「２」とを乗算して算出される第１モーメンと、エンジン２のトルク「２」と、第１ＭＧ６のトルク「−０．４」と、前輪側駆動反力トルクとの総和と、「１」とを乗算して算出される第２モーメントとが釣り合う第２関係式が成立する。そのため、第２関係式から、前輪側駆動反力トルクが「−０．９６」になり、第１関係式から後輪側駆動反力トルクも「−０．９６」になる。すなわち、前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が５０：５０の配分比になる。
【００５３】
図５は、駆動トルクの配分比が０：１００となる場合の制御の一例を説明するための図である。
【００５４】
たとえば、エンジン２の作動中において目標配分比として０：１００が設定される場合に、アクセル開度に応じて、上述の予め作成されたマップを用いてエンジン２のトルクが「２」となり、第１ＭＧ６のトルクが「−０．７６９」となり、変換効率を考慮して第２ＭＧ１８のトルクが「０．６１５」となるようにエンジン２、第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９が制御されるものとする。
【００５５】
車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、エンジン２のトルクと、第１ＭＧ６のトルクと、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクと、第２ＭＧ１８のトルクとの総和はゼロになる第１関係式が成立する。そのため、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクとの和は、「−１．８４６」となる。
【００５６】
さらに、第２ＭＧ１８のトルク「０．６１５」と、「２」とを乗算して算出される第１モーメントと、エンジン２のトルク「２」と、第１ＭＧ６のトルク「−０．７６９」と、前輪側駆動反力トルクとの総和と、「１」とを乗算して算出される第２モーメントとが釣り合う第２関係式が成立する。そのため、第２関係式から、前輪側駆動反力トルクが「０」になり、第１関係式から後輪側駆動反力トルクが「−１．８４６」になる。すなわち、前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が０：１００の配分比になる。
【００５７】
以上のような構成を有する車両１においては、ＥＣＵ３００は、車両１の運転中において、エンジン２の停止条件が成立する場合には、エンジン２の停止制御を実行し、エンジン２の燃焼動作を停止させた状態で第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８を用いて車両１を走行させる電動走行（以下、ＥＶ（Electric  Vehicle）走行と記載する）を実施する。
【００５８】
エンジン２の停止条件は、たとえば、蓄電装置のＳＯＣがしきい値よりも高いという条件や、アクセル開度等から算出される車両１に要求されるパワーがしきい値よりも低いという条件を含むようにしてもよい。
【００５９】
ＥＣＵ３００は、エンジン２の停止制御を実行する場合には、エンジン２の燃料噴射制御および点火制御を停止するとともに、たとえば、エンジン２と第１ＭＧ６との連結が解除されるようにクラッチを制御する。
【００６０】
そして、ＥＣＵ３００は、車両１のＥＶ走行中において、エンジン２の始動条件が成立する場合には、エンジン２の始動制御を実行し、エンジン２の燃焼動作を行なっている状態でエンジン２、第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８を用いて車両１の走行（以下、ハイブリッド走行と記載する）を実施する。
【００６１】
エンジン２の始動条件は、たとえば、蓄電装置のＳＯＣがしきい値よりも低下するという条件や、車両１に要求されるパワーがしきい値を超えるという条件を含むようにしてもよい。
【００６２】
ＥＣＵ３００は、エンジン２の始動制御を実行する場合には、エンジン２と第１ＭＧ６とが連結した状態になるようにクラッチを制御するとともに、第１ＭＧ６の出力トルクを上昇させることによりエンジン２の出力軸の回転数を上昇させて、エンジン２の出力軸の回転数が所定回転数以上となるときに燃料噴射制御と点火制御とを実行する。
【００６３】
しかしながら、たとえば、ＥＶ走行中において、たとえば、第１ＭＧ６の出力トルクが最大トルクに近い高負荷状態で第１ＭＧ６を動作させている場合には、エンジン２を始動させる余力がないためエンジン２の始動条件が成立してもエンジン２を始動させることができない場合がある。また、第２ＭＧ１８からエンジン２に伝達されるトルクを上昇させてエンジン２を始動させることも可能であるが、この場合、エンジン２の始動前後で前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が変化し、車両１のドライバビリティが悪化する場合がある。
【００６４】
図６は、ＥＶ走行中のエンジン始動時における駆動トルクの配分比の変化を説明するための図である。図６の左側の図（以下、左図と記載する）には、ＥＶ走行中において、リングギヤＲと、キャリアＣと、サンギヤＳとに作用する各種トルクが示される。また、図６の右側の図（以下、右図と記載する）には、エンジン２の始動時において、リングギヤＲと、キャリアＣと、サンギヤＳとに作用する各種トルクが示される。
【００６５】
図６の左図に示すように、たとえば、ＥＶ走行時（すなわち、エンジン２の停止時）に駆動トルクの配分比が１００：０となるように第２ＭＧ１８の動作を停止させつつ、第１ＭＧ６のトルクを「１」（すなわち、最大トルク）として車両１が走行している場合を想定する。
【００６６】
第１ＭＧ６が最大トルクで動作しており、エンジン２の始動条件が成立しても、第１ＭＧ６のトルクを上昇させることができないため、ＥＣＵ３００は、エンジン２と第１ＭＧ６とが連結した状態になるようにクラッチを動作させるとともに、図６の右図に示すように、第２ＭＧ１８のトルクが「０．３３３」になるように第２ＰＣＵ１９を制御する。この第２ＭＧ１８のトルク「０．３３３」がエンジン２を始動させるためのトルク（始動分）に相当する。
【００６７】
車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、第１ＭＧ６のトルクと、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクと、第２ＭＧ１８のトルクと、エンジン２の回転抵抗トルクとの総和がゼロになる第１関係式が成立する。そのため、前輪側駆動反力トルクと、後輪側駆動反力トルクと、エンジン２の回転反力トルクとの総和が「−１．３３３」になる。
【００６８】
さらに、第２ＭＧ１８のトルク「０．３３３」に「２」を乗算して算出される第１モーメントと、第１ＭＧ６のトルク「１」と、前輪側駆動反力トルクと、エンジン２の回転反力トルクとの総和に、「１」を乗算して算出される第２モーメントとが釣り合う第２関係式が成立する。そのため、第２関係式から前輪側駆動反力と、エンジン２の回転反力トルクとの総和が「−０．３３３」になる。そのため、第１関係式から後輪側駆動反力トルクが「−１」になる。ここで、エンジン２の回転反力トルクがエンジン２を始動させるためのトルクを相殺するトルク「−０．３３３」に相当する。その結果、前輪３０と後輪４０とに対する駆動トルクの配分比が０：１００の配分比になる。
【００６９】
このように、エンジン２を始動させるために、第２ＭＧ１８のトルクを上昇させる場合には、エンジン２の始動前後で駆動トルクの配分比が１００：０から０：１００に変化することになる。エンジン２を始動させるために駆動トルクの配分比が変化することになるため、車両１のドライバビリティが悪化する場合がある。
【００７０】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００は、ＥＶ走行時における第１ＭＧ６のトルク上限値を、第１ＭＧ６において出力可能な最大トルクよりもエンジン２の始動に要するトルク分だけ低い値以下に設定して、少なくとも第１ＭＧ６を用いて車両１を走行させるものとする。そして、ＥＣＵ３００は、ＥＶ走行時にエンジン２の始動条件が成立する場合には、第１ＭＧ６を用いてエンジン２を始動させるものとする。
【００７１】
このようにすると、ＥＶ走行時に第１ＭＧ６においてエンジン２を始動する余力を確保しつつ、少なくとも第１ＭＧ６を用いて車両１を走行させることができる。そのため、エンジン２を始動させる場合に、第１ＭＧ６のトルクを用いてエンジン２を始動させることができる。また、エンジン２の始動の際に第２ＭＧ１８のトルクが変化することが抑制されるため、前輪３０と後輪４０との各々における駆動トルクの配分比がエンジン２の始動前後で変化することを抑制することができる。
【００７２】
以下、図７を参照して、ＥＣＵ３００で実行される制御処理の一例について説明する。図７は、ＥＣＵ３００で実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＵＣ３００は、ＥＶ走行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、車両１の運転中にエンジン２の停止条件が成立する場合にＥＶ走行中であると判定してもよい。なお、停止条件については上述したとおりであるためその詳細な説明は繰り返さない。あるいは、ＥＣＵ３００は、たとえば、車両１が走行中であって、燃料噴射が停止している場合に、ＥＶ走行中であると判定してもよいし、車両１が走行中であって、エンジン２の回転数がゼロである場合に、ＥＶ走行中であると判定してもよい。ＥＶ走行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００７４】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、ＥＶ走行時の駆動トルクの配分比に対応した目標配分比を設定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、第１ＭＧ６のトルクが後述するトルク上限値を超えない範囲で設定可能な配分比のうち走行状態に応じた配分比が目標配分比として設定される。なお、ＥＣＵ３００は、たとえば、０：１００の駆動トルクの配分比をＥＶ走行時の駆動トルクの目標配分比として設定してもよい。
【００７５】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、設定された目標配分比になるように第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８のトルク制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ３００は、たとえば、ＥＶ走行時の第１ＭＧ６のトルク上限値を、第１ＭＧ６において出力可能な最大トルク（たとえば、ハイブリッド走行時の第１ＭＧ６のトルク上限値）よりもエンジン２の始動に要するトルク分だけ低い値以下に設定する。たとえば、第１ＭＧ６の最大トルクが「１」であり、エンジン２の始動に要するトルク分が「０．３３３」である場合には、「０．６６６」がＥＶ走行時の第１ＭＧ６のトルク上限値として設定される。
【００７６】
ＥＣＵ３００は、ＥＶ走行時において、設定された上限値を超えない範囲内で、車両１に要求されるパワーに基づく第１ＭＧ６のトルクを設定する。さらに、ＥＣＵ３００は、駆動トルクの配分比が目標配分比になるように第２ＭＧ１８のトルクを設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、ＥＶ走行時において、アクセル開度が全開であって、駆動トルクの目標配分比として０：１００が設定される場合には、第１ＭＧ６のトルクを「０．６６６」に設定するとともに第２ＭＧ１８のトルクを「０．３３３」に設定する。ＥＣＵ３００は、設定されたトルクが第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８の各々において発生するように第１ＰＣＵ５および第２ＰＣＵ１９を制御する。
【００７７】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、エンジン２の始動要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、エンジン２の始動条件が成立する場合に、エンジン２の始動要求があると判定する。エンジン２の始動条件については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。エンジン２の始動要求があると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。
【００７８】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３００は、エンジン２の始動制御を実行する。ＥＣＵ３００は、たとえば、エンジン２と第１ＭＧ６とが連結した状態になるようにクラッチを制御しつつ、第１ＭＧ６のトルクを最大トルク「１」まで上昇させる。ＥＣＵ３００は、エンジン２の出力軸の回転数がエンジン２の作動が可能な所定の回転数である場合に燃料噴射制御と点火制御とを実行する。これにより、エンジン２の燃焼動作が行なわれている状態になる。エンジン２の出力軸の回転数は、たとえば、回転数センサ等を用いて検出されてもよいし、あるいは，第１ＭＧ６の回転数を用いて算出されてもよい。第１ＭＧ６の回転数や第２ＭＧ１８の回転数は、たとえば、レゾルバ等の回転数センサを用いて検出される。
【００７９】
なお、Ｓ１００にてＥＶ走行中でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理は終了される。さらに、Ｓ１０６にて、エンジン２の始動要求がないと判定される場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。
【００８０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１の動作について、図８および図９を用いて説明する。
【００８１】
図８は、ＥＶ走行中の駆動トルクの配分比を説明するための図である。図９は、ＥＶ走行中のエンジン始動時における駆動トルクの配分比を説明するための図である。
【００８２】
たとえば、ＥＶ走行中においては（Ｓ１００にてＹＥＳ）、走行状態に応じて駆動トルクの目標配分比（０：１００）が設定される場合には（Ｓ１０２）、設定された目標配分比になるようにしつつ、アクセル開度に応じて設定される車両１の要求パワーが出力されるように第１ＭＧ６および第２ＭＧ１８のトルク制御が実行される（Ｓ１０４）。
【００８３】
このとき、たとえば、図８に示すように、アクセル開度が全開となることによって第１ＭＧ６のトルクが上限値である「０．６６」となるように第１ＰＣＵ５が制御されるとともに、第２ＭＧ１８のトルクが「０．３３」となるように第２ＰＣＵ１９が制御されるものとする。
【００８４】
このとき、車両１が一定速度で走行している場合を想定すると、上述の第１関係式と第２関係式とが成立することから前輪側駆動反力トルクがゼロになり、後輪側駆動反力トルクが「−１」になり、駆動トルクの配分比が０：１００の配分比になる。
【００８５】
その後に、エンジン２の始動条件が成立するとなどして、エンジン２の始動が要求されると判定されると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、エンジン２の始動制御が実行される（Ｓ１０８）。
【００８６】
エンジン２の始動制御の実行により、エンジン２と第１ＭＧ６とが連結した状態になるようにクラッチが制御されると、第１ＭＧ６のトルクが最大トルク「１」まで上昇するとともに、エンジン２から第１ＭＧ６に対する回転反力トルク「−０．３３３」が作用する。このとき、図９に示すように、エンジン２から第１ＭＧ６に対する回転反力トルクは、第１ＭＧ６のトルクの上昇分によって相殺される。そのため、エンジン２の出力軸の回転数の低下が抑制されるとともに、エンジン２の出力軸の回転数が所定回転数以上となる場合に、燃料噴射制御と点火制御とが実行されることによってエンジン２が始動される。このとき、駆動トルクの配分比は、エンジン２の始動前後において０：１００が維持されることになる。
【００８７】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両１によると、ＥＶ走行時に第１ＭＧ６においてエンジン２を始動する余力を確保しつつ、少なくとも第１ＭＧ６を用いて車両１を走行させることができる。そのため、エンジン２を始動させる場合に、第１ＭＧ６のトルクを用いてエンジン２を始動させることができる。また、エンジン２の始動の際に第２ＭＧ１８のトルクが変化することが抑制されるため、前輪３０と後輪４０との各々における駆動トルクの配分比がエンジン２の始動前後で変化することを抑制することができる。したがって、４輪駆動が可能なハイブリッド車両において前輪と後輪とにおける駆動トルクの配分比の変化を抑制しつつエンジンの始動が可能なハイブリッド車両を提供することができる。
【００８８】
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、配分比調整装置２２を構成する遊星歯車機構のうちのサンギヤに第２ＭＧ１８が連結され、リングギヤＲにプロペラシャフト１４が連結されるものとして説明したが、たとえば、サンギヤＳにプロペラシャフト１４が連結され、リングギヤＲに第２ＭＧ１８が連結される構成であってもよい。すなわち、サンギヤＳには、プロペラシャフト１４からの動力が伝達され、リングギヤＲには、第２ＭＧ１８からの動力が伝達される構成であってもよい。
【００８９】
さらに上述の実施の形態では、エンジン２と第１ＭＧ６との間にクラッチが設けられる構成とし、エンジン２の始動時にエンジン２と第１ＭＧ６とを連結した状態になるようにクラッチを制御し、エンジン２の停止時にエンジン２と第１ＭＧ６との連結を解除した状態になるようにクラッチを制御する構成を一例として説明したが、エンジン２と第１ＭＧ６との間の構成としては、このような構成に限定されるものではない。車両１は、たとえば、エンジン２と第１ＭＧ６とを直結した構成とし、エンジン２の停止時に排気弁と吸気弁とをリフト量調整装置等を用いてリフト量をゼロにして常時閉じ状態にすることでエンジン２の回転反力トルクを低減し、エンジン２の始動時に排気弁と吸気弁との常時閉じ状態を解除しつつ、第１ＭＧ６のトルクを上昇させる構成であってもよい。あるいは、車両１は、たとえば、エンジン２と、第１ＭＧ６と、自動変速機８の入力軸とを遊星歯車機構によって連結される構成とし、エンジン２の停止時に第１ＭＧ６を用いてエンジン２の出力軸の回転数を引き下げて停止状態にしつつ、エンジン２の始動時に第１ＭＧ６を用いてエンジン２の出力軸の回転数を引き上げてエンジン２を始動させる構成であってもよい。
【００９０】
さらに上述の実施の形態では、第１トランスアクスル４がドライブシャフト１００を介して前輪３０に連結され、第２トランスアクスル１６がドライブシャフト２００を介して後輪４０に連結される場合を一例として説明したが、たとえば、第１トランスアクスル４が後輪４０に連結され、第２トランスアクスル１６が前輪３０に連結される構成であってもよい。
【００９１】
さらに上述の実施の形態では、エンジン２の始動に要するトルクが一定量である場合を一例として説明したが、たとえば、エンジン２の始動に要するトルクが車両１の走行状態（たとえば、車速）の変化によって変化する場合には、ＥＶ走行中に車両１の走行状態の変化に応じてエンジン２の始動に要するトルクを算出し、最大トルクから算出されたエンジン２の始動に要するトルクを減算した値をＥＶ走行時の第１ＭＧ６のトルクの上限値として設定してもよい。このようにすると、ＥＶ走行中において、走行状態が変化する場合においても常にエンジン２の始動に要するトルクを確保することができるため、エンジン２の始動性の悪化を抑制することができる。
【００９２】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１  車両、２  エンジン、４  第１トランスアクスル、５  第１ＰＣＵ、６  第１ＭＧ、８  自動変速機、１０  第１デファレンシャルギヤ、１１，２４，Ｒ  リングギヤ、１２  トランスファー、１３，１５，１７，２１  傘歯車、１４  プロペラシャフト、１６  第２トランスアクスル、１８  第２ＭＧ、１９  第２ＰＣＵ、２０  第２デファレンシャルギヤ、２２  配分比調整装置、３０  前輪、４０  後輪、１００，２００  ドライブシャフト、３００  ＥＣＵ。
【図１】
2020192828.tif 000003
【図２】
2020192828.tif 000004
【図３】
2020192828.tif 000005
【図４】
2020192828.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020192828.tif 000008
【図７】
2020192828.tif 000009
【図８】
2020192828.tif 000010
【図９】
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