(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、蓄電手段を好適な状態に維持しつつシステム効率を向上させる。【解決手段】ハイブリッド車両（１０）の制御装置（１００）は、第１回転要素の状態をロック状態と非ロック状態との間で切り替え可能なロック手段（４００）を備え、走行モードとして、変速比を連続的に可変とする無段変速モードと、該変速比を固定する固定変速モードとを選択可能である。この制御装置は、ハイブリッド車両の運転条件を特定する運転条件特定手段と、蓄電手段（１２）の蓄電状態を特定する蓄電状態特定手段と、特定された運転条件が、内燃機関の稼動を必要とし且つハイブリッド車両の要求出力を満たす走行モードとして固定変速モードが選択された場合に蓄電手段の電力収支が負となるロック可能領域（Ａ３）に該当する場合に、特定された蓄電状態に応じて走行モードを切り替える。【選択図】図５
2010137711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記内燃機関に連結される第１回転要素、前記第１電動機に連結される第２回転要素並びに車軸に連結された出力部材及び前記第２電動機に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える動力分配手段と、前記第２回転要素の状態を回転不能なロック状態と非ロック状態との間で切り替え可能なロック手段と、前記第１及び第２電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備え、前記第２回転要素が非ロック状態にある場合に対応する、前記内燃機関の機関回転速度と前記出力部材の回転速度たる出力回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第２回転要素がロック状態にある場合に相当する、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の運転条件を特定する運転条件特定手段と、
前記蓄電手段の蓄電状態を特定する蓄電状態特定手段と、
前記特定された運転条件が、前記内燃機関の稼動を必要とし且つ前記ハイブリッド車両の要求出力を満たす前記走行モードとして前記固定変速モードが選択された場合に前記蓄電手段の電力収支が負となる、所定のロック可能領域に該当する場合に、前記特定された蓄電状態に応じて前記走行モードを切り替える走行モード切り替え手段と
を具備す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】
前記蓄電状態特定手段は、前記蓄電状態として前記蓄電手段の蓄電量を特定し、
前記走行モード切り替え手段は、前記特定された蓄電量が所定の上限値より大きい場合に前記走行モードが前記固定変速モードとなるように、また前記特定された蓄電量が前記上限値以下の値である下限値未満である場合に前記走行モードが前記無段変速モードとなるように、夫々前記走行モードを切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記蓄電手段の温度を特定する温度特定手段を更に具備し、
前記走行モード切り替え手段は、前記特定された温度が所定値未満である場合に前記走行モードが前記固定変速モードとなるように走行モードを切り替える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記内燃機関に連結される第１回転要素、前記第１電動機に連結される第２回転要素並びに車軸に連結された出力部材及び前記第２電動機に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える動力分配手段と、前記第２回転要素の状態を回転不能なロック状態と非ロック状態との間で切り替え可能なロック手段と、前記第１及び第２電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備え、前記第２回転要素が非ロック状態にある場合に対応する、前記内燃機関の機関回転速度と前記出力部材の回転速度たる出力回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第２回転要素がロック状態にある場合に相当する、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両の運転条件を特定する運転条件特定工程と、
前記蓄電手段の蓄電状態を特定する蓄電状態特定工程と、
前記特定された運転条件が、前記内燃機関の稼動を必要とし且つ前記走行モードとして前記固定変速モードが選択された場合に前記蓄電手段の電力収支が負となる、所定のロック可能領域に該当する場合に、前記特定された蓄電状態に応じて前記走行モードを切り替える走行モード切り替え工程と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動発電機とを動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、ハイブリッド車両において、必要要求負荷としてのアクセル開度が所定値以下の場合に発電機の回転数を固定し、アクセル開度が所定値以上の場合にアクセル開度に比例して発電機の回転数を増大することにより、ハイブリッド車両の走行モードを切り替える装置がある（特許文献１参照）。この装置によれば、発電機の回転数が固定される運転領域では、発電機への電力供給がゼロとされ、発電機における電力損失が防止される。一方、該回転数が増大される領域では、発電機における発電量が増大され、発電機による発電電力が、車軸に連結されるモータにて直接消費される。このため、発電機による電力を効率的に使用することが可能になるとされている。
【０００３】
また、モードマップを用いてパワートレーンシステムのモードが選択されるハイブリッド車両において、燃料消費量に対する駆動効率と、バッテリの充電状態との関係から、該充電状態に応じたモードを決定する装置がある（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３２６１２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の装置によれば、発電機の回転数が固定される運転領域では、発電機及びモータに電力を供給するバッテリにおける放電量と充電量との関係により、例えば該運転領域内で車両を加速させる場合等に、エンジンからの動力供給だけでは不足する動力を補うべくモータを駆動する必要が適宜生じ得る。この場合、バッテリに対して、回転数が固定された発電機からの給電は行われないから、モータへの放電のみが行われることとなって、このような状態が長時間継続した場合には特に、バッテリが過放電状態となり、それ以降のモータの駆動に、或いは更に、このバッテリを電力供給源とし得る他の電装補機類の駆動に支障をきたしかねない。一方で、この種の過放電を嫌って、上記アクセル開度の所定値を小さくすれば、内燃機関、発電機及びモータを含むハイブリッドシステムのシステム効率が低下しかねない。このように、アクセル開度に応じて発電機の回転数を固定するという上述の制御には、バッテリ等の蓄電手段の状態とシステム効率とのうち一方が少なからず悪化するといった技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、バッテリ等蓄電手段を好適な状態に維持しつつシステム効率を向上させ得るハイブリッド車両の制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記内燃機関に連結される第１回転要素、前記第１電動機に連結される第２回転要素並びに車軸に連結された出力部材及び前記第２電動機に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える動力分配手段と、前記第２回転要素の状態を回転不能なロック状態と非ロック状態との間で切り替え可能なロック手段と、前記第１及び第２電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備え、前記第２回転要素が非ロック状態にある場合に対応する、前記内燃機関の機関回転速度と前記出力部材の回転速度たる出力回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第２回転要素がロック状態にある場合に相当する、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の運転条件を特定する運転条件特定手段と、前記蓄電手段の蓄電状態を特定する蓄電状態特定手段と、前記特定された運転条件が、前記内燃機関の稼動を必要とし且つ前記ハイブリッド車両の要求出力を満たす前記走行モードとして前記固定変速モードが選択された場合に前記蓄電手段の電力収支が負となる、所定のロック可能領域に該当する場合に、前記特定された蓄電状態に応じて前記走行モードを切り替える走行モード切り替え手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る動力分配手段は、内燃機関、例えばモータジェネレータ等の電動発電機を好適な一形態として採り得る第１電動機及び例えばモータジェネレータ等の電動発電機を好適な一形態として採り得る第２電動機の各動力源と夫々接続される或いは接続可能に構成される第１、第２及び第３回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素（即ち、各動力源に対応する回転要素は、動力分配手段に備わる回転要素の少なくとも一部であって、必ずしも全てでなくてもよい）を備え、好適な一形態として、例えば第１、第２及び第３回転要素として夫々キャリア、サンギア及びリングギア等を備えた遊星歯車機構等の形態を採る。
【０００９】
また、本発明に係るロック手段とは、第１電動機に接続され得る第２回転要素の状態をロック状態と非ロック状態との間で少なくとも二値的に切り替えることが可能に構成された手段であり、好適な一形態として、例えば摩擦係合式或いは噛合式等各種態様を採り得る係合手段（ブレーキ装置やクラッチ装置等を好適な一形態として含み、係合要素同士を相互に係合及び離間させるべく駆動することが可能な各種の駆動装置、並びに係合要素の物理状態を検出する各種検出手段等を適宜に含み得る）等として構成される。ここで、「ロック状態」とは、例えば物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種抑止力により回転不能に固定された状態であり、非ロック状態とは、このようなロック状態にない、言い換えれば回転可能な状態を指す。本発明に係るハイブリッド車両は、係るロック手段により適宜選択的に切り替えられる第２回転要素の状態に応じて、例えばクランク軸等内燃機関の出力軸と、車軸に直接的又は間接的の別を問わず連結される出力部材との間の回転速度比（以下、適宜「変速比」と称する）の制御態様を意味する走行モードを、無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えることが可能である。尚、この際、一の走行モードに属する変速段は単数であっても複数であってもよい。
【００１０】
本発明に係る「無段変速モード」とは、第２回転要素が非ロック状態にある場合に対応しており、上記変速比を、理論的に、実質的に或いは予め規定された物理的、機械的、機構的又は電気的な制約の範囲内で、連続的に（実践上連続的であるのと同等に段階的な態様を含む）変化させることが可能な変速比の制御態様を指し、好適な一形態として、第２回転要素を、内燃機関の反力トルクを負担する反力要素とし、非ロック状態にある第２回転要素に接続された第１電動機によりその回転速度を制御すること等により実現される。無段変速モードにおいては、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度と出力トルクとにより規定される内燃機関の一運転条件を規定する点）は、例えば、理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で自由に選択され、例えば、燃料消費率（例えば、単位電力量（ｋｗｈ）当たりの消費燃料量（ｇ））或いは燃料消費量を理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小（尚、単位燃料消費量当たりの走行距離といった意味での燃料消費率（一般的にはこの指標値が「燃費」と表現されることが多い）を定義するのであれば最大）とし得る最適燃費動作点等に制御される。
【００１１】
一方、「固定変速モード」とは、第２回転要素がロック状態にある場合に対応しており、上記変速比が一の値に固定される制御態様を指す。固定変速モードにおいては、必然的に、機関回転速度がハイブリッド車両の車速に応じて一義的に規定される。また、固定変速モードが選択された場合、ハイブリッド車両は、基本的に内燃機関からの直達トルクのみにより走行する。但し、第２電動機は、第３回転要素を介して出力部材に連結されるため、固定変速モードが選択された状態であれ、第２電動機から出力部材への動力の供給は可能である。尚、第２回転要素がロック状態にある場合に固定変速状態が得られることから明らかなように、動力分配手段は、好適には、第１回転要素又は第１回転要素と一体回転可能な回転要素群と、第２回転要素又は第２回転要素と一体回転可能な回転要素群と、第３回転要素又は第３回転要素と一体回転可能な回転要素群の三種類の回転要素又は回転要素群のうち二種類の回転要素又は回転要素群の回転速度が規定された場合に残余の一回転要素又は回転要素群の回転速度が一義的に規定されるように、その差動態様が規定されている。
【００１２】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、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の形態を採り得る運転条件特定手段により、ハイブリッド車両の運転条件が特定される。ここで、本発明に係る「運転条件」とは、ハイブリッド車両において、少なくとも走行モードの選択に指標を与え得る条件であって、好適な一形態としては、車速及びアクセル開度又は車軸に供給すべき駆動力としての要求駆動力等を指す。尚、本発明に係る「特定」とは、検出、推定、算出、導出、同定及び取得等を包括する概念であり、真偽の程度はともかく、特定対象（この場合、運転条件）を、制御上参照し得る情報として最終的に切り替え手段に把握させ得る限りにおいて、そのプロセスは各種態様を有してよい趣旨である。また、この特定される運転条件は、これら各種走行モードに限らず、更にこれら各種走行モードを含む各種制御モード（例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）モード及びＨＶ（Hybrid Vehicle）モード等、動力源の選択態様を規定するモードを含み得る）の選択を促し得るものであってもよい。
【００１３】
ここで、この種の運転条件によっては（例えば相対的に高負荷側の負荷領域、或いは相対的に低回転側の回転領域等において）、固定変速モードが選択された状態でハイブリッド車両が走行するに際し、上記直達トルクだけではハイブリッド車両の要求出力（車速と要求駆動力とにより一義的に定まり得る）を満たし得ない場合がある。この種の運転条件の領域には、係る要求出力に対する出力の不足を補うべく蓄電手段の電力を消費する形で第２電動機を駆動したとしても要求出力を満たし得ない領域、言い換えれば要求出力を満たすためには固定変速モードを解除して無段変速モードを選択するよりない領域も当然ながら含まれ得るが、第２電動機から出力部材への動力の供給により、係る要求出力を満たし得る領域も含まれる。
【００１４】
ここで、固定変速モードは、無段変速モードと比較して伝達効率ηｔが高く、運転条件が、内燃機関の熱効率ηｅが十分に担保され得る程度に高回転側或いは高負荷側の領域に該当する場合、無段変速モードと較べてシステム効率ηｓｙｓ（内燃機関の熱効率ηｅと動力分配手段の伝達効率ηｔとにより、例えば、ηｓｙｓ＝ηｅ×ηｔとして規定され得る）が高くなり得る（逆に、内燃機関の熱効率ηｅが低い軽負荷領域では、動力循環により伝達効率ηｔが低下してでも無段変速モードを選択した方がよい場合も生じ得る）。従って、第２電動機から出力部材への動力供給により要求出力を満たし得る領域では、固定変速モードを維持した方が内燃機関の燃料消費量を抑制する観点からは基本的に有利である。
【００１５】
然るに、この場合、蓄電手段は、第２電動機に電力を供給すべく放電するのみであるから、第２電動機の駆動が長時間継続されれば、蓄電手段のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態（尚、これ以降は、充電状態を規定する指標値も適宜「ＳＯＣ」と表現する））が悪化する。従って、何らの措置すら講じられることがなければ、蓄電手段は、第１及び第２電動機に対する電力供給が不可能な或いは困難な程度に過放電な状態となって、ハイブリッドシステム自体が破綻する（第１電動機を駆動し得なくなり、反力トルクが得られなくなって、少なくとも無段変速モードの実行が不可能となる）可能性がある。この際、固定変速モードを維持したまま内燃機関の直達トルクを上昇させ、トルクの余剰分を第２電動機で回生して発電するといった措置を講じることは可能であるが、それでは、ＳＯＣが十分に回復するまでに無駄に噴射量が増量されることとなり、燃料消費量の著しい増大を招く。従って、ハイブリッド車両は、固定変速モードでの走行を余儀なくされ得るが、この場合、先に述べた駆動力不足等により、例えば低回転側或いは高負荷側の領域等において特にドライバビリティの著しい低下を招来しかねない。とは言え、運転条件がこの種の領域に該当する場合において、走行モードを常に無段変速モードに切り替えてしまえば、固定変速モードと比較して低下するシステム効率ηｓｙｓの影響によって、ハイブリッド車両の要求出力を満たし得る内燃機関の要求出力は上昇し、燃料消費量の増大を招く。即ち、この種の領域においては、蓄電手段のＳＯＣを好適に維持するための指針が必要となる。
【００１６】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、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の形態を採り得る走行モード切り替え手段が、運転条件特定手段により特定された運転条件が所定のロック可能領域に該当する場合に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、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の形態を採り得る蓄電状態特定手段により特定された、例えば先述のＳＯＣ等を好適な一形態として含み得る蓄電手段の蓄電状態に応じて、例えば先に述べたロック手段を介した第２回転要素の状態制御等により走行モードを切り替える。尚、切り替え手段に係る「切り替え」とは、切り替える必要がない場合に、該当する走行モードの選択を維持するといった動作概念を含む趣旨である。
【００１７】
ここで、「ロック可能領域」とは、内燃機関の稼動を必要とし且つハイブリッド車両の要求出力を満たす走行モードとして固定変速モードが選択された場合に蓄電手段の電力収支が負となる領域であり、先に述べた、「直達トルクでは要求出力が満たされないものの第２電動機から出力部材への動力供給により要求出力を満たし得る領域」と等価である。また、電力収支とは、充電量と放電量との差分であり、電力収支が「負」であるとは、即ち、充電量に対し放電量が多い、即ち、蓄電手段のＳＯＣが、その大小及び緩急の差こそあれ時間経過と共に低下することを意味する。即ち、ロック可能領域は、先に述べたように、特定される運転条件のみに基づいた走行モードの選択を行い難い領域である。
【００１８】
一方、ロック可能領域において運転条件のみに基づいて走行モードを選択した場合に生じ得る不具合は、元より蓄電手段に蓄積された電力資源が有限であることに起因している。従って、蓄電状態特定手段により特定される「蓄電手段の蓄電状態」は、ロック可能領域において、第２回転要素（即ち、一義的に第１電動機）をロックして固定変速モードを選択することが可能であるか否かを規定する有効な指標となる。例えば、ＳＯＣが十分に高い、或いは回生電力を吸収しきれない程度に過剰に高い場合には、電力収支が負であれ実践上何らの問題も生じないから、システム効率を可及的に高く維持すべく固定変速モードを選択すべき旨の判断を下し得るし、ＳＯＣが各電動機に対する電力供給が不可能である程に低い、或いはそのような事態を近未来的に招来し得る程度に低い場合には、電力収支を負とすることは避けるべきである旨の判断を下し得る。或いは特定される蓄電状態が、ＳＯＣ等、定量的に規定される状態と異なり、例えば蓄電量が多いか少ないか等、厳密に蓄電量を特定することなく判断され得る定性的な状態であったとしても、蓄電量が多いと推定される場合には固定変速モードを、蓄電量が少ないと推定される場合には無段変速モードを夫々選択すべき旨の判断を下すことは可能である。
【００１９】
即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、走行モードをハイブリッド車両の運転条件のみに基づいて一義的に選択することができないロック可能領域において、蓄電手段の蓄電状態を判断指標として利用する旨の技術思想により、何らこの種の技術思想を有さぬ場合と較べて、蓄電手段の蓄電状態を、ハイブリッドシステムの動作上必要とされる好適な範囲に維持することが可能となっている。このため、固定変速モードを選択することによりシステム効率ηｓｙｓを可及的に高く維持し、内燃機関の燃料消費を可及的に抑制するといった利益を可及的に広範囲にわたって存分に享受することが可能となるのである。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記蓄電状態特定手段は、前記蓄電状態として前記蓄電手段の蓄電量を特定し、前記走行モード切り替え手段は、前記特定された蓄電量が所定の上限値より大きい場合に前記走行モードが前記固定変速モードとなるように、また前記特定された蓄電量が前記上限値以下の値である下限値未満である場合に前記走行モードが前記無段変速モードとなるように、夫々前記走行モードを切り替える。
【００２１】
この態様によれば、蓄電状態特定手段は、例えば蓄電手段のＳＯＣ等として蓄電量を特定し、走行モード切り替え手段は、この特定された蓄電量が上限値よりも大きい（即ち、定性的には、蓄電手段が過充電状態にある場合を意味する）場合には固定変速モードを、また蓄電量が下限値未満である（即ち、定性的には、蓄電手段が過放電状態にある場合を意味する）場合には無段変速モードを、夫々選択する。従って、この態様によれば、蓄電手段の蓄電量を、上下限値により規定される範囲に適切に維持することが可能となり、ロック可能領域において可及的に固定変速モードを維持することが可能となる。
【００２２】
尚、係る上下限値は、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、ハイブリッド車両の運転履歴又は蓄電手段における電力収支の絶対値（負側にせよ正側にせよ充電量と放電量との偏差の大きさ）或いはその変化の度合い等を考慮して、例えば比較的電力収支の絶対値が大きい場合であっても蓄電手段が過放電状態或いは過充電状態とならないように設定される、ある程度安全側にマージンが付与された固定値であってもよいし、その都度これら運転履歴又は絶対値或いは変化の度合い等を考慮して決定される可変な値であってもよい。また、上限値と下限値は、必ずしも相異なる値でなくてよい。尚、本発明において「より大きい」及び「未満」とは、上下限値の設定如何により容易に「以上」及び「以下」と置換し得る概念であって、上下限値がいずれの領域に所属しようと、本発明の本質部分に影響が及ばないことは自明である。
【００２３】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記蓄電手段の温度を特定する温度特定手段を更に具備し、前記走行モード切り替え手段は、前記特定された温度が所定値未満である場合に前記走行モードが前記固定変速モードとなるように走行モードを切り替える。
【００２４】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、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の形態を採り得る温度特定手段により、蓄電手段の温度が特定され、この温度が所定値未満である場合には固定変速モードが選択される。
【００２５】
蓄電手段には、その物理的、機械的、電気的又は化学的構成に応じて、或いは制御上の理由から、単位時間当たりに許可される充電量の上限値（所謂、充電制限値Ｗｉｎである）及び単位時間当たりに許可される放電量の上限値（所謂、放電制限値Ｗｏｕｔである）が規定される（以下、これらを包括して「充放電制限値」等と称する）。この充放電制限値は、上述したＳＯＣ等の蓄電状態もさることながら蓄電手段の温度と相関しており、相対的な傾向としては、相対的に低温側において、充放電制限値は小さくなり、充放電制限値に抵触しない充放電許可領域は縮小する。ハイブリッド車両を効率的に走行させるためには、この種の充放電許可領域は広い方が望ましく、そのような意味では、蓄電手段の温度は、ある程度高い（過剰に高温の温度領域では、充放電制限値は小さくなる傾向がある）方がよい。
【００２６】
ここで、ロック可能領域において固定変速モードが選択された場合、常に蓄電手段からの電力の持ち出しが生じるため、無段変速モードが選択される場合と較べて蓄電手段の昇温は促進される傾向がある。従って、この態様によれば、蓄電手段の充放電許可領域を可及的に早期に拡大することが可能であり、蓄電手段の性能を最大限に引き出すことが可能となる。
【００２７】
上述した課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記内燃機関に連結される第１回転要素、前記第１電動機に連結される第２回転要素並びに車軸に連結された出力部材及び前記第２電動機に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備える動力分配手段と、前記第２回転要素の状態を回転不能なロック状態と非ロック状態との間で切り替え可能なロック手段と、前記第１及び第２電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備え、前記第２回転要素が非ロック状態にある場合に対応する、前記内燃機関の機関回転速度と前記出力部材の回転速度たる出力回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第２回転要素がロック状態にある場合に相当する、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両の運転条件を特定する運転条件特定工程と、前記蓄電手段の蓄電状態を特定する蓄電状態特定工程と、前記特定された運転条件が、前記内燃機関の稼動を必要とし且つ前記走行モードとして前記固定変速モードが選択された場合に前記蓄電手段の電力収支が負となる、所定のロック可能領域に該当する場合に、前記特定された蓄電状態に応じて前記走行モードを切り替える走行モード切り替え工程とを具備することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係るハイブリッド車両の制御方法によれば、その動作時には、上述した本発明に係るハイブリッド車両の制御装置における動作を実現する各工程により、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の効果を得ることが可能である。
【００２９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３１】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３、アクセル開度センサ１４及びバッテリ温度センサ１５並びにハイブリッド駆動装置１０００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００３２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する第１走行モード選択制御処理及び第２走行モード選択制御処理を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「運転条件特定手段」、「蓄電状態特定手段」、「切り替え手段」及び「温度特定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、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、例えばこれら各手段は、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として構成されていてもよい。
【００３３】
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後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２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に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された制御ユニットである。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構成となっている。
【００３４】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２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ことが可能に構成された充電可能な、本発明に係る「蓄電手段」の一例である。バッテリ１２は、１〜２Ｖ程度の単位電池セルが数百個直列に接続された構成を有している。
【００３５】
車速センサ１３は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３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構成となっている。
【００３６】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０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１４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構成となっている。
【００３７】
バッテリ温度センサ１５は、バッテリ１２の温度を検出可能に構成されたセンサである。バッテリ温度センサ１５の温度検出用の端子は、バッテリ１２を構成する先述した複数の単位電池セルのうち、予め選択された複数のセルに付設されている。また、バッテリ温度センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、この複数の検出端子に対応する個々の単位電池セルの温度は、全てＥＣＵ１００により取得される構成となっている。ＥＣＵ１００は、これら複数の温度を平均化処理することにより、制御上参照可能なバッテリ１２の温度としてのバッテリ温度Ｔｂを算出する。
【００３８】
ＳＯＣセンサ１６は、バッテリ１２の蓄電残量たるＳＯＣを検出可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＳＯＣは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３９】
ハイブリッド駆動装置１０００は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。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こととする。
【００４０】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０００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「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、ブレーキ機構４００及び減速機構５００を備える。
【００４１】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、各種の態様を有してよい。
【００４２】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば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構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００４３】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「第２回転要素」の一例たるサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるプラネタリキャリア３０６とを備えた、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる動力伝達装置である。
【００４４】
ここで、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度（以下、適宜「ＭＧ１回転速度」と称する）と等価である。また、リングギア３０１は、駆動軸３０２（即ち、本発明に係る「出力部材」の一例）及び減速機構５００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度（以下、適宜「ＭＧ２回転速度」と称する）と等価である。更に、プラネタリキャリア３０６は、エンジン２００のクランクシャフト２０５に結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。
【００４５】
一方、駆動軸３０２は、ハイブリッド車両の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構５００を介して連結された、本発明に係る「出力部材」の一例である。モータジェネレータＭＧ２から駆動軸３０２に出力されるモータトルクは、減速機構５００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構５００及び駆動軸３０２を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００４６】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００４７】
ブレーキ機構４００は、一方のブレーキ板がサンギア３０３に連結され、他方のブレーキ板が物理的に固定された構成を有する、本発明に係る「ロック手段」の一例たるブレーキ装置である。ブレーキ機構４００は、不図示の油圧駆動装置と接続されており、当該油圧駆動装置からの油圧の供給によりサンギア側のブレーキ板が固定側のブレーキ板に押圧され、サンギア３０３の状態（一義的に、ＭＧ１の状態）を、回転不能のロック状態と回転可能な非ロック状態との間で選択的に切り替え可能に構成されている。尚、ブレーキ機構４００の油圧駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作が上位に制御される構成となっている。
【００４８】
尚、本発明に係る「動力分配手段」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分配手段は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、ロック手段に係る実施形態上の構成も、動力分配手段の構成に応じて適宜変化し得るものである。
【００４９】
減速機構５００は、予め設定された減速比に従って駆動軸３０２の回転速度を減速可能なギア機構を含み、またドライブシャフトＳＦＬ及びＳＦＲ相互間の回転速度差を吸収するデファレンシャル等の最終減速機を含むギア装置である。尚、減速機構５００は、予め設定された減速比に従って駆動軸３０２の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。
【００５０】
＜実施形態の動作＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０では、上述したサンギア３０３の状態（一義的に、モータジェネレータＭＧ１の状態）に応じて無段変速モード及び固定変速モードの二種類の走行モードを選択することが可能である。ここで、図３を参照し、ハイブリッド車両１０の走行モードについて説明する。ここに、図３は、ハイブリッド駆動装置１０００の各部の動作状態を説明する動作共線図である。尚、同図において、図３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こととする。
【００５１】
図３（ａ）において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構により構成されており、サンギア３０３（即ち、実質的にＭＧ１）、プラネタリキャリア３０６（即ち、実質的にエンジン２００）及びリングギア３０１（即ち、実質的にＭＧ２）のうち二要素の回転速度が定まれば、残余の一要素の回転速度が必然的に決定される。即ち、共線図上において各要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０００の一動作状態について、一の直線（動作共線）によって表すことができる。
【００５２】
例えば、図３（ａ）において、モータジェネレータＭＧ２の動作点を図示白丸ｍ１とし、エンジン２００の反力トルクを負担するモータジェネレータＭＧ１の動作点が図示白丸ｍ３であるとすれば、エンジン２００の動作点は必然的に図示白丸ｍ２となる。ここで、車速Ｖ（即ち、ＭＧ２の回転速度と一義的である）を一定とすれば、ＭＧ１の回転速度を制御して、ＭＧ１の動作点を図示白丸ｍ４或いは白丸ｍ５に変化させた場合、エンジン２００の動作点は、夫々図示白丸ｍ６或いは白丸ｍ７に変化する。このように、ＭＧ１が非ロック状態にあれば、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置として利用し、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能となる。エンジン２００の機関回転速度ＮＥをある程度の範囲で自由に選択可能であれば、機関回転速度ＮＥと駆動軸３０２との比たる変速比を、少なくともある程度の範囲で自由に設定することが可能となり、動力分割機構３００を一種のＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速装置）として機能させることができる。このように変速比を自由に選択可能な走行モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点は、基本的に、エンジン要求出力（ハイブリッド車両１０の要求出力とは異なり得る）毎にエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。
【００５３】
ここで、無段変速モードが選択されている場合、ＭＧ２の回転速度が高いものの機関回転速度ＮＥが低くて済むような運転条件においては、モータジェネレータＭＧ１の動作点を、例えば図示白丸ｍ５の如き負回転側に設定する必要が生じ得る。この場合、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２００の反力トルクとして負トルクを出力しており、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、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクは、ハイブリッド車両１０の駆動トルクとして駆動軸３０２に伝達される。一方、このようにモータジェネレータＭＧ１のトルクが駆動トルクとして伝達されてしまうと、駆動軸３０２のトルクは、各ドライブシャフトに供給すべき要求駆動力に対応する要求トルクに対し過剰となる。このため、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸３０２に出力される余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、モータジェネレータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって発電状態となる。
【００５４】
このような状態においては、ＭＧ２で発電した電力により、ＭＧ１を力行駆動し、余剰なトルクをＭＧ２で再び回生する、といった、所謂動力循環と称される無駄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１０００における動力の伝達効率ηｔが低下してハイブリッド駆動装置１０００のシステム効率ηｓｙｓ（例えば、エンジン２００の熱効率ηｅ×伝達効率ηｔ等として定義される）が低下し、エンジン２００における燃料消費量が増加してしまう。
【００５５】
そこで、このような動力循環が生じ得る運転領域においては、ブレーキ機構４００によりサンギア３０３が先に述べたロック状態に制御される。その様子が図３（ｂ）に示される。サンギア３０３がロック状態となると、必然的にモータジェネレータＭＧ１もまたロック状態となり、ＭＧ１の回転速度はゼロとなる（図示白丸ｍ８参照）。このため、エンジン２００の機関回転速度は、車速Ｖと一義的なＭＧ２の回転速度とこのＭＧ１の回転速度とにより一義的に決定され（即ち、変速比が一定となる）、動作点は図示白丸ｍ９となる。このようにＭＧ１がロック状態にある場合に対応する走行モードが、固定変速モードである。
【００５６】
固定変速モードでは、本来モータジェネレータＭＧ１が負担すべきエンジン２００の反力トルクをブレーキ機構４００の物理的な制動力により代替させることができる。即ち、モータジェネレータＭＧ１を発電状態にも力行状態にも制御する必要はなくなり、モータジェネレータＭＧ１は停止させられる。従って、基本的にモータジェネレータＭＧ２も停止（電気的に停止）状態に制御され、空転状態となる。結局、固定変速モードでは、ハイブリッド駆動装置１０００の出力トルク（駆動軸３０２に供給されるトルク）は、エンジントルクのうち、動力分割機構３００により駆動軸３０２側に分割された、直達トルクのみとなる。このように、固定変速モードでは、エンジン２００からの直達トルクのみがハイブリッド車両１０の駆動トルク（尚、駆動トルクは、各ドライブシャフトに加わる駆動力と一義的である）となり、ハイブリッド駆動装置１０００は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、伝達効率ηｔが上昇する。
【００５７】
ハイブリッド車両１０において、走行モードは、ＥＣＵ１００により、基本的に車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔに基づいて切り替えられる。要求駆動力Ｆｔは、各ドライブシャフトに供給すべき駆動力の要求値であり、車速センサ１４により検出される車速Ｖとアクセル開度センサ１３により検出されるアクセル開度Ｔａとをパラメータとする不図示の要求駆動力マップより取得される。ＥＣＵ１００は、この要求駆動力マップより取得された要求駆動力Ｆｔと、車速Ｖとに基づいて、予めこれらと選択すべき走行モードとが対応付けられてなる走行モード選択マップを参照し、選択すべき走行モードを決定する。
【００５８】
ここで、図４を参照し、走行モード選択マップの詳細について説明する。ここに、図４は、走行モード選択マップの模式図である。
【００５９】
図４において、走行モード選択マップは、縦軸及び横軸に夫々要求駆動力Ｆｔ及び車速Ｖが表されてなる二次元マップである。走行モード選択マップ上では、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を非ロック状態とし上述した無段変速モードを選択すべき領域がＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）領域Ａ１及びＡ４として、またＭＧ１をロック状態とし上述した固定変速モードを選択すべき領域がＭＧ１ロック領域Ａ２として夫々規定されている。即ち、車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔは、本発明に係る「ハイブリッド車両の運転条件」の一例である。
【００６０】
ここで、ＣＶＴ領域Ａ１は、相対的に高車速且つ低要求駆動力（即ち、軽負荷に相当する）の運転領域である。エンジン２００は、要求負荷が小さい運転領域では、その熱効率ηｅが極端に低下する。このように熱効率が極度に低下した運転条件では、動力循環による伝達効率ηｔの低下がシステム効率ηｓｙｓに与える影響よりも、この熱効率ηｅの低下がシステム効率ηｓｙｓに与える影響の方が強くなり、固定変速モードを選択することにより、かえってシステム効率ηｓｙｓが低下する。ＣＶＴ領域Ａ１は、このような理由から無段変速モードを選択すべき旨が定められた領域である。
【００６１】
一方、ＣＶＴ領域Ａ４は、エンジン２００の直達トルクにモータジェネレータＭＧ２のモータトルクＴｍを加えても、駆動軸３０２に対しハイブリッド車両１０の要求出力を満たす駆動トルクを供給し得ない領域として規定されており、図示の通り矩形の領域である。車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔにより規定されるハイブリッド車両の一運転条件がＣＶＴ領域Ａ４に該当する場合、ＥＣＵ１００は、走行モードとして無条件に無段変速モードを選択する。
【００６２】
他方、ＭＧ１ロック領域Ａ２は、エンジン２００の直達トルクのみでハイブリッド車両１０の要求出力を満たし得る領域であり、且つ伝達効率ηｔの低下を防止することにより、無段変速モードよりもシステム効率ηｓｙｓを向上させ得る領域として定められている。車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔにより規定されるハイブリッド車両の一運転条件がＭＧ１ロック領域Ａ２に該当する場合、ＥＣＵ１００は、走行モードとして無条件に固定変速モードを選択する。
【００６３】
尚、ハイブリッド車両１０では、駆動軸３０２に対しモータジェネレータＭＧ２からのモータトルクＴｍのみを供給することによって係るモータトルクＴｍのみで走行する、所謂ＥＶ走行が可能である。ＥＶ走行が可能となる運転条件は、図４の走行モード選択マップ上では、図示ＥＶ走行可能領域として表される。ＥＶ走行可能領域は、モータジェネレータＭＧ２の許容最大出力と、許容最高回転速度とにより規定される。但し、ＥＶ走行は、ハイブリッド車両１０の運転条件が図示ＥＶ走行可能領域に該当する場合に常に選択されるとは限らず、例えばその時点のバッテリ１２のＳＯＣ等に応じて、その実行可否が適宜判断される。尚、ＥＶ走行に関しては、本発明との相関が低いため、ここでは、その詳細な説明を省略することとする。
【００６４】
ここで特に、走行モード選択マップ上には、無段変速モードと固定変速モードとのうちいずれの選択も可能な領域として、ＭＧ１ロック可能領域Ａ３（図示ハッチング領域参照）が設定されている。
【００６５】
ＭＧ１ロック可能領域Ａ３は、システム効率ηｓｙｓの点で言えば固定変速モードの方が優れるものの、エンジン２００からの直達トルクのみでは、駆動軸３０２に供給すべきトルクが不足する、即ちモータジェネレータＭＧ２からのモータトルクＴｍのアシストを必要とする運転領域である。ＭＧ１ロック可能領域Ａ３において固定変速モードが選択された場合、モータジェネレータＭＧ１における発電動作が停止した状態でバッテリ１２からの電力の持ち出しが継続することとなるため、減速回生等、ランダムに生じ得る電力回生による一時的な充電量の増加を除けば、バッテリ１２において、放電量は基本的に充電量を上回ることとなり、バッテリ１２における電力収支は恒常的に負となる。即ち、ＭＧ１ロック可能領域Ａ３は、本発明に係る「ロック可能領域」の一例である。
【００６６】
このようにＭＧ１ロック可能領域Ａ３においては、電力収支が負であるから、車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔにより規定されるハイブリッド車両の一運転条件がＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当するからと言って、常に固定変速モードを選択すると、バッテリ１２のＳＯＣが低下して、ハイブリッド駆動装置１０００がシステムとして破綻しかねない。反対に、ＭＧ１ロック可能領域Ａ３において常に無段変速モードを選択すると、固定変速モードによりシステム効率ηｓｙｓの向上を図り得る状況においても無段変速モードが選択されることとなり、システム効率ηｓｙｓを最適化し得ないことに起因してエンジン２００における燃料消費量の無駄な増加を招く。そこで、ＥＣＵ１００は、第１及び第２走行モード選択制御処理を実行することにより、バッテリ１２のＳＯＣを望ましい範囲に維持しつつ、ＭＧ１ロック可能領域において可及的に高頻度で固定変速モードを選択することを可能としている。
【００６７】
ここで、図５を参照し、第１走行モード選択制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、第１走行モード選択制御処理のフローチャートである。
【００６８】
図５において、ＥＣＵ１００は、車速センサ１３により検出される車速Ｖと、アクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ｔａに基づいて取得された要求駆動力Ｆｔとにより規定されるハイブリッド車両１０の一運転条件が、図４に例示した走行モード選択マップ上における、ＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当するか否かを判別する（ステップＳ５１）。
【００６９】
運転条件がＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当しない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、該当する領域（即ち、ＣＶＴ領域Ａ１，Ａ４又はＭＧ１ロック領域Ａ２）に対応する走行モード（即ち、無段変速モード又は固定変速モード）を選択し、選択された走行モードに従ってハイブリッド車両１０が走行するように、ハイブリッド駆動装置１０００における必要な各部の動作を制御する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２が実行されると、処理はステップＳ５１に戻される。
【００７０】
一方、運転条件がＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当する場合（ステップＳ５１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ１６により検出されるバッテリ１２のＳＯＣが、予め設定された判断基準値αよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ５３）。この判断基準値αは、本発明に係る「上限値」の一例であり、バッテリ１２が、回生電力の受け入れが阻害される過充電状態とならないように通常設定される最大蓄電量ＳＯＣｍａｘ未満の値であって、且つ固定変速モードを実践上有意な長きにわたって継続し得る程度に大きい値に設定されている。
【００７１】
ＳＯＣが判断基準値αよりも大きい場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、走行モードを固定変速モードに切り替える（ステップＳ５６）。尚、従前の走行モードが固定変速モードであれば、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５６をスキップし、走行モードを固定変速モードに維持する。ステップＳ５６が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ５１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００７２】
ＳＯＣが判断基準値α以下である場合（ステップＳ５３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度センサ１５により検出されるバッテリ温度Ｔｂが、判断基準値γよりも高いか否かを判別する（ステップＳ５４）。この判断基準値γは、本発明に係る「所定値」の一例であり、バッテリ１２の充電制限値Ｗｉｎ及び放電制限値Ｗｏｕｔが、それ以下の温度領域において実践上看過し難い程度に低下する値として設定された適合値である。
【００７３】
バッテリ温度Ｔｂが判断基準値γ以下である場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ５６に移行させて走行モードを固定変速モードに切り替える（ステップＳ５６）。一方、バッテリ温度Ｔｂが判断基準値γよりも高い場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、走行モードを無段変速モードに切り替える（ステップＳ５５）。ステップＳ５５が実行されると、処理は、ステップＳ５１に戻され一連の処理が繰り返される。第１走行モード選択制御処理は以上のようにして実行される。
【００７４】
ここで、図６を参照し、第２走行モード選択制御処理の詳細について説明する。ここに、図６は、第２走行モード選択制御処理のフローチャートである。尚、第２走行モード選択制御処理は、上記第１走行モード選択制御処理と並列して実行される処理である。
【００７５】
図６において、ＥＣＵ１００は、車速センサ１３により検出される車速Ｖと、アクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ｔａに基づいて取得された要求駆動力Ｆｔとにより規定されるハイブリッド車両１０の一運転条件が、図４に例示した走行モード選択マップ上における、ＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当するか否かを判別する（ステップＳ６１）。
【００７６】
運転条件がＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当しない場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２走行モード選択制御処理に係る一プロセスを終了し、再びステップＳ６１を実行する。即ち、実質的に処理は待機状態となる。補足すれば、この場合、第１走行モード選択制御処理により、然るべき走行モードに従った走行制御が遅滞なく実行される。
【００７７】
運転条件がＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当する場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、現在固定変速モードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ６２）。固定変速モードが選択されていない場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２走行モード選択制御処理に係る一プロセスを終了し、再びステップＳ６１を実行する。
【００７８】
固定変速モードが選択されている場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、ＳＯＣセンサ１６により検出されるバッテリ１２のＳＯＣが、判断基準値β未満であるか否かを判別する（ステップＳ６３）。この判断基準値βは、本発明に係る「下限値」の一例であり、バッテリ１２が、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２への電力供給が阻害される過放電状態とならないように通常設定される最小蓄電量ＳＯＣｍｉｎより大きい値であって、且つ固定変速モードを実践上有意な長きにわたって継続し得る程度に小さい値に設定されている。
【００７９】
バッテリ１２のＳＯＣが判断基準値β以上である場合（ステップＳ６３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２走行モード選択制御処理に係る一プロセスを終了し、再びステップＳ６１を実行する。一方、バッテリ１２のＳＯＣが判断基準値β未満である場合（ステップＳ６３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、走行モードを無段変速モードに切り替える（ステップＳ６４）。尚、ステップＳ６４に処理が移行した段階では、固定変速モードが選択された状態にあるため、ステップＳ６４では、ブレーキ機構４００の駆動制御等を介して、必ず走行モードの切り替えが実行される。ステップＳ６４が実行されると、ＥＣＵ１００は、第２走行モード選択制御処理に係る一プロセスを終了し、再びステップＳ６１を実行する。第２走行モード選択制御処理は、以上のようにして実行される。
【００８０】
本実施形態に係る第１及び第２走行モード選択制御処理によれば、車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔにより規定されるハイブリッド車両１０の一運転条件が、走行モード選択マップ上で規定されるＭＧ１ロック可能領域Ａ３に該当する場合には、その時点のバッテリ１２の蓄電量を規定するＳＯＣに応じて走行モードが選択される。
【００８１】
この際、ＳＯＣが判断基準値αよりも大きければ固定変速モードが選択され、一旦固定変速モードが選択されると、ＳＯＣが判断基準値β未満まで低下しない限り係るＭＧ１ロック可能領域Ａ３においては固定変速モードが選択される。このため、バッテリ１２を過放電状態としない範囲で可及的に固定変速モードを選択することが可能となり、ハイブリッド駆動装置１０００のシステム効率ηｓｙｓを可及的に高い状態に維持することが可能となる。一方で、ＳＯＣが判断基準値β未満まで低下すると、無段変速モードが選択され、一旦無段変速モードが選択された場合、ＳＯＣが判断基準値αよりも大きくなるまで係る無段変速モードが継続される。このため、固定変速モードと無段変速モードとの間で走行モードが頻繁に切り替わる所謂切り替えビジーな状態の招来が防止され且つエンジン２００と各モータジェネレータとの協調制御によるＳＯＣの回復が好適に図られると共に、バッテリ１２が過充電状態となって、然るべき電力回生時に回生電力の吸収が不可能になるといったシステム上の不具合の発生も防止される。総体的に、本実施形態に係るこれらの制御によれば、ＭＧ１ロック可能領域において、バッテリ１２のＳＯＣを、上下限値としての判断基準値α及びβにより規定される、制御上極めて望ましい範囲で増減させつつ、固定変速モードを選択することによる利益を可及的に享受することが可能となる。即ち、蓄電手段を好適な状態に維持しつつシステム効率を向上させることが可能となるのである。
【００８２】
また、第１走行モード選択制御処理においては、ＳＯＣが判断基準値α以下であっても、バッテリ１２が、バッテリ温度Ｔｂが判断基準値γ以下となる低温状態にある場合には、電力消費の大きい固定変速モードの選択がなされる。このため、バッテリ１２からの放電を積極的に促してバッテリ１２の迅速な昇温を図ることが可能であり、低温領域において低下するバッテリ１２の充放電制限値Ｗｉｎ及びＷｏｕｔを上昇させ、充放電制限に抵触しない範囲を拡大することが可能となる。即ち、バッテリ１２をより効率的に使用して、ハイブリッド車両１０を走行させることが可能となるのである。
【００８３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置及び制御方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置の各部の動作状態を説明する動作共線図である。
【図４】走行モードの選択に際し参照される走行モード選択マップの模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第１走行モード選択制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る第２走行モード選択制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１０…ハイブリッド車両、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、１３…車速センサ、１４…アクセル開度センサ、１５…バッテリ温度センサ、１６…ＳＯＣセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…ブレーキ機構、１０００…ハイブリッド駆動装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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