(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
電動機に電力を供給する蓄電器と、
駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更部と、
前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際、前記内燃機関の機械伝達分の出力が０になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御部と、
前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力を導出する要求出力導出部と、
前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部と、を備え、
前記動力伝達断接部が締結された状態で前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求出力導出部が導出した要求出力が上がると、前記内燃機関制御部は、前記要求出力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ラインに運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、
前記要求出力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御部は、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求出力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
前記蓄電器から前記電動機への電力供給を制御する蓄電器出力制御部を備え、
前記動力伝達断接部が開放された後、
前記蓄電器出力制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力を低減し、
前記内燃機関制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力の低減に応じて前記内燃機関の出力が増すよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン上で前記内燃機関を運転することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
内燃機関と、
前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
電動機に電力を供給する蓄電器と、
駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、
前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更ステップと、
前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際、前記内燃機関の機械伝達分の出力が０になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御ステップと、
前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力を導出する要求出力導出ステップと、
前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御ステップと、を有し、
前記動力伝達断接部が締結された状態で前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求出力導出ステップで導出された要求出力が上がると、前記内燃機関制御ステップでは、前記要求出力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ラインに運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、
前記要求出力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御ステップでは、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求出力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力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、少なくとも内燃機関を駆動源とした走行から電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際に行う動力伝達断接部の開放を制御するハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているシリーズパラレル複合電気自動車（ＳＰＨＶ）は、パラレルハイブリッド車（ＰＨＶ）モード時にモータ回転数が所定値より低くなった場合に、クラッチを開放することにより発電機とモータの間の機械的連結を開いて、シリーズハイブリッド車（ＳＨＶ）モードに切り替える。なお、ＰＨＶモード時には、エンジンの機械出力によって車輪が駆動され、発進、加速又は制動等の際には、要求出力に対するエンジンの機械出力の差がモータにより補われる。また、ＳＨＶモード時には、エンジンの機械出力によって発電機を駆動し、発電機の発電電力及び電池の放電電力によりモータを駆動し、モータにより車輪が駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許第３０５２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記説明した特許文献１のＳＰＨＶがＰＨＶモード時には、エンジンの機械出力と状況に応じてはモータのアシスト出力とから要求出力が得られる。一方、ＳＨＶモード時には、モータの出力のみから要求出力が得られる。したがって、ＰＨＶモードからＳＨＶモードへ切り替える際に、クラッチ開放の条件が成立してすぐにクラッチを開放しても、モータに要求される出力の変化が大きいと、要求出力にすぐに対応できない場合がある。【０００５】
例えば、ＳＨＶモードに切り替えられたときの電池の残容量が低いと、エンジンの機械出力によって発電機を駆動し、発電機の発電電力によりモータを駆動する必要がある。しかし、エンジン及び発電機の応答性は高くないため、クラッチが開放された直後は要求出力に応じた電力がモータに供給されない場合がある。このとき、モータは要求出力に応じた駆動力を出力できないため、クラッチを開放した際にショックが発生し、ドライバが違和感を覚える可能性がある。また、クラッチが開放された直後の要求出力に応じてモータが必要とする電力と発電機の発電電力の差分を電池が補うためには、当該電池が十分な容量を有する必要がある。【０００６】
本発明の目的は、少なくとも内燃機関を駆動源とした走行から電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際に、要求出力に追従したまま動力伝達断接部を開放可能なハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のハイブリッド車両は、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのロックアップクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際、前記内燃機関の機械伝達分の出力が０になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力を導出する要求出力導出部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、を備え、前記動力伝達断接部が締結された状態で前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求出力導出部が導出した要求出力が上がると、前記内燃機関制御部は、前記要求出力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン（例えば、実施の形態でのＢＳＦＣボトムライン）に運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、前記要求出力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御部は、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求出力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力することを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両では、前記蓄電器から前記電動機への電力供給を制御する蓄電器出力制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）を備え、前記動力伝達断接部が開放された後、前記蓄電器出力制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力を低減し、前記内燃機関制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力の低減に応じて前記内燃機関の出力が増すよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン（例えば、実施の形態でのＢＳＦＣボトムライン）上で前記内燃機関を運転することを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法では、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのロックアップクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更ステップと、前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際、前記内燃機関の機械伝達分の出力が０になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御ステップと、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力を導出する要求出力導出ステップと、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御ステップと、を有し、前記動力伝達断接部が締結された状態で前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求出力導出ステップで導出された要求出力が上がると、前記内燃機関制御ステップでは、前記要求出力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン（例えば、実施の形態でのＢＳＦＣボトムライン）に運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、前記要求出力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御ステップでは、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求出力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜２に記載の発明のハイブリッド車両及び請求項３に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法によれば、少なくとも内燃機関を駆動源とした走行から電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行する際に、要求出力に追従したまま動力伝達断接部を開放できる。また、前記電動機が不足分を出力不可能な状態になるまで内燃機関の出力を機械伝達できるため、当該ハイブリッド車両は良好な総合効率で走行できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明のハイブリッド車両によれば、シリーズ走行への移行期の内燃機関は燃費最良ライン上の運転点で運転されるため、内燃機関の燃料消費率は低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】内燃機関１１１の熱効率に関する特性を示すグラフ
【図３】要求出力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ
【図４】要求出力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャート
【図５】蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ
【図６】蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャート
【図７】（ａ）ＳＯＣとバッテリ出力上限の関係を示すグラフ、及び（ｂ）バッテリ温度とバッテリ出力上限の関係を示すグラフ
【図８】マネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャート
【図９】マネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の駆動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の駆動力によって発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。
【００１８】
上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを切断又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。特に低速走行時にはクラッチを切断してシリーズ方式の構成とし、特に中高速走行時にはクラッチを締結してパラレル方式の構成とする。以下の説明では、シリーズ方式での走行を「シリーズ走行」という。
【００１９】
以下説明する実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両が、シリーズ／パラレル方式のＨＥＶ（以下「ハイブリッド車両」という）に搭載されている。図１は、シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すハイブリッド車両は、蓄電器(BATT)１０１と、温度センサ(TEMP)１０３と、コンバータ(CONV)１０５と、第１インバータ(第１INV)１０７と、電動機(MOT)１０９と、内燃機関(ENG)１１１と、発電機(GEN)１１３と、第２インバータ(第２INV)１１５と、ロックアップクラッチ（以下、単に「クラッチ」という。）１１７と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１９と、車速センサ１２１と、マネジメントＥＣＵ(FI/MG ECU)１２３と、モータＥＣＵ(MOT/GEN ECU)１２５と、バッテリＥＣＵ(BATT ECU)１２７とを備える。さらに、車両は、電動機１０９の回転数を検出するセンサ（図示せず）及び内燃機関１１１の回転数を検出するセンサ（図示せず）を備える。
【００２０】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。温度センサ１０３は、蓄電器１０１の温度（以下「バッテリ温度」という）を検出する。温度センサ１０３によって検出されたバッテリ温度を示す信号は、バッテリＥＣＵ１２７に送られる。
【００２１】
コンバータ１０５は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０７は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０９に供給する。また、第１インバータ１０７は、電動機１０９の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
【００２２】
電動機１０９は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１０９で発生したトルクは、ギア１１９を介して駆動軸１３１に伝達される。なお、電動機１０９の回転子はギア１１９に直結されている。また、電動機１０９は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０９で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。
【００２３】
内燃機関１１１は、クラッチ１１７が切断されてハイブリッド車両がシリーズ走行する際には、発電機１１３のためだけに用いられる。但し、クラッチ１１７が締結されると、内燃機関１１１の出力は、ハイブリッド車両が走行するための機械エネルギーとして、発電機１１３、クラッチ１１７及びギア１１９を介して駆動軸１３１に伝達される。内燃機関１１１は、発電機１１３の回転子に直結されている。
【００２４】
発電機１１３は、内燃機関１１１の動力によって電力を発生する。発電機１１３によって発電された電力は、蓄電器１０１に充電されるか電動機１０９に供給される。第２インバータ１１５は、発電機１１３で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１５によって変換された電力は蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０７を介して電動機１０９に供給される。
【００２５】
クラッチ１１７は、マネジメントＥＣＵ１２３からの指示に基づいて、内燃機関１１１から駆動輪１３３までの駆動力の伝達経路を断接する。ギア１１９は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１９は、発電機１１３を介した内燃機関１１１からの駆動力又は電動機１０９からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１３１に伝達する。車速センサ１２１は、車両の走行速度（車速）を検出する。車速センサ１２１によって検出された車速を示す信号は、マネジメントＥＣＵ１２３に送られる。
【００２６】
マネジメントＥＣＵ１２３は、ハイブリッド車両のドライバのアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び車速に基づく要求出力の算出、駆動力の伝達系統の切り替え、クラッチ１１７の断接に関する制御、及び内燃機関１１１の制御等を行う。図１には、マネジメントＥＣＵ１２３による内燃機関１１１の制御が一点鎖線で示されている。マネジメントＥＣＵ１２３の詳細については後述する。
【００２７】
モータＥＣＵ１２５は、コンバータ１０５、第１インバータ１０７及び第２インバータ１１５をそれぞれ構成するスイッチング素子をスイッチング制御して、電動機１０９又は発電機１１３の動作を制御する。図１には、モータＥＣＵ１２５によるコンバータ１０５、第１インバータ１０７及び第２インバータ１１５の制御が一点鎖線で示されている。
【００２８】
バッテリＥＣＵ１２７は、温度センサ１０３から得られたバッテリ温度や、蓄電器１０１の充放電電流及び端子電圧等の情報に基づいて、蓄電器１０１の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）等を導出する。
【００２９】
図２は、内燃機関１１１の熱効率に関する特性を示すグラフである。当該グラフの縦軸は内燃機関１１１のトルクを示し、横軸は内燃機関１１１の回転数を示す。図２中の太い実線は、燃料消費率が最も良い内燃機関１１１の運転点を結んだ線（ＢＳＦＣボトムライン）である。上述したように、クラッチ１１７は、駆動力の伝達系統に応じて断接される。すなわち、クラッチ１１７は、シリーズ走行時には切断され、内燃機関１１１の出力が機械エネルギーとして用いられるときには締結される。
【００３０】
上述したように、内燃機関１１１の出力エネルギーは機械エネルギーである。しかし、クラッチ１１７が切断されているとき、内燃機関１１１が出力した機械エネルギーは、発電機１１３によって電気エネルギーに変換された後、走行のために消費される。このときの伝達形態を「電気伝達」という。一方、クラッチ１１７が締結されているとき、内燃機関１１１が出力した機械エネルギーは、発電機１１３及びギア１１９を介して、走行のためにそのまま消費される。このときの伝達形態を「機械伝達」という。
【００３１】
以下、本実施形態のハイブリッド車両がクラッチ１１７を締結した状態で内燃機関１１１を駆動源とした走行時にクラッチ１１７を開放する場合における、マネジメントＥＣＵ１２３が行う制御について、図３〜図６を参照して説明する。図３は、要求出力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図４は、要求出力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャートである。また、図５は、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図６は、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャートである。なお、図４及び図６のグラフでは、エネルギーを伝達する際の損失はないものとする。
【００３２】
（実施例１）
以下、図３及び図４を参照して、要求出力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際にマネジメントＥＣＵ１２３が行う制御について説明する。クラッチ１１７が締結した状態での要求出力が符号２０１の一点鎖線で示される出力に等しいとき、内燃機関１１１は、図３に示される運転点Ａで運転される。このとき、電動機１０９は駆動されていない。この状態からドライバのアクセル操作等のため要求出力が上がると、マネジメントＥＣＵ１２３は、回転数を維持したままトルクを上げるよう内燃機関１１１を制御する。このとき内燃機関１１１の運転点は、運転点Ａから図３のグラフにおける上方向に推移する。なお、内燃機関１１１の運転点の上限は、ＢＳＦＣボトムラインに設定されている。
【００３３】
したがって、例えば、要求出力として符号２０３の一点鎖線で示される出力が要求されたとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、回転数を維持したままトルクを上げて、ＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｂで運転するよう内燃機関１１１を制御する。しかし、図３及び図４に示されるように、運転点Ｂで運転される内燃機関１１１の出力は要求出力に満たない。このため、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求出力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分（＝要求出力−内燃機関１１１の出力）を電動機１０９が出力するようモータＥＣＵ１２５に指示する。
【００３４】
このときの電動機１０９は、蓄電器１０１からの電力供給によって駆動する。但し、蓄電器１０１の状態によっては、電動機１０９は不足分を出力できない場合がある。例えば、蓄電器１０１の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）が低いと、蓄電器１０１は電動機１０９が要求する電力を供給できない場合がある。また、蓄電器１０１の温度（バッテリ温度）が低いと、蓄電器１０１の出力電力は低下する。したがって、バッテリＥＣＵ１２７は、蓄電器１０１のＳＯＣ及びバッテリ温度に基づいて、蓄電器１０１の出力上限（バッテリ出力上限）を導出し、マネジメントＥＣＵ１２３は、電動機１０９が出力可能な範囲（可能アシスト範囲）内で不足分を電動機１０９が出力するようモータＥＣＵ１２５に指示する。
【００３５】
なお、蓄電器１０１のＳＯＣは、蓄電器１０１の充放電電流の積算値及び蓄電器１０１の端子電圧に基づいてバッテリＥＣＵ１２７が算出する。また、バッテリＥＣＵ１２７は、図７（ａ）に示したＳＯＣとバッテリ出力上限の関係と、図７（ｂ）に示したバッテリ温度とバッテリ出力上限の関係とに基づいて、低い方の値をバッテリ出力上限として導出する。
【００３６】
しかし、要求出力として、例えば符号２０５の一点鎖線で示される出力が要求されたとき、電動機１０９は、当該要求出力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分を出力できない。したがって、マネジメントＥＣＵ１２３は、シリーズ走行へ移行するための制御を行う。このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、図４に示すように、クラッチ１１７を締結したまま内燃機関１１１、発電機１１３及び電動機１０９の各出力を調整した後、クラッチ１１７を開放してシリーズ走行に移行する。クラッチ１１７を開放するまでのシリーズ走行への移行期には、マネジメントＥＣＵ１２３は、内燃機関１１１の運転点をＢＳＦＣボトムラインに沿って運転点Ｂから図３に示す運転点ｂに移す。
【００３７】
また、モータＥＣＵ１２５は、駆動輪１３３に機械伝達されていた内燃機関１１１の出力の一部が発電機１１３による発電のために用いられるよう第２インバータ１１５を制御し、内燃機関１１１の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を上げていく。すなわち、図４に示すように、内燃機関１１１の機械伝達分の出力を徐々に減らし、電気伝達分の出力を徐々に増やす。内燃機関１１１の電気伝達分の出力は発電機１１３に供給され、発電機１１３の出力（電力）は電動機１０９に供給される。したがって、電気伝達分の出力が増すにつれ、発電機１１３及び電動機１０９の各出力は上がる。
【００３８】
内燃機関１１１の運転点が図３に示す運転点ｂに移行して、機械伝達分の出力が０となった時点で、発電機１１３の出力が内燃機関１１１の出力に等しくなり、かつ、電動機１０９の出力が要求出力に等しくなる。このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放する制御を行う。但し、このとき、電動機１０９に供給される電力には、発電機１１３の出力の他、蓄電器１０１の出力が含まれている。マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放した後、電動機１０９に供給される電力が全て発電機１１３からの出力となるよう、内燃機関１１１の運転点を図３に示す運転点Ｃに移行して、かつ、蓄電器１０１から電動機１０９への供給電力（蓄電器１０１の出力）を０に近付ける。
【００３９】
以上説明したように、内燃機関１１１を駆動源とした走行時の要求出力が内燃機関１１１の出力と電動機１０９の出力の合計を超えるためシリーズ走行に移行する際、内燃機関１１１及び電動機１０９は当該要求出力に等しい駆動力を出力する。したがって、内燃機関１１１を駆動源とした走行からシリーズ走行に移行する際にショックが発生せず、クラッチ１１７を開放してもドライバは違和感を覚えない。また、蓄電器１０１にはバッテリ出力上限を超える出力が要求されないため、蓄電器１０１が適正に利用される。したがって、一時の状況だけのために大容量のバッテリを用いる必要はない。さらに、シリーズ走行への移行期の内燃機関１１１はＢＳＦＣボトムライン上の運転点で運転されるため、燃費の悪化もない。
【００４０】
（実施例２）
以下、図５及び図６を参照して、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際にマネジメントＥＣＵ１２３が行う制御について説明する。図６に示す初期状態では、クラッチ１１７が締結した状態で、内燃機関１１１が図５に示されるＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｄで運転され、かつ、図５中の符号３０１の一点鎖線で示される要求出力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分（＝要求出力−内燃機関１１１の出力）を蓄電器１０１からの電力供給によって電動機１０９が出力するよう制御されている。このとき、ＳＯＣの低下やバッテリ温度の低下等によって蓄電器１０１の出力上限（バッテリ出力上限）が低下して、発電機１１３が上記不足分を出力できない場合があり得る。
【００４１】
バッテリＥＣＵ１２７は、蓄電器１０１のＳＯＣ及びバッテリ温度に基づいてバッテリ出力上限を導出する。マネジメントＥＣＵ１２３は、バッテリ出力上限に対応する電動機１０９の出力（以下「電動機１０９の出力上限」という）と内燃機関１１１の出力の合計が要求出力を超えると、クラッチ１１７を締結した状態で、内燃機関１１１の運転点をＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｄに維持したまま、図６に示すように発電機１１３及び電動機１０９の各出力を調整した後、クラッチ１１７を開放してシリーズ走行に移行する。
【００４２】
クラッチ１１７を開放するまでのシリーズ走行への移行期には、マネジメントＥＣＵ１２３は、駆動輪１３３に機械伝達されていた内燃機関１１１の出力の一部が発電機１１３による発電のために用いられるよう第２インバータ１１５を制御し、内燃機関１１１の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を上げていく。すなわち、図６に示すように、内燃機関１１１の機械伝達分の出力を徐々に減らし、電気伝達分の出力を徐々に増やす。内燃機関１１１の電気伝達分の出力は発電機１１３に供給され、発電機１１３の出力（電力）は電動機１０９に供給される。したがって、電気伝達分の出力が増すにつれ、発電機１１３及び電動機１０９の各出力は上がる。
【００４３】
内燃機関１１１の機械伝達分の出力が０となった時点で、発電機１１３の出力が内燃機関１１１の出力に等しくなり、かつ、電動機１０９の出力が要求出力に等しくなる、このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放する制御を行う。但し、このとき、電動機１０９に供給される電力には、発電機１１３の出力の他、蓄電器１０１の出力が含まれている。マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放した後、電動機１０９に供給される電力が全て発電機１１３からの出力となるよう、内燃機関１１１の運転点を図５に示す運転点Ｅに移行して、かつ、蓄電器１０１から電動機１０９への供給電力（蓄電器１０１の出力）を０に近付ける。
【００４４】
以上説明したように、蓄電器１０１のバッテリ出力上限が低下して、当該バッテリ出力上限に対応する電動機１０９の出力（電動機１０９の出力上限）と内燃機関１１１の出力の合計が要求出力を超えるためシリーズ走行に移行する際、内燃機関１１１及び電動機１０９は当該要求出力に等しい駆動力を出力する。したがって、内燃機関１１１を駆動源とした走行からシリーズ走行に移行する際にショックが発生せず、クラッチ１１７を開放してもドライバは違和感を覚えない。また、蓄電器１０１にはバッテリ出力上限を超える出力が要求されないため、蓄電器１０１が適正に利用される。したがって、一時の状況だけのために大容量のバッテリを用いる必要はない。さらに、シリーズ走行への移行期の内燃機関１１１はＢＳＦＣボトムライン上の運転点で運転されるため、燃費の悪化もない。
【００４５】
以下、内燃機関１１１、発電機１１３、電動機１０９及び蓄電器１０１の制御及びクラッチ１１７の開放を含むマネジメントＥＣＵ１２３の動作について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、マネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャートである。クラッチ１１７が締結された状態で少なくとも内燃機関１１１を駆動源としてハイブリッド車両が走行しているとき、図８に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３は、車速が所定値未満か否かを判断する（ステップＳ１０１）。車速が所定値未満のときはステップＳ１０３に進み、車速が所定値以上のときはステップＳ１０５に進む。
【００４６】
ステップＳ１０３では、マネジメントＥＣＵ１２３は、図９に示すシリーズ走行への移行制御を行う。当該移行制御の詳細に関しては後述する。ステップＳ１０５では、バッテリＥＣＵ１２７は、蓄電器１０１のＳＯＣ及びバッテリ温度に基づいて、蓄電器１０１の出力上限（バッテリ出力上限）を導出する。次に、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求出力に対してＢＳＦＣライン上で運転される内燃機関１１１の出力が満たせない不足分（＝要求出力−内燃機関１１１の出力）であって、電動機１０９に要求される出力を導出する（ステップＳ１０７）。
【００４７】
次に、マネジメントＥＣＵ１２３は、ステップＳ１０７で導出した電動機１０９への要求出力が、ステップＳ１０５で導出したバッテリ出力上限に対応する電動機１０９の出力（電動機１０９の出力上限）より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０９）。電動機１０９への要求出力が電動機１０９の出力上限よりも大きい場合はステップＳ１０３に進む。一方、電動機１０９への要求出力が電動機１０９の出力上限以下の場合、マネジメントＥＣＵ１２３は処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ１０３では、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を締結したままシリーズ走行への移行制御を行う。以下、その詳細について図９を参照して説明する。図９に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を締結した状態で、内燃機関１１１の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を徐々に上げるよう、モータＥＣＵ１２５に指示して発電機１１３及び電動機１０９の各出力を調整する（ステップＳ２０１）。すなわち、内燃機関１１１の機械伝達分の出力を徐々に減らし、電気伝達分の出力を徐々に増やす。内燃機関１１１の電気伝達分の出力は発電機１１３に供給され、発電機１１３の出力（電力）は電動機１０９に供給される。したがって、電気伝達分の出力が増すにつれ、発電機１１３及び電動機１０９の各出力は上がる。
【００４９】
次に、マネジメントＥＣＵ１２３は、発電機１１３の出力が内燃機関１１１の出力に等しいかを判断し（ステップＳ２０３）、これらの出力が等しい場合はステップＳ２０５に進み、等しくない場合はステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０５では、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放する制御を行う。次に、マネジメントＥＣＵ１２３は、電動機１０９に供給される電力が全て発電機１１３からの出力となるよう、ＢＳＦＣボトムラインに沿って内燃機関１１１の出力を上げ、かつ、蓄電器１０１の出力を下げるようモータＥＣＵ１２５に指示する（ステップＳ２０７）。次に、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求出力が内燃機関１１１の出力に等しく、かつ、蓄電器１０１の出力が０であるかを判断する（ステップＳ２０９）。マネジメントＥＣＵ１２３は、これら２つの条件が満たされるまでステップＳ２０７の処理を行い、当該条件が満たされた時点で処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両において上記説明したマネジメントＥＣＵ１２３による制御を行えば、要求出力の増加又はバッテリ出力上限の低下等によって、要求出力が内燃機関１１１の出力と電動機１０９の出力の合計を超えたためシリーズ走行に移行する際、内燃機関１１１及び電動機１０９は当該要求出力に等しい駆動力を出力する。したがって、内燃機関１１１を駆動源とした走行からシリーズ走行に移行する際にショックが発生せず、クラッチ１１７を開放してもドライバは違和感を覚えない。また、蓄電器１０１にはバッテリ出力上限を超える出力が要求されないため、蓄電器１０１が適正に利用される。したがって、一時の状況だけのために大容量のバッテリを用いる必要はない。さらに、シリーズ走行への移行期の内燃機関１１１はＢＳＦＣボトムライン上の運転点で運転されるため、燃費の悪化もない。
【００５１】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００５２】
本出願は、2009年12月16日出願の日本特許出願（特願2009-285416）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  蓄電器(BATT)
１０３  温度センサ(TEMP)
１０５  コンバータ(CONV)
１０７  第１インバータ(第１INV)
１０９  電動機(MOT)
１１１  内燃機関(ENG)
１１３  発電機(GEN)
１１５  第２インバータ(第２INV)
１１７  ロックアップクラッチ
１１９  ギアボックス
１２１  車速センサ
１２３  マネジメントＥＣＵ(FI/MG ECU)
１２５  モータＥＣＵ(MOT/GEN ECU)
１２７  バッテリＥＣＵ(BATT ECU)
１３１  駆動軸
１３３  駆動輪
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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