(57)【要約】  複数の走行モードに設定できるハイブリッド車両の制御装置において、走行モードを切り替える際の駆動力不足を回避させ、応答性を向上させる。  内燃機関と二つの電動機とを備え、内燃機関を使用して走行する状態と、電動機を使用して走行する状態とを選択できるハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関を停止させて二つの電動機の動力を使用して車両を走行させている場合に、走行中の車両の状態を示す検出値に基づいて内燃機関を始動させることを予測する予測手段（ステップＳ２〜Ｓ４）と、内燃機関を始動させることに使用する電動機を使用せずに、他方の電動機を使用してハイブリッド車両を走行させる状態に切り替える切替手段（ステップＳ５）と、他方の電動機の動力を使用して前記車両を走行させる状態で内燃機関を始動させる始動手段とを備えている。
2014006716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と二つの電動機とを備え、前記内燃機関が出力する動力を使用して走行する状態と、前記内燃機関を停止させて少なくともいずれか一つの電動機が出力する動力を使用して走行する状態とを選択できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記内燃機関を停止させて前記二つの電動機の動力を使用して前記車両を走行させている場合に、走行している前記車両の状態を示す検出値に基づいて前記内燃機関を始動させることを予測する予測手段と、
前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記二つの電動機のうち前記内燃機関を始動させることに使用する電動機を前記ハイブリッド車両の走行のために使用せずに、他方の電動機が出力する動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態に切り替える切替手段と、
前記他方の電動機の動力を使用して前記車両を走行させる状態が成立した後に、前記内燃機関を始動させる始動手段と
を備えてい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】
前記検出値は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の蓄電残量と、車速と、要求駆動力と、前記電動機の温度との少なくともいずれか一つを含み、
前記予測手段は、前記蓄電残量が蓄電残量についての基準値より少ないこと、前記車速が車速についての基準値より高車速であること、前記温度が温度についての基準値より高温であることのいずれかと、要求駆動力が要求駆動力についての基準値より小さいこととが成立した場合に前記内燃機関を始動させるべき状態の予測を成立させる手段を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
前記基準値は、前記内燃機関を始動させることを予測するための第１基準値を含み、
前記始動手段は、前記内燃機関を始動されるための基準値である第２基準値のうち、少なくとも前記蓄電装置の蓄電残量が蓄電残量についての第２基準値より少ないことが成立した場合に、前記内燃機関を始動させ、
前記蓄電残量についての第１基準値は、前記蓄電残量についての第２基準値よりも大きい値である
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記蓄電装置についての第１基準値は、前記車速が低車速側で設定される値より前記車速が高車速側で設定される値のほうが大きい値となるように設定される
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置である。
【請求項５】
前記蓄電装置の蓄電残量についての変化率を記憶する記憶手段と、
前記蓄電残量の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、前記蓄電残量の変化率のうち低下率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記蓄電残量の低下率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記車速についての変化率を記憶する記憶手段と、
前記車速の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、当該車速の変化率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記車速の変化率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の回転軸を固定もしくは解放させる締結要素と、
前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記締結要素を解放させる解放指示手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の動力源として内燃機関およびモータなどの種類の異なる動力装置を備えているハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源として内燃機関と電力により動力を出力するモータとを備え、内燃機関が出力した動力が、発電機能を備えるモータ側と駆動輪に接続された出力側とに動力分割機構によって分割して伝達されるハイブリッド車両が知られている。その動力分割機構は複数の回転要素からなる差動機構によって構成され、いずれかの回転要素に内燃機関が連結されて、他の回転要素にモータが連結されている。また、それらの動力源のうち、内燃機関のみで走行するモードや、モータのみで走行するモードや、内燃機関とモータとの双方により走行するモードなど複数の走行モードを選択できるハイブリッド車両も知られている。【０００３】
例えば、米国特許出願公開第２００９／００８２１７１号明細書には、動力源としてエンジンと二つのモータ・ジェネレータとを備え、クラッチもしくはブレーキを介して第１モータ・ジェネレータおよびエンジンに接続されるリングギヤと、第２モータ・ジェネレータに連結されたサンギヤと、出力メンバを介して駆動輪に接続されたキャリヤとからなる遊星歯車機構を備えるハイブリッド車両が記載されている。特に、それらクラッチやブレーキの動作と、動力を出力させる動力源との組み合わせにより、複数の走行モードを設定できる電気的変速機構が開示されている。具体的には、両方のモータ・ジェネレータを駆動させる２モータ電動モードと、第２モータ・ジェネレータのみを駆動させる１モータ電動モードと、エンジンおよび第２モータ・ジェネレータを駆動させる分割モードとに走行モードを遷移させることが開示されている。【０００４】
また、特開平０８−２９５１４０号公報には、遊星歯車機構によって動力分割機構が構成され、エンジンが出力した動力がキャリヤに入力されるとともに、サンギヤに発電機モータが連結され、リングギヤからトルクを出力するとともにそのトルクに電気モータによるトルクを加減するように構成されたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、エンジンをキャリヤと共にブレーキによって選択的に固定するように構成されている。そのエンジンを停止させて発電機モータの動力で走行する場合、キャリヤをブレーキによって固定することにより、動力分割機構を減速機として機能させるように構成されている。【０００５】
上記の文献に記載された装置によれば、クラッチやブレーキを係合もしくは解放させることで走行モードを切り替えられるが、そのモード移行前後で動力源として使用される動力装置の出力性能が異なることによって、出力される動力が要求駆動力に対して不足する可能性があった。すなわち、速やかに走行モードを切り替えることと、走行モード移行時の駆動力不足を回避させることを両立させるのが困難であった。例えば、モータのみの走行モードからエンジンからの出力を使用する走行モードに切り替える場合、エンジンを始動するためにモータが使用され、その場合、要求駆動力が大きいことによりエンジンを始動するのであるから、モータの動力がエンジンを始動するために使用されて要求駆動力に対する駆動力が一時的に不足する可能性があった。
【発明の概要】
【０００６】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、種類の異なる複数の動力装置を備え、使用する動力装置が互いに異なる所定の走行モードから他の走行モードに移行する場合に、駆動力が一時的に不足するなどのことによる違和感を抑制することのできる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。
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、内燃機関と二つの電動機とを備え、前記内燃機関が出力する動力を使用して走行する状態と、前記内燃機関を停止させて少なくともいずれか一つの電動機が出力する動力を使用して走行する状態とを選択できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記内燃機関を停止させて前記二つの電動機の動力を使用して前記車両を走行させている場合に、走行している前記車両の状態を示す検出値に基づいて前記内燃機関を始動させることを予測する予測手段と、前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記二つの電動機のうち前記内燃機関を始動させることに使用する電動機を前記ハイブリッド車両の走行のために使用せずに、他方の電動機が出力する動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態に切り替える切替手段と、前記他方の電動機の動力を使用して前記車両を走行させる状態が成立した後に、前記内燃機関を始動させる始動手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明は、上記の発明において、前記検出値は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の蓄電残量と、車速と、要求駆動力と、前記電動機の温度との少なくともいずれか一つを含み、前記予測手段は、前記蓄電残量が蓄電残量についての基準値より少ないこと、前記車速が車速についての基準値より高車速であること、前記温度が温度についての基準値より高温であることのいずれかと、要求駆動力が要求駆動力についての基準値より小さいこととが成立した場合に前記内燃機関を始動させるべき状態の予測を成立させる手段を含むことを特徴とするハイブリッド車の制御装置である。
【０００９】
この発明は、上記の発明において、前記基準値は、前記内燃機関を始動させることを予測するための第１基準値を含み、前記始動手段は、前記内燃機関を始動されるための基準値である第２基準値のうち少なくとも前記蓄電装置の蓄電残量が蓄電残量についての第２基準値より少ないことが成立した場合に、前記内燃機関を始動させ、前記蓄電残量についての第１基準値は、前記蓄電残量についての第２基準値よりも大きい値であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１０】
この発明は、上記の発明において、前記蓄電装置についての第１基準値は、前記車速が低車速側で設定される値より前記車速が高車速側で設定される値のほうが大きい値となるように設定されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１１】
この発明は、上記の発明において、前記蓄電装置の蓄電残量についての変化率を記憶する記憶手段と、前記蓄電残量の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、前記蓄電残量の変化率のうち低下率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記蓄電残量の低下率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１２】
この発明は、上記の発明において、前記車速についての変化率を記憶する記憶手段と、前記車速の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、当該車速の変化率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記車速の変化率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１３】
この発明は、上記の発明において、前記内燃機関の回転軸を固定もしくは解放させる締結要素と、前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記締結要素を解放させる解放指示手段とをさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【００１４】
この発明によれば、予測手段により内燃機関を始動させることが予測された場合には、切替手段により二つの電動機の動力を使用する走行状態から一つの電動機の動力を使用する走行状態へと切り替えられているので、始動手段により内燃機関を始動させる際にその内燃機関を始動させるために使用される電動機が原因となる駆動力不足が発生することを回避できる。また、始動手段により内燃機関が始動するまでは、予備的状態として、一つの電動機の動力を使用する走行状態に維持されることができる。
【００１５】
この発明によれば、蓄電装置の蓄電残量と車速と駆動力と電動機の温度との少なくともいずれか一つに基づいて内燃機関を始動させることを予測しているので、一つの電動機のみを動力源として機能させる場合であっても、蓄電装置から電動機への給電可能量が十分に確保されているため、始動手段により内燃機関を始動させる際に要求駆動力に対する駆動力不足が発生することを回避できる。また、走行している車両の状態に基づいて切替手段による走行モードの切り替えが実施されるため、二つの電動機を動力源として機能させ、電費の良い状態で車両を走行させることが可能になる。
【００１６】
この発明によれば、内燃機関の始動条件となる蓄電残量についての第２基準値が設けられているため、始動手段により内燃機関を始動させる際に、動力源として機能する電動機からの出力不足を回避させることができ、駆動力不足が発生することを防止できる。さらに、その第２基準値よりも大きい値である第１基準値により切替手段における制御が実行されるため、走行している車両の状態、特に蓄電残量が適正な状態で走行できるので、二つの電動機を動力源として機能させ、電費の良い状態で車両を走行させることが可能になる。
【００１７】
この発明によれば、蓄電残量についての第１基準値が、車速に応じて異なる値に設定され、特に低車速側では相対的に小さい値に、高車速側では相対的に大きい値に設定されるため、車速変化に応じて蓄電残量が変化しても、駆動力不足が発生することを防止できる。さらに、蓄電残量が低下した場合でも、低車速側では二つの電動機を動力源として機能させることができるので、電費のよい走行状態を継続させることができる。
【００１８】
この発明によれば、基準値変更手段により蓄電残量の低下率や車速の変化率に基づいて、第１基準値が変更されるので、車両の走行状態に加え、記憶手段に記憶されている運転傾向に基づいて、切替手段による切り替え制御を実施させることができる。そのため、加減速の頻度が多くもしくはその変化量が大きい運転傾向にある場合であっても、蓄電装置の蓄電残量が急激に低下することによる駆動力不足を回避できる。
【００１９】
この発明によれば、解放指示手段により内燃機関の回転を固定している締結要素が解放された状態、かつ切替手段により一つの電動機が出力する動力を使用して走行している状態で、始動手段により内燃機関が始動されるので、空転状態の内燃機関を動力源として機能させない電動機によりモータリングすればよく、内燃機関の始動させる応答性を向上させることができる。したがって、内燃機関を始動させることによって駆動力が一時的に低下したり、あるいはショックが発生したり、搭乗者に違和感を与えたりすることが防止もしくは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明のハイブリッド車両の制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【図２】各走行モードの境界線および各走行モードが設定される領域を車速とＳＯＣとで示したマップである。
【図３】蓄電装置の蓄電残量についての推移と各走行モードの遷移とを示したタイムチャートである。
【図４】車速およびＳＯＣの推移と走行モードの切り替えとを示したタイムチャートである。
【図５】車速についての推移と各走行モードの遷移とを示したタイムチャートである。
【図６】この発明に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両のスケルトン図を模式的に示した図である。
【図７】動力分割機構を構成する遊星歯車機構についての共線図であり、（ａ）は第２ＥＶモードの場合、（ｂ）は第１ＥＶモードの場合、（ｃ）はモータによるエンジン始動の場合をそれぞれ示す。
【図８】各走行モードでのエンジンと各モータ・ジェネレータの動作状態、および締結要素の係合もしくは解放状態を示した表である。
【図９】車両の走行状態に応じて境界線を移動させるように制御した場合の一例を示したマップである。
【図１０】この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の具体例を搭載した車両のスケルトン図である。
【図１１】この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の具体例を搭載した車両のスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、電動機から出力された動力のみにより走行する状態、いわゆるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）モードから、電動機および内燃機関から出力された動力により走行する状態、いわゆるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）モードへの切り替える制御を行うものである。言い換えれば、車両が走行中、停止されている内燃機関を始動させて走行モードを切り替える制御を行うように構成されたハイブリッド車両用制御装置である。この発明で対象とするハイブリッド車両は、種類の異なる動力装置として内燃機関と二台の電動機とを備えている。いわゆる２モータタイプのハイブリッド車両である。また、前述したモードとは、ハイブリッド車両による走行のための駆動力の利用形態である。具体的には、内燃機関が出力する動力を走行のために使用する形態、内燃機関および電動機が出力する動力を走行のために使用する形態、電動機が出力する動力を走行のために使用する形態などであり、それらの動力源が出力した動力は、各種のクラッチやブレーキなどの締結要素を適宜に係合もしくは解放させて駆動輪にまで伝達させるから、モード毎に要する動力源だけでなく、係合させる締結要素が異なる場合がある。なお、以下の説明において、「モード」を「走行モード」という場合がある。さらに、ＥＶモードに設定された車両が走行することを「ＥＶ走行」、同様に、ＨＶモードで走行することを「ＨＶ走行」という場合がある。以下、図面を参照して、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の具体例を説明する。
【００２２】
まず、この発明の一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両の構成要素と、動力源からの動力を伝達する経路について説明する。図６は、そのハイブリッド車両の制御装置が搭載された車両を模式的に示したスケルトン図であり、動力伝達経路を模式的に示している。このハイブリッド車両では種類の異なる動力装置として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関であるエンジン１と、電力が供給されて動力を出力する機能と外力によって強制的に回転させられて発電する機能とを兼ね備えた第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３とを備えている。動力源とは、駆動輪で駆動力を発生させるための動力を出力する機能を発揮している動力装置のことをいう。また、動力伝達経路とは、動力装置から出力された動力を伝達する経路のことをいう。なお、図中では、エンジン１を「ＥＮＧ」と併記し、同様に第１モータ・ジェネレータ２を「ＭＧ１」、第２モータ・ジェネレータ３を「ＭＧ２」と記す場合がある。また、モータ・ジェネレータ２，３は、図示しない蓄電装置から蓄電されている電力を供給され、もしくは蓄電装置へ発電した電力を供給するように構成されている。
【００２３】
そのエンジン１から駆動輪に到る動力伝達経路中には、エンジン１が出力した動力を分割する機能を有する動力分割機構４が設けられている。動力分割機構４は、三つの回転要素を備えた差動機構によって構成され、図６に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。その遊星歯車機構、すなわち動力分割機構４は、外歯歯車であるサンギヤＳｎと、サンギヤＳｎに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲｇと、サンギヤＳｎとリングギヤＲｇと噛み合った状態で配置されているピニオンギヤＰｎを自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤＣｒと備えている。サンギヤＳｎに第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。キャリヤＣｒにエンジン１が連結されている。リングギヤＲｇに出力側の部材を介して図示しない駆動輪が連結されている。
【００２４】
その動力分割機構４のキャリヤＣｒには、エンジン１から動力が伝達される回転軸５が一体的に回転するように連結されている。その回転軸５は、エンジン１のクランクシャフトと一体的に回転するように形成されている。さらに、図６に例示するように、動力伝達経路におけるエンジン１と動力分割機構４との間には、回転軸５およびキャリヤＣｒの回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。締結要素であるこのブレーキ機構Ｂは、エンジン１と動力分割機構４との間でトルク伝達を可能にさせる解放状態と、そのトルク伝達を不可能にさせる係合状態とを切り替えることができるように構成されている。
【００２５】
このブレーキ機構Ｂは、回転軸５の停止とその停止の解除とを行う機構であれば噛み合い式の機構や摩擦式の機構などのいずれの形式の機構であってもよい。例えば、図６に示す例では、ドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチにより構成されている。そのブレーキ機構Ｂの構成を説明すると、図６に例示するように、回転軸５に一体化されたハブ６が設けられている。そのハブ６の外周部にはスプラインが形成され、そのスプラインに嵌合するスリーブ７が、ハブ６の外周側に配置されている。そして、スリーブ７は、図示しないアクチュエータによって、ハブ６の外周側を軸線方向で前後動するように構成されている。すなわち、スリーブ７の外周部にもスプラインが形成されており、スリーブ７の外周部のスプラインに嵌合する円筒状部材８がケーシングなどの固定部に一体化されて設けられている。したがって、ブレーキ機構Ｂは、スリーブ７を利用してハブ６と固定部とを結合させることにより、回転軸５およびキャリヤＣｒの回転を止めるように構成されている。
【００２６】
また、動力分割機構４のリングギヤＲｇには、出力部材である出力ギヤ９が一体となって回転するように連結されている。出力ギヤ９は、カウンタギヤ対１０を介して終減速機であるデファレンシャル１５に連結されている。すなわち、カウンタシャフト１２に取り付けられたカウンタドリブンギヤ１１が出力ギヤ９に噛み合っており、またカウンタシャフト１２と一体のカウンタドライブギヤ１３がデファレンシャル１５のリングギヤ１４に噛み合っている。これらカウンタドリブンギヤ１１およびカウンタシャフト１２ならびにカウンタドライブギヤ１３がカウンタギヤ対１０を構成している。そして、このデファレンシャル１５から車軸１６を介して左右の駆動輪に動力を伝達するように構成されている。
【００２７】
さらに、動力分割機構４のサンギヤＳｎには、第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。第１モータ・ジェネレータ２におけるロータ２ａと一体化された回転軸２ｂは、第１モータ・ジェネレータ２から動力を出力する出力軸であって、その回転軸２ｂが、動力分割機構４のサンギヤＳｎに一体的に回転するように連結されている。
【００２８】
また、図示されていないが、このハイブリッド車両には、動力装置の動作状態と締結要素の動作状態とを制御するコントローラとしての電子制御装置が設けられている。この電子制御装置は、演算処理装置と記憶装置と入出力インターフェースとを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。すなわち、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置が、この電子制御装置によって構成されている。
【００２９】
その電子制御装置に対しては、エンジン１の回転数、モータ・ジェネレータ２，３の回転数、蓄電装置の蓄電残量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）、車速、加速度、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、車軸１６の回転数、駆動輪の回転数などを検出するセンサ信号が入力される。また、電子制御装置の記憶装置には各種の制御プログラムとともに各種データが記憶されている。そのため、電子制御装置に入力される信号および記憶されているデータに基づいて、電子制御装置から構成要素を制御する信号が出力される。例えば、エンジン１を制御する信号、モータ・ジェネレータ２，３を制御する信号、ブレーキ機構Ｂを制御する信号などがある。なお、以下の説明において、蓄電装置の蓄電残量ＳＯＣを、単に「ＳＯＣ」と記して説明する。
【００３０】
さらに、電子制御装置が備える記憶装置に、車両の走行状況に応じた検出値が記憶されるように構成されている。具体的には、車速や、ＳＯＣや、要求駆動力や、温度などの検出値と、車速の変化率や、ＳＯＣの変化率や、加速度の変化率など検出値の推移が、電子制御装置の記憶装置に記憶されている。特に、その記憶装置には、ＳＯＣの推移と車速の推移とがデータベース化されており、さらに電子制御装置によりそれらの推移に基づいて変化率を分析した値が記憶されていてもよい。したがって、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置は、その記憶装置に記憶されている情報に基づいて走行モードの切り替え制御を実施するように構成されている。また、図２に例示するような走行モードを切り替える制御で参照されるマップが記憶装置に記憶されている。なお、要求駆動力を検出値として説明したが、要求駆動力は、算出した値である。具体的には、車速とアクセル開度とに基づいて算出される値である。すなわち、前述した検出値には、算出した値も含まれる。
【００３１】
つぎに、図７を参照して、動力分割機構４を構成している遊星歯車機構についての共線図を説明する。図７に上記の動力分割機構４を構成している遊星歯車機構についての共線図を示してある。共線図は、動力分割機構などの差動装置が備える複数の回転要素を縦線で示し、縦線同士の間隔をその縦線で示される回転要素同士のギヤ比に対応した間隔として、それらの回転要素の回転数を縦線方向の長さによって表した周知の図である。したがって、各回転要素に連結されたエンジン１と第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３と関係が図７に例示する共線図で示されている。その動力分割機構４はシングルピニオン型遊星歯車機構により構成されているので、共線図においては左右両側に第１モータ・ジェネレータ２が連結されたサンギヤＳｎと第２モータ・ジェネレータ３が連結されたリングギヤＲｇとを表す縦線が位置し、これら縦線の間にブレーキ機構Ｂによって回転が止められ、またはエンジン１に連結されるキャリヤＣｒを表す縦線が位置している。
【００３２】
さらに、このハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも三つの走行モードを設定することができる。例えば、複数の動力装置のうち一つの電動機のみを動力源として機能させるＥＶモードと、二つの電動機を動力源として機能させるＥＶモードと、電動機および内燃機関を動力源として機能させるＨＶモードとを設定することができる。すなわち、ＥＶモードには二つの走行モードが含まれる。具体的には、第１モータ・ジェネレータ２からの出力トルクのみで車両を走行させる第１ＥＶモードと、第１モータ・ジェネレータ２からの出力トルクと第２モータ・ジェネレータ３からの出力トルクとに基づいて車両を走行させる第２ＥＶモードとを設定することができる。加えて、締結要素であるブレーキ機構Ｂの係合状態もしくは解放状態に応じた走行モードが設定される。このような各走行モードを設定するための各モータ・ジェネレータ２，３およびブレーキ機構Ｂの動作状態を図８にまとめて示してある。
【００３３】
つぎに、図８を参照して、ＥＶモードにおける動力装置および締結要素の動作状態について説明する。図８は、ハイブリッド車両の制御装置が設定できる走行モードのうちＥＶモードにおける動作状態を例示した表である。図８に示す「○」印は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２，３については動作していることを示し、ブレーキ機構Ｂについては係合していることを示す。一方、図８に示す「×」印は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２，３については動作していないことを示し、ブレーキ機構Ｂについては解放していることを示す。以下、各走行モードについて詳細に説明する。
【００３４】
ハイブリッド車両の制御装置によって設定される複数の走行モードのうちＥＶモード、すなわち第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとについて詳細に説明する。まず、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３が動力源として機能する第２ＥＶモードについて説明する。第２ＥＶモードは、比較的に低車速時に設定される走行モードであり、ブレーキ機構Ｂを係合させた状態で、第１モータ・ジェネレータ２を負回転させ、かつ第２モータ・ジェネレータ３を正回転させることにより設定される。正回転とは、エンジン１の回転方向と同じ方向の回転である。また、負回転とは、エンジン１の回転方向と反対方向の回転である。この第２ＥＶモードを共線図で示せば、図７（ａ）に例示する通りである。この場合、第１モータ・ジェネレータ２が出力したトルクは、動力分割機構４のサンギヤＳｎに伝達される。また、第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクは、動力分割機構４のリングギヤＲｇと連結されたカウンタギヤ対１０に伝達される。
【００３５】
これを図７（ａ）の共線図で説明すれば、ブレーキ機構Ｂによって固定されているキャリヤＣｒを支点とし、サンギヤＳｎを力点、リングギヤＲｇを作用点としたテコの原理で説明できる。サンギヤＳｎを示す縦線とキャリヤＣｒを示す縦線との間隔を「１」とすると、キャリヤＣｒを示す縦線とリングギヤＲｇを示す縦線との間隔がサンギヤＳｎの歯数とリングギヤＲｇの歯数との比すなわちギヤ比になるから、力点に作用する力が作用点では増大されるテコの原理が働く。したがって、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を大きくさせる方向に作用するトルクは、動力分割機構４によって増幅されて出力ギヤ９に伝達される。また、第１モータ・ジェネレータ２からサンギヤＳｎに作用するトルクは、負回転方向に作用するトルク、いわゆる反力トルクである。したがって、共線図に示すように力点であるサンギヤＳｎに図中下向きに作用する反力トルクが働くことにより、出力ギヤ９に作用するトルクが増大される。そのため、第２ＥＶモードにおいて、発進時などの低車速の状態での駆動トルクもしくは最大トルクを大きくすることができ、運転者による要求に即した走行が可能になる。
【００３６】
つぎに、第２モータ・ジェネレータ３のみを動力源として機能させる第１ＥＶモードについて説明する。第１ＥＶモードは、第２ＥＶモードよりも高車速時、もしくは低負荷での高車速時に設定される走行モードであり、ブレーキ機構Ｂを解放させた状態、かつエンジン１を停止させた状態で、第１モータ・ジェネレータ２を空転させ、かつ第２モータ・ジェネレータ３を正回転させることにより設定される。すなわち、空転している第１モータ・ジェネレータ２は、動力を出力する機能も発電する機能も発揮しない。この第１ＥＶモードを共線図で示せば、図７（ｂ）に例示する通りである。この場合、第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクのみが、駆動トルクとしてカウンタギヤ対１０を介して駆動輪に伝達される。
【００３７】
つぎに、エンジン１を動力源として機能させるＨＶモードについて説明する。このＨＶモードでは、エンジン１が出力した動力が、動力分割機構４により、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる動力と、駆動輪を駆動させる動力とに分割される。また、第１ＥＶモードからＨＶモードに切り替わる際に、エンジン１が第１モータ・ジェネレータ２により始動される。このエンジン１の始動時を共線図で示せば、図７（ｃ）に例示する通りである。この場合、第１モータ・ジェネレータ２が出力するトルクは、エンジン１の回転数を制御するために使用される。さらに、電動機として機能する第２モータ・ジェネレータ３が出力した動力も、駆動輪に伝達される。すなわち、ＨＶモードは、ＳＯＣが低下している場合や比較的高車速で走行する場合に設定される走行モードであり、主にエンジン１の出力に基づいて走行し、そのエンジン１の出力の一部を電力に一旦変換して駆動輪に伝達する走行モードである。したがって、ＨＶモードは、ブレーキ機構Ｂを解放させた状態で、エンジン１を動作させ、かつ第１モータ・ジェネレータ２で発電した電力で第２モータ・ジェネレータ３を正回転させることにより設定される。具体的には、この実施形態におけるＨＶモードでは、ブレーキ機構Ｂを解放してエンジン１を駆動し、そのエンジン１の動力を動力分割機構４に入力し、さらにエンジン１が出力した動力を第１モータ・ジェネレータ２側と出力ギヤ９側とに分割し、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、その電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給してこれを電動機として機能させる。
【００３８】
キャリヤＣｒに作用するトルクの回転方向とは反対方向のトルクを第１モータ・ジェネレータ２によってサンギヤＳｎに作用させると、エンジン１から入力されたトルクを増幅させたトルクがリングギヤＲｇから出力される。したがって、第１モータ・ジェネレータ２は発電機として機能させられて反力トルクをサンギヤＳｎに作用させ、その結果発生した電力は第２モータ・ジェネレータ３に供給されて第２モータ・ジェネレータ３が電動機として機能して正回転する。結局、エンジン１が出力したトルクの一部は、いわゆる直達トルクとしてキャリヤＣｒからリングギヤＲｇに伝達されて出力され、他のトルクは一旦電力に変換された後、第２モータ・ジェネレータ３から機械的なトルクとしてカウンタギヤ対１０を介して出力される。したがって、ＨＶモードでは、第１モータ・ジェネレータ２によってエンジン回転数を連続的に変化させて回転数を適宜に制御することができる。この機能を利用してエンジン回転数を燃費の良い回転数に設定できるので、車両の全体としての燃費を向上させることができる。
【００３９】
前述したように、ＥＶモードではエンジン１を停止させておき、ＨＶモードではエンジン１を動作させている。そのため、ＥＶモードからＨＶモードに移行させる場合、その切り替えの過程でエンジン１を始動させることになる。このハイブリッド車両の制御装置では、第２ＥＶモードからＨＶモードに移行させずに、第１ＥＶモードからＨＶモードに移行させるように構成することができる。例えば、第２ＥＶモードからＨＶモードへの切り替えは、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードを経由してＨＶモードに移行させることにより行われる。そのモード遷移を簡易的に示したマップが図２に例示されている。図２は、各走行モードの領域とそれらの領域を区画する境界線により示され、走行モードの移行を実施する際に参照されるマップである。
【００４０】
図２に例示するマップでは、縦軸をＳＯＣ、横軸を車速とし、これらのパラメータによって各走行モードの領域が規定されている。したがって、この実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、ＳＯＣもしくは車速が変化することにより走行モードが切り替えられることがある。なお、図２ではＳＯＣと車速とによって各走行モードの領域を規定しているが、ハイブリッド車両での電力の消費は、エアコンやヘッドライトなどによっても生じるので、各走行モードを規定する物理量は、ＳＯＣと車速とに限られないのであって、他の物理量を採用してもよい。ここで説明しているハイブリッド車両の制御装置では、その物理量として、図２に例示するマップように、少なくとも車速とＳＯＣとに基づいて各走行モードの領域を規定し、またその物理量の変化に基づいて走行モードを切り替えるように制御されている。
【００４１】
具体的には、各走行モードの切り替え制御に用いられる基準値として、ＨＶ基準値とＥＶ基準値とがある。ＨＶ基準値とは、ＥＶモードとＨＶモードとを切り替えるか否かを判断するための基準値であって、図２に例示するマップでは、ＥＶモード領域とＨＶモード領域とを区画する境界線Ｌ０上の値である。言い換えれば、ＨＶ基準値は、停止されていたエンジン１を始動させるか否かを判別するための基準値である。すなわち、第１ＥＶモードとＨＶモードとを切り替えるか否かの判断基準値が、ＨＶ基準値となる。また、ＥＶ基準値とは、ＥＶモード領域内で第２ＥＶモードと第１ＥＶモードとを切り替えるか否かを判断する基準値であって、図２に例示するマップでは、第１ＥＶモード領域と第２ＥＶモード領域とを区画する境界線Ｌ１上の値である。要するに、基準値とは、走行モードを切り替える制御に用いるために設計上決められた値である。
【００４２】
まず、ＨＶ基準値は、図２に例示するように、境界線Ｌ０上の値であり、車速についてのＨＶ基準値Ｘ０と、ＳＯＣについてのＨＶ基準値Ｙ０とにより設定されている。すなわち、ＳＯＣがＳＯＣについてのＨＶ基準値Ｙ０よりも小さい場合には、車速によらずにＨＶモードが設定される。同様にして、車速が車速についてのＨＶ基準値Ｘ０よりも大きい場合、ＳＯＣによらずにＨＶモードが設定される。言い換えれば、ＳＯＣがＳＯＣについてのＨＶ基準値Ｙ０よりも大きく、かつ車速が車速についてのＨＶ基準値Ｘ０よりも小さい場合、ＥＶモードが設定される。例えば、第１ＥＶモードで走行中、ＳＯＣがＨＶ基準値Ｙ０よりも大きい状態で、車速がＨＶ基準値Ｘ０よりも大きくなると、第１ＥＶモードからＨＶモードへと走行モードが切り替わるように制御される。一方、第１ＥＶモードで走行中、車速がＨＶ基準値Ｘ０よりも小さい状態で、ＳＯＣがＨＶ基準値Ｙ０よりも小さくなると、第１ＥＶモードからＨＶモードへと走行モードが切り替わるように制御される。
【００４３】
また、ＥＶ基準値は、境界線Ｌ１上の値であり、車速についてのＥＶ基準値Ｘ１と、ＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１とにより設定されている。また、このＥＶモード内を区画する境界線Ｌ１は、前述した境界線Ｌ０よりも低車速側かつ十分な蓄電状態に位置している。したがって、車速がＨＶ基準値Ｘ０よりも小さい状態では、ＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１は、ＨＶ基準値Ｙ０の値よりも大きい値である。一方、ＳＯＣがＨＶ基準値Ｙ０よりも大きい状態では、車速についてのＥＶ基準値Ｘ１は、ＨＶ基準値Ｘ０の値よりも小さい値である。さらに、境界線Ｌ１は、低車速側のＥＶ基準値Ｘ１におけるＳＯＣのＥＶ基準値Ｙ１よりも、高車速側のＥＶ基準値Ｘ１におけるＳＯＣのＥＶ基準値Ｙ１が大きい値となるように設定されている。
【００４４】
さらに、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置により実施される走行モードの切り替え制御によれば、モード移行は、第１ＥＶモードからＨＶモードへの切り替えに加えて、第１ＥＶモードから第２ＥＶモードへの切り替えもできるように構成されている。すなわち、各走行モードを規定する物理量とそれぞれの物理量についてのＥＶ基準値との判別結果により、エンジン１の始動が予測され走行モードが第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへ移行した場合であっても、その後に前述した物理量が変化することによって、第１ＥＶモードから第２ＥＶモードに移行することができるように構成されている。
【００４５】
つぎに、図１を参照して、走行モードを切り替える制御フローについて説明する。図１は、エンジン１を停止させて二つのモータ・ジェネレータ２，３を使用して走行している場合に、その走行モードから他の走行モードに切り替える制御の一例を示している。具体的には、エンジン１の始動に先立って、予備的に第１ＥＶモードに移行させる制御例であり、この制御は前述した電子制御装置によって実行される。まず、ハイブリッド車両がＥＶ走行中であって、第２ＥＶモードに設定されているか否かが判断される（ステップＳ１）。この判断は、電子制御装置が出力しているモード設定信号や、図２に示すマップに基づいて行うことができる。第２ＥＶモード以外の走行モードに設定されていることによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく図１に示すルーチンを一旦終了する。
【００４６】
一方、第２ＥＶモードに設定されていることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、一つの第２モータ・ジェネレータ３で走行する第１ＥＶモードに移行する条件の成立が判断される。その条件は、図１に示す例では、ＳＯＣ、車速、要求駆動力であり、この発明では、これに限らず、各モータ・ジェネレータ２，３やインバータの温度などの更に他の物理量を条件に加えてもよい。例えば、その温度を判別条件のパラメータに用いて走行モードを切り替える制御を実行する場合では、この温度が、温度についてのＨＶ基準値よりも高温になると、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへの切り替え条件のひとつが成立したこととなるように構成されていてもよい。図１に示す制御例では、ＳＯＣが、ＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１よりも小さいか否かが判断される（ステップＳ２）。ＳＯＣがＥＶ基準値Ｙ１以上であることによりステップＳ２で否定的に判断された場合、車速が、車速についてのＥＶ基準値Ｘ１よりも高車速か否かが判断される（ステップＳ３）。車速がＥＶ基準値Ｘ１以下であることによりステップＳ３で否定的に判断された場合、特に制御を行うことなく図１のルーチンを一旦終了する。
【００４７】
そして、ステップＳ２とステップＳ３とのいずれかで肯定的に判断された場合、すなわちＳＯＣがＥＶ基準値Ｙ１より少ない場合、もしくは車速がＥＶ基準値Ｘ１より高車速である場合には、要求駆動力が予め定めた基準値Ｆ１より小さいか否かが判断される（ステップＳ４）。この要求駆動力は、アクセル開度に基づいて判断することができる。また、基準値Ｆ１とは、要求駆動力についての閾値であって、第２ＥＶモードで走行中、その第２ＥＶモードから第１ＥＶモードに切り替える閾値に含まれる。言い換えれば、基準値Ｆ１は、第２モータ・ジェネレータ３のみの駆動力で車両が走行可能な駆動力とも言える。なお、前述したステップＳ２〜Ｓ４による判断の順序は、図１に示すフローチャートの順序に限定されず、必要に応じて適宜に判断順序を決めればよい。例えば、ステップＳ４の制御である要求駆動力が所定値より小さいか否かが判断され、その判断結果が肯定的であった場合に、ステップＳ２，Ｓ３に示す判断を行うように構成してもよい。
【００４８】
一方、要求駆動力が基準値Ｆ１よりも小さいことによりステップＳ４で肯定的に判断された場合、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへの切り替えが実施される（ステップＳ５）。相対的に要求駆動力が大きい場合には、エンジン１の出力を必要とする状態に到るものと考えられるので、エンジン１を始動する前の予備的状態として第１ＥＶモードを設定するためである。このステップＳ５で第１ＥＶモードへのモード移行の判定が成立すると、エンジン１の始動を可能にするために、第２ＥＶモードでは係合状態となっていた締結要素が解放させられる（ステップＳ６）。すなわち、締結要素であるブレーキ機構Ｂを解放させ、第１モータ・ジェネレータ２によってエンジン１をクランキング（モータリング）することができる状態になる。
【００４９】
つぎに、図３から図５を参照して、車両の走行状態に応じて走行モードが切り替わる過程を説明する。図３は、ＳＯＣの推移に基づいてモード遷移する一例を示したタイムチャートである。図３に例示するように、このハイブリッド車両が第２ＥＶモードで走行している状態では、二つのモータ・ジェネレータ２，３を動力源として機能させているため、蓄電装置からの放電量が多くなりＳＯＣが次第に減少する。そして、ＳＯＣがＥＶ基準値Ｙ１に到達すると、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへの切り替えが実施される。すなわち、エンジン１は、燃料が供給されずに停止状態を維持し、また第１モータ・ジェネレータ２は給電されず、かつ発電を行わないので空転状態となる。さらに、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへ走行モードが切り替わる際に、第２ＥＶモードではエンジン１の回転を固定していた締結要素が解放される。
【００５０】
その第１ＥＶモードでは、第２モータ・ジェネレータ３を動力源として機能させ、そのモータトルクのみを駆動トルクとして走行しているのでＳＯＣが次第に低下する。そして、ＳＯＣが更に低下してＨＶ基準値Ｙ０よりも小さくなると、第１ＥＶモードからＨＶモードに切り替えられる。このＨＶモードへの切り替えは、停止しているエンジン１を第１モータ・ジェネレータ２のトルクでモータリングし、所定の回転数に達した際に燃料を供給してエンジン１を始動し、さらにそのエンジン回転数を第１モータ・ジェネレータ２によって制御することにより行われる。その場合、ハイブリッド車両を走行させるための駆動力は第２モータ・ジェネレータ３が出力しており、第１モータ・ジェネレータ２はトルクを出力していない状態からエンジン１をモータリングするようにトルクを出力するので、第１モータ・ジェネレータ２のトルクがエンジン１のモータリングに使用され始めたとしても、ハイブリッド車両の駆動力が特に変化することはない。したがって、駆動力が一時的に低下したり、あるいはショックが発生したり、搭乗者に違和感を与えたりすることが防止もしくは抑制される。また、エンジン１をモータリングするのに先立って第１ＥＶモードに移行し、かつブレーキ機構Ｂを解放してエンジン１をモータリングすることのできる状態、いわゆる待機状態もしくは予備的状態を設定してあるので、エンジン１を始動するべき状態が成立すると直ちにエンジン１をモータリングし、かつ始動できるので、エンジン１の始動を遅れを生じさせることなく行うことができる。
【００５１】
また、図５は、車速の推移に基づいて走行モードがＥＶモードからＨＶモードへ切り替わる過程を示したタイムチャートである。この図５に例示する場合では、ＳＯＣが車両を走行させるためには十分であって、ＥＶ走行中に車速がＨＶ基準値Ｘ１よりも大きくなると、第１ＥＶモードからＨＶモードに切り替えられる。この第１ＥＶモードからＨＶモードに切り替える過程で、停止状態であったエンジン１が、第１モータ・ジェネレータ２によってモータリングされて始動される。この場合においても、エンジン１のモータリングに先立って第１ＥＶモードに切り替えられて第１モータ・ジェネレータ２が空転状態になっており、かつブレーキ機構Ｂが解放させられてエンジン１を回転させることのできる状態が成立しているので、駆動力が一時的に低下したり、モータリングが遅れたりすることなくエンジン１を始動することができる。
【００５２】
さらに、図４は、ＥＶ走行中にＳＯＣと車速とに基づいて第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへと走行モードが切り替わる過程を示したタイムチャートである。この図４に示す例では、ＳＯＣが十分にあり、かつ比較的低車速で走行している状態では、走行モードが、第２ＥＶモードに設定されている。この第２ＥＶモードで走行中に加速要求に基づいて加速して車速が増大すると、モータ・ジェネレータ２，３により電力が消費され、ＳＯＣが低下する。そして、ある車速におけるＳＯＣが、その車速におけるＥＶ基準値Ｙ１より低下すると、第１ＥＶモードに切り替えられる。この第２ＥＶモードから第１ＥＶモードに切り替える過程で、係合状態であったブレーキ機構Ｂが解放される。
【００５３】
つぎに、図９を参照して、第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとを区画する境界線が移動するように構成された例について説明する。第１ＥＶモードと第２ＥＶモードを区画する境界線Ｌ１は固定されていなくてもよく、ハイブリッド車両の動作状況や走行予定路の状態などに基づいて移動するように構成されていてもよい。すなわち、ある車速におけるＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１を変更させるように構成されている。その例を図９に例示してあり、車両の走行状態に応じて変化する物理量もしくは車両の走行状態を示す物理量に基づいて、ＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１および車速についてのＥＶ基準値Ｘ１を表す境界線Ｌ１を移動させるように構成されている。この実施形態では、境界線Ｌ１を移動させるための判断に用いるパラメータとして、車速の変化率や、ＳＯＣの変化率を用いることができる。例えば、ＳＯＣの変化率が大きい場合、特にその低下率が大きい場合には、ＳＯＣが急激に低下する可能性が高い。そのため、ＳＯＣの低下率が大きい場合、移動前に比べて移動後のＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１が大きい値になるようにＥＶモード内の境界線Ｌ１を移動させる。言い換えれば、ある車速における境界線Ｌ１とＨＶモードの境界線Ｌ０との偏差が大きくなるように、その境界線Ｌ１を移動させる。また、車速の変化率が大きい場合にも、ＳＯＣの低下率が大きい場合と同様にしてＥＶモード内の境界線Ｌ１を移動させる。このように、ＨＶモードの境界線Ｌ０との偏差が大きくなるように移動された移動されたＥＶモード内の境界線が、境界線Ｌ３（図示せず）となる。
【００５４】
一方で、ＳＯＣの低下率が小さい場合や、車速の変化率が小さい場合には、図９に例示する移動後の境界線Ｌ２のように、移動前に比べて移動後のＳＯＣについてのＥＶ基準値Ｙ１が小さい値になるように変更される。言い換えれば、ＥＶモード内の境界線Ｌ１とＨＶモードの境界線Ｌ０との偏差が小さくなるようにその境界線Ｙ１を移動させ、その移動後の境界線Ｌ２が設定される。すなわち、境界線Ｌ２は、ＥＶモードの境界線Ｌ１をＨＶモードの境界線Ｌ０に近づけた境界線である。これによって、燃費の良い運転傾向で走行している場合には、ＳＯＣが、移動前の境界線Ｌ１におけるＳＯＣのＥＶ基準値Ｙ１よりも低下した場合であっても、移動後の境界線Ｌ２におけるＳＯＣのＥＶ基準値Ｙ２（図示せず）以上であれば、第２ＥＶモードで走行状態を継続させることができる。すなわち、移動前の境界線Ｌ１を用いて走行モードを切り替える場合に比べて、ＳＯＣが低下した場合でも、第２ＥＶモードを継続できるため、電費の良い状態での走行状態を継続することができるようになる。
【００５５】
前述したように境界線Ｌ１から移動される境界線Ｌ２または境界線Ｌ３はそれぞれ、その境界線を移動させるか否かの判断に用いたＳＯＣの変化率もしくは車速の変化率の大きさに基づいて移動量が変化するように構成されていてもよい。ここでは、境界線Ｌ１から境界線Ｌ２への移動量について説明する。例えば、ＳＯＣの低下率が相対的に小さい場合の境界線Ｌ２への移動量は、ＳＯＣの低下率が相対的に大きい場合の境界線Ｌ２への移動量よりも大きな移動量となる。すなわち、境界線Ｌ２のうちＳＯＣの低下率が相対的に小さい場合のほうがよりＨＶモードの境界線Ｌ０に接近するように移動される。また、車速の変化率により境界線Ｌ１を境界線Ｌ２に移動させる際も、前述したＳＯＣの低下率と同様に、車速の変化率が相対的に小さい場合のほうがよりＨＶモードの境界線Ｌ０に接近するように移動される。
【００５６】
つぎに、図１０および図１１を参照して、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の例について説明する。ここで説明する例は、前述した例における締結要素の構成を変更したものである。なお、前述の具体例で説明した構成と同様の構成については説明を省略し、その構成における参照符号を引用する。図１０は、締結要素としてクラッチ機構を備えている車両のスケルトン図である。例えば、前述の実施形態におけるブレーキ機構Ｂに代えて、摩擦式の係合要素や、一方向クラッチによって構成されたクラッチ機構Ｃを備えている。図１０に示す例では、クラッチ機構Ｃとして一方向クラッチ２１を備え、その一方向クラッチ２１が、エンジン１の回転軸５を選択的に固定できるように構成されている。したがって、この例は、図６と図８にブレーキ機構のシンボル「Ｂ」で記載したものを、一方向クラッチ２１などのクラッチ機構のシンボル「Ｃ」に替えたものである。このクラッチ機構Ｃは、前述したブレーキ機構Ｂと同様の動作をするように前述した電子制御装置により制御されている。すなわち、クラッチ機構Ｃは、第２ＥＶモード中ではエンジン１の回転を固定するように締結状態となっており、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードへ切り替わる際に解放状態にされる。さらに、エンジン１の始動制御や、そのエンジン回転数を制御する第１モータ・ジェネレータ２の制御についても、前述した具体例と同様である。
【００５７】
また、図１１は、動力分割機構の回転要素に連結された構成部材を変更するとともに、動力伝達経路を切断もしくは接続する締結要素を複数備えた車両のスケルトン図である。この具体例では、動力分割機構４のサンギヤＳｎに第２モータ・ジェネレータ３が連結され、リングギヤＲｇにエンジン１および第１モータ・ジェネレータ２が連結され、キャリヤＣｒに出力ギヤ９が連結されている。したがってエンジン１は、クラッチ機構Ｃ１およびクラッチ機構Ｃ２を介してリングギヤＲｇに連結されている。また、第１モータ・ジェネレータ２は、クラッチ機構Ｃ２を介してリングギヤＲｇに連結されている。さらに、ブレーキ機構Ｂ１が設けられており、そのブレーキ機構Ｂ１がリングギヤＲｇを選択的にハウジングなどの固定部材に連結できるように構成されている。すなわち、ブレーキ機構Ｂ１により、リングギヤＲｇの回転が選択的に止められるように構成されている。なお、クラッチ機構Ｃ１はエンジン１を切り離す装置であって、そのエンジン１とクラッチ機構Ｃ１との間には、トルクコンバータなどの伝動装置３１が設けられていてもよい。
【００５８】
このように、図１１に例示する構成であっても、前述の具体例で説明した構成と同様に、複数の走行モードを設定でき、また走行モードの切り替えが可能である。例えば、第２ＥＶモードに設定される場合、モータ・ジェネレータ２，３が動力源として機能するとともに、ブレーキ機構Ｂ１が解放され、かつクラッチ機構Ｃ１が解放されるとともにクラッチ機構Ｃ２が係合される。また、第１ＥＶモードでは、第２モータ・ジェネレータ３のみを動力源として機能させるとともに、ブレーキ機構Ｂ１を係合させてリングギヤＲｇを反力要素として作用させることで、入力要素となるサンギヤＳｎに第２モータ・ジェネレータ３から入力されたトルクを、動力分割機構４で増幅させて、出力要素であるキャリヤＣｒから出力ギヤ９を介して駆動輪へ出力する。さらに、その第１ＥＶモードでは、クラッチ機構Ｃ１を係合状態にさせるとともに、クラッチ機構Ｃ２を解放状態にさせる。すなわち、第２ＥＶモードから第１ＥＶモードに切り替える過程で、クラッチＣ１を解放させ、ブレーキ機構Ｂ１を係合させる。これにより、第１ＥＶモードでクラッチ機構Ｃ１が係合した状態から、ＨＶモードに切り替える過程で、第１モータ・ジェネレータ２をエンジン１のクランキングに用いることができ、その応答性を向上させることができる。
【００５９】
したがって、前述したこの発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、第１ＥＶモードで第１モータ・ジェネレータ２とエンジン１とが動力伝達可能に連結されているので、その第１ＥＶモードからＨＶモードに移行させる場合、第１モータ・ジェネレータ２の負回転方向の回転数を低下させ、あるいは第１および第２モータ・ジェネレータ２，３の正回転方向の回転数を増大させれば、エンジン１をクランキングして始動させることができる。そのため、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ２との間に設けられた締結要素の動作状態を変更する制御を行う必要がないので、走行モードを切り替える制御が容易であり、また遅れを特に生じさせることなく迅速に行い、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６０】
ここで前述した具体例と、この発明との関係を簡単に説明すると、前述した図１に示すステップＳ２〜Ｓ４の制御を実行する機能的手段あるいは電子制御装置が、この発明における予測手段に相当し、またステップＳ５の制御を実行する機能的手段あるいは電子制御装置が、この発明における切替手段に相当し、さらに第１モータ・ジェネレータ２あるいはエンジン１のモータリングのために第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる手段が、この発明における始動手段に相当する。また、ＥＶモードの境界線Ｌ１を移動させる手段が、この発明における基準値変更手段に相当し、ステップＳ６の制御を実行する機能的手段あるいは電子制御装置が、この発明おける解放指示手段に相当する。
【００６１】
なお、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、前述してきた実施形態に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００６２】
例えば、前述したＨＶモードに複数の走行モードが含まれていても良く、例えば低車速高負荷に適した走行モードや、実質的は変速比が１以下となる、いわゆるオーバードライブ状態に適した走行モードをＨＶモードとして設定できるように構成されていてもよい。
【００６３】
また、前述の具体例では、各物理量とその物理量についての基準値との比較判別の結果を大小により表現しているが、特にこの表現には限定されない。例えば、車速が基準値よりも高速もしくは低速や、温度が基準値よりも高温もしくは低温や、ＳＯＣが基準値よりも多いもしくは少ないなど表現上の相違であって、特に発明を限定するものではない。さらに、前述の具体例では、蓄電装置の蓄電残量をＳＯＣとして記載したが、このＳＯＣは蓄電残量に限定されない。例えば、ＳＯＣは、蓄電装置の蓄電率や蓄電装置から出力可能は電力量などと表現できるが、要は、蓄電装置の蓄電状態を示す物理量であればよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…エンジン（ＥＮＧ）、  ２…モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）、  ３…モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）、  ４…動力分割機構、  ５…回転軸、  ６…ハブ、  ７…スリーブ、  ８…円筒状部、  ９…出力ギヤ、  １０…カウンタギヤ対、  １５…デファレンシャル、  １６…車軸（ＯＵＴ）、  Ｂ…ブレーキ機構、  Ｓｎ…サンギヤ、  Ｐｎ…ピニオンギヤ、  Ｒｇ…リングギヤ、  Ｃｒ…キャリヤ。
【図１】
2014006716.tif 000003
【図２】
2014006716.tif 000004
【図３】
2014006716.tif 000005
【図４】
2014006716.tif 000006
【図５】
2014006716.tif 000007
【図６】
2014006716.tif 000008
【図７】
2014006716.tif 000009
【図８】
2014006716.tif 000010
【図９】
2014006716.tif 000011
【図１０】
2014006716.tif 000012
【図１１】
2014006716.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月7日(2015.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と二つの電動機とを備え、前記内燃機関が出力する動力を使用して走行する状態と、前記内燃機関を停止させて少なくともいずれか一つの電動機が出力する動力を使用して走行する状態とを選択できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記内燃機関を停止させて前記二つの電動機の動力を使用して前記車両を走行させている場合に、走行している前記ハイブリッド車両の状態を示す検出値に基づいて前記内燃機関を始動させることを予測する予測手段と、
前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記二つの電動機のうち前記内燃機関を始動させることに使用する一方の電動機を前記ハイブリッド車両の走行のために使用せずに、他方の電動機が出力する動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態に切り替える切替手段と、
前記他方の電動機の動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態が成立した後に、前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、
前記検出値は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の蓄電残量と、車速と、要求駆動力と、前記電動機の温度との少なくともいずれか一つを含み、
前記予測手段は、前記蓄電残量が蓄電残量についての基準値より少ないこと、前記車速が車速についての基準値より高車速であること、前記温度が温度についての基準値より高温であることのいずれかと、要求駆動力が要求駆動力についての基準値より小さいこととが成立した場合に前記内燃機関を始動させるべき状態の予測を成立させる手段を含む
ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
前記蓄電残量についての基準値は、前記内燃機関を始動させることを予測するための第１基準値を含み、
前記始動手段は、前記内燃機関を始動させるための前記蓄電残量についての他の基準値である第２基準値よりも前記蓄電装置の蓄電残量が少ないことが成立した場合に、前記内燃機関を始動させ、
前記蓄電残量についての第１基準値は、前記蓄電残量についての第２基準値よりも大きい値である
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】
前記蓄電装置についての第１基準値は、前記車速が低車速側で設定される値より前記車速が高車速側で設定される値のほうが大きい値となるように設定される
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置である。
【請求項４】
前記蓄電装置の蓄電残量についての変化率を記憶する記憶手段と、
前記蓄電残量の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、前記蓄電残量の変化率のうち低下率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記蓄電残量の低下率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記車速についての変化率を記憶する記憶手段と、
前記車速の変化率に基づいて蓄電残量についての前記第１基準値を変更させ、当該車速の変化率が相対的に大きい場合に変更される第１基準値を、前記車速の変化率が相対的に小さい場合に変更される第１基準値より小さい値に変更させる基準値変更手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項２から４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６】
前記内燃機関の回転軸を固定もしくは解放させる締結要素と、
前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記締結要素を解放させる解放指示手段とをさらに備えている
ことを特徴とする請求項１から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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、内燃機関と二つの電動機とを備え、前記内燃機関が出力する動力を使用して走行する状態と、前記内燃機関を停止させて少なくともいずれか一つの電動機が出力する動力を使用して走行する状態とを選択できるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記内燃機関を停止させて前記二つの電動機の動力を使用して前記車両を走行させている場合に、走行している前記ハイブリッド車両の状態を示す検出値に基づいて前記内燃機関を始動させることを予測する予測手段と、前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記二つの電動機のうち前記内燃機関を始動させることに使用する一方の電動機を前記ハイブリッド車両の走行のために使用せずに、他方の電動機が出力する動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態に切り替える切替手段と、前記他方の電動機の動力を使用して前記ハイブリッド車両を走行させる状態が成立した後に、前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、前記検出値は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の蓄電残量と、車速と、要求駆動力と、前記電動機の温度との少なくともいずれか一つを含み、前記予測手段は、前記蓄電残量が蓄電残量についての基準値より少ないこと、前記車速が車速についての基準値より高車速であること、前記温度が温度についての基準値より高温であることのいずれかと、要求駆動力が要求駆動力についての基準値より小さいこととが成立した場合に前記内燃機関を始動させるべき状態の予測を成立させる手段を含むことを特徴とするハイブリッド車の制御装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明は、上記の発明において、前記蓄電残量についての基準値は、前記内燃機関を始動させることを予測するための第１基準値を含み、前記始動手段は、前記内燃機関を始動させるための前記蓄電残量についての他の基準値である第２基準値よりも前記蓄電装置の蓄電残量が少ないことが成立した場合に、前記内燃機関を始動させ、前記蓄電残量についての第１基準値は、前記蓄電残量についての第２基準値よりも大きい値であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明は、上記の発明において、前記内燃機関の回転軸を固定もしくは解放させる締結要素と、前記予測手段によって前記内燃機関を始動させることが予測された場合に、前記締結要素を解放させる解放指示手段とをさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
さらに、このハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも三つの走行モードを設定することができる。例えば、複数の動力装置のうち一つの電動機のみを動力源として機能させるＥＶモードと、二つの電動機を動力源として機能させるＥＶモードと、電動機および内燃機関を動力源として機能させるＨＶモードとを設定することができる。すなわち、ＥＶモードには二つの走行モードが含まれる。具体的には、第２モータ・ジェネレータ３からの出力トルクのみで車両を走行させる第１ＥＶモードと、第１モータ・ジェネレータ２からの出力トルクと第２モータ・ジェネレータ３からの出力トルクとに基づいて車両を走行させる第２ＥＶモードとを設定することができる。加えて、締結要素であるブレーキ機構Ｂの係合状態もしくは解放状態に応じた走行モードが設定される。このような各走行モードを設定するための各モータ・ジェネレータ２，３およびブレーキ機構Ｂの動作状態を図８にまとめて示してある。
【国際調査報告】
2014006716.tif 000014
2014006716.tif 000015