(57)【要約】【課題】  無段変速比モードから固定変速比モードへ遷移するときであっても、駆動力の低下を招くことのないハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】  ハイブリッド車両の制御装置において、無段変速比モードから固定変速比モードへ遷移するときは、短時間定格時間のみ発生可能であって第１及び第２モータジェネレータが連続して発生可能なトルクよりも大きなトルクを使用し、前記短時間定格時間内でモード遷移が終了するようにエンジントルク，第１モータジェネレータトルク及び第２モータジェネレータトルクの配分を決定し固定変速比モードへ遷移する急速遷移制御手段を設けた。【選択図】        図７
2006044555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結した差動装置と、
前記入出力要素上に設けられた複数の締結要素と、
前記締結要素の締結・解放の組み合わせにより無段変速比モードと固定変速比モードを達成するモード制御手段と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
無段変速比モードから固定変速比モードへ遷移するときは、短時間定格時間のみ発生可能であって前記第１及び第２モータジェネレータが連続して発生可能なトルクよりも大きなトルクを使用し、前記短時間定格時間内でモード遷移が終了するようにエンジントルク，第１モータジェネレータトルク及び第２モータジェネレータトルクの配分を決定し固定変速比モードへ遷移する急速遷移制御手段を設けた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】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記急速遷移制御手段は、前記エンジントルクの増加率を、現在のエンジントルクと目標エンジントルクとの偏差と前記短時間定格時間とに基づいて設定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３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記固定変速比モードは、共線図上でエンジンに隣接する第１モータジェネレータを固定する固定変速比モードとし、
前記急速遷移制御手段は、第１モータジェネレータの目標減速度を演算し、第１モータジェネレータの実際の減速度が目標減速度よりも小さいときは、前記エンジントルクの増加を禁止することを特徴とする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】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関し、特に要求駆動力が増大したときのモード遷移制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られてい（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記ハイブリッド車両では、走行モードとして無段変速比モードと固定変速比モードを備えており、無段変速比モードで走行中、要求駆動力が増大したときは、高い駆動力が得られる固定変速比モードに遷移する。このとき、第１モータジェネレータもしくは第２モータジェネレータを固定することで固定変速比モードに遷移するため、モータジェネレータの回転数を０にする必要があり、この操作は駆動力を抑制する方向のトルクとなるため、一時的に駆動力を低下あるいは上昇しないようにする必要があり、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、無段変速比モードから固定変速比モードへ遷移するときであっても、駆動力の低下を招くことのない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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、  共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結した差動装置と、前記入出力要素上に設けられた複数の締結要素と、前記締結要素の締結・解放の組み合わせにより無段変速比モードと固定変速比モードを達成するモード制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、無段変速比モードから固定変速比モードへ遷移するときは、短時間定格時間のみ発生可能であって前記第１及び第２モータジェネレータが連続して発生可能なトルクよりも大きなトルクを使用し、前記短時間定格時間内でモード遷移が終了するようにエンジントルク，第１モータジェネレータトルク及び第２モータジェネレータトルクの配分を決定し固定変速比モードへ遷移する急速遷移制御手段を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、短時間定格時間でのみ発生可能なトルクを使用することで、駆動力を確保しつつ短時間でモード遷移を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド車の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車の駆動系の構成を説明する。
図１は実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（ジェネレータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータジェネレータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）と、選択された走行モードに応じて後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）と、エンジンクラッチEC（第１クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第２クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）と、を備えている。
【０００９】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。
【００１０】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。
【００１１】
前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。
【００１２】
前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１３】
前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECと第１オイルポンプOP1を介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
なお、前記第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。
【００１４】
上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。
【００１５】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。
【００１６】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。
【００１７】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。
【００１８】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。
【００１９】
前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結によりエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。
【００２０】
前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。
【００２１】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、を有して構成されている。
【００２２】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２３】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２４】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。
【００２５】
前記油圧制御装置５は、エンジンＥにより駆動するオイルポンプOP1、もしくは電動モータ等により駆動する電動オイルポンプOP2の少なくとも一方からの油圧供給を受け、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２６】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωinと、路面傾斜角センサ１３からの路面傾斜角と、ブレーキセンサ１４からのホイルシリンダ圧等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００２７】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１５、１６により接続されている。
【００２８】
次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００２９】
前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３０】
よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。
【００３１】
前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
【００３２】
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。
【００３３】
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。
【００３４】
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。
【００３５】
前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。
【００３６】
そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図５に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図５は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
【００３７】
さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図６に示すように、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Lowモード」という。）が追加される。この「S-Lowモード」は、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、エンジンクラッチECとハイクラッチHCとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結することで得られる。
【００３８】
つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、シリーズローギヤ固定モードである「S-Lowモード」については、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、該第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードを達成する。つまり、実施例１は、パラレルにシリーズを組み合わせたハイブリッド車両として構成される。
【００３９】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図６に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図６に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。
【００４０】
これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００４１】
（急速遷移制御処理）
次に、実施例１の急速遷移制御処理について説明する。尚、説明のためLow-iVTモードからLowモードへの遷移について説明するが、特に限定するものではない。図７は急速遷移制御処理を表すフローチャートである。尚、本制御フローは制御周期として１０msecで繰り返し行われるものとする。
ステップ１０１では、現在の走行モードがLow-iVTモードかどうかを判断し、Low-iVTモードのときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ１０２では、要求駆動力FdrvがLow-iVTで達成可能な範囲内かどうかを判断し、範囲内の時はステップ１０３へ進み、それ以外はステップ１０５へ進む。
ステップ１０３では、要求駆動力Fdrvを実現するエンジントルクTE及び第１，第２モータジェネレータトルクを演算する。
ステップ１０４では、演算された各トルク指令値を出力する。
【００４２】
ステップ１０５では、エンジントルクTE及び第１，第２モータジェネレータトルクの演算済みを表す演算終了フラグfCALFINが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときは演算済みと判断してステップ１１１へ進み、それ以外は演算が終了していないと判断してステップ１０７へ進む。
ステップ１０６では、短時間定格時間Tα内に第１モータジェネレータ回転数を０にする時の目標減速度αと最大駆動力TFMXを演算する。
ステップ１０７では、最大駆動力TFMXと要求駆動力Fdrvの小さい方を目標駆動力として設定する。
ステップ１０８では、目標駆動力から目標エンジントルクTTE，第１及び第２モータジェネレータトルクを演算する。
ステップ１０９では、エンジントルクTEのトルク増加率βを下記式により演算する。
β＝（TTE−TE）×１０msec／Tα
ステップ１１０では、演算終了フラグfCALFINを１にセットする。
【００４３】
ステップ１１１では、第１モータジェネレータ回転数が０に到達したかどうかを判断し、到達したときはステップ１１７へ進み、それ以外はステップ１１２へ進む。
ステップ１１２では、第１モータジェネレータMG1の減速度を演算する。
ステップ１１３では、第１モータジェネレータMG1の減速度が目標加速度α以上かどうかを判断し、α以上のときはステップ１１４へ進み、それ以外はステップ１１５へ進む。
ステップ１１４では、エンジントルク前回値TEにトルク増加率βを加算した値をエンジントルクTEとして設定する。
ステップ１１５では、エンジントルク前回値TEからトルク増加率βを減算した値をエンジントルクTEとして設定する。尚、特に減算せずエンジントルク前回値をそのまま出力してもよく、特に限定しない。
ステップ１１６では、第１及び第２モータジェネレータとエンジンに対しトルク指令値を出力する。
【００４４】
ステップ１１７では、ハイローブレーキHLBをONとする。
ステップ１１８では、Low-iVTモードからLowモードへのモード遷移を終了する。
【００４５】
上記制御フローについて説明する。
（急速遷移制御処理について）
図８は車速VSPと要求駆動力Fdrvによって決定される走行モードマップの概略を表す図である。図８に示すように、Lowモードは車速V1以下の領域において、高い駆動力を発生可能であり、Low-iVTモードは車速V2以下の領域において、低い駆動力を発生可能であり、図８のハッチングで示す領域は、両方の走行モードを達成可能である。このハッチングで示す領域に運転点P1が存在するとき、燃料消費量を最小とする走行モードを選択するため、Low-iVTモードが選択されている。
【００４６】
運転者がアクセルペダルを踏み込み、要求駆動力Fdrvが増大すると、車速VSPが急変することはないため、運転点P1は図８に示すように上方に移動する。ここで、要求駆動力FdrvがLow-iVTモードで達成可能な範囲にあれば、特にモード遷移は必要ないが、Low-iVTモードでは達成できない駆動力が要求されると（例えば運転点P2）、Lowモードが選択される。
【００４７】
図９はLow-iVTモードからLowモードへの遷移を表す共線図である。図９に示すように、Low-iVTモードで走行中、第１モータジェネレータMG1および第２モータジェネレータMG2は、ある回転速度で駆動している。この状態からLowモードに遷移するには、第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させ、ハイローブレーキHLBを固定しなければならない。第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させる際、出力軸トルクを一定としてモード遷移するには第１モータジェネレータMG1を低回転高トルクで制御する必要がある。しかしながら、実際には第１モータジェネレータMG1の回転数が低下すると駆動回路等の発熱が懸念されるため十分なトルクを発生できず、出力軸トルクの低下を招く場合がある。また、この出力軸トルクの低下を補うためにエンジントルクを増大させると、上昇率によっては逆に突き上げトルクを発生する場合がある。
【００４８】
そこで、実施例１の急速遷移制御では、第１モータジェネレータMG1の短時間定格で発生可能な最大トルクを利用してモード遷移を行うこととした。図１０は第１モータジェネレータMG1の回転数とトルクの関係を表す図である。図１０中、細い実線は連続で使用した場合に発生可能な回転数とトルクの関係を表し、図１０中、太い実線は2秒間のみ発生させる場合に発生可能な回転数とトルクの関係を表し、図１０中、点線は0．5秒間のみ発生させる場合に発生可能な回転数とトルクの関係を表す。図１０に示すように、短時間定格で発生可能な最大トルクは連続で使用する場合に比べて大きなトルクを得ることができる。
【００４９】
図１１はLow-iVTモードからLowモードに遷移するときに急速遷移制御を実行した場合のタイムチャートである。
時刻T1において、運転者の要求駆動力Fdrvが高まると、Low-iVTモードでは達成できないと判断してLowモードへの遷移を開始する。具体的には、まず、現在の第１モータジェネレータ回転数を読み込み、この回転数に応じた短時間定格で発生可能な第１モータジェネレータMG1及び/又は第２モータジェネレータMG2の最大トルクを用いて、現時点で発生可能な最大駆動力TFMXを求める。次に、短時間定格時間Tα内に第１モータジェネレータ回転数を０にするための第１モータジェネレータMG1の目標減速度αを演算する。
【００５０】
次に、短時間定格の最大トルクを用いた最大駆動力TFMXと要求駆動力Fdrvの小さい方を目標駆動力とする。要求駆動力Fdrvが最大駆動力TFMXよりも大きい場合、実際にはその駆動力は達成できないため選択できず、最大駆動力TFMXが要求駆動力Fdrvよりも大きい場合は、最大駆動力TFMXを設定すると過大な駆動力を発生してしまうからである。
【００５１】
選択された目標駆動力から第１モータジェネレータMG1，第２モータジェネレータMG2及びエンジンの各目標トルクを演算する。ここで、エンジンEの目標トルクTTEは、一気に上昇させると図１２に示すように第１モータジェネレータMG1及び/又は第２モータジェネレータMG2のトルクが追いつかず、第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させることができない場面が考えられる。このときは、一旦エンジントルクを低下させ、第１モータジェネレータMG1の回転数を低下させた後、再度エンジントルクを上昇させるため、却ってモード遷移に時間が掛かってしまうおそれがある。そこで、目標エンジントルクTTEと現在のエンジントルクTEとの偏差を短時間定格時間で除した値を用いてトルク増加率βを設定する。これにより、エンジントルクTEが一気に上昇することがなく、再度エンジントルクを低下させなければならないといった問題を回避することができる。
【００５２】
次に、第１モータジェネレータMG1の減速度を演算し、この減速度が目標減速度α以上かどうかを判断する。第１モータジェネレータMG1の減速度が目標減速度未満であると、短時間定格時間内にモード遷移が終了できないため、このときはエンジントルクの上昇を禁止するために、エンジントルクTEを前回の制御周期におけるエンジントルクTEからトルク増加率βを減算した値をエンジントルクTEとして設定する。尚、ここでの目的は、エンジントルクの上昇が大きいときは第１モータジェネレータMG1の回転数を引き上げる方向に作用するため、十分な減速度が得られないことを回避することであり、前回の制御周期におけるエンジントルクTEを今回の制御周期のエンジントルクTEとして維持したまま設定してもよく特に限定しない。
【００５３】
減速度が目標減速度α以上であれば、今回の制御周期におけるエンジントルクTEとして、前回の制御周期におけるエンジントルクTEにトルク増加率βを加算した値をエンジントルクTEとして設定する。この作用を繰り返すことによって駆動力を損なうことなく、短時間定格時間Tα内でのモード遷移が達成できる。
【００５４】
時刻T2において、第１モータジェネレータMG1の回転数が０になると、ハイローブレーキHLBを締結し、Low-iVTモードからLowモードへのモード遷移を終了する。Lowモードへのモード遷移が終了した後は、Lowモードによる駆動力制御によって要求駆動力Fdrvを達成する。
【００５５】
ここで、短時間定格を使用しない場合のモード遷移制御との対比について説明する。
（Pttern1：Low-iVTモードで駆動力を増加させつつモード遷移を行う場合）
図１１の細い点線で示すPattern1の場合、Low-iVTモードにおいて駆動力を増加させつつモード遷移を行うと、エンジントルクの上昇を伴うため第１モータジェネレータMG1の回転数をなかなか低下させることができず、モード遷移に時間が掛かってしまう。モード遷移終了後、要求駆動力Fdrvとなるように駆動力を増加させているが、結果的には時間が掛かってしまう
【００５６】
（Pattern2：要求駆動力を犠牲にしつつモード遷移を行う場合）
図１１の細い点線で示すPattern2の場合、まずLow-iVTモードからLowモードへの遷移が行われる。このとき、第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2のトルクはモード遷移に使用され、エンジントルクの上昇を抑制することでモード遷移させており、要求駆動力Fdrvとの差が大きく、運転者に違和感を与えてしまう。また、Lowモードによって駆動力を増大させているためPattern1よりは短時間で要求駆動力Fdrvに到達しているが、やはり時間が掛かってしまう。
【００５７】
これに対し、実施例１では短時間定格における第１モータジェネレータMG1及び/又は第２モータジェネレータMG2の最大トルクを用いて急速遷移制御することで、駆動力を増大させつつ短時間でモード遷移を達成することが可能となり、素早く要求駆動力Fdrvを出力することで運転者に違和感を与えることなく安定したモード遷移制御を達成することができる。
【００５８】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５９】
(1)Low-iVTモードからLowモードへ遷移するときは、短時間定格時間Tαのみ発生可能であって、第１及び第２モータジェネレータMG1，MG2が連続して発生可能なトルクよりも大きなトルクを使用し、短時間定格時間Tα内でモード遷移が終了するようにエンジントルク，第１モータジェネレータトルク及び第２モータジェネレータトルクの配分を決定しLowモードへ遷移する急速遷移制御を行うこととした。これにより、要求駆動力に応じて駆動力を増大させつつモード遷移を達成することができる。
【００６０】
(2)エンジントルクの増加率βを、現在のエンジントルクTEと目標エンジントルクTTEとの偏差と短時間定格時間Tαとに基づいて設定した。よって、エンジントルクの上昇が早すぎることによるモード遷移時間の損失を防止することができる。
【００６１】
(3)第１モータジェネレータMG1の減速度αを演算し、この減速度αを維持できるようにエンジントルクの増加率βを加減算もしくは維持することとした。よって、確実に短時間定格時間内に第１モータジェネレータMG1を０としLowモードへのモード遷移を達成することができる。
【００６２】
以上、本発明のハイブリッド車の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。例えば、実施例１では、Low-iVTモードからLowモードへの急速遷移制御を示したが、High-iVTモードからHigiモードへの遷移に適用しても良い。また、High-iVTモードもしくはLow-iVTモードから２ndモードへの遷移に適用しても良い。また、エンジン駆動力を使用するHEVモードに限らず、EVモードにおいて短時間定格の最大トルクを用いてモード遷移を行っても良い。また、図１０に示すように短時間定格時間によって発生可能なトルクが異なることから、運転者のアクセルペダル操作等に応じて短時間定格時間を設定し、この設定された短時間定格時間に応じた急速遷移制御を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置に適用することもできる。さらに、シリーズ走行モードのみを持つシリーズ型ハイブリッド車にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車両において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図３】実施例１のハイブリッド車両においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図４】実施例１のハイブリッド車両において各係合要素との関係を示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車両において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。
【図６】実施例１のハイブリッド車両において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。
【図７】実施例１の急速遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１の車速と要求駆動力によって決定される走行モードを表すモードマップである。
【図９】実施例１のLow-iVTモードからLowモードへの遷移を表す共線図である。
【図１０】実施例１の短時間定格で発生可能な回転数とトルクの関係を表す図である。
【図１１】実施例１の短時間定格を用いた急速遷移制御を表すタイムチャートである。
【図１２】エンジントルクの上昇が早すぎる場合のモード遷移を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ
OUT  出力軸（出力部材）
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
LB  ローブレーキ
HC  ハイクラッチ
HLB  ハイローブレーキ
EC  エンジンクラッチ
MGC  モータジェネレータクラッチ
SC  シリーズクラッチ
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギヤ回転数センサ
１３  傾斜角センサ
１４  ブレーキセンサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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