(57)【要約】【課題】固定変速モードへの走行モードの切り替えを、バッテリ蓄電量を不足させないことで、確実に行う。【解決手段】ハイブリッド車両（１０）は、内燃機関（２００）、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２を含む動力要素と、差動機構（３００）と、ロック機構（４００）と、蓄電手段（１２）とを備え、無段変速モードと固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成される。ハイブリッド車両の制御装置（１００）は、内燃機関において、駆動軸（３０２）に要求される要求駆動力を維持しつつ無段変速モードから固定変速モードへの切り替えを行った後の切替後動作点を特定する特定手段と、切替後動作点及び前記切り替え前の切替前動作点に基づいて、第１回転電機の動作状態を判定する判定手段と、判定された動作状態に応じて、前記切り替え前に蓄電手段の目標蓄電状態を変更する変更手段とを具備する。【選択図】図６
2011255836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）内燃機関、（ii）該内燃機関との間で動力の入出力が可能な第１回転電機及び（iii）車軸に繋がる駆動軸との間で動力の入出力が可能な第２回転電機を含む動力要素と、
前記動力要素を連結する複数の回転要素からなり、該複数の回転要素が相互に差動回転可能である差動機構と、
前記複数の回転要素のうちの一の回転要素を、回転不能なロック状態及び回転可能な非ロック状態の間で切り替え可能なロック機構と、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機との間で電力の入出力が可能な蓄電手段と
を備え、
前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる、前記非ロック状態に対応する無段変速モードと、前記変速比が固定される前記ロック状態に対応する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御する装置であって、
前記内燃機関の回転速度及びトルクの関係で表される動作点について、前記駆動軸に要求される要求駆動力を維持しつつ前記無段変速モードから前記固定変速モードへの切り替えを行った後の前記動作点たる切替後動作点を特定する動作点特定手段と、
前記特定された切替後動作点及び前記切り替え前の前記動作点たる切替前動作点に基づいて、前記第１回転電機における前記切り替えの際の動作状態を判定する動作状態判定手段と、
前記判定された動作状態に応じて、前記切り替え前に前記蓄電手段の目標蓄電状態を変更する蓄電状態変更手段と
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】
前記蓄電手段において前記切り替えに要求される要求電力を特定する要求電力特定手段
を更に備え、
前記蓄電状態変更手段は、前記判定された動作状態に応じることに加えて、前記蓄電手段の実蓄電状態が前記切り替えの前後で同じ状態となるように、前記特定された前記要求電力に応じて前記目標蓄電状態を変更する
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】
前記切り替えに伴い、前記特定された切替後動作点が所定領域に位置するか否かを判定する領域判定手段と、
前記領域判定手段により前記特定された切替後動作点が前記所定領域に位置すると判定された場合、前記要求駆動力を維持しつつ前記切替後動作点を前記所定領域から外すように前記内燃機関及び前記第２回転電機を制御する動作点制御手段と
を更に備え、
前記蓄電状態変更手段は、前記動作点制御手段による前記内燃機関及び前記第２回転電機の制御を開始する前に、前記目標蓄電状態が予め設定される基準状態より高くなるように前記目標蓄電状態を変更する
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】
当該ハイブリッド車両は、走行する路面の勾配を特定する勾配特定手段を更に備え、
前記動作点特定手段は、前記特定された勾配に基づいて前記切替後動作点を特定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項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】
本発明は、例えば、動力源として内燃機関及び電動発電機を備えるハイブリッド車両において、主として蓄電手段の充放電を制御する制御装置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、将来バッテリの放電が予想される場合、将来に放電量を増大できるようにバッテリの充電目標量を高く変更し、将来バッテリの充電が予想される場合、将来に充電量を増大できるように該充電目標量を低く変更するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置によれば、バッテリの充放電領域を広げることが可能になり、バッテリの小型化を図りつつ、バッテリに要求される充放電を効率的に行うとされる。
【０００３】
また、ハイブリッド車両において、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えがなされた際にハイブリッド車両の要求出力を満たすエンジン動作点が、所謂ＮＶ（Noise and Vibration）性能の低下を生じさせることがない領域たる基準動作領域を逸脱する場合、エンジン動作点が基準動作領域内に維持されるようにエンジンを制御すると共に、ハイブリッド車両の要求出力を満たすための動力が出力されるようにモータジェネレータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ハイブリッド車両において、内燃機関における燃料消費率が小さくなるようにエンジン動作点の更新を行うものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この装置によれば、窒素酸化物たるＮＯｘの排出量が所定値以上であるエンジン動作点を上記更新の対象から除外し、ＮＯｘの排出量が所定値未満であるエンジン動作点を範囲内で上記更新を行うとされる。
【０００５】
また、ハイブリッド車両において、ナビ情報から得られた登坂路の勾配Θをもとに、登坂走行に必要なエンジントルクを推定するものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６８７１９号公報
【特許文献２】特開２００９−２１４８２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１７００５７号公報
【特許文献４】特開２００９−２２０７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ハイブリッド車両は、典型的には、２つの走行モード、即ち、エンジンの回転速度及び駆動軸の回転速度の比たる変速比が可変とされる無段変速モードと、該変速比が固定される固定変速モードとを切り替え可能に構成される。
【０００８】
上述した特許文献１の装置では、充電目標量を高低に変更する際の判定要素として、バッテリの将来の充放電状態を予想するが、この充放電状態の予想について、ハイブリッド車両における上記２つの走行モードの切り替えが考慮されていない。これは、２つの走行モードの切り替えの際に、現在のエンジン動作点によっては、予想される充放電状態が変化してしまうため、上述の特許文献１の装置では、ハイブリッド車両におけるバッテリ充放電の効率化を確実には達成し得ない。
【０００９】
このため、バッテリ蓄電量が不足した場合、無段変速モードから固定変速モードへの走行モードの切り替えが抑制され兼ねない旨の技術的問題点がある。
【００１０】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、固定変速モードへの走行モードの切り替えを、バッテリ蓄電量を不足させないことで、確実に行い得るハイブリッド車両の制御装置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】
【００１１】
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、（ｉ)内燃機関、（ii）該内燃機関との間で動力の入出力が可能な第１回転電機及び（iii）車軸に繋がる駆動軸との間で動力の入出力が可能な第２回転電機を含む動力要素と、前記動力要素を連結する複数の回転要素からなり、該複数の回転要素が相互に差動回転可能である差動機構と、前記複数の回転要素のうちの一の回転要素を、回転不能なロック状態及び回転可能な非ロック状態の間で切り替え可能なロック機構と、前記第１回転電機及び前記第２回転電機との間で電力の入出力が可能な蓄電手段とを備え、前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる、前記非ロック状態に対応する無段変速モードと、前記変速比が固定される前記ロック状態に対応する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御する装置であって、前記内燃機関の回転速度及びトルクの関係で表される動作点について、前記駆動軸に要求される要求駆動力を維持しつつ前記無段変速モードから前記固定変速モードへの切り替えを行った後の前記動作点たる切替後動作点を特定する動作点特定手段と、前記特定された切替後動作点及び前記切り替え前の前記動作点たる切替前動作点に基づいて、前記第１回転電機における前記切り替えの際の動作状態を判定する動作状態判定手段と、前記判定された動作状態に応じて、前記切り替え前に前記蓄電手段の目標蓄電状態を変更する蓄電状態変更手段とを具備する。
【００１２】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る、燃料の燃焼により動力を生成可能な機関としての内燃機関と、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る第１及び第２回転電機とを少なくとも備えた車両である。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両における差動機構は、典型的には、（Ｉ）第１回転電機に直接的又は間接的に連結され、第１回転電機による回転速度の調整が可能な第１回転要素、（II）駆動軸に連結される第２回転要素及び(III)内燃機関に連結される第３回転要素を含む、相互に差動作用をなし得る複数の回転要素を備えており、係る差動作用により各回転要素の状態（端的には、回転可能であるか否か及び他の回転要素又は固定要素と連結された状態にあるか否か等を含む）に応じて、内燃機関と第１回転電機と駆動軸との間の動力伝達、端的にはトルクの伝達を行う機構である。差動機構に備わる複数の回転要素のうち、上述した第１から第３回転要素は、常時或いは選択的に、これらのうち二回転要素の回転速度が定まれば自ずと残余の一回転要素の回転速度が定まる回転二自由度の機構（尚、この差動機構に含まれる回転要素は必ずしもこれら三要素に限定されない）を構築する。即ち、第１回転電機は、内燃機関に対し内燃機関のトルクに対応する反力トルクを与える反力要素として機能し得るものであり、内燃機関の回転速度制御機構としても機能し得るものである。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド車両におけるロック機構は、例えば湿式多板ブレーキ装置若しくはクラッチ装置、ドグクラッチ装置又は電磁カムロック式クラッチ装置等の各種態様を採り得る。ロック機構は、一の回転要素の状態を、例えば物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種係合力により所定の固定要素に回転不能に固定されたロック状態と、少なくともこのロック状態に係る係合力の影響を受けない状態としての回転可能な非ロック状態との間で切り替える機構である。特に、ロック機構は、ロック状態において、第１回転電機に代わり、内燃機関に対し反力トルクを与える反力要素として機能し得るものである。
【００１５】
本発明に係るハイブリッド車両におけるロック状態及び非ロック状態は、夫々が、相互に異なる変速モードとしての、固定変速モード及び無段変速モードに対応する構成となっている。
【００１６】
無段変速モードは、上述した回転二自由度の差動機構において、第１回転電機を内燃機関の回転速度制御機構として機能させる（即ち、非ロック状態でなければならない）ことにより、内燃機関の回転速度と駆動軸の回転速度との比たる変速比を理論的に、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モードである。この場合、好適な一形態として、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度と機関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）が、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、燃料消費率が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小となる、或いはハイブリッド車両のシステム効率（例えば、動力伝達を行う差動機構の伝達効率と内燃機関の熱効率等に基づいて算出される総合的な効率である）が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最大となる、最適燃費動作点等に制御される。
【００１７】
固定変速モードは、同様に回転二自由度の差動機構において、ロック状態に維持することによって実現される、上記変速比が一義に規定される変速モードである。即ち、ロック状態にある場合、第１回転要素における回転速度（即ち、ゼロ）と、車速と一義的な回転状態を示す第２回転要素における回転速度とによって、残余の内燃機関に連結された第３回転要素における回転速度は一義に規定されるのである。この際、第１回転要素が第１回転電機に直接連結される構成であれば、第１回転電機はゼロ回転となり、所謂ＭＧ１ロックと称される状態が実現され、第１回転要素が相互に差動関係にある他の回転要素を介して第１回転電機に連結される構成であれば、第１回転電機の回転速度はこれらのギア比に応じて定まる一の値に固定される。いずれにせよ、固定変速モードは、動力循環と称される、動力要素及び差動機構を含むハイブリッド駆動装置全体のシステム効率を低下させ得る非効率な電気パスの発生を回避することを目的として好適には選択される。
【００１８】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、主として、ハイブリッド車両における蓄電手段の充放電を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、無段変速モードから固定変速モードへの変速モードの切り替えを確実に行うべく先ず、ＥＣＵ等の動作点特定手段により、内燃機関における切替後動作点が特定される。ここに、切替後動作点に係る「特定」とは、具体的には、車速及びアクセル開度に基づく要求駆動力を維持した状態で無段変速モードから固定変速モードへの切り替えを行った後の内燃機関の駆動を表す切替後動作点を、車速、タイヤ径、デフ比、プラネタリギヤ比等に基づいて間接的に推定、算出等すればよく、何らかの形で該切替後動作点を特定又は取得できればよい趣旨を示す。なお「要求駆動力を維持しつつ」とは、要求駆動力を維持するように制御しつつの意味であり、要求駆動力が完全に一定値に維持される訳ではない。このように特定された切替後動作点は、機関回転速度及び機関トルクの関係を表す二次元グラフ上に夫々示される。
【００２０】
他方、切替前動作点については、無段変速モードでの内燃機関の駆動を表すものとして直接又は間接的に検出、測定、推定、算出等されており、この切替前動作点についても、切替後動作点と共に、機関回転速度及び機関トルクの関係を表す二次元グラフ上に夫々示されてよい。なお、動作点特定手段により、このような切替前動作点も特定されてよい。
【００２１】
続いて、ＥＣＵ等の動作状態判定手段により、動作点特定手段により特定された切替後動作点と切替前動作点とに基づいて、例えば、無段変速モードである切り替え直前の時点から、固定変速モードである切り替え直後の時点までの期間における、第１回転電機の動作状態が判定される。ここに、第１回転電機に係る「動作状態」とは、発進時等に内燃機関に動力を与えるべく第１回転電機が力行する放電状態、及び内燃機関の駆動に応じて第１回転電機が発電する発電状態を示す。また「切り替えの際の動作状態」とは、切り替えの時点並びにその前及び後の所定期間における動作状態という意味である。こうした動作状態に係る「判定」とは、具体的には、内燃機関の動作点を切替前動作点から切替後動作点に変移させるために、第１回転電機を放電状態にするか発電状態にするかを判別できればよい趣旨を示す。
【００２２】
続いて、ＥＣＵ又はＰＣＵ（Power Control Unit）等の蓄電状態変更手段により、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えに先立って、動作状態判定手段より判定された第１回転電機の動作状態に応じて、蓄電手段の目標蓄電状態が変更される。ここに、蓄電手段に係る「目標蓄電状態」とは、蓄電手段における蓄電残量ＳＯＣ（State Of Charge）たる蓄電状態の制御目標を示す。
【００２３】
上述した動作状態判定手段及び蓄電状態変更手段の動作として、具体的には、動作状態判定手段により、第１回転電機の動作状態が放電状態と判定された場合、蓄電状態変更手段により、放電側の領域を広くするように目標蓄電状態が予め設定される基準状態より高く設定される。他方、動作状態判定手段により、第１回転電機の動作状態が発電状態と判定された場合、蓄電状態変更手段により、充電側の領域を広くするように目標蓄電状態が予め設定される基準状態より低く設定される。ここに、目標蓄電状態との比較対象とされる「基準状態」とは、蓄電手段における初期設定の蓄電状態であって、典型的には、上限状態から下限状態までの一領域を二分するように、上限状態と下限状態との正に中央の状態を示す。こうした設定により目標蓄電状態を変更することで、固定変速モードへの切り替えの際に充放電される電力を見越して、蓄電手段における蓄電状態の上限越え及び下限割れを回避する。このため、例えば、蓄電状態の上限越え及び下限割れの可能性を推定して変速モードの切り替えを禁止するための制御処理を実行不能にすることも可能である。
【００２４】
このように、固定変速モードに切り替える際の第１回転電機の動作状態に応じて、固定変速モードへの切り替え前に蓄電手段の目標蓄電状態を高低する。これにより、固定変速モードへの切り替えに伴う蓄電状態の上限越え及び下限割れを回避するので、蓄電手段の蓄電量が不足することがなく、固定変速モードへの切り替えを確実に実行することが可能である。
【００２５】
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、前記蓄電手段において前記切り替えに要求される要求電力を特定する要求電力特定手段を更に備え、前記蓄電状態変更手段は、前記判定された動作状態に応じることに加えて、前記蓄電手段の実蓄電状態が前記切り替えの前後で同じ状態となるように、前記特定された前記要求電力に応じて前記目標蓄電状態を変更する。
【００２６】
この態様によれば、ＥＣＵ等の要求出力特定手段により、蓄電手段において固定変速モードへの切り替えのために要求される電力たる要求電力（言い換えれば、要求エネルギー）が特定される。ここに、蓄電手段に係る「要求電力」とは、具体的には、例えば、固定変速モードへの切り替え直前の時点から該切り替え直後の時点までの期間に、蓄電手段において充放電される電力の合計値を示す。
【００２７】
続いて、蓄電状態変更手段により、固定変速モードへの切り替えに先立って、動作状態判定手段により判定された動作状態に応じることに加えて、要求出力特定手段により特定された要求電力に応じて、蓄電手段の目標蓄電状態が変更される。具体的には、特定された要求電力が第１回転電機及び第２回転電機等への放電に使用される電力（以後、適宜「放電電力」と称する）である場合、放電電力を補うように目標蓄電状態が放電電力分高く設定される。他方、特定された要求電力が第１回転電機及び第２回転電機により発電される電力（以後、適宜「発電電力」と称する）である場合、発電電力を差し引くように目標蓄電状態が発電電力分低く設定される。こうした設定により目標蓄電状態を変更することで、固定変速モードへの切り替えの際に充放電される電力を正確に見越して、実際の蓄電状態たる実蓄電状態を該切り替えの前後で同じ状態にすることが可能である。
【００２８】
このように、固定変速モードに切り替える際の第１回転電機の動作状態及び蓄電手段の要求電力に応じて、固定変速モードへの切り替え前に蓄電手段の目標蓄電状態を高低する。これにより、固定変速モードへの切り替えに伴う蓄電状態の上限越え及び下限割れを無駄なく回避することで、固定変速モードへの切り替えを効率的に実行することが可能である。
【００２９】
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、前記切り替えに伴い、前記特定された切替後動作点が所定領域に位置するか否かを判定する領域判定手段と、前記領域判定手段により前記特定された切替後動作点が前記所定領域に位置すると判定された場合、前記要求駆動力を維持しつつ前記切替後動作点を前記所定領域から外すように前記内燃機関及び前記第２回転電機を制御する動作点制御手段とを更に備え、前記蓄電状態変更手段は、前記動作点制御手段による前記内燃機関及び前記第２回転電機の制御を開始する前に、前記目標蓄電状態が予め設定される基準状態より高くなるように前記目標蓄電状態を変更する。
【００３０】
この態様によれば、ＥＣＵ等の領域判定手段により、固定変速モードへの切り替えに伴って切替後動作点が所定領域に位置するか否かが判定される。ここに、切替後動作点に係る「所定領域」とは、所謂ＮＶ領域であって、例えば、当該ハイブリッド車両における快適性能を担保し得ない程の騒音及び振動が発生する、内燃機関の動作領域を示す。切替後動作点がこうした所定領域に位置すると判定された場合、ＥＣＵ等の動作点制御手段により、車速及びアクセル開度に基づく要求駆動力を維持しつつ切替後動作点を所定領域から外すように、内燃機関及び第２回転電機が制御される。この制御について、具体的には、内燃機関について、例えば、騒音に比例する機関回転速度又は／及び機関トルクを下げることで切替後動作点を所定領域より外側に配置する。すると、こうした機関回転速度又は／及び機関トルクの低下により低減してしまう内燃機関からの出力を維持するように、第２回転電機からの出力を大きくする。
【００３１】
この態様によれば、更には、内燃機関及び第２回転電機の制御が開始される前に、蓄電状態変更手段により、放電側の領域を広くするように目標蓄電状態が基準状態より高く設定される。これにより、第２回転電機の力行動作のために放電される電力を増やし、固定変速モードへ切り替わった後の固定変速モードでの走行距離を長くすることが可能である。故に、ハイブリッド車両の燃費を向上させることが可能である。
【００３２】
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、当該ハイブリッド車両は、前記切り替えの際に走行する路面の勾配を特定する勾配特定手段を更に備え、前記動作点特定手段は、前記特定された勾配に基づいて前記切替後動作点を特定する。
【００３３】
この態様によれば、ＥＣＵ等の勾配特定手段により、例えば予めＲＯＭに記憶されたナビゲーション情報や、無線通信により常時受信可能な道路交通情報等により、固定変速モードに切り替える際に走行する路面の勾配が特定される。ここに、勾配に係る「特定」とは、直接又は間接的に検出、測定、推定、算出等する意味である。すると、動作点特定手段により、特定された勾配が特定要素として追加された上で、切替後動作点が特定される。こうした特定要素の追加により、切替後動作点を高精度に特定することが可能である。
【００３４】
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形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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すブロック図である。
【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す構成図である。
【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】本発明の実施形態の第１バッテリ蓄電状態制御処理に係る、エンジン動作点の充電領域及び放電領域を規定するグラフである。
【図５】図４の充電領域及び放電領域で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６】図４のグラフを用いる第１バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の第２バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の第３バッテリ蓄電状態制御処理に係る、エンジン動作点のＮＶ領域を規定するグラフである。
【図９】図８のグラフを用いる第３バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態の第４バッテリ蓄電状態制御処理に係る、路面勾配に応じたエンジン動作点を示すグラフである。
【図１１】図１０のグラフに対応する第４バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係るハイブリッド駆動装置の構成の一例を概念的に表してなる概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な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すブロック図である。
【００３７】
図１において、ハイブリッド車両１０は、主として、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ１１、バッテリ１２、車速センサ１３、アクセル開度センサ１４及び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。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ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から第４バッテリ蓄電状態制御処理を実行可能に構成されている。
【００３９】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「動作点特定手段」、「動作状態判定手段」、「要求電力特定手段」及び「領域判定手段」の一例たる切替状態判定部１００ａと、本発明に係る「蓄電状態変更手段」の一例たる目標ＳＯＣ制御部１００ｂと、本発明に係る「動作点制御手段」の一例たるＮＶ制御部１００ｃと、本発明に係る「勾配特定手段」の一例たる路面状態検出部１００ｄとを有する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の各種コンピュータシステムとして構成されていてもよい。
【００４０】
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インバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２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。
【００４１】
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を供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２の回生による発電電力を蓄電することが可能に構成された、本発明に係る「蓄電手段」の一例である。バッテリ１２には、ＳＯＣセンサ１２ａが組み付けられている。
【００４２】
ＳＯＣセンサ１２ａは、バッテリ１２の蓄電状態を表す蓄電残量ＳＯＣ（以後、単に「ＳＯＣ」と称する）を検出することが可能に構成される。ＳＯＣセンサ１２ａは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＳＯＣ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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜ハイブリッド駆動装置の構成＞
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す構成図である。
【００４６】
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、モータジェネレータＭＧ２、ブレーキ機構４００及び減速機構５００を備える。
【００４７】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１回転電機」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回転電機」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。
【００４９】
動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア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プラネタリキャリア３０６とを備えた、本発明に係る「差動機構」の一例たる動力伝達装置である。
【００５０】
ここで、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してモータジェネレータＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はモータジェネレータＭＧ１の回転速度と等価である。また、リングギア３０１は、駆動軸３０２及び減速機構５００を介してモータジェネレータＭＧ２のロータに結合されており、その回転速度はモータジェネレータＭＧ２の回転速度と等価である。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。
【００５１】
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の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。
【００５２】
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。
【００５３】
ブレーキ機構４００は、一方のブレーキ板がサンギア軸３０４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ブレーキ装置である。ブレーキ機構４００は、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軸３０４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、モータジェネレータ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。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。
【００５４】
尚、本発明に係る「差動機構」の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、本発明に係る差動機構は、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、ブレーキ機構４００に係る実施形態上の構成も、差動機構の構成に応じて適宜変化し得るものである。
【００５５】
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。
【００５６】
尚、本実施形態のハイブリッド車両１０は、内燃機関としてディーゼルエンジン（即ち、エンジン２００）を備えるが、ディーゼルエンジンの代わりに、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンを備えてもよい。
【００５７】
＜ハイブリッド駆動装置の動作＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０では、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（即ち、本発明に係る「変速モード」の一例）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２と重複する要素に対し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。
【００５８】
図３（ｉ）において、縦軸には回転速度が表されており、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、実質的にモータジェネレータ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、実質的にモータジェネレータ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。
【００５９】
例えば、図３（ｉ）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、モータジェネレータＭＧ２の回転速度と一義的である）を一定とすれば、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を制御して、モータジェネレータ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、モータジェネレータ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、エンジンにおける要求出力パワー毎にエンジン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。
【００６０】
ここで、無段変速モードが選択されている場合、モータジェネレータ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。
【００６１】
このような状態においては、モータジェネレータＭＧ２で発電した電力により、モータジェネレータＭＧ１を力行駆動し、余剰なトルクをモータジェネレータ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。
【００６２】
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（ｉｉ）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、モータジェネレータＭＧ１の回転速度は０（即ち、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と一義的なモータジェネレータＭＧ２の回転速度とこのモータジェネレータ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。このようにモータジェネレータ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。
【００６３】
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２００の出力トルクのうち、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。
【００６４】
ここで、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えが行われる際に、バッテリ１２のＳＯＣによっては該切り替えが禁止される場合がある。これは、該切り替えに伴ってＳＯＣの上限超え又は下限割れが発生することが推定されるためである。そこで、ＥＣＵ１００は、該切り替えの際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態に応じて、該切り替え前のバッテリ１２の目標ＳＯＣ（即ち、本発明に係る「目標蓄電状態」の一例）を変更するべく、第１から第４バッテリ蓄電状態制御処理を実行する。これにより、無段変速モードから固定変速モードへの走行モードの切り替えを確実に実行することが可能となっている。
【００６５】
＜第１バッテリ蓄電状態制御処理＞
＜第１動作点グラフ＞
図４を参照し、第１バッテリ蓄電状態制御処理に係る、第１動作点グラフについて説明する。ここに、図４は、モータジェネレータＭＧ１の動作状態を判定するべく、エンジン２００における無段変速モード時及び固定変速モード時の動作点を示す第１動作点グラフである。
【００６６】
図４に示される二次元グラフは、縦軸に機関トルク、横軸に機関回転速度を表す。横軸には、機関回転速度値Ｎｅ１及びＮｅ２が取られている。こうした二次元グラフには、無段変速モードを選択する場合の動作点ラインＬ１（即ち、図４において実線で示される）と、固定変速モードを選択する場合の動作点ラインＬ２（即ち、図４において鎖線で示される）とが表されている。
【００６７】
動作点ラインＬ１上の各動作点（即ち、本発明に係る「切替前動作点」の一例）は、最適燃費で走行するように一義的に決定される。動作点ラインＬ２上の各動作点（即ち、本発明に係る「切替後動作点」の一例）について、具体的には、機関トルクは、路面の勾配Θ及び車両走行時の抵抗Ｒ／Ｌ（Road load）に基づいて一義的に決定される。また、機関回転速度は、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］、タイヤ半径［ｍ］、デフ比及びプラネタリギヤ比ρに基づいて、例えば下記式を用いて一義的に決定される。
【００６８】
Ｎｅ＝デフ比＊Ｖ／（１＋ρ）／６０／２／Π／タイヤ半径＊１０００
【００６９】
図４において、機関回転速度値Ｎｅ１及びＮｅ２の間の領域ａでは、動作点ラインＬ１は動作点ラインＬ２より高い場所に位置し、機関回転速度値Ｎｅ２以降の領域ｂでは、動作点ラインＬ１は動作点ラインＬ２より低い場所に位置する。動作点ラインＬ１上には、動作点ｍ１３及びｍ２３が取られており、動作点ラインＬ２上には、動作点ｍ１５及びｍ２５が取られている。
【００７０】
ここで、無段変速モードから固定変速モードへの走行モードの切り替えを行う場合、エンジン２００の動作点は、領域ａでは、動作点ラインＬ１上の動作点ｍ１３から、動作点ラインＬ２上の動作点ｍ１５に変移する。また、領域ｂでは、動作点ラインＬ１上の動作点ｍ２３から、動作点ラインＬ２上の動作点ｍ２５に変移する。
【００７１】
次に、図５を参照し、図４の領域ａ及びｂにおける、無段変速モードから固定変速モードへの走行モードの切り替えについて説明する。ここに、図５は、走行モードの切り替えの際の、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。図５（ｉ）及び図５（ｉｉ）に示される二次元グラフは、図３（ｉ）及び（ｉｉ）と同様にして、縦軸に回転速度を表し、横軸に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を表す。
【００７２】
図５（ｉ）において、無段変速モードでは、モータジェネレータＭＧ２の動作点を白丸ｍ１１とし、モータジェネレータＭＧ１の動作点が図４における動作点ｍ１３に対応する白丸ｍ１３であるとすれば、エンジン２００の動作点は白丸ｍ１２となる。この動作点ｍ１３を取る無段変速モードから固定変速モードへの切り替えを行う場合、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を０（即ち、ゼロ）に設定するべく、バッテリ１２の放電電力によりモータジェネレータＭＧ１が力行動作する。即ち、固定変速モードでは、モータジェネレータＭＧ１の動作点が図４における動作点ｍ１５に対応する０（即ち、白丸ｍ１５）となり、エンジン２００の動作点は白丸ｍ１４となる。言い換えれば、機関回転速度は、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えの際に上昇する。
【００７３】
他方、図５（ｉｉ）において、無段変速モードでは、モータジェネレータＭＧ２の動作点を白丸ｍ２１とし、モータジェネレータＭＧ１の動作点が図４における動作点ｍ２３に対応する白丸ｍ２３であるとすれば、エンジン２００の動作点は白丸ｍ２２となる。この動作点ｍ２３を取る無段変速モードから固定変速モードへの切り替えを行う場合、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を０（即ち、ゼロ）に設定するべく、モータジェネレータＭＧ１が回生動作することで、バッテリ１２が発電される。即ち、固定変速モードでは、モータジェネレータＭＧ１の動作点が図４における動作点ｍ２５に対応する０（即ち、白丸ｍ２５）となり、エンジン２００の動作点は白丸ｍ２４となる。言い換えれば、機関回転速度は、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えの際に下降する。
【００７４】
再び図４において、領域ａにおける無段変速モードから固定変速モードへの切り替え（即ち、動作点ｍ１３から動作点ｍ１５への変移）の際に、モータジェネレータＭＧ１が力行動作することで、バッテリ１２は放電する。他方、領域ｂにおける無段変速モードから固定変速モードへの切り替え（即ち、動作点ｍ２３から動作点ｍ２５への変移）の際に、モータジェネレータＭＧ１が回生動作することで、バッテリ１２は充電される。このように、無段変速モードから固定変速モードに切り替える際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態を判定し、この判定の結果に応じてバッテリ１２の目標ＳＯＣを変更する。
【００７５】
続いて、図６を参照し、本実施形態における第１バッテリ蓄電状態制御処理の詳細について説明する。ここに、図６は、第１バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【００７６】
図６において、ＥＣＵ１００は、先ずハイブリッド車両１０が無段変速モードで走行中（即ち、ＣＶＴ走行中）であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。この判定の結果、ＣＶＴ走行中でなく、固定変速モードで走行中（即ち、ＭＧ１ロック中）であると判定された場合（ステップＳ５１:ＮＯ）、再度ステップＳ５１の処理を実行する。
【００７７】
一方、ステップＳ５１の判定の結果、ＣＶＴ走行中であると判定された場合（ステップＳ５１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００における切替状態判定部１００ａは、ＲＯＭに予め格納された図４を使用して、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点を推定する。すると、現在のエンジン動作点及びＭＧ１ロック時のエンジン動作点を比較して、ＭＧ１ロックする際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態が、力行状態である（即ち、図４における領域ａに該当する）か回生状態である（即ち、図４における領域ｂに該当する）かを推定する（ステップＳ５２）。この推定の結果、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が力行状態であって、領域ａに該当する場合（ステップＳ５２:ａ）、ＥＣＵ１００における目標ＳＯＣ制御部１００ｂは、目標ＳＯＣ値に所定値αを加算する（ステップＳ５３）。
【００７８】
一方、ステップＳ５２の判定の結果、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が回生状態であって、領域ｂに該当する場合（ステップＳ５２:ｂ）、目標ＳＯＣ値から所定値αを減算する（ステップＳ５４）。続いて、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１をロック状態にする（即ち、ＭＧ１ロックする）要求があるか否かを判定する（ステップＳ５５）。この判定の結果、ＭＧ１ロックする要求がないと判定された場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックすることなく、一連の第１バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。
【００７９】
一方、ステップＳ５５の判定の結果、ＭＧ１ロックする要求が有ると判定された場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードから固定変速モードに切り替えるべく、ＭＧ１ロックを行う（ステップＳ５６）。これにより、一連の第１バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。
【００８０】
本実施形態の第１バッテリ蓄電状態制御処理によれば、無段変速モードから固定変速モードに切り替える際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態に応じて、目標ＳＯＣを高低する。これにより、該切り替え前に、ＳＯＣの上限超え及び下限割りを回避するべくＳＯＣの制御領域を広げ、該切り替えの際に、ＳＯＣの上下限値に余裕を持たせる。このため、該切り替えの実行がバッテリ制限により禁止されることがなく、該切り替えを確実に実行することが可能である。
【００８１】
尚、上記第１バッテリ蓄電状態制御処理において、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えの際にＳＯＣの上下限値に余裕を持たせるように目標ＳＯＣ値が設定されるが、該切り替えの際のバッテリ１２の要求電力に応じて、目標ＳＯＣ値を設定してもよい。
【００８２】
＜第２バッテリ蓄電状態制御処理＞
続いて、図７を参照し、本実施形態における第２バッテリ蓄電状態制御処理の詳細について説明する。ここに、図７は、第２バッテリ蓄電状態制御処理を示すフローチャートである。
【００８３】
図７において、ＥＣＵ１００は、先ず図６のステップＳ５１の処理と同様にして、ハイブリッド車両１０がＣＶＴ走行中であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、この判定の結果、ＣＶＴ走行中でないと判定された場合（ステップＳ５１:ＮＯ）、再度ステップＳ５１の処理を実行する。一方、ステップＳ５１の判定の結果、ＣＶＴ走行中であると判定された場合（ステップＳ５１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、固定変速モードへの切り替えのためにバッテリ１２に要求される電力（即ち、バッテリ要求電力）を算出し（ステップＳ６１）、算出されたバッテリ要求電力に応じて、目標ＳＯＣ値に加減される変数αを算出する。
【００８４】
続いて、切替状態判定部１００ａは、図６のステップＳ５２からステップＳ５６の各処理と同様にして、図４を使用して、現在のエンジン動作点及びＭＧ１ロック時のエンジン動作点を比較して、ＭＧ１ロックする際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ａに該当するか領域ｂに該当するかを推定する（ステップＳ５２）。この推定の結果、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ａに該当する場合（ステップＳ５２:ａ）、目標ＳＯＣ制御部１００ｂは、目標ＳＯＣ値に、ステップＳ６１にて算出された変数αを加算する（ステップＳ５３）一方、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ｂに該当する場合（ステップＳ５２:ｂ）、目標ＳＯＣ値から変数αを減算する（ステップＳ５４）。続いて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックする要求があるか否かを判定する（ステップＳ５５）。この判定の結果、ＭＧ１ロックする要求がないと判定された場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックを行うことなく、一連の第２バッテリ蓄電状態制御処理を終了する一方、ＭＧ１ロックする要求が有ると判定された場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードから固定変速モードに切り替えるべく、ＭＧ１ロックを行う（ステップＳ５６）。これにより、一連の第２バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。
【００８５】
本実施形態の第２バッテリ蓄電状態制御処理によれば、無段変速モードから固定変速モードに切り替える際のバッテリ１２の要求電力及びモータジェネレータＭＧ１の動作状態に応じて、該切り替え前に目標ＳＯＣを高低する。これにより、固定変速モードへの切り替えに伴うＳＯＣの上限越え及び下限割れを無駄なく回避する。このため、該切り替えを効率的に実行することが可能である。
【００８６】
＜第３バッテリ蓄電状態制御処理＞
＜第２動作点グラフ＞
次に、図８を参照し、第３バッテリ蓄電状態制御処理に係る、第２動作点グラフについて説明する。ここに、図８は、ハイブリッド車両１０におけるＮＶ領域を規定すると共に、エンジン２００における無段変速モード時及び固定変速モード時の動作点を示す第２動作点グラフである。
【００８７】
図８に示される二次元グラフは、図４の第１動作点グラフと同様にして、縦軸に機関トルク、横軸に機関回転速度を表す。横軸には、機関トルク値Ｔ１及びＴ２が取られている。こうした二次元グラフには、無段変速モードを選択する場合の動作点ラインＬ３（即ち、図８において実線で示される）と、固定変速モードを選択する場合の動作点ラインＬ４（即ち、図８において鎖線で示される）とが表されている。また、ハイブリッド車両１０に規定されるＮＶ領域（即ち、図８において斜線で示される領域）が表されている。
【００８８】
動作点ラインＬ３上の各動作点について、図４の動作点ラインＬ１の場合と同様にして、最適燃費で走行するように一義的に決定される。動作点ラインＬ４上の各動作点について、図４の動作点ラインＬ２の場合と同様にして、路面の勾配Θ及び車両走行時の抵抗Ｒ／Ｌに基づいて一義的に決定される。
【００８９】
図８において、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えが完了した時点のエンジン２００の動作点を、動作点ラインＬ４上の動作点ｍ３１とする。動作点ｍ３１は、機関トルク値Ｔ１を取り、ＮＶ領域に位置している。この場合、第３バッテリ蓄電状態制御処理では、エンジン２００の動作点を、ＮＶ領域より外側に配置するべく、動作点ラインＬ４上の動作点ｍ３１から、ＮＶ領域内の動作点ｍ３２に変移させる。動作点ｍ３２について、機関トルク値が値Ｔ１より小さい値Ｔ２まで低下することで、動作点ｍ３２がＮＶ領域より外側に位置する。即ち、無段変速モードから固定変速モードに切り替える際にＮＶ領域に位置する動作点を、ＮＶ領域を回避するべく、機関トルク（及び機関回転速度）を低下させる。この機関トルクの低下に伴って、エンジン２００による出力が下降する。
【００９０】
第３バッテリ蓄電状態制御処理では、機関トルクの低下に伴い下降するエンジン２００の出力を補うように、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。また、無段変速モードから固定変速モードへの切り替え後にモータジェネレータＭＧ２をできるだけ長く駆動するべく、該切り替え前に目標ＳＯＣを高く設定し、モータジェネレータＭＧ２の力行動作による放電に備える。
【００９１】
続いて、図９を参照し、本実施形態における第３バッテリ蓄電状態制御処理の詳細について説明する。ここに、図９は、第３バッテリ蓄電状態制御処理のフローチャートである。
【００９２】
図９において、ＥＣＵ１００は、先ず図６及び図７のステップＳ５１の処理と同様にして、ハイブリッド車両１０がＣＶＴ走行中であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、この判定の結果、ＣＶＴ走行中でないと判定された場合（ステップＳ５１:ＮＯ）、再度ステップＳ５１の処理を実行する。一方、ステップＳ５１の判定の結果、ＣＶＴ走行中であると判定された場合（ステップＳ５１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００におけるＮＶ制御部１００ｃは、ＲＯＭに予め格納された図８を使用して、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点がＮＶ領域に位置するか否かを判定する（ステップＳ７１）。この判定の結果、該エンジン動作点がＮＶ領域から外れ、ＮＶ領域に位置しないと判定された場合（ステップＳ７１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、次にステップＳ７４の処理を実行する。
【００９３】
一方、ステップＳ７１の判定の結果、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点がＮＶ領域に位置すると判定された場合（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、ＮＶ制御部１００ｃは、一パラメータたるＮＶフラグを「ＯＮ」にする（ステップＳ７２）。続いて、目標ＳＯＣ制御部１００ｂは、モータジェネレータＭＧ２を長時間駆動するべく、目標ＳＯＣ値に所定値βを加算する（ステップＳ７３）。
【００９４】
次に、ＥＣＵ１００は、ＮＶフラグが「ＯＮ」であり、且つモータジェネレータＭＧ１をロック状態にする（即ち、ＭＧ１ロックする）要求が有るか否かを判定する（ステップＳ７４）。この判定の結果、ＮＶフラグが「ＯＦＦ」であったり、ＭＧ１ロックする要求がないと判定された場合（ステップＳ７４:ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、図６及び図７のステップＳ５５及びＳ５６の処理と同様にして、ＭＧ１ロックする要求があるか否かを判定し（ステップＳ５５）、ＭＧ１ロックする要求がないと判定された場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、次にステップＳ７６の処理を実行する。一方、ステップＳ５５の判定の結果、ＭＧ１ロックする要求が有ると判定された場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードから固定変速モードに切り替えるべく、ＭＧ１ロックを行い（ステップＳ５６）、次にステップＳ７６の処理を実行する。
【００９５】
一方、ステップＳ７４の判定の結果、ＮＶフラグが「ＯＮ」であり、且つＭＧ１ロックする要求が有ると判定された場合（ステップＳ７４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックを行う。但し、この際、ＮＶ制御部１００ｃは、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点がＮＶ領域より外側に位置するように機関トルク（及び機関回転速度）を低く設定すると共に、エンジン２００における出力不足を補うモータジェネレータＭＧ２に設定されるアシストフラグを「ＯＮ」に切り替える（ステップＳ７５）。これにより、エンジン動作点をＮＶ領域より外側に配置することと引き換えに下降するエンジン出力が、モータジェネレータＭＧ２の出力で補完される。この後、ＮＶ制御部１００ｃは、ＮＶフラグを「ＯＦＦ」にする（ステップＳ７６）。これにより、一連の第３バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。
【００９６】
本実施形態の第３バッテリ蓄電状態制御処理によれば、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点をＮＶ領域から外すべく、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２の制御が開始される前に、放電側の領域を広くするように目標ＳＯＣが高く設定される。これにより、エンジン出力を補完するモータジェネレータＭＧ２の力行動作のために放電される電力を増やすことで、固定変速モードの継続時間を延長し、固定変速モードでの走行距離を長くすることが可能である。故に、ハイブリッド車両１０の燃費を向上させることが可能である。
【００９７】
＜第４バッテリ蓄電状態制御処理＞
＜第３動作点グラフ＞
次に、図１０を参照し、第４バッテリ蓄電状態制御処理に係る、第３動作点グラフについて説明する。ここに、図１０は、路面の勾配に応じた、エンジン２００における固定変速モード時の動作点を示す第３動作点グラフである。
【００９８】
図１０に示される二次元グラフは、図４及び図８の第１及び第２動作点グラフと同様にして、縦軸に機関トルク、横軸に機関回転速度を表す。横軸には、機関トルク値Ｔ３及びＴ４が取られている。こうした二次元グラフには、無段変速モードを選択する場合の動作点ラインＬ５（即ち、図１０において実線で示される）と、固定変速モードを選択する場合であって路面に勾配がない（即ち、勾配：０％）場合の、動作点ラインＬ６（即ち、図１０において一点鎖線で示される）と、同じく固定変速モードを選択する場合であるが路面に５％の勾配がある場合の、動作点ラインＬ７（即ち、図１０において二点鎖線で示される）とが表されている。
【００９９】
動作点ラインＬ５上の各動作点について、図４の動作点ラインＬ１及び図８の動作点ラインＬ３の場合と同様にして、最適燃費で走行するように一義的に決定される。動作点ラインＬ６及びＬ７上の各動作点について、図４の動作点ラインＬ２及び図８の動作点ラインＬ４の場合と同様にして、路面の勾配Θ及び車両走行時の抵抗Ｒ／Ｌに基づいて一義的に決定される。第４バッテリ蓄電状態制御処理では、この路面の勾配Θの差異から、エンジン動作点を高精度に特定する実施の形態について説明する。
【０１００】
図１０において、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えの際に路面の勾配Θが０％である場合、エンジン２００の動作点を、動作点ラインＬ６上の動作点ｍ４１とする。動作点ｍ４１は、機関トルク値Ｔ３を取る。他方、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えの際に路面の勾配Θが５％である場合、エンジン２００の動作点を、動作点ラインＬ７上の動作点ｍ４２とする。動作点ｍ４２は、機関トルク値が値Ｔ３より大きい値Ｔ４を取る。即ち、ＭＧ１ロック時のエンジン動作点は、路面の勾配によって、機関トルクが大きくなる方向にずれる。
【０１０１】
第４バッテリ蓄電状態制御処理では、ＲＯＭに記憶されたナビゲーション情報から、路面に係る情報を取得する。例えば路面の勾配Θが５％である場合、エンジン２００の動作点を、既に特定していた動作点ラインＬ６上の動作点ｍ４１から、動作点ラインＬ７上の動作点ｍ４２に補正する。
【０１０２】
続いて、図１１を参照し、本実施形態における第４バッテリ蓄電状態制御処理の詳細について説明する。ここに、図１１は、第４バッテリ蓄電状態制御処理のフローチャートである。
【０１０３】
図１１において、ＥＣＵ１００は、先ず図６、図７及び図９のステップＳ５１の処理と同様にして、ハイブリッド車両１０がＣＶＴ走行中であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、この判定の結果、ＣＶＴ走行中でないと判定された場合（ステップＳ５１:ＮＯ）、再度ステップＳ５１の処理を実行する。一方、ステップＳ５１の判定の結果、ＣＶＴ走行中であると判定された場合（ステップＳ５１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００における路面状態検出部１００ｄは、ＭＧ１ロックする際の路面情報を取得し、路面の勾配Θに基づいてＭＧ１ロック時のエンジン動作点を補正する（ステップＳ８１）。続いて、切替状態判定部１００ａは、図６、図７及び図９のステップＳ５２からステップＳ５６の各処理と同様にして、図４を使用して、現在のエンジン動作点と、ステップＳ８１にて補正されたＭＧ１ロック時のエンジン動作点とを比較して、ＭＧ１ロックする際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ａに該当するか領域ｂに該当するかを推定する（ステップＳ５２）。この推定の結果、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ａに該当する場合（ステップＳ５２:ａ）、目標ＳＯＣ制御部１００ｂは、目標ＳＯＣ値に所定値αを加算する（ステップＳ５３）一方、モータジェネレータＭＧ１の動作状態が領域ｂに該当する場合（ステップＳ５２:ｂ）、目標ＳＯＣ値から所定値αを減算する（ステップＳ５４）。続いて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックする要求があるか否かを判定する（ステップＳ５５）。この判定の結果、ＭＧ１ロックする要求がないと判定された場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックを行うことなく、一連の第４バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。一方、ステップＳ５５の判定の結果、ＭＧ１ロックする要求が有ると判定された場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードから固定変速モードに切り替えるべく、ＭＧ１ロックを行う（ステップＳ５６）。これにより、一連の第４バッテリ蓄電状態制御処理を終了する。
【０１０４】
本実施形態の第４バッテリ蓄電状態制御処理によれば、路面の勾配Θに基づいて、エンジン動作点を補正する。このため、無段変速モードから固定変速モードに切り替える際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態を正確に特定することが可能である。
【０１０５】
尚、上述した第１から第４バッテリ蓄電状態制御処理が実行される上記実施形態においては、ハイブリッド駆動装置１０００が固定変速モードを採るに際して、モータジェネレータＭＧ１がロックされる（正確には、サンギア軸３０４及びブレーキ機構４００を介してモータジェネレータＭＧ１がロックされる）構成を採る。然るに、固定変速モードを得るに際してのハイブリッド駆動装置の構成は、この種のＭＧ１ロックに限定されない。
【０１０６】
＜他の実施形態＞
次に、図１２を参照し、本発明の他の実施形態として、ＭＧ１がロックされる構成を有する、他のハイブリッド駆動装置の構成について説明する。ここに、図１２は、本発明に係るハイブリッド駆動装置２０００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、図１２において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０７】
図１２において、ハイブリッド駆動装置２０００は、動力分割機構３００に代えて、本発明に係る「差動機構」の他の一例として動力分割機構２３００を備える点と、ロック機構４００に代えて、本発明に係る「ロック機構」の他の一例としてブレーキＢ１を備える点とにおいて、図２におけるハイブリッド駆動装置１０００と相違する構成となっている。動力分割機構２３００は、複数の回転要素により構成される差動機構として、シングルピニオンギア型の第１遊星歯車機構２３１０、及びダブルピニオンギア型の第２遊星歯車機構２３２０を備える。
【０１０８】
第１遊星歯車機構２３１０は、サンギア２３１１、キャリア２３１２及びリングギア２３１３並びに軸線方向に自転し且つキャリア２３１２の自転により公転するようにキャリア２３１２に保持された、サンギア２３１１及びリングギア２３１３に噛合するピニオンギア２３１４を備え、サンギア２３１１にモータジェネレータＭＧ１のロータＲＴ１が、キャリア２３１２に入力軸２０５が、またリングギア２３１３に変速機構２５００を介して駆動軸が夫々連結された構成となっている。変速機構２５００は、走行モードを、Ｌｏ変速モードとＨｉ変速モードとの間で切り替え可能に構成されている。
【０１０９】
第２遊星歯車機構２３２０は、サンギア２３２１、キャリア２３２２及びリングギア２３２３並びに軸線方向に自転し且つキャリア２３２２の自転により公転するようにキャリア２３２２に保持された、サンギア２３２１及びリングギア２３２３に夫々噛合する内輪側ピニオンギア２３２４ａ及び外輪側ピニオンギア２３２４ｂを備え、サンギア２３２１にブレーキＢ１の他方のブレーキ板が連結された構成となっている。即ち、本実施形態においては、サンギア２３２１が、本発明に係る「一の回転要素」の他の一例として機能する。
【０１１０】
このように、動力分割機構２３００は、全体として第１遊星歯車機構２３１０のサンギア２３１１、第２遊星歯車機構２３２０のサンギア２３２１（第１回転要素）、相互に連結された第１遊星歯車機構２３１０のキャリア２３１２及び第２遊星歯車機構２３２０のリングギア２３２３からなる第１回転要素群、並びに相互に連結された第１遊星歯車機構２３１０のリングギア２３１３及び第２遊星歯車機構２３２０のキャリア２３２２からなる第２回転要素群の、合計４個の回転要素を備えている。
【０１１１】
ハイブリッド駆動装置２０００によれば、サンギア２３２１がロック状態となり、その回転速度がゼロとなると、車速Ｖと一義的な回転速度を有する第２回転要素群と、このサンギア２３２１とによって、残余の回転要素たる第１回転要素群の回転速度が規定される。第１回転要素群を構成するキャリア２３１２は、エンジン２００のクランクシャフト２０５に連結された入力軸に連結されているため、結局エンジン２００の機関回転速度Ｎｅは、車速Ｖと一義的な関係となって、固定変速モードが実現されるのである。また、このようにエンジン２００の機関回転速度Ｎｅが車速Ｖと一義的な関係を維持することに伴って、第１回転要素群及び第２回転要素群と差動関係にあるサンギア２３１１の回転状態も一義的となる。即ち、ハイブリッド駆動装置２０００においては、所謂、ＯＤロックと称される固定変速モードが実現される。
【０１１２】
このように、固定変速モードは、ハイブリッド駆動装置１０００以外の構成においても実現可能であり、それに合わせて、ロック機構４００又はブレーキＢ１のロック対象も適宜変更されてよい。いずれにせよ、ＭＧ１ロック又はＯＤロックが行われる際のモータジェネレータＭＧ１の動作状態に応じて、目標ＳＯＣを高低する。これにより、ＳＯＣの制御領域を広げ、ＭＧ１ロック又はＯＤロックを確実に実行することが可能である。
【０１１３】
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もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…ハイブリッド車両、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、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】
2011255836.tif 000003
【図２】
2011255836.tif 000004
【図３】
2011255836.tif 000005
【図４】
2011255836.tif 000006
【図５】
2011255836.tif 000007
【図６】
2011255836.tif 000008
【図７】
2011255836.tif 000009
【図８】
2011255836.tif 000010
【図９】
2011255836.tif 000011
【図１０】
2011255836.tif 000012
【図１１】
2011255836.tif 000013
【図１２】
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