(57)【要約】【課題】  エンジンとモータジェネレータの駆動力を併用するハイブリッド車両において、モータジェネレータのみの走行時におけるモード遷移をスムーズに行うと共に、エンジン再始動時のショックを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】  ギヤ比の異なる複数の回転要素を有し、エンジンと、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、駆動輪とがそれぞれ前記回転要素に連結されたハイブリッド変速機と、前記エンジンと前記第１及び第２モータジェネレータの両方を駆動するハイブリッドモードと、前記第１及び第２モータジェネレータのみを駆動する電気自動車モードとを達成する制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、電気自動車モードで走行時に前記エンジンを点火することなく所定回転数よりも高い回転数に上昇させて走行することとした。【選択図】        図８
2007083934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤ比の異なる複数の回転要素を有し、エンジンと、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、駆動輪とがそれぞれ前記回転要素に連結されたハイブリッド変速機と、
前記エンジンと前記第１及び第２モータジェネレータの両方を駆動するハイブリッドモードと、前記第１及び第２モータジェネレータのみを駆動する電気自動車モードとを達成する制御手段と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記制御手段は、電気自動車モードで走行時に前記エンジンを点火することなく所定回転数よりも高い回転数に上昇させて走行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】
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、
前記所定回転数は、アイドル回転数であ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または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンが接続された回転要素は、共線図上で前記第１モータジェネレータが接続された回転要素と前記第２モータジェネレータが接続された回転要素との間に配置され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４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド変速機は、
前記第１モータジェネレータが接続された第１回転要素と、前記第２モータジェネレータが接続された第２回転要素と、共線図上で前記第１回転要素と前記第２回転要素の間に配置され前記エンジンが接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、
前記第３回転要素が接続された第４回転要素と、第５回転要素と、共線図上で前記第４回転要素と前記第５回転要素の間に配置され出力軸が接続された第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、
前記第２回転要素が接続された第７回転要素と、前記第５回転要素が接続された第８回転要素と、共線図上で前記第７回転要素と前記第８回転要素の間に配置された第９回転要素とを有する第３遊星歯車と、
前記第１モータジェネレータと前記第１回転要素とを断接するモータジェネレータクラッチと、
前記第１モータジェネレータを選択的に停止するハイローブレーキと、
前記第９回転要素を選択的に停止するローブレーキと、
前記エンジンと前記第３回転要素とを断接するエンジンクラッチと、
を有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、エンジンとモータを併用して走行するハイブリッドモードと、モータのみで走行する電気自動車モードを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【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遊星歯車機構を構成し、内側に配列される２つの回転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、両外側の回転要素にそれぞれモータジェネレータを連結する。これによりエンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクをより小さくしてその小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減するハイブリッドシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このハイブリッドシステムには、エンジンを使用せずにモータジェネレータのみによって駆動する電気自動車モード（以下、EVモード）と、エンジンとモータジェネレータを併用するハイブリッドモード（以下、HEVモード）により走行する。また、複数の締結要素が設けられ、減速比（出力回転数/入力回転数）が小さなEV-Low-iVTモードと、減速比が大きなEV-High-iVTモードを備え、走行状態に応じて最適な走行モードを達成するように構成されている。
【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】
【０００４】
上記従来技術では、エンジン停止からエンジン再始動を行う為には、エンジンの回転数をモータジェネレータを用いて瞬時に回転上昇させる必要がある。このとき、EVモードによる走行中であるため、駆動力を維持しつつエンジン始動に必要な駆動力を確保する必要があり、駆動力が低下する虞があった。
【０００５】
また、エンジンを停止してEVモードにより走行すると、エンジンのインテークマニホールド内の気圧が大気圧と同じになり、エンジン再始動時の吸入空気量が増大し、初爆トルク（エンジン始動時に出力される最初の出力トルク）が大きくなり、ショックを発生する虞があった。
【０００６】
更に、エンジンを停止させたEVモードによる走行時にアクセルが踏み込まれた場合には、エンジン回転数を上昇させた上で加速するため、加速するまでの応答性が悪化する虞があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンとモータジェネレータの駆動力を併用するハイブリッド車両において、モータジェネレータのみの走行時におけるモード遷移をスムーズに行うと共に、エンジン再始動時のショックを抑制可能な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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジンと、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、駆動輪とがそれぞれ回転要素に連結された遊星歯車列と、前記エンジンと前記第１及び第２モータジェネレータの両方を駆動するハイブリッドモードと、前記第１及び第２モータジェネレータのみを駆動する電気自動車モードとを達成する制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、電気自動車モードで走行時に前記エンジンを点火することなく所定回転数よりも高い回転数に上昇させて走行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
よって、電気自動車モードでの走行時に、エンジン始動トルクを各モータジェネレータにより確保する必要が無く、電気自動車モードで走行可能なシーンを拡張することができる。また、エンジン再始動時にインテークマニホールド内に負圧が確保されているため、初爆トルクを小さくすることが可能となり、再始動ショックを抑制することができる。また、アクセル踏み込み等によりエンジン始動要求がなされたときに、燃料供給及び点火を実施するだけでよく、要求駆動力に対する応答性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の車両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】
【００１１】
まず、本発明をハイブリッド車両に適用した実施例１について、ハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
【００１２】
図１は実施例１のハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車両の駆動系は、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
前記差動装置としての第１遊星歯車PG1（特許請求の範囲に記載の第３遊星歯車に相当）と第２遊星歯車PG2（特許請求の範囲に記載の第１遊星歯車に相当）と第３遊星歯車PG3（特許請求の範囲に記載の第２遊星歯車に相当）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（第７回転要素に相当）と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1（第９回転要素に相当）と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1（第８回転要素）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（第２回転要素に相当）と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2（第３回転要素に相当）と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2（第１回転要素に相当）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（第５回転要素に相当）と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3（第６回転要素に相当）と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3（第４回転要素に相当）と、によって構成されている。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、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、高電圧バッテリ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、昇圧DC/DCコンバータ１３と、から構成されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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、高電圧バッテリ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。
【００２８】
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、昇圧DC/DCコンバータ１３を介して力行時に放電し回生時に充電する高電圧バッテリ４が接続されている。尚、昇圧DC/DCコンバータ１３の採用により、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に対し高電圧で電力を供給することが可能となり、少ない電流での電力供給を可能とし、高効率化を図っている。
【００２９】
前記油圧制御装置５は、両オイルポンプOP1,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。
【００３０】
ABS/TCSコントローラ２０は、車輪速センサ１８から４輪各輪の車輪速を入力し、ブレーキユニット１７及び統合コントローラ６に対し制御信号を出力する。ABS/TCSコントローラ２０には、疑似車体速を演算する疑似車体速演算部と、疑似車体速と各車輪速とを比較し、車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出部と、ABS制御部と、TCS制御部を有する。
【００３１】
ABS制御部では、運転者のブレーキペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、ブレーキユニット１７に設けられた増減圧バルブを開閉制御し、ホイルシリンダ内のブレーキ液圧を制御することで所望のスリップ状態を達成するABS制御部を有する。尚、ブレーキ液の油圧により制動力を得る場合について説明したが、モータ駆動によりブレーキパッドの位置制御を行うことで制動力を発生する電動式ブレーキを採用しても良く、特に限定しない。
【００３２】
TCS制御部では、運転者のアクセルペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、統合コントローラ６及びエンジンコントローラ１を介してエンジンＥのトルクダウン制御を実行し、所望のスリップ状態を達成するTCS制御部を有する。尚、トルクダウン制御としては、エンジンＥの出力トルクを制御する例を示したが、エンジンクラッチECの締結力制御により入力されるトルクを制限しても良いし、各輪に設けられたブレーキキャリパによって制動力を発生させ、所望のスリップ状態を達成するようにしてもよく、特に限定しない。
【００３３】
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、ABS/TCSコントローラ１６からのABS制御情報、TCS制御情報等の情報を入力し、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。
【００３４】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、及び統合コントローラ６とABS/TCSコントローラ２０とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４，１５，１６により接続されている。
【００３５】
次に、ハイブリッド車両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。
【００３６】
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モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３７】
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。
【００３８】
尚、Low-iVTモード，High-iVTモードを自由変速比モードと定義し、Lowモード，2ndモード，Highモードを固定変速比モードと定義する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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両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両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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（EVモードにおけるモード遷移ついて）
次に、実施例１のEVモードにおけるモード遷移について比較例を用いて説明する。上述したように、EVモードでは、燃費を極力上昇させたいといった要求から、フリクションを低減すべくエンジンクラッチECを解放して走行する。ところが、複数の走行モードを備え、各走行モードから最も効率の高いモードを選択してモード遷移するハイブリッド車両にあっては、モード遷移エネルギが必要となり、このエネルギは、モード遷移速度を上昇させようとすると更に必要となる。よって、最も効率の高い走行モードとして、必ずしもエンジンクラッチECを解放した走行モードが効率がよいわけではないことが理解されるようになってきた。
【００５１】
そこで、実施例１では、上記課題に鑑み、EVモードにおいて（特にEV-Low-iVTモードとEV-High-iVTモード）ではエンジンクラッチECを締結し、エンジンＥを連れ回りさせた状態で走行する新たなEVモードを実施することとした（図６のON/OFF表参照）。以下、この効果について比較例を用いて説明する。
【００５２】
（比較例におけるEVモード）
図７は比較例におけるEVモードにおける第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Ｅの回転数変動を表すタイムチャート及び各フェーズにおける共線図である。
【００５３】
尚、この比較例では、エンジンＥは停止し、第３回転メンバM3の回転数は常に０近傍に維持されているものとする。基本的には、EVモードでエンジンクラッチを解放しておけば、第３回転メンバM3の回転数を０に維持する必要はない。しかしながら、EVモードからHEVモードにいずれモード遷移することを考えると、エンジン始動時に第３回転メンバM3の回転数を一旦下げ、エンジンクラッチECを締結し、その後上昇するという手順を踏む必要があり、モード遷移の応答遅れを招く虞がある。そこで、EV-Low-iVTモードやEV-High-iVTモードでは、エンジンクラッチECを解放していたとしても、第３回転メンバM3の回転数を０付近に保って走行する。
【００５４】
この状態で、図７のフェーズ(1)に示すように、発進時には、S-Lowモードが選択されている。S-Lowモードとは、上述したように駆動力は第２モータジェネレータMG2により確保し、エンジンＥの駆動力により第１モータジェネレータMG1をジェネレータとして作用させる。すなわち、エンジンＥにより発電した電力を用いて駆動している状態である。ただし、S-Lowモードが選択されたとしても、EVモードであればエンジンＥを始動することなく、エンジンＥ及び第１モータジェネレータMG1の回転数は０であり、第２モータジェネレータMG2のみの駆動力によって走行する。
【００５５】
この状態で車速が上昇すると、S-LowモードからLow-iVTモードへの遷移指令１が出力される。すると、図７のフェーズ(2)に示すように、Low-iVTモードでは、上述したように第３回転メンバM3の回転数を略０に保って駆動力を確保しようとするため、第１モータジェネレータMG1の回転数は上昇し、第２モータジェネレータMG2の回転数は回転方向が逆向きとなって駆動力を確保する。よって、図７のタイムチャートの点線で囲む領域に示すように、特に第２モータジェネレータMG2の回転数変動が大きく急峻であり、違和感を発生する虞がある。
【００５６】
次に、車速が上昇し、図７のフェーズ(2)からフェーズ(3)に移行すると、Low-iVTモードからHigh-iVTモードへの遷移指令２が出力される。このときも、第３回転メンバM3の回転数を略０に保って駆動力を確保しようとするため、第１モータジェネレータMG1の回転数は回転方向が逆向きとなり、同様に第２モータジェネレータMG2の回転数も回転方向が逆向きとなって駆動力を確保する。よって、図７のタイムチャートの点線で囲む領域に示すように、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共に回転数変動が大きく急峻であり、違和感を発生する虞がある。
【００５７】
（実施例１におけるEVモード）
図８は実施例１におけるEVモードにおける第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Ｅの回転数変動を表すタイムチャート及び各フェーズにおける共線図である。
【００５８】
実施例１では、エンジンＥは点火されていないものの、エンジンクラッチECが締結され、第３回転メンバM3によりエンジンＥの回転数もアイドル回転数程度に維持するように制御される。尚、アイドル回転数とは、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でエンジンＥが自ら回転数を維持する回転数である。
【００５９】
また、アイドル回転数程度とは、アイルドル回転数よりも若干低くてもよいし、若干高くてもよい。また、エンジン回転数を連れ回りにより上昇させている間はスロットル開度を全開とし、ポンピングロスを低下させ、初爆直前にスロットル開度を絞っておくようにしてもよい。
【００６０】
このように制御するのも、比較例で説明した内容と同じ理由である。基本的には、EVモードでエンジンクラッチを解放しておけば、第３回転メンバM3の回転数を０に維持する必要はない。しかしながら、EVモードからHEVモードにいずれモード遷移することを考えると、エンジン始動時に第３回転メンバM3の回転数を一旦下げ、エンジンクラッチECを締結し、その後上昇するという手順を踏む必要があり、モード遷移の応答遅れを招く虞がある。そこで、EV-Low-iVTモードやEV-High-iVTモードでは、エンジンクラッチECを締結し、第３回転メンバM3の回転数とエンジンＥの回転数を一致させた状態で走行する。
【００６１】
この状態で、図８のフェーズ(1)に示すように、発進時には、S-Lowモードが選択されている。ただし、S-Lowモードが選択されたとしても、EVモードであればエンジンＥを始動することなく、エンジンＥ及び第１モータジェネレータMG1の回転数は０であり、第２モータジェネレータMG2のみの駆動力によって走行する。このとき、エンジンクラッチECが締結され、かつ、エンジンＥに点火していない状態であるため、エンジンＥを連れ回りにより回転上昇させる駆動力として第１モータジェネレータMG1の駆動力を用いてもよい。この状態で第２モータジェネレータMG2の駆動力により発進する。
【００６２】
この状態で車速が上昇すると、S-LowモードからLow-iVTモードへの遷移指令１が出力される。すると、図８のフェーズ(2)に示すように、Low-iVTモードでは、モータジェネレータクラッチMGCの締結により第２リングギヤR2の回転数を上昇させて第１モータジェネレータMG1と連結する。すると、第１モータジェネレータMG1の回転数は上昇し、第２モータジェネレータMG2の回転数は減少して駆動力を確保する。このとき、エンジン回転数がアイドル回転数程度の所定回転数以上に連れ回りしているため、第１モータジェネレータMG1の回転数が上昇したとしても、第２モータジェネレータMG2の回転数が逆方向に回転することがなく、回転変動も比較例に比べて大幅に抑制されていることが分かる。
【００６３】
次に、車速が上昇し、図８のフェーズ(2)からフェーズ(3)に移行すると、Low-iVTモードからHigh-iVTモードへの遷移指令２が出力される。このときも、エンジン回転数がアイドル回転数程度の所定回転数以上に連れ回りしているため、第１モータジェネレータMG1の回転数が上昇したとしても、第２モータジェネレータMG2の回転数が逆方向に回転することがなく、回転変動も比較例に比べて大幅に抑制されていることが分かる。
【００６４】
上記比較例と実施例１との対比について説明する。EVモードはエンジンＥを使用せずに走行するモードであることから、基本的には静粛性の高い走行モードである。比較例では、EVモードにおけるモード遷移に伴うモータ回転数変動が急峻であり、モータ回転数が大幅に変動すると、車速がさほど変化しない状態で、回転に伴うモータ振動周波数の変化が発生し、乗員に違和感を与える虞があった。
【００６５】
これに対し、実施例１では、モータ回転数変動が緩やかであるため、乗員に違和感を与えることなく静粛性の高い走行を達成することができる。
【００６６】
（比較例と実施例１の走行可能領域について）
図９は比較例におけるEVモード走行可能領域と、実施例１におけるEVモード走行可能領域を表す図である。比較例では、EVモードからHEVモードに遷移するとき、エンジン始動用のトルクを確保しておかなければならないため、EVモードにより走行可能な領域が非常に限られていた。また、エンジンＥを停止してEVモードにより走行すると、エンジンＥのインテークマニホールド内の気圧が大気圧と同じになり、エンジン再始動時の吸入空気量が増大し、初爆トルク（エンジン始動時に出力される最初の出力トルク）が大きくなり、ショックを発生する虞があった。更に、エンジンを停止させたEVモードによる走行時にアクセルが踏み込まれた場合には、エンジン回転数を上昇させた上で加速するため、加速するまでの応答性が悪化する虞があった。
【００６７】
これに対し、実施例１では、EVモードにおいて既にエンジン回転数がある程度上昇しているため、エンジン回転数が０の状態から引き上げるのに必要なトルク（イナーシャエネルギ）を必要としない。すなわち、実施例１においてEVモードからHEVモードに遷移する指令が出力されると、単にエンジンＥに燃料供給及び点火を行うだけでよく、クランキング等を必要としない。また、エンジンＥは回転しているためインテークマニホールド内の負圧レベルがある程度維持される。
【００６８】
よって、初爆トルクが大きくなることがないため、ショックを抑制することができる。また、エンジン始動は燃料供給と点火のみでよく、アクセルが踏み込まれた場合であっても、応答性の悪化を抑制することができる。また、エンジン回転数を０から上昇させるトルクを必要としないため、EVモードにより走行可能な領域を比較例に比べて広くすることができる。
【００６９】
以上説明したように、実施例１の車両の制御装置にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００７０】
(1)EVモードで走行時にエンジンＥを点火することなく所定回転数よりも高い回転数に上昇させて走行することとした。よって、EVモードでの走行時に、エンジン始動トルクを各モータジェネレータMG1，MG2により確保する必要が無く、EVモードで走行可能なシーンを拡張することができる。また、エンジン再始動時にインテークマニホールド内に負圧が確保されているため、初爆トルクを小さくすることが可能となり、再始動ショックを抑制することができる。また、アクセル踏み込み等によりエンジン始動要求がなされたときに、燃料供給及び点火を実施するだけでよく、要求駆動力に対する応答性を向上することができる。
【００７１】
また、実施例１のハイブリッド変速機の場合、EVモードでは、燃費を極力上昇させたいといった要求から、フリクションを低減すべくエンジンクラッチECを解放して走行することが一般的に考えられる制御となる。
【００７２】
ところが、複数の走行モードを備え、各走行モードから最も効率の高いモードを選択してモード遷移するハイブリッド車両にあっては、モード遷移エネルギが必要となり、このエネルギは、モード遷移速度を上昇させようとすると更に必要となる。よって、最も効率の高い走行モードとして、必ずしもエンジンクラッチECを解放した走行モードが効率がよいわけではない。EVモードからHEVモードにいずれモード遷移することを考えると、エンジン始動時に第３回転メンバM3の回転数を一旦下げ、エンジンクラッチECを締結し、その後上昇するという手順を踏む必要があり、遷移エネルギが大きく、モード遷移の応答遅れを招く虞がある。
【００７３】
そこで、EV-Low-iVTモードやEV-High-iVTモードでは、エンジンクラッチECを解放していたとしても、第３回転メンバM3の回転数を０付近に保って走行することを考えると、EV-Low-iVTモードからEV-High-iVTモードへの遷移時に第１モータジェネレータMG1の回転数変動と第２モータジェネレータMG2の回転数変動が急峻となり、違和感を与える虞があるシーンが存在することが見出された。
【００７４】
これに対し、エンジンＥに対し燃料供給及び点火を行うことなくエンジン回転数を上昇させて制御することで、各モータジェネレータMG1，MG2の回転数変動を抑制することが可能となり、違和感を与えることなくモード遷移を達成することができる。
【００７５】
(2)所定回転数は、アイドル回転数とした。よって、エンジンフリクションが過大となることがなく、効率を向上することができる。
【００７６】
(3)エンジンＥが接続された第３回転メンバM3は、共線図上で第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との間に配置されている。よって、エンジン回転数を上昇させる際、各モータジェネレータトルクを効率よく使用することができる。
【００７７】
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両にも適用することができる。また、エンジンを搭載しない電気自動車にあっても、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【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】比較例の比較例におけるEVモードにおける第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Ｅの回転数変動を表すタイムチャート及び各フェーズにおける共線図である。
【図８】実施例１におけるEVモードにおける第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Ｅの回転数変動を表すタイムチャート及び各フェーズにおける共線図である。
【図９】比較例におけるEVモード走行可能領域と、実施例１におけるEVモード走行可能領域を表す図である。
【符号の説明】
【００７９】
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
【図１】
2007083934.tif 000003
【図２】
2007083934.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007083934.tif 000007
【図６】
2007083934.tif 000008
【図７】
2007083934.tif 000009
【図８】
2007083934.tif 000010
【図９】
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