ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
【課題】蓄電器の充電状態の低下時に、蓄電器の充電状態を効率良く回復させることができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供する。
【解決手段】エンジン３およびモータ４と、バッテリ５２と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両Ｖにおいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも小さくなったときに、充電状態ＳＯＣを回復させるために、エンジン３の燃料消費率が最小になるＢＳＦＣボトムトルクでエンジン３を運転し、モータ４による回生を行う充電優先走行を実行する。また、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出し、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する。
【解決手段】エンジン３およびモータ４と、バッテリ５２と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両Ｖにおいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも小さくなったときに、充電状態ＳＯＣを回復させるために、エンジン３の燃料消費率が最小になるＢＳＦＣボトムトルクでエンジン３を運転し、モータ４による回生を行う充電優先走行を実行する。また、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出し、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関および発電可能な電動機を有するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるＥＮＧ走行モードと、電動機のみを用いるＥＶ走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるＨＥＶ走行モードが含まれる。また、ハイブリッド車両は、１速段、３速段および５速段の変速段を有する第１変速機構と、２速段、４速段および６速段の変速段を有する第２変速機構を備えている。内燃機関の動力（以下「エンジン動力」という）は、第１または第２変速機構により１速段〜６速段のうちの１つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力（以下「モータ動力」という）は、第２変速機構により２速段、４速段および６速段のうちの１つで変速され、駆動輪に伝達される。
【０００３】
また、車速が所定値以下のときには、ＥＮＧ走行モードが選択され、エンジン動力の変速段として２速段または１速段が選択され、モータ動力の変速段として２速段が選択される。また、選択された内燃機関の変速段と駆動輪の回転数で定まる内燃機関の回転数に基づき、内燃機関の燃料消費率が最も低くなる最小燃費トルク（機関トルク）を、所定のマップを検索することによって算出する。そして、算出された最小燃費トルクが得られるように内燃機関を運転するとともに、要求トルクに対する最小燃費トルクの余剰分を、電動機によって電力に変換し、その電力がバッテリに充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリに充電された電力は、ＥＶ走行モードおよびＨＥＶ走行モードにおいて、電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、バッテリの充電状態を保ち、ＥＶ走行モードなどを適宜、選択できるようにすることが望ましい。また、バッテリの充電効率は、変速段ごとに異なる。これに対して、従来の制御装置では、ＥＮＧ走行モードにおいてバッテリを充電するときに、エンジン動力の変速段を１速段または２速段に設定するとともに、モータ動力の変速段を２速段に設定しているにすぎない。このため、上述したように、内燃機関を最小燃費トルクで運転しながら、電動機によるバッテリの充電を行っても、充電効率が低いために、バッテリの充電状態を効率良く回復できないおそれがあり、ハイブリッド車両の良好な燃費を得ることができない。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、蓄電器の充電状態の低下時に、蓄電器の充電状態を効率良く回復させることができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることが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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、動力源としての内燃機関３および発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達可能な変速機構７１とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段（ＥＣＵ２）と、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出する総合効率算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９）と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の動力や電動機の動力が、変速機構により、複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で駆動輪に伝達される。また、蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。
【０００９】
このように、内燃機関を最適燃費線近傍で運転するので、内燃機関の燃費を向上させることができる。また、充電優先走行を実行することによって、内燃機関に要求されている出力と発生している出力との差が、電動機による回生に用いられ、回生により発生した電力が蓄電器に充電される。したがって、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００１０】
ここで、電動機による回生によって蓄電器に充電された電力は、将来的に電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両を駆動するのに用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、その時点における内燃機関の効率だけではなく、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率などを含む、ハイブリッド車両全体としての効率である総合効率を高める必要がある。また、これらの電動機の発電効率や蓄電器の充電効率は、変速段ごとに異なる。
【００１１】
本発明では、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項２に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ４）と、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出する総合効率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１７）と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１８）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第１変速機構の第１入力軸が第１クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第２変速機構の第２入力軸との係合が第２クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第１変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第１入力軸との係合が第１クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第２入力軸が第２クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
【００１４】
また、上述した請求項１の発明と同様、蓄電器の充電状態が所定の下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。したがって、内燃機関の燃費を向上できるとともに、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００１５】
また、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、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１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に所定の目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるのに必要な必要電力ＥＰｒｅｑを算出する必要電力算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１３）と、複数の変速段から、電動機４による回生を行ったときに算出された必要電力ＥＰｒｅｑを発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１５）と、をさらに備え、変速段選択手段は、選択された複数の変速段から、総合効率ＴＥが最も大きな変速段を最終的に選択する（図４のステップ１８）ことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出するとともに、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する。そして、選択された複数の変速段から、ハイブリッド車両の総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する。以上のように変速段の選択を行うことによって、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、変速段選択手段は、充電優先走行中、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときに、第２変速機構３１により内燃機関３の動力を変速した状態でハイブリッド車両Ｖが走行しているときに、第２変速機構３１の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、第１変速機構１１の複数の変速段から、電動機４による回生を行ったときの蓄電器の充電効率（充電量ＥＰ）が最も大きな変速段を選択することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、第２変速機構により内燃機関の動力を変速した状態でハイブリッド車両が走行しているときに、内燃機関の回転が、第１変速機構および第２変速機構で変速された後に、第１入力軸に伝達される。このため、第１入力軸の回転数は、第２変速機構の変速段が高速側にあるほど、より高くなる。したがって、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値よりも低くなったときに、第２変速機構の変速段を１段、高速側にシフトすることによって、第１入力軸の回転数を高めることができる。
【００２０】
また、内燃機関の動力を第２変速機構で変速している場合には、第１変速機構で変速している場合と異なり、電動機側の第１変速機構の変速段を任意に選択することが可能である。本発明によれば、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第２下限値よりも低くなったときに、第１変速機構の変速段として、蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択する。これにより、最も高い充電効率で、第２下限値を下回った蓄電器の充電状態を早期に回復させることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、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１において、ハイブリッド車両Ｖ，Ｖ’には、ハイブリッド車両Ｖ，Ｖ’が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム６６が設けられており、カーナビゲーションシステム６６に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する予測手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段を選択することができる。例えば、ハイブリッド車両が下り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が増加することを見越して、より大きな内燃機関の動力が得られる変速段を選択したり、上り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が低下することを見越して、より高い蓄電器の充電効率が得られる変速段を選択したりすることができる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、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１において、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、充電優先走行に代えて、内燃機関３の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいとき、すなわち、運転者による加速要求が高いときには、充電優先走行に代えて、内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行される。これにより、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明は、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１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低いときに、内燃機関３の停止が禁止されることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が第１下限値よりも低いとき、すなわち充電優先走行を行うときには、内燃機関の停止が禁止される。これにより、電動機による回生を確実に行い、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
【００２７】
請求項８に係る発明は、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１において、内燃機関３が停止した状態で電動機４の動力によって走行するＥＶ走行中において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、電動機４の動力によって内燃機関３を始動させることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、ＥＶ走行中において、蓄電器の充電状態が下限値よりも低くなったときに、電動機の動力によって内燃機関を始動させる。このように、内燃機関を強制的に始動させることによって、始動した内燃機関の動力を用いて電動機による回生を確実に行えるようにすることで、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
【００２９】
前記目的を達成するために、請求項９に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両Ｖの制御方法において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行し（図３のステップ１０）、ハイブリッド車両Ｖの総合効率を変速段ごとに算出し（図３のステップ９）、蓄電器の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に所定の目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるのに必要な必要電力（必要電力ＥＰｃｍｄ）を算出し（図３のステップ３）、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し（図３のステップ６）、充電優先走行を実行するに際し、選択された複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する（図３のステップ１０）ことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、前述した請求項２および３と同様の作用が得られる。したがって、内燃機関の燃費を向上できるとともに、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。さらに、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させることができるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態による制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】ハイブリッド車両の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】充電優先走行制御処理を示すフローチャートである。
【図５】充電量マップの一例である。
【図６】本発明による制御装置を適用した、図１とは異なるハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが、含まれる。図１に示すハイブリッド車両Ｖは、一対の駆動輪ＤＷ（一方のみ図示）および一対の従動輪（図示せず）などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および発電可能な電動機（以下「モータ」という）４を備えている。エンジン３は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、クランク軸３ａを有している。エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図２に示す制御装置１のＥＣＵ２によって制御される。
【００３３】
モータ４は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、固定されたステータ４ａと、回転自在のロータ４ｂを有している。このステータ４ａは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ４ａは、ハイブリッド車両Ｖに固定されたケーシングＣＡに取り付けられるとともに、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）５１を介して、充電および放電可能なバッテリ５２に電気的に接続されている。このＰＤＵ５１は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。上記のロータ４ｂは、磁石などで構成されており、ステータ４ａに対向するように配置されている。
【００３４】
以上の構成のモータ４では、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、バッテリ５２からＰＤＵ５１を介してステータ４ａに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ４ｂが回転する。この場合、ステータ４ａに供給される電力が制御されることによって、ロータ４ｂの動力が制御される。
【００３５】
また、ステータ４ａへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ４ｂが回転しているときに、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ４ｂに入力された動力が電力に変換され、発電が行われるとともに、発電した電力がバッテリ５２に充電される。また、ステータ４ａを適宜、制御することによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。以下、モータ４で発電するとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電することを適宜、「回生」という。
【００３６】
さらに、ハイブリッド車両Ｖは、エンジン３およびモータ４の動力をハイブリッド車両Ｖの駆動輪ＤＷに伝達するための駆動力伝達装置を備えており、この駆動力伝達装置は、第１変速機構１１および第２変速機構３１などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
【００３７】
第１変速機構１１は、入力された動力を、１速段、３速段、５速段および７速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの１速段〜７速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第１変速機構１１は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置された第１クラッチＣ１、遊星歯車装置１２、第１入力軸１３、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６を有している。
【００３８】
第１クラッチＣ１は、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ１ａと、第１入力軸１３の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ１ｂなどで構成されている。第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第１入力軸１３を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者１３、３ａの間を遮断する。
【００３９】
遊星歯車装置１２は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ１２ａと、このサンギヤ１２ａの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ１２ａよりも歯数の多いリングギヤ１２ｂと、両ギヤ１２ａ、１２ｂに噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ１２ｃ（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ１２ｃを回転自在に支持する回転自在のキャリア１２ｄとを有している。
【００４０】
サンギヤ１２ａは、第１入力軸１３の他端部に一体に取り付けられている。第１入力軸１３の他端部にはさらに、前述したモータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられており、第１入力軸１３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。以上の構成により、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａおよびロータ４ｂは、互いに一体に回転する。
【００４１】
また、リングギヤ１２ｂには、ロック機構ＢＲが設けられている。このロック機構ＢＲは、電磁式のものであり、ＥＣＵ２によりＯＮ／ＯＦＦされ、ＯＮ状態のときに、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、ＯＦＦ状態のときに、リングギヤ１２ｂの回転を許容する。なお、ロック機構ＢＲとして、シンクロクラッチを用いてもよい。
【００４２】
キャリア１２ｄは、中空の回転軸１７に一体に取り付けられている。回転軸１７は、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００４３】
３速ギヤ１４は、回転軸１７に一体に取り付けられており、回転軸１７およびキャリア１２ｄと一体に回転自在である。また、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６は、第１入力軸１３に回転自在に設けられている。さらに、これらの３速ギヤ１４、７速ギヤ１６、および５速ギヤ１５は、遊星歯車装置１２と第１クラッチＣ１の間に、この順で並んでいる。
【００４４】
また、第１入力軸１３には、第１シンクロクラッチＳ１および第２シンクロクラッチＳ２が設けられている。第１シンクロクラッチＳ１は、スリーブＳ１ａ、シフトフォークおよびアクチュエータ（いずれも図示せず）を有している。第１シンクロクラッチＳ１は、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ１ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、３速ギヤ１４または７速ギヤ１６を、第１入力軸１３に選択的に係合させる。
【００４５】
第２シンクロクラッチＳ２は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ２ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、５速ギヤ１５を第１入力軸１３に係合させる。
【００４６】
また、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６には、第１受動ギヤ１８、第２受動ギヤ１９および第３受動ギヤ２０がそれぞれ噛み合っており、これらの第１〜第３受動ギヤ１８〜２０は、出力軸２１に一体に取り付けられている。出力軸２１は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と平行に配置されている。また、出力軸２１には、ギヤ２１ａが一体に取り付けられており、このギヤ２１ａは、差動装置を有するファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸２１は、これらのギヤ２１ａやファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに連結されている。
【００４７】
以上の構成の第１変速機構１１では、遊星歯車装置１２、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８によって１速段および３速段のギヤ段が構成され、５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９によって５速段のギヤ段が、７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０によって７速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第１入力軸１３に入力された動力は、これらの１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００４８】
前述した第２変速機構３１は、入力された動力を、２速段、４速段および６速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの２速段〜６速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第２変速機構３１は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４、４速ギヤ３５、および６速ギヤ３６を有しており、第２クラッチＣ２および第２入力軸３２は、クランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００４９】
第２クラッチＣ２は、第１クラッチＣ１と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ２ａと、第２入力軸３２の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ２ｂで構成されている。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第２入力軸３２を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者３２と３ａとの間を遮断する。
【００５０】
第２入力軸３２は、中空状に形成され、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。また、第２入力軸３２の他端部には、ギヤ３２ａが一体に取り付けられている。
【００５１】
第２入力中間軸３３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第２入力軸３２および前述した出力軸２１と平行に配置されている。第２入力中間軸３３には、ギヤ３３ａが一体に取り付けられており、ギヤ３３ａには、アイドラギヤ３７が噛み合っている。アイドラギヤ３７は、第２入力軸３２のギヤ３２ａに噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、アイドラギヤ３７は、ギヤ３２ａから離れた位置に描かれている。第２入力中間軸３３は、これらのギヤ３３ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３２ａを介して、第２入力軸３２に連結されている。
【００５２】
２速ギヤ３４、６速ギヤ３６、および４速ギヤ３５は、第２入力中間軸３３に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第１受動ギヤ１８、第３受動ギヤ２０および第２受動ギヤ１９にそれぞれ噛み合っている。さらに、第２入力中間軸３３には、第３シンクロクラッチＳ３および第４シンクロクラッチＳ４が設けられている。両シンクロクラッチＳ３およびＳ４は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されている。
【００５３】
第３シンクロクラッチＳ３は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ３ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、２速ギヤ３４または６速ギヤ３６を、第２入力中間軸３３に選択的に係合させる。第４シンクロクラッチＳ４は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ４ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、４速ギヤ３５を第２入力中間軸３３に係合させる。
【００５４】
以上の構成の第２変速機構３１では、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８によって２速段のギヤ段が構成され、４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９によって４速段のギヤ段が、６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０によって６速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第２入力軸３２に入力された動力は、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３３ａを介して第２入力中間軸３３に伝達され、第２入力中間軸３３に伝達された動力は、これらの２速段、４速段および６速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５５】
以上のように、第１および第２変速機構１１、３１では、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されている。
【００５６】
また、駆動力伝達装置には、リバース機構４１が設けられており、リバース機構４１は、リバース軸４２、リバースギヤ４３および第５シンクロクラッチＳ５を有している。リバース軸４２は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と並行に配置されている。リバース軸４２には、ギヤ４２ａが一体に取り付けられており、ギヤ４２ａは、前述したアイドラギヤ３７に噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、ギヤ４２ａは、アイドラギヤ３７から離れた位置に描かれている。
【００５７】
リバースギヤ４３は、リバース軸４２に回転自在に設けられている。第５シンクロクラッチＳ５は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ５ａをリバース軸４２の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ４３をリバース軸４２に係合させる。
【００５８】
さらに、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１から、ＣＲＫ信号が入力される。このＣＲＫ信号は、エンジン３のクランク軸３ａの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ６２から、バッテリ５２に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ２には、バッテリ温度センサ６３から、バッテリ５２の温度ＴＢを表す検出信号が入力される。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ６４からハイブリッド車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ６５から車速ＶＰを表す検出信号が、入力される。また、ＥＣＵ２には、カーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータが適宜、入力される。
【００６０】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ６１〜６５からの検出信号や、カーナビゲーションシステム６６からのデータに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Ｖの動作を制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、充電優先走行実行手段、総合効率算出手段、変速段選択手段、必要電力算出手段、予備選択手段、および予測手段に相当する。
【００６１】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの運転モードには、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モード、アシスト走行モード、充電走行モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各運転モードにおけるハイブリッド車両Ｖの動作は、ＥＣＵ２によって制御される。以下、これらの運転モードについて順に説明する。
【００６２】
［ＥＮＧ走行モード］
ＥＮＧ走行モードは、エンジン３のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＮＧ走行モードでは、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３の動力（以下「エンジン動力」という）が制御される。また、エンジン動力は、第１または第２変速機構１１、３１により変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６３】
まず、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つでエンジン動力を変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００６４】
１速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００６５】
以上により、エンジン動力は、第１クラッチＣ１、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ１２ｂが回転不能に保持されているため、第１入力軸１３に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ１２ａとリングギヤ１２ｂとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア１２ｄに伝達され、さらに、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸２１に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の２つの変速比によって定まる１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６６】
３速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。
【００６７】
以上により、エンジン動力は、第１入力軸１３から３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。この場合、上記のように３速ギヤ１４が第１入力軸１３に係合しているため、サンギヤ１２ａ、キャリア１２ｄおよびリングギヤ１２ｂは一体に空転する。このため、３速段の場合には、１速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置１２で減速されることなく、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６８】
以下同様に、５速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、５速ギヤ１５のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１５，１９の歯数比によって定まる５速段の変速比で変速される。
【００６９】
７速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、７速ギヤ１６のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１６，２０の歯数比によって定まる７速段の変速比で変速される。
【００７０】
次に、エンジン動力を第２変速機構３１により２速段、４速段および６速段の１つで変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第１入力軸１３の係合を解除するとともに、第２クラッチＣ２を締結状態に制御することによって、第２入力軸３２をクランク軸３ａに係合させる。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７１】
２速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、２速ギヤ３４のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７、ギヤ３３ａ、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、エンジン動力は、２速ギヤ３４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる２速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７２】
以下同様に、４速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、４速ギヤ３５のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３５，１９の歯数比によって定まる４速段の変速比で変速される。
【００７３】
６速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、６速ギヤ３６のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３６，２０の歯数比に応じて定まる６速段の変速比で変速される。
【００７４】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、モータ４のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＶ走行モードでは、バッテリ５１からモータ４に供給される電力を制御することによって、モータ４の動力（以下「モータ動力」という）が制御される。また、モータ動力が、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つで変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａに対する第１および第２入力軸１３、３２の係合を解除する。これにより、モータ４および駆動輪ＤＷとエンジン３との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン３に無駄に伝達されることがない。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７５】
１速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００７６】
以上により、モータ動力は、第１入力軸、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７７】
３速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、モータ動力は、第１入力軸１３から、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７８】
５速段または７速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様にして、ロック機構ＢＲ、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２を制御する。これにより、モータ動力は、５速段または７速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７９】
［アシスト走行モード］
アシスト走行モードは、エンジン３をモータ４でアシストする運転モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジン３のトルク（以下「エンジントルク」という）を制御する。また、運転者から駆動輪ＤＷに要求されるトルク（以下「要求トルク」という）ＴＲＱに対するエンジントルクの不足分が、モータ４のトルク（以下「モータトルク」という）によって補われる。要求トルクＴＲＱは、検出されたアクセル開度ＡＰに応じて算出される。
【００８０】
アシスト走行モード中、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第２変速機構３１によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００８１】
［充電走行モード］
充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ４で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電する運転モードである。充電走行モードでは、要求トルクＴＲＱと車速ＶＰで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の余剰分が、電力に変換され、バッテリ５２に充電される。また、第１および第２変速機構１１、３１の変速段に応じて、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第１〜第５シンクロクラッチＳ１〜Ｓ５が、エンジン走行モードやＥＶ走行モードの場合と同様にして制御される。
【００８２】
この場合、アシスト走行モードの場合と同様、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第２変速機構１２によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００８３】
なお、充電走行モード中、エンジン動力を第２変速機構３１によって駆動輪ＤＷに伝達する場合において、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比をエンジン３と駆動輪ＤＷとの変速比と同じ値に制御するときには、第１クラッチＣ１により第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、エンジン動力の一部が、第１クラッチＣ１および第１入力軸１３を介してモータ４のロータ４ｂに伝達される。
【００８４】
［ＥＮＧ始動モード］
ＥＮＧ始動モードは、エンジン３を始動するための運転モードである。ＥＮＧ始動モードにおいて、ハイブリッド車両Ｖの停止中にエンジン３を始動する場合には、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第１変速機構１１の変速段をすべて解除（ニュートラル）するとともに、バッテリ５１からモータ４に電力を供給し、モータ動力を発生させる。
【００８５】
以上により、モータ動力は、第１入力軸１３および第１クラッチＣ１を介してクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが回転する。その状態で、前述したＣＲＫ信号に応じ、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３が始動される。この場合、第１入力軸１３を介してサンギヤ１２ａに伝達されたモータ動力は、プラネタリギヤ１２ｃを介してリングギヤ１２ｂに伝達されるものの、上記のようにリングギヤ１２ｂの回転が許容されていることでリングギヤ１２ｂが空転するので、キャリア１２ｄなどを介して駆動輪ＤＷに伝達されることがない。
【００８６】
また、前述したＥＶ走行モード中にエンジン３を始動する場合には、解放状態にある第１クラッチＣ１を締結し、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、モータ動力がクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが回転する。その状態で、ＣＲＫ信号に応じ、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３が始動される。この場合、第１クラッチＣ１の締結力を漸増させることによって、モータ４から駆動輪ＤＷに伝達されるトルクが急減することがなくなるので、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００８７】
なお、ＥＶ走行中、ハイブリッド車両Ｖが極低速状態にある場合や、第１クラッチＣ１の温度が高い場合などにおいて、エンジン３を始動するときには、第１クラッチＣ１を締結せずに、第２クラッチＣ２を締結するとともに、エンジン３を始動するために偶数段の変速段を選択することによっても、エンジン３を始動することが可能である。
【００８８】
次に、図３〜図５を参照しながら、ＥＣＵ２で実行されるハイブリッド車両Ｖの制御処理について説明する。この制御処理は、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣに応じて充電優先走行を実行するとともに、第１および第２変速機構１１，３１の変速段を選択するものであり、所定時間ごとに実行される。
【００８９】
図３はそのメインルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、バッテリ５２の充電が必要とされるような低い所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低いか否かを判別する。この答がＮＯのときには、ステップ２において、通常走行制御を実行し、本処理を終了する。
【００９０】
この通常走行制御では、車速ＶＰ、要求トルクＴＲＱおよび充電状態ＳＯＣに応じて、運転モードとして、基本的に、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モードまたはアシスト走行モードのいずれかが選択されるとともに、選択された運転モードにおいて、後述する総合効率が最も高い変速段が選択される。
【００９１】
一方、上記ステップ１の答がＹＥＳで、ＳＯＣ＜ＳＯＣＬ１のときには、ステップ３において、エンジン３を運転状態にした後、ステップ４に進む。具体的には、それまでの運転モードがＥＶ走行モードで、エンジン３が停止している場合には、エンジン３を強制的に始動させる。一方、エンジン３が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン３を運転状態に保持する。
【００９２】
ステップ４では、充電優先走行制御を実行する。図４は、そのサブルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ１１において、最適燃費制御を実行する。この最適燃費制御では、エンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるＢＳＦＣボトムトルクするとともに、エンジントルクを、算出されたＢＳＦＣボトムトルクに制御する。
【００９３】
次に、ステップ１２において、所定の目標充電状態ＳＯＣＭからそのときの充電状態ＳＯＣを減算することによって、不足電力ＳＯＣｓｈｔを算出する。次に、ステップ１３において、算出された不足電力ＳＯＣｓｈｔを所定時間Ｔｒｅｆで除算することによって、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆで目標充電状態ＳＯＣＭに回復させるのに必要な単位時間当たりの必要電力ＥＰｒｅｑを算出する。
【００９４】
次に、ステップ１４において、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、バッテリ５２の充電量ＥＰを算出する。この算出は、第１変速機構１１の変速段と第２変速機構３１の変速段との組み合わせ（以下「変速パターン」という）ごとに、図５に示すような充電量マップを用いて行われる。この充電量マップは、エンジン３およびモータ４の変速段がともに３速段である変速パターンの場合の例であり、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、バッテリ５２の単位時間当たりの充電量ＥＰを実験により予め求め、マップとして設定したものである。なお、充電量マップは、実際には、すべての変速パターンに対応する複数のマップで構成されており、これらのマップを用いて、それぞれの変速パターンごとに充電量ＥＰが算出される。
【００９５】
次に、ステップ１５において、上記の複数の変速パターンから、算出された充電量ＥＰが必要電力ＥＰｒｅｑ以上である条件を満たす変速パターンを予備的に選択する。
【００９６】
次に、ステップ１６において、予備選択された変速パターンごとに、予測効率Ｅｈａｔをそれぞれ算出する。この予測効率Ｅｈａｔは、バッテリ５２に充電された電力が将来的にモータ４での動力変換に用いられるときの効率に相当し、車速ＶＰ、要求トルクＴＲＱおよび充電状態ＳＯＣなどに応じて算出される。
【００９７】
次に、ステップ１７において、予備選択された変速パターンごとに、総合効率ＴＥをそれぞれ算出する。この総合効率ＴＥは、ハイブリッド車両Ｖにおけるエネルギ源としての燃料が、最終的に走行エネルギとして用いられるまでの総合的な効率に相当する。総合効率ＴＥには、エンジン３の効率、モータ４の効率、バッテリ５２の充電効率や第１および第２変速機構１１，３１の効率などが含まれ、これらの効率は、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱなどに応じて算出される。そして、総合効率ＴＥは、算出されたこれらの効率と、ステップ１６で算出された予測効率Ｅｈａｔを用いて算出される。
【００９８】
次に、ステップ１８において、予備選択された変速パターンから、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速パターンを最終的に選択し、本処理を終了する。
【００９９】
以上のようにして選択された変速パターンを用いて、充電走行モードによる走行が実行され、ＢＳＦＣボトムトルクと要求トルクＴＲＱとの差が、モータ４による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ５２に充電される。それにより、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率ＴＥを得ることができる。
【０１００】
なお、上記の充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第２変速機構３１の２速段または４速段が選択されている状態で、充電状態ＳＯＣがさらに低下し、下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときには、以下の制御を実行する。まず、第２変速機構３１のエンジン動力の変速段を１段、高速側にシフトする（例えば４速段→６速段）とともに、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、シフト後の変速段と第１変速機構１１のモータ４側の複数の変速段との組み合わせ（変速パターン）に対応する前述した充電量マップを用いて、変速パターンごとに充電量ＥＰを検索する。そして、これらの複数の変速パターンから、検索された充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択する。これにより、第２下限値ＳＯＣＬ２を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【０１０１】
また、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、図５に示すような充電量マップを参照して、充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択する。
【０１０２】
また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔＡＰが所定値よりも大きくなった場合には、エンジントルクが最も大きな変速パターンが選択される。
【０１０３】
以上のように、本実施形態によれば、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い状態では、エンジントルクがＢＳＦＣボトムトルクになるように制御されるので、エンジン３の燃費を向上させることができる。
【０１０４】
また、ＢＳＦＣボトムトルクと要求トルクＴＲＱとの差が、モータ４による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ５２に充電されるので、第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを確実に回復させることができる。
【０１０５】
また、充電優先走行を実行するに際し、第１下限値ＳＯＣＬを下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させることが可能な複数の変速パターンを予備的に選択し、予備選択された複数の変速パターンから、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥが最も大きな変速パターンを最終的に選択するので、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させることができるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率ＴＥを得ることができる。
【０１０６】
さらに、充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第２変速機構３１の２速段または４速段が選択されている状態で、充電状態ＳＯＣがさらに低下し、下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときには、第２変速機構３１のエンジン動力の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、シフト後の変速段に対して最も大きな充電量ＥＰが得られる第１変速機構１１のモータ４側の変速段を選択するので、第２下限値ＳＯＣＬ２を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【０１０７】
また、カーナビゲーションシステム６６で予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択することができる。
【０１０８】
また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔＡＰが所定値よりも大きくなった場合には、充電優先走行を終了し、前述した動力優先走行を開始するので、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪ＤＷに伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【０１０９】
さらに、充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったときに、それまでの運転モードがＥＶ走行モードで、エンジン３が停止している場合には、エンジン３を強制的に始動させ、エンジン３が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン３を運転状態に保持するので、第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを回復させることができる。
【０１１０】
また、本発明は、図６に示すハイブリッド車両Ｖ’にも適用可能である。同図において、図１に示すハイブリッド車両Ｖと同じ構成要素については、同じ符号を付している。図６に示すハイブリッド車両Ｖ’は、ハイブリッド車両Ｖと比較して、前述した第１および第２変速機構１１、３１に代えて、変速機構７１を備える点が主に異なっている。
【０１１１】
この変速機構７１は、有段式の自動変速機であり、入力軸７２および出力軸７３を有している。入力軸７２は、クラッチＣを介してクランク軸３ａに連結されており、入力軸７２には、モータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられている。クラッチＣは、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２と同様の乾式多板クラッチである。
【０１１２】
また、出力軸７３には、ギヤ７３ａが一体に取り付けられており、このギヤ７３ａは、前述したファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸７３は、これらのギヤ７３ａやファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷ、ＤＷに連結されている。以上の構成の変速機構７１では、入力軸７２には、エンジン動力およびモータ動力が入力されるとともに、入力された動力は、複数の変速段（例えば１速段〜７速段）の１つで変速され、駆動輪ＤＷ、ＤＷに伝達される。また、変速機構７１の動作は、ＥＣＵ２によって制御される。
【０１１３】
このハイブリッド車両Ｖ’に本発明による制御装置を適用した場合にも、運転モードの選択や、変速段の選択、走行モードの選択が、上述した制御装置１の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した実施形態による効果を同様に得ることができる。
【０１１４】
なお、変速機構７１を、エンジン動力およびモータ動力の双方を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達するように構成しているが、エンジン動力のみを変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン動力を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。
【０１１５】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１として、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第１〜第４シンクロクラッチＳ１〜Ｓ４を、第１入力軸１３および第２入力中間軸３３ではなく、出力軸に設けてもよい。さらに、実施形態では、クラッチＣ、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
【０１１６】
また、実施形態では、総合効率ＴＥの算出を、エンジン３の効率、モータ４の効率、バッテリ５２の充電効率および第１・第２変速機構１１，３１の効率に応じて行っているが、これらに加えてまたは代えて、他の適当な効率に応じて行ってもよい。
【０１１７】
さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスＤＣモータであるモータ４を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばＡＣモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ５２であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン３を用いているが、ディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｖ ハイブリッド車両
Ｖ’ ハイブリッド車両
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（充電優先走行実行手段、総合効率算出手段、変速段選択手段、
必要電力算出手段、予備選択手段、予測手段）
３ エンジン
３ａ クランク軸（機関出力軸）
４ モータ
ＤＷ 駆動輪
１１ 第１変速機構
１３ 第１入力軸
３１ 第２変速機構
３２ 第２入力軸
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
５２ バッテリ（蓄電器）
６６ カーナビゲーションシステム
７１ 変速機構
ＳＯＣ 充電状態
ＳＯＣＬ１ 第１下限値
ＴＥ 総合効率
Ｔｒｅｆ 所定時間
ＥＰｒｅｑ 必要電力
ＥＰ 充電量（充電効率）
ＳＯＣＬ２ 第２下限値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関および発電可能な電動機を有するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるＥＮＧ走行モードと、電動機のみを用いるＥＶ走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるＨＥＶ走行モードが含まれる。また、ハイブリッド車両は、１速段、３速段および５速段の変速段を有する第１変速機構と、２速段、４速段および６速段の変速段を有する第２変速機構を備えている。内燃機関の動力（以下「エンジン動力」という）は、第１または第２変速機構により１速段〜６速段のうちの１つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力（以下「モータ動力」という）は、第２変速機構により２速段、４速段および６速段のうちの１つで変速され、駆動輪に伝達される。
【０００３】
また、車速が所定値以下のときには、ＥＮＧ走行モードが選択され、エンジン動力の変速段として２速段または１速段が選択され、モータ動力の変速段として２速段が選択される。また、選択された内燃機関の変速段と駆動輪の回転数で定まる内燃機関の回転数に基づき、内燃機関の燃料消費率が最も低くなる最小燃費トルク（機関トルク）を、所定のマップを検索することによって算出する。そして、算出された最小燃費トルクが得られるように内燃機関を運転するとともに、要求トルクに対する最小燃費トルクの余剰分を、電動機によって電力に変換し、その電力がバッテリに充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリに充電された電力は、ＥＶ走行モードおよびＨＥＶ走行モードにおいて、電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、バッテリの充電状態を保ち、ＥＶ走行モードなどを適宜、選択できるようにすることが望ましい。また、バッテリの充電効率は、変速段ごとに異なる。これに対して、従来の制御装置では、ＥＮＧ走行モードにおいてバッテリを充電するときに、エンジン動力の変速段を１速段または２速段に設定するとともに、モータ動力の変速段を２速段に設定しているにすぎない。このため、上述したように、内燃機関を最小燃費トルクで運転しながら、電動機によるバッテリの充電を行っても、充電効率が低いために、バッテリの充電状態を効率良く回復できないおそれがあり、ハイブリッド車両の良好な燃費を得ることができない。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、蓄電器の充電状態の低下時に、蓄電器の充電状態を効率良く回復させることができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることが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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、動力源としての内燃機関３および発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達可能な変速機構７１とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段（ＥＣＵ２）と、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出する総合効率算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９）と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の動力や電動機の動力が、変速機構により、複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で駆動輪に伝達される。また、蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。
【０００９】
このように、内燃機関を最適燃費線近傍で運転するので、内燃機関の燃費を向上させることができる。また、充電優先走行を実行することによって、内燃機関に要求されている出力と発生している出力との差が、電動機による回生に用いられ、回生により発生した電力が蓄電器に充電される。したがって、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００１０】
ここで、電動機による回生によって蓄電器に充電された電力は、将来的に電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両を駆動するのに用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、その時点における内燃機関の効率だけではなく、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率などを含む、ハイブリッド車両全体としての効率である総合効率を高める必要がある。また、これらの電動機の発電効率や蓄電器の充電効率は、変速段ごとに異なる。
【００１１】
本発明では、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項２に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段（ＥＣＵ２、図３のステップ４）と、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥを変速段ごとに算出する総合効率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１７）と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１８）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第１変速機構の第１入力軸が第１クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第２変速機構の第２入力軸との係合が第２クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第１変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第１入力軸との係合が第１クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第２入力軸が第２クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
【００１４】
また、上述した請求項１の発明と同様、蓄電器の充電状態が所定の下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。したがって、内燃機関の燃費を向上できるとともに、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００１５】
また、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、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１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に所定の目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるのに必要な必要電力ＥＰｒｅｑを算出する必要電力算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１３）と、複数の変速段から、電動機４による回生を行ったときに算出された必要電力ＥＰｒｅｑを発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１５）と、をさらに備え、変速段選択手段は、選択された複数の変速段から、総合効率ＴＥが最も大きな変速段を最終的に選択する（図４のステップ１８）ことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出するとともに、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する。そして、選択された複数の変速段から、ハイブリッド車両の総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する。以上のように変速段の選択を行うことによって、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、変速段選択手段は、充電優先走行中、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときに、第２変速機構３１により内燃機関３の動力を変速した状態でハイブリッド車両Ｖが走行しているときに、第２変速機構３１の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、第１変速機構１１の複数の変速段から、電動機４による回生を行ったときの蓄電器の充電効率（充電量ＥＰ）が最も大きな変速段を選択することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、第２変速機構により内燃機関の動力を変速した状態でハイブリッド車両が走行しているときに、内燃機関の回転が、第１変速機構および第２変速機構で変速された後に、第１入力軸に伝達される。このため、第１入力軸の回転数は、第２変速機構の変速段が高速側にあるほど、より高くなる。したがって、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値よりも低くなったときに、第２変速機構の変速段を１段、高速側にシフトすることによって、第１入力軸の回転数を高めることができる。
【００２０】
また、内燃機関の動力を第２変速機構で変速している場合には、第１変速機構で変速している場合と異なり、電動機側の第１変速機構の変速段を任意に選択することが可能である。本発明によれば、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第２下限値よりも低くなったときに、第１変速機構の変速段として、蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択する。これにより、最も高い充電効率で、第２下限値を下回った蓄電器の充電状態を早期に回復させることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、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１において、ハイブリッド車両Ｖ，Ｖ’には、ハイブリッド車両Ｖ，Ｖ’が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム６６が設けられており、カーナビゲーションシステム６６に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する予測手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段を選択することができる。例えば、ハイブリッド車両が下り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が増加することを見越して、より大きな内燃機関の動力が得られる変速段を選択したり、上り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が低下することを見越して、より高い蓄電器の充電効率が得られる変速段を選択したりすることができる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、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１において、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、充電優先走行に代えて、内燃機関３の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいとき、すなわち、運転者による加速要求が高いときには、充電優先走行に代えて、内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行される。これにより、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明は、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１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低いときに、内燃機関３の停止が禁止されることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が第１下限値よりも低いとき、すなわち充電優先走行を行うときには、内燃機関の停止が禁止される。これにより、電動機による回生を確実に行い、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
【００２７】
請求項８に係る発明は、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１において、内燃機関３が停止した状態で電動機４の動力によって走行するＥＶ走行中において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、電動機４の動力によって内燃機関３を始動させることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、ＥＶ走行中において、蓄電器の充電状態が下限値よりも低くなったときに、電動機の動力によって内燃機関を始動させる。このように、内燃機関を強制的に始動させることによって、始動した内燃機関の動力を用いて電動機による回生を確実に行えるようにすることで、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
【００２９】
前記目的を達成するために、請求項９に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両Ｖの制御方法において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態ＳＯＣを回復させるために、内燃機関３を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生を行う充電優先走行を実行し（図３のステップ１０）、ハイブリッド車両Ｖの総合効率を変速段ごとに算出し（図３のステップ９）、蓄電器の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に所定の目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるのに必要な必要電力（必要電力ＥＰｃｍｄ）を算出し（図３のステップ３）、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し（図３のステップ６）、充電優先走行を実行するに際し、選択された複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する（図３のステップ１０）ことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、前述した請求項２および３と同様の作用が得られる。したがって、内燃機関の燃費を向上できるとともに、第１下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。さらに、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させることができるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態による制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】ハイブリッド車両の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】充電優先走行制御処理を示すフローチャートである。
【図５】充電量マップの一例である。
【図６】本発明による制御装置を適用した、図１とは異なるハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが、含まれる。図１に示すハイブリッド車両Ｖは、一対の駆動輪ＤＷ（一方のみ図示）および一対の従動輪（図示せず）などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および発電可能な電動機（以下「モータ」という）４を備えている。エンジン３は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、クランク軸３ａを有している。エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図２に示す制御装置１のＥＣＵ２によって制御される。
【００３３】
モータ４は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、固定されたステータ４ａと、回転自在のロータ４ｂを有している。このステータ４ａは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ４ａは、ハイブリッド車両Ｖに固定されたケーシングＣＡに取り付けられるとともに、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）５１を介して、充電および放電可能なバッテリ５２に電気的に接続されている。このＰＤＵ５１は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。上記のロータ４ｂは、磁石などで構成されており、ステータ４ａに対向するように配置されている。
【００３４】
以上の構成のモータ４では、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、バッテリ５２からＰＤＵ５１を介してステータ４ａに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ４ｂが回転する。この場合、ステータ４ａに供給される電力が制御されることによって、ロータ４ｂの動力が制御される。
【００３５】
また、ステータ４ａへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ４ｂが回転しているときに、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ４ｂに入力された動力が電力に変換され、発電が行われるとともに、発電した電力がバッテリ５２に充電される。また、ステータ４ａを適宜、制御することによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。以下、モータ４で発電するとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電することを適宜、「回生」という。
【００３６】
さらに、ハイブリッド車両Ｖは、エンジン３およびモータ４の動力をハイブリッド車両Ｖの駆動輪ＤＷに伝達するための駆動力伝達装置を備えており、この駆動力伝達装置は、第１変速機構１１および第２変速機構３１などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
【００３７】
第１変速機構１１は、入力された動力を、１速段、３速段、５速段および７速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの１速段〜７速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第１変速機構１１は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置された第１クラッチＣ１、遊星歯車装置１２、第１入力軸１３、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６を有している。
【００３８】
第１クラッチＣ１は、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ１ａと、第１入力軸１３の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ１ｂなどで構成されている。第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第１入力軸１３を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者１３、３ａの間を遮断する。
【００３９】
遊星歯車装置１２は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ１２ａと、このサンギヤ１２ａの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ１２ａよりも歯数の多いリングギヤ１２ｂと、両ギヤ１２ａ、１２ｂに噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ１２ｃ（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ１２ｃを回転自在に支持する回転自在のキャリア１２ｄとを有している。
【００４０】
サンギヤ１２ａは、第１入力軸１３の他端部に一体に取り付けられている。第１入力軸１３の他端部にはさらに、前述したモータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられており、第１入力軸１３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。以上の構成により、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａおよびロータ４ｂは、互いに一体に回転する。
【００４１】
また、リングギヤ１２ｂには、ロック機構ＢＲが設けられている。このロック機構ＢＲは、電磁式のものであり、ＥＣＵ２によりＯＮ／ＯＦＦされ、ＯＮ状態のときに、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、ＯＦＦ状態のときに、リングギヤ１２ｂの回転を許容する。なお、ロック機構ＢＲとして、シンクロクラッチを用いてもよい。
【００４２】
キャリア１２ｄは、中空の回転軸１７に一体に取り付けられている。回転軸１７は、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００４３】
３速ギヤ１４は、回転軸１７に一体に取り付けられており、回転軸１７およびキャリア１２ｄと一体に回転自在である。また、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６は、第１入力軸１３に回転自在に設けられている。さらに、これらの３速ギヤ１４、７速ギヤ１６、および５速ギヤ１５は、遊星歯車装置１２と第１クラッチＣ１の間に、この順で並んでいる。
【００４４】
また、第１入力軸１３には、第１シンクロクラッチＳ１および第２シンクロクラッチＳ２が設けられている。第１シンクロクラッチＳ１は、スリーブＳ１ａ、シフトフォークおよびアクチュエータ（いずれも図示せず）を有している。第１シンクロクラッチＳ１は、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ１ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、３速ギヤ１４または７速ギヤ１６を、第１入力軸１３に選択的に係合させる。
【００４５】
第２シンクロクラッチＳ２は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ２ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、５速ギヤ１５を第１入力軸１３に係合させる。
【００４６】
また、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６には、第１受動ギヤ１８、第２受動ギヤ１９および第３受動ギヤ２０がそれぞれ噛み合っており、これらの第１〜第３受動ギヤ１８〜２０は、出力軸２１に一体に取り付けられている。出力軸２１は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と平行に配置されている。また、出力軸２１には、ギヤ２１ａが一体に取り付けられており、このギヤ２１ａは、差動装置を有するファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸２１は、これらのギヤ２１ａやファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに連結されている。
【００４７】
以上の構成の第１変速機構１１では、遊星歯車装置１２、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８によって１速段および３速段のギヤ段が構成され、５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９によって５速段のギヤ段が、７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０によって７速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第１入力軸１３に入力された動力は、これらの１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００４８】
前述した第２変速機構３１は、入力された動力を、２速段、４速段および６速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの２速段〜６速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第２変速機構３１は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４、４速ギヤ３５、および６速ギヤ３６を有しており、第２クラッチＣ２および第２入力軸３２は、クランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００４９】
第２クラッチＣ２は、第１クラッチＣ１と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ２ａと、第２入力軸３２の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ２ｂで構成されている。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第２入力軸３２を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者３２と３ａとの間を遮断する。
【００５０】
第２入力軸３２は、中空状に形成され、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。また、第２入力軸３２の他端部には、ギヤ３２ａが一体に取り付けられている。
【００５１】
第２入力中間軸３３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第２入力軸３２および前述した出力軸２１と平行に配置されている。第２入力中間軸３３には、ギヤ３３ａが一体に取り付けられており、ギヤ３３ａには、アイドラギヤ３７が噛み合っている。アイドラギヤ３７は、第２入力軸３２のギヤ３２ａに噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、アイドラギヤ３７は、ギヤ３２ａから離れた位置に描かれている。第２入力中間軸３３は、これらのギヤ３３ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３２ａを介して、第２入力軸３２に連結されている。
【００５２】
２速ギヤ３４、６速ギヤ３６、および４速ギヤ３５は、第２入力中間軸３３に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第１受動ギヤ１８、第３受動ギヤ２０および第２受動ギヤ１９にそれぞれ噛み合っている。さらに、第２入力中間軸３３には、第３シンクロクラッチＳ３および第４シンクロクラッチＳ４が設けられている。両シンクロクラッチＳ３およびＳ４は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されている。
【００５３】
第３シンクロクラッチＳ３は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ３ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、２速ギヤ３４または６速ギヤ３６を、第２入力中間軸３３に選択的に係合させる。第４シンクロクラッチＳ４は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ４ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、４速ギヤ３５を第２入力中間軸３３に係合させる。
【００５４】
以上の構成の第２変速機構３１では、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８によって２速段のギヤ段が構成され、４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９によって４速段のギヤ段が、６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０によって６速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第２入力軸３２に入力された動力は、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３３ａを介して第２入力中間軸３３に伝達され、第２入力中間軸３３に伝達された動力は、これらの２速段、４速段および６速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５５】
以上のように、第１および第２変速機構１１、３１では、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されている。
【００５６】
また、駆動力伝達装置には、リバース機構４１が設けられており、リバース機構４１は、リバース軸４２、リバースギヤ４３および第５シンクロクラッチＳ５を有している。リバース軸４２は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と並行に配置されている。リバース軸４２には、ギヤ４２ａが一体に取り付けられており、ギヤ４２ａは、前述したアイドラギヤ３７に噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、ギヤ４２ａは、アイドラギヤ３７から離れた位置に描かれている。
【００５７】
リバースギヤ４３は、リバース軸４２に回転自在に設けられている。第５シンクロクラッチＳ５は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ５ａをリバース軸４２の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ４３をリバース軸４２に係合させる。
【００５８】
さらに、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１から、ＣＲＫ信号が入力される。このＣＲＫ信号は、エンジン３のクランク軸３ａの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ６２から、バッテリ５２に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ２には、バッテリ温度センサ６３から、バッテリ５２の温度ＴＢを表す検出信号が入力される。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ６４からハイブリッド車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ６５から車速ＶＰを表す検出信号が、入力される。また、ＥＣＵ２には、カーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータが適宜、入力される。
【００６０】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ６１〜６５からの検出信号や、カーナビゲーションシステム６６からのデータに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Ｖの動作を制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、充電優先走行実行手段、総合効率算出手段、変速段選択手段、必要電力算出手段、予備選択手段、および予測手段に相当する。
【００６１】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの運転モードには、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モード、アシスト走行モード、充電走行モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各運転モードにおけるハイブリッド車両Ｖの動作は、ＥＣＵ２によって制御される。以下、これらの運転モードについて順に説明する。
【００６２】
［ＥＮＧ走行モード］
ＥＮＧ走行モードは、エンジン３のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＮＧ走行モードでは、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３の動力（以下「エンジン動力」という）が制御される。また、エンジン動力は、第１または第２変速機構１１、３１により変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６３】
まず、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つでエンジン動力を変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００６４】
１速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００６５】
以上により、エンジン動力は、第１クラッチＣ１、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ１２ｂが回転不能に保持されているため、第１入力軸１３に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ１２ａとリングギヤ１２ｂとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア１２ｄに伝達され、さらに、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸２１に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の２つの変速比によって定まる１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６６】
３速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。
【００６７】
以上により、エンジン動力は、第１入力軸１３から３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。この場合、上記のように３速ギヤ１４が第１入力軸１３に係合しているため、サンギヤ１２ａ、キャリア１２ｄおよびリングギヤ１２ｂは一体に空転する。このため、３速段の場合には、１速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置１２で減速されることなく、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６８】
以下同様に、５速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、５速ギヤ１５のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１５，１９の歯数比によって定まる５速段の変速比で変速される。
【００６９】
７速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、７速ギヤ１６のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１６，２０の歯数比によって定まる７速段の変速比で変速される。
【００７０】
次に、エンジン動力を第２変速機構３１により２速段、４速段および６速段の１つで変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第１入力軸１３の係合を解除するとともに、第２クラッチＣ２を締結状態に制御することによって、第２入力軸３２をクランク軸３ａに係合させる。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７１】
２速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、２速ギヤ３４のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７、ギヤ３３ａ、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、エンジン動力は、２速ギヤ３４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる２速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７２】
以下同様に、４速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、４速ギヤ３５のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３５，１９の歯数比によって定まる４速段の変速比で変速される。
【００７３】
６速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、６速ギヤ３６のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３６，２０の歯数比に応じて定まる６速段の変速比で変速される。
【００７４】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、モータ４のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＶ走行モードでは、バッテリ５１からモータ４に供給される電力を制御することによって、モータ４の動力（以下「モータ動力」という）が制御される。また、モータ動力が、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つで変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａに対する第１および第２入力軸１３、３２の係合を解除する。これにより、モータ４および駆動輪ＤＷとエンジン３との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン３に無駄に伝達されることがない。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７５】
１速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００７６】
以上により、モータ動力は、第１入力軸、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７７】
３速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、モータ動力は、第１入力軸１３から、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７８】
５速段または７速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様にして、ロック機構ＢＲ、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２を制御する。これにより、モータ動力は、５速段または７速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７９】
［アシスト走行モード］
アシスト走行モードは、エンジン３をモータ４でアシストする運転モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジン３のトルク（以下「エンジントルク」という）を制御する。また、運転者から駆動輪ＤＷに要求されるトルク（以下「要求トルク」という）ＴＲＱに対するエンジントルクの不足分が、モータ４のトルク（以下「モータトルク」という）によって補われる。要求トルクＴＲＱは、検出されたアクセル開度ＡＰに応じて算出される。
【００８０】
アシスト走行モード中、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第２変速機構３１によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００８１】
［充電走行モード］
充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ４で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電する運転モードである。充電走行モードでは、要求トルクＴＲＱと車速ＶＰで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の余剰分が、電力に変換され、バッテリ５２に充電される。また、第１および第２変速機構１１、３１の変速段に応じて、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第１〜第５シンクロクラッチＳ１〜Ｓ５が、エンジン走行モードやＥＶ走行モードの場合と同様にして制御される。
【００８２】
この場合、アシスト走行モードの場合と同様、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第２変速機構１２によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００８３】
なお、充電走行モード中、エンジン動力を第２変速機構３１によって駆動輪ＤＷに伝達する場合において、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比をエンジン３と駆動輪ＤＷとの変速比と同じ値に制御するときには、第１クラッチＣ１により第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、エンジン動力の一部が、第１クラッチＣ１および第１入力軸１３を介してモータ４のロータ４ｂに伝達される。
【００８４】
［ＥＮＧ始動モード］
ＥＮＧ始動モードは、エンジン３を始動するための運転モードである。ＥＮＧ始動モードにおいて、ハイブリッド車両Ｖの停止中にエンジン３を始動する場合には、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第１変速機構１１の変速段をすべて解除（ニュートラル）するとともに、バッテリ５１からモータ４に電力を供給し、モータ動力を発生させる。
【００８５】
以上により、モータ動力は、第１入力軸１３および第１クラッチＣ１を介してクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが回転する。その状態で、前述したＣＲＫ信号に応じ、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３が始動される。この場合、第１入力軸１３を介してサンギヤ１２ａに伝達されたモータ動力は、プラネタリギヤ１２ｃを介してリングギヤ１２ｂに伝達されるものの、上記のようにリングギヤ１２ｂの回転が許容されていることでリングギヤ１２ｂが空転するので、キャリア１２ｄなどを介して駆動輪ＤＷに伝達されることがない。
【００８６】
また、前述したＥＶ走行モード中にエンジン３を始動する場合には、解放状態にある第１クラッチＣ１を締結し、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、モータ動力がクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが回転する。その状態で、ＣＲＫ信号に応じ、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３が始動される。この場合、第１クラッチＣ１の締結力を漸増させることによって、モータ４から駆動輪ＤＷに伝達されるトルクが急減することがなくなるので、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００８７】
なお、ＥＶ走行中、ハイブリッド車両Ｖが極低速状態にある場合や、第１クラッチＣ１の温度が高い場合などにおいて、エンジン３を始動するときには、第１クラッチＣ１を締結せずに、第２クラッチＣ２を締結するとともに、エンジン３を始動するために偶数段の変速段を選択することによっても、エンジン３を始動することが可能である。
【００８８】
次に、図３〜図５を参照しながら、ＥＣＵ２で実行されるハイブリッド車両Ｖの制御処理について説明する。この制御処理は、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣに応じて充電優先走行を実行するとともに、第１および第２変速機構１１，３１の変速段を選択するものであり、所定時間ごとに実行される。
【００８９】
図３はそのメインルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、バッテリ５２の充電が必要とされるような低い所定の第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低いか否かを判別する。この答がＮＯのときには、ステップ２において、通常走行制御を実行し、本処理を終了する。
【００９０】
この通常走行制御では、車速ＶＰ、要求トルクＴＲＱおよび充電状態ＳＯＣに応じて、運転モードとして、基本的に、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モードまたはアシスト走行モードのいずれかが選択されるとともに、選択された運転モードにおいて、後述する総合効率が最も高い変速段が選択される。
【００９１】
一方、上記ステップ１の答がＹＥＳで、ＳＯＣ＜ＳＯＣＬ１のときには、ステップ３において、エンジン３を運転状態にした後、ステップ４に進む。具体的には、それまでの運転モードがＥＶ走行モードで、エンジン３が停止している場合には、エンジン３を強制的に始動させる。一方、エンジン３が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン３を運転状態に保持する。
【００９２】
ステップ４では、充電優先走行制御を実行する。図４は、そのサブルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ１１において、最適燃費制御を実行する。この最適燃費制御では、エンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるＢＳＦＣボトムトルクするとともに、エンジントルクを、算出されたＢＳＦＣボトムトルクに制御する。
【００９３】
次に、ステップ１２において、所定の目標充電状態ＳＯＣＭからそのときの充電状態ＳＯＣを減算することによって、不足電力ＳＯＣｓｈｔを算出する。次に、ステップ１３において、算出された不足電力ＳＯＣｓｈｔを所定時間Ｔｒｅｆで除算することによって、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆで目標充電状態ＳＯＣＭに回復させるのに必要な単位時間当たりの必要電力ＥＰｒｅｑを算出する。
【００９４】
次に、ステップ１４において、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、バッテリ５２の充電量ＥＰを算出する。この算出は、第１変速機構１１の変速段と第２変速機構３１の変速段との組み合わせ（以下「変速パターン」という）ごとに、図５に示すような充電量マップを用いて行われる。この充電量マップは、エンジン３およびモータ４の変速段がともに３速段である変速パターンの場合の例であり、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、バッテリ５２の単位時間当たりの充電量ＥＰを実験により予め求め、マップとして設定したものである。なお、充電量マップは、実際には、すべての変速パターンに対応する複数のマップで構成されており、これらのマップを用いて、それぞれの変速パターンごとに充電量ＥＰが算出される。
【００９５】
次に、ステップ１５において、上記の複数の変速パターンから、算出された充電量ＥＰが必要電力ＥＰｒｅｑ以上である条件を満たす変速パターンを予備的に選択する。
【００９６】
次に、ステップ１６において、予備選択された変速パターンごとに、予測効率Ｅｈａｔをそれぞれ算出する。この予測効率Ｅｈａｔは、バッテリ５２に充電された電力が将来的にモータ４での動力変換に用いられるときの効率に相当し、車速ＶＰ、要求トルクＴＲＱおよび充電状態ＳＯＣなどに応じて算出される。
【００９７】
次に、ステップ１７において、予備選択された変速パターンごとに、総合効率ＴＥをそれぞれ算出する。この総合効率ＴＥは、ハイブリッド車両Ｖにおけるエネルギ源としての燃料が、最終的に走行エネルギとして用いられるまでの総合的な効率に相当する。総合効率ＴＥには、エンジン３の効率、モータ４の効率、バッテリ５２の充電効率や第１および第２変速機構１１，３１の効率などが含まれ、これらの効率は、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱなどに応じて算出される。そして、総合効率ＴＥは、算出されたこれらの効率と、ステップ１６で算出された予測効率Ｅｈａｔを用いて算出される。
【００９８】
次に、ステップ１８において、予備選択された変速パターンから、算出された総合効率ＴＥが最も大きな変速パターンを最終的に選択し、本処理を終了する。
【００９９】
以上のようにして選択された変速パターンを用いて、充電走行モードによる走行が実行され、ＢＳＦＣボトムトルクと要求トルクＴＲＱとの差が、モータ４による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ５２に充電される。それにより、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率ＴＥを得ることができる。
【０１００】
なお、上記の充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第２変速機構３１の２速段または４速段が選択されている状態で、充電状態ＳＯＣがさらに低下し、下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときには、以下の制御を実行する。まず、第２変速機構３１のエンジン動力の変速段を１段、高速側にシフトする（例えば４速段→６速段）とともに、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、シフト後の変速段と第１変速機構１１のモータ４側の複数の変速段との組み合わせ（変速パターン）に対応する前述した充電量マップを用いて、変速パターンごとに充電量ＥＰを検索する。そして、これらの複数の変速パターンから、検索された充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択する。これにより、第２下限値ＳＯＣＬ２を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【０１０１】
また、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、図５に示すような充電量マップを参照して、充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択する。
【０１０２】
また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔＡＰが所定値よりも大きくなった場合には、エンジントルクが最も大きな変速パターンが選択される。
【０１０３】
以上のように、本実施形態によれば、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１よりも低い状態では、エンジントルクがＢＳＦＣボトムトルクになるように制御されるので、エンジン３の燃費を向上させることができる。
【０１０４】
また、ＢＳＦＣボトムトルクと要求トルクＴＲＱとの差が、モータ４による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ５２に充電されるので、第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを確実に回復させることができる。
【０１０５】
また、充電優先走行を実行するに際し、第１下限値ＳＯＣＬを下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させることが可能な複数の変速パターンを予備的に選択し、予備選択された複数の変速パターンから、ハイブリッド車両Ｖの総合効率ＴＥが最も大きな変速パターンを最終的に選択するので、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを所定時間Ｔｒｅｆ以内に目標充電状態ＳＯＣＭまで回復させることができるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率ＴＥを得ることができる。
【０１０６】
さらに、充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第２変速機構３１の２速段または４速段が選択されている状態で、充電状態ＳＯＣがさらに低下し、下限値ＳＯＣＬ１よりも低い所定の第２下限値ＳＯＣＬ２よりも低くなったときには、第２変速機構３１のエンジン動力の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、シフト後の変速段に対して最も大きな充電量ＥＰが得られる第１変速機構１１のモータ４側の変速段を選択するので、第２下限値ＳＯＣＬ２を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【０１０７】
また、カーナビゲーションシステム６６で予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量ＥＰが最も大きな変速パターンを選択することができる。
【０１０８】
また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔＡＰが所定値よりも大きくなった場合には、充電優先走行を終了し、前述した動力優先走行を開始するので、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪ＤＷに伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【０１０９】
さらに、充電状態ＳＯＣが第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったときに、それまでの運転モードがＥＶ走行モードで、エンジン３が停止している場合には、エンジン３を強制的に始動させ、エンジン３が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン３を運転状態に保持するので、第１下限値ＳＯＣＬ１を下回ったバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを回復させることができる。
【０１１０】
また、本発明は、図６に示すハイブリッド車両Ｖ’にも適用可能である。同図において、図１に示すハイブリッド車両Ｖと同じ構成要素については、同じ符号を付している。図６に示すハイブリッド車両Ｖ’は、ハイブリッド車両Ｖと比較して、前述した第１および第２変速機構１１、３１に代えて、変速機構７１を備える点が主に異なっている。
【０１１１】
この変速機構７１は、有段式の自動変速機であり、入力軸７２および出力軸７３を有している。入力軸７２は、クラッチＣを介してクランク軸３ａに連結されており、入力軸７２には、モータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられている。クラッチＣは、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２と同様の乾式多板クラッチである。
【０１１２】
また、出力軸７３には、ギヤ７３ａが一体に取り付けられており、このギヤ７３ａは、前述したファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸７３は、これらのギヤ７３ａやファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷ、ＤＷに連結されている。以上の構成の変速機構７１では、入力軸７２には、エンジン動力およびモータ動力が入力されるとともに、入力された動力は、複数の変速段（例えば１速段〜７速段）の１つで変速され、駆動輪ＤＷ、ＤＷに伝達される。また、変速機構７１の動作は、ＥＣＵ２によって制御される。
【０１１３】
このハイブリッド車両Ｖ’に本発明による制御装置を適用した場合にも、運転モードの選択や、変速段の選択、走行モードの選択が、上述した制御装置１の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した実施形態による効果を同様に得ることができる。
【０１１４】
なお、変速機構７１を、エンジン動力およびモータ動力の双方を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達するように構成しているが、エンジン動力のみを変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン動力を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。
【０１１５】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１として、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第１〜第４シンクロクラッチＳ１〜Ｓ４を、第１入力軸１３および第２入力中間軸３３ではなく、出力軸に設けてもよい。さらに、実施形態では、クラッチＣ、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
【０１１６】
また、実施形態では、総合効率ＴＥの算出を、エンジン３の効率、モータ４の効率、バッテリ５２の充電効率および第１・第２変速機構１１，３１の効率に応じて行っているが、これらに加えてまたは代えて、他の適当な効率に応じて行ってもよい。
【０１１７】
さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスＤＣモータであるモータ４を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばＡＣモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ５２であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン３を用いているが、ディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｖ ハイブリッド車両
Ｖ’ ハイブリッド車両
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（充電優先走行実行手段、総合効率算出手段、変速段選択手段、
必要電力算出手段、予備選択手段、予測手段）
３ エンジン
３ａ クランク軸（機関出力軸）
４ モータ
ＤＷ 駆動輪
１１ 第１変速機構
１３ 第１入力軸
３１ 第２変速機構
３２ 第２入力軸
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
５２ バッテリ（蓄電器）
６６ カーナビゲーションシステム
７１ 変速機構
ＳＯＣ 充電状態
ＳＯＣＬ１ 第１下限値
ＴＥ 総合効率
Ｔｒｅｆ 所定時間
ＥＰｒｅｑ 必要電力
ＥＰ 充電量（充電効率）
ＳＯＣＬ２ 第２下限値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
を備え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】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
を備え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】
前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出する必要電力算出手段と、
前記複数の変速段から、前記電動機による回生によって前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段と、をさらに備え、
前記変速段選択手段は、前記選択された複数の変速段から、前記総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とする、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。
【請求項４】
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記変速段選択手段は、前記充電優先走行中、前記第２変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で、前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低い所定の第２下限値よりも低くなったときに、前記第２変速機構の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、前記第１変速機構の複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときの前記蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択す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５】
前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
前記予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速段の選択が行われることを特徴とする、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。
【請求項６】
アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、前記充電優先走行に代えて、前記内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする、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。
【請求項７】
前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低いときに、前記内燃機関の停止が禁止されることを特徴とする、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。
【請求項８】
前記内燃機関が停止した状態で前記電動機の動力によって走行するＥＶ走行中において、前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低くなったときに、前記電動機の動力によって前記内燃機関を始動させることを特徴とする、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。
【請求項９】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行し、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出し、
前記蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出し、
前記複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときに前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記選択された複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、入力された動力を複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
を備え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】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
を備え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】
前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出する必要電力算出手段と、
前記複数の変速段から、前記電動機による回生によって前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段と、をさらに備え、
前記変速段選択手段は、前記選択された複数の変速段から、前記総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とする、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。
【請求項４】
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記変速段選択手段は、前記充電優先走行中、前記第２変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で、前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低い所定の第２下限値よりも低くなったときに、前記第２変速機構の変速段を１段、高速側にシフトするとともに、前記第１変速機構の複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときの前記蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択す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５】
前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
前記予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速段の選択が行われることを特徴とする、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。
【請求項６】
アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、前記充電優先走行に代えて、前記内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする、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。
【請求項７】
前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低いときに、前記内燃機関の停止が禁止されることを特徴とする、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。
【請求項８】
前記内燃機関が停止した状態で前記電動機の動力によって走行するＥＶ走行中において、前記蓄電器の充電状態が前記第１下限値よりも低くなったときに、前記電動機の動力によって前記内燃機関を始動させることを特徴とする、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。
【請求項９】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記蓄電器の充電状態が所定の第１下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行し、
前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出し、
前記蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出し、
前記複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときに前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し、
前記充電優先走行を実行するに際し、前記選択された複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５２８０２（Ｐ２０１３−５２８０２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３０２３（Ｐ２０１１−１９３０２３）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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